JP2017518389A - 有孔フィルム及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

フィルムの幅方向にわたって交互になっている第1のセグメント及び第2のセグメントを有するフィルム。第2のセグメントは第1のセグメントより弾性的であり、第2のセグメントを延伸するのに必要な力は、第1のセグメントを延伸するのに必要な力より小さい。第1のセグメントの少なくとも一部は、それらの厚さを通した開孔を有し、開孔によって占有された第1のセグメントの面積の割合は、第2のセグメントを通して延在し得る任意の開孔によって占有された面積の割合より大きい。かかるフィルムを含む積層体及び吸収性物品も開示される。フィルムの製造方法も記述される。

Description

(関連出願の相互参照)
本願は、2014年8月1日に出願された米国特許仮出願第62/032246号、2014年4月3日に出願された同第61/974877号、及び2014年4月3日に出願された同第61/974870号の優先権を主張し、それらの開示は、その全体が参照により、本明細書中に組み込まれる。
複数のポリマー組成物を単一のフィルムに共押出成形することは、当該技術分野で周知である。例えば、複数のポリマーフローストリームをダイ又はフィードブロックにて層状に組み合わせて、上下の多層フィルムを提供してきた。フィルムの厚さ方向に同一の広がりを持つ層としてではなくフィルムの幅寸法に沿ったストライプとしてフィルムが分画される、共押出フィルム構造を提供することも周知である。これは、「サイドバイサイドの」共押出し成形と呼ばれる場合がある。サイドバイサイドの配向されたストライプを有する押出し成形製品は、例えば、米国特許第4,435,141号(Weisnerら)、同第6,159,544号(Liuら)、同第6,669,887号(Hilstonら)、及び同第7,678,316号(Ausenら)並びに国際特許出願公開WO 2011/119323号(Ausenら)に記載されている。別のポリマーの基質中の複数のセグメント化されたフローを有するフィルムが、例えば米国特許第5,773,374号(Woodら)に記載されている。いくつかの場合、ストライプの一部は弾性的であり、結果として得られるフィルムは、少なくともストライプを横切る方向において弾性的である。
他の技術では、有孔(例えば、マクロ孔質)フィルムは、様々な用途で有用である。マクロ孔質、有孔フィルムは、蒸気透過性用途及び/又は液体透過性用途に通常用いられ、個人用衛生物品(例えば、おむつ及び女性用衛生用製品)、フィルタリング、並びに音響用途のコンポーネントとして用途が見出されてきた。
非弾性セグメントとサイドバイサイドの弾性セグメントを有するフィルムであって、弾性セグメントが開孔を有するフィルムの例が、米国特許出願公開第2011/0160691号(Ngら)に記載されている。
液体バリア特性を有する通気性のある弾性フィルムが、個人用衛生衣料品産業において長期にわたる望みであった。通気性のある弾性フィルムを延伸するに際し液体バリア特性を維持することが固有の難しさを有するのは、孔もまた面積が大きくなり、それによってバリア特性が劣化するからである。本開示は、フィルムの幅に沿って概ねサイドバイサイドの様式で第1のセグメント及び第2のセグメントを有するフィルムを提供する。第2のセグメントは第1のセグメントより弾性的であり、第1のセグメントより小さい力で延伸する。開孔は優先的に、第1のセグメントを通して形成されている。結果として、フィルムをフィルムの幅方向に延伸すると、開孔は、実質的に延伸されず、バリア特性は維持され得る。
一態様では、本開示は、フィルムの幅方向に沿って配設される第1のセグメント及び第2のセグメントを有するフィルムを提供する。第2のセグメントは第1のセグメントより弾性的であり、第2のセグメントを延伸するのに必要な力は、第1のセグメントを延伸するのに必要な力より小さい。第1のセグメントの少なくとも一部は、それらの厚さを通した開孔を有し、開孔によって占有された第1のセグメントの面積の割合は、第2のセグメントを通して延在し得る任意の開孔によって占有された面積の割合より大きい。典型的には、フィルムの幅の少なくとも一部にわたって、第1のセグメント及び第2のセグメントは交互になっている。
別の態様では、本開示は、繊維状担体に結合されたかかるフィルムを含む積層体を提供する。
別の態様では、本開示は、前述したフィルム又は積層体の実施形態のいずれかを含む吸収性物品を提供する。
別の態様では、本開示はフィルムの製造方法を提供する。方法は、フィルムの幅方向に沿って配設された第1のセグメント及び第2のセグメントを備えるフィルムであって、前記第2のセグメントは前記第1のセグメントより弾性的であり、前記第2のセグメントを延伸するのに必要な力が、前記第1のセグメントを延伸するのに必要な力よりも小さい、フィルムを提供することと、開孔によって占有された前記第1のセグメントの面積の割合が、前記第2のセグメントを通して延在し得る任意の開孔によって占有された面積の割合より大きいように、前記第1のセグメントの少なくとも一部に開孔を形成することと、を含む。いくつかの実施形態では、開孔は、第2のセグメントを通して形成されていない。
本開示による、かつ/又は本開示によって作製されたフィルムは、弾性材料と組み合わせて、かなりの量の比較的非弾性的な材料を有する。例えば、前述の態様のいずれかのうちいくつかの実施形態では、第1のセグメントは、フィルムの第2のセグメントより高い容量パーセントを構成する。しかし、フィルムは依然として有用な伸びを有する。したがって、本開示によるフィルムでは、比較的高価な弾性材料が、効率的に使用され、これらから作製されるフィルム及び物品は、典型的により多い量の弾性材料を含む他の弾性フィルムより低コストとすることができる。
更に、第2のセグメントを延伸するのに必要な力は第1のセグメントを延伸するのに必要な力より小さいので、フィルムを、第1のセグメント及び第2のセグメントが延在する方向を横切る方向に延伸する場合、開孔は、典型的には、実質的に形状又は大きさが変化しない。したがって、延伸されたフィルムと延伸されていないフィルムとの間の水蒸気透過率の違いは、延伸されると第2のセグメントが細線化することによる違いに限定され、弾性セグメントに開孔を有する延伸されたフィルムと延伸されていないフィルムとの水蒸気透過率の違いよりはるかに小さい。この特徴により、このフィルムが、例えば、吸収性物品に組み込まれる場合、水分バリア特性をより一定にすることができる。
本明細書において、「a」、「an」及び「the」などの用語は、単数形を意味するのみでなく、その特定の例を例示のために使用してよい一般的な一群を含むことを意図する。用語「a」、「an」、及び「the」は、用語「少なくとも1つの」と互換的に使用される。列挙部が後に続く、「〜のうちの少なくとも1つ」及び「〜のうちの少なくとも1つを含む」という表現は、列挙部内の項目のいずれか1つ、及び、列挙部内の2つ以上の品目の任意の組み合わせを指す。すべての数値範囲は、特に明記しない限り、その端点と、両端点間の非整数値を含む。
本明細書で使用される場合、「交互に」という用語は、任意の2つの隣接する第2のセグメントの間に配置される1つの第1のセグメント(即ち、第2のセグメントは、それらの間に1つの第1のセグメントのみを有する)と、任意の2つの隣接する第1のセグメントの間に配置される1つの第2のセグメントとを指す。
「開孔」という用語は、フィルム内の孔を指す。しかし、開孔の少なくとも一部分は、典型的には、フィルムの全厚を通して直線経路を形成し、これらの開孔を微多孔性フィルム内に設けられたねじれた経路と区分する。開孔は、概ね管形状を有する場合があるが、これは要件ではない。いくつかの実施形態では、開孔は、少なくとも20、25、30、35、又は40マイクロメートルのフィルムのxーy平面における寸法(例えば、直径又は最大寸法)を有することができる。開孔は、後述する実施形態のいずれかにおける第1のセグメントの幅と同じ大きさのフィルムのxーy平面における寸法を有する場合がある。
「弾性的」という用語は、延伸又は変形からの回復を示す任意の材料(例えば、厚さ0.002mm〜0.5mmのフィルムなど)を指す。別の材料、フィルム、又は組成物より弾性的な材料、フィルム、又は組成物は、別の材料、フィルム、又は組成物より高い伸長、又はより低いヒステリシスのうちの少なくとも1つ(通常、両方)を示す。いくつかの実施形態では、延伸力がかかると、その最初の長さより少なくとも約25(いくつかの実施形態では、50)パーセント長い長さまで延伸され、かつ延伸力が開放されるとその伸長の少なくとも40パーセントまで回復することができる場合、材料は、弾性的であると考えられてもよい。
「非弾性的」という用語は、大体において、延伸又は変形からの回復を示さない任意の材料(例えば、厚さ0.002mm〜0.5mmのフィルムなど)を指す。例えば、その最初の長さより少なくとも約50パーセント長い長さまで延伸された非弾性的材料は、その延伸力が開放されると、その伸長の約40、25、20、又は10パーセント未満まで回復することになる。いくつかの実施形態では、非弾性的材料は、可逆的な延伸領域を超えて延伸された場合、永久的な塑性変形を受ける能力を有する可撓性プラスチックであると考えられてもよい。
倍率に関する「伸長」は、{(伸長した長さ−初期の長さ)/初期の長さ}に100を掛けたものを指す。別段の定義のない限り、本明細書でフィルム又はその部分が、少なくとも100パーセントの伸びを有するというとき、フィルムが破断するまでに少なくとも100パーセントの伸びを有することを意味する。
「伸張性のある」という用語は、材料又は材料繊維の構造を破壊することなく、かけられた延伸力の方向に延在又は伸長することができる材料を指す。伸張性のある材料は、回復特性を有する場合もあり、有しない場合もある。例えば、弾性的材料は、回復特性を有する伸張性のある材料である。いくつかの実施形態では、伸張性のある材料は、その荷重がかかっていないときの長さより少なくとも約5、10、15、20、25、又は50パーセントより長い長さまで、材料又は材料繊維の構造を破断せずに、延伸され得る。
上記及び下記で使用する用語「縦方向」(MD)は、本明細書に開示するフィルムの製造中の、ネットの走行する連続ウェブの方向を意味する。連続ウェブから一部分を切り取るとき、この縦方向は、フィルムの長手方向に対応する。したがって、縦方向という用語と長手方向という用語は、本明細書では同義的に使用される。上記及び以下において使用されるとき、用語「横方向」(CD)は、本質的に縦方向に垂直である方向を意味する。本明細書に開示するフィルムの一部分を連続ウェブから切り取るとき、横方向は、フィルムの幅に対応する。
「漸増延伸」という用語は、フィルム、繊維性材料、又はフィルム及び繊維性材料を含む積層体を延伸するプロセスを指し、この場合、フィルム、繊維性材料、又は積層体は、伸びている間、複数の離間された位置で支持されており、それにより、延伸を、支持位置間の間隔によって規定される伸びの具体的には制御された漸増に制限する。
「第1」、「第2」及び「第3」という用語が、本開示に使用される。特に明示されない限り、これらの語はその相対的な意味においてのみ使用されている点は理解されるであろう。これらの構成要素について、単に、実施形態のうちの1つ以上を説明する便宜上、「第1」、「第2」及び「第3」という表記が構成要素に付けられる場合がある。
本開示の上記の概要は、開示される実施形態のそれぞれ、又は本開示のすべての実現形態を説明することを目的としたものではない。以下の説明は、例示的実施形態をより詳細に例証する。したがって、図面及び以下の説明は、単に例示目的であって、本開示の範囲を不当に制限するように解釈されるべきではないことを理解するべきである。
添付図面とともに以下の本開示の様々な実施形態の詳細な説明を検討することで、本開示のより完全な理解を得ることができる。
フィルムが弛緩状態にある、第1のセグメントに開孔を有する本開示によるフィルムの一実施形態の上面図である。 フィルムが「x」方向に延伸され、張力下で保持されている間の、図1に示すフィルムの上面図である。 フィルムの幅にわたって配設される第1のセグメント及び第2のセグメントを有する、フィルムの一実施形態の端面図である。 フィルムの幅にわたって配設される第1のセグメント及び第2のセグメントを有する、フィルムの別の実施形態の端面図である。 フィルムの幅にわたって配設される第1のセグメント及び第2のセグメントを有する、フィルムの別の実施形態の端面図である。 フィルムの幅にわたって配設される第1のセグメント及び第2のセグメントを有する、フィルムの更に別の実施形態の端面図である。 フィルムの幅にわたって配設される第1のセグメント及び第2のセグメントを有する、フィルムの更に別の実施形態の端面図である。 フィルムの幅にわたって配設される第1のセグメント及び第2のセグメントを有する、フィルムの更に別の実施形態の端面図である。 フィルムの幅にわたって配設される第1のセグメント及び第2のセグメントを有する、フィルムの更に別の実施形態の端面図である。 フィルムの幅にわたって配設される第1のセグメント及び第2のセグメントを有する、フィルムの更に別の実施形態の端面図である。 例えば、図4〜図7の端面図に示すようなフィルムを形成することができる、シム配列を形成するために適した、シムの一実施形態の平面図である。 図10Aに示すシムの分注表面付近の拡大した領域である。 例えば、図4〜図7の端面図に示すようなフィルムを形成することができるシム配列を形成するのに適したシムの別の実施形態の平面図である。 図11Aに示すシムの分注表面付近の拡大した領域である。 例えば、図4〜図7の端面図に示すようなフィルムを形成することができるシム配列を形成するのに適したシムの更に別の実施形態の平面図である。 図12Aに示すシムの分注表面付近の拡大した領域である。 例えば、図4〜図7の端面図に示すようなフィルムを形成することができるシム配列を形成するのに適したシムの更に別の実施形態の平面図である。 図13Aに示すシムの分注表面付近の拡大した領域である。 例えば、図4〜図7の端面図に示すようなフィルムを形成することができるシム配列を形成するのに適したシムの更に別の実施形態の平面図である。 図14Aに示すシムの分注表面付近の拡大した領域である。 図4に示すフィルムを形成するように構成された図10A〜図14Aのシムを採用するシム配列の斜視組立図である。 図15で一緒に示される、図4の層状化された第2のセグメントを形成するシムの部分配列が、個々のシムが明らかになるように分離して示される、部分分解斜視図である。 図15及び図16、図22A、又は図27〜図29のシム配列の複数の反復から構成される押出ダイに好適なマウントの例の分解斜視図である。 組み立てられた状態の図17のマウントの斜視図である。 第1のセグメント及び第2のセグメントの両方が層状化されたセグメントである本開示によるフィルムの作製に有用なシム配列を形成するのに適したシムの一実施形態の平面図である。 図19Aに示すシムの分注表面付近の拡大した領域である。 第1のセグメント及び第2のセグメントの両方が層状化されたセグメントである本開示によるフィルムの作製に有用なシム配列を形成するのに適したシムの別の実施形態の平面図である。 図20Aに示すシムの分注表面付近の拡大した領域である。 第1のセグメント及び第2のセグメントの両方が層状化されたセグメントである本開示によるフィルムの作製に有用なシム配列を形成するのに適したシムの、更に別の実施形態の平面図である。 図21Aに示すシムの分注表面付近の拡大した領域である。 本開示のいくつかの実施形態によるフィルムの一部分を形成するように構成される、図19A〜図21Aのシムを採用するシム配列の斜視図である。 図22Aに示すシムの分注表面付近の拡大した領域である。 図8の実施形態に示す鞘/芯構造体を有するストランドを交互に配設したストライプを含むフィルムを形成できるシム配列を形成するのに適した例示的なシムの平面図である。 図23A〜図26Aにそれぞれ示す例示的なシムの分注表面付近の拡大した領域である。 図8の実施形態に示す鞘/芯構造体を有するストランドを交互に配設したストライプを含むフィルムを形成できるシム配列を形成するのに適した別の例示的なシムの平面図である。 図23A〜図26Aにそれぞれ示す例示的なシムの分注表面付近の拡大した領域である。 図8の実施形態に示す鞘/芯構造体を有するストランドを交互に配設したストライプを含むフィルムを形成できるシム配列を形成するのに適した更に別の例示的なシムの平面図である。 図23A〜図26Aにそれぞれ示す例示的なシムの分注表面付近の拡大した領域である。 図8の実施形態に示す鞘/芯構造体を有するストランドを交互に配設したストライプを含むフィルムを形成できるシム配列を形成するのに適した更に別の例示的なシムの平面図である。 図23A〜図26Aにそれぞれ示す例示的なシムの分注表面付近の拡大した領域である。 図8の実施形態に示す鞘/芯構造体を有するストランドを交互に配設したストランプを含むフィルムを生産できるように、図23A〜図26Aのシムを採用するいくつかの異なるシム配列の斜視組立図である。 図27に一緒に示したいくつかの異なるシム配列を、図8のフィルム部分を合わせて考察されたいくつかの領域を生成する配列に分離して示す部分分解斜視図である。 いくつかの個々のシムを明らかにするために更に分解した、図28のシム配列の一部の斜視図である。及び 本開示によるフィルムの一例の顕微鏡写真である。
ここで図1を参照して、本開示によるフィルムの一実施形態の概略上面図を示す。フィルム1は、フィルムの幅「x」にわたって第2のセグメント4とサイドバイサイドで配設される第1のセグメント10を含む。典型的には、第1のセグメント10と第2のセグメント4は、フィルムの「y」方向に延在し、それは典型的には縦方向である。また開孔2も図1に示され、それはフィルム1の全厚(図面の平面に垂直)を通して延在する。
フィルム1の第2のセグメント4は第1のセグメント10より弾性的である。したがって、図2に示すようにフィルム1を「x」方向に延伸すると、典型的には、第2のセグメント4は、第1のセグメント10を延伸することなく、弾性的に延伸され得る。第1のセグメント10の延伸を最小化又は回避できるので、第1のセグメントの開孔2は、典型的には、大きさ又は形状が実質的に延伸又は変更しない。
本開示によるフィルムでは、それを通した開孔によって占有された第1のセグメント10の面積の割合(換言すれば、パーセント開放面積)は、第2のセグメント4のパーセント開放面積より大きい。いくつかの実施形態では、開孔によって占有された第1のセグメントの面積の割合は、第2のセグメントのパーセント開放より少なくとも10倍、20倍、30倍、40倍、50倍、60倍、70倍、80倍、90倍又は100倍大きい。いくつかの実施形態では、開孔によって占有された第2のセグメント4の面積の割合は、1.0、0.5、0.25、又は0.1パーセント以下である。第2のセグメント4はいかなる開孔も有しないので、開放面積も有しないことも可能であり、典型的には望ましい。
開孔は、ニードルパンチング(例えば、加熱したニードルを用いた)、真空成形、打抜き、レーザ形成技法、又は押し出された後、開孔をフィルム内に導入するための他の方法を含む様々な方法によって、フィルム内に作製することができる。フィルムにはまた、開孔を形成するように直立構造を有する表面に押出成形することによって開孔が備えられている場合もある。フィルムは、以下に更に詳細に記載するように、積層の間に開孔を有して提供される場合もある。
第1のセグメントに選択的に開孔を形成するには、第1のセグメント及び第2のセグメントがどこにあるかを判定するためにフィルムを測定することができる。光学的技法又は手動による技法は、フィルムをスキャンし、開孔装置を第1のセグメントに登録するのに有用な場合がある。レーザを使用する実施形態では、好適なマスクが、これらのセグメントでのレーザ露光を防止するために、第2のセグメントの上で使用される場合もある。
本開示によるフィルムの製造方法のいくつかの実施形態では、開孔はレーザで形成されている。レーザは、赤外線(IR)、可視、及び/又は紫外線(UV)出力波長で動作する任意の好適なレーザとすることができる。
有利なことに、いくつかの実施形態では、第2のセグメントの弾性的なポリマー組成物よりも光の特定の波長における吸光度が大きくなるように第1のセグメントに含まれる第1のポリマー組成物を設計することによって、開孔を、本開示によるフィルムの第1のセグメント内に選択的に形成することができる。これにより、第1のセグメントを識別し、又はレーザでそれを具体的に標的にする必要なく、開孔をレーザによって作製することができる。点群アレイ又は任意のレーザパターンを使用することができ、このレーザにより、優先的に第1のセグメントに開孔を形成することになる。
レーザと材料を整合すると、例えば、開孔されるフィルムが多層構造体を有する一層であるとき、有利である場合もある。レーザによる加熱を、後述する多層構造体(例えば、多層フィルム)又は積層体を持つ第1のセグメント及び第2のセグメントを有するフィルムの場所に調整することができる。例えば、繊維層がレーザとフィルムとの間に位置する場合、本明細書に開示するフィルム内に開孔を形成するのに有利となる場合がある。これらの実施形態では、第1のセグメントを、繊維層よりレーザの波長での吸光度が大きくなるように設計してもよいし、また繊維層を、レーザ露光による影響が最小化されるように選択してもよい。いくつかの実施形態では、開孔されるフィルムはまた、加熱のレベルを調整するようにレーザの焦点面の外側に位置付けしてもよい。
フィルムの第1のセグメントに開孔を形成するための好適なレーザの例としては、ガスレーザ、エキシマレーザ、固定レーザ、及び化学レーザが挙げられる。ガスレーザの例としては、二酸化炭素レーザ(例えば、10.6マイクロメートルで最大100kWまでの出力を生成するもの)、アルゴンイオンレーザ(例えば、458ナノメートル(nm)、488nm又は514.5nmでの光を放射するもの)、一酸化炭素レーザ(例えば、最大500kWまでの出力を生成し得るもの)、及び、深紫外線波長を生成するガスレーザである金属イオンレーザが挙げられる。ヘリウム−銀(HeAg)224nmレーザ及びネオン−銅(NeCu)248nmレーザは2つの例である。これらレーザは、3GHz(0.5ピコメートル)未満の特に狭い振動線幅を有する。
化学レーザは、化学反応によってエネルギー供給されており、高パワーを連続運転で達成することができる。例えば、フッ化水素レーザ(2700〜2900nm)及びフッ化重水素レーザ(3800nm)においては、反応は、三フッ化窒素中における、水素又は重水素ガスとエチレンの燃焼生成物との混合である。
エキシマレーザは、2つの化学種(原子)で、その少なくとも1つが励起した電子状態であるものから形成された半減期の短い二量体分子又はヘテロ二量体分子である励起した二量体(すなわち「エキシマ」)を伴う化学反応によって電力供給される。これらは、典型的には紫外線を生じる。通常用いられるエキシマ分子としては、F(フッ素、157nmで放射する)、及び稀ガス化合物(ArF(193nm)、KrCl(222nm)、KrF(248nm)、XeCl(308nm)、及びXeF(351nm))が挙げられる。
固体レーザ材料は通常、結晶性固体ホストを必要とされるエネルギー状態をもたらすイオンでドーピングすることによって製造される。例として、ルビーレーザ(例えば、ルビー又はクロムドープされたサファイアから作られる)が挙げられる。別の有用なタイプは、Nd:YAGとして知られるネオジミウムドープイットリウムアルミニウムガーネット(YAG)から作られる。ND:YAGレーザは、1064nmでの赤外スペクトルにおいて高出力を生み出すことができる。Nd:YAGレーザはまた、可視の(緑色)コヒレントなソースが望ましい場合、一般的に周波数が二倍になり532nmを生じる。イッテルビウム、ホルミウム、ツリウム、及びエルビウムは、固体レーザにおける他の有用なドーパントである。イッテルビウムは、Yb:YAG、Yb:KGW、Yb:KYW、Yb:SYS、Yb:BOYS、Yb:CaFなどの結晶に使用され、典型的には1020nm−1050nmあたりで動作する。これらは、小さい量子欠損のために潜在的に非常に効率的かつ高パワーである。超短パルスにおける極めて高いパワーが、Yb:YAGで達成され得る。ホルミウムドープYAG結晶は、2097nmで放射し、貯水組織によって強く吸収される赤外波長で作動する有効なレーザを形成する。Ho−YAGは、通常パルスモードで作動される。固体レーザはまた、例えば、活性化学種としてのエルビウム又はイッテルビウムイオンを有するガラス又は光ファイバホストレーザも包含する。
レーザにより開孔が形成される本開示による方法の実施形態では、レーザは、パルスモード及び/又は連続波モードで動作され得る。例えば、レーザは少なくとも部分的に連続波モードで及び/又は少なくとも部分的にパルスモードで動作し得る。いくつかの実施形態では、レーザはパルスモードで動作する。当業者にとって、レーザの適当な出力、材料上のビームサイズ、及び材料上のビーム移動速度は、開孔を形成すべく所望の加熱を実現するように調整することができる。
本明細書に記載するフィルム及び方法のいくつかの実施形態では、第1のセグメントは、第2のセグメントより大幅に選択波長で光を吸収する。本開示による方法及びフィルムに有用な選択波長は、180ナノメートル(nm)から1ミリメートル(mm)、いくつかの実施形態では、200nmから100マイクロメートル、又は200nmから11マイクロメートルの範囲の任意の波長とすることができる。いくつかの実施形態では、本明細書に開示する方法に有用なレーザは、UVレーザであり、それは、いくつかの実施形態では、180nmから355nmの範囲の1つ以上の波長で光を生成する。いくつかの実施形態では、レーザは355nmレーザである。
第1のセグメントは、典型的には、第1のポリマー組成物を含み、第2のセグメントは、第1のポリマー組成物より弾性的である弾性的なポリマー組成物を含む。いくつかの有用な添加剤が、第1のポリマー組成物に含まれ得るので、第1のポリマー組成物は弾性的なポリマー組成物より大幅に選択波長を吸収する。いくつかの有用な添加剤としては、銅、ビスマス、錫、アルミニウム、亜鉛、銀、チタン、アンチモン、マンガン、鉄、ニッケル、クロム及びIR吸収性染料などの金属の酸化物、水酸化物、硫化物、硫酸塩、及びリン酸塩などの無機化合物が挙げられる。
いくつかの実施形態では、第1のセグメントが第2のセグメントより高い吸光度を有する選択波長は、UV範囲、例えば、180nmから355nmの範囲にある。第1のポリマー組成物に添加され得るUV光を吸収する有用な添加剤の例としては、二酸化チタン、酸化亜鉛、三酸化アンチモン、炭酸カルシウム、及びカーボンブラックが挙げられる。いくつかの実施形態では、第1のポリマー組成物としては、二酸化チタン又は炭酸カルシウムのうち少なくとも1つが含まれる。いくつかの実施形態では、第1のポリマー組成物は、二酸化チタンを含む。
