JP3771220B2 - 自己接合した波形繊維ウェブ - Google Patents

Description

本発明は、自己接合した繊維含有波形ウェブ、そのようなウェブの製造方法及び装置、並びにそのようなウェブを含む物品、特に乳児若しくは大人失禁者用おむつ、女性ケア製品、又は拭取り布などのような使い捨て衛生物品に関する。

波形ウェブ材料は、物品製造の材料として又は構成要素として様々な用途で使用することが当技術分野において周知である。そのようなウェブに到達するためには、本質的に平らな原材料が、上記波形を三次元的に形成する方法に供給される。波形ウェブ材料は、所望の安定性に対して低密度であることを含む多種多様な利益を生むと共に、良好な柔軟性を提供することができる。典型的な波形材料として、シート、フィルム、発泡体など、並びに織布又は不織布材料が挙げられる。

波形材料が物品の製造に使用される時には、波形形状は、この製造工程の間に作り出す（「オンライン」）ことができ、又は「オフライン」などで別個に作って引き続きこの製造場所に輸送又は移送することができる。かさばった形状のために、「オンライン」方法が好ましいことが多い。

例えば米国特許出願第４，８０６，３００号（ウォルトン（Walton）ら）のような材料を波形に形成する方法が、当技術分野において存在する。そのような方法では、材料は２つの互いに貫通しあう波形ロールの間を通して供給されて波形化される。しかし、この手順は、材料の引張りを引き起こし、横断方向に塑性変形を起す可能性がある。次には、そのような引張り及び塑性変形は、材料の物理的構造、ひいてはその特性を変化させることがある。

米国特許出願第５，９０６，８７９号には、超弾力的な三次元不織布繊維材料が記載されており、その形状は、構造内に組み入れられた熱活性化可能な接着構成成分によって維持される。ＰＣＴ国際公開特許ＷＯ９６／００６２５（ライデル（Raidel）ら）には、案内台による波形の形成が記載されており、同時係属中のＥＰ−Ａ−９９１２４６３７（ジーゾック（Dziezok）ら、１９９９年１２月１９日出願、代理人事件整理番号ＣＭ０２２５１ＦＱ）には、噛み合う溝型ロールによりウェブ材料中に長手波形を形成する方法が開示されている。両方の場合とも、波形はウェブの長手方向に形成されるが、ウェブは横断方向には制限されないので、ウェブの全体幅は減少する。波形は、形成された後に、上述の米国特許出願第５，９０６，８７９号中にあるようなウェブ内の接着安定化などの追加構成要素により、波形に平らな支持ウェブを取り付けることにより、又は波形線に沿ってウェブを塑性的に変形させることにより、安定化される。

しかしながら、そのような波形材料を効率的に及び簡単に作り、並びに使用することを改良する必要性が依然として存在する。

本発明は、実質的に均一の厚さの一次予接合したウェブ層から作られる自己接合した波形ウェブであり、ウェブ層は熱可塑性繊維を含有し、平行な波形線の波形パターンを形成する波形を形成するように配置され、波形線はウェブの長手方向延長部分に平行とすることができ、これにより複数の一次接合パターン線の一次接合パターンを形成する領域で波形ウェブが熱接合又は溶解融着接合され、一次接合パターン線は波形線に非平行に配置され且つ波形線の少なくとも２つと交差し、したがって波形を安定化する。好ましくは、波形線のそれぞれは、少なくとも１つの一次接合パターン線により、少なくとも１つの隣接する波形線に連結される。

一次接合パターンは第一及び第二の一次接合パターン線を含むことができ、第一の一次接合パターン線は本質的に互いに平行とすることができ、第二の一次接合パターン線は互いに平行とすることができ、並びに第一及び第二の一次パターン線は互いに非平行配置である。第一及び第二の一次接合パターン線は交差する線とすることができ、したがって一次接合パターンにより接合されない領域を囲む。これらの領域は、少なくとも３つ、好ましくは少なくとも５つ、より好ましくは少なくとも９つの波形を含有し、及び２０未満、好ましくは１５未満の波形を含有することができる。

一次接合パターン線は、連続な線、好ましくは直線とすることができ、一次接合パターンは、複数の接合点からなる二次接合パターンからなることができる。

本発明による波形ウェブは、少なくとも１８μｍ／（ｇ／ｍ^２）、好ましくは２１μｍ／（ｇ／ｍ^２）を超える、より好ましくは約２３μｍ／（ｇ／ｍ^２）を超える低圧かさ、及び少なくとも１１μｍ／（ｇ／ｍ^２）、好ましくは約１３μｍ／（ｇ／ｍ^２）を超える、より好ましくは約１８μｍ／（ｇ／ｍ^２）を超える高圧かさを呈するのが好ましい。

本発明は更に、吸収性コアと、前記コアの衣類に向く側に向いたバックシートと、前記コアの着用者に向く側の上に配置された自己接合ウェブとを有する吸収性物品に関する。

本発明は更に、自己接合した波形ウェブを形成するために一次ウェブを形作って接合する方法に関し、その方法は、繊維を含む基本的に平らな予接合した一次ウェブを提供する第一の段階、前記ウェブを波形に形作って波形線を形成する第二の段階、及び複数の一次接合パターン線の一次接合パターンで前記波形ウェブの繊維を自生的に接合し、複数の一次接合パターン線が波形線に非平行に配置され且つこれら波形線の少なくとも２つと交差する第三の段階を含む。

波形は谷と山の領域を形成することができ、前記ウェブの繊維の接合は基本的に前記谷領域のみに適用することができる。その方法はまた、前記一次接合パターンの領域内で接合する前に形成した波形を変形して一次ウェブの重なり合った層を形成し、引き続く接合段階で互いに接合されるようにする段階を含むことができる。

本発明に有用なウェブ材料は、繊維シートからなるか又はそれを含むシート状の材料である。ウェブ材料は、長手寸法、横断寸法、及び厚さ寸法を有する。材料の長手寸法は、本質的に横断寸法より大きく、及び両方とも、本質的に厚さ寸法より大きい。材料は通常、長手寸法に沿って製造工程に供給される。それ故に、材料は、ウェブ材料の複数の伸びを重ね継ぐことにより、理想的には長手寸法に実質的に無限となる。長手寸法に対して垂直にウェブ材料を切断することによって、物品の製造に組み入れるのに好適な材料の断片が得られる。ウェブ材料のシート状性質のために、厚さ寸法は、波形材料の厚さ寸法より通常小さい。そのようなウェブ材料は、物品の製造、特に、おむつ、衛生ナプキン、成人用失禁製品などの使い捨て吸収性物品を含む使い捨て物品の製造に有用である。

