JP4172818B2 - 肉眼で見えるように膨張した三次元毛管ラミネートウエブの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ラミネート材料の製造方法に関する。より詳しくは本発明は、ラミネート材料内で液体を受入れ、移動させ、及び/又は貯蔵するための毛管ゾーン又は通路を有するラミネート材料の製造方法に関する。このようなラミネート材料は、吸収体、例えば使い捨ておむつ、月経用品、生理用ナプキン、包帯、失禁者用ショーツ等における表面シート、受入れ層、及び/又は吸収性コアとして用いるのに特に適している。
発明の背景
使い捨て吸収体の技術において、装着時の快適性を改善するため、及び吸収体内に吸収された湿分に長時間曝されることによる、望ましくない皮膚異状の進展を最小限にするために、使用者に対して乾燥した表面の感触を与える吸収装置、例えば使い捨ておむつ、月経用品、生理用ナプキン、包帯、失禁者用ショーツ等を製造することが非常に望ましいことが以前より知られている。
以前には消費者の要求に応えることができなかった問題に取組むために、シート間に毛管ゾーンを有する少なくとも2つの層又はシートを備える毛管ラミネート材料が最近開発された。シート間のこの毛管ゾーンは、少なくとも1つのスペーサー要素によって作られ、かつ維持されている。この要素は、2つの層を別々に離しておくと同時に、これらがさらに離れないように保持している。好ましい実施形態において、毛管ラミネート材料は複数のスペーサー要素を含んでいる。これらのシートの少なくとも1つは液体透過性であって、液体が毛管ゾーン内に入るようにしている。すべての層は液体透過性にされてもよく、このような材料はまた、2つ以上の層を含んでいてもよい。このように様々な毛管ラミネート材料は、共に譲渡されている、ラングドン(Langdon)らの出願人名によって1994年3月14日に出願された米国特許出願第08/212,487号及びラングドンらの出願人名によって1995年5月15日に出願された第08/442,717号においてさらに詳細に記載されている。これらの特許の開示はここに引用して組込まれる。
発明の概要
本発明に従った、肉眼で見えるように膨張した三次元毛管ラミネートウエブの製造方法は:第1ポリマー材料フィルムに多数のミクロ開口を形成して液体透過性にする工程と;一方の側にホットメルト接着剤により形成された複数のスペーサを備えている第2ポリマー材料フィルムを多数のマクロ開口のパターンネットワーク表面を備えている成形構造に送り第2ポリマー材料フィルムの他方の側を成形構造に接触させ、次に、液体透過性にされた第1ポリマー材料フィルムを成形構造に他方の側を接触させている第2ポリマー材料フィルムの上記一方の側に付加して液体透過性にされた第1ポリマー材料フィルムと第2ポリマー材料フィルムとを複数のスペーサによって互いに間隔をあけて配置する工程と;そして、成形構造に他方の側を接触させている第2ポリマー材料フィルムの上記一方の側に付加された液体透過性の第1ポリマー材料フィルムに加熱した高圧液体流を排出し、成形構造の多数のマクロ開口に対応した第1ポリマー材料フィルム及び第2ポリマー材料フィルムの部分に側壁により区切られた多数のマクロ開口を形成するとともに第2ポリマー材料フィルムの上記一方の側のホットメルト接着剤の複数のスペーサを第1ポリマー材料フィルムに熱接着させて液体透過性の第1ポリマー材料フィルムと第2ポリマー材料フィルムとの相互間に複数のスペーサにより液体の毛管移動のための空間を画定する工程と;を備える、ことを特徴としている。
本発明に従ったもう1つの、肉眼で見えるように膨張した三次元毛管ラミネートウエブの製造方法は:多数のミクロ開口が形成されて液体透過性にされている第1ポリマー材料フィルムと第2ポリマー材料フィルムと第1ポリマー材料フィルムと第2ポリマー材料フィルムとの間の複数のスペーサとを備え液体透過性の第1ポリマー材料フィルムと第2ポリマー材料フィルムとの相互間に複数のスペーサにより液体の毛管移動のための空間を画定しているウエブを、多数のマクロ開口のパターンネットワーク表面を備えている成形構造に送り、液体透過性にされている第1ポリマー材料フィルムを外に向けて成形構造に接触させる工程と;成形構造に第1ポリマー材料フィルムを外に向けて接触されているウエブに高圧液体流が排出されて成形構造の多数のマクロ開口に対応した第1ポリマー材料フィルム及び第2ポリマー材料フィルムの部分に側壁により区切られた多数のマクロ開口を形成する工程と;を備えることを特徴としている。