いくつかの実施形態では、第1のセグメントが第2のセグメントより高い吸光度を有する選択波長は、約700nmから1mm、いくつかの実施形態では、約700nmから20マイクロメートル又は約700nmから11マイクロメートルの範囲の赤外線をなす。第1のポリマー組成物に添加され得るIR光を吸収する有用な添加剤の例としては、アゾ、アゾメチン、メチン、アントラキノン、インダントロン、ピラントロン、フラバントロン、ベンズアントロン、フタロシアニン、ペリレン、ジオキサジン、チオインジゴイソインドリン、イソインドリノン、キナクリドン、ピロロピロール又はキノフタロン顔料の物質、アゾ、アゾメチン若しくはメチン染料又はアゾ化合物の金属塩の金属錯体のクラスからの赤外線吸収性染料が挙げられる。これらの染料の多くは、例えば、選択波長が約1マイクロメートルの場合に有用であり得る。
いくつかの実施形態では、例えば、YAGレーザを用いるのが望ましい場合、第1のセグメントが第2のセグメントよりレーザエネルギーの高い吸光度を有するように、アンチモンと錫の共沈混合酸化物の特定の仮焼粉末(例えば、米国特許第6,693,657号(Carroll,Jr.ら)に記載したもの)を、第1のポリマー組成物に添加することができる。
第1のポリマー組成物は、これらの実施形態のいずれかの添加剤のいずれかを弾性的なポリマー組成物より高濃度で含むことができる。あるいは、いくつかの実施形態では、弾性的なポリマー組成物にはこれらの添加剤のいずれも有しない。有用な濃度は、第1のセグメントが損傷閾値に到達するほど十分な選択波長での光の吸光度を有するとともに、第2のセグメントが損傷閾値に到達するには不十分な選択波長での光の吸光度を有するように選択され得る。損傷閾値は、フィルムの単位面積あたりの十分なエネルギーがフィルム構造を損傷させるように吸収された点である。いくつかの実施形態では、第2のセグメントは、選択波長で光を透過することができる。
いくつかの実施形態では、第1のセグメントが第2のセグメントより大幅に選択波長での光を吸収するセグメント化フィルムを提供するために、第1のセグメントを選択波長で吸収する物質で模様を付けることができる。例えば、二酸化炭素レーザを使用し、かつ選択波長が9から11マイクロメートルの範囲である場合、黒色のマーカー又はインキを、フィルムの片面又は両面の第1のセグメントに塗布することができる。
いくつかの実施形態では、第1のポリマー組成物が、弾性的なポリマー組成物より大幅に選択波長での光を吸収するセグメント化されたフィルムを提供するには、選択波長で反射性である添加剤が、第2のセグメントの少なくとも一部に組み込まれ得る。例えば、二酸化炭素レーザを使用し、かつ選択波長が9から11マイクロメートルの場合にある場合、銀粒子又は銅粒子を、第2のセグメントの少なくとも一部に(例えば、弾性的なポリマー組成物の中に、又は、弾性的なポリマー組成物を含む場合も含まない場合もある第2のセグメントの表面薄層に)添加することができる。反射性粒子は、第2のセグメントに、例えば、上述の実施形態のいくつかに記載したように吸収性添加剤が第1のポリマー組成物に含まれるかどうか、かつ/又は第1のセグメントが吸収性物質で模様付けられるかどうかにおいて有用な場合がある。
第1のセグメント及び第2のセグメントを有するフィルムの第1のセグメントに開孔を形成することに関する情報はまた、2014年4月3日に出願された同時係属中の米国特許出願第61/974,870号(Hanschenら)に見出すことができ、参照によりその全体が本明細書に組み込まれ得る。
本開示によるフィルムでは、第2のセグメントを延伸するのに必要な力は、第1のセグメントを延伸するのに必要な力より小さい。第1のセグメント及び第2のセグメントを延伸するのに必要な力を、例えば、第1のポリマー組成物及び弾性的なポリマー組成物のそれぞれの引張弾性率を測定することによって比較することができる。いくつかの実施形態では、第1のセグメントの引張弾性率(即ち、応力−ひずみ曲線の初期の勾配)は、第2のセグメントの引張弾性率の少なくとも2倍、3倍、5倍、10倍、20倍、50倍、又は100倍である。いくつかの実施形態では、第2のセグメントが第1のセグメントより容易に延伸できるかどうかを視覚的に容易に決定される。いくつかの実施形態では、本明細書に開示するフィルムは、第1のセグメントの塑性変形が観察される前に、少なくとも75(いくつかの実施形態では、少なくとも100、200、250、又は300)パーセント、かつ最高1000(いくつかの実施形態では、最高750又は500)パーセントの伸びを有する。
いくつかの実施形態では、本開示によるフィルムでは、フィルムが第1のセグメント及び第2のセグメントが延在する方向を横切る方向に延伸されたとき、第1のセグメントの開孔は、形状又は大きさが実質的に変化しない。いくつかの実施形態では、「実質的に変化しない」という語句は、第1のセグメントの開孔が、延伸前に第1の大きさ(即ち、延伸方向におけるフィルムのxーy平面の寸法)と、75%伸びまで延伸している間の第2の大きさとを有し、この第2の大きさが、第1の大きさより10、9、8、7、6、5、4、3、2、又は1パーセント未満大きいことを意味する。
いくつかの実施形態では、本開示によるフィルムは、延伸前の第1の水蒸気透過率と、75%伸びまで延伸している間の第2の水蒸気透過率を有し、第2の水蒸気透過率が、第1の水蒸気透過率より50、40、30、25、又は20パーセント未満大きい。開孔を、典型的に延伸するフィルムの第2のセグメントに作る場合、第2の水蒸気透過率は、第1の水蒸気透過率より少なくとも100、200、300、500又は700パーセント大きくすることができる。フィルムの水蒸気透過率は、とりわけ、フィルムに形成されている開孔の数に依存する。いくつかの実施形態では、本開示によるフィルムは、少なくとも100、200、400、500、800、又は1000g/m/日の水蒸気透過率を有する。下記の実施例に提供する方法により、又はASTM E96−80を用いて、水蒸気透過率を測定することができる。
本開示によるフィルムの第1のセグメント及び第2のセグメントは、様々な異なる構造を有することができる。本開示によるフィルム50の一実施形態の端面図を図2に示す。この図及び図3〜図9に示す端面図では、フィルムの「z」方向を通した開孔は示されていない。フィルム50は、第1のポリマー組成物の2つの表面薄層58、59の間に弾性的なポリマー組成物の弾性層56を含む。弾性的なポリマー組成物は、第1のポリマー組成物より弾性的である。第1のポリマー組成物の2つの表面薄層58、59が示されているが、弾性的なポリマー組成物の弾性層56の両側の一つは、必要ではない。フィルムが多層積層体である他の実施形態では、フィルムは、1つの弾性層と、1つの比較的弾性でない表面薄層を含む。フィルム50は、第2のセグメントを第1のセグメントより弾性的にするために、漸増的に延伸される。漸増延伸プロセスにより、フィルム50の端部に力が印加されると、容易に延伸する第2のセグメント54と、容易に延伸しない第1のセグメント60が提供される。第2のセグメント54は、第1のセグメント60よりシャーリングの程度が大きい区域としてフィルム50に現れる場合があり、また第2のセグメント60の表面薄層58、59は、第1のセグメントの表面薄層58、59より薄い場合がある。
本開示によるフィルムの別の実施形態の端面図を図3に示す。この図では、フィルムの厚さ「z」を通した開孔は示されていない。フィルム100は、それぞれ第1のポリマー組成物及び弾性的なポリマー組成物の、交互になっているサイドバイサイドのストライプの形態をなす第1のセグメント110及び第2のセグメント104を有し、弾性的なポリマー組成物は第1のポリマー組成物より弾性的である。図示されたフィルム100では、第1のセグメント110及び第2のセグメント104は、それぞれ概ね均一な組成物である。換言すれば、第1のセグメント110の第1のポリマー組成物は、フィルムの上主表面から、その厚さを通してフィルムの底主表面まで延在し、第2のセグメント104の弾性的なポリマー組成物は、フィルムの上主表面からその厚さを通してその底主表面まで延在する。しかし、他の実施形態では、フィルムの上主表面又は底主表面のうち少なくとも1つ(例えば上主表面及び底表面の両方)に表面薄層(図示せず)が存在してもよい。表面薄層は、例えば第1のポリマー組成物若しくは弾性的なポリマー組成物、又は別の異なる組成物から形成されてもよい。
図4は、幅「x」方向にわたって第1のセグメント及び第2のセグメントを有するフィルム200の別の実施形態の端面図を示す。フィルム200は、フィルムの幅にわたって第2のセグメント204とサイドバイサイドで配設される第1のセグメント210を含む。図示した実施形態では、すべての第2のセグメントが層状化された第2のセグメント204である。しかし、これは必ずしも必要ではない。他の実施形態では、いくつかの(例えば1つおきの)第2のセグメントだけは、層状化された第2のセグメント204とすることができる。フィルム200内の層状化された第2のセグメント204は、フィルムの厚さ方向「z」に少なくとも3つの層を含む。第1の層206は、第2の層208とフィルムの対向する表面にある第3の層209との間に配置される弾性的なポリマー組成物の中間層である。図示した実施形態を含むいくつかの実施形態では、中間の第1の層206は、フィルムの表面部分を形成せず、第2の層208も第3の層209も所与の層状化された第2のセグメントの厚さ「z」を通して延在しない。第2の層208は、第3のポリマー組成物を含み、第3の層209は、第4のポリマー組成物を含む。第3のポリマー組成物及び第4のポリマー組成物は、一般的に両方とも弾性的なポリマー組成物とは異なるが、これらは互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。いくつかの実施形態では、第3又は第4のポリマー組成物のうちの少なくとも1つは、第1のポリマー組成物と同一である。これらの実施形態のうちの一部では、第3のポリマー組成物及び第4のポリマー組成物は両方とも、第1のセグメント210の第1のポリマー組成物と同一である。他の実施形態では、第2の層208内の第3のポリマー組成物は、第1のポリマー組成物と同一であるが、第3の層209内の第4のポリマー組成物は、第1のポリマー組成物とは異なる。いくつかの実施形態では、第2の層208及び第3の層209内の第3のポリマー組成物及び第4のポリマー組成物は、相互に同一であるが、第1のポリマー組成物とは異なる。他の実施形態では、第1のセグメント210の第1のポリマー組成物、弾性的なポリマー組成物、第3のポリマー組成物、及び第4のポリマー組成物、並びに第1の層206、第2の層208、及び第3の層209のそれぞれは異なる。
図4に図示する実施形態では、第1のポリマー組成物は、第1のセグメント210の厚さ「z」を通して延在する。換言すれば、第1のポリマー組成物は、フィルムの第1の主表面から、厚さ「z」を通して、フィルムの第2の主表面まで延在する。第1のセグメント210は、概して均一な組成物であり、第1のセグメント210は、層状化されていないセグメントであるといわれる場合があり、又は厚さ「z」方向に多層化されているといわれる場合がある。
図5は、幅「x」方向にわたって異なるセグメントを有するフィルム300の別の実施形態の端面図を図示する。図5に示す実施形態は、図4に示す実施形態とは、第2のセグメント304が、中間の第1の層306と、フィルムの対向する表面上の第2の層308及び第3の層309とを含む点が類似している。しかしながら、図5における第1のセグメント310は、図4に示す第1のセグメント210とは異なる。第1のセグメント310のうちの少なくともいくつかは、フィルムの厚さ「z」方向に第4の層326及び第5の層327を少なくとも含む、層状化された第1のセグメントである。第4の層326又は第5の層327のうちの1つは、第1のポリマー組成物とは異なる第5のポリマー組成物を含む。図示する実施形態では、第4の層326は、フィルムの対向する表面上にある第5の層327と第6の層328との間に配置される、第1のポリマー組成物の中間層である。図示される実施形態を含むいくつかの実施形態では、中間の第4の層326は、フィルムの表面の部分を形成しない。第5の層327は、第5のポリマー組成物を含み、第6の層328は、第6のポリマー組成物を含む。第5のポリマー組成物及び第6のポリマー組成物は、概して両方とも第1のポリマー組成物とは異なるが、これらは相互に同一であってもよく、又は異なっていてもよい。図示する実施形態では、第5の層327中の第5のポリマー組成物は、第2の層308中の第3のポリマー組成物とも異なり、かつ第6の層328中の第6のポリマー組成物は、第3の層309中の第4のポリマー組成物とは異なる。いくつかの実施形態では、それぞれ第4の層326、第1の層306、第2の層308、第3の層309、第5の層327、及び第6の層328中の、第1のポリマー組成物、弾性的なポリマー組成物、第3のポリマー組成物、第4のポリマー組成物、第5のポリマー組成物、及び第6のポリマー組成物のそれぞれは、異なる。図5に図示される実施形態では、第1のポリマー組成物、第5のポリマー組成物、又は第6のポリマー組成物のうちのいずれも、それらが存在する場合でも、所与の層状化された第1のセグメントの厚さ「z」を通して延在しない。
本開示によるフィルム400、500の他の実施形態を図6及び図7に示す。図6及び図7に示す実施形態は、第1のセグメント410、510のうちの少なくとも一部が、フィルムの厚さ「z」方向において第4の層426、526、第5の層427、527、及び第6の層428、528をそれぞれ含む層状化された第1のセグメントであるという点で、図5に示す実施形態と同様である。第4の層426、526は、第5の層427、527とフィルムの対向する表面上にある第6の層428、528との間に配置される中間層である。図示する実施形態では、中間の第4の層426、526は、フィルムの表面部分を形成しない。第5の層427、527又は第6の層428、528のうち少なくとも1つは、第1のポリマー組成物を含むが、これらは同じ組成物を有してもよいし、異なる組成物を有してもよい。第5の層427、527のポリマー組成物は、第2の層408、508の第3のポリマー組成物と同じであっても異なってもよく、また第6の層428、528のポリマー組成物は、第3の層409、509の第4のポリマー組成物と同じであっても、異なってもよい。第4の層426、526は、第5の層427、527及び第6の層428、528の両方より厚さが薄い。例えば、第4の層426、526は、第5の層427、527又は第6の層428、428のいずれかの厚さの最高30(いくつかの実施形態では、最高25、20、15、又は10)パーセントの厚さを有する。第4の層426、526はまた、第1の層406、506よりも厚さが薄く、第1の層406、506の厚さの最高30(いくつかの実施形態では、最高25、20、15、又は10)パーセントの厚さを有してもよい。これらの実施形態では、第4の層426、526のポリマー組成物が第1の層406、506の弾性的なポリマー組成物と同一にするのが有用な場合があり、あるいは、高い互換性がある程十分に、弾性的なポリマー組成物と類似していてもよい。これらの実施形態のいずれかでは、第1の層406、506及び第4の層426、526のポリマー組成物は、第1のポリマー組成物、第3のポリマー組成物若しくは第4のポリマー組成物のいずれか1つより、又は第2の層408、508、第3の層409、509、第5の層427、527、及び第6の層428、528のポリマー組成物のいずれかより弾性的であってもよい。
典型的には、図4〜図7に図示した実施形態では、第1のセグメント及び第2のセグメントは、ポリマー界面205、305、405、及び505によって分離されている。図4では、第1のセグメント210の第1のポリマー組成物が第2の層208及び第3の層209の第3のポリマー組成物及び第4のポリマー組成物と同じ又はかなり類似している場合にも、依然として、第1のセグメント210を第2の層208又は第3の層209から分離するポリマー界面が存在する場合がある。同様に、図6及び図7では、第4の層のポリマー組成物が第1の層の弾性的なポリマー組成物と同じ又はかなり類似している場合にも、依然として、第2のセグメントを第4の層から分離するポリマー界面405、505が存在する場合がある。かかる界面は、特に幅方向にフィルムを延伸すると(例えば、裸眼に対して、又は拡大下で)見える場合があり、それは顔料の装填又は他の要因に依存する。
図6及び図7に示す実施形態では、第1の層406、506と第4の層426、526との間の相溶性は、以下の方法で評価されたとき、(図4に示すように)層状化されていないセグメントである第1のセグメントを有するフィルムと比較して、弾性伸び滞留時間を著しく改善する(例えば、最高1桁以上)ことができる。フィルムの横断方向に2.54cmの幅で、かつ約5cmの長さになるように、フィルムのストリップをカミソリの刃で切る。フィルムストリップの第1の端部は、マスキングテープをフィルムの上に貼り、そしてフィルムの第1の端部を過ぎて延伸するように、通常のマスキングテープを使用して実験台に取り付けられる。次いで、平行なマスキングテープのストリップの間に2.54cmの露出したフィルムがくるように、マスキングテープの第2の断片を、第1のテープと平行に、フィルムストリップの第2の端部の上に貼る。2.54cmの露出したフィルムを、5cmまで延伸し、次いで、マスキングテープを使用してフィルムストリップの第2の端部を実験台に取り付ける。試験時間は、0で開始する。試験サンプルをモニターし、かつフィルムストリップが破断したとき、時間を記録する。この時間が、弾性伸び滞留時間である。この評価は、約23℃で実施される。
図6と図7に示す実施形態は、図6に示す実施形態では、第1のセグメント410と第2のセグメント404とが、交互にフィルムの幅を横切り、かつ第4の層426が第1のセグメント410の幅にわたって連続的である点が異なる。また、フィルムの幅にわたって層状化されていないセグメントがない。図7に示す実施形態では、層状化されていないセグメントである領域510dがあると考えてもよい。すなわち、フィルムの一方の主表面からもう一方の主表面まで延在する同一の組成物を有する。領域510dは、2つの層状化された第1のセグメント510の部分を分離するように第1のセグメント510内に配設されると考えることができ、あるいは第1のセグメント510は、3つのセグメント、すなわち層状化されていないセグメントで分離された2つの層状化されたセグメントであると考えてもよい。フィルム500はまた、第1のセグメント510と第2のセグメント504がフィルムの幅を交互に横切り、第4の層526は第1のセグメント510の幅にわたって連続的ではない配設であると考えてもよい。
図4〜図7に図示される実施形態では、第2の層、第3の層、第4の層、第5の層、及び第6の層内のポリマー組成物のうちいずれも、第1のセグメント及び第2のセグメント内の第1のポリマー組成物及び弾性的なポリマー組成物を分離しない。
本開示によるフィルムの別の実施形態を図8に端面図として示す。図3〜図7に示す実施形態のように、フィルム600は交互になっている第1のセグメント610と第2のセグメント604とを有する。しかし、フィルム600では、第2のセグメント604は芯606と鞘608とを含むストランドであり、芯は鞘より弾性的である。この実施形態及び本開示によるフィルムの任意の他の上述した実施形態では、選択的に、リボン領域612及び614が、フィルム600の片方の縁部又は両方の縁部にあってもよい。リボン領域612及び/又はリボン領域614が存在するとき、溶接線616及び618が見える場合もあり、見えない場合もある。いくつかの実施形態では、リボン領域612及び/又はリボン領域614は、フィルムを最終物品(例えば、吸収性物品)の繊維ウェブ又は他のコンポーネントに積層するための、あるいは延伸プロセス中に積層体をその縁部に沿って保持するための大きな非延伸性面積を付与することができる。第2のセグメントが芯及び鞘を含むストランドであるいくつかの実施形態では、リボン領域612及び614並びに遷移領域616及び618が存在しない。多くの実施形態では、第1のセグメント610は第1のポリマー組成物を含み、芯606は弾性的なポリマー組成物を含み、そして鞘608は第3のポリマー組成物を含む。しかし、いくつかの実施形態では、第1のセグメント610及び鞘608の両方は、同一のポリマー組成物を有してもよい。いくつかの実施形態では、鞘608は、芯606と第1のセグメント610との間の連結層として機能することができる。フィルム600では、第1のセグメント610は概ね均一な組成物からなる。換言すれば、第1のセグメント610の第1のポリマー組成物は、フィルムの上主表面から、その厚さを通して、フィルムの底主表面まで延在する。しかし、他の実施形態では、第1のセグメント610はまた、芯/鞘構造を有することができる。
図8に示すフィルム600では、鞘608は芯606を包囲する。換言すれば、鞘608は、芯606の全外表面の周りに延在し、図8の端面図では、芯606の外周部で表される。しかし、鞘608は、完全に芯606を包囲する必要はない。いくつかの実施形態では、鞘は、芯606の外表面の、少なくとも60、75、又は80パーセントの周りに延在し、図8の端面図では、芯606の外周部で表される。例えば、鞘608は芯606と芯606の両側における第1のセグメント610を分離し、フィルムの上表面及び底表面における芯606を完全に覆うことなく、フィルム600の上表面及び底表面において芯606を部分的に覆うように周りに延在してもよい。多くの実施形態では、鞘608はフィルムの少なくとも片側の主表面の部分を形成する。
本開示によるフィルムの別の実施形態を図9に端面図として示す。図3〜図8に示す実施形態のように、フィルム700は交互になっている第1のセグメント710と第2のセグメント704とを有する。しかし、積層体700では、第2のセグメント704は、マトリックス709に埋め込まれた弾性的なポリマー組成物のストランド706を含む。このマトリックスは、連続的であり、かつ第1のポリマー組成物から作製される表皮領域708及び第1のセグメント710を含む。表皮領域708は、ストランド706の両側に存在し、典型的には、積層体を横方向CDに延在すると、その弾性限度を超えて延伸される。したがって、表皮領域708は、典型的には、ピークと谷部のでこぼこ又は褶曲の形態をなす微細構造体(図示せず)を有し、その詳細は拡大せずに見ることができない。
図4〜図9に示す実施形態を含む本開示によるフィルムの多くの実施形態では、第2のセグメント204、304、404、504、604、及び704は、セグメントの厚さ全体にわたって均一ではない。これらはそれぞれ、層(例えば、208、308、408、508)、鞘608、又は第2のセグメントの少なくとも片方の表面を形成する表皮領域708を有する。この層、鞘、又は表皮領域は、第1のポリマー組成物と同一のポリマー組成物を有してもよいし、異なるポリマー組成物を有してもよく、望ましくは弾性的なポリマー組成物より粘着性が少ない。層、鞘、又は表皮領域が第1のポリマー組成物と同じ組成物を有するとともに、第1のポリマー組成物が選択波長で吸収する添加剤を含む場合、開孔は、レーザに露光されると、その層、鞘、又は表皮領域を通して生じることになるが、選択波長での弾性的なポリマー組成物の吸光度が低いので、開孔がすべての第2のセグメントを通して生じるとは限らない場合がある。有利なことに、図4〜図8に示す実施形態では、層(例えば、208、308、408、508)又は鞘608は、第1のポリマー組成物及び弾性的なポリマー組成物と異なるポリマー組成物を含むことができる。層又は鞘の組成物は、選択波長で吸収する添加剤を含まない、かつ/又は選択波長で反射する添加剤を含むように配合され得る。層又は鞘は、所望により第1のポリマー組成物と弾性的なポリマー組成物の混合物を含むことができるので、第1のポリマー組成物内にありうるが、弾性的なポリマー組成物内ではない任意の吸収性添加剤の濃度を低くすることができる。第2のセグメントの層又は鞘は、有利にも、弾性的なポリマー組成物より粘着性が少なく、第1のポリマー組成物より柔軟にすることができる。第1のポリマー組成物より柔軟な層又は鞘を、本明細書に開示するフィルムの主表面の少なくとも1つの上に露出すると、初期に第1のセグメント及び第2のセグメントが延在する方向を横切る方向にフィルムを延伸するのに必要な力は、完全に弾性ストランドが比較的非弾性マトリックス内に包含される場合(例えば、図9に示す実施形態と同様に)より小さくなる場合がある。
フィルム1、100、200、300、400、500、600、700、のうちいずれかについては、第1のポリマー組成物と弾性的なポリマー組成物のそれぞれがモノリシックであり(すなわち、概ね均一な組成物を有する)、繊維状とはみなされないであろう。また、層(例えば、208、308、408、508)、鞘608、及び表皮領域708は不織布材料とはみなされないであろう。一般的に、第1のセグメント及び第2のセグメントは一緒に共押出し成形及び溶融接合される。更に、本明細書に記載するフィルムの実施形態のいずれかでは、第1のセグメント及び第2のセグメントは、厚さ方向において同じ層である。すなわち、第1のセグメント及び第2のセグメントは、同じ平面を占有するとみなされてもよいし、あるいはフィルムを通して一方の長手方向縁部から反対の長手方向縁部に引かれた任意の想像上の線が第1のセグメント及び第2のセグメントの両方に触れるであろう。フィルム自身は典型的には、厚さ方向に単一層として押出成形されるが、これは要件ではない。
本開示による有孔フィルムとして有用な、交互になっている第1のセグメント及び第2のセグメントを含むフィルムは、様々な方法で作製され得る。例えば、図3に示すものなどの多層フィルム積層体50は、米国特許ダイ4,152,387号及び同第4,197,069号(ともにCloeren)に記載するように多層フィードブロックを用いて、又はアダプタを組み合わせて、従来の多層ダイから押出成形によって作製され得る。例えば、Cloeren社(米国テキサス州Orange)から入手可能なABC3つの層共押出成形フィードブロックは、図3に示すフィルムを押出成形するのに有用な場合がある。第1のセグメント60及び第2のセグメント54を提供するための漸増延伸方法は、本開示によるフィルムの積層体と関連して下記により詳細に記載する。多層フィルムに特定のゾーンを選択的又は優先的に活性化するための他の方法は、例えば、米国特許第5,344,691号(Hanschenら)に記載されている。
