JP3519082B2 - 実質上増大された弾性をウェブに与える変形セクションを有する高分子ウェブ - Google Patents

実質上増大された弾性をウェブに与える変形セクションを有する高分子ウェブ

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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、ウェブに開口部を形成するように互いに連
結された複数のビーム状エレメントからなる弾性三次元
流体浸透性高分子ウェブに関し、より詳細には、複数の
ビーム様エレメントが実質上増大された弾性をウェブに
与える変形セクションを有するこのようなウェブに関す
る。
背景技術 着心地を改善し且つバンデージ内に吸収された水分へ
の長期暴露のための望ましくない皮膚状態の発生を最小
限にするために乾燥した表面感を使用者に与える使い捨
ておむつ、生理用パッド、生理用ナプキン、失禁用物品
などの吸収性デバイスを作ることが極めて望ましいこと
は、使い捨て吸収性バンデージ技術で以前から既知であ
る。
前記問題に対する実行可能な従来技術の解決法は、開
口化成形フィルムトップシートを有する吸収性物品であ
る。開口化成形フィルムトップシートにおいては、体滲
出物に対して浸透性であり且つ更に非吸収性であり且つ
液体を通過し戻し且つ着用者の皮膚を再湿潤させる傾向
が減少している。このように、体と接触している成形フ
ィルムの表面は、乾いたままであり、それによって体汚
れを減少し且つ着用者により心地よい感じを生じさせ
る。開口化成形フィルムトップシートは、通常の不織繊
維状トップシートと対比した時に使用中のきれいな乾い
た外観のため吸収性物品上で広い商業的な成功を享受し
てきた。
吸収性物品の心地よさおよびフィットを改善する別の
方法は、ガーメント様特性を与えるように伸長自在にさ
せることである。伸長自在の物品は、改善された心地よ
さおよびフィット感を有するが、このような物品を作る
ために使用する材料は、使い捨て吸収性物品にはコスト
上使用することができないものである。例えば、トップ
シートを伸長自在にさせるためには、エラストマー材料
が使用されている。
従って、本発明の目的は、特に好ましい態様において
は、増大された弾性を有する流体浸透性高分子ウェブを
提供することにある。
本発明の別の目的は、特に好ましい態様においては、
増大された弾性を有する流体浸透性高分子トップシート
を有する延長自在な物品を提供することにある。
本発明の別の目的は、特に好ましい態様においては、
最小のコストで増大された弾性を有する流体浸透性高分
子ウェブを提供することにある。
発明の開示 本発明は、好ましい態様においては、第一方向および
それに垂直な第二方向を有する弾性三次元流体浸透性高
分子ウェブに関する。ウェブは、ウェブに開口部を形成
するように互いに連結された複数の梁状要素(以下、ビ
ーム様エレメントともいう。)を有する。ビーム様エレ
メントは、最上平面におけるベース部分およびベース部
分から垂れ下がる一対の側壁部分を有する。複数のビー
ム様エレメントは、ウェブが実質上張力のない状態にあ
る際に変形部分(以下、変形セクションともいう。)の
ベース部分が最上平面以下であるように永久変形部分を
有する。永久変形セクションのベース部分は、ウェブを
第一方向の張力に付してウェブを第一方向に延長させる
時に最上平面に向けて上昇し且つ永久変形セクションの
ベース部分は、ウェブにおける張力を解除する時に最上
平面以下の張力のない位置に戻る。
別の好ましい態様においては、本発明は、着用者接触
トップシートおよび体液を吸収するための吸収性エレメ
ントを具備する吸収性バンデージを提供する。トップシ
ートは、第一方向およびそれに垂直な第二方向を有する
弾性三次元流体浸透性高分子ウェブからなる。ウェブ
は、互いに連結されてウェブに開口部を形成する複数の
ビーム様エレメントを有する。ビーム様エレメントは、
最上平面におけるベース部分およびベース部分から垂れ
下がり且つ吸収性エレメントと接触する一対の側壁部分
を有する。複数のビーム様エレメントは、ウェブが実質
上張力のない状態にある際に永久変形セクションのベー
ス部分が最上平面以下であるように永久変形セクション
を有する。変形セクションのベース部分は、ウェブを第
一方向の張力に付してウェブを第一方向に延長させる時
に最上平面に向けて上昇し且つ永久変形セクションのベ
ース部分は、ウェブにおける張力を解除する時に最上平
面以下の張力のない位置に戻る。
図面の簡単な説明 明細書は本発明を特に指摘し且つ明確に請求する請求
の範囲で結論づけるが、本発明は、添付図面(同様の参
照番号は同一のエレメントを同定する)と共に下記の説
明からより良く理解されるであろうと考えられる: 第1図は、本発明の好ましい生理用ナプキン態様の平
面図であり; 第2図は、セクション線2−2に沿って取られた第1
図の生理用ナプキンの単純化断面図であり; 第3図は、同一人に譲渡された米国特許第4,342,314
号明細書に一般に開示の種類の従来技術のプラスチック
ウェブ(該ウェブは可視表面上に同一人に譲渡された米
国特許第4,463,045号明細書に一般に開示の種類の表面
収差の微視的パターンを更に示す)の拡大部分セグメン
ト化斜視図であり; 第4図は、第3図に一般に図示の種類のプラスチック
ウェブを形成するために使用する種類のフォトエッチン
グ化ラミネート構造物の拡大部分セグメント化斜視図で
あり; 第5図は、第4図に一般に図示の種類の平らなラミネ
ート構造物を所望の曲率半径にロール化し、自由端を互
いに接合することによって形成されるチューブラー部材
の斜視図であり; 第6図は、プラスチックフィルムをデボス加工し且つ
/または穿孔するための好ましい方法および装置の単純
化概略図であり; 第7図は、着用者または体接触表面から見た時の本発
明の好ましいウェブの約20倍拡大した平面図写真であ
り; 第8図は、ガーメントに面する表面またはパッド接触
表面から見た時の第7図のウェブの約20倍拡大した平面
図写真であり; 第9図は、着用者または体接触表面から見た時の実質
上張力のない状態の本発明の別のウェブの約20倍拡大し
た平面図写真であり; 第10図は、着用者または体接触表面から見た時の実質
上張力をかけた状態の第9図のウェブの約20倍拡大した