本発明で使用されるのに好適なウェブは「本質的に平ら」であるのが好ましく、これは、そのＺ又は厚さ寸法を著しく超える長さ及び幅寸法を有し、長さ及び幅寸法全体に亘って厚さが本質的に同一であるウェブを指す。一次ウェブの密度は、広い範囲に亘って変化させることができ、約０．１ｇ／ｃｍ^３未満、約０．０５ｇ／ｃｍ^３未満、若しくはさらに０．０３ｇ／ｃｍ^３未満にすることができ、又は０．１５ｇ／ｃｍ^３を超える、若しくは０．２ｇ／ｃｍ^３を超えることができる。好適なウェブは、広い範囲の坪量を有することができ、１５ｇ／ｍ^２もの低い坪量を有することができる。坪量は、通常約２０ｇ／ｍ^２より高く、又は４０ｇ／ｍ^２より高くさえすることができるが、８０ｇ／ｍ^２を超える、１００ｇ／ｍ^２を超える、又は２００ｇ／ｍ^２を超えることすらできる。

本発明に好適なウェブ材料は、繊維性ウェブ又は繊維性マトリックスを形成する繊維性材料を含む。本発明で有用な繊維は、天然繊維（変性又は未変性）並びに合成的に作られた繊維を含む。好適な未変性／変性天然繊維の例として、木綿、アメリカハネガヤ、バガス、ケンプ、亜麻、絹、羊毛、木材パルプ、化学的に変性した木材パルプ、黄麻、レーヨン、エチルセルロース、及びセルロースアセテートが挙げられる。

好適な合成又は熱可塑性繊維は、広範囲にわたって組成を損なうことがない温度で溶解することができるいかなる熱可塑性ポリマーからも作ることができる。好ましくは、この熱可塑性材料の融点は、約１９０℃未満であり、好ましくは約７５℃〜１７５℃である。好ましくは、この熱可塑性材料の融点は、熱接合構造が使い捨て吸収性物品などの物品で格納される又は使用されると思われる温度よりも低くてはならない。熱可塑性材料の融点は、通常５０℃以上である。したがって、そのような繊維は、ポリ塩化ビニル、ポリビニルフッ化物、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ塩化ビニリデン、オーロン（ORLON（登録商標））などのポリアクリル類、ポリビニルアセテート、ポリエチルビニルアセテート、非可溶性又は可溶性ポリビニルアルコール、ポリエチレン（例えばパルペックス（PULPEX（登録商標））及びポリプロピレンなどのポリオレフィン、ナイロンなどのポリアミド類、ダクロン（DACRON（登録商標））又はコーデル（KODEL（登録商標））などのポリエステル類、ポリウレタン類、ポリスチレン類などから作ることができる。本発明で使用される繊維は、１つの型にすることも又は異なる型にすることもでき、異なる繊維を使用する時には、それらは均一に混合し、不規則に分配し、又は所定の分配で配置することができる。本発明で使用するのに好適なウェブは、ウェブ構造内で接着できるように、十分な量の自己、熱、又は溶解接着性の繊維を含む必要がある。

好適な熱可塑性繊維は、単一のポリマーで作ることができ（単一成分繊維）、又は２つ以上のポリマーで作ることができる（例えば、２成分繊維）。本明細書で使用する「２成分繊維」は、異なるポリマーで作られた熱可塑性シースに包まれた１つのポリマーで作られたコア繊維を含む熱可塑性繊維を指す。シースを含むポリマーは、コアを含むポリマーとは異なる温度で、通常はより低い温度で溶解することが多い。次に、これらの２成分繊維は、シースポリマーの溶解によって熱接着を提供し、一方、コアポリマーの望ましい強度特性を維持する。

本発明で使用するのに好適な２成分繊維には、次のポリマーの組合せ、すなわちポリエチレン／ポリプロピレン、ポリエチルビニルアセテート／ポリプロピレン、ポリエチレン／ポリエステル、ポリプロピレン／ポリエステル、コポリエステル／ポリエステルなどを有するシース／コア繊維を挙げることができる。本明細書で使用するのに特に好適な２成分熱可塑性繊維は、ポリプロピレン又はポリエステルのコア、及び低融点のコポリエステル、ポリエチルビニルアセテート、又はポリエチレンのシースを有するものである（例えば、ダナクロン（DANAKLON（登録商標））、セルボンド（CELBOND（登録商標））又はチッソ（CHISSO（登録商標））２成分繊維）。これらの２成分繊維は、同心にも偏心にもすることができる。本明細書で使用する「同心」及び「偏心」という用語は、シースが２成分繊維の断面域を通して均一の厚さを有するか不均一の厚さを有するかについて言う。偏心２成分繊維は、より低い繊維厚さでより圧縮強度を与えることによって望ましくすることができる。本明細書で使用するのに好適な２成分繊維は、非けん縮（すなわち曲り）のいずれかとすることができる。２成分繊維は、典型的な織物手段、例えばスタッファーボーイ法又はギアクリンプ法などによってけん縮し、大部分は二次元又は「平らな」けん縮を達成することができる。

熱可塑性繊維の場合、その長さは、特定の融点及びこれらの繊維に望ましい他の特性によって変化させることができる。これらの熱可塑性繊維は、通常は約０．３〜約７．５ｃｍの長さ、好ましくは約０．４〜約３．０ｃｍの長さである。これらの熱可塑性繊維の融点を含む特性もまた、繊維の直径（厚さ）を変化させることにより調整することができる。これらの熱可塑性繊維の直径は、デニール（９０００メートル当りのグラム数）又はデシテックス（１０，０００メートル当りのグラム数）のいずれかにより通常は定義される。好適な熱可塑性繊維は、約１．０〜約２０、好ましくは約１．４〜約１０の範囲のデシテックスを有することができる。