本発明に従ったさらにもう1つの、肉眼で見えるように膨張した三次元毛管ラミネートウエブの製造方法は:多数のミクロ開口が開口されて液体透過性にされている第1ポリマー材料フィルムを多数のマクロ開口のパターンネットワーク表面を備えている成形構造に送り、成形構造の多数のマクロ開口のパターンネットワーク表面に送られ成形構造から離れた側に複数のスペーサを含んでいる第2ポリマー材料フィルムの上記離れた側に付加し、成形構造の多数のマクロ開口のパターンネットワーク表面上に第2ポリマー材料フィルムと液体透過性にされている第1ポリマー材料フィルムとを複数のスペーサによって互いに間隔をあけて配置する工程と;そして、成形構造の多数のマクロ開口のパターンネットワーク表面上に第2ポリマー材料フィルムとともに配置されている液体透過性の第1ポリマー材料フィルムに高圧液体流を排出して成形構造の多数のマクロ開口に対応した第1ポリマー材料フィルム及び第2ポリマー材料フィルムの部分に側壁により区切られた多数のマクロ開口を形成する工程と;を備えることを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
明細書は、本発明を特に指摘し、明確にクレームしている請求の範囲で結論付けられているが、本発明は、添付図面と関連した下記の記載から、よりよく理解されると考えられる。図面全体で、同様な参照番号は同様な要素を示している。
図1は、毛管ラミネートフィルムの好ましい実施形態の断面図である。
図2は、図1の毛管ラミネートフィルムの好ましい実施形態の部分的セグメントの拡大透視図である。これは、本発明の方法によって、肉眼で見えるように膨張した三次元ラミネート材料として形成されたものである。
図3は、毛管ラミネートフィルムのもう1つの好ましい実施形態の断面図である。
図4は、毛管ラミネート材料を形成するための、本発明による好ましい方法の単純化された概略図である。
図5は、毛管ラミネート材料を形成するための、本発明によるもう1つの好ましい方法の単純化された概略図である。
図6は、毛管ラミネート材料を形成するための、本発明によるもう1つの好ましい方法の単純化された概略図である。
発明の詳細な説明
本発明は、使い捨て吸収体、より詳しくは生理用ナプキンへの使用に特に適した毛管ラミネート材料の製造の場合と関連して記載されるが、本発明はこのような用途に限定されるわけではない。これに対して、本発明は先行技術のウエブ形成方法を用いて、以前には製造することができなかった毛管ラミネート材料を製造するのが望ましい場合に実施するのが特に有利である。
毛管ラミネート材料
図1は、前記ラングドンらの使用法に記載された種類の代表的な毛管ラミネート材料40の図面である。毛管ラミネート材料40は、生理用ナプキン又はその他の吸収体における表面シート又は受入れ層としての使用に特に適している。図1に示された毛管ラミネート材料40は、第一液体透過シート又は層42、及び第二液体透過シート又は層46を備えている。第一シート42及び第二シート46の液体透過性は、各々、開口部43及び47によって与えられる。第一シート42及び第二シート46の液体透過性は、各々、開口部43及び47によって与えられるが、シートに液体透過性を与える他の手段、例えば微孔質材料、多孔質材料、スリット等があることは、通常の当業者には明白であろう。第一シート及び第二シートは、互いにスペーサーによって間隔があけられている。図1に示されているスペーサーは、大体円筒形の複数のスペーサー48を備えている。スペーサー48はまた、第一シート42を第二シート46へ連結するか、あるいは固定するのに用いられる。スペーサー48は、第一シート42を第二シート46から分離し、従って「毛管ゾーン」50が、第一シート42と第二シート46との間に作られる。ここで用いられている「毛管ゾーン」という用語は、スペーサーが占めていない2つの隣接するシート間の空間のことを言う。
第一シート42及び第二シート46のために選ばれた材料は、好ましくは機械加工に適しており、成形してシートにすることができるものである。毛管ラミネート材料40は、人体と接触する商品に用いられることになるので、毛管ラミネート材料40は柔らかく、かつ表皮接触又はその他の人体との接触に対して安全なものであることが好ましい。第一シート42と第二シート46の好ましい材料はポリマー材料であり、例えばポリオレフィン、特にポリエチレン、ポリプロピレン、及び少なくとも1つのオレフィン成分を含むコポリマーであるが、これらに限定されるわけではない。その他のポリマー材料例えばポリエステル、ナイロン、これらのコポリマー、及び前記のもののあらゆる組合わせも適している。第一シート42及び第二シート46は、フィルムとして示されているが、これらのシートは所望であれば、不織布、微細孔膜、フォーム等の形態であってもよい。