図3に示すものなどの、本開示を実施するのに有用な、交互になっている第1のセグメント及び第2のセグメントを含むフィルム100は、いくつかの有用な方法のうちいずれか一つを用いてサイドバイサイド共押出し成形によって作製され得る。例えば、米国特許第4,435,141号(Weisnerら)には、フィルムの横断方向に交互になっているセグメントを有する多成分フィルムを作製するためのダイ・バーの付いたダイが記載されている。ダイセグメントの出口領域におけるダイ・バー(複数を含む)は、ダイ・バーの2つの外側面上に形成されるチャネルを用いて2つのポリマー流を付与する。これらのチャネル内のセグメント化された2セットのポリマー流は、2つのダイ・バー面が対面するダイ・バーの先端で収束する。セグメント化されたポリマー流は、2つのセグメント化されたポリマー流がバー先端で収束するとき、これらが、交互にサイドバイサイドのポリマーゾーンを有するフィルムを形成するように配設される。米国特許第6,669,887号(Hilstonら)に記載されているような、連続した外側表面薄層をサイドバイサイド共押出フィルムの片面又は両面に共押出することを更に含む同様の方法が有用な場合もある。
いくつかの実施形態においては、異なるポリマー組成物の流れを、サイドバイサイドのレーンに管理して、フィルム100などのフィルムを形成することは、例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第2012/0308755(Gormanら)に記載のものなどの配分プレートを有する、単一のマニフォルドダイを用いて実行できる。これら実施形態の一部では、そのダイは、第1のダイ部分における第1のダイキャビティと、第2のダイ部分における第2のダイキャビティと、第1のダイキャビティの少なくとも一部分(例えば、大部分又は全て)と第2のダイキャビティの少なくとも一部分(例えば、大部分又は全て)との間に介在する配分プレートと、を備える。配分プレートは、第1のダイキャビティの境界を形成する第1の側面と、第2のダイキャビティの境界を形成する第2の側面と、分配エッジと、複数個の第1の押出し成形チャネルと、複数個の第2の押出し成形チャネルと、を有する。第1の押出し成形チャネルは、第1のダイキャビティにおける入口開口部から分配エッジ上の出口開口部に達しており、第2の押出し成形チャネルは、第2のダイキャビティにおける入口開口部から分配エッジ上の出口開口部に達している。第1の押出し成形チャネルの出口開口部及び第2の押出し成形チャネルの出口開口部は、分配エッジに沿って交互に配置される。第1の押出し成形チャネルはそれぞれ、2つの対向する側壁と、2つの対向する側壁を接続する接合面と、を備え、第1の押出し成形チャネルのうちの少なくともいくつかの接合面は、典型的に、配分プレートの第1の側面に対して実質的に平行である。
図3に示すフィルム100などの、本開示を実行するのに有用な、交互になっている第1のセグメント及び第2のセグメントを含むフィルムはまた、例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる国際特許出願公開第WO 2011/119323号(Ausenら)に記載のダイなどの、複数のシムを備え、溶融ポリマー用の2つのキャビティを有する他の押出成形ダイによって作ることもできる。互いに隣接して位置する複数のシムがまとまって、第1のキャビティ、第2のキャビティ、及びダイスロットを画定し、ダイスロットは遠位開口部を有し、複数のシムのそれぞれが、遠位開口部の一部を画定する。シムのうち少なくとも第1のものが、第1のキャビティとダイスロットとの間の通路を提供し、シムのうち少なくとも第2のものが、第2のキャビティとダイスロットとの間の通路を提供する。典型的には、シムのうちの少なくとも1つが、第1のキャビティ又は第2のキャビティとダイスロットとの間のいずれにも導管を提供しないスペーサーシムである。
図3に示すものなどのフィルム100を提供するのに有用となり得る、他のサイドバイサイド共押出成形技法としては、米国特許第6,159,544号(Liuら)及び同第7,678,316号(Ausenら)に記載のものが挙げられる。
図4〜図8に示すフィルムなど、本開示による有孔フィルムとして有用な、交互になっている第1のセグメント及び第2のセグメントを含むフィルムは、ダイ内のキャビティから分注スロットまでの様々な流体通路を有するダイから、押出し成形されて都合よく調整され得る。分注スロットは、結果として得られる押し出されたフィルムの幅「x」に対応する寸法である幅、及び結果として得られる押し出されたフィルムの厚さ「z」に対応する寸法である厚さを有する。流体通路は、ポリマーを、押出ダイ内の第1のキャビティ及び第2のキャビティ、並びに所望により任意の更なるダイキャビティから、流体通路が分注スロットに入るまで、物理的に分離することができる。ダイ内の異なる通路の形状は、同一であってもよく、又は異なっていてもよい。通路の断面形状は、例えば、丸い形状、正方形の形状、及び矩形の形状を含む。
ダイは、好都合なことに、複数のシムからなる。シムは、第1の流体通路を提供する少なくとも1つの第1のシムと、ダイ内のキャビティから分注スロットまでの第2の流体通路を提供する少なくとも1つの第2のシムと、を含むことができる。第2の流体通路を提供するシムは、少なくとも1つの第3の流体通路も提供し得る。複数のシム内のシムのそれぞれは、典型的には、分注スロットの一部分を画定する。いくつかの実施形態では、複数のシムは、それぞれの配列が第1のキャビティと第2のキャビティとの間の少なくとも第1の流体通路及び第2の流体通路、並びに分注スロットを提供するシムを含む、シムの複数の配列を備える。これらの実施形態のうちのいくつかでは、第3の(第4の、第5の、第6の、等)キャビティと分注スロットとの間に通路を提供する追加的なシムが存在することになる。シムの部分配列は、第1のセグメントに片側又は両側で接合される層状化された第2のセグメントを形成することができる。有用なシム配列及び部分配列のいくつかの実施例は、図15、図16、図22A、及び図22Bと関連して下記でより具体的に考察する。
いくつかの実施形態では、シムは、多種多様なタイプのシム配列を提供するプランにしたがって組み立てられることになる。異なる用途は異なる要件を有する場合があるので、配列は多種多様な数のシムを有する可能性がある。配列は、特定のゾーン内の特定の繰り返しの数に限定されない繰り返し配列であってもよい。あるいは配列は、規則的に繰り返されなくてもよく、シムの異なる配列が使用されてもよい。一実施形態では、溶融ポリマーが適切に提供される場合、図4に示すフィルム200などの層状化されたセグメントと交互になっている単一材料のフィルムのセグメントを形成する12シム配列を、図15及び図16に関連して以下に説明する。
いくつかの実施形態では、1つのキャビティと分注スロットとの間に通路を提供するシムは、別のキャビティと分注スロットとの間に通路を提供するシムと比較して、流量制限を有してもよい。例えば、シム配列の異なるシム内の遠位開口部の幅は、同一であってもよく、又は異なっていてもよい。例えば、1つのキャビティと分注スロットとの間に通路を提供するシムによって提供される分注開口部の一部分は、別のキャビティと分注スロットとの間に通路を提供するシムによって提供される分注開口部の一部分よりも狭い可能性がある。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載される押出成形ダイは、複数のシムを支持するための末端部ブロック対を含む。これらの実施形態では、末端部ブロック対の間のコネクターの通路に対して、それぞれ1つ以上の貫通孔を有するように、シムの1つ又はすべてに便利であり得る。かかる貫通孔内に配置されたボルトは、シムを末端部ブロックに組み付けるための1つの都合の良いアプローチであるが、当業者は、押出ダイを組み立てるための他の代替案を認識することができる。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの末端部ブロックは、流体材料を1つ以上のキャビティに導入するための入口ポートを有する。
一部の実施形態では、組み立てられたシム(エンドブロック間で便宜的にボルト締めされている)は、シムを支持するためにマニホールド本体を更に備える。マニホールド本体は、少なくとも1個(又はそれ以上(例えば、2個又は3個、4個又はそれ以上))のマニホールドを中に有し、マニホールドは出口を有する。膨張シール(例えば、銅又はその合金でできている)は、膨張シールが、キャビティ(いくつかの実施形態では、第1の、第2の、及び第3のキャビティの一部)の少なくとも1つの一部分を画定して、マニホールド本体及びシムをシールし、膨張シールがマニホールドとキャビティとの間の導管を可能とするように、配置される。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載するダイに対するシムは、50マイクロメートル〜500マイクロメートルの範囲の厚さ(シムの最も小さい寸法)を有する。典型的には、流体通路は、50マイクロメートル〜750マイクロメートルの範囲の押出ダイの幅方向の寸法と、5mm未満のフィルムの厚さ寸法に対応する高さを有する(一般に、漸減的により狭い通路の幅にはより低い高さが好ましい)が、これらの範囲外の幅及び高さが有用な場合もある。いくつかの実施形態では、流体通路は、10マイクロメートル〜1.5ミリメートルの範囲の高さを有することができる。大きい幅又は直径を有する流体通路については、いくつかのより薄い厚さのシムがともに積み重ねられてもよく、又は所望の通路幅の単一のシムが使用されてもよい。(第1及び第2のフィルムセグメントを作製するため後述する)第1及び第2のスロットセグメントの幅は、上述した流体通路の幅に対応する場合がある。第1のスロットセグメント及び第2のスロットセグメントは、流体通路の幅の10パーセント以内の幅を有し得る。
シムは、シムとポリマー漏出物との間のギャップを防ぐために、きつく圧縮される。例えば、押出温度にて直径12mm(0.5インチ)のボルトが典型的に使用され、これらの推奨されるトルクレートで固定される。ボルトを締めている間の力を用いてシムを互いに圧縮することが望ましい。また、位置合わせ不良は、これらのセグメント間の接合を妨げ得る、ダイから傾いて押し出される第1のセグメント及び第2のセグメントにつながる可能性があるため、シムは、分注スロットからの均一な押し出しを提供するように位置合わせされる。位置合わせを補助するために、キーを受容するように割り出し用溝をシム内部に切ることができる。また、押出先端の滑らかな表面の位置合わせをもたらすために振動台も有用であり得る。
フィルム内の様々なセグメント及び層のサイズは、例えば、押し出されるポリマーの組成(例えば、材料、溶融粘度、添加剤、及び分子量)、キャビティ内の圧力、ポリマーストリームの流量、及び/又は通路の寸法によって調節することができる。
本明細書に記載の方法を調製する上で、ポリマー組成物は、単に冷却によって固化されてもよい。これは、例えば、押し出されたフィルム又は物品を冷却表面(例えば、冷却ロール)上で急冷することによって、都合よく達成することができる。いくつかの実施形態では、溶接線の強度を増加するために急冷する時間を最大化するのが望ましい。
例えば、図3〜図7に示すフィルムなどのフィルムを作製するのに有用な押出ダイは、第1のキャビティから分注スロットの第1のスロットセグメントへと延在する第1の流体通路と、第2のキャビティから分注スロットの第2のスロットセグメントへと延在する第2の流体通路とを含む。第1のスロットセグメント及び第2のスロットセグメントは、分注スロットの幅に沿って、サイドバイサイドで配設され、組み合わせた幅を有する。押出ダイ内の第3の流体通路は、押出ダイ内のダイキャビティから第2のスロットセグメントへと延在し、そして第2の流体通路の上方の区域から、第2の流体通路が分注スロットに入る地点で、第2の流体通路に合流する。すなわち、第3の流体通路の少なくとも一部分は、第2の流体通路が分注スロットに入る地点において、厚さ方向で第2の流体通路の上にある。いくつかの実施形態では、分注スロットより上流に、第3の流体通路は、第2の流体通路の上方及び下方の区域の第2の流体通路が分注スロットに入る地点において第2の流体通路に合流する分岐へと変向される。第3の流体通路が開始するところであるダイキャビティは、第1のキャビティと同一のキャビティである場合があり、又は、第3の、異なるキャビティは、フィルムの所望の構造に応じて有用である場合がある。
多くの実施形態では、分注スロットの幅に沿って配設される複数の第1のスロットセグメント及び複数の第2のスロットセグメントが存在する。これらの実施形態のうちのいくつかでは、第1のスロットセグメントと第2のスロットセグメントとは、1つの第1のスロットセグメントが任意の2つの隣接する第2のスロットセグメントの間に配置されるように、交互にされる。同様に、1つの第2のスロットセグメントを、任意の2つの隣接する第1のスロットセグメントの間に配置することができる。複数の第1のスロットセグメントについて、同一の第1のキャビティから延在する第1の通路によってそれぞれが供給されることを理解するべきである。同様に、複数の第2のスロットセグメントについて、同一の第2のキャビティから延在する第2の通路、及び押出ダイ内の同一のダイキャビティから延在する第3通路によってそれぞれが供給される。第2のスロットセグメントは、ポリマー組成物を、1つは第2のキャビティから、そして1つは第3の流体通路が接続されているダイキャビティから、厚さ「z」方向に層状化するようにすることができるが、第2のスロットセグメントは、幅「x」方向には更に分割されていない。すなわち、サイドバイサイド配設では、複数の流体通路は、分注スロットの第2のスロットセグメントには入らない。したがって、第2のスロットセグメントから押し出されるフィルムの層状化された第2のセグメントは、その幅にわたって組成物が均一である。
第1のスロットセグメントと第2のスロットセグメントとの組み合わせた幅は、第2のスロットセグメントの幅に第1のスロットセグメントの幅を足したものとなることを理解するべきである。第2の流体通路に合流する地点における第3の流体通路の幅は、第1のスロットセグメントと第2のスロットセグメントとを組み合わせた幅より小さい。したがって、第3の流体通路は、一般的に、例えば、サイドバイサイドで共押出したフィルムの上部に概ね均一な組成物の連続的な表面薄層を提供するための、分注スロットの幅にわたって延在する流体通路から区別可能である。いくつかの実施形態では、第2の流体通路に合流する地点における第3の流体通路の幅は、第2のスロットセグメントの幅とほぼ同じである。
第1の主表面及び第2の主表面上の層が同一のキャビティから供給される、層状化された第2のセグメントを提供するために有用な複数のシムを、図10A〜図14Aに示す。これらのシムは、例えば、図4に示すフィルムなどのフィルム200を提供するのに有用である。かかる配列は、第2のキャビティと分注スロットとの間に、第2の流体通路を提供するシム、及びダイ内の別のキャビティから、第2の流体通路のどちらかの長手方向側面に沿って、延在する第3の流体通路を提供するシムを含むことができる。図示する実施形態では、第3の流体通路内のポリマーは、分注スロットに第2の流体通路と平行しては入らない。そうではなく、分注スロットから上流の、第3の流体通路及びその中のポリマーは、第2の流体通路の上方及び下方の区域の第2の流体通路が分注スロットに入る地点において第2の流体通路に合流する分岐へと変向される。すなわち、第3の流体通路は、分注スロットから上流のクロスウェブ又はクロスダイ方向に入る。第2の流体通路からのポリマー組成物と並んだ第3の流体通路からのポリマー組成物の流れが、分注スロット内で妨げられる一方で、分岐はポリマー組成物の方向を、第3の流体通路から、第2の通路から分注スロットに入るポリマー組成物の上方及び下方に変更する。
ここで、図10Aを参照すると、シム1500の平面図が図示されている。シム1500は、図15及び図16に示すシム配列に有用である。この配列に有用な他のシムを、図11A〜図14Aに示す。シム1500は、第1の開孔1560a、第2の開孔1560b、及び第3の開孔1560cを有する。シム1500が、図15及び図16に示すように、他のものと組み立てられると、開孔1560aは第1のキャビティ1562aを画定するのを助け、開孔1560bは第2のキャビティ1562bを画定するのを助け、開孔1560cは第3のキャビティ1562cを画定するのを助けることになる。以下でより詳細に考察するように、キャビティ1562b及び1562c内の溶融ポリマーを、層状化された第2のセグメントで押し出すことができ、そして、例えば、図4に図示されるフィルムの一部分を形成するように、キャビティ1562a内の溶融ポリマーを、これらの層状化された第2のセグメントの間の第1のセグメントとして押し出すことができる。
シム1500は、例えば、シム1500を保持するためのボルト及び以下に記載される他のものが組立品を通過できるようにする数個の孔1547を有する。シム1500は、分注開口部1556を分注表面1567において有する。分注開口部1556は、図10Bに示す拡大図により明確に見ることができる。キャビティ1562aから分注開口部1556まで、例えば、第1の通路1568aを介しても、道がないように見えるが、例えば、図15及び図16の配列が完全に組み立てられると、流れは図面の平面に垂直な次元のルートを有する。例示した実施形態において、分注表面1567は、異なったシムをダイに組み立てることを容易にするために適切に成形されたキーを受け取ることができる割り出し用溝1580を有する。シムはまた、識別ノッチ1582を有して、ダイが望ましいやり方で組み立てられたことを確認するのを助ける。このシムの実施形態は、肩部1590及び1592を有し、これらは、図17に関連して以下で明確にする方法で組み立てられたダイを装着する上で補助とすることができる。
ここで、図11Aを参照すると、シム1600の平面図が図示されている。シム1600は、第1の開孔1660a、第2の開孔1660b、及び第3の開孔1660cを有する。シム1600が、図15及び図16に示すように、他のものと組み立てられると、開孔1660aは第1のキャビティ1562aを画定するのを助け、開孔1660bは第2のキャビティ1562bを画定するのを助け、開孔1660cは第3のキャビティ1562cを画定するのを助けることになる。シム1500と類似して、シム1600は、分注表面1667を有し、この特定の実施形態において、分注表面1667は、割り出し用溝1680と、識別ノッチ1682とを有する。また、シム1500と類似して、シム1600は、肩部1690及び1692を有する。キャビティ1562bから分注開口部1656まで、例えば、第2の通路1668bを介しても、道がないように見えるが、例えば、図15及び図16の配列が完全に組み立てられると、流れは図面の平面に垂直な次元のルートを有する。第2の通路1668bは、下記に更に詳細に記載する第3の流体通路からの第3のポリマー組成物の流れを受容する分岐1698を含む。第2の通路1668bが、分注開口部1656から上流に、図11Bに示す拡大図でより明瞭に見ることができる、狭窄部1696を含むことに留意されたい。狭窄部は、分岐1698のより容易な機械加工を可能にする。
ここで、図12Aを参照すると、シム1700の平面図が図示されている。シム1700は、第1の開孔1760a、第2の開孔1760b、及び第3の開孔1760cを有する。シム1700が、図15及び図16に示すように、他のものと組み立てられると、開孔1760aは第1のキャビティ1562aを画定するのを助け、開孔1760bは第2のキャビティ1562bを画定するのを助け、開孔1760cは第3のキャビティ1562cを画定するのを助けることになる。シム1500と類似して、シム1700は分注表面1767を有し、この具体的実施形態では分注表面1767は割り出し用溝1780と、識別ノッチ1782とを有する。また、シム1500と類似して、シム1700は、肩部1790及び1792を有する。シム1700は、分注開口部1756を有するが、このシムは分注開口部1756と、キャビティ1562a、1562b、又は1562cのうちのいずれかとの間の接続も有しないことに留意されたい。シム1800を用いた下記の考察からより完全に理解されるように、分注開口部1756の後方にある閉止された凹部1794は、第3の流体通路内の材料の流れの方向を、第2の流体通路に合流できるように変更できる道を提供する。閉止された凹部1794は、通路1868cからの材料を方向づけて、第2のキャビティ1562bから出てくる弾性的なポリマー組成物によって提供される中間層の両側にある上部層及び底部層になるように分岐される。閉止された凹部1794及び分注開口部1756は、図12Bに示す拡大図でより明瞭に見ることができる。
ここで、図13Aを参照すると、シム1800の平面図が図示されている。シム1800は、第1の開孔1860a、第2の開孔1860b、及び第3の開孔1860cを有する。シム1800が、図15及び図16に示すように他のものと組み立てられると、開孔1860aは第1のキャビティ1562aを画定するのを助け、開孔1860bは第2のキャビティ1562bを画定するのを助け、開孔1860cは第3のキャビティ1562cを画定するのを助けることになる。シム1500と類似して、シム1800は分注表面1867を有し、この具体的実施形態では分注表面1867は割り出し用溝1880と、識別ノッチ1882とを有する。また、シム1500と類似して、シム1800は、肩部1890及び1892を有する。シム1800は、分注開口部1856を有するが、このシムは分注開口部1856と、キャビティ1562a、1562b、又は1562cのうちのいずれかとの間の接続も有しないことに留意されたい。例えば、キャビティ1562cから分注開口部1856へは、例えば、第3の通路1868cを介する接続も有しないが、シム1800が、シム1700及び1600と組み立てられると、流れは図面の平面に垂直な次元のルートを有する。シム1800内の第3の通路1868cは、分岐した末端を有し、キャビティ1562cからの材料がシム1700の閉止された凹部1794の2つの分岐へと方向を変更され、更にシム1600の流体通路1668bの分岐1698に達し、第3のキャビティ1562cから出てくる第3のポリマー組成物の上部層及び底部層を、第2のキャビティ1562bから出てくる弾性的なポリマー組成物によって提供される中間層の上方及び下方に提供する。第3の通路の末端が分注スロットから上流なので、第3のキャビティからの流れは、分注スロットにおいて弾性的なポリマー組成物と一緒に妨げられる。その代わりに、流れは、分注スロットに入ると、弾性的なポリマー組成物の上方及び下方に方向変更される。通路1868c及び分注開口部1856は、図13Bに示す拡大図でより明瞭に見ることができる。
ここで、図14Aを参照すると、シム1900の平面図が図示されている。シム1900は、第1の開孔1960a、第2の開孔1960b、及び第3の開孔1960cを有する。シム1900が、図15及び図16に示すように他のものと組み立てられると、開孔1960aは第1のキャビティ1562aを画定するのを助け、開孔1960bは第2のキャビティ1562bを画定するのを助け、開孔1960cは第3のキャビティ1562cを画定するのを助けることになる。シム1500と類似して、シム1900は、分注表面1967を有し、この特定の実施形態において、分注表面1967は、割り出し用溝1980と、識別ノッチ1982とを有する。また、シム1500と類似して、シム1900は、肩部1990及び1992を有する。シム1900は、分注開口部1956を有するが、このシムは分注開口部1956と、キャビティ1562a、1562b、又は1562cのうちのいずれかとの間の接続も有しないことに留意されたい。閉止された凹部1994は、シムのどちらかの側の分注開口部からの溶融ポリマーの流れを許容し、相互に接触して一貫性のあるフィルムを形成することを可能にする。閉止された凹部1994及び分注開口部1956は、図14Bに示す拡大図でより明瞭に見ることができる。シム1900が用いられる他の位置では、これは、押し出した流れに対する領域内の分注スロットの抵抗を操作するように機能し得る。これも下記でより詳細に考察する。
ここで図15を参照すると、図4に示すような第1のセグメント及び第2のセグメントを生成するように図10A〜図14Aのシムを採用するシム配列(集合的に1000)の斜視組立図が示される。図15では、複数のシムの、集合的に分注開口部1556、1656、1756、1856、及び1956によって形成される分注スロット1056が、ダイにわたる連続的な開口部であることに留意するべきである。分注開口部を有しないシムはない。ここで、図16を参照すると、一部の個々のシムを明らかにするために、図15からのシムの1つの部分配列が、拡大されている。具体的には、第2のセグメント内の第1の、第2の、及び第3の層を形成するシム配列が、拡大して示される。左から右へ進むと、ダイゾーン1210は、第1のセグメント210を押し出すことができる4つのシム1500の配列を備える。ダイゾーン1204は、層状化された第2のセグメント204を押し出すことができる、8つのシム配列を含む。押出ダイ中の第1のスロットセグメントは、ダイゾーン1210内の分注スロット1056の部分に対応し、第2のスロットセグメントは、ダイゾーン1204内の分注スロット1056の部分に対応する。ダイゾーン1204は、1枚のシム1900、1枚のシム1800、1枚のシム1700、2枚のシム1600、1枚のシム1700、1枚のシム1800、及び1枚のシム1900、合計で8枚のシムを備えて示される。この図では、層状化された第2のセグメント204(図4で見られる)をどのように形成するかの理解がより容易である。2枚のシム1800の2つの第3の通路1868cから流れる第3のポリマー組成物は、凹部1894に達することを妨げられる。その代わりに、第3のポリマー組成物は、シム1700の閉止された凹部1794内の分岐を通して流れ、次いで、第2の流体通路の狭窄部1696から排出される弾性的なポリマー組成物の流れの上方及び下方へ向けられる分岐1698へと流れる。分注スロットでは、第4のセグメント204は、4枚のシム1500の分注開口部1556から出てくる、第1のセグメント210(図2に見られる)に接合される。