本発明による多数の使用には、親水性繊維の使用が好ましい。本発明で使用するのに好適な親水性繊維として、セルロース繊維、変性セルロース繊維、レーヨン、ポリエチレンテレフタレート（例えば、ダクロン（DACRON（登録商標）））などのポリエステル繊維、親水性ナイロン（ハイドロフィル（HYDROFIL（登録商標）））などが挙げられる。好適な親水性繊維は、疎水性繊維を親水性化して、例えば、ポリエチレン又はポリプロピレンなどのポリオレフィン類、ポリアクリル類、ポリアミド類、ポリスチレン類、ポリウレタン類などから誘導された熱可塑性繊維を界面活性剤処理又はシリカ処理するなどして得ることもできる。疎水性の熱可塑性繊維の表面は、非イオン性又は陰イオン性界面活性剤などの界面活性剤での処理により、例えば、繊維に界面活性剤をスプレーする、繊維を界面活性剤に漬けるか、又は熱可塑性繊維を生産する際に溶解ポリマーの部分として界面活性剤を含むことにより親水性にすることができる。溶解して再凝固すると、界面活性剤は、熱可塑性繊維の表面に残る傾向がある。好適な界面活性剤として、デラウエア州ウィルミントン（Wilmington, Delaware）のＩＣＩアメリカ社（ICI Americas, Inc.）により製造されるブリジ（Brij（登録商標））７６のような非イオン性界面活性剤、及びコネチカット州グリニッチ（Greenwich, Connecticut）のグリコケミカル社（Glyco Chemical, Inc.）によりペゴスパース（Pegosperse（登録商標））の商標で販売されている様々な界面活性剤が挙げられる。非イオン性界面活性剤の他に、陰イオン性界面活性剤も使用することができる。これらの界面活性剤は、熱可塑性繊維の１平方センチメートル当り、例えば約０．２〜約１グラムのレベルで熱可塑性繊維に適用することができる。

ウェブに添加する好適な木材パルプ繊維は、クラフト法及び亜硫酸法のような周知の化学方法で得ることができるが、砕木パルプ法、リファイナーメカニカルパルプ法、サーモメカニカルパルプ法、ケミメカニカルパルプ法、及びケミサーモメカニカルパルプ法を使用して木材パルプ繊維を提供することもでき、又は再生若しくは二次木材パルプ繊維並びに漂白及び未漂白木材パルプ繊維を使用することもできる。本発明で使用するのに望ましい親水性繊維の供給源は、１９６５年１２月２１日に発行された米国特許第３，２２４，９２６号（ベルナーディン（Bernardin））、１９６９年４月２２日に発行された米国特許第３，４４０，１３５号（チャン（Chung））、１９７６年１月１３日に発行された米国特許第３，９３２，２０９号（シャッテルジー（Chatterjee））、１９８９年１２月１９日に発行された米国特許第４，０３５，１４７号（サンジェニス（Sangenis）ら）、１９９０年２月６日に発行された米国特許第４，８９８，６４２号（ムーア（Moore）ら）、及び１９９２年８月１１日に発行された米国特許第５，１３７，５３７号（ヘロン（Herron）ら）の開示に更に詳細に記載されるような、化学的に剛化されたセルロース繊維である。

上記特許に記載されるような繊維は、当技術分野で既知の様々な方法などにより、非波形（「一次」）シートに形成される。ウェブを作るための出発材料として個々の繊維を考えると、これらは流体媒体中で積層することができ、媒体がガス状（空気）の場合、そのような構造は一般的に「乾式積層」と呼ばれ、液体の場合、そのような構造は一般的に「湿式積層」と呼ばれる。「湿式積層」は、広い範囲の特性を有するティッシュペーパーを生産するために広く使用されている。この用語はセルロース材料で最も普通に使用されるが、合成繊維を含むこともできる。あるいは、カーディング法を使用してそのようなウェブを形成することができる。

更に、溶解ポリマーを繊維に押し出して、これを次に直接ウェブに形成することができる（すなわち、個々の繊維を作って次にこれを別個の工程段階でウェブに形成する工程段階を省略する）。得られた構造は、メルトブローン型の不織布と普通呼ばれ、又は繊維が更に顕著に延伸されている場合には、スパンボンドウェブと呼ばれる。更に、ウェブはまた、他の形成技法の１つ以上を組み合わせて形成することができる。

本発明による更なる取扱いを可能にする十分な強度及び一体特性をウェブへ付与するために、これらは一般的に予接合される（すなわち、本発明による工程段階にかけて本発明による構造及び製品を形成する前に接合される）。最も広く使用される技法は、（ａ）化学接合、又は（ｂ）そのようなウェブの一部分を溶解することによる熱接合である。

後者の場合、繊維は圧縮することができ、当技術分野で良く知られているような接合点などの明瞭な（予）接合パターンとなり、例えば不織布材料の場合、全面積のかなりの部分を覆うことができ、２０％の値は稀ではない。あるいは、低密度が望ましい構造の場合に特に有用な方法として「空気透過」接着を適用することができ、そこではポリマー（例えば、ＢｉＣｏ繊維のシース材料）の部分がウェブ（エアレイドの場合が多い）の中を通る熱風により溶解される。

ウェブはまた、繊維ポリマーの溶解接合なしに繊維をウェブに圧密する化学添加剤又は結合手段によって予接合することができる。吸収性部材の物理的一体性を増加するためのそのような化学添加剤結合手段として、樹脂性結合剤、ラテックス、スチレン−ブタジエン−ゴム（ＳＢＲ）、エチレン−ビニル−アセテート（ＥＶＡ）、エチレン−ビニルアルコール（ＥＶＯＨ）、アクリルに基づく樹脂、及び繊維性ウェブの一体性を増加するための当技術分野で既知のデンプンなどがあり得る。好ましい化学結合剤は、スチレン−ブタジエン型であり、例えば米国オハイオ州モガドー（Mogadore, Ohio, USA）のゲン社（Gen Corp）又はドイツ連邦共和国（Ludwigshafen, FRG）のバズフ社（BASF AG）により供給されるものなどがある。特定の実施では、ウェブを予接合する樹脂は、高いガラス転移温度Ｔ_ｇ（示差走査熱量計（ＤＳＣ）などの従来型分析機器により決定することができる）、例えば０℃を超える、より好ましくは１５℃を超えるＴ_ｇなどを有する。しかし、Ｔ_ｇは、繊維樹脂の軟化温度よりも高くてはならない。