所望であれば、通常の量の薬品を、第一シート42及び第二シート46のポリマーマトリックスに添加してもよい。シートの不透明性を増すために、薬剤を添加するのが望ましいことが多い。漂白剤、例えば二酸化チタン、及び炭酸カルシウムを、各々第一シート42及び第二シート46を不透明にするために用いることができる。その他の薬剤、例えば界面活性剤を添加して、第一シート42と第二シート46のどちらかに親水性を与えるのも望ましい。漂白剤及び界面活性剤などの薬剤が、どの程度まで、どれぐらいの量で第一シート42及び第二シート46に加えられるかは、様々な作用、例えば親水性勾配、及び吸収体内部で液体をマスキングする能力等を与えるために互いに異なっていてもよい。
第一シート42及び第二シート46は、これら自体が多層ポリマーフィルムであってもよく、例えば1991年4月9日にベアード(Baird)に許可された共同出願の米国特許第5,006,394号、及び1993年11月16日にビッシャー(Visscher)らに許可された米国特許第5,261,899号に開示されているものがある。前記特許はここに引用して組込まれる。
毛管ラミネートを形成するために用いられるスペーサーは、シートに加えられる材料、又はシート自体の1つから形成されてもよい。加えることができる材料の例には、ホットメルト接着剤、感圧接着剤、融点がシートのうちの1つ又はそれ以上のものより低い熱可塑性樹脂等があるが、これらに限定されるわけではない。これらの追加材料は、グラビア印刷、スクリーン印刷、又は当業者に知られているいくつかの方法によって用いることができる。
従ってスペーサー48は、第一シート42を第二シート46に固定するのに適したあらゆる材料から製造することができる。例えばスペーサー48は、ヒートシール可能なホットメルト接着剤、例えばイーストマン・ケミカル社(Eastman Chemical)によって製造されたEastobond A3、又はフラー・アドヒーシブ社(Fuller Ahesive)によって製造されたHL-1412から製造されてもよい。スペーサー48はまた、第一シート42又は第二シート46のどちらかに用いられるポリマー材料より低い融点を有するポリマー材料から製造されてもよい。
スペーサー48は好ましくは、既知の技術、例えばグラビア印刷、スクリーン印刷、又は転写を用いて、シートの1つに加えられる。感圧接着剤を用いる場合、スペーサーと各シートとの間の接着又は固定を行なうために、十分な圧力を加えなければならない。ホットメルト接着剤、又は第一シートと第二シートのどちらかに用いられる材料より低い融点を有するポリマー材料を用いる場合、スペーサーを加熱するために十分な熱を加えて、各シート間の接着を得るようにしなければならない。
あるいはまたスペーサー48は、シート自体の1つ又はそれ以上から形成されてもよい。これは、ホットエンボス又はコールドエンボス、注入成形、又は当業者に知られたその他の方法によって実施することができる。ついでもう1つのシートが、エンボスシート又はキャストシートと組合わされて、本発明のラミネート材料を形成する。
吸収体における表面シート、例えば生理用ナプキンの表面シートとして用いられる場合、第一シート42は、表面シートの装着者と接触する表面、すなわち体側表面になる。第二シート46は、表面シートの衣服側表面、又はパッドと接触する表面になる。従って液体が毛管ラミネート材料40に突き当たる時に、液体は最初に、第一シート42の装着者と接触する表面42aと接触する。ついで液体は開口部43を通って進み、毛管ゾーン50に入る。液体は毛管ゾーン50に到着したら、ついで毛管圧下、毛管ゾーン50内を移動する。液体は、毛管ゾーン50を通って側面方向及び横断方向の両方の方向に移動する。同時に、液体は開口部47を通って第二シート42に入り、生理用ナプキンの受入れ層内に入って行く。
第一シート42及び第二シート46の開口部43及び47の大きさは各々、互いに実質的に同一であるか、あるいは異なる大きさであってもよい。例えば比較的小さい開口部の方向へ、毛管ラミネート材料を通る毛管推進力を作るために、隣接するシートにおいて連続的に小さくなる開口部を利用することもできる。表面シート又は受入れ層として用いる場合、開口部47よりわずかに大きい開口部43を備えて、毛管ラミネート材料40の内部に毛管勾配を生じるのが望ましいであろう。同様に、これらの各シート内部で、開口部43及び47の大きさを様々に変えるのも望ましいであろう。例えば表面シートとして用いる場合、生理用ナプキンの中央部位、すなわち長手方向中心線と横断方向中心線の交差点を取り囲む部位に位置したところに、第一シート42の開口部43を備えるのが望ましいであろう。これらの開口部は生理用ナプキンの周辺部に隣接する開口部よりも大きいものである。1つの部位とその次の部位の大きさの違いは、容易に決定することができる。あるいは1つの部位とその次の部位の大きさは徐々に変わることもあるので、判別しにくいことがある。