平面図写真であり; 第11A図〜第11D図は、本発明の各種の好ましいビーム
様エレメントの拡大断面図であり; 第12図は、リングローリング装置、例えば、本発明の
三次元流体浸透性開口化ウェブをリングローリングする
ために使用するものの概略図であり; 第13図は、0.100インチのピッチローラー上で係合深
さ0.050、0.075、0.100、0.125、0.140および0.150イン
チにリングローリングしたウェブ試料上で行われた一連
の引張試験からのデータの力−伸びグラフであり; 第14図は、各種のウェブの場合の延伸比vs係合深さの
グラフである。
発明を実施するための最良の形態 ここで使用する「吸収性物品」なる用語は、体滲出物
を吸収し且つ封じ込めるデバイスを意味し、より詳細に
は、体から排泄された各種の滲出物を吸収し且つ封じ込
めるために着用者の体に対してまたはその付近に置かれ
るデバイスを意味する。「吸収性物品」なる用語は、お
むつ、生理用パッド、生理用ナプキン、パンティーライ
ナー、失禁用パッドなどを包含しようとする。「使い捨
て」なる用語は、洗濯したり、他の方法で元通りにした
り吸収性物品として再使用したりしない(即ち、1回使
用後に捨て且つ好ましくはリサイクルし、堆肥化し、さ
もなければ環境上適合する方法で処分しようとする)吸
収性物品を記載するためにここで使用される。「単一」
吸収性物品は、別個のホルダー、パッドなどの別個の操
縦部品を必要としないように整合エンティティーを形成
するために一緒に一体にされた別個の部品から形成する
吸収性物品を意味する。
本発明の単一使い捨て吸収性物品の好ましい態様は、
第1図に示す生理用パッド、生理用ナプキン20である。
ここで使用する「生理用ナプキン」なる用語は、一般に
尿生殖器領域に対して外部の外陰部に隣接して女性によ
って着用され且つ着用者の体からの経血流体および他の
膣排泄物(例えば、血液、経血、および尿)を吸収し且
つ封じ込めようとする吸収性物品を意味する。着用者の
前庭内に部分的にあり且つその外部に部分的にある陰唇
間デバイスも、本発明の範囲内である。ここで使用する
「外陰部」なる用語は、外部的に可視の女性の性器を意
味する。しかしながら、本発明は、他の女性の衛生また
は生理用パッド、例えば、パンティーライナー、または
他の吸収性物品、例えば、失禁用パッドなどにも適用で
きることを理解すべきである。
生理用ナプキン20は、2つの表面、体接触表面または
「体表面」20aおよびガーメント表面20bを有する。生理
用ナプキン20は、体表面20aから見た時に第1図に示
す。体表面20aは、着用者の体に隣接して着用しようと
する。生理用ナプキン20のガーメント表面20b(第2図
に示す)は、反対側にあり且つ生理用ナプキン20を着用
する時に着用者の下着に隣接して置こうとする。
生理用ナプキン20は、2つの中心線、縦方向中心線
「l」および横方向中心線「t」を有する。ここで使用
する「縦方向」なる用語は、生理用ナプキン20を着用す
る時に立っている着用者を左および右の体半分に二等分
する垂直平面と一般に整列された(例えば、大体平行
に)生理用ナプキン20の平面における線、軸または方向
を意味する。ここで使用する「横断方向」または「横方
向」なる用語は、互換性であり且つ縦方向に一般に垂直
である生理用ナプキン20の平面内にある線、軸または方
向を意味する。第1図は、生理用ナプキン20が2個の離
間された縦方向縁または側縁22および2個の離間された
横方向縁または端縁(または「端」)24も有し、それら
は一緒に生理用ナプキン20の周辺26を形成することを示
す。
生理用ナプキン20は、比較的厚いか比較的薄いことを
含めて、いかなる厚さも有することができる。第1図〜
第2図に示す生理用ナプキン20の態様は、比較的薄い生
理用ナプキンの一例であることが意図される。しかしな
がら、これらの図を見る時に、図示の材料の層の数は、
生理用ナプキン20を実際よりはるかに厚く見せることを
理解すべきである。「薄い」生理用ナプキン20は、好ま
しくは、約3mm以下のカリパー(caliper)を有する。図
示の薄い生理用ナプキン20も、比較的可撓性であるべき
であり、それゆえ着用者に心地よい。
好ましくは、生理用ナプキン20は、延長自在または伸
長自在である。延長自在または伸長自在の生理用ナプキ
ンの例は、オズボーン等の氏名で1992年7月23日出願の
米国特許出願第07/915,133号明細書およびオズボーン等
の氏名で1992年7月23日出願の米国特許出願第07/913,2
04号明細書に開示されている。
第2図は、第1図のセクション線2−2に沿って取ら
れた生理用ナプキン20の断面図である。第2図は、生理
用ナプキン20の個々の部品を示す。本発明の生理用ナプ
キンは、一般に、少なくとも3種の一次部品からなる。
これらは、液体浸透性トップシート28、液体不浸透性バ
ックシート(または「バリヤー手段」)30、および吸収
性芯32を包含する。吸収性芯32は、トップシート28とバ
ックシート30との間に配置する。生理用ナプキン20は、
好ましくは、着用者のパンティーの股部分の回りに折り
重ねられる任意のサイドフラップまたは「ウイング」36
を包含する。図示の生理用ナプキン20は、生理用ナプキ
ン20を着用者の下着に取り付けるための接着剤締結手段
38も有する。取り外し自在の剥離ライナー39は、接着剤
締結手段38を覆って、接着剤が使用前に下着の股部分以
外の表面に粘着しないようにする。
吸収性芯32は、液体(例えば、経血および/または
尿)を吸収または保持することができるいかなる吸収手
段であってもよい。第2図に示すように、吸収性芯32
は、体表面、ガーメント表面、側縁、および端縁を有す
る。吸収性芯32は、各種の大きさおよび形状(例えば、
長方形、長円形、砂時計状、ドッグボーン、非対称な
ど)で且つ生理用ナプキンおよび他の吸収性物品で常用
されている各種の液体吸収性材料、例えば、一般にエア
フェルトと称される細分化木材パルプから作ってもよ
い。他の好適な吸収性材料の例としては、しぼ寄せセル
ロースワディング;化学剛性化、変性または架橋セルロ
ース系繊維;毛管チャンネル繊維;捲縮ポリエステル繊
維などの合成繊維;ピートモス;ティッシュラップおよ
びティッシュラミネートを含めたティッシュ;吸収性フ
ォーム;吸収性スポンジ;超吸収性重合体;吸収性ゲル
化性物質;または均等材料または材料の組み合わせ、ま