化学結合剤手段は、粒子など様々な物理形態で適用することができる。好ましくは、液体の形態で適用され、これは、一般的には溶液中若しくは湿りロール上にウェブを通すか、又は結合剤をウェブ上にスプレーするなど、多数の従来型方法で達成することができる。化学結合手段は、ウェブ全体へ均一に等しく適用するか、又は不均一に適用することができる。添加した樹脂の全量は、本発明にとり決定的なことではなく、乾燥硬化した仕上がりウェブの樹脂の重量％（すなわち、乾燥除去される樹脂の担体を除く）は一般的には１０％〜５０％が好適であり、好ましい範囲は２０％〜３５％であり、最も好ましい量は２５％〜１０％である。結合剤をウェブに適用後、予接合を作り出すために、硬化及び乾燥されなければならない。これは２つの効果を指しており、すなわち、樹脂にある種の硬化をもたらしてそれ自体及び繊維の両方に対して接合する効果と、水又は樹脂の他の担体流体を除去するという効果である。

ウェブの予接合は、加熱したロールの上、若しくは加熱した炉の中にウェブを通すか、又は赤外線エネルギービームで処理するなどの、一般的にウェブにエネルギーを供給することを目的とする多数の従来型技法で達成することができる。ある種の用途では、この方法の間にウェブがその厚さ寸法（すなわちＺ方向）には圧縮されないのが好ましいことがある。

一次ウェブの形成及び予接合に加えて、特定の特性を変更するために更に処理することができる。多数の可能な例の１つとして、これは、疎水性繊維をより親水性にする、又はその逆をするための追加の界面活性剤とすることができる。ある種の用途では、繊維性ウェブは、別の繊維性ウェブ、コーティング、又はフィルムなどの他の材料と組み合わせるのが望ましいことがある。この他の材料は、材料の主たる用途と適合すべきであり、例えば、本発明による波形ウェブが液体透過性でなければならない場合、フィルム材料は液体透過性でなければならない。一次ウェブ材料はまた、一次ウェブ構造の少なくとも一部が繊維性のままである限り、粒子状物質などの非繊維性材料を含んでもよい。

本明細書で使用する「波形」という用語は、概ね平行で繰り返す配置の谷及び山を有し、その結果波形構造が、波形化してない一次ウェブ材料又は材料の非波形化部分の厚さ寸法よりもかなり大きい厚さ寸法を有する幾何構造を指す。波形は、多種多様な断面形状を有することができ、長方形、三角形、正弦曲線、円形区分双曲線、放物線、三角状四角形などを含むが、これに限定されない。波形の典型的な形状が図１に示される。波形はウェブ全体で一定である必要はなく、ウェブは様々な深さ又は距離の波形を有することができる。

本発明による波形ウェブは、一次ウェブ材料の厚さ寸法の少なくとも１５０％の厚さ寸法を有するのが好ましく、より好ましくは少なくとも２００％、更により好ましくは少なくとも３００％、最も好ましくは一次ウェブ材料の厚さ寸法の少なくとも５００％の厚さ寸法を有する。

波形は、ウェブ材料の幅（すなわちＣＤ方向）を横切って、又は材料の長さ（すなわちＭＤ方向）に沿って延び、又は長さ若しくは幅方向に対して角をなす配置とすることができる、谷及び／又は山の向きで定義される一般的な向きを有する直線又は曲線で形成することができる。

波形の生成は原則的には周知である。好ましい実施は、米国特許出願第２，４９４，７２３号（ロウ（Rowe））、米国特許出願第４，８０６，３００号（ウォルトン（Walton）ら）、米国特許出願第５，９０６，８７９号（ハンツーン（Huntoon））、ＰＣＴ国際公開特許ＷＯ９６／００６２５（ライデル（Raidel）ら）、及び同時係属中のＥＰ−Ａ−９９１２４６３７（１９９９年１２月１９日出願、代理人事件整理番号ＣＭ０２２５１ＦＱ）に詳細に記載されており、波形の形成が関係する限りその全てを参考として本明細書に組み入れる。ＥＰ−Ａ−０３４１９９３ではまた、材料の（本質的に無限の）長手方向に垂直方向の波形の形成が開示されている。

本発明において、及びそのために好適な装置が、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ、図２Ｄ、及び図２Ｅに概略的に示されており、対応する要素には対応する番号が使用されている。装置２４０は、概ね円筒状形体でその対称軸の周りを回転可能なドラム２２０を備える。ドラムは、外側表面２２２を有し、また対称軸から外側表面２２２までの距離の２倍の直径を有する。外側表面２２２は、円筒状ドラムの周辺部にほぼ平行な長手方向を有し、また長手方向にほぼ垂直な横断方向を有する。ドラム２２０は更に、その外側表面２２２上に複数の長手溝２２４を備える。長手溝２２４の深さは、外側表面２２２から径方向内向きに向く。装置２４０は更に、概ね円筒状形体の第一のロール２１０を備える。第一のロール２１０は、その対称軸の周りを回転可能であり、且つ外側表面２１２、及びドラム２２０と同様に定義した直径を有する。第一のロール２１０は更に、外側表面２１２から径方向外向きに延びる長手突出部２１４をその外側表面上に備える。装置２４０は更に、概ね円筒状形体の幾つかの第二のロール２３０を備える。長手突出部２４０は、形状的に少なくとも１つの溝２２４に対応する。第二のロール２３０は、それらの対称軸の周りを回転可能であり、外側表面２３２、及びドラム２２０と同様に定義した直径を有する。第二のロール２３０は更に、外側表面２３２から径方向外向きに延びる、増加する数の長手突出部２３４を外側表面上に備える。長手突出部２３４は、形状的に溝２２４に対応する。別法としては、図２Ｂに示すように、１つの突出部だけをそれぞれが有する幾つかの第二のロール２３０をドラム２２０の周囲方向に千鳥位置で配置することができる。第一のロール２１０及び第二のロール２３０は、ドラム２２０の外側表面２２２の少なくとも一部に近接して配置され、長手突出部２１４、２３４が溝２２４に入る。ウェブ材料２７０は、ウェブ材料供給手段２７２から装置へ供給される。ウェブ材料２７０は次に、第一のロールとドラム２２０の外側表面２２２の間のニップを通して供給される。引き続いて、ウェブ材料は、第二のロール２３０と外側表面２２２の間のニップを通して供給される。本装置は更に、ドラム２２０との間でニップを形成する外側表面２５２をまた有する最終ロール２５０を備えることができる。