本明細書に開示するフィルムを押し出すために有用な本開示による押出ダイは、分注スロットを有する。図15の実施形態は、複数のシムを備える押出ダイ中の分注スロットの一例を図示する。図15では、分注スロット1056は、シム1500、1600、1700、1800、及び1900のそれぞれの分注表面1567、1667、1767、1867、及び1967から形成される分注表面1267から後方に凹んでいるキャビティである。分注スロット1056は、様々な押し出されたポリマー組成物の合流が、一緒に溶融接合することができるランド1051を有する。図示する実施形態では、ランド1051は平面であるが、これは要件ではない。シムは、凹凸がある表面を有するように設計されてもよく、又はシム1500〜1900の分注開口部の高さが、所望に応じて特定のフィルムに対して異なってもよい。また、図示する実施形態では、ランド1051の長さは、シム1500内の分注開口部1556によって形成される位置においてより、第2の通路と第3の通路とからの第2のポリマー組成物と第3のポリマー組成物との合流点の位置ではより短いが、これも要件ではない。ランド1051の長さは、典型的には、ポリマー押出品の流れを確立し、かつ様々なポリマー組成物の間の溶融接合を可能にするほど十分長くなくてはならないが、典型的には、ポリマーの高さに対するランドの長さを1〜10の範囲とする必要がある。ランド1051の長さが長すぎる場合、例えば、ポリマー押出品の縁の部における長手方向のセグメントが歪められてもよい。また、例えば、フローストリームの合流の後に、凹んだキャビティの幅がテーパーされることが望ましい場合もある。
ここで図17を参照すると、例えば、図15及び図16のシム配列の複数の反復から構成される押出ダイに好適なマウント2000の分解斜視図を示している。マウント2000は、図10A〜図14Aに示すように、シム1500、1600、1700、1800、及び1900を使用するように特に適合される。しかしながら、視覚的に分かりやすくするために、シム1500の一例のみを図17に示している。図15及び図16のシム配列の複数の反復は、2つの末端ブロック2244aと2244bとの間で圧縮される。都合のよいことに、貫通ボルトは、シムを末端部ブロック2244a及び2244bに組み付けるのに使用され得、そして例えば、シム1500、1600、1700、1800、及び1900の内部の貫通孔1547を通り抜ける。
この実施形態では、入口フィッティング2250a、2250b、及び2250cは、末端部ブロック2244a及び2244bを通してキャビティ1562a、1562b、及び1562cに達する溶融ポリマーの3つのストリーム用の流路を提供する。圧縮ブロック2204は、シム(例えば、1500上の1590及び1592)上の肩部に都合よく係合するノッチ2206を有する。取付台2000が完全に組み立てられると、圧縮ブロック2204は、例えば、マシンボルトによりバックプレート2208に取り付けられる。孔は、カートリッジヒーター52を挿入するために組立体内に便宜的に準備される。
ここで図18を参照すると、図17のマウント2000を、部分的に組み立てられた状態の斜視図で示している。数個のシム(例えば、1500)が、マウント2000内にそれらがどのように嵌合するかを示すために、それらの組み立てられた配置にあるが、組み立てられたダイを構成するシムの大部分は、視覚的明確さのために省略されている。
本開示による有孔フィルムとして有用となり得る別のフィルムは、それぞれ第1の層及び第2の層を有する第1のセグメント及び第2のセグメントを有する(例えば、第1のセグメント及び第2のセグメントのそれぞれにおけるそれぞれの層が異なるポリマー組成物からなる)。かかるフィルムは、図19A〜図22Aに示す押出ダイによって都合よく押出成形することができる。ここで、図19Aを参照すると、シム3500の平面図が図示されている。シム3500は、図22A及び図22Bに示すシム配列に有用である。この配列に有用な他のシムを、図20A及び図21Aに示す。シム3500は、第1の開孔3560a、第2の開孔3560b、第3の開孔3560c、及び第4の開孔3560dを有する。シム3500が、図22A及び図22Bに示すように、他のものと組み立てられると、第1の開孔3560aは第1のキャビティ3562aを画定するのを助け、第2の開孔3560bは第2のキャビティ3562bを画定するのを助け、第3の開孔3560cは第3のキャビティ3562cを画定するのを助け、かつ第4の開孔3560dは第4のキャビティ3562dを画定するのを助けることになる。以下でより詳細に考察するように、キャビティ3562a及び3562d内の溶融ポリマーを、層状化された第1のセグメントで押し出すことができ、またキャビティ3562b及び3562c内の溶融ポリマーを、これらの層状化された第1のセグメント間の層状化された第2のセグメントで押し出すことができる。
シム3500は、例えば、シム3500を保持するためのボルト及び以下に記載される他のものが組立品を通過できるようにする数個の孔3547を有する。シム3500は、分注開口部3556を分注表面3567において有する。分注開口部3556は、図19Bに示す拡大図により明確に見ることができる。キャビティ3562a及び3562dから分注開口部3556まで、例えば、通路3568a及び3568dを介しても、道がないように見えるが、例えば、図22A及び図22Bの配列が完全に組み立てられると、流れは図面の平面に垂直な次元のルートを有する。例示した実施形態において、分注表面3567は、異なったシムをダイに組み立てることを容易にするために適切に成形されたキーを受け取ることができる割り出し用溝3580を有する。シムはまた、識別ノッチ3582を有して、ダイが所望の方法で組み立てられたことを確認するのを助ける。シムのこの実施形態は、図17に関連して上述したように組み立てられたダイを装着するのを補助することができる肩部3590及び3592を有する。
ここで、図20Aを参照すると、シム3600の平面図が図示されている。シム3600は、第1の開孔3660a、第2の開孔3660b、第3の開孔3660c、及び第4の開孔3660dを有する。シム3600が、図22A及び図22Bに示すように他のものと組み立てられると、第1の開孔3660aは第1のキャビティ3562aを画定するのを助け、第2の開孔3660bは第2のキャビティ3562bを画定するのを助け、第3の開孔3660cは第3のキャビティ3562cを画定するのを助け、かつ第4の開孔3660dは第4のキャビティ3562dを画定するのを助けることになる。シム3500と類似して、シム3600は、分注表面3667を有し、この特定の実施形態において、分注表面3667は、割り出し用溝3680と、識別ノッチ3682とを有する。また、シム3500と類似して、シム3600は、肩部3690及び3692を有する。キャビティ3562b及び3562cから分注開口部3656まで、例えば、通路3668b及び3668cをそれぞれ介しても、道がないように見えるが、例えば、図22A及び図22Bの配列が完全に組み立てられると、流れは図面の平面に垂直な次元のルートを有する。分注開口部3656は、図20Bに示す拡大図により明確に見ることができる。
ここで、図21Aを参照すると、シム3700の平面図が図示されている。シム3700は、第1の開孔3760aと、第2の開孔3760bと、第3の開孔3760cと、第4の開孔3760dとを有する。シム3700が、図22A及び図22Bに示すように他のものと組み立てられると、第1の開孔3760aは第1のキャビティ3562aを画定するのを助け、第2の開孔3760bは第2のキャビティ3562bを画定するのを助け、第3の開孔3760cは第3のキャビティ3562cを画定するのを助け、かつ第4の開孔3760dは第4のキャビティ3562dを画定するのを助けることになる。シム3500と類似して、シム3700は、分注表面3767を有し、この特定の実施形態において、分注表面3767は、割り出し用溝3780と、識別ノッチ3782とを有する。また、シム3500と類似して、シム3700は、肩部3790及び3792を有する。シム3700は、分注開口部3756を有するが、このシムは、分注開口部3756と、キャビティ3562a、3562b、3562c、又は3562dのうちのいずれかとの間の接続も有しないことに留意されたい。分注開口部3756の後方の閉止された凹部3794は、一貫したフィルムを作製するために相互に接触するための、分注開口部3556及び3656からの溶融ポリマーの流れを可能にする。閉止された凹部3794及び分注開口部3756は、図21Bに示す拡大図でより明瞭に見ることができる。
ここで図22Aを参照すると、層状化された第1のセグメント及び第2のセグメントを生成するために図19A〜図21Aのシムを採用する、シム配列の斜視組立図が示される。シム3500と3600は、分離した層状化された第1のセグメント及び第2のセグメントを生産するために、シム3700によって分離することができる。より具体的には、図22A及び図22Bで左から右へ進むと、第1のダイゾーンは、シム3700の一実体及びシム3600の一実体を含むことができ、また第2のダイゾーンは、シム3700の一実体及びシム3500の一実体を含むことができる。シム3600及び3500のそれぞれのうち2つ以上は、シムの厚さ及び層状化された第1のセグメント及び第2のセグメントの所望の幅にしたがって、一緒に配列で使用され得る。例えば、第1のダイゾーン内では、シム3700の一例の後にいくつかのシム3600を続けることができ、かつ第2のダイゾーン内では、シム3700の一例の後に同じ数、又は異なる数のシム3500を続けることができる。図22A及び図22Bでは、集合的に複数のシムにおける分注開口部3556、3656、及び3756によって形成される分注スロットが、ダイの幅にわたって連続的な開口部であることに留意すべきである。分注開口部を有しないシムはない。図22A及び図22Bに示すシムを含む押出ダイの第1のスロットセグメントは、分注開口部3556によって形成される部分と考えることができ、また第2のスロットセグメントは、分注開口部3656によって形成される部分とみなすことができる。
図10A〜図16及び図19A〜図22Aに示すシムの修正は、本開示によるフィルムの他の実施形態を作製するのに有用な場合がある。例えば、図10A〜図16に示すシムは、2つのキャビティのみを有するように修正することができ、また第1の通路1568a及び第3の通路1868cは、同一のキャビティから延在するように修正することができる。この修正により、図4に示すように、第1のセグメント210と第2のセグメント204とを有し、第1のセグメント210並びに、第2の層208及び第3の層209がすべて同一のポリマー組成物を含むフィルムを作製することができる。別の実施形態では、図10A〜16に示すシムは、4つのキャビティを含むように修正することができ、シム1800、1700、及び1600の実体は、第1のセグメント310が、同一のポリマー組成物から作製される第5の層327及び第6の層328を有するように修正される。かかる修正は、4つの異なるポリマー組成物が第1のセグメント310の第4の層326、第2のセグメント304の第1の層306、第2のセグメント304の第2の層308及び第3の層309、並びに第1のセグメント310の第5の層327及び第6の層328をそれぞれ作製するのに使用される、フィルム300(図5に示す)を作製するのに有用な場合がある。別の実施形態では、図10A〜図16に示すシムを、第1のセグメント410、510が、同一のポリマー組成物から作製される第5の層427、527及び第6の層428、528を有するように修正された、シム1800、1700、及び1600の実体を含むように修正することができる。上部及び底部のポリマー流より中心のポリマー流を薄くするように、分岐1698、分注開口部1656、閉止された凹部1794、及び通路1868cの大きさを調整することができる。かかる修正は、第4の層426、526の厚さが、第5の層427、527及び第6の層428、528より薄い、フィルム400又は500(図6及び図7に示す)を作製するのに有用な場合がある。シム1800、1700、及び1600、並びに修正したもの1800、1700、及び1600を含むシム配列は、同一のキャビティ1562bから出てくるポリマー組成物から、第1のセグメント410、510の第4の層426、526及び第2のセグメント404、504の第1の層406、506を作製するのに有用な場合がある。更に別の実施形態では、図10A〜図16に示すものなどのシムを、6つのキャビティ及び通路を有するように修正して、図5、図6、又は図7に示すものなどの3層の第1のセグメント310及び第2のセグメント304を、異なるポリマー組成物から作製されたこれらの層のそれぞれを用いて作製することができる。更に別の実施形態では、図10A〜図16に示すシムの修正を、4つのキャビティ、例えば、並びに、1868cなどの通路及び1794などの閉止された凹部内に、間隔がより広い分岐を有するシム1800及び1700の修正版を有するように修正することができる。シム1600は、間隔がより広く、かつ主たる第2の通路1668bに、分注表面1667により近い位置で合流する分岐1698のような第2の組の分岐を有するように修正することができる。かかる修正は、例えば、図4に示すフィルム200と同様だが、第2のセグメント内に3つの層より多い層(例えば、5つの層)を有するフィルムを作製するのに有用な場合がある。
図19A〜図22Aに示すシムは、図4に示すように第1のセグメント210及び第2のセグメント204を有し、第2のセグメント204が2つの層、すなわち第1の層206と第2の層208しか有しないフィルムを作製するのに有用な場合がある。かかるフィルムは、キャビティ3562a及び3562dが同じ第1のポリマー組成物を含む場合に作製され得る。あるいは、図19A〜図22Aに示すシムは、第1のセグメント210並びに、第1の層206及び第2の層208のそれぞれが、異なるポリマー組成物を有する場合、3つのキャビティしか含まないように、あるいは、第1のセグメント210及び第2の層208が第1のポリマー組成物を含み、かつ第1の層206が弾性的なポリマー組成物を含む場合、2つのキャビティしか含まないように修正され得る。かかるフィルム構造体は、例えば、フィルムが、繊維ウェブを第1の層206に接触させて繊維ウェブの一層に積層される場合に、有用な場合がある。
層状化されたセグメントを含むフィルムに関する更なる情報については、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第2014/0248471(Hanschenら)を参照のこと。
図8に示す実施形態のように、フィルム600を調製するのに有用なダイは、芯/鞘ストランドが形成されているシムの部分配列を有する。図4〜図7に示す実施形態と同様に、かかるフィルムは、複数のシム配列を備える複数のシムを含むダイから調製され得る。かかる配列は、第3のキャビティと分注スロットとの間に第3の流体通路を提供するシムと、第2のキャビティから分注スロットまで延びる少なくとも2つの第2の流体通路を提供するシムとを含むことができ、この2つの第2の通路のそれぞれは第3の通路の反対の長手方向側にあり、この2つの第2の通路のそれぞれは、第3の通路が分注スロットに入る箇所における第3の通路よりも大きな寸法を有する。これにより、第2の通路からの鞘のポリマー組成物の流れは、第3の通路から分注スロットに入る芯のポリマー組成物を封入することが可能となる。第3の通路から入る芯のポリマー組成物を良好に封入できるかどうかは、部分的に、鞘を形成するポリマー組成物の溶融粘度に依存する。一般に、鞘形成ポリマー組成物の溶融粘度が低いほど、芯の封入は改善される。更に、この封入は部分的に、少なくとも2つの第2の通路が、分注スロットに入る際の箇所における第3の通路よりも大きな寸法を有する度合いに依存する。一般に、この寸法が第3の通路における同じ寸法と比較して第2の通路の寸法の大きさの度合いを大きくすると、芯の封入は改善されることになる。分注スロット内での鞘のポリマー組成物の流速及び芯のポリマー組成物の流速が互いに接近するように、通路の寸法及びキャビティ内の圧力を操作すると、良好な結果を得ることができる。
ここで、図23Aを参照すると、シム4540の平面図が図示されている。シム4540は、第1のセグメント及び第2のセグメントを有し、この第2のセグメントは芯及び鞘を含むストランドであるフィルムを作製するためである図27〜図29に示す複数のシム配列に有用である。これらの配列に有用な他のシムを、図24A〜図26Aに示す。シム4540は、第1の開孔4560a、第2の開孔4560b、及び第3の開孔4560cを有する。シム4540が、図17及び図18に示すようにマウント内の他のものと組み立てられると、開孔4560aは第2のキャビティ4562aを画定するのを助け、開孔4560bは第1のキャビティ4562bを画定するのを助け、開孔4560cは第3のキャビティ4562cを画定するのを助けることになる。以下により具体的に考察するように、キャビティ4562a及び4562c内の溶融ポリマーを、鞘/芯型配置を有するストランドで押し出すことができ、またキャビティ4562b内の溶融ポリマーを、これらの鞘/芯ストランド間のストライプとして押し出すことができる。
シム4540は、例えば、シム4540を保持するためのボルト及び以下に記載される他のものが組立品を通過できるようにする数個の孔47を有する。シム4540は、分注開口部4566を分注表面4567において有する。分注開口部4566は、図23Bに示す拡大図により明確に見ることができる。例えば、通路4568bを介したキャビティ4562bから分注開口部4566までの道がないように見えるが、流れは、図27の配列が完全に組み付けられると、図面の平面に垂直な次元のルートを有する。例示した実施形態において、分注表面4567は、異なったシムをダイに組み立てることを容易にするために適切に成形されたキーを受け取ることができる割り出し用溝4580を有する。シムはまた、識別ノッチ4582を有して、ダイが望ましいやり方で組み立てられたことを確認するのを助ける。シムのこの実施形態は、図17に関連して上述した方法で組み立てられたダイを装着するのを補助することができる肩部4590及び4592を有する。
ここで、図24Aを参照すると、シム4640の平面図が図示されている。シム4640は、第1の開孔4660aと、第2の開孔4660bと、第の3開孔4660cとを有する。シム4640が図27に示すように、他のものと組み立てられると、開孔4660aは第2のキャビティ4562aを画定するのを助け、開孔4660bは第1のキャビティ4562bを画定するのを助け、かつ開孔4660cは第3のキャビティ4562cを画定するのを助けることになる。シム4540と類似して、シム4640は分注表面4667を有し、この具体的実施形態では分注表面4667は割り出し用溝4680と、識別ノッチ4682とを有する。また、シム4540と類似して、シム4640は、肩部4690及び4692。例えば、通路4668aを介したキャビティ4562aから分注オリフィス4666までの道がないように見えるが、流れは、図27の配列が完全に組み付けられると、図面の平面に垂直な次元のルートを有する。分注開口部4666は、図24Bに示す拡大図により明確に見ることができる。
ここで、図25Aを参照すると、シム4740の平面図が図示されている。シム4740は、第1の開孔4760aと、第2の開孔4760bと、第3の開孔4760cとを有する。シム4740が図27に示すように他のシムと組み立てられる場合、開孔4760aは第2のキャビティ4562aを画定するよう補助し、開孔4760bは第1のキャビティ4562bを画定するよう補助し、また開孔4760cは第3のキャビティ4562cを画定するよう補助する。シム4540と類似して、シム4740は、分注表面4767を有し、この特定の実施形態において、分注表面4767は、割り出し用溝4780と、識別ノッチ4782とを有する。また、シム4540と類似して、シム4740は、肩部4790及び4792を有する。シム4740は、分注開口部4766を有するが、このシムは分注開口部4766と、キャビティ4562a、4562b、又は4562cのうちのいずれかとの間の接続も有しないことに留意されたい。以下の説明でより完全に理解されるように、シム4740が見える位置の一部では、分注開口部4766の後ろの閉止された凹部4794が、シム4840から噴出される弾性的なポリマー組成物によってもたらされる、キャビティ4562aから芯の周りの鞘への材料の流れを形成することを補助する。閉止された凹部4794及び分注開口部4766は、図25Bに示す拡大図でより明瞭に見ることができる。シム4740が用いられる他の位置では、これは、押し出した流れに対する領域内の分注スロットの抵抗を操作するように機能する。これも下記でより詳細に考察する。
ここで、図26Aを参照すると、シム4840の平面図が図示されている。シム4840は、第1の開孔4860aと、第2の開孔4860bと、第3の開孔4860cとを有する。シム4840が図27に示すように他のシムと組み立てられる場合、開孔4860aは第2のキャビティ4562aを画定するよう補助し、開孔4860bは第1のキャビティ4562bを画定するよう補助し、また開孔4860cは第3のキャビティ4562cを画定するよう補助する。シム4540と類似して、シム4840は、分注表面4867を有し、この特定の実施形態において、分注表面4867は、割り出し用溝4880と、識別ノッチ4882とを有する。また、シム4540と類似して、シム4840は、肩部4890及び4892を有する。例えば、通路4868cを介したキャビティ4562cから分注開口部4866までの道がないように見えるが、流れは、図27の配列が完全に組み付けられると、図面の平面に垂直な次元のルートを有する。通路4868cが、分注開口部4866から上流に、図26Bに示す拡大図でより明瞭に見ることができる、狭窄部4896を含むことに留意されたい。狭窄部4896は、鞘が噴出しているストランドの芯を完全に包囲するのを助けることが、図29に関連付けて理解されるであろう。
ここで図27を参照すると、第1のセグメント及び第2のセグメントを有し、この第2のセグメントが芯及び鞘を含むストランドであるフィルムを生成できるように図23A〜図26Aのシムを採用する、いくつかの異なるシムの反復配列(集合的に4000)の斜視組立図が示される。図27では、集合的に複数のシムにおける、分注開口部4566、4666、4766、及び4866によって形成される分注スロットが、ダイにわたって連続的な開口部であることに留意すべきである。分注開口部のないシムは存在しないのは、それが押し出されたポリマー組成物を形成して分離されたストランドにする破断部を形成することになるからである。ここで図28を参照すると、図27で一緒に示すいくつかの異なるシムの反復配列が、図8と関連して上で考察したいくつかのセグメントを生成する配列に分離されて示されている。より具体的には、左から右へ進むと、ダイゾーン4212は、リボン領域612を押し出すことができる4つのシム4212aの反復配列の3つの実体を備える。ダイゾーン4216は、1つのシムの1つの実体を含む。ダイゾーン4202は、第1のセグメント610を構成するストライプを押し出すことができる4つのシムの反復配列4210の4つの実体を含む。4つのシムの反復配列4210と交差するのは、ストランド604を押し出すことができる8つのシムの反復配列4204の3つの実体である。ダイゾーン4218は、1つのシムの1つの実体を含む。最終的に、ダイゾーン4214は、リボン領域614を押し出すことができる4つのシム4214aの反復配列の3つの実体を備える。ダイゾーン4212、4216、4218及び4214、また結果としてリボン領域612及び614、並びに溶接線616及び618は、実施形態では任意であり、この場合、第2のセグメントは芯及び鞘を含むストランドであり、また、図15,16,22A、及び22Bと関連して上述した方法により作製された図4〜図7に示すフィルムのいくつかの実施形態に有用な場合もある。
ここで、図29を参照すると、いくつかの個々のシムを明らかにするために、図28の配列4210及び4204の斜視図が、更に分解される。より具体的には、配列4210は、シム4540の4つの実体を含むことがより明瞭に示されている。さらに、配列4204は、1枚のシム4740、1枚のシム4640、1枚のシム4740、2枚のシム4840、1枚のシム4740、1枚のシム4640、及び1枚のシム4740、合計で8枚のシムを備えることが、より明瞭に示されている。この図では、どのようにストランド604(図8で見られる)を形成するかを理解するのがより容易である。再び図26A及び図26Bを参照すると、シム4840の2つの実体上に狭窄部4896があることにより、通路4668aに沿った流入が、通路4868cが分注スロットに入る箇所において、通路4868cよりも大きな寸法を有することが可能になる。再び図24A、図24B、図25A及び図25Bを参照すると、シム4740の2つの実体上の閉止された凹部4794により、シム4640の2つの実例上の通路4668aに沿う流入が、シム4840の2つの実体上の通路4868cからの流入を包容するよう共に動作することを可能にし、結果として芯606の周りに鞘608を備えたストランド604(図8に見られる)が得られる。比較的弾性的な芯606を含むストランド604は、比較的弾性が少ない第1のセグメント610にストライプ(図8に見られる)の形態で接合され、それはシム4540の4つの実体の中の分注開口部4566から出てくる。
図23A〜図29と関連して上述した押出ダイは、例えば、3つ又はそれ以上の異なるポリマー組成物を含む、様々なフィルム構成物を作製するのに有用な場合がある。いくつかの実施形態では、ストライプは第1のポリマー組成物から作製され、鞘は異なるポリマー組成物から作製され、そして芯は第1のポリマー組成物又は鞘のポリマー組成物のいずれかよりも弾性的である弾性的なポリマー組成物から作製される。第1のポリマー組成物、鞘のポリマー組成物、及び弾性的なポリマー組成物を含む本明細書に開示するフィルムの実施形態では、ブレンドは、第1のポリマー組成物より比較的に弾性的であるが、芯が作製される弾性的なポリマー組成物より比較的弾性的でない鞘のポリマー組成物を作製するために有用な場合がある。いくつかの実施形態では、鞘のポリマー組成物は、第1のポリマー組成物と弾性的なポリマー組成物とのブレンドを含む。これらの実施形態では、鞘のポリマー組成物は一般的に、第1のポリマー組成物と弾性的なポリマー組成物との両方と良好な相溶性、及びこれらとの良好な接着性を有する。こうすると、鞘のポリマー組成物は、米国特許第6,669,887号(Hilstonら)に記載するものなどの他の相溶剤を使用せずに、ストライプとストランド芯との間における効果的な連結層として機能することができる。しかし、いくつかの実施形態では、芯のポリマー組成物又は鞘のポリマー組成物のうち少なくとも1つに添加される相溶剤が有用な場合がある。有用な相溶剤の例は、米国特許第4,787,897号(Torimaeら)及び同第6,669,887号(Hilstonら)に見出すことができる。鞘を作製するためのポリマー組成物は、例えば、第1のポリマー組成物とは異なる場合、ポリマーのブレンドであり得る鞘のポリマー組成物のフィルム(例えば、厚さが0.002mm〜0.5mm)が室温で少なくとも5%の伸びを有するように選択され得る。