たはこれらの混合物が挙げられる。
吸収性芯の形状および構造は、変更してもよく(例え
ば、吸収性芯32は変化するカリパーゾーン(例えば、中
心がより厚いようなプロフィールとする)、親水性勾
配、超吸収性勾配、または低密度および低い平均坪量獲
得ゾーンを有していてもよく、または1個以上の層また
は構造を具備してもよい)。しかしながら、吸収性芯32
の全吸収能力は、生理用ナプキン20のデザイン負荷およ
び所期の用途と適合すべきである。更に、吸収性芯32の
大きさおよび吸収能力は、異なる用途、例えば、失禁用
パッド、パンティーライナー、レギュラー生理用ナプキ
ン、またはオーバーナイト生理用ナプキンに適応するよ
うに変更してもよい。加えて、吸収性芯32は、そのよう
に望むならば可撓性を与えるために或る材料または形状
からなっていてもよい。
本発明の吸収性芯32として使用するための例示の吸収
性構造物は、オズボーンに1990年8月21日に発行の米国
特許第4,950,264号明細書、ワイスマン等に1986年9月
9日に発行の米国特許第4,610,678号明細書、アレメニ
ー等に1989年5月30日に発行の米国特許第4,834,735号
明細書およびデュエンク等の氏名で1986年10月22日公告
のザ・プロクター・エンド・ギャンブル・カンパニーの
欧州特許出願第0 198 683号明細書に記載されてい
る。これらの特許の各々は、ここに参考文献として編入
する。
バックシート30およびトップシート28は、吸収性芯32
のそれぞれガーメント表面および体表面に隣接して配置
され且つ好ましくは結合手段(図示せず)、例えば、技
術上周知のものによってそれらに、そして互いに接合さ
れる。例えば、バックシート30および/またはトップシ
ート28は、接着剤の均一な連続層、接着剤のパターン化
層、または接着剤の一連の別個の線、螺旋または点によ
って吸収性芯32に、または互いに固着してもよい。満足
であることが見出された接着剤は、ミネソタ州セントポ
ールのH.B.フラー・カンパニーによって呼称HL−1258ま
たはH−2031で生産されている。結合手段は、好ましく
は、ミネトラ等に1986年3月4日に発行の米国特許第4,
573,986号明細書(ここに参考文献として編入)に開示
のような接着剤のフィラメントの開口パターン網目から
なるであろう。フィラメントの開口パターン網目の例示
の結合手段は、螺旋パターン、例えば、スプラグ・ジュ
ニアに1975年10月7日に発行の米国特許第3,911,173号
明細書、ジーカー等に1978年11月22日に発行の米国特許
第4,785,996号明細書およびウェレニックスに1989年6
月27日に発行の米国特許第4,842,666号明細書に示す装
置および方法によって例示されるものに渦巻かれた接着
剤フィラメントの数個の線からなる。これらの特許の各
々は、ここに参考文献として編入する。或いは、結合手
段は、技術上既知のような熱結合、圧力結合、超音波結
合、動的機械的結合、または他の好適な結合手段または
これらの結合手段の組み合わせからなっていてもよい。
バックシート30は、液体(例えば、経血および/また
は尿)に対して不浸透性であり、且つ他の可撓性液体不
浸透性物質も使用してもよいが、好ましくはプラスチッ
ク薄膜から作る。ここで使用する「可撓性」なる用語
は、迎合的(compliant)であり且つ人体の一般的な形
状および輪郭と容易に同じものになるであろう材料を意
味する。バックシート30は、吸収性芯32に吸収され且つ
封じ込められた滲出物が生理用ナプキン20と接触する物
品、例えば、パンツ、パジャマおよび下着をぬらすのを
防止する。バックシート30は、このように、織成または
不織材料、ポリエチレンまたはプロピレンの熱可塑性フ
ィルムなどの高分子フィルム、またはフィルム被覆不織
材料などの複合材料からなっていてもよい。好ましく
は、バックシート30は、厚さ約0.012mm(0.5ミル)〜約
0.051mm(2.0ミル)を有するポリエチレンフィルムであ
る。例示のポリエチレンフィルムは、オハイオ州シンシ
ナティのクロペイ・コーポレーションによって呼称P18
−0401、インディアナ州テレ・ホーテのエチル・コーポ
レーションのビスクイーン・デビジョンによって呼称XP
−39385で生産されている。バックシート30は、好まし
くは、より布様の外観を与えるためにエンボス加工およ
び/または艶消仕上を施す。更に、バックシート30は、
依然として滲出物がバックシート30を通過するのを防止
しながら、蒸気を吸収性芯32から逃がしてもよい(即
ち、通気性)。
トップシート28は、流体浸透性であって液体(例え
ば、経血および/または尿)をその厚さを通して容易に
浸透させ且つ生理用ナプキン20が使用中である時に、ト
ップシート28は、使用者の皮膚に極めて接近している。
トップシート38は、迎合的であり、軟質感があり、着用
者の皮膚を刺激しない。
トップシート28は、体に面するサイド28aおよびガー
メントに面するサイド(または芯に面するサイド)28b
を含めて2個のサイド(または面または表面)を有す
る。トップシート28の体に面するサイド28aは、一般
に、生理用ナプキン20の体接触表面(「体表面」)20a
の少なくとも一部分を構成する。
第3図は、生理用ナプキン20用トップシート28として
使用するのに高度に好適であることが見出された従来技
術の三次元ビーム様流体浸透性プラスチックウェブ40の
拡大部分セグメント化斜視図である。従来技術のウェブ
40は、一般に、ラーデル等に1982年8月3日に発行の同
一人に譲渡された米国特許第4,342,314号明細書(ここ
に参考文献として編入)の教示に従う。第3図に図示の
流体浸透性プラスチックウェブ40は、多数の交差ビーム
様エレメント、例えば、ウェブの第一表面50で互いに相
互連結されたエレメント42、43、44、45および46によっ
て形成される多数の開口部、例えば、開口部41を示す。
各ビーム様エレメントは、最上平面52に配置されたベー
ス部分、例えば、ベース部分51を具備する。各ベース部
分は、それらの各縁に取り付けられた側壁部分、例え
ば、側壁部分53を有する。側壁部分は、一般に、ウェブ
の第二表面55の方向に延出する。ビーム様エレメントの
交差側壁部分は、ウェブの第一表面と第二表面との間で
互いに相互連結し且つ第二表面55の最下平面56で互いに
実質上同時に終わる。