ドラム２２０の溝は、波形の所望の形状を生成するためにいかなる好適な形状をも有することができる。例えば、ロールの溝は、長方形、三角形、正弦曲線、円形区分双曲線、放物線、三角状四角形などの形体とすることができる。製造の容易化のために、鋭い隅部及び縁部は、丸みを付けて半径を有するのが好ましい。噛み合う突出部は、溝と同じ全体形状であるのが好ましいが、個々の寸法をより小さくし、ウェブの所定の間隔が過度の摩擦なしに嵌るようにできる。溝と突出部の嵌合がきつすぎる場合、運転がより困難となり、又はウェブが過度に圧縮されるか若しくは損傷さえ受ける。

「ピッチ」（すなわち、溝の延長方向に垂直に単位長さ当りの溝の数）は、意図する使用によって定義され、また一次ウェブ材料の厚さによって決まる。２つの隣接する溝の間の距離は、一次ウェブの厚さ（以下で説明する試験によって決定される）の１５倍未満、好ましくは８倍未満、より好ましくは厚さの５倍未満とすることができ、また１倍を超える、好ましくは２倍を超える、より好ましくは３倍を超えることができる。

溝の深さはまた、波形ウェブの所望の形状、並びに一次ウェブの厚さによって決まる。したがって、溝は、ウェブの厚さの１５倍未満、好ましくは８倍未満、より好ましくは厚さの５倍未満の深さを有することができ、また１倍を超える、好ましくは２倍を超える、より好ましくは厚さの３倍を超えることができる。

溝のピッチも、深さも、形状も、及び要すれば突出部も、ドラムの幅に亘って同一及び一定である必要はない。例えば、上述の装置のように長手波形を生成する時、ウェブの中心の波形は、ウェブの縁部により近いものより深くてもよく、又は隣接波形からより間隔を置くことができる。溝／突出部配置の代表的な断面図が図３に示され、約０．７ｍｍの厚さを有する熱可塑性繊維を波形化するのに有用な設計が次の寸法で例示される。溝（３０５）は、基本的に長方形のくぼみであり、１．２ｍｍの幅（３１０）を有して、１．８ｍｍの幅（３１８）を有する隆起部により次の溝（３０５）から分離される。くぼみ（３１４）の底は、０．６ｍｍの半径（３１６）により丸みを付けられ、隆起部の縁は０．１５ｍｍの半径（３１８）により丸みを付けられている。溝は、３ｍｍの深さ（３２０）を有する。噛み合う突出部（３３０）は、０．４ｍｍの幅を有し、０．２ｍｍの半径（３３４）に丸みを付けられ、隅部は０．１５ｍｍの半径（３３６）を有することができる。隣接する突出部の間の距離（３４０）は２．６ｍｍであり、突出部は３ｍｍの高さ（３５０）を有する。

最終ロール（２５０）は、波形ウェブをエンボスロール（２６０）へ移送する。図２Ｃに概略的に示すように、この最終ロールは、ドラム２２０の溝にやはり噛み合う第二のロールと同様に、波形付きとすることができる。任意選択的に、最終ロール２５０の溝は、エンボスロール２６０の接合パターンに対応する領域では、除去することができる。あるいは、最終ロール２５０は、平滑ロールとすることができる。

波形を形成する方法もまた、図２Ａに概略的に示され、ウェブ（２７０）が供給ロール（２７２）から装置（２４０）の第一のロール（２２０）へ巻き戻されるのが示される。図２Ｂ中のドラム（２２０）の部分概略斜視図に更に詳細に示されるように、ドラムは、第二のロール（２１０）の第一と噛み合い、ウェブが変形されて第一の波形となる。更なる第二のロールと噛み合うと、更なる波形が形成され、幅が更に減少する。ウェブはその長手側縁部（２８０）で本質的に制限なしに保持されているので、これらは内向きに移動し、すなわち全体投影幅（すなわち、長手側縁部の間の直線距離）は材料が装置へ供給された点の幅（２８２）から部分的又は完全に波形化された材料の幅（２８４）へ減少する。

それぞれのロールは当技術分野で周知の方法により相互に押し付けられるが、過度の圧力は避けるべきである。典型的な圧力は、約２〜約１０バールの範囲である。

代替方法として、溝付きロールの代わりに平らな案内台を使用し、そこでは増加する溝深さを有する平らな溝を使用することができる。例えば上記引用したＰＣＴ国際公開特許ＷＯ９６／００６２５（ライデル（Raidel））を参照のこと。また、ＥＰ−Ａ−０３４１９９３に記載された波形形成手段も使用することができる。

波形が一旦形成されると、更なる加工段階及び／又はそれらの意図する使用の間は、それらの形状を維持するのが望ましい。上記引用したような従来型の方法は、更なる材料の追加、例えば接着剤の適用により、又は第二の平らなウェブ材料へ波形ウェブを取り付けて安定化することにより、これを達成する。例えば、波形化材料は、波形の「谷領域」において接着剤などで第二のウェブに取り付けることができ（上記引用した米国特許出願第５，９０６，８７９号参照）、又は上記引用したＥＰ−Ａ−９９１２４６３７に記載されるように谷領域で溶解融着することができる。

これらの方法とは対照的に、本発明は、むしろ「自己接合」ウェブを生成することにより追加の材料なしに接合するこれらの利点を示す、繊維性材料を含む波形ウェブ材料を提供することを目的とする。

用語「自己接合」又は「自生的接合」は、ウェブ特に十分な量の熱適合性繊維材料をウェブ内に有する繊維性ウェブについて言い、このウェブは、熱及び／若しくは圧力、又は超音波エネルギーのようなエネルギー衝撃によって溶解すると相互結合できる。「熱適合性」とは、一種の材料の場合、それ自体に対して溶解又は熱接合することができ、異なる材料に関する場合、これらの材料は相互に溶解又は熱接合ができる融点及び特性を有することを言う。したがって、形成され熱接合されたウェブは、その構造に加えるいかなる接着性材料もなしに、十分な固有の構造強度及び密着性を有する。熱接合又は溶解接合が可能な有用な材料は、熱結合可能な一次ウェブの形成についての文脈の中で上述しており、そのような繊維の記述は必要な変更を加えて適用される。