図23A〜図29と関連して上述した押出ダイはまた、例えば、2つの異なるポリマー組成物を含むフィルム構成物を作製するのに有用な場合がある。いくつかの実施形態では、同一のポリマー組成物が2つの異なるキャビティ内に存在する。例えば、図23A〜図29に示す装置では、同一のポリマー組成物がキャビティ4562a及び4562bの両方の中に使用され、ストランド604の芯606が1つのポリマー組成物から作製されるとともに、ストランド604の鞘608及び第1のセグメント610が別のポリマー組成物から作製される図8に示すフィルムを提供することができる。このダイ及び方法を用いると、例えば、弾性的なポリマー組成物のストランドと交互になっている第1のポリマー組成物のストライプを有するフィルムであって、そのストランドが、弾性的なポリマー組成物がフィルムの少なくとも1つの主表面(又は両方の主表面)に露出されないように第1のポリマー組成物によって封入されるフィルムを作製することができる。ストライプ及び鞘が同一のポリマー組成物から作製される、これらの実施形態では、典型的には、ストライプと鞘に対するフローチャネル内の流速が異なるので、依然として鞘とストライプとの間の境界を検出することができる。鞘の流速が、典型的には、ストライプの流速よりはるかに低いのは、(例えば、図29に示すシム4640及び4740によって形成される)鞘のフローチャネルの大きさが(例えば、図29に示すシム4540によって形成される)ストライプのフローチャネルと比較して小さいからである。鞘の材料は、典型的には、分注開口部において更に加速し、それによって更に分子配向を生じさせ、結果として、上に記載したように、ストライプより高度な複屈折がもたらされる。このように、典型的に、複屈折を測定することによって検出され得る、鞘とストライプとの間における分子配向には違いがある。鞘及びストライプが合併された後、溶融状態のままとされる時間に応じて、鞘とストライプとの間に溶接線が形成される。図8に示すフィルム600の鞘とストライプとの間の溶接線は、例えば、フィルムがストランド及びストライプを横切る方向に延伸される場合、目に見える場合がある。
芯及び鞘を有するストランドと交互になっているストライプを含むフィルムに関する更なる情報については、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第2014/0093716号(Hanschenら)を参照のこと。
図10A〜図16、図19A〜図22A、及び図23A〜29のそれぞれは、複数のシムを含む押出装置の少なくとも一部分を図示するが、複数のシムを使用せずに、押出内の様々なキャビティからの同一の通路を有するように押出ダイを機械加工することができることも想定される。通路は、例えば、ダイの様々な領域、又はダイを作製するように組み立てることができるブロックへと機械加工を行ってもよい。かかるブロックは、押出ダイの幅「x」方向に、最高約5センチメートル以上の寸法を有することができる。これらの構成のいずれかは、本明細書に開示するフィルムを作製するために有用であり得る。
本開示を実行するのに有用な、交互になっている第1のセグメント及び第2のセグメントを含むフィルムとしては、第1のセグメントが第1のポリマー組成物から作製され、第2のセグメントが、第1のセグメントと連続的な第1のポリマー組成物のマトリックスに埋め込まれた弾性的なポリマー組成物のストランドを含むフィルムが挙げられる。これらのフィルムの実施例を、フィルム700として図9に示す。かかるフィルムを作製するには、弾性的なポリマーの溶融ストリームを複数のサブストリームにセグメント化して、その後、第1のポリマー組成物の溶融ストリームの中心部に押し出すことができ、その後、フィルムに形成される。この共押出方法により、別のポリマーのマトリックス内に複数のセグメント化されたフローを有するフィルムが生成される。このタイプのフィルムを作るのに有用なダイは、包含共押出ダイ(例えば、米国特許第6,767,492号(Norquistら)及び同第5,429,856号(Kruegerら)に示されているもの)、及び他の同様の装置を含む。
本開示によるフィルム又はフィルムの製造方法のいくつかの実施形態では、フィルムは、少なくとも1つの方向に延伸され得る。本明細書に開示するフィルム又は押し出された物品が、不定長さのウェブであるとき、例えば、典型的には第1のセグメント及び第2のセグメントの長手方向に平行な方向である縦方向の一軸延伸は、速度が増加するロール上でウェブを推進することによって実施することができる。分岐レール及び分岐ディスクなどの手段は、典型的にはフィルム幅「x」方向である、横方向の延伸に有用である。熱可塑性ウェブの一軸的、連続二軸的、又は同時二軸的延伸を可能にする、汎用的な延伸方法は、平らなフィルムテンター装置を用いる。そのような装置は、複数のクリップ、グリッパー、又は他のフィルム端把持手段を、熱可塑性ウェブの対向する端部に沿って使用して、分岐レールに沿って異なる速度で把持手段を推進させることによって、所望の方向に一軸的、連続二軸的、又は同時二軸的延伸が得られるように、熱可塑性ウェブを把持する。クリップ速度を機械方向に増加させると、一般に、機械方向の延伸が生じる。一軸的延伸及び二軸的延伸は、例えば米国特許第7,897,078号(Petersenら)及びそれに引用される参照文献に開示された方法及び装置によって達成できる。フラットフィルムテンター延伸装置は、例えば、Bruckner Maschinenbau GmbH,Siegsdorf,Germanyから市販されている。1つ以上の方向(例えば、図1を参照すると「x」方向及び「y」方向)に本明細書に開示するフィルムを延伸するための他の有用な方法は、リングローリング、差動的又は特性的であるすべての材料が延伸方向に歪むわけではない構造的弾性フィルム処理(SELFすること)、及び当該技術分野で既知の他のウェブ漸増延伸手段などの漸増延伸法を含む。漸増延伸方法は、本開示によるフィルムの積層体と関連して下記により詳細に記載する。
本開示によるフィルムの製造方法のいくつかの実施形態では、レーザで開孔を形成する前に、フィルムを、1つ以上の方向(例えば、図1を参照すると「x」及び「y」方向)に第1のセグメントを塑性変形する箇所まで延伸するのに有用である。いくつかの実施形態では、レーザで開孔を形成する前に、第1のセグメントを塑性変形するようにフィルムを「x」方向に延伸するのに有用である。このように延伸すると、第1のセグメントの厚さを低減し、第1のセグメントの厚さを通して貫通させやすくするのに有用な場合がある。いくつかの実施形態では、特に、第1のセグメントがその厚さを低減するように延伸された場合には、孔あたりの1パルスのレーザは、第1のセグメントに開孔を付与するのに十分となる場合がある。
本開示による、及び/又は本開示によって作製されるフィルムは、縦方向又は横方向のうちの少なくとも1つで延伸された後、延伸誘導性分子配向(例えば、第1のセグメント内に)を有し得る。第1のセグメント若しくは第2のセグメント、又はフィルムの他の部分が延伸誘導性分子配向を有するかどうかは、セグメントを形成する配向されたポリマーの複屈折特性の標準的な分光分析によって決定することができる。延伸誘導性分子配向を有する第1のセグメント若しくは第2のセグメント、又はフィルムの他の部分は、複屈折であるとも言われる場合があり、これはフィルムの配向された部分内のポリマーが、異なる方向に異なる実効屈折率を有するということを意味する。本出願では、第1のセグメント若しくは第2のセグメント、又はフィルムの他の部分は、が延伸誘導分子配向を有するかどうかは、Leica Microsystems GmbH(ドイツWetzlar)から「DMRXE」という商品名で入手可能な顕微鏡、及びQImaging(カナダブリティッシュコロンビア州Surrey)から商品名「RETIGA EXi FAST1394」という商品名で入手可能なCCDカラーカメラにおいて、「LC−PolScope」という商品名でLot−Oriel GmbH&Co.(Darmstadt,Germany)から入手可能な位相差画像システムを用いて測定される。顕微鏡には、Cambridge Research & Instrumentation,Inc.(米国マサチューセッツ州Hopkinton)から得られる546.5nmの干渉フィルター、及び10×/0.25の対物レンズが備え付けられている。配向されたフィルムの部分の複屈折の程度は、典型的には、塑性変形点まで延伸されたフィルムでは、縦方向に溶融誘導された配向のみを有するフィルムより高いことが観察される。延伸誘導性分子配向と溶融誘導された配向との間の複屈折の程度の違いは、当業者には理解されるであろう。
様々なポリマー組成物は、第1のセグメント及び第2のセグメントを含むフィルムを作製するための上述した方法のいずれかに有用である。異なるポリマー組成物は、それぞれに押し出されるので、それらの質量流量(又は体積流量)は、等しい可能性もあり、等しくない可能性もある。いくつかの実施形態では、異なるポリマー組成物の溶融強度は、類似していることが望ましい。(例えば、芯領域及び鞘領域、又は第1のセグメント及び第2のセグメント内の様々な層を含む)第1のセグメント及び第2のセグメントに有用なポリマー組成物は、例えば、それらの相溶性及び相互の接着特性に基づいて選択され得る。
いくつかの実施形態では、第1のセグメント及び第2のセグメントを含むフィルムを作製するように押出され得るポリマー組成物は、熱可塑性ポリマー組成物(例えば、ポリオレフィン(例えば、ポリプロピレン、ポリプロピレンコポリマー、ポリエチレン、及びポリエチレンコポリマー)、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン及びポリスチレンブロックコポリマー、ナイロン、ポリエステル(例えば、ポリエチレンテレフタレート)、ポリウレタン、ポリアクリレート、シリコーンポリマー、並びにそれらのコポリマー及びブレンド)である。しかし、(例えば、熱又は放射線によって)架橋され得るポリマー材料はまた、いくつかの実施形態に有用な場合がある。熱硬化性樹脂を使用するとき、上記方法のいずれかに記載したダイは、硬化を開始するために加熱することができ、これにより、ポリマー材料の粘度及び/又は対応するダイキャビティ内の圧力を調整することができる。
交互になっている第1のセグメント及び第2のセグメントを含むフィルム内の第1のセグメントは、典型的には、第1のポリマー組成物から作製される。第1のポリマー組成物は、第2のセグメント内の弾性的なポリマー組成物より弾性が比較的少ない場合がある。第1のポリマー組成物も、上記に定義されるように非弾性的である可能性がある。第1のポリマー組成物は、例えば、半結晶性若しくは非晶質ポリマー又はブレンドから形成され得る。非弾性ポリマーは、主にポリエチレン、ポリエチレンコポリマー、ポリプロピレン、ポリプロピレンコポリマー、ポリブチレン、又はポリエチレン−ポリプロピレンコポリマーなどのポリマーから形成される、ポリオレフィン系である可能性がある。いくつかの実施形態では、第1のポリマー組成物は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリプロピレン−ポリエチレンコポリマー、又はそれらのブレンドを含む。
交互になっている第1のセグメント及び第2のセグメントを含むフィルムでは、第2のセグメントは、上述した第1のポリマー組成物より弾性的である弾性的なポリマー組成物を含む。機械横方向に第2のセグメントを延伸するのに必要な力が、第1のセグメントを延伸するのに必要な力より小さいように、弾性的なポリマー組成物はまた選択される。弾性的なポリマー組成物は、例えば、弾性的なポリマー組成物のフィルム(厚さが0.002mm〜0.5mmであるフィルムなど)が室温で少なくとも200パーセントの伸びを有するように選択され得る。有用な弾性的なポリマー組成物の例としては、ABAブロックコポリマー、ポリウレタンエラストマー、ポリオレフィンエラストマー(例えば、メタロセンポリオレフィンエラストマー)、オレフィンブロックコポリマー、ポリアミドエラストマー、エチレン酢酸ビニルエラストマー及びポリエステルエラストマーなどの熱可塑性エラストマーが挙げられる。ABAブロックコポリマーエラストマーは、概して、Aブロックがポリスチレン系であり、かつBブロックが共役ジエン(例えば、低級アルキレンジエン)であるエラストマーである。Aブロックは、主に置換(例えば、アルキル化)若しくは非置換スチレン系部分(例えば、ポリスチレン、ポリ(アルファメチルスチレン)、又はポリ(t−ブチルスチレン))から概して形成され、1モル当たり約4,000〜50,000グラムの平均分子量を有する。Bブロックは、主に置換又は非置換であり得る共役ジエン(例えば、イソプレン、1,3−ブタジエン、又はエチレン−ブチレンモノマー)から概して形成され、1モル当たり約5,000〜500,000グラムの平均分子量を有する。Aブロック及びBブロックは、例えば、線状、放射状、又は星形構成で構成されてもよい。ABAブロックコポリマーは、複数のAブロック及び/又はBブロックを含有してもよく、ブロックは同一の又は異なるモノマーから作製されてもよい。典型的なブロックコポリマーは線状ABAブロックコポリマーであり、Aブロックは、同一若しくは異なっていてよく、又はAブロックで主に終端する3つ以上のブロックを有するブロックコポリマーであってもよい。マルチブロックコポリマーは、例えば、より粘着性のあるエラストマーフィルムセグメントを形成する傾向がある、ある特定の割合のABジブロックコポリマーを含有してもよい。他の弾性的ポリマーは、ブロックコポリマーエラストマーとブレンドすることができ、また様々な弾性的ポリマーは、様々な程度の弾性特性を有するようにブレンドしてもよい。
弾性的なポリマー組成物としては、市販されている数多くのタイプの熱可塑性エラストマーを含むことができ、それは、BASF(米国ニュージャージー州Florham Park)から、「STYROFLEX」という商品名で市販されているもの、Kraton Polymers(米国テキサス州Houston)から「KRATON」という商品名で市販されているもの、Dow Chemical(米国ミシガン州Midland)から「PELLETHANE」、「INFUSE」、「VERSIFY」、又は「NORDEL」という商品名で市販されているもの、DSM(オランダ、Heerlen)から「ARNITEL」という商品名で市販されているもの、E.I.duPont de Nemours and Company(米国デラウエア州Wilmington)から「HYTREL」という商品名で市販されているもの、ExxonMobil(米国テキサス州Irving)から「VISTAMAXX」という商品名で市販されているもの、及びその他を含む。
弾性的なポリマー組成物はまた、上述したエラストマーのいずれか、及び第1のポリマー組成物内の上述したポリマーのいずれかとのブレンドを含む場合がある。同様に、弾性的なポリマー組成物が第1のセグメント内の第1のポリマー組成物より弾性的である限り、第1のポリマー組成物は、比較的弾性が少ないポリマーと比較的弾性が多いポリマーとのブレンドを含むことができる。一般的に、第1のポリマー組成物及び弾性的なポリマー組成物は、第1のセグメントの引張弾性率が第2のセグメントの引張弾性率より高くなるように選択されるべきである。第2のセグメントを延伸するのに必要な力が小さくなると、結果として、第2のセグメントが最初に延伸することになり、それによって第1のセグメントの開孔は延伸されないままにすることができる。
上述したように、第1のポリマー組成物及び弾性的なポリマー組成物は、少なくとも部分的に相溶性及び相互の接着特性に基づいて選択され得る。セグメント間の相溶性及び接着性は、吊り剪断評価によって評価され得る。吊り剪断評価は、幅方向に3.8cmの露出したサンプルを有する、長さ2.54cm(セグメントの長手方向に測定した)のサンプルに200グラムの錘を吊り下げることによって実施される。評価は、100°F(38℃)で実施され、静負荷がフィルムを破断するまでの時間が判定される。フィルムは、フィルムの幅又は横方向(すなわち、第1のセグメント及び第2のセグメントの長手方向を横切る方向)に負荷がかかるように位置決めされる。いくつかの実施形態では、吊り剪断評価で破断するまでの時間は、少なくとも100分間、いくつかの実施形態では、少なくとも500分間、そしていくつかの実施形態では、少なくとも1000分間である。吊り剪断評価で破断するまでの時間は、様々な因子の影響を受ける場合がある。例えば、異なる第1のポリマー組成物に対しては、所望の吊り剪断強度を付与する弾性的なポリマー組成物は、異なる場合がある。何らかの可塑剤又は相溶剤の存在は、吊り剪断強度に影響を及ぼす場合がある。少なくともこれらの理由により、少なくとも100分間の吊り剪断時間を付与し得るそれぞれの組成物を記載するのは現実的ではない。少なくとも100分間(いくつかの実施形態では、少なくとも500又は1000分間)の吊り剪断評価で破断するまでの時間は、例えば、使用時に、フィルムの幅方向又は横方向に延伸するように設計された本開示によるフィルムを評価するためには有用であり得る。しかしながら、破断するまでの時間がより短いことは、例えば、下記に更に詳細に記載するように、フィルムが比較的非弾性的なセグメントの塑性変形を受けた後、フィルムの長手方向に延伸するように設計されたフィルムでは有用であり得る。
いくつかの実施形態については、第1のポリマー組成物はポリプロピレンを含み、弾性的なポリマー組成物は、ポリプロピレンに良好に接合するように選択される。これらの実施形態のうちのいくつかでは、弾性的なポリマー組成物は、熱可塑性エラストマー、例えば、ABA三元ブロックコポリマーエラストマー、又はABAD四元ブロックコポリマーである。いくつかの実施形態では、弾性的なポリマー組成物は、スチレンのABA三元ブロックコポリマー、又はAブロックとして置換スチレンのABA三元ブロックコポリマー、及びBブロックとして、水素添加ポリブタジエン、水素添加ポリイソプレン、又は水素添加ポリブタジエンとポリイソプレンとの組み合わせである。したがって、水素添加Bブロックは、ポリエチレンと、ポリプロピレンと、ポリブチレン部分とを含むことができる。典型的には、かかる弾性的なポリマー組成物を含む第2のセグメントとポリプロピレンを含む第1のセグメントとを有するフィルムの吊り剪断評価における破断するまでの時間は、少なくとも100分間(いくつかの実施形態では、少なくとも500又は1000分間)である。ABA三元ブロックコポリマー内のポリスチレンユニットは、ABA三元ブロックコポリマーの総重量に基づいて、20〜60重量パーセントの範囲、又は25〜45重量パーセントの範囲で存在し得る。ABA三元ブロックコポリマー内の水素添加共役ジエンは、ABA三元ブロックコポリマーの総重量に基づいて、40〜80重量パーセントの範囲、又は55〜75重量パーセントの範囲で存在し得る。水素添加ポリイソプレンは、存在する場合、ABA三元ブロックコポリマーの総重量に基づいて最高15、10、又は5重量パーセントの量で存在する。ABA三元ブロックコポリマーの重量平均分子量は、1モル当たり75,000〜250,000グラム、又は1モル当たり150,000〜220,000グラムの範囲である場合がある。ABA三元ブロックコポリマーの数平均分子量は、1モル当たり50,000〜200,000グラム、又は1モル当たり120,000〜200,000グラムの範囲である場合がある。重量平均分子量及び数平均分子量は、例えば、ゲル透過クロマトグラフィー(すなわち、サイズ排除クロマトグラフィー)によって、当業者に既知の技術を使用して測定することができる。
第2のセグメントの一方又は両方の主表面にある第3のポリマー組成物は、第1のポリマー組成物と同一であってもよく、又は異なっていてもよい。第3のポリマー組成物は、弾性的なポリマー組成物がまた第3のポリマー組成物より弾性的であるように選択される場合がある。第3のポリマー組成物は、例えば、製造中、若しくは使用中に弾性的なポリマー組成物を保護するために、かつ/又は弾性的なポリマー組成物上に粘着性がより少ない表面を付与するために有用な場合がある。第3のポリマー組成物が、第1のポリマー組成物より軟らかいように選択される場合、フィルムを幅「x」方向に最初に延伸するために必要とされる力は、第3のポリマー組成物が、比較的より非弾性的基質であるときより少ない場合がある。
第1のポリマー組成物、弾性的なポリマー組成物、及び第1のポリマー組成物とは異なる第3のポリマー組成物を含む本明細書に開示するフィルム又は方法の実施形態では、ブレンドは、第1のポリマー組成物より比較的に弾性的であるが、層状化された第2のセグメントのうち少なくとも第1の層が作製される弾性的なポリマー組成物より比較的弾性が少ない第3のポリマー組成物を作製するために有用な場合がある。いくつかの実施形態では、第3のポリマー組成物は、第1のポリマー組成物と弾性的なポリマー組成物とのブレンドを含む。これらの実施形態では、第3のポリマー組成物は一般的に、第1のポリマー組成物及び弾性的なポリマー組成物の両方と良好な相溶性及びこれらとの良好な接着性を有する。いくつかの実施形態では、第3のポリマー組成物は、弾性的樹脂と非弾性的樹脂とのブレンドとしてもよいが、第1のポリマー組成物又は弾性的なポリマー組成物内の樹脂を含有しなくてもよい。
いくつかの実施形態では、第2のポリマー組成物又は第3のポリマー組成物のうちの少なくとも1つに添加される相溶剤は、有用であり得る。相溶剤は、例えば、弾性フィルムの伸びを増加するため、フィルムの延伸に必要な力を低減するため、及び第2のセグメントの厚さを修正するために有用であり得る。好適な相溶剤の例としては、水素添加環式脂肪族樹脂、水素添加芳香族樹脂、及びこれらの組み合わせが挙げられる。例えば、いくつかの相溶剤は、石油ナフサの熱分解で生成されるC9留分のコポリマー化により得られる水素添加C9系石油樹脂、石油ナフサの熱分解で生成されるC5留分のコポリマー化により得られる水素添加C5系石油樹脂、又は、石油ナフサの熱分解で生成されるC5留分及びC9留分の組み合わせの重合により得られる水素添加C5/C9系石油樹脂である。C9留分として、例えば、インデン、ビニル−トルエン、α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、又はこれらの組み合わせを挙げることができる。C5留分として、例えば、ペンタン、イソプレン、ピペリン、1,3−ペンタジエン、又はこれらの組み合わせを挙げることができる。他の相溶剤としては、水素添加ポリ(環状オレフィン)ポリマーが挙げられる。水素添加したポリ(環状オレフィン)ポリマーの例としては、水素添加石油樹脂、水素添加テルペン系樹脂(例えば、ヤスハラケミカル(広島、日本)からグレードP、M及びKで「CLEARON」という商品名で市販されている樹脂)、水素添加ジシクロペンタジエン系樹脂(例えば、Kolon Industries(韓国)から「SUKOREZ」という商品名で入手可能なもの)、例えば、Exxon Chemical社(米国テキサス州Irving)から「ESCOREZ 5300」又は「ESCOREZ 5400」という商品名で、またEastman Chemical社(米国テネシー州キングスポート)から「EASTOTAC H」という商品名で入手可能な、石油ナフサの熱分解を通じて生成された1,3−ペンタジエンを有するペンテン、イソプレン、又はピペリンなどのC5留分のコポリマー化により得られる水素添加C5系石油樹脂、例えば、Exxon Chemical社から「ESCOREZ 5600」という商品名で市販されている部分水素添加芳香族変性ジシクロペンタジエン系樹脂、例えば、荒川化学工業株式会社から「ARCON P」又は「ARCON M」という商品名で入手可能な石油ナフサの熱分解によって生成されるインデン、ビニルトルエン、及びα−又はβ−メチルスチレンなどのC9留分をコポリマー化することにより得られるC9系石油樹脂の水素添加から結果として得られる樹脂、及び、例えば、出光興産株式会社(東京、日本)から「IMARV」という商品名で入手可能な上述したC5留分及びC9留分のコポリマー化された石油樹脂の水素添加から結果として得られる樹脂が挙げられる。いくつかの実施形態では、水素添加したポリ(環状オレフィン)は、水素添加したポリ(ジシクロペンタジエン)である。有用な相溶剤の他の実施例を、米国特許第4,787,897号(Torimaeら)及び同第6,669,887号(Hilstonら)に見出すことができる。相溶剤は、典型的には、非晶質であり、エラストマー樹脂との相溶性を保つためには、1モル当たり最大5000グラムの重量平均分子量を有する。分子量は、しばしば最大1モル当たり4000グラム、1モル当たり2500グラム、1モル当たり2000グラム、1モル当たり1500グラム、1モル当たり1000グラム、又は最大1モル当たり500グラムである。いくつかの実施形態では、分子量は1モル当たり200〜5000グラムの範囲、1モル当たり200〜4000グラムの範囲、1モル当たり200〜2000グラムの範囲、又は1モル当たり200〜1000グラムの範囲である。存在する場合、相溶剤は、第2のポリマー組成物又は第3のポリマー組成物中に、第2のポリマー組成物又は第3のポリマー組成物の総重量に基づいて、15重量パーセント〜30重量パーセント(いくつかの実施形態では、15〜25重量パーセント)の範囲である場合がある。
いくつかの実施形態では、本開示を実行するのに有用なフィルムを作製するのに使用されるポリマー材料は、機能的目的(例えば、光学的効果)及び/又は美的目的(例えば、それぞれが異なる色/濃淡を有する)で、着色剤(例えば、顔料及び/又は染料)を含むことができる。顔料又はダイはまた、上述したように選択波長で光を吸収するのに有用な場合もある。様々なポリマー組成物における使用に好適な着色剤は、当技術分野において既知のものである。着色剤によって付与される色の例としては、白、黒、赤、ピンク、オレンジ、黄、緑、水色、紫、及び青が挙げられる。いくつかの実施形態では、ポリマー組成物の1つ以上が不透明度のある特定のレベルを有することが望ましい。特定の実施形態で使用される着色剤の量は、当業者によって容易に決定することができる(例えば、所望の色、色調、不透明性、透過性等を達成するため)。