特に好ましい態様においては、従来技術のウェブ40の
ベース部分51は、一般にアール等に1984年7月31日発行
の同一人に譲渡された米国特許第4,463,045号明細書
(ここに参考文献として編入)の教示に従って表面収差
58の微視的パターンを包含する。表面収差58の微視的パ
ターンは、ウェブ40に入射光線を当てる時に実質上非光
沢可視表面を与える。
特に好ましい態様においては、相互連結側壁部分は、
第二表面55の最下平面で互いに実質上同時に終わってウ
ェブ40の第二表面55に開口部48を形成する。相互連結側
壁部分によって形成される開口部は、隣接開口部間の流
体の横方向伝達なしにウェブの第一表面からウェブの第
二表面までの流体の自由移動を可能にする。
第3図に図示の従来技術のウェブ40は、より普通に、
成形フィルムと称する。開口化成形フィルムは、しばし
ば、吸収性物品上のトップシートに使用される。その理
由は、それらが体滲出物に対して浸透性であり且つ更に
非吸収性であり且つ液体が通過し戻り且つ着用者の皮膚
を再湿潤させる傾向を減少するからである。このよう
に、体と接触している成形フィルムの表面は、乾燥した
ままであり、それによって体汚れを減少し且つ着用者に
より心地よい感じを生ずる。成形フィルムの例は、トン
プソンに1975年12月30日に発行の米国特許第3,929,135
号明細書、ミュラン等に1982年4月13日に発行の米国特
許第4,324,246号明細書、アール等に1984年7月31日に
発行の米国特許第4,463,045号明細書、キュロ等に1986
年12月16日に発行の米国特許第4,629,643号明細書、オ
ウエレッテ等に1987年1月20日に発行の米国特許第4,63
7,819号明細書、キュロ等に1989年6月13日に発行の米
国特許第4,839,216号明細書、およびバードに1991年4
月9日に発行の米国特許第5,006,394号明細書に記載さ
れている。これらの特許の各々は、ここに参考文献とし
て編入する。
第4図は、第3図に一般に図示の種類の従来技術の流
体浸透性ビーム様ウェブ40を製造するために最初に不浸
透性の実質上平らな加熱プラスチックフィルムを真空成
形するために利用するフォトエッチング化ラミネート構
造物60の拡大部分セグメント化斜視図である。ラミネー
ト構造物60は、好ましくは、ラーデル等に1982年8月3
日発行の同一人に譲渡された米国特許第4,342,314号明
細書(ここに参考文献として編入)の教示に従って作
る。ラミネート構造物60は、個々の薄層61、62および63
からなる。個々の薄層中の開口部パターンは、互いに同
一である。第4図と第3図に示すビーム様プラスチック
ウェブ40との比較は、フォトエッチング化ラミネート構
造物60の最上平面66における最上開口部65に対するプラ
スチックウェブ40の最上平面52中の開口部41の対応を示
す。同様に、プラスチックウェブ40の最下平面56におけ
る開口部48は、フォトエッチング化ラミネート構造物60
の最下平面67における最下開口部69に対応する。
最上平面66に配置されたフォトエッチング化ラミネー
ト構造物60の最上表面64は、突起68の微視的パターンを
備えている。このことは、好ましくは、表面収差の所望
の微視的パターンに対応するレジストコーティングを平
らなフォトエッチング化薄層61のトップサイドに適用し
た後、第二フォトエッチング法を開始することによって
達成される。第二フォトエッチング法は、五角形開口
部、例えば、開口部65を規定する相互連結ビーム様エレ
メントの最上表面64上に突起68の微視的パターンを有す
る薄層61を製造する。最上層上に突起68のこのようなパ
ターンを使用したラミネート構造物の製造は、一般に、
アール等に1984年7月31日に発行の同一人に譲渡された
米国特許第4,463,045号明細書(ここに参考文献として
編入)に開示されている。
ラミネート構造物を製造した後、次いで、一般に米国
特許第4,342,314号明細書の教示に従って、通常に技術
によってロール化して第5図に一般に図示するようなチ
ューブラーフォーミング部材520とし、反対端を接合し
て、第5図に一般に示すような継目なしチューブラーフ
ォーミング部材520を製造する。
チューブラーフォーミング部材520の最外表面524は、
チューブラー部材の最内表面522が一般にフォーミング
操作時にプラスチックウェブと接触しないようにしなが
ら、それと接触されたプラスチックウェブを形成するた
めに利用される。チューブラー部材は、第6図に一般に
図示し且つルーカス等に1979年4月24日に発行の米国特
許第4,151,240号明細書に詳述の種類の方法でデボス加
工/穿孔シリンダー555上でフォーミング表面として使
用してもよい(前記特許をここに参考文献として編入す
る)。前記特許に開示の種類の特に好ましい装置540
は、第6図に概略的に示す。それは、一定張力フィルム
供給装置541、デボス加工/穿孔装置543、および一定張
力フィルム前進/巻取装置545を包含する。装置540の機
能部材に関して必ず設けなければならないフレーム、ベ
アリング、支持体などは、装置を単純化し且つより明ら
かに示し且つ開示するために詳細には示さないか記載せ
ず、このような詳細はプラスチックフィルム変換機械類
を設計する当業者に自明であろうことが理解される。
簡潔に、装置540は、真空をフィルムの反対表面に隣
接して適用しながら且つしわ形成および/またはフィル
ムを巨視的に広げることを実質上未然に防ぐのに十分な
フィルム550制御を維持しながら、熱風ジェットをフィ
ルムの一面に向けることによって、熱可塑性フィルム55
0のリボンをデボス加工/穿孔フィルム551に連続的に変
換するための装置を具備する。このように、以下により
十分に記載するであろうように、装置540は、温度がフ
ィルムの熱可塑性温度より高いゾーン(しかし、そのゾ
ーンにおいてはフィルムを巨視的に広げる傾向がある実
質上零の縦方向および横方向張力がある)の上流と下流
との両方でフィルムにおける一定の縦方向張力を維持す
る装置を具備する。張力は、熱可塑性フィルムの走行リ
ボンを制御し且つ平滑化するのに必要とされる。零張力
ゾーンは、デボス加工することを可能にし且つ所望なら
ば熱および真空の使用によって穿孔することを可能にす
るのに十分な程高い温度にあるゾーンにおけるフィルム
から生ずる。第6図は、以下により十分に記載するよう