この自己接合の好ましい一方法は、周知のホットエンボス加工、超音波接合、又はこれらの組合せなどにより、構造の一部をエンボス加工することによる。このエネルギー入力により、冷却した時に繊維の部分が互いに接合できるように、ウェブの少なくとも部分の温度が上がる。

例えばＰＣＴ国際公開特許ＷＯ９６／００６２５（その中の図１１参照）で開示されるような波形線に平行な線パターンでの接合と対照的に、本発明は、少なくとも２つの隣接する波形線を連結する接合パターンを適用する。

図２Ａ、図２Ｃ、図２Ｄ、及び図２Ｅに示すように、１つの方法は、このエンボス加工のためにパターン付きのエンボスロール（２６０）を使用することであり、この加工は、それぞれの溝がウェブで満たされる案内台又は図２Ｄに示される最終ロール２５０のような形状付きロールなどの溝構造の中に波形ウェブがまだある間に実行することができる。図２Ｄはエンボスロールの平面図を示し、図２Ｅはエンボスドラムのエンボス加工表面の展開図を示す。

図４Ａに更に詳細に示すように、エンボス加工は基本的にウェブ（４１０）の「谷」（４２０）で生じ、谷はここで形状付けられるか若しくは溝が付けられたロール（４４０）の径方向外側、又は溝が付けられた案内台からのそれぞれの部分として定義する。これを「谷」領域であると考えるのは、波形ウェブのこの部分がエンボスロール「４６０」によりウェブの反対側に比べてやや平面化され、反対側では「山」領域（４３０）がエンボス加工された「谷」領域よりも高いままであるからである。

したがって、「谷」領域は、特にこれらの構造が吸収性物品に一体化される時に、「基礎」を形成するのにより好適であり、一体化は波形ウェブの「山」を有する表面が意図する使用の間に着用者に向き、及び「谷」側が着用者から離れるか又は物品の衣類側に向くような方法でなされるのが好ましい。

あるいは、最終ロールは、表面に溝がない平滑ロールとすることができる。次に、このロールの上を通過すると、波形は図４Ｂ及び図４Ｃに概略的に示すように変形し平面化され、最終ロール４４０とパターン付きエンボスロール４６０の間のエンボス加工ニップにこの構造を供給すると、上に乗って重なり合った区間が共に接合する結果となる。エンボスロールからウェブを開放すると、未接合領域が弾力的に波形形状を回復し、一方全体的な波形パターンは一次接合パターンの接合領域により安定化する。

更なる任意選択として、最終ロール２５０（図２）は、例えばこれらの領域内の隣接する溝の間の隆起部を除去することにより、エンボスロール２６０のエンボス加工パターンに合致する領域以外で溝を有する形状にできる。

図５Ａ〜図５Ｆは、全て波形パターン（破）線５４０で示される波形の向きと関連する一次接合パターンの様々な例を概略的に示す。図５Ａは、全て平行に向いて波形線と交差する複数の一次パターン線５１０を示し、それぞれの線は隣接する２つの波形線を連結する。十分な長さの材料があるという条件で、それぞれの波形線は、一次パターン線の少なくとも１つにより、隣接する波形線のそれぞれに連結される。図５Ｂでは、一次パターン線５１０は、連続する直線である。一次パターン線は直線である必要はなく、例えば図５Ｃに示す本質的に互いに平行であって曲線の一般的な方向に垂直にずれた正弦波線５１０のような、正弦波又は規則的に繰り返す他の形体などの曲線状にすることができる。図５Ｄでは、このパターンは、図５Ｃ中の平行線５１０がこれらの線の全体的な方向に沿って互いに片寄ってもいるという点で変更されている。

図５Ｅは、互いに垂直に向き、波形線５４０の方向には平行でない、複数の第一及び第二の一次接合パターン線（それぞれ５１０及び５２０）を有する一次接合パターンを示す。第一及び第二の一次接合パターン線のそれぞれは、この場合３つの波形パターン線を連結する。図５Ｆは、交差し連続する第一及び第二の一次接合パターン線５１０及び５２０で形成される更なる一次接合パターンを示し、これにより前記一次接合パターンにより接合されない波形の領域又は配列５５０を形成する。この例では、これらの領域又は配列は、４つ又は５つの波形線を含有する。これらの領域又は配列（５５０）、は、少なくとも３つ、好ましくは５つ、より好ましくは少なくとも９つの波形線（５４０）を含有するように大きさが決定されるのが好ましいが、２０以下、好ましくは１５未満、より好ましくは１２未満の波形線が交差するのが好ましいことが判明した。

また、第一及び第二の線状パターンは、直線である必要はなく、説明したように曲線状とすることができ、また第一及び第二の一次接合パターン線は互いに対照である必要はなく、例えば異なる振幅及び／又は波長の正弦波とすることができる。

一次接合パターン線は、図５に示す実線のエンボス加工線のように実線であることができるが、その必要はなく、図６に例示するように、ある大きさの複数のドット又は点（６３０）などの二次接合パターン（６２０）からなることができ、この二次パターン内の隣接するドット間の距離（６６０）は、基本的に包囲した配列（６５０）を形成する２つの隣接する交差しない一次パターン線（６１０）間の中心間距離（６７０）とは著しく異なるように配列される。

本発明による波形ウェブ材料の特性の改善は、不必要な材料の使用なしに良好な弾力性を提供することなどによる、主として資源の効果的で能率的な使用にある。そのようなウェブの弾力性は、ウェブをある種の負荷に特定の期間かける前と後に厚さを決定して測定することができる。しかし、材料の効率的な使用を比較するためには、効率的な間隔設定能力の指標を提供する材料のかさ（μｍ／ｇで表わされる）を確立することが有用であることが判明しており、これは老化後の厚さを材料の坪量で正規化して決定することができる。

したがって、好適な材料は、少なくとも１８μｍ／（ｇ／ｍ^２）、好ましくは２１μｍ／（ｇ／ｍ^２）を超える、より好ましくは約２３μｍ／（ｇ／ｍ^２）を超える低圧老化かさ（後述する）を呈する。好適な材料は、少なくとも１１μｍ／（ｇ／ｍ^２）、好ましくは約１３μｍ／（ｇ／ｍ^２）を超える、より好ましくは約１８μｍ／（ｇ／ｍ^２）を超える高圧老化かさ（後述する）を呈する。