開口部43及び47のサイズを様々に変えることに加えて、開口部43及び47の数を様々に変えることもできる。例えば表面シートとして用いる場合、吸収体の周辺部の近くの部位と比較して、中央部の近くでは開口部の数を比較的多くすることも望ましいであろう。一般に、開口部が少なければ少ないほど、また開口部が小さければ小さいほど、2つのシート及びスペーサーによって画定される毛管ゾーンは大きくなる。
毛管ゾーン50の大きさも、特別な用途のために様々に変えることができる。例えば使い捨ておむつの表面シートとして用いられる場合、毛管ゾーン50の大きさは、生理用ナプキンの表面シートとして用いられる場合より小さくてもよい。これは尿及び月経分泌物及び/又は血液の粘度及び密度の差のためである。従っておむつの表面シートの場合の毛管ゾーンは、生理用ナプキンの表面シートの毛管ゾーンよりもはるかに小さく見える。
スペーサー要素は、毛管ラミネート材料のシートを分離するためであると同時に、これらを互いに固定するためにも用いられるが、これは単一のスペーサーであってもよく、あるいは様々な幾何学形状を有する複数のスペーサーであってもよい。スペーサーの高さはシート又は毛管ゾーン間のギャップを規定するものである。毛管ゾーンは、種々の液体の処理を最適に行なうために設計することができる。例えば血液又は月経分泌物の場合、毛管ゾーンは、約0.006インチ(6ミル)より小さく、より好ましくは約0.003インチ(3ミル)より小さい方がよい。水又は尿は、小さい方の毛管ゾーンによって最もよく運ばれる。毛管ゾーンは、毛管ラミネート材料全体で様々なものであってもよい。毛管ゾーンの多様性は、液体の流れを、小さくなって行く毛管ゾーンの方向へ流し易くするために利用することができる。
スペーサー48の数、断面積、及び高さは、かなりな程度まで毛管ゾーン50の大きさを決定する。スペーサー48の断面積は、各々、第一シート42及び第二シート46に実質的に平行な平面において、スペーサーの断面積を選ぶことによって決定される。これは図1では、断面線A−Aによって示されている。スペーサー48は、円形横断面形を有しているものとして示されているが、その他の横断面形、たとえば正方形、長方形、卵形、三角形、アーチ形、イヌの骨形等もスペーサー48に用いることができる。
スペーサー48の側壁49は、図1のこれらの長さに沿って実質的に直線として示されている。しかしながら側壁49は、凹形又は凸形、あるいは所望によってその他のあらゆる形状、例えばスロープ形、曲線等であってもよい。
スペーサーはまた、毛管ゾーンを毛管通路に分けるためにも用いることができる。毛管通路は、毛管ゾーン内で流れの方向を定めるために用いることもできる。毛管通路は、直線、曲線、又はこれら2つの組合わせであってもよい。毛管通路は、断面積において均一であってもよく、あるいはその長さに沿って様々なものであってもよい。例えば毛管通路の断面積をだんだん小さくすることによって、断面積の小さくなる方向への液体の流れを促進することができる。
毛管ゾーン50の内部に、少なくとも1つ、またはそれ以上の毛管通路、好ましくは多数の毛管通路があり、これは一般に60として示されている。図1を参照すると、液体が隣接するスペーサー48の間で移動するにつれて、スペーサー48間の毛管通路60の形状は絶えず変化する。従って毛管通路60は、その長さに沿って不均一な形状を有している。
毛管ゾーン内の毛管通路は、所望のあらゆる形状であってもよい。例えば毛管通路はその長さ全体に沿って直線であってもよく、これらの長さの一部のみに沿って直線であってもよく、これらの長さ全体に沿って連続であっても、長さ全体に沿って不連続であってもよく、曲線であってもよく、また扇様配列で延びていてもよく、卵形、砂時計形、イヌの骨形、非対称等であってもよい。