いくつかの実施形態では、本開示による開孔されるフィルムの少なくとも一部は、微細空孔を含む。いくつかの実施形態では、第1のセグメントは、微細空孔を含む。微細空孔化は、様々な方法を用いてフィルムに含めることができる。いくつかの実施形態では、微細空孔化は、半結晶性ポリオレフィンのβ核形成によって第1のセグメントに導入され得る。特定の不均質核は、β造核剤として一般に知られており、結晶性ポリマー溶融物中で異物として働く。ポリマーがこれの結晶化温度(例えば、60℃から120℃又は90℃から120℃の範囲にある温度)より下に冷えるとき、ゆるく巻かれたポリマー鎖は、β造核剤の周りで向きを合わせて、β−相領域を形成する。β型のポリプロピレンはメタ安定形であるが、熱処理及び/又は応力を加えることによって更に安定なα型へ転換される可能性がある。β型のポリプロピレンが特定の条件下で延伸されると、微細空孔が様々な量で形成され得、例えば、Chuら著、「Microvoid formation process during the plastic deformation of β−form polypropylene」,Polymer,Vol.35,No.16,pp.3442〜3448,1994、及びChuら著、「Crystal transformation and micropore formation during uniaxial drawing of β−form polypropylene film」,Polymer,Vol.36,No.13,pp.2523〜2530,1995を参照のこと。典型的には、半結晶性ポリオレフィンはポリプロピレンを含む。ポリプロピレンを含む半結晶性ポリオレフィンは、プロピレン繰り返し単位を含有するポリプロピレンホモポリマー又はコポリマーであってよいと理解すべきである。コポリマーは、プロピレンと少なくとも1種の他のオレフィン(例えば、エチレン又は炭素原子数が4〜12又は4〜8のα−オレフィン)とのコポリマーであってよい。エチレン、プロピレン及び/又はブチレンのコポリマーが有用であり得る。いくつかの実施形態では、コポリマーは、ポリプロピレンを最大90、80、70、60、又は50重量%含有する。いくつかの実施形態では、コポリマーは、ポリプロピレン又はα−オレフィンのうち少なくとも一方を最大50、40、30、20、又は10重量%含有する。半結晶性ポリオレフィンはまた、ポリプロピレンを熱可塑性ポリマーのブレンドの一部であってもよい。好適な熱可塑性ポリマーとしては、典型的に従来のプロセス条件において溶融加工可能な結晶性ポリマーが挙げられる。即ち、加熱すると、ポリマーは典型的に軟化及び/又は融解して、シートを形成するために押出成形機などの従来の機器で加工することができる。
いくつかの実施形態では、β造核剤は、γキナクリドン、スベリン酸カルシウム塩、ピメリン酸カルシウム塩、並びにポリカルボン酸のカルシウム塩及びバリウム塩からなる群から選択される。いくつかの実施形態では、β造核剤はキナクリドン系着色剤Permanent Red E3Bであって、これはQ染料とも呼ばれる。いくつかの実施形態では、β造核剤は、有機ジカルボン酸(例えば、ピメリン酸、アゼライン酸、O−フタル酸、テレフタル酸、及びイソフタル酸)とII族金属(例えば、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム及びバリウム)の酸化物、水酸化物又は酸性塩とを混合することによって形成される。いわゆる2成分開始剤としては、炭酸カルシウムと前に挙げた任意の有機ジカルボン酸との組み合わせ、及びステアリン酸カルシウムとピメリン酸との組み合わせが挙げられる。いくつかの実施形態では、β造核剤は、米国特許第7,423,088号(Maderら)に記載されているような芳香族トリカルボキシアミドである。β造核剤を、本明細書において開示する微多孔性フィルムの作製に有用な半結晶性ポリオレフィンに組み込む便利な方法は、濃縮物を使う方法である。半結晶性ポリオレフィン中のβ型球晶の濃度は、例えばX線結晶学及び示差走査熱量測定法(DSC)を用いて測定され得る。DSCにより、α相及びβ相の両方の融点及び融解熱は、本開示を実行するため役立つ微多孔性フィルム中で決定され得る。半結晶性ポリプロピレンでは、β相の融点はα相の融点よりも低い(例えば、約10〜15℃の差)。全融解熱に対するβ相の融解熱の割合によって、サンプル中のβ型球晶の割合が与えられる。β型球晶の濃度は、フィルム中のα相及びβ相の総量に基づいて少なくとも10、20、25、30、40、又は50%とすることができる。これらのβ型球晶の濃度は、延伸される前にフィルム内で見られることがある。
いくつかの実施形態では、本開示を実行するためにその実施形態のいずれかで有用なフィルムは、熱誘導相分離(TIPS)法を使用して形成される。この微細空孔化フィルムの製造方法は、溶融混合物を形成するために、結晶性ポリマー及び希釈剤(例えば、鉱油、ミネラルスピリット、ジオクチルフタレート、流動パラフィン、グリセリン、ワセリン(石油ゼリー)、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、軟カーボワックス、及びこれらの組み合わせ)の溶融ブレンドを含む。溶融混合物は、次に、フィルムの形にされ、ポリマーが結晶化する温度まで冷却され、相分離がポリマーと希釈剤との間で生じ、空孔を形成する。空孔化フィルムは、ある程度の不透明度を有する場合がある。造核剤は、結晶化を促進するために第1のポリマー組成物に有用な場合がある。いくつかの実施形態では、造核剤は、上述したβ造核剤である。希釈剤の量は、典型的には、ポリマー及び希釈剤の総重量に基づいておよそ20体積部から70体積部まで、30体積部から70体積部まで、又は50体積部から65体積部までの範囲にある。このようにして、希釈化合物中に結晶化ポリマーの凝集体を含むフィルムが形成される。したがって、いくつかの実施形態では、第1のセグメントは、ポリマーと希釈剤を含む第1のポリマー組成物を含み、この希釈剤は、このポリマーの溶融温度より高い温度でポリマーと混和性であるが、ポリマーの結晶化温度未満の温度でポリマーから相分離する。用語「溶融温度」は、ポリマーと希釈剤を含有するブレンド中のポリマーが溶融する温度を指す。用語「結晶化温度」は、ブレンド内のポリマーが結晶化する温度を指す。熱可塑性ポリマーの溶融及び結晶化温度は、希釈剤及び他の添加剤が存在する場合、相平衡と動的効果の両方に影響される。液状ポリマー相と結晶性ポリマーとの平衡では、熱力学は、2つの相におけるポリマー反復単位の化学ポテンシャルが等しいことを必要とする。この条件を満足する温度は、溶融温度と呼ばれ、溶融混合物の組成物に依存することになる。結晶化温度及び溶融温度は、典型的には、平衡において同価である。しかし、非平衡条件では、これは通常の場合であるが、それぞれ結晶化温度及び溶融温度は、外部冷却率及び加熱率に依存する。その結果、「溶融温度」及び「結晶化温度」という用語は、本明細書に使用されると、平衡効果(即ち、ポリマー/希釈剤系が同一温度で溶融又は結晶化する)並びに加熱率又は冷却率の動的効果を含むことを意図する。用語「平衡融点」は、公開文献にて入手可能なような、一般に是認されている、純粋なポリマーの融解温度を指す。
いくつかの実施形態では、結晶化ポリマーの形成に続いて、少なくとも一方向にフィルムを延伸させること、又は、希釈剤の少なくとも一部を除去することのうち少なくとも一方によって材料の気孔率が増大される。このステップは、相互連結された微多孔のネットワークという結果をもたらす。このステップは、ポリマーを永続的に希釈して複数の粒子を接続する線維を形成し、強度及び多孔性をフィルムに付与する。この方法によって実現される細孔径は、約0.2マイクロメートルから約5マイクロメートルまで変化する可能性がある。希釈剤は、延伸の前後いずれでも材料から除去することができる。いくつかの実施形態において、希釈剤は除去されない。これらのいくつかの実施形態では、希釈剤は、第2のセグメントにおける弾性的なポリマー組成物の可塑剤として有用な場合がある。希釈剤が存在すると、後述する弾性的なポリマー組成物における他の可塑剤の必要性が除去される場合がある。
いくつかの実施形態では、開孔するのに有用なフィルムは、粒子造孔剤を用いて形成された微細空孔を有する。このような造孔剤は、ポリマーマトリックス材料と混合すること、又は、混和することがなく、フィルムの押出成形及び配向の前に、ポリマーコアマトリックス材料中に分散相を形成する。このようなポリマー基質が一軸又は二軸延伸を受けるとき、空孔又はキャビティが分布した分散相部分の周りに形成し、マトリックス及びキャビティの内部の光の散乱によって外観を不透明にする多数のキャビティで満たされたマトリックスを有するフィルムを提供する。粒子造孔剤は、無機でも有機でもよい。有機造孔剤は、概して、フィルムマトリックス材料の融点より高い融点を有する。有用な有機造孔剤として、ポリエステル(例えば、ポリブチレンテレフタレート、又は、ナイロン−6のようなナイロン)、ポリカーボネート、アクリル樹脂、及びエチレン・ノルボルネン・コポリマーが挙げられる。有用な無機造孔剤として、タルク、炭酸カルシウム、二酸化チタン、硫酸バリウム、ガラス玉、ガラスバブル(即ち、中空ガラス球)、セラミック玉、セラミックバブル、及び金属微粒子が挙げられる。造孔剤の粒径は、粒子の重量で少なくとも大半が、例えば、約0.1マイクロメートルから約5マイクロメートルまで、一部の実施形態では、約0.2マイクロメートルから約2マイクロメートルまでの全体平均粒径を含むほどの粒径ある。「全体」という用語は、三次元の大きさを指し、「平均(mean)」という用語は、平均(average)である。造孔剤は、例えば、ポリマー及び造孔剤の総重量に基づいて、約2重量パーセントから約40重量パーセントまで、約4重量パーセントから約30重量パーセントまで、又は約4重量パーセントから約20重量パーセントまでの量で第1のポリマー組成物中に存在する場合がある。これらの造孔剤の一部はまた、選択波長で光を吸収するのに有用である。
本開示を実行するのに有用なフィルムは典型的には、機械横方向(典型的には、長手方向に冤罪する第1のセグメント及び第2のセグメントの方向を横切る)に伸張性であり、縦方向に伸張性が少ない。いくつかの実施形態では、本明細書に開示するフィルムは、少なくとも75(いくつかの実施形態では、少なくとも100、200、250、又は300)パーセント、かつ最高1000(いくつかの実施形態では、最高750又は500)パーセントの伸びを有する。いくつかの実施形態では、室温で元の長さの100%伸びの後、本明細書に開示するフィルムは、変形及び弛緩後、小さい永久歪み(いくつかの実施形態では、25パーセント未満、20パーセント未満、又は更に10パーセント未満)のみを持続する。
本開示によるフィルム及び/又は本開示の方法により作製されたフィルムでは、第1のセグメント及び第2のセグメントは、それぞれ長さ、幅、及び高さを有し、その長さは最長寸法であり、その厚さは最小寸法である。いくつかの実施形態では、第1のセグメント及び第2のセグメントのそれぞれの幅は、最大5ミリメートルである。第1のセグメント及び第2のセグメントの幅は、典型的には、少なくとも100マイクロメートル(いくつかの実施形態では、少なくとも150マイクロメートル、又は200マイクロメートル)である。いくつかの実施形態では、本明細書に開示するフィルム内の弾性的ポリマー組成物を含む第2のセグメントの幅は、1ミリメートル(mm)(いくつかの実施形態では、最大750マイクロメートル、650マイクロメートル、500マイクロメートル、又は400マイクロメートル)未満である。例えば、第2のセグメントは、100マイクロメートル〜1mm未満、100マイクロメートル〜750マイクロメートル、150マイクロメートル〜750マイクロメートル、150マイクロメートル〜500マイクロメートル、又は200マイクロメートル〜600マイクロメートル幅の範囲である場合がある。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示するフィルムは、最大2mm(いくつかの実施形態では、1.5mm、1mm、又は750マイクロメートル)の幅の第1のセグメントを有する。いくつかの実施形態では、第1のセグメントは、少なくとも100マイクロメートル、150マイクロメートル、250マイクロメートル、350マイクロメートル、400マイクロメートル、又は500マイクロメートルの幅である。例えば、第1のセグメントは、250マイクロメートル〜1.5mm、100マイクロメートル〜1mm、又は350マイクロメートル〜1mmの範囲の幅である場合がある。本明細書で使用する場合、第1のセグメント及び第2のセグメントの幅は、フィルムの幅方向「x」で測定された寸法である。
本明細書に開示するフィルムの製造装置及び製造方法は、最大2mm又は1mmの幅を有するセグメントを押し出すことができるが、かかるフィルムは、実際的には、国際特許出願公開第WO 2010/099148号(Hoiumら)に記載されるものなどの、最大2mm又は1mmの幅及び少なくとも5cm又は7.5cmの長さの連続的な幅のフローチャネルを有する装置から押し出すことによっては達成されない。分注エッジにおける圧力降下は、毎分0.1メートル未満に押出速度を制限し、本明細書に開示する装置及び方法から達成可能な押出速度より少なくとも10倍遅い。
本明細書に開示するフィルムのいくつかの実施形態では、1つの第2のセグメントによって分離される2つの第1のセグメントの中間点の間の距離は、最大3mm、2.5mm、又は2mmである。いくつかの実施形態では、1つの第2のセグメントによって分離される2つの第1のセグメントの中間点の間の距離は、少なくとも300マイクロメートル、350マイクロメートル、400マイクロメートル、450マイクロメートル、又は500マイクロメートルである。いくつかの実施形態では、1つの第2のセグメントによって分離される2つの第1のセグメントの中間点の間の距離は、300マイクロメートル〜3mm、400マイクロメートル〜3mm、500マイクロメートル〜3mm、400マイクロメートル〜2.5mm、又は400マイクロメートル〜2mmの範囲である。
実施形態のいずれかにおける本明細書に開示するフィルムは、所望の用途に応じて、様々な有用な厚さを有し得る。いくつかの実施形態では、フィルムは、最大約250マイクロメートル、200マイクロメートル、150マイクロメートル、又は100マイクロメートルの厚さであり得る。いくつかの実施形態では、フィルムは、少なくとも約10マイクロメートル、25マイクロメートル、又は50マイクロメートルの厚さであり得る。例えば、フィルムの厚さは、10マイクロメートル〜250マイクロメートル、10マイクロメートル〜150マイクロメートル、又は25マイクロメートル〜100マイクロメートルの範囲の厚さであり得る。いくつかの実施形態では、第1のセグメントの厚さは、第2のセグメントの厚さの約20%、10%、又は5%以内である。これらの場合、第1のセグメントは、実質的に第2のセグメントと同一の厚さを有すると言われる場合がある。これは、例えば、フィルムを最初に延伸する力を低減し、伸びを最大化し、かつフィルムのヒステリシスを低減するために有用であり得る。他の実施形態では、弾性セグメントの厚さは、第1のセグメントより少なくとも50%、100%、150%、又はそれ以上だけ厚いとすることができる。これは、例えば、フィルム表面に心地良い触覚的なリブ付きの凹凸を提供する、又は主に弾性セグメントへの接合を促進するのに有用であり得る。選択した樹脂の溶融粘度及び/又はダイスウェルは、第1のセグメント及び第2のセグメントの厚さに影響を与える。樹脂は、それらの溶融粘度によって選択される場合があり、あるいはいくつかの実施形態では、樹脂、例えば、上述したように層又は鞘に使用される第3のポリマー組成物の溶融粘度を低減するために、粘着付与剤又は他の粘度低減添加剤が有用であり得る。ダイ設計も、様々な厚さのフィルムを生産する場合がある(例えば、サイズが異なる分注オリフィスを有することによって)。
上述した層又は鞘を含む第1のセグメント又は第2のセグメントでは、図4〜図7と関連して上述した第2、第3、第5、及び第6の層又は、図8と関連して上述した鞘は、それが存在する場合、0.2マイクロメートル〜20マイクロメートル、1マイクロメートル〜15マイクロメートル、又は3マイクロメートル〜10マイクロメートルの厚さの範囲とすることができる。例えば、これらの寸法を有する、第2のセグメントの主表面における層及び鞘は、例えば、本開示によるフィルムの容易な伸びを可能にするために有用であり得る。いくつかの実施形態では、これらの層の厚さは、層状化されたセグメントの幅にわたって均一ではない。
本明細書に開示するフィルムのいくつかの実施形態では、比較的により弾性的なポリマー組成物を含む第2のセグメントの密度を、ウェブにわたって変化させることができる。例えば、本明細書に記載するダイ内のシム配列が、第2のセグメントを提供するシム配列の頻度の変化を含む場合、これを達成することができる。いくつかの実施形態では、フィルムの中心に向かって、かかる第2のセグメントのより高い密度を有するのが望ましい。換言すれば、連続する第1のセグメントの中間点の間の距離は、同一であってもよく、同一でなくてもよい。フィルムの連続する第1のセグメント間の中間点の間の距離を測定するのは便利だが、1つの第1のセグメントの任意の点から次の第1のセグメントの対応する点までの間の距離を測定することも可能である。いくつかの実施形態では、フィルムにわたって、1つの第2のセグメントによって分離される2つの第1のセグメントの中間点間の距離の平均があり、1つの第2のセグメントによって分離される2つの所与の第1のセグメントについては、この距離は、フィルムにわたるこれらの距離の平均の20(いくつかの実施形態では、15、10、又は5)パーセント以内である。
第1のセグメント及び第2のセグメントの幅及び/又は厚さ(例えば、第1の層、第2の層、及び所望により第3の層を含む)、又は連続する第1のセグメント又は第2のセグメント上の2つの対応する点の間の距離の測定は、例えば、光学顕微鏡によって行うことができる。光学顕微鏡は、第1のセグメント及び第2のセグメントの体積パーセントを決定するためにも有用でもある。いくつかの実施形態では、第1のセグメントは、第2のセグメントよりも大きい体積パーセントをなす。いくつかの実施形態では、第1のセグメントは、フィルムの体積の約51%〜85%の範囲をなし、第2のセグメントは、フィルムの体積の約15%〜49%の範囲をなす。いくつかの実施形態では、第1のセグメントは、フィルムの体積の約55%〜80%の範囲をなし、第2のセグメントは、フィルムの体積の約20%〜45%の範囲をなす。
本開示による方法による、及び/又は方法を使用して調製されたフィルムは、様々な坪量で作製することができる。例えば、押し出されたときのフィルムの坪量は、1平方メートル当たり15グラム〜1平方メートル当たり100グラムの範囲である場合がある。いくつかの実施形態では、フィルムの坪量は、1平方メートル当たり20グラム〜1平方メートル当たり60グラムの範囲である。フィルムは延伸された後、1平方メートル当たり15グラム未満の秤量を有する場合がある。これらのフィルムで、弾性ポリマーを、坪量に対する寄与を比較的に低くすることができることは有用であり、かつフィルム及びフィルム物品で弾性特性を達成することは更に有用である。いくつかの実施形態では、エラストマーポリマーは、フィルムの坪量に対して1平方メートル当たり最大25、20、15、又は10グラム寄与する。いくつかの実施形態では、エラストマーポリマーは、フィルムの坪量に対して1平方メートル当たり3〜10グラムの範囲で寄与する。本明細書に記載するフィルム及びフィルム物品内のエラストマーポリマーの典型的に低い量は、エラストマーポリマーのフィルムの坪量に対する寄与がより高い弾性的なフィルムに対してコスト的な利点を提供する。
本明細書に開示するフィルムのいくつかの実施形態では、弾性的なポリマー組成物より比較的に弾性的でない第1のポリマー組成物を含有する第1のセグメントは、延伸から結果として得られる分子配向を有する。これらの実施形態のうちのいくつかでは、第1のセグメントは、幅方向「x」に、永久塑性変形によって生じる延伸誘導性分子配向を有する。永久変形を達成するために、フィルムは、フィルムの伸びに応じて、少なくとも500(いくつかの実施形態では、少なくとも600、又は750)パーセントまで延伸され得る。これらの実施形態では、本明細書に開示するフィルムは、「完全停止」弾性フィルムを提供することができ、伸長のために必要とされる力は、伸長の最後の部分の間に急上昇する。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示するフィルムは、第1のセグメント及び第2のセグメントの長手方向で、延伸活性化される。これらの実施形態のうちのいくつかでは、第1のセグメントは、長手方向「y」に、永久塑性変形によって生じる延伸誘導性分子配向を有する。永久変形を達成するために、フィルムは、少なくとも200(いくつかの実施形態では、少なくとも300、400、又は500)パーセント以上まで延伸され得る。弾性的な第2のセグメントが、延伸の後に弛緩されるとき、延伸された第1のセグメントは、凹凸のある表面を形成するようにシャーリングされる。かかる凹凸は、特にフィルムを作製するためにソフト感のある樹脂が使用される場合、弾性フィルムを繊維状(例えば、不織布)担体に積層する必要を除去し得る。したがって、いくつかの実施形態では、本明細書に開示するフィルムは、担体に結合していない。更に、「y」方向の延伸の後は、フィルムは、この方向では著しく強い。比較的に非弾性的な第1のセグメントを縦方向に延伸するプロセスは、これらのセグメントを配向する又は引っ張ることができ、製造ラインプロセスの間、及びフィルムの最終使用用途で、強靭性及び堅牢性を提供する。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示するフィルムが担体に結合しない場合、マット仕上げを提供するために、フィルムの一方又は両方の主表面に粒子が塗布されてもよい。いくつかの実施形態では、本明細書に開示するフィルムは、以下に記載する何れかのもののように、担体に結合せずにフィルムにソフト感を与えるために、繊維性材料を用いて綿状にされてもよい。他の実施形態では、フィルムの一方又は両方の主表面にパターンをエンボス加工することによって、繊維性材料の外観又は感触を提供することができる。
本開示による積層体では、本明細書に開示するフィルムは、担体に結合される。フィルムの一方又は両方の主表面は、担体に結合され得る。本明細書に開示する方法は、フィルムの表面を担体に結合すること、又はフィルムの両方の主表面を担体に結合することを更に含む。フィルムの対向する側の上の担体は、同一であっても、又は異なっていてもよい。フィルムは、例えば、積層(例えば、押出積層)、接着(例えば、ホットメルト接着剤、又は感圧性接着剤)、又は他の接合方法(例えば、超音波接合、熱接着、圧着、又は表面接合)によって担体に結合され得る。フィルムは、積層前、積層中、又は積層後に開孔を備えてもよい。
フィルム及び担体は、実質的に連続的に接合される場合があり、又は間欠的に接合され得る。「実質的に連続的に接合される」とは、スペース状又はパターン状の中断なしに接合されることを指す。実質的に連続的に接合された積層体は、フィルムを押し出すとすぐに、担体を実質的に連続したフィルムに積層し、フィルム及び繊維ウェブを、それらのうち少なくとも1つが熱的に結合可能な場合、加熱された滑らかな表面のロールニップ間に通過させ、又は、実質的に連続した接着剤コーティング又は噴霧をフィルム又は担体のうち一方に、それをフィルム又は担体のうち他方と接触させる前に施すことによって形成され得る。「間欠的に接合される」とは、連続的でなく接合されることを意味することができ、別個の離間した場所で互いに接合され、又は別個の離間した区域で実質的に互いに接合されないフィルム及び担体を指す。間欠的に接合される積層体を、フィルム及び担体のうちの少なくとも1つが熱接合可能であるか、又は別個の離間した接着剤の区域を、フィルム又は担体のもう一方に接触させる前に、フィルム又は担体のうちの一方に塗布することによる場合、例えば、フィルム及び担体を加熱したパターン付きのエンボスロールニップを通して通過させることによって形成することができる。間欠的に接合される積層体も、接着剤をコーティングした開孔の重なり又はスクリムをフィルムと担体との間に供給することによって、作製することができる。
いくつかの実施形態では、第1のセグメント及び第2のセグメント内の化学組成物は、フィルムの表面では異なる。第2のセグメントの第2の層及び第3の層、又は鞘と、例えば、第1のセグメントとに対して異なる組成物を選択できるかどうかは、所望に応じて第1のセグメント又は第2のセグメントのどちらかに選択的に接合できるかどうかを提供する。例えば、第2のセグメント内の第2の層及び第3の層、又は第1のセグメントの第5の層及び第6の層のうちの少なくとも1つの中のホットメルト接着剤は、所望のセグメントに選択的な接合を提供することができる。いくつかの実施形態では、担体は、主として第1のセグメントに接合されるのは、それが、第2のセグメントより比較的に弾性的でないからである。担体が主として第1のセグメント又は第2のセグメントのどちらかと接合するといわれる場合、フィルムの接合される面積の50、60、75、又は90パーセントを超える面積が、これらの場所の一方にあり、もう一方の場所にはないことを意味する。主として第1のセグメントへの接合は、例えば、第1のセグメント及び第2のセグメントに対して選択された材料を通して、第1のセグメント及び第2のセグメントの幾何学形状を通して、又はこれらの組み合わせを通して達成することができる。第1のポリマー組成物は、例えば、接合される担体と同様の化学組成及び/又は分子量を有するように選択され得る。2つの材料の接合のための、適合する化学組成物及び/又は分子量は、例えば、とりわけ、熱的接合、超音波接合、及び圧接法に対して有用であり得る。第2のセグメント中の第2の層又は第3の層への添加剤は、接合に対する受容性を低減するために使用される可能性がある。例えば、押出可能な分離材料、又は表面エネルギーが第1のセグメントより低い材料を使用することができる。いくつかの実施形態では、第1のセグメントは、ホットメルト接着剤を含む第5の層及び第6の層を含み、かつ第2のセグメントは、非接着性である材料、又は接合に抵抗する材料(例えば、軟質ポリプロピレン)を含む第2の層及び第3の層を含む。材料の選択を用いて第1のセグメント又は第2のセグメントのどちらかに優先的に接合する能力は、例えば、1つのポリマーの複数のストランドが、別のポリマーの連続的なマトリックス内に埋め込まれるフィルムでは、より困難になる場合がある。