本発明による好適な物品は、上述のような波形ウェブ又はその切断区分を含む。これは、使い捨て吸収性物品のような高速大量生産の物品には特に有益である。これが更に有益であるのは、流体取扱い性能を強化するような性能上の理由で、使用の間に低密度を有する開放構造を要求するが、製造と最終使用者の間の効果的な輸送のために、輸送の間には小容量又は高密度を有するような物品の場合である。そのような条件下では、小容量包装のためにそのような構造を圧縮できるが、意図する使用の前に包装から取り出した時には「スプリングバック」できるように、弾力性が重要な特性である。

更に、そのような物品の場合、効果的な材料の使用が重要な特徴であり、すなわち、物品の性能を直接改善しないいかなる構成要素をも有することは望ましくない。これからは、最小の材料使用で最善の性能を達成するために、材料の最大のかさを得ることが望ましい。

この分野では、本発明による自己接合波形ウェブを含む物品は、例えば、接着剤などの結合剤材料又は支持ウェブなどの支持構造を更に含む波形ウェブを含む物品よりも優れる。

本発明による自己接合波形ウェブは、尿、経血、又は糞便物質などの排泄物を受ける状況で、「捕捉物質」と一般的に呼ばれる材料として好適に使用することができる。そういうものとして、波形ウェブは、これらの排出物を容易に受けるように物品内に配置されて、着用者に向く物品表面の部分となることができ、又はそのような排泄物を波形自己接合ウェブへ容易に通過させるように適合された上層の下に置くことができる。

特定の実施形態では、ウェブは、エンボス加工した「谷」を着用者から遠く、及びより開放した「山」を着用者に向くように配向される。

吸収性物品は更に、液体の捕捉、分配、若しくは格納のような液体取扱いのために適合された更なる層若しくは区域を任意に含む吸収性コア、及び少なくとも１つのバックシート、排泄物の汚れを防ぎ物品を着用者に接触して維持するための任意の更なる様々なシャーシ要素、又はトップシートを備える。様々なそのような物品は当技術分野で周知であり、位置決め条件が満たされる限り、本発明の自己接合波形ウェブと適合する。

本発明の自己接合ウェブの代表的な実施形態は、独国ノインキルヘン（Neunkirchen, Germany）のＰＧＩ不織布（PGI Nonwovens）から６８５０ＡＢＰＥＴの表記で市販されているもののような、０．５ｋＰａの圧力下で約０．７ｍｍの平面厚さを有する４３ｇ／ｍ^２の変性樹脂接合ＰＥＴウェブである。

このウェブは、更に詳細に上記したように、ＭＤ方向の線状波形に形作った。一次ウェブは１２５ｍｍの幅を有し、波形化により９０ｍｍの幅に減少したので、約１．４の波形化率及び約６０ｇ／ｍ^２の坪量を有する。

この波形材料は、相互に９０度の角度、及び波形方向と４５度の角度で交差する、平行な第一及び第二の直線パターンの一次エンボス加工パターンで、十分な圧力を適用して熱接合した。第一及び第二の線はそれぞれ、２５．４ｍｍの間隔を置く。したがって、各ひし形当り約１０の波形を有する正方形パターンが形成される。

一次エンボス加工パターンは、接合点の３つの平行な列からなる二次エンボス加工パターンにより形成され、各点は、隣接接合点から約０．５ｍｍだけ間隔を置く約０．５ｍｍの正方形であって、一次パターンの２つの交差する第一及び第二の線の二次パターンが滑らかに重なり合うように配置された。

エンボス加工は、２つの隣接するエンボス加工点の間にも幾分かの圧縮及びエンボス加工がなされるように、それぞれの一次エンボス加工線は、接合点に対応する高圧縮点及びこれらの点の間のより低い圧縮域を有して幅が約２．５ｍｍであるように配置される。

波形の「谷」領域だけがエンボス加工されて波形の残りの部分が接合されないように、波形材料がまだ溝付き形状ロールに支持されている間にウェブは自己接合された。

このように波形化して自己接合されたウェブは、支持構造に接合された従来型の波形材料と比較すると、改善された性能特質を示した（比較例参照）。

（比較例１）
第一の比較として、いかなる波形もない出発材料を第一の参照として試験した。

（比較例２）
実施例の場合と同一の出発材料を同一形状に波形化して、次に２０ｇ／ｍ^２の坪量を有する以外は出発材料と同一の材料で形成した支持層に接合した。接合は、波形の「谷」領域に沿って延びる溶解接合線により達成した。

その結果、得られた総坪量は、約７７ｇ／ｍ^２となった。

全ての材料を以下に説明する加速老化圧縮試験にかけて、それらのかさ、すなわち坪量で正規化した厚さを試験した。

これからは、表１中のデータが示すとおり、本発明による材料は、圧縮抵抗材料へのより簡単な方法を提供するのみならず、同等の従来材料よりも良好な程度の圧縮抵抗を提供する。

（試験方法）
厚さ及びかさに対する試験は、一次パターン並びに未接合波形領域の代表域である試料部分について実施される。好ましくは、試料の中心は一次パターンの第一及び第二の線の交点であると考えられる。必要ならば、押えの大きさはそのような領域を覆うように調節する必要があり、加える重量も試験説明に示されるような圧力を維持するように調節する必要がある。

（坪量）
材料試料が、厚さが決定された領域を代表するように選択される。この試料は、容易に決定可能な領域に対応する円形カッター又ははさみなどの好適な方法により切り出される。この切り出し試料は、試料重量の１％より高い精度を有する好適なてんびんで重量測定する。坪量は、次に重量を面積で割り算して決定し、一般的にｇ／ｍ^２で表わす。

（低圧及び高圧厚さ）
材料の厚さは、米国イリノイ州（Ill.US）のオノソッキテクノロジー社（ONO SOKKI Technology Inc.）から入手可能なＥＧ−２２５型などの、台重量が８０グラムであるアルミニウム製の直径４１ｍｍの円形試料台を有する適切なゲージスタンドを有する、好適なはさみ尺で決定する。厚さは一般的にμｍで表わす。