図2は、図1の毛管ラミネートフィルムのもう1つの好ましい実施形態の、部分的セグメントの拡大透視図である。これは肉眼で見えるように膨張した三次元の繊維様開口ウエブ70として形成されている。肉眼で見えるように膨張したウエブ70の全体的な形態/形状は、一般に1982年8月3日にラデル(Radel)らに許可された共同出願の米国特許第4,342,314号の教示に従っている。この特許はここに引用して組込まれる。ウエブ70は、生理用ナプキンの表面シートとして用いるのに適していることが分っている。「肉眼で見えるように膨張した」という用語は、本発明の三次元ウエブを説明するために用いられる場合、三次元成形構造の表面の形に従うようにされたウエブ、リボン、及びフィルムのことを言い、従ってこれの両面が、前記成形構造の肉眼で見える断面に対応する表面収差(aberrations)の三次元パターンを示すようになされているものである。前記パターンを含んでいる表面収差は、正常な裸眼では個々に識別できるものである。すなわち正常な裸眼は、見る人の目とウエブ平面との直角差が約12インチである時に、ある物体の見掛けのサイズ又は距離を変えるか、あるいは目の視力を変える器具によって補助されていない場合、20/20の視力を有する。本発明のウエブの外見を説明するためにここで用いられる「繊維様」という用語は一般に、ランダム又は非ランダム、網状化又は非網状化開口部のあらゆる細かいスケール(fine scale)パターンのことを言うものであり、これは人間の目で見た場合、織布又は不織布繊維ウエブの全体的な外見及び印象を意味する。
図2において見られるように、ウエブの繊維様外見は、繊維様要素の連続体から成っている。繊維様要素の各々の向かい合った末端部は、繊維様要素の少なくとも1つのもう一方と相互連結している。図2に開示されている実施形態において、相互連結している繊維様要素は、五角形の毛管72のパターンネットワークを形成している。繊維様外見を示すウエブ70は、平面76におけるウエブの最も上の表面又は装着者と接触している表面75から、平面79における一番下の表面、あるいは吸収性パッドと接触する表面78まで延びていて、隣接する毛管72の間の液体の側面透過を伴なわずに、一番上の表面75から、ウエブの一番下の表面78までの急速な液体輸送を促進する、三次元ミクロ構造を表わしている。ここで用いられている「ミクロ構造」という用語は、非常に細かいスケールの構造なので、これの正確な詳細については、顕微鏡又はこの技術でよく知られたその他の手段で拡大した時だけ認めることができる構造のことを言う。
開口部85は、多数の交差する繊維様要素、例えばウエブの第一表面において互いに連結された要素86、87、88、89、及び90によって形成されている。各繊維様要素は、ベース部分、例えば平面76に位置するベース部分92を備えている。各ベース部分は、側壁部分、例えばこれの各縁部に接着した側壁部分93を有する。側壁部分93は一般に、ウエブの第二表面78の方向に延びている。繊維様要素の交差する側壁部分は、ウエブの第一表面と第二表面の中間で互いに連結されており、第二表面の平面79において互いに実質的に同時に終了している。
特に好ましい実施形態において、相互連結された側壁部分は第二表面の平面において互いに実質的に同時に終了しており、ウエブの第二表面78に開口部を形成する。相互連結された側壁部分によって形成される毛管72のネットワークによって、ウエブの第一表面からウエブの第二表面へ、隣接する毛管間の液体の側面方向の透過を伴なわずに液体を直接自由に運ぶことができる。
さらに、少量の液体は、毛管ラミネート材料40の第一層42にある開口部43に入ることができる。第一層42は、スペーサー48によって第二層46から分離され、この第二層に固定されて、第一シートと第二シートとの間に毛管ゾーン50を生じる。液体は開口部43に入った後、ついで毛管ゾーン50を通ってウエブの第二表面の方へ移動する。液体はウエブの第二表面に到着したら、毛管ゾーン50から除去され、その下の層へ伝えられる。液体はまた、第二層46の開口部47に入ることもできる。
図3において、本発明の毛管ラミネート材料40のもう1つの好ましい実施形態が示されている。毛管ラミネート材料40は、複数のスペーサー48によって互いに固定され、かつ間隔があけられた第一シート42と第二シート46とを備えている。第一シート42は、複数の開口部343を含んでいる。第二シート346は実質的に開口部がなく、従って液体がここを通って流れるのを妨げる。毛管ラミネート材料40は、図2に示されているような肉眼で見えるように膨張した表面シートとして特に有用であり、この場合、液体が第二シート46を透過するようにさせることは望ましくないし、必要でもない。あるいはまた、毛管ラミネート材料40は、吸収性コアとして用いてもよい。この場合、第二シート46は液体不透過性であり、従って下着及び衣服が汚れるのを防ぐという点で、バックシートを助けることもある。
毛管ラミネート材料の製造方法