に無孔フィルム550とデボス加工/穿孔フィルム551との
間の差の特性を目視的に知覚することを可能にするため
にフィルム551における拡大スケールのパーホレーショ
ンも示す。
第6図からわかるように、デボス加工/穿孔装置543
は、密閉端580、非回転三重真空マニホールド組立体556
および熱風ジェット装置559を有する回転自在に装着さ
れたデボス加工穿孔シリンダー555を包含する。三重真
空マニホールド組立体556は、561、562および563と示さ
れる3個のマニホールドを具備する。自由に回転自在の
送りアイドラーロール565、動力回転リードオフ/チル
ロール566およびチルロールで駆動する軟質面(例え
ば、低密度ネオプレン)ロール567も、第6図に示され
る。簡潔に、3個のマニホールドにおいて真空度を独立
に制御するための装置(図示せず)を設けることによっ
て、デボス加工/穿孔シリンダー555の一部分の回りを
周方向に走行するフィルムの熱可塑性リボンは、マニホ
ールド561による第一水準の真空、マニホールド562によ
る第二水準の真空、およびマニホールド563による第三
水準の真空に逐次付す。以下により十分に記載するであ
ろうように、マニホールド561によってフィルムに適用
される真空はフィルムにおける上流張力を維持すること
を可能にし、マニホールド562によって適用される真空
は熱風をフィルムに対して径方向に内方に向ける時にフ
ィルムを穿孔することを可能にし、且つマニホールド56
3によって適用される真空はフィルムを熱可塑性温度以
下に冷却することを可能にし且つその中に下流張力を確
立することを可能にする。所望ならば、デボス加工/穿
孔シリンダー555のフィルム接触表面は、真空マニホー
ルド562に達する前に、デボス加工操作時に流れ抵抗性
重合体からなるプラスチックフィルムのより良い形通り
性を容易にするために技術上周知の装置(それゆえ図示
せず)によって予熱してもよい。チルロール566と軟質
面ロール567との間のニップ570は、公称上負荷するだけ
である。その理由は、高圧が前記方法でフィルムに形成
される三次元デボスをきちんと伸ばすであろうからであ
る。しかしながら、ニップ570における公称圧力さえ、
マニホールド563によって適用された真空がデボス加工
/穿孔シリンダー555のデボス加工/穿孔部分から下流
張力(即ち、ロール巻取張力)を隔てることを助長し且
つニップ570がデボス加工/穿孔フィルムをデボス加工
/穿孔シリンダー555から剥離するのを可能にする。更
に、フィルムを通過してマニホールド563に入る真空を
引く周囲空気は、通常、フィルムを熱可塑性温度以下に
冷却するであろうが、第6図に矢印563、574で示すよう
なチルロールを通しての冷却液の通過は、装置がより厚
いフィルムを取り扱うか高速で操作することを可能にす
るであろう。
総括すると、デボス加工/穿孔シリンダー555内に配
置された第一真空マニホールド561、および第三真空マ
ニホールド563は、フィルムの走行リボンにおいてそれ
ぞれ実質上一定の上流張力および実質上一定の下流張力
を維持することを可能にする一方、デボス加工/穿孔シ
リンダー555内の第二真空マニホールド562に隣接するフ
ィルムの中間部分は、張力を低下する熱/真空に付し
て、フィルムのデボス加工および穿孔を行う。
第6図を再度参照すると、一定張力フィルム供給装置
541および一定張力フィルム前進/巻取装置545は、所望
ならば、リーマースマに1972年7月4日に発行の米国特
許第3,674,221号明細書(ここに参考文献として編入)
に示され且つ記載された装置の対応部分と実質上同一で
あり且つ実質上同一に機能してもよい。デボス加工/穿
孔装置543は、回転自在に装着されたデボス加工/穿孔
シリンダー555、シリンダー555を制御された周速度で回
転するための装置(図示せず)、デボス加工/穿孔シリ
ンダー555内の非回転三重真空マニホールド組立体556、
制御された水準の真空を三重真空マニホールド組立体55
6を構成する3個の真空マニホールド561、562および563
に適用するために装置(図示せず)、および熱風ジェッ
ト装置559を具備する。
デボス加工/穿孔シリンダー555は、一般に、ルーカ
ス等に1979年4月24日に発行の米国特許第4,151,240号
明細書(ここに参考文献として編入)の教示に従うが、
そこに開示の穿孔チューブラーフォーミング表面の代わ
りに本発明のチューブラーラミネートフォーミング表面
を使用することによって作ってもよい。
開示のフォトエッチング化ラミネート構造物の好まし
い応用は、ルーカス等の前記特許出願に一般に概説のよ
うな真空フィルムフォーミング操作においてであるが、
フォトエッチング化ラミネートフォーミング構造物は、
三次元プラスチック構造物を直接形成するために同等の
容易さで使用できると予測される。このような方法は、
加熱流動プラスチック材料、典型的には熱可塑性樹脂を
フォーミング表面に直接適用し、前記材料を穿孔ラミネ
ートフォーミング表面の画像と同じ形にさせるのに十分
な程大きい空気差圧を加熱流動プラスチック材料に適用
し、流動材料を凝固させた後、三次元プラスチック構造
物をフォーミング表面から取り外すことを包含するであ
ろう。ただロールが最後に付されるであろうエンボス加
工圧力がラミネートエンボス加工表面によって示される
特定の三次元パターンを破壊する程大きくないならば、
本テクノロジーは、所望ならば、適宜補強されたフィル
ムエンボス加工ロールなどに組み込むことができると更
に予測される。弾性バックアップロールは、所望なら
ば、ラミネートエンボス加工表面を損傷するのを回避す
るために、このようなエンボス加工操作で利用できる。
本発明のラミネートフォーミング表面は、プラスチック
フィルムフォーミング以外の応用での実用性を見出すこ
とがあることが一層予測される。
熱可塑性フィルムのリボンを三次元構造物に変換する
のに好ましい別の方法は、高圧流体をフィルムの一面に
対して適用する一方、その上に水からなるジェットがフ
ィルムの反対表面に隣接して真空を適用する方法であ
る。このような方法は、キュロ等に1986年9月2日に発
行の米国特許第4,609,518号明細書、キュロ等に1986年1
2月16日に発行の米国特許第4,629,643号明細書、オウエ
レッテ等に1987年1月20日に発行の米国特許第4,637,81