厚さ測定は、２つの圧力状態、すなわち「低圧厚さ」及び「高圧厚さ」のいずれかで実施する。

低圧厚さは、７５０Ｐａでかけられる圧力、すなわち上述の試料台の場合には１６ｇの追加重量に対応する。

高圧厚さは、１２７３３Ｐａでかけられる圧力、すなわち上述の試料台の場合には１５６０ｇの追加重量に対応する。

（加速老化圧縮試験）
単一の層の試験試料に、３７℃で３４７０Ｐａの圧力（２８．２７ｃｍ^２の面積の試料に１０００ｇの重量をかけるのに相当）を４８時間かける。

厚さは、老化重量を除去してから１２０秒後に測定する。

（かさ）
材料のかさは、厚さを坪量で割り算して決定し、一般的にμｍ／（ｇ／ｍ^２）で表わす。

厚さが高圧か低圧かの相違に従って、対応する低圧又は高圧のかさが生じる。

波形の略図である。 本発明の装置の略図である。 この装置の部分の斜視図である。 装置の詳細図である。 この装置のエンボスロールを示す。 エンボスロールの表面の展開図である。 代表的な溝−突出部配置の断面図である。 ロールとエンボスロールの間に置かれてエンボス加工されたウェブの中の代表的な断面図である。 ロールとエンボスロールの間に置かれてエンボス加工されたウェブの中の代表的な断面図である。 ロールとエンボスロールの間に置かれてエンボス加工されたウェブの中の代表的な断面図である。 一次接合パターンの例を示す。 一次接合パターンの例を示す。 一次接合パターンの例を示す。 一次接合パターンの例を示す。 一次接合パターンの例を示す。 一次接合パターンの例を示す。 二次接合パターンで形成された代表的な一次接合パターンを示す。

Claims (20)

1. 長手方向及び幅方向に垂直なＺ方向に実質的に均一の厚さの一次予接合したウェブ層を含み、熱可塑性繊維を含み、前記一次ウェブが平行な波形線の波形パターンを形成する波形を形成するように配置されている自己接合した波形ウェブであって、
   前記波形ウェブが谷領域及び山領域を形成し、複数の一次接合パターン線の一次接合パターンを形成する領域内で前記波形ウェブの谷領域で熱または圧力または超音波エネルギーによって自己接合され、前記複数の一次接合パターン線が前記波形線に非平行に配置され且つ前記波形ウェブの前記波形を安定化するために前記波形線の少なくとも２つと交差することを特徴とする自己接合した波形ウェブ。
2. 前記波形パターンの前記波形線のそれぞれが、少なくとも１つの一次接合パターン線により少なくとも１つの隣接する波形線に連結している、請求項１に記載の自己接合した波形ウェブ。
3. 前記一次接合パターンが第一及び第二の一次接合パターン線を含み、前記第一の一次接合パターン線が互いに平行であり、前記第二の一次接合パターン線が互いに平行であり、前記第一及び第二の一次パターン線が互いに非平行配置である、請求項１又は２に記載の自己接合した波形ウェブ。
4. 前記第一及び第二の一次接合パターン線が、前記一次接合パターンにより接合されていない領域を囲む交差した線である、請求項３に記載の自己接合した波形ウェブ。
5. 前記一次パターンにより接合されていない前記領域が、少なくとも３つの波形を含有する、請求項４に記載の自己接合した波形ウェブ。
6. 前記一次パターンにより接合されていない領域が、２０未満の波形を含有する、請求項４に記載の波形ウェブ。
7. 前記一次接合パターン線が、連続した線である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の自己接合した波形ウェブ。
8. 前記波形パターン線が、前記ウェブの長手寸法に平行である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の自己接合した波形ウェブ。
9. 前記一次接合パターンが、複数の接合点からなる接合パターンからなる、請求項１〜８のいずれか一項に記載の自己接合した波形ウェブ。
10. 前記ウェブが、圧力が７５０Ｐａ下で少なくとも１８μｍ／（ｇ／ｍ^２）の低圧かさを示す、請求項１〜９のいずれか一項に記載の自己接合した波形ウェブ。
11. 前記波形ウェブが、圧力が１２７３３Ｐａ下で少なくとも１１μｍ／（ｇ／ｍ^２）の高圧かさを示す、請求項１〜９のいずれか一項に記載の自己接合した波形ウェブ。
12. 前記接合が、パターン化したエンボス加工である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の自己接合した波形ウェブ。
13. 前記波形が谷領域及び山領域を形成し、前記熱または圧力または超音波エネルギーによる自己接合が前記谷領域でのみ実施される、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の自己接合した波形ウェブ。
14. 前記波形が、相互に接合される該一次ウェブの重なり合った層を形成するように、前記一次接合パターンの該領域内で変形される、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の自己接合した波形ウェブ。
15. 吸収性コアと、前記コアの衣類に向く側に向いたバックシートとを備える吸収性物品であって、
    前記コアの着用者に向く側の上に配置された請求項１〜１４のいずれか一項に記載の自己接合波形ウェブを更に備えることを特徴とする吸収性物品。
16. 前記波形が谷及び山を形成し、前記一次接合パターンが該波形の該谷領域に適用され、前記波形ウェブが前記物品内で該谷領域が着用者から離れて向くように配置される、請求項１５に記載の吸収性物品。
17. 自己接合した波形ウェブを形成するために一次ウェブを形作って接合する方法であって、前記方法が、繊維を含む平らな予接合した一次ウェブを提供する第一の段階、前記ウェブを波形に形作ってこれにより谷領域と山領域とを有する波形線を形成する第二の段階を含み、複数の一次接合パターン線の一次接合パターンで前記波形線の谷領域で前記波形ウェブの繊維を自己接合し、前記複数の一次接合パターン線が前記波形線に非平行に配置され且つ前記波形線の少なくとも２つと交差する第三の段階を更に含むことを特徴とする方法。
18. 前記波形が谷及び山領域を形成し、前記ウェブの前記繊維の前記接合が前記谷領域にのみ適用される、請求項１７に記載の方法。
19. 互いに接合される前記一次ウェブの重なり合った層を形成するように、前記一次接合パターンの領域内で前記波形を変形する段階を更に含む、請求項１７に記載の方法。
20. 前記接合パターンの前記接合線が、複数の線状に配置された接合点を含む接合パターンからなる、請求項１７〜１９のいずれか一項に記載の方法。

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