図4は、毛管ラミネート材料、特に肉眼で見えるように膨張した三次元毛管ラミネート材料の本発明による製造方法の単純化された概略フロー図である。ポリマー材料例えばポリエチレンを備える実質的に平面のフィルム101のウエブが、供給ロール100からアイドラーローラー105を周って、成形ドラム110の表面へ送られる。このドラムの周りで成形構造111は、流入ウエブと実質的に同じ速度で連続的に回転する。フィルムウエブは、成形ドラム110によって駆動される。ウエブ101は、少なくとも1つのスペーサーを含んでおり、好ましくは成形ドラム110から離れた向きの側に複数のスペーサーを含んでおり、このウエブは、図3に関して前記されているようなシート46の全体的形状を有するものである。
成形構造111は、マクロ開口表面、例えば五角形毛管のパターンネットワークを備えており、これは好ましくは一般に、1982年8月3日にラデル及びトンプソンに許可された米国特許第4,342,314号の教示に従った構成を有する。この特許の開示はここに引用して組込まれる。成形構造111は、複数のフォトエッチングされた個別層から構成されている。成形構造111の開口部は、この成形構造が一般に前記特許に開示された層構成技術を用いて製造される場合、あらゆる所望の形状又は横断面を有するものであってもよい。
ポリマー材料例えばポリエチレンを備える実質的に平面のフィルム116の第二ウエブは、供給ロール115から、アイドラーロール120を周って成形ドラム125の表面に送られる。このドラムの周りにおいて、成形構造126は、流入ウエブと実質的に同じ速度で連続的に回転する。フィルムウエブは、成形ドラム125によって駆動される。
成形構造126は、ミクロ開口表面、例えば織布ワイヤー支持部材を備えている。これは一般に米国特許第4,629,643号及び第4,609,518号の教示に従って、定置真空室135の周りを回転する。これらの特許の開示はここに引用して組込まれる。高圧液体ジェットノズル130は、ウエブが真空室135を横断するときに、ウエブ116の表面において、1対のそらせ板(図示されていない)の中間へ向けられる。高圧、すなわち好ましくは少なくとも約800psigで、液体噴流は、ウエブ116が織布ワイヤー支持部材126のナックルパターンの全体的な輪郭に沿うようにさせる。さらに、交差するフィラメントによって形成された網目は支持されていないので、液体噴流は、織布ワイヤー支持構造126にある網目と一致するウエブ116の部分において破断を引起し、これによって「ミクロ開口」ウエブを生じる。このミクロ開口ウエブは、多数の細かいスケールの表面収差を示し、ミクロ開口部は表面収差の最大振幅の点と一致する。このようなミクロ開口ウエブの構造及び形成は、前記のここに組込まれている米国特許にさらに詳細に記載されている。
ミクロ開口方法が完了したあと、ミクロ開口ウエブは、アイドラーロール140を周って成形構造126から取り除かれ、アイドラーロール145の周りを通り、ウエブ101の外側に向いた表面(スペーサーを含む表面)へ付加される。このウエブは成形構造111へ既に付加されているものである。あるいはまた、成形構造110及び125は、互いにさらに近いところに配置されてもよく、従ってアイドラーロール140及び145は省いてもよい。ミクロ開口ウエブは、前記方法によって製造される場合、好ましくはミクロ構造表面収差が成形構造111から外側に向くように向けられる。
成形ドラム110は好ましくは内側に配置された真空室155を含んでおり、これは好ましくは移動する成形構造に対して定置している。真空室155の初めと終りにほぼ一致している1対の定置そらせ板(図示されていない)は、成形構造の外部表面に隣接して配置されている。定置そらせ板の間に、好ましくは、ラミネートウエブ175が真空室の上を通る時にラミネートウエブ175に液体差圧を加えるための手段が備えられている。図示されている実施形態において、液体差圧アプリケータ手段は、高圧液体ノズル150を備えている。このノズルは、液体、例えば水の噴流を、ウエブ101の幅全体に実質的に均一に排出する。高圧液体流を用いる成形材料の製造方法の例は、次の特許に開示されている。すなわち、1987年9月22日にカロ(Curro)らに許可された米国特許第4,695,422号、1988年10月18日にカロらに許可された4,778,644号、及び1989年6月13日にカロらに許可された米国特許第4,839,216号である。これらのすべての特許の開示は、ここに引用して組込まれる。
水の噴流によって、ウエブ101は成形構造111に形が合うようにされ、成形構造111における毛管と一致する部位においてウエブ101に開口が作られる。いくつかの状況において、液体流を加熱して、スペーサーと第二ウエブ116との間に熱接着を生じさせ、ラミネートウエブ175を形成する。液体流の圧力は好ましくは、ウエブ又はシート間の毛管ゾーンを崩壊させず、またはシート自体の完全さを傷つけることなく、成形構造へウエブを十分に合致させるように選ばれる。