本開示による積層体では、担体は、織布ウェブ、不織布ウェブ(例えば、スパンボンドウェブ、スパンレースウェブ、エアレイドウェブ、メルトブローンウェブ、及び固着カードウェブ)、織物、網、及びこれらの組み合わせを含む様々な好適な材料を含み得る。いくつかの実施形態では、支持材料は、繊維性材料(例えば、織布、不織布、又はニット材料)である。支持材料又はウェブを指す時、「不織布」という用語は、重なり合っているが、編物におけるように特定可能な方式で重なっていない個々の繊維又は糸の構造を有するものを意味する。不織布又は不織ウェブは、メルトブローンプロセス、スパンボンドプロセス、スパンレースプロセス、及び固着カードウェブプロセス等の種々のプロセスから形成され得る。いくつかの実施形態では、支持材料は、例えば、少なくとも1つのメルトブローン不織布層、及び少なくとも1つのスパンボンド不織布の層、又は不織布材料の任意の他の好適な組み合わせを有する、多層の不織布材を含む。例えば、支持材料は、スパンボンド−メルトボンド−スパンボンド、スパンボンド−スパンボンド、又はスパンボンド−スパンボンド−スパンボンドの多層材料であってもよい。あるいは、支持材料は不織布層と高密度フィルム層とを含む複合ウェブであり得る。
有用な支持材料を提供する繊維性材料は、天然繊維(例えば、木製又は綿繊維)、合成繊維(例えば、熱可塑性繊維)、又は天然繊維及び合成繊維の混合から作製されてもよい。熱可塑性繊維を形成するための代表的な材料には、ポリオレフィン(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、エチレンコポリマー、プロピレンコポリマー、ブチレンコポリマー、並びにこれらのポリマーのコポリマー及びブレンド)、ポリエステル、及びポリアミドが挙げられる。繊維は、例えば、ある熱可塑性材料の芯と、別の熱可塑性材料の鞘とを有する、多成分繊維であってもよい。
有用な支持材料は、特定の用途に望ましい任意の好適な坪量又は厚さを有し得る。繊維性キャリアに関し、坪量は、例えば、1平方メートル当たり少なくとも約5、8、10、20、30、又は40グラムから、1平方メートル当たり最大約400、200、又は100グラムの範囲であってもよい。支持材料は、最大約5mm、約2mm、若しくは約1mmまでの厚さ、及び/又は少なくとも約0.1、約0.2、若しくは約0.5mmの厚さであり得る。フィルムの両方の主表面が繊維状担体に接合される、いくつかの実施形態では、一方の繊維状担体が他方より高い坪量を有する場合、しばしば有利である。
本明細書に開示するフィルムの1つ以上の担体への積層は、フィルムがその幅「x」方向に延伸されている間に、フィルムがその長手「y」方向に延伸されている間に、フィルムがその幅「x」方向及び長手「y」方向の両方に延伸されている間に、又は延伸されていない間に実施され得る。フィルムの延伸は、上に記載した方法のいずれかにしたがって実施され得る。いくつかの実施形態では、縦方向延伸は、更に下流ウェブに位置付けられると次第により大きい速度で運転される、差速ロールを用いて実施される。2つ以上の、任意の数のロールが有用であり得る。速度は、1つのロールから次のロールへと、線形的に、又は非線形的に増加し得る。他の実施形態では、差速ロールは、脈動延伸を提供し得る。例えば、中央ロールは、上流ウェブ及び下流ウェブのロールより遅い速度で運転され得、フィルムに延伸及び回復の配列を通させる。隣接するロールの間の距離は、同一とすることができ、又は異なるようにすることができるが、ロール間の水平ギャップは、フィルムの厚さより大きくなくてはならない。差速ロールの直径は、同一とすることができ、又は異なるようにすることができる。延伸すると、積層を、1つ又は2つの繊維状の層を結合するために使用することができる。積層する直前に、塑性変形点を超えて、サイドバイサイドの、かつ弾性セグメント及び比較的に非弾性セグメントを有するフィルムを延伸することは、いくつかの利点がある。かかるフィルムが、非弾性的セグメントの塑性変形限界を超えて延伸されるときのみ、フィルムを弾性的にすることができる。製造ライン上の、本明細書に開示するフィルム上の張力が、変形限界を超えるために必要とされるものより低い限り、フィルムは、製造ライン上で通常より早く延伸される可能性はない。比較的に非弾性的な第1のセグメントを縦方向に延伸するプロセスは、また、これらのセグメントを配向する又は引っ張ることもでき、製造ラインプロセスの間、及び積層体の最終使用用途で、強靭性及び堅牢性を提供する。
積層の前の延伸を含む、上に記載するこれらの実施形態を含むいくつかの実施形態では、本開示による積層体は、超音波接合によって調製される。超音波接合は、概して、例えば、層を音響ホーンとパターン付きのロール(例えば、アンビルロール)との間に通すことによって実施されるプロセスを指す。かかる接合方法は、当該技術分野において周知である。例えば、静止しているホーンと回転するパターン付きアンビルロールとを使用した超音波接合は、米国特許第3,844,869号(Rust Jr.)、及び同第4,259,399号(Hill)に記載される。回転するパターン付きアンビルロールを有する回転ホーンを使用した超音波接合は、例えば、米国特許第5,096,532号(Neuwirthら)、同第5,110,403号(Ehlert)、及び同第5,817,199号(Brenneckeら)に記載される。他の超音波接合技法も、有用であり得る。上に記載した差速ロールを使用してフィルムが延伸される実施形態では、パターン付きロールと、最下流ウェブの差速ロールとは、同一の速さで運転され得る。又は、他の実施形態では、パターン付きロールは、例えば、差速ロールの延長として作用し、かつ差速ロールより速い速さで運転される。開孔は、超音波接合中に、フィルムの第1のセグメントに形成される。
いくつかの実施形態では、単一の繊維状担体は、フィルムに対して積層される。フィルムが弾性的セグメントと比較的に非弾性的なセグメントとをサイドバイサイドで有し、かつ塑性変形点を超えて縦方向に延伸される実施形態では、一方の側上に繊維状担体を有し、かつ弛緩したフィルムのシャーリングした凹凸をもう一方の側上に有する、延伸可能な積層体を提供することができる。非積層表面は、フィルムを作製するためにソフト感のある樹脂が使用されている場合、非粘着性で、かつ接触すると軟質である場合がある。更に別の実施形態では、単一の繊維状担体は、上述の積層プロセスのいずれかによって本明細書に開示するフィルムに積層され、フィルムは色付きであり、多色であり、かつ/又は印刷パターンを含有する。本明細書に開示するフィルムは、顔料及び/又は染料を1つ以上のセグメント及び層に添加することによって色付きにすることができる。既知の様々な印刷プロセスを使用して本明細書に開示するフィルムに印刷パターンを追加することができる。
本明細書に開示する積層体のいくつかの実施形態では、本開示によるフィルムは、表面接合又はロフト保持接合技法を使用して繊維ウェブ担体に結合される。「表面接合」という用語は、繊維性材料の接合を指すとき、繊維の少なくとも一部分の繊維表面の部分が、フィルム表面の元の(接合前の)形状を実質的に保存し、曝露条件でフィルム表面の少なくともいくつかの部分を実質的に保存するような方法で、表面が接合する領域において、フィルムの表面に溶融接合されることを意味する。定量的に、表面接合された繊維は、表面接合された繊維の表面積の少なくとも約65%が、繊維の接合部分のフィルム表面の上に見えるという点で、埋め込まれた繊維と区別され得る。複数の角度からの検査は、繊維の表面積の全体を可視化するために必須であり得る。用語「ロフト維持結合」は、繊維性材料の結合を指すとき、結合された繊維材料が、結合プロセスに先立って、又は結合プロセスがない場合に、材料によって呈されるロフトの少なくとも80%のロフトを含むことを意味する。本明細書では、繊維材料のロフトは、ウェブによって占有される全体積(繊維、並びに、繊維によって占有されない材料の間隙を含む)と繊維の材料のみによって占有される体積との比である。繊維性ウェブの一部分のみが、そこに接合されるフィルムの表面を有する場合、保持されたロフトは、接合領域の繊維性ウェブのロフトを、非接合領域のウェブのロフトと比較することによって容易に確認することができる。場合によっては、例えば、繊維性ウェブの全体がそこに接合されるフィルムの表面を有する場合、接合されたウェブのロフトを、接合される前の同一ウェブのサンプルのロフトと比較することが便宜的な場合がある。これらの実施形態の一部では、結合は、加熱したガス状流体(例えば、周囲空気、除湿空気、窒素、不活性ガス、又は他のガス混合物)を移動中の繊維ウェブ担体の第1の表面に衝突させること、連続したウェブが移動している間に加熱した流体をフィルム表面に衝突させること、及び繊維ウェブの第1の表面がフィルム表面に溶融接合される(例えば、表面接合される又はロフト保持接合で接合される)ように繊維ウェブの第1の表面をフィルム表面と接触させること、を含む。加熱したガス状流体を繊維ウェブの第1の表面上に衝突させること、及び加熱したガス状流体をフィルム表面上に衝突させることが、連続的又は同時に行われてよい。連続ウェブを繊維状担体ウェブに加熱されたガス状流体を用いて結合するための更なる方法及び装置は、米国特許出願公開第2011/0151171号(ビエグラー(Biegler)ら)及び第2011/0147475号(ビエグラー(Biegler)ら)に見出すことができる。
本開示による積層体のいくつかの実施形態では、担体は、機械的な活性化により活性化される繊維ウェブである。機械的な活性化プロセスは、発散ディスクを用いた延伸、又はリングローリング、差動的又は特性的であるすべての材料延伸方向に歪むわけではない構造的弾性フィルム処理(SELFすること)などの漸増延伸法、及び当該技術で既知の他のウェブを漸増延伸する手段を含む。好適な機械的活性化プロセスの一例は、米国特許第5,366,782号(Curro)に記載する、リングローリングプロセスである。具体的には、リングローリング装置は、漸増的に延伸し、かつこれによって繊維ウェブ又は外側カバーを形成するその部分を可塑的に変形し、これによってリングロールされた領域内で延伸可能の外側カバーをレンダリングする、相互に噛み合う歯を有する対向するロールを含む。単一の方向(例えば、横断方向)で実施された活性化は、一軸方向に延伸可能の外側カバーを生じる。2方向で実施される活性化(例えば、縦方向及び横断方向、又は外側カバーの中心線周りの対称性を維持する任意の2つの他の方向)は、二軸延伸可能である外側カバーを生じる。
本開示による積層体のいくつかの実施形態では、積層体は上述の実施形態のいずれかの本明細書に開示するフィルムと、漸増的に活性化される繊維ウェブとを含み、1つの第2のセグメントによって分離された2つの第1のセグメントの間の中間点の間の距離は、繊維ウェブの活性化のピッチよりより小さい。漸増的に活性化される繊維ウェブの活性化ピッチは、繊維ウェブの変形がより大きい2つの隣接する区域の中間点の間の距離として定義される。変形がより大きい区域は、繊維ウェブの破損の増加、細線化、又は伸びの増加が見られ得る区域である。いくつかの実施形態では、変形がより大きい区域は、繊維ウェブのシャーリングの程度がより大きい区域とみられ得る。活性化ピッチは、典型的には、漸増延伸に使用される装置内の相互噛合表面ピッチと均等である。相互噛合表面のピッチは、相互噛合面のうちの1つの面の1つの谷部によって分離される2つのピークの間の距離として定義される。ピークは、かかる装置が使用されるとき、波形のロール(例えば、米国特許第5,366,782号(Curro)に記載するような)の外向きにとがっている隆起部の頂点として定義することができる。ピークは、米国特許第4,087,226号(Mercer)に示されるものなどの漸増延伸のために使用されるディスクの周辺表面(又はその中心部分)としても定義することができる。他の漸増延伸装置では、相互噛合表面のうちの1つのピークを、当業者は容易に識別できるであろう。本開示による、漸増的に活性化される積層体のいくつかの実施形態では、有利にも、弾性的なポリマー組成物より比較的に弾性的でない第1のポリマー組成物を含む、フィルムの第1のセグメントは、積層体内で塑性変形しない。1つの第2のセグメントによって分離される2つの第1のセグメントの中間点の間の距離が、活性化ピッチより大きいとき、第1のセグメントは、相互噛合表面のうちの1つの、2つのピークの間に掛かる可能性があるので、第1のセグメントの塑性変形が、発生する可能性がある。塑性変形した領域は、不均一を呈する可能性があり、結果として、外観的にあまり美しくない積層体をもたらすか、又は塑性変形の破損をもたらす場合がある。対照的に、1つの第2のセグメントによって分離される2つの第1のセグメントの中間点の間の距離が、活性化ピッチより小さい、本明細書に開示する積層体の実施形態では、第1のセグメント及び第2のセグメントの位置及びサイズは、第1のセグメントを塑性変形せずに、活性化変位を行うように、積層体の漸増延伸の間に第2のセグメントを延伸することを可能にする。
本開示による積層体のいくつかの実施形態では、担体の1つ以上のゾーン又は担体全体は、力が印加されたときに少なくとも1つの方向に延在し、かつ力が取り除かれたときにほぼそれらの元の寸法にもどる、1つ以上の弾性的伸張性のある材料を含み得る。いくつかの実施形態では、伸張性のある担体は、上に記載したいずれかの不織布プロセスによって作製することができる、不織布ウェブである。不織布ウェブのための繊維は、例えば、本明細書に開示するフィルムの第2のセグメントと関連して上に記載した何れかのものなどの弾性的ポリマーから作製され得る。いくつかの実施形態では、担体は、伸張性があるが、非弾性であってもよい。換言すれば、担体は、少なくとも5、10、15、20、25、30、40、又は50パーセントの伸びを有するが、実質的に伸びから大幅に回復しない(例えば、最大40、25、20、10、又は5パーセントの回復)場合がある。好適な伸張性の担体としては、不織布(例えば、スパンボンド、スパンボンド−メルトブローン−スパンボンド、スパンレース、又はカード不織布)を挙げることができる。いくつかの実施形態では、不織布は、高伸度カード不織材(例えば、HEC)であってもよい。いくつかの実施形態では、担体は、延伸した後、プリーツを形成してもよい。いくつかの実施形態では、キャリアはひだ付きでない。
積層体が伸張性のある繊維ウェブ(例えば、不織布ウェブ)を含むいくつかの実施形態では、本明細書に開示するフィルム又はフィルム物品は、フィルムを最初に延伸する比較的小さい力を有するように選択することができる。上に記載したように、かかるフィルムは、例えば、第1のセグメントより柔軟で、弾性率がより低い材料から作成される第2の層及び所望により第3の層を第2のセグメント内に有することができ、かつ第1のセグメント及び第2のセグメントの厚さが同様の(例えば、約20%、10%、又は5%以内)幾何学形状を有することができる。これらの実施形態では、積層体は、「活性化」が必要ないと考えられる場合があり、かつ積層体の初期の延伸が容易であることがユーザーには明らかであろう。
本開示による伸張性のある繊維ウェブ及びフィルムの積層体は、有利にも圧力下で別個の接合場所で不連続的に接合することによって作製することができる。接合は、パターン化されたエンボス加工ロールによって実施することができ、エンボス加工ロールのパターン(すなわち、高くなっている区域)は、エンボス加工ロールの表面の最高約30%、25%、又は20%を提供する。このパターンは、フィルムの第1のセグメントのうちの少なくともいくつかと、位置合わせすることができるが、要件ではない。ニップ内で、最高60℃、55℃、50℃、40℃、30℃、又は更に25℃の温度で、少なくとも1メガパスカル(MPa)(いくつかの実施形態では、1.1、1.2、1.3、又は1.35MPa)の圧力を使用して、パターン化された接合を実施することができることが、予期せずに見出された。
所望に応じて、特定のゾーンが積層体中に非延伸性のゾーンを生成するのに十分な高熱及び高圧を目的とするように、1つ又は2つの繊維性の担体への本開示によるフィルムの積層を、実施することができる。
本開示による積層体を、上に記載した方法のいずれかにより、調製した後、積層体を別個のプロセスで物品(例えば、以下に記載するもの)に組み込むためにロールの形態で保管することができる。フィルムが積層の間に少なくとも1つの方向に延伸される実施形態では、積層体を、延伸された状態で、ロールの形態で保管することができ、後で戻すことができる。物品を製造するダウンラインプロセスを用いて、積層体の製造方法を組み合わせることもできる。積層の間にフィルムが少なくとも1つの方向に延伸される実施形態では、積層体は、延伸された状態で維持され、かつダウンラインプロセスでウェブ積層体が戻らないうちに物品に組み込まれ得る。
担体が弾性的、又は伸張性のある繊維ウェブである、本明細書に開示する積層体のいくつかの実施形態では、フィルムの最大負荷における引張伸びは、伸張性のある繊維ウェブの最大負荷における引張伸びの最高250パーセントである。フィルムが破損する前に塑性変形を受ける実施形態では、フィルムの最大負荷における引張伸びは、フィルムが塑性変形を受け始める点における伸びである。この伸長は、応力歪み曲線の肩部として容易に認識することができる。フィルムが、破損する前に塑性変形を受けない実施形態では、最大負荷における引張伸びは、破断点引張伸びである。繊維ウェブの最大負荷における引張伸びは、概して破断点引張伸びである。いくつかの実施形態では、フィルムの最大負荷における引張伸びは、伸張性のある繊維ウェブの最大負荷における引張伸びの25パーセント〜250パーセント、50パーセント〜225パーセント、75パーセント〜200パーセント、又は75パーセント〜150パーセントの範囲内である。本明細書に開示する積層体では、フィルムと繊維ウェブとが、最大負荷における引張伸びについては同等であることは、有用である。これらの積層体では、フィルム内には、あまり大量の未使用の弾性は残っていない。例えば、上に記載したように、完全に弾性的ポリマーで作製された弾性フィルムが、800%の最大負荷で引張伸びを有する場合、しかしこれに接合される伸張性のある繊維ウェブは、約200%の引張伸びしか有しないので、フィルム内には未使用の大量の弾性がある。より弾性的なポリマーは、典型的には、弾性が少ないポリマーより高価なので、未使用の弾性は、不必要な支出ということになる。本開示による積層体では、フィルム内の第1のセグメント及び第2のセグメントは、使用される弾性的ポリマーの量を低減することができ一方で、伸張性のある繊維ウェブに相当する伸びを維持することができる。他方、第1のセグメント及び第2のセグメントのフィルムにわたる分布により、例えば、弾性の1つのセグメントのみがフィルムに使用された場合より均一な伸長が可能になる。第1のセグメント及び第2のセグメントのこの分布は、伸張性のある繊維ウェブの伸張性の能力をよりよく利用する。更に、伸張性のある繊維ウェブとフィルムとの引張伸びがこのように類似であるとき、伸張性のある繊維ウェブとフィルムとの層間剥離は、例えば、弾性フィルムが繊維ウェブよりもずっと伸張性があるときよりも起こる可能性は低い。
本明細書に開示する積層体のいくつかの実施形態では、積層体の回復可能な伸びは、比較するフィルムの100%の伸びの後の回復可能な伸びの少なくとも50%である。積層体は、伸張性のある繊維ウェブから作製されてもよいし、積層体は、上述したように漸増的に活性化されてもよい。回復可能な伸びが、最高20%、いくつかの実施形態では、最高15%又は10%の永久歪みを有するフィルム又は積層体を提供する最大の伸びとなることを、理解することができる。比較するフィルムは、担体に積層していないことを除いて、第1のセグメント及び第2のセグメントを備えるフィルムと同一である。比較するフィルムは、例えば、積層体を液体窒素中に浸漬して、担体とフィルムとを剥がすことによって、積層体から除去されたフィルムであってよい。又は比較するフィルムは、第1のセグメント及び第2のセグメントを備えるフィルムとまったく同様に作成されるが、担体に積層されていないサンプルであってよい。いくつかの実施形態では、積層体の回復可能な伸びは、比較するフィルムの100%の伸びの後の回復可能な伸びの少なくとも75%、80%、85%、90%、又は95%である。ここでも、これらの実施形態のうちのいずれでも、弾性フィルム中に大量の未使用の弾性はない。また、担体が伸張性のある繊維ウェブである実施形態では、第1のセグメント及び第2のセグメントの分布により、上に記載したように、伸張性のある繊維ウェブの回復可能な伸びがより良好に利用される。また、比較するフィルムが、第1のセグメント及び第2のセグメントを備えるフィルムと全く同様に作成されるが、伸張性のある繊維ウェブに積層されず、かつ引き続いて漸増的に延伸されるサンプルである場合、積層体の回復可能な伸びが、比較するフィルムの100%の伸びの後の回復可能な伸びの少なくとも50%(いくつかの実施形態では、75%、80%、85%、90%、又は95%)であるとき、漸増延伸は、フィルムの第1のセグメントを塑性変形しないことが示される。
本明細書に開示するフィルムは、創傷ケア、及び他の医療用途(例えば、伸縮包帯のような材料、手術用ドレープ及びガウン用の表面層、及びギブスのパディング)、ブーティ、テープ(医療用用途を含む)、並びに吸収性物品(例えば、おむつ、トレーニングパンツ、成人用失禁デバイス、及び女性用生理用品)を含む様々な使用を有する。
吸収性物品では、本開示によるフィルムは、物品内の層(複数の層)として、かつ/又は物品若しくは弾性的構成部品のための取り付けシステムの部分として有用であり得る。いくつかの実施形態では、フィルムの伸張性のある領域に取り付けられた伸張性がない領域は、フィルム物品を吸収性物品に取り付ける又はフィンガーリフトを提供するために使用することができる。いくつかの実施形態では、伸張性がない領域は、ループへの取り付けを提供するために、成形したフックとともに形成することができる。しかし、いくつかの実施形態では、比較的に弾性的でないポリマー組成物から作製された第1のセグメント又はセグメントは、オス側の固定具要素(例えば、フック)又は直立柱を備えて形成されないか、又は一般に表面構造物を有して形成されなくてもよい。本開示による、かつ/又は本開示によって作製される、フィルムを含む使い捨ての吸収性物品の例としては、幼児のおむつ又はトレーニングパンツ、成人用の失禁用製品、及び女性用生理用品(例えば、生理用ナプキン及びパンティーライナー)などの使い捨ての吸収性衣料品が挙げられる。このタイプの典型的な使い捨て吸収衣類は、吸収組立体を含む複合材料構造物(例えば、セルロースのフラッフパルプ、組織層、高度吸収性ポリマー(いわゆる、超吸収剤)、吸収性フォーム材料、又は吸収性不織布材料を含む)として形成され、液体透過性身体側ライナー(例えば、不織布層、多孔質フォーム、有孔プラスチックフィルム)と液体不透過性外側カバー(例えば、薄いプラスチックフィルム、液体不浸透性のコーティングをした不織布材料、液体の透過に抵抗する疎水性不織布材料、又はプラスチックフィルム及び不織布材料の積層体)との間に配置される。これらの構成部品を、本明細書に開示するフィルム、及び他の材料並びに、更に弾性的な構成部品、又は吸収性物品を形成するための収容構造物などの特徴と組み合わせることができる。
いくつかの実施形態では、本開示によるフィルムは、繊維状(例えば、不織布)ウェブに積層され得る。これらの実施形態のうちのいくつかでは、結果として得られる積層体は、例えば、吸収性物品のための締め付けタブであり得る。いくつかの実施形態では、得られる積層体は、吸収性物品のための伸張性のある耳部であってもよい。これらの実施形態のうちのいくつかでは、積層体は、不等辺四辺形の形状であってもよい。
本開示の一部実施形態
第1の実施形態では、本開示は、フィルムの幅方向に沿って配設された第1のセグメント及び第2のセグメントを備えるフィルムであって、前記第2のセグメントは、前記第1のセグメントより弾性的であり、前記第2のセグメントを延伸するのに必要な力は、前記第1のセグメントを延伸するのに必要な力よりも小さく、前記第1のセグメントの少なくとも一部は、それらの厚さを通した開孔を備え、前記開孔によって占有される前記第1のセグメントの面積の割合は、前記第2のセグメントを通じて延在し得る任意の開孔によって占有される面積の割合より大きい、フィルムを提供する。
第2の実施形態では、本開示は、開孔によって占有される第1のセグメントの面積の割合が、開孔によって占有される第2のセグメントの面積の割合より、少なくとも10倍大きい、第1の実施形態のフィルムを提供する。
第3の実施形態では、本開示は、開孔によって占有される第2のセグメントの面積の割合が1パーセント以下である、第1又は第2の実施形態のフィルムを提供する。
第4の実施形態では、本開示は、その第2のセグメントがそれを通した開孔を有しない、第1〜第3の実施形態のいずれか一つのフィルムを提供する。
第5の実施形態では、本開示は、第1のセグメント及び第2のセグメントが、第1のポリマー組成物及び弾性的なポリマー組成物をそれぞれ含む交互になっているサイドバイサイドのストライプであり、弾性的なポリマー組成物が第1のポリマー組成物より弾性的である、第1〜第4の実施形態のいずれか一つのフィルムを提供する。
第6の実施形態では、本開示は、フィルムが第1のセグメント及び第2のセグメントの両方のうち少なくとも一部の上に延在する表面薄層を含む、第1〜第5の実施形態のいずれか一つのフィルムを提供する。
第7の実施形態では、本開示は、第1のセグメント又は第2のセグメントのうち少なくともいくつかが、フィルムの厚さ方向において第1の層及び第2の層を備える層状化されたセグメントであり、第1の層及び第2の層が異なるポリマー組成物を有する、第1〜第5の実施形態のうちいずれか一つのフィルムを提供する。
第8の実施形態では、本開示は、第1のセグメントが第1のポリマー組成物を含み、第2のセグメントが、第1のセグメントと連続的な第1のポリマー組成物のマトリックスに埋め込まれた第1のポリマー組成物より弾性的である弾性的なポリマー組成物のストランドを含む、第1〜第4の実施形態のうちいずれか一つのフィルムを提供する。
第9の実施形態では、本開示は、第1のセグメントが第1のポリマー組成物を含み、第2のセグメントが芯及び鞘を含むストランドであり、芯が弾性的な組成物を含むとともに、鞘よりも弾性的であり、かつ第1のポリマー組成物より弾性的である、第1〜第5又は第7の実施形態のうちいずれか一つのフィルムを提供する。
第10の実施形態では、本開示は、フィルムが、弾性的なポリマー組成物の一層と第1のポリマー組成物の少なくとも一層とを含む多層積層体であり、前記フィルムが前記第2のセグメントを前記第1のセグメントより弾性的にするように漸増的に延伸されている、第1〜第9の実施形態のうちいずれか一つのフィルムを提供する。