9号明細書、キュロ等に1987年9月22日に発行の米国特
許第4,695,422号明細書、およびキュロ等に1989年6月1
3日に発行の米国特許第4,839,216号明細書により詳細に
記載されている。前記特許の各々は、ここに参考文献と
して編入する。
第7図および第8図には、本発明の三次元流体浸透性
プラスチックウェブ80の好ましい態様の実際の大きさの
約20倍に拡大した平面図写真が示される。ウェブ80は、
第1図および第2図に一般に図示の種類の生理用ナプキ
ン20上のトップシート28として使用するのに特に適して
いる。第7図は、ウェブ80の着用者または体接触表面80
aの平面図である一方、第8図は、ウェブ80のガーメン
トに面する表面またはパッド接触表面80bの平面図であ
る。第7図および第8図からわかるように、ウェブ80
は、ウェブに開口部82を形成するように互いに相互連結
された複数のビーム様エレメント81からなる。ここで使
用する「ビーム様」なる用語は、三次元成形フィルムに
おける隣接開口部を分離する三次元構造物を意味するよ
うに使用される。複数のビーム様エレメント81は、永久
変形セクション95を有する。ビーム様エレメント81の永
久変形セクション95は、特定の方向、好ましくは横方向
に細長いか増分的に実質上伸長されているセクションで
ある。横方向「t」は、以下に詳述のように、縦方向
「l」または機械方向に垂直である方向である。ビーム
様エレメント81の永久変形セクション95は、若干サドル
状形状を示す。
第9図を今や参照すると、ウェブ100のビーム様エレ
メント101の永久変形セクション105は、第7図および第
8図のウェブ80のビーム様エレメント81の永久変形セク
ション95より大きい程度で変形していることがわかる。
ビーム様エレメントの永久変形セクションのベース部分
はウェブが実質上張力のない状態または緩和状態にある
際にウェブの最上平面以下にあることが、ウェブ80とウ
ェブ100との両方に共通である。しかしながら、ウェブ
を横方向の張力に付す時に、ビーム様エレメントの永久
変形セクションのベース部分は、第10図に示すように最
上平面に向けて上昇する。ウェブを横方向の張力に付す
際のウェブの最上平面に向けての永久変形セクションの
上昇は、ウェブを横方向に延長することを可能にする。
張力の解除時に、ビーム様エレメントの永久変形セクシ
ョンは、第9図に示すように張力のない状態または緩和
状態に戻るか収縮し、このようにして永久変形セクショ
ンを有するビーム様エレメントを有していない同一のウ
ェブと比較して実質上増大された弾性をウェブに横方向
で与える。
簡潔に述べると、ビーム様エレメントの永久変形セク
ションは、バネのように挙動する。ここで使用する「バ
ネ」なる用語は、ひずみ後に解除した時に元の形状を回
復する弾性体またはデバイスを意味する。横方向の張力
に付す時に、ビーム様エレメントの永久変形セクション
は、適用された張力の方向に延長するか、ひずみ且つ適
用された張力の解除後に元の形状に戻る。このように、
ビーム様エレメントの永久変形セクションは、実質上増
大された弾性をウェブに与える。
第3図の従来技術のウェブは、実質上非弾性である。
しかしながら、その幾何学的形状を変化または変更する
ことによって、従来技術のウェブは、実質上弾性にさせ
ることができる。前記方法に従って作られた三次元流体
浸透性ポリオレフィン開口化ウェブは、第12図に図示の
リングローリング装置450のロール460に縦方向に通過し
て、本発明のウェブを作る。ロール460は、均一な距離
p(より普通にピッチとして既知)によって分離された
歯470からなる。各ロール460の歯470は、互いに距離P/2
によって相殺される。ロール460の外周490間の距離は、
かみ合い距離E(より普通に係合と既知)によって変化
できる。
従来技術のウェブ40のリングローリングは、増分的に
延伸し、それによって複数のビーム様エレメント81を横
方向に塑性変形する。ビーム様エレメントの延伸は、フ
ィルムを歯470の先端で拘束し且つピッチおよび係合に
比例する量で延伸する時にウェブの幅(横方向)を横切
って増分的に生ずる。ロール460の係合深さを増大する
と、ビーム様エレメント81の増分的延伸および塑性変形
が、増大される。第7図および第8図は、係合0.075イ
ンチおよびピッチ0.100インチでリングローリングされ
た弾性三次元開口化ウェブ80を示す。第9図および第10
図は、係合0.150インチおよびピッチ0.100インチでリン
グローリングされた弾性三次元開口化ウェブ100を示
す。
本発明の特に好ましい三次元流体浸透性開口化ウェブ
は、インディアナ州テレ・ホーテのトレデガー・フィル
ム・プロダクツから呼称X−5654で入手できる低密度ポ
リエチレン(LDPE)フィルムから作り且つ米国特許第4,
342,314号明細書および第4,463,045号明細書により詳細
に記載の前記方法によって形成する。幅10インチであり
且つ可変長さを有するウェブは、手動クランクによって
操作されるリングローリング装置を機械方向または縦方
向に通過する。ウェブの各開口部の直径は約0.035イン
チであり且つ各ビーム様エレメントの幅は約0.007イン
チである。数種のウェブをピッチ0.100インチ、係合0.0
50、0.075、0.100、0.125、0.140および0.150インチで
リングローリングした。
ウェブに付与された延伸度は、引張試験をインストロ
ンモデル1125試験スタンド上で行うことによって実験的
に測定する。試験用試料は、三次元開口化リングローリ
ング化ウェブから3インチ×1インチのストリップに切
断する(3インチ寸法はウェブの横方向である)。これ
らの試料は、インストロン上の油圧グリップに装着する
〔グリップ間の距離(ゲージ長さとして既知)は2イン
チである〕。各試料は、破壊するまで、5.0インチ/分
の速度で引く。データは、シンテクの試験ワークス・ソ
フトウェアを使用してIBM386パーソナル・コンピュータ
ー上にプロットする。数種の試料の力vs伸び挙動のグラ
フは、第13図に示す。リングローリング化ウェブの低い
力弾性挙動は、所定の係合深さでリングローリングされ
たウェブの延伸比によって定量化する。延伸比は、最大
延長でのフィルムの長さ÷ウェブの元のゲージ長さと定
義される。最大延長は、先ず、力−伸びグラフ上に100g