もう1つの実施形態において、各々、ノズル150及び室155と類似した、追加の高圧液体ノズル165及び真空室170を備え、第二流入ウエブ116が付加される前に、流入ウエブ101を、成形構造111の表面に形を合わせるようにさせるのが望ましいであろう。このような配列は、第一ウエブを予備形成することによって、かつ全体としてラミネートを形成するのに必要な力を減らすことによって、最終ラミネート材料の加工性及び品質を改良することができる。
液体差圧をウエブに加えた後、肉眼で見えるように膨張した三次元開口ラミネートウエブ175は、成形構造111の表面から、アイドラーロール160を周って図2に示された条件で除去される。開口ラミネートウエブ175は、吸収体の表面シートとして、さらに加工することなく用いることができる。あるいはまた、開口ラミネートウエブ175は、所望によりさらなる加工処理、例えばリングローリング、クレーピング、又は表面処理に付されてもよい。
その結果生じるラミネートウエブ175は、図2の一般的な全体形状を示す。この場合、図3に示されているように、上部シートは液体透過性であり、下部シートは液体不透過性である。図1に示されているように、両方のシートが液体透過性であるようなラミネートウエブを望む場合、下部シートは、上部シートに関して上に開示された方法によって、あるいはその他のあらゆる適切な方法によって、ラミネーションに先立って開口部が作られ、図1のシート46の形状になるようにされてもよい。
図5は、毛管ラミネートウエブの本発明によるもう1つの好ましい製造方法の単純化された概略図である。ポリマー材料例えばポリエチレンを備える実質的に平面のフィルム、1つ又は複数のスペーサー要素、及びポリマー材料例えばポリエチレンを備えるミクロ開口平面フィルムの共に巻き取られたウエブは、供給ロール200からアイドラーロール205を周って成形ドラム210の表面へ送られる。このドラムの周りで、成形構造211は、流入ウエブと実質的に同じ速度で回転する。供給ロール200の予備巻取りの前又はその間、第一及び第二ウエブ又はシートを、予め互いに接着するのが望ましいであろう。フィルムウエブは、成形ドラム210によって駆動される。ウエブ201は、ミクロ開口ウエブが成形構造211から離れた側に向けられ、図3に関して前述したようなシート46の全体的形状のものになるような向きにされる。ミクロ開口ウエブは、図4に関して前述したような方法によって、あるいはその他のあらゆる適切な方法によって製造されてもよい。前記のように製造される場合、これは好ましくはミクロ表面収差をもう1つのフィルム要素から離れた側に、及び成形構造211から離れた側に面するように向けられている。
成形構造211は一般に、図4に示された成形構造111と同様なものであり、マクロ開口表面、例えば五角形毛管のパターンネットワークを備えている。前のように、成形構造211の開口部は、成形構造が、図4に関して一般的に開示されている層構成技術を用いて製造される場合、あらゆる所望の形状又は横断面を有するものであってもよい。
成形ドラム210は好ましくは内側に配置された真空室220を含んでおり、これは好ましくは移動する成形構造211に対して定置している。成形ドラム210の構造及び操作は、図4に示された成形ドラム110に関して前述したものと実質的に同じである。図示された実施形態において、液体差圧アプリケータ手段は、高圧液体ノズル215を備えており、このノズルは液体、例えば水の噴流を、ウエブ201の幅全体において実質的に均一に排出する。
水の噴流によって、ウエブ201は成形構造211の形に合うようにされ、成形構造211における毛管と一致する部位においてラミネートウエブ230に開口が作られる。いくつかの状況において、液体流を加熱して、スペーサーと第二ウエブとの間に熱接着を生じさせ、ラミネートウエブ230を形成するのが好ましいであろう。液体流の圧力は好ましくは、ウエブ又はシート間で毛管ゾーンを崩壊させず、またはシート自体の完全さを損なうことなく、成形構造へウエブを十分に合致させるように選ばれる。
液体差圧をウエブに加えた後、肉眼で見えるように膨張した三次元開口ラミネートウエブ230は、成形構造211の表面から、アイドラーロール225を周って除去される。開口ラミネートウエブ230は、吸収体の表面シートとして、さらに加工することなく用いることができる。あるいはまた、開口ラミネートウエブ230は、所望によりさらなる加工処理、例えばリングローリング、クレーピング、又は表面処理に付されてもよい。