第11の実施形態では、本開示は、第1のセグメントが第2のセグメントより大幅に選択波長で光を吸収する、第1〜第9の実施形態のいずれか一つのフィルムを提供する。
第12の実施形態では、本開示は、第2のセグメントが選択波長で光を透過する、あるいは第2のセグメントが選択波長での光を反射する添加剤を含む弾性的なポリマー組成物を含む、第11の実施形態のフィルムを提供する。
第13の実施形態では、本開示は、第1のセグメントが紫外線吸収性添加剤、造孔剤、染料、又は顔料のうち少なくとも1つを含む第1のポリマー組成物を含む、第1〜第12の実施形態のいずれか一つのフィルムを提供する。
第14の実施形態では、本開示は、第1のセグメントが二酸化チタン又は炭酸カルシウムのうち少なくとも1つを含む第1のポリマー組成物を含む、第1〜第13の実施形態のいずれか一つのフィルムを提供する。
第15の実施形態では、本開示は、第1のセグメントが塑性変形されている、第1〜第14の実施形態のいずれか一つのフィルムを提供する。
第16の実施形態では、本開示は、第1のセグメントが微細空孔を更に含む、第1〜第15の実施形態のいずれか一つのフィルムを提供する。
第17の実施形態では、本開示は、このフィルムが延伸前の第1の水蒸気透過率と、75%の伸びまで延伸している間の第2の水蒸気透過率とを有する場合、第2の水蒸気透過率が、第1の水蒸気透過率より50%未満だけ大きい、第1〜第16の実施形態のいずれか一つのフィルムを提供する。
第18の実施形態では、本開示は、第1のセグメントが第2のセグメントより容量パーセントが高いフィルムを構成する、第1〜第17の実施形態のいずれか一つのフィルムを提供する。
第19の実施形態では、本開示は、フィルムの弾性回復が少なくとも40パーセントである、第1〜第18の実施形態のいずれか一つのフィルムを提供する。
第20の実施形態では、本開示は、第1のセグメント及び第2のセグメントがそれぞれ、長さ、幅、及び高さを有し、その長さは最長寸法であり、その厚さは最小寸法であり、第1のセグメント及び第2のセグメントのそれぞれの幅は、最高5ミリメートルである、第1〜第19の実施形態のいずれか一つのフィルムを提供する。
第21の実施形態では、本開示は、繊維状担体に結合した、繊維状担体と接合した第1〜第20の実施形態のうちのいずれか一つのフィルムを含む積層体を提供する。
第22の実施形態では、本開示は、第1〜第20の実施形態のいずれか一つのフィルム又は第21の実施形態の積層体を含む吸収性物品を提供する。
第23の実施形態では、本開示は、
前記フィルムの幅方向に配設された第1のセグメント及び第2のセグメントを備えるフィルムであって、前記第2のセグメントは、前記第1のセグメントより弾性的であり、前記第2のセグメントを延伸するのに必要な力が、前記第1のセグメントを延伸するのに必要な力より小さい、フィルムを提供することと、
開孔によって占有された前記第1のセグメントの面積の割合が、前記第2のセグメントを通して延在し得る任意の開孔によって占有された面積の割合より大きいように、前記第1のセグメントの少なくとも一部に開孔を形成することと、を含む、第1〜第20の実施形態のいずれか一つのフィルムの製造方法を提供する。
第24の実施形態では、本開示は、開孔が第2のセグメントを通して形成されていない、第23の実施形態の方法を提供する。
第25の実施形態では、本開示は、開孔がレーザを用いて第1のセグメントに形成されている、第23又は第24の実施形態の方法を提供する。レーザは、180ナノメートル〜1ミリメートルの範囲の選択波長で動作する。
第26の実施形態では、本開示は、前記レーザが180ナノメートルから355ナノメートルの範囲の波長を有する紫外線レーザである、第25の実施形態の方法を提供する。
第27の実施形態では、本開示は、レーザが、9ナノメートルから11ナノメートルの範囲の波長を有する二酸化炭素レーザである、第25の実施形態の方法を提供する。
第28の実施形態では、本開示は、レーザが800ナノメートルから1マイクロメートルの範囲の波長を有する、第25の実施形態の方法を提供する。
第29の実施形態では、本開示は、フィルムが多層構造体の部分であり、レーザが多層構造体内の前記フィルムにフォーカスされている、第25〜第28の実施形態のいずれか一つの方法を提供する。
第30の実施形態では、本開示は、繊維層が前記レーザと前記フィルムとの間に位置している、第29の実施形態の方法を提供する。
第31の実施形態では、本開示は、開孔を形成する前にフィルムを繊維状基板に積層することを更に含む、第23〜第30の実施形態のいずれか一つの方法を提供する。
第32の実施形態では、本開示は、開孔を形成することがレーザをパルス化することを含む、第25〜第31の実施形態のいずれか一つの方法を提供する。
第33の実施形態では、本開示は、第1のセグメントが第2のセグメントより大幅にレーザ光を吸収し、レーザが第1のセグメントに位置合わせされていない、第25〜第32の実施形態のいずれか一つの方法を提供する。
第34の実施形態では、本開示は、開孔を形成することが、フィルムを第2のセグメントを選択波長に露光できるレーザパターンに露光することを含むが、第2のセグメントがそれを通して開孔を形成するには不十分な選択波長でのレーザ光の吸光度を有する、第33の実施形態の方法を提供する。
第35の実施形態では、本開示は、開孔が加熱したニードル、打抜き、又は真空成形を用いて第1のセグメントに形成されている、第23又は第24の実施形態の方法を提供する。
第36の実施形態では、本開示は、フィルムを延伸し、開孔を形成する前に第1のセグメントを塑性変形させることを更に含む、第23〜第35の実施形態のいずれか一つの方法を提供する。
上記実施形態のいずれかでは、フィルムの幅の少なくとも一部にわたって、第1のセグメント及び第2のセグメントは交互になり得る。
本開示をより十分に理解できるように、以下の実施例を記載する。これら実施例は、単に例示を目的とするものであり、いかなる方法でも本開示を限定すると解釈してはならないことを理解すべきである。すべての部及び百分率は、別段の指定がない限り重量によるものである。
下記の実施例の一部に使用される「KRATON MD6843」という商品名で得られる部分的に水素添加したスチレン三元ブロックコポリマーを、未知の濃度の重水素化クロロホルム及び重水素化1,1,2,2テトラクロロエタン(TCE)溶液中で、「INOVA」という商品名でVarian(米国カリフォルニア州Palo Alto)から得られる600MHz NMR分光計を使用して、核磁気共鳴(NMR)分光法によって解析した。この分光計は、従来の室温逆プローブヘッドを装備していた。一次元のH−NMR及び13C−NMRスペクトルが収集され、続いて、H/13C−NMR勾配異核単一量子コヒーレンス(gHSQC)及び等核二次元NMRでスペクトル割り当てを確定した。残りのプロト溶媒の共鳴は、陽子寸法で、2次的な化学シフトの参照として使用された。すべてのNMRデータは、25℃に保持されたサンプルを用いて収集された。解析後、水素添加されたブタジエン部分が三元ブロックコポリマーの中間ブロックを支配していることが結論付けられたが、少量の水素添加されたイソプレン部分も、中間ブロック内で見出された。H−NMRデータの統合は、ポリスチレンが三元ブロックコポリマーの約24モルパーセント(36重量パーセント)をなしていることを示唆した。
「KRATON MD6843」という商品名で得られる部分的に水素添加されたスチレンブタジエンスチレンコポリマーの重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を使用して、直鎖ポリスチレンポリマー標準との比較によって判定された。GPC測定は、オートサンプラー、コントローラー、及びポンプの組合せ(Waters Corporation(米国マサチューセッツ州Milford)から入手した、Alliance Model 2695 Separations Module、及びEmpower 3データ収集ソフトウェア)を使用し、40℃に制御し、かつ3本の250ミリメートル(mm)×10mmのジビニルベンゼンポリマー粒子のリニアカラム(Jordi Associates、Inc.(米国マサチューセッツ州Bellingham)から、「Jordi GEL」という商品名で入手した)を、2本のカラムをポアサイズ混合層で、1本のカラムを500オングストロームで使用して、実施した。示差屈折率(RI)検出器(Waters Corporationから入手したWaters Model 2414)を40℃で使用した。「MD6843」コポリマーの20ミリグラム(mg)サンプルを、10mLのテトラヒドロフラン(250ppmのBHTで抑制した)で希釈し、20mLのガラスバイアル瓶に入れて、ポリエチレンライニングしたキャップで蓋して、溶解するまでゆっくりと回転した。サンプル溶液を、ポアサイズが0.45マイクロメートルの直径13mmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)シリンジフィルターを通して濾過し、1.8mLのオートサンプルガラスバイアル瓶に入れ、PTFE/シリコーンセプタムキャップで蓋し、ポリスチレン標準の2つのバイアル瓶及び対照溶液のバイアル瓶とともにオートサンプラー内に定置した。解析の初めに、テトラヒドロフラン(250ppmのBHTで抑制した)移動相を、6分間にわたって漸増して1mL/分の流量にし、RI検出器の参照側が10分間フラッシュされ、移動相からの新鮮なテトラヒドロフランで充填された。48分間のカラム平衡化、それぞれ48分間の2つのポリスチレン標準の55マイクロリットル注入、及び1つの対照サンプルの99マイクロリットル注入の後、サンプルを解析した。99マイクロリットルの容積のサンプルをカラムバンクに注入し、Empower 3ソフトウェアによってデータを収集した。ピーク分子量が2.13×10グラム/モル〜266グラム/モルの範囲の、15個の分散度が小さいポリスチレン標準(Polymer Standards Service−USA,Incから入手した)を使用して分子量較正を実施した。分子量分布の計算は、Empower 3 GPCソフトウェアを使用して実施し、三次多項式フィットを使用して、分子量較正曲線に対して0.9995を超えるR値を得た。重複して注入を実行し、平均した。三元ブロックコポリマーの重量平均分子量が、181,600グラム/モルであり、その数平均分子量が159,000グラム/モルであることがわかった。
透湿度(MVTR)
MVTRを、塩化カルシウムを含有するステンレス鋼チャンバを用いて測定した。フィルムのサンプルは、半径が30mmの開口部を有する容器の上部上方に定置され、ゴムワッシャ及びステンレス鋼ワッシャを受け入れるための柱に糸をかけられた。柱に位置付けられた3つの孔をそれぞれ有するゴムワッシャ及びステンレス鋼ワッシャは、その後、連続的にフィルムの上方に定置され、組立は蝶ナットを用いて締め付けした。露光されたフィルムの面積は、0.002826mであった。組立品を、温度が20°Cで湿度が50%の部屋に用意し、初期重量(W1)を提供するために秤量した。その後、組立品は、オーブン内に定置され、50°C及び湿度75%で5時間加熱した。組立品は、20°Cで湿度が50%で30分間平衡化され、その後、最終重量(W2)を提供するために秤量された。
次いで、MVTR(24時間あたりの、サンプルの面積平方メートルあたりの透過水蒸気のグラム数)を、下式を用いて計算した。
MVTR=(W2−W1)g×(24時間)/0.002826m×5時間
MVTRを張力下で測定したとき、フィルムを約80%の伸びまで延伸し、チャンバの側部にテープで貼り付けながら、上述の方法を繰り返した。
フィルム1及び2
図10A〜図16に概して図示するように、それぞれ3つのキャビティを有する6インチ(150mm)共押出ダイ(ダイ1)を、実施例1〜7及び例示の実施例1について使用した。ダイ1は、表1に示すシムの繰り返しパターンを用いて組み立てられた。シムの表記(例えば、1500、1600、1700、1800、又は1900)は、図10A〜図14Aに示したシムを指す。シムの厚さは、シムの最も狭い寸法を指す。ダイの構造要素は、本開示によるダイのどの部分にシムが寄与するかを記載する。フィルムの構造要素は、本開示によるフィルムの、示されたシムから押し出される部分を指す。2×1600及び4×1500という表記は、2つのシム1600が互いに隣り合って定置されたこと、及び4つのシム1500が互いに隣り合って定置されたことを意味する。表1に示す配列は、6インチ(150mm)の幅を達成するために数回繰り返された。シムの分注開口部は、図15に示すように、0.030インチ(760マイクロメートル)の高さで分注スロットを提供するように、同一線上の配設で位置合わせされた。シム1500は、0.100インチ(2.54mm)のランド高さを有した。シム1900及びシム1800は、0.070(1.78mm)のランド高さを有し、シム1700及びシム1600は、0.080インチ(2.03mm)のランド高さを有した。シム組立体は、位置合わせキーを用いて位置合わせされ、2つの末端ブロックの間に4本の1/2インチ(12.7mm)ボルトを使用して圧縮された。異なるポリマー組成物を、後述するようにフィルム1及びフィルム2に対して使用した。
Figure 2017518389
2つの末端ブロック上の入口フィッティングは、それぞれ、従来の単軸押出成形機に接続された。フィルム1及び2のそれぞれに対する、それぞれの押出成形機に供給するポリマー組成物の組成物及び流量を、表2に示す。上記の表1に記載する第1の流体通路につながる第1のキャビティに供給する押出成形機1は、第1のポリマー組成物を装填された。押出成形機2は、第1の流体通路につながる第2のキャビティに供給し、押出成形機3は、上記の表2に記載する第3の流体通路につながる第3のキャビティに供給した。押出成形機2を、弾性的なポリマー組成物で装填し、押出成形機3を第3のポリマー組成物で装填した。フィルム1及び2のそれぞれに対する第1、弾性的な、及び第3のポリマー組成物を、表2に示す。
フィルム1については、押出成形機1から送り込まれた第1のポリマー組成物は、Clariant(米国ミネソタ州Minneapolis)から得られた二酸化チタンマスターバッチの3重量%を含んだ商品名「TOTAL POLYPROPYLENE 5571」でTotal Petrochemicals(米国テキサス州Houston)から得られるポリプロピレン耐衝撃性コポリマーであった。押出成形機2から送り込まれた弾性的なポリマー組成物は、商品名「KRATON MD6843」でKraton Polymers(米国テキサス州Houston)から得られた水素添加中間ブロックに対してスチレン三元ブロックコポリマーの81重量%と、商品名「SUKOREZ SU−210」でKolon Industries(韓国)から得られた水素添加ジシクロペンタジエン炭化水素樹脂の19%との混合物であった。押出成形機3から送り込まれた第3のポリマー組成物は、Clariantから得られたポリプロピレンの赤色着色濃縮物の約2重量%を含んだ商品名「TOTAL POLYPROPYLENE 8650」でTotal Petrochemicalsから得られたポリプロピレンランダムコポリマーの混合物であった。
フィルム2については、押出成形機1から送り込まれた第1のポリマー組成物は、商品名「TOTAL POLYPROPYLENE 5571」でTotal Petrochemicalsから得られたポリプロピレン耐衝撃性コポリマーと、Clariantから得られた二酸化チタンマスターバッチの3重量%を含んだ商品名「VISTAMAXX 3980」でExxonMobil(米国テキサス州Houston)から得られたプロピレン系エラストマーとの50:50のブレンドであった。押出成形機2から送り込まれた弾性的なポリマー組成物は、商品名「KRATON MD6843」でKraton Polymersから得られた水素添加中間ブロックに対してスチレン三元ブロックコポリマーの75重量%と、商品名「SUKOREZ SU−210」でKolon Industriesから得られた水素添加ジシクロペンタジエン炭化水素樹脂の25%との混合物であった。押出成形機3から送り込まれた第3のポリマー組成物は、Clariantから得られたポリプロピレンの青色着色濃縮物の約3重量%を含んだ商品名「TOTAL POLYPROPYLENE 8650」でTotal Petrochemicalsから得られたポリプロピレンランダムコポリマーの混合物であった。
すべての押出成形機は、218℃に設定された。ポリマー組成物は、毎分1.2メートル(m/min)の速度でダイから押し出され、次いで下記の表2に示す速度で引き抜かれた。冷却ロールは、押し出された材料を受け入れるために、共押出ダイの分注スロットに隣接して位置付けられた。
Figure 2017518389
(実施例1)
面積100cm×200cmのフィルム1がレーザ穴加工を受けた。サンプルを、Coherent社(米国カリフォルニア州Santa Clara)からの3ワットUVレーザ「AVIA 355−3000」からの355ナノメートルの波長でのレーザ放射線に露光した。レーザエネルギーは、GSIグループ(米国マサチューセッツ州Billerica)のスキャナModel HPLK 1330によってサンプルにわたって向けられた。サンプルは、スキャナシステムの焦点面にあるスキャナ筐体からおよそ300mmの距離に位置決めした。サンプルの面内で、レーザビームのスポットサイズは、幅がおよそ50マイクロメートルであり、ほぼガウスプロファイルである、と判定した。レーザパターンは、点群アレイ(5mm×5mm)であり、各点が4〜50ミリ秒のドリル持続時間が付与され、典型的な露光は5ミリ秒であった。飛越し速度は、4マイクロ秒のトリガーパルスで6m/sであった。レーザは、パルス当たりおよそ40ミリジュールを付与するように電流の70%で使用した。約5mm離間した約100マイクロメートルの平均直径を有する開孔は、第1のセグメントのみに形成した。
(実施例2及び3)
実施例2及び3は、実施例1の方法を用いて、修正して用意され、その修正は、実施例2については、点群アレイ5mm×2.5mmを使用し、実施例3については、点群アレイ5mm×1mmを使用した。実施例2については、約2.5mm離間した約100マイクロメートルの平均直径を有する開孔は、第1のセグメントのみに形成した。実施例3については、約1mm離間した約100マイクロメートルの平均直径を有する開孔は、第1のセグメントのみに形成した。
実施例3に記載したように調製されたフィルムの顕微鏡写真を図30に示す。図30に示すように、二酸化チタンはUV放射線の吸収剤として働き、孔が生じる。弾性セグメントは、開孔されずに、UV放射線を透過する。レーザが境界に当たると、図30に示すように、より小さい開孔が形成される。
水蒸気透過率を、上述の試験方法を用いて、実施例1〜3に対して測定した。MVTRを、弛緩状態の場合及び約80%の伸びに延伸され、張力下で保持された場合におけるフィルムに対して測定した。弛緩状態及び張力下でのMVTR間のパーセント差を計算した。結果を下記表3に示す。
Figure 2017518389
(実施例4)
実施例4は、実施例1の方法を用いて修正して用意され、その修正は、0.8mm×0.8mmの点群アレイを使用し、レーザビームはおよそ10kHzの周波数で1ミリ秒にパルス化し、それによって孔当たり約10パルスを付与した。約0.8mm離間した平均直径が約50マイクロメートルの開孔は、第1のセグメントのみに形成した。
(実施例5)
実施例5は、フィルム2をフィルム1の代わりに使用する以外は、実施例4の方法を用いて用意された。
実施例6及び7並びに例示の実施例1
面積100cm×200cmのフィルム1がレーザ穴加工を受けた。サンプルを、Coherent社のCOレーザ(E−400)からの10.6マイクロメートルの波長でのレーザ放射線に露光した。レーザエネルギーは、Model HPLK 1330スキャナによってサンプルにわたって向けられた。サンプルを、スキャナ筐体からおよそ600mmの距離に位置決めした(これに対して、スキャナシステムの焦点面は、スキャナ筐体からおよそ560mmに位置していた)。サンプルの面内で、レーザビームのスポットサイズは、幅がおよそ220マイクロメートルであり、ほぼガウスプロファイルである、と判定した。レーザをドリルモードに設定して、0.5mm〜15mm離れた点のカラムを設定した。
例示の実施例1については、紙オーバーレイをサンプルの上方に定置し、レーザビームをおよそ4m/秒のガルボ速度で電流(40ワット)の10%で使用した。これにより、第1のセグメント及び第2のセグメントの両方に、約4.4mmの開孔間に間隔を有する開孔が生じた。
実施例6については、レーザを電流(10ワット)の4%で使用し、目標フィルムを手動で位置合わせし、第1のセグメントのそれぞれに対して割り出しし、第1のセグメントのみに開孔の列を生成した。第1のセグメントの開孔間の間隔は、4.4mmであった。3つの開孔を測定し、0.202mm、0.192mm及び0.186mmの直径を有することを見出した。第1のセグメントの幅が1.994mmであると測定し、弾性的なレーンの幅が0.729mm及び0.717mmと測定した。サンプルを82%の伸びに延伸した場合、3つの開孔は、測定されて、0.191mm、0.206mm、及び0.206mmの直径を有することがわかった。第1のセグメントの幅が2.028mmであると測定し、弾性的なレーンの幅が2.908mm及び2.953mmと測定した。
実施例7については、レーザを電流(20ワット)の5%で使用し、目標フィルムを手動で位置合わせし、第1のセグメントのそれぞれに対して割り出しし、第1のセグメントのみに開孔の列を生成した。第1のセグメントの開孔間の間隔は、4.4mmであった。3つの開孔を測定し、実施例6の面積より約3倍大きい面積を有することを見出した。
水蒸気透過率を、上述の試験方法を用いて実施例6及び7(Ex.6及び7)並びに例示の実施例1(Ill.Ex.1)に対して測定した。MVTRを、弛緩状態の場合及び約80%の伸びまで延伸され、張力下で保持された場合におけるフィルムに対して測定した。弛緩状態及び張力下でのMVTR間のパーセント差を計算した。結果を下記表4に示す。
Figure 2017518389
本開示の範囲及び趣旨から外れることなく、本発明の予測可能な修正及び変更が当業者には自明であろう。本発明は、例証の目的のために本出願において説明された実施形態に限定されるべきではない。

Claims (15)

  1. フィルムの幅方向に沿って配設された第1のセグメント及び第2のセグメントを備えるフィルムであって、前記第2のセグメントは、前記第1のセグメントより弾性的であり、前記第2のセグメントを延伸するのに必要な力は、前記第1のセグメントを延伸するのに必要な力よりも小さく、前記第1のセグメントの少なくとも一部は、それらの厚さを通した開孔を備え、前記開孔によって占有される前記第1のセグメントの面積の割合は、前記第2のセグメントを通じて延在し得る任意の開孔によって占有される面積の割合より大きい、フィルム。
  2. 前記第1のセグメント及び前記第2のセグメントは、第1のポリマー組成物及び弾性的なポリマー組成物をそれぞれ含む交互になっているサイドバイサイドのストライプであり、前記弾性的なポリマー組成物は前記第1のポリマー組成物より弾性的である、請求項1に記載のフィルム。
  3. 前記第1のセグメント又は前記第2のセグメントのうち少なくとも一部は、前記フィルムの厚さ方向において第1の層及び第2の層を含む層状化されたセグメントであり、前記第1の層及び前記第2の層は異なるポリマー組成物を有する、請求項1に記載のフィルム。
  4. 前記第1のセグメントは第1のポリマー組成物を含み、前記第2のセグメントは、芯及び鞘を備えるストランドであり、前記芯は弾性的な組成物を含み、前記鞘より弾性的であり、前記第1のポリマー組成物より弾性的である、請求項1に記載のフィルム。
  5. 前記第1のセグメントは、第1のポリマー組成物を含み、前記第2のセグメントは、前記第1のセグメントと連続する前記第1のポリマー組成物のマトリックスに埋め込まれた前記第1のポリマー組成物より弾性的である弾性的なポリマー組成物のストランドを備える、請求項1に記載のフィルム。
  6. 前記フィルムは、弾性的なポリマー組成物の層と前記第1のポリマー組成物の少なくとも一層とを備える多層積層体であり、前記フィルムは前記第2のセグメントを前記第1のセグメントより弾性的にするように漸増的に延伸されている、請求項1に記載のフィルム。
  7. 前記第1のセグメントは、紫外線吸収性添加剤、造孔剤、染料、又は顔料のうち少なくとも1つを含む第1のポリマー組成物を含む、請求項1に記載のフィルム。
  8. 前記第1のセグメントが微細空孔を更に含む、請求項1に記載のフィルム。
  9. 前記第1のセグメント及び前記第2のセグメントがそれぞれ、長さ、幅、及び高さを有し、前記長さは最長寸法であり、前記厚さは最小寸法であり、前記第1のセグメント及び前記第2のセグメントのそれぞれの幅は、最大5ミリメートルである、請求項1に記載のフィルム。
  10. 繊維状担体と結合した請求項1〜9のいずれか一項に記載のフィルムを含む積層体。
  11. 請求項1〜9のいずれか一項に記載のフィルムを含む、吸収性物品。
  12. フィルムの幅方向に沿って配設された第1のセグメント及び第2のセグメントを備えるフィルムであって、前記第2のセグメントは、前記第1のセグメントより弾性的であり、前記第2のセグメントを延伸するのに必要な力が、前記第1のセグメントを延伸するのに必要な力より小さい、フィルムを提供することと、
    開孔によって占有された前記第1のセグメントの面積の割合が、前記第2のセグメントを通して延在し得る任意の開孔によって占有された面積の割合より大きいように、前記第1のセグメントの少なくとも一部に開孔を形成することと、を含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載のフィルムの製造方法。
  13. 開孔が前記第2のセグメントを通して形成されていない、請求項12に記載の方法。
  14. 前記フィルムを延伸させて、前記開孔を形成する前に、前記第1のセグメントを塑性変形することを更に含む、請求項12に記載の方法。
  15. 前記開孔が、レーザ、加熱したニードル、打抜き、又は真空成形を用いて前記第1のセグメントに形成されている、請求項12に記載の方法。
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