での等値線を引き、次いで、タンジェントを100gの線の
上の各曲線に引くことによって求められる。100gの力を
選んだ。その理由は、100gより大きい力がウェブのビー
ム様エレメントの増大された塑性変形を生ずることがあ
るからである。これらの2つの線が交わる点は、最大延
長と呼ばれる。この量は、元のゲージ長さに加えて試料
の最終長さを得、この和は下記の式 (式中、L0は試料の元もゲージ長さであり、xは最大延
長での伸びの量であり、Lfは試料の最終長さである)に
示すように試料の元もゲージ長さで割る。各係合深さの
場合に計算された延伸比は、係合深さの関数として延伸
比のグラフ上にプロットする。第14図参照。このこと
は、係合深さを変化することによってリングローリング
化ウェブで得られる延伸度を予め決定することを可能に
する。第14図は、リングローリング化開口化ウェブと同
じ組成のリングローリング化非開口化ウェブの場合の延
伸比vs係合深さのプロットも包含する。このプロット
は、リングローリング化三次元開口化ウェブの方法と同
じ方法で得られた。リングローリング化二次元開口化ウ
ェブおよび軽くから高度までのエンボス加工ウェブの延
伸比vs係合深さプロットは、実質上リングローリング化
非開口化ウェブの挙動に従う。このことは、ここに記載
の低い力弾性挙動がリングローリング化された各種の三
次元開口化ウェブの場合に保持し且つ非開口化フィルム
の場合またはリングローリング化された二次元開口化フ
ィルムの場合に保持しないことを示す。
構造物が三次元であるならば、ビーム様エレメントの
全形状は、臨界的ではない。第11A図〜第11D図は、各種
のビーム様幾何学的形状の断面図である。第11A図は、
本発明の好ましいビーム様エレメントの断面図である。
ビーム様エレメント81は、第一表面または着用者接触表
面80aの最上平面85に配置されたベース部分84を有す
る。ここで使用する「ベース部分」なる用語は、吸収性
物品を使用する時に着用者の皮膚と接触するビーム様エ
レメント81の部分を意味するために使用される。一対の
側壁部分87は、ベース部分84から垂れ下がり且つ最下平
面90に配置された第二表面80bの方向に一般に延長す
る。
第11B図は、本発明の別のビーム様エレメント161の断
面図である。第11B図からわかるように、ビーム様エレ
メント161は、第一表面または着用者接触表面166の最上
平面165におけるベース部分164を具備する。一対の側壁
部分167は、ベース部分164から垂れ下がり且つ最下平面
170に配置された第二表面168の方向に一般に延長する。
第11C図は、本発明の別のビーム様エレメント261の断
面図である。第11C図からわかるように、ビーム様エレ
メント261は、第一表面または着用者接触表面266の最上
平面265におけるベース部分264を具備する。一対の側壁
部分267は、ベース部分264から垂れ下がり且つ最下平面
270に配置された第二表面268の方向に一般に延長する。
第11D図は、本発明の別のビーム様エレメント361の断
面図である。第11D図からわかるように、ビーム様エレ
メント361は、第一表面または着用者接触表面366の最上
平面365におけるベース部分364を具備する。一対の側壁
部分367は、ベース部分364から垂れ下がり且つ最下平面
370に配置された第二表面368の方向に一般に延長する。
各種の断面幾何学的形状を有することに加えて、ビー
ム様エレメントの断面は、この長さに沿って実質上均一
または不均一であってもよい。長さに沿って実質上均一
な断面を有するビーム様エレメントの一例は、ラーデル
等に発行の米国特許第4,342,314号明細書に図示されて
いる。長さに沿って不均一な断面を有するビーム様エレ
メントの一例は、トンプソン等に発行の米国特許第3,92
9,135号明細書に図示されている。前記特許は、ここに
参考文献として編入する。
本発明は、全ウェブを1つの特定の方向のリングロー
リングに付すと記載したが、本発明は、このような応用
には決して限定されない。本発明は、ウェブの所定の個
別の(discrete)部分のみをリングローリングに付すこ
とによって実施してもよい。例えば、吸収性物品上のト
ップシートとして使用する時に吸収性物品の中心部分に
対応するウェブの個別の部分をリングローリングするこ
とが望ましいことがある。本発明は、増大された弾性を
1より多い方向でウェブに付与するためにウェブを1よ
り多い方向でリングローリングすることによって実施し
てもよい。
実質上増大された弾性をウェブに与えることに加え
て、従来技術のウェブのリングローリングは、ウェブの
他の得られる性質も変化する。リングローリング化ウェ
ブのドレープ性、延伸開口面積および極限引張強さは、
典型的には、増大する。更に、リングローリング化ウェ
ブの光沢および有効な延伸坪量は、典型的には、減少す
る。
本発明の好ましい態様においては、成形フィルムトッ
プシートの体表面は、体表面が経血流体が吸収性芯内に
流入し且つ吸收されるよりもむしろトップシートを流れ
去るであろう可能性を減少するように親水性ではなかっ
た場合より液体が迅速にトップシートを通して移動する
のを助長するように親水性である。好ましい態様におい
ては、界面活性剤は、成形フィルムトップシートの高分
子材料、例えば、アジズ等によって1991年11月19日に出
願の米国特許出願第07/794,745号明細書「不織開口化フ
ィルムカバーシートを有する吸収性物品」に記載のもの
に配合する。或いは、トップシートの体表面は、界面活
性剤、例えば、オズボーンに発行の前記米国特許第4,95
0,254号明細書に記載のもので処理することによって親
水性にさせることができる。
使用中、生理用ナプキン20は、このような目的で周知
の支持手段または結合手段によって所定位置に保持でき
る。好ましくは、生理用ナプキン20は、使用者の下着ま
たはパンティーに置き、ファスナー、例えば、第2図に
示す接着剤38によって、それに固着する。接着剤38は、
パンティーの股部分に生理用ナプキン20を固着するため
の手段を与える。このような目的で技術上使用されてい
るいかなる接着剤も、ここで接着剤に使用でき、感圧接
着剤が好ましい。好適な接着剤は、オハイオ州コロンブ
スのセンチュリー・アドヘシブズ・コーポレーションに
よって生産されているセンチュリー(Century)A−305
−IV;およびニュージャージー州ブリッジウォターのナ
ショナル・スターチ・エンド・ケミカル・カンパニーに
よって生産されているインスタント・ロック(Instant
Lock)34−2823である。好適な接着剤ファスナーも、米
国特許第4,917,697号明細書に記載されている。生理用
ナプキンを使用中置く前に、感圧接着剤は、典型的に
は、取り外し自在の剥離ライナー39で覆って、接着剤が
使用前に乾燥したりパンティーの股部分以外の表面に接
着したりしないようにする。好適な剥離ライナーも、前
記米国特許第4,917,697号明細書に記載されている。こ
の目的で常用されているいかなる市販の剥離ライナー
も、ここで利用できる。好適な剥離ライナーの非限定例
は、ウィスコンシン州メナシャのアクロシル・コーポレ
ーションによって生産されているBL30MG−Aシロックス
(Silox)E1/0およびBL30MG−Aシロックス4P/0であ
る。本発明の生理用ナプキン20は、剥離ライナー39を取
り外した後、接着剤がパンティーと接触するように生理
用ナプキンをパンティーに入れることによって使用され
る。接着剤38は、生理用ナプキン20を使用時にパンティ
ー内に所定位置に維持する。
本発明の特定の態様を図示し且つ説明したが、本発明
の精神および範囲から逸脱せずに各種の他の変更および
修正を施すことができることは当業者に自明であろう。
それゆえ、本発明の範囲内であるすべてのこのような変
更および修正を添付請求の範囲でカバーしようとする。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI B29L 31:00 (56)参考文献 米国特許4342314(US,A) 米国特許4463045(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) D04H 1/00 - 18/00 B29C 67/20 A61F 13/15 EUROPAT(QUESTEL) WPI/L(QUESTEL)

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第一方向およびそれに垂直な第二方向を有
    する弾性三次元流体浸透性高分子ウェブであって、互い
    に連結して前記ウェブに開口部を形成する複数の梁状要
    素を具備し、前記梁状要素は最上平面におけるベース部
    分および前記ベース部分から垂れ下がる一対の側壁部分
    を有し、複数の前記梁状要素は前記ウェブが実質上張力
    のない状態にある際に永久変形部分の前記ベース部分が
    前記最上平面以下であるように永久変形部分を有し、前
    記永久変形部分の前記ベース部分は前記ウェブを第一方
    向の張力に付して前記ウェブを第一方向に延長させた時
    に前記最上平面に向けて上昇し且つ前記永久変形部分の
    前記ベース部分は前記ウェブにおける張力を解除した時
    に前記最上平面以下の張力のない位置に戻るように形成
    されてなることを特徴とする、弾性三次元流体浸透性高
    分子ウェブ。
  2. 【請求項2】前記梁状要素の少なくとも一部分がそれら
    の長さの一部分に沿って実質上直線である、請求項1に
    記載の弾性三次元ウェブ。
  3. 【請求項3】前記開口部がそれらの長さに沿って不均一
    断面を有する、請求項1または請求項2に記載の弾性三
    次元ウェブ。
  4. 【請求項4】永久変形部分を有する複数の前記梁状要素
    が前記ウェブの所定の個別の部分に配置されてなる、請
    求項1〜3のいずれか1項に記載の弾性三次元ウェブ。
  5. 【請求項5】前記永久変形部分の前記ベース部分は前記
    ウェブを第二方向の張力に付して前記ウェブを第二方向
    に延長させる時に前記最上平面に向けて上昇し且つ前記
    永久変形部分の前記ベース部分は前記ウェブにおける張
    力を解除する時に前記最上平面以下の張力のない部分に
    戻る、請求項1〜4のいずれか1項に記載の弾性三次元
    ウェブ。
  6. 【請求項6】着用者接触トップシートおよび体液を吸収
    するための吸収性要素を具備する吸収性物品であって、
    前記トップシートは第一方向およびそれに垂直な第二方
    向を有する弾性三次元流体浸透性高分子ウェブからな
    り、前記ウェブは互いに連結して前記ウェブに開口部を
    形成する複数の梁状要素を具備し、前記梁状要素は最上
    平面におけるベース部分および前記ベース部分から垂れ
    下がり且つ前記吸収性要素と接触する一対の側壁部分を
    有し、複数の前記梁状要素は前記ウェブが実質上張力の
    ない状態にある際に永久変形部分の前記ベース部分が前
    記最上平面以下であるように永久変形部分を有し、前記
    永久変形部分の前記ベース部分は前記ウェブを第一方向
    の張力に付して前記ウェブを第一方向に延長させた時に
    前記最上平面に向けて上昇し且つ前記永久変形部分の前
    記ベース部分は前記ウェブにおける張力を解除させた時
    に前記最上平面以下の張力のない位置に戻るように形成
    されてなることを特徴とする、吸収性物品。
  7. 【請求項7】前記トップシートと反対の前記吸収性要素
    の表面に隣接して前記吸収性物品と重ねられた関係で固
    着された水性流体の通過に抵抗性のバックシートを包含
    する、請求項6に記載の吸収性物品。
  8. 【請求項8】前記吸収性物品が延長自在または伸長自在
    の生理用品からなる、請求項6または請求項7に記載の
    構造物。
  9. 【請求項9】永久変形部分を有する複数の前記梁状要素
    が前記ウェブの所定の個別の部分に配置されてなる、請
    求項6、7または8のいずれか1項に記載の構造物。
  10. 【請求項10】前記永久変形部分の前記ベース部分は前
    記ウェブを第二方向の張力に付して前記ウェブを第二方
    向に延長させる時に前記最上平面に向けて上昇し且つ前
    記永久変形部分の前記ベース部分は前記ウェブにおける
    張力を解除する時に前記最上平面以下の張力のない部分
    に戻る、請求項6、7、8または9のいずれか1項に記
    載の構造物。
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