その結果生じるラミネートウエブ230は、図2の一般的な全体形状を示す。この場合、図3に示されているように、上部シートは液体透過性であり、下部シートは液体不透過性である。図1に示されているように、両方のシートが液体透過性であるようなラミネートウエブを望む場合、下部シートは上部シートに関して上に開示された方法によって、あるいはその他のあらゆる適切な方法によって、ラミネーションに先立って開口部が作られ、図1のシート46の形状になるようにされてもよい。
図6は、毛管ラミネートウエブの本発明によるもう1つの好ましい製造方法の単純化された概略図である。ポリマー材料例えばポリエチレンを備える実質的に平面のフィルムのウエブは、供給ロール300からアイドラーロール305を周って、成形ドラム310の表面へ送られる。このドラムの周りで、成形構造311は流入ウエブと実質的に同じ速度で連続的に回転する。フィルムウエブは、成形ドラム310によって駆動される。ウエブ301は、成形ドラム310から離れた側に向いている側に、少なくとも1つのスペーサー、好ましくは複数のスペーサーを含んでおり、図3に関して前述したようなシート46の全体的形状のものである。
ポリマー材料例えばポリエチレンを備える実質的に平面のフィルム316の第二ミクロ開口ウエブは、供給ロール315からアイドラーロール320を周って、成形ドラム310の表面へ送られる。ミクロ開口ウエブは、図4に関して前述した方法によって、あるいはその他のあらゆる適切な方法によって製造されてもよい。前記のように製造される場合、これは好ましくはミクロ表面収差をもう1つのフィルム要素から離れた側に、及び成形構造311から離れた側に面するように向けられている。
成形構造311は一般に、図4に示された成形構造111と同様なものであり、マクロ開口表面、例えば五角形毛管のパターンネットワークを備えている。前のように、成形構造311の開口部は、成形構造が、図4に関して一般的に開示された層構成技術を用いて製造される場合、あらゆる所望の形状又は横断面を有するものであってもよい。
成形ドラム310は好ましくは内側に配置された真空室330を含んでいる。これは好ましくは移動する成形構造311に対して定置している。成形ドラム310の構造及び操作は、実質的に図4に示された成形ドラム110に関して前述したようなものである。図示された実施形態において、液体差圧アプリケータ手段は、高圧液体ノズル325を備えており、このノズルは液体、例えば水の噴流を、ウエブ350の幅全体において実質的に均一に排出する。
水の噴流によって、ウエブ301及び316は成形構造311に形が合うようにされ、成形構造311における毛管と一致する部位においてラミネートウエブ350に開口を作る。いくつかの状況において、液体流を加熱して、スペーサーと第二ウエブとの間に熱接着を生じさせ、ラミネートウエブ350を形成するのが好ましいであろう。液体流の圧力は好ましくは、ウエブ又はシート間の毛管ゾーンを崩壊させず、またはシート自体の完全さを傷つけることなく、成形構造へウエブを十分に合致させるように選ばれる。
もう1つの実施形態として、各々、ノズル325及び室330と類似した、追加の高圧液体ノズル340及び真空室345を備えて、流入ウエブ301を、第二の流入ウエブ316が付加される前に、成形構造311の表面に形を合わせるようにするのが望ましいであろう。このような配列は、第一ウエブを予備形成することによって、かつ全体としてラミネートを形成するのに必要な力を減らすことによって、最終ラミネート材料の加工性及び品質を改良することができる。
液体差圧をウエブに加えた後、肉眼で見えるように膨張した三次元開口ラミネートウエブ350は、成形構造311の表面から、アイドラーロール335を周って除去される。開口ラミネートウエブ350は、吸収体の表面シートとして、さらに加工することなく用いることができる。あるいはまた、開口ラミネートウエブ350は、所望によりさらなる加工処理、例えばリングローリング、クレーピング、又は表面処理に付されてもよい。
その結果生じるラミネートウエブ350は、図2の一般的な全体形状を示す。この場合、図3に示されているように、上部シートは液体透過性であり、下部シートは液体不透過性である。図1に示されているように、両方のシートが液体透過性であるようなラミネートウエブを望む場合、下部シートは上部シートに関して上に開示されている方法によって、あるいはその他のあらゆる適切な方法によって、ラミネーションに先立って開口部が作られ、図1のシート46の形状になるようにされてもよい。
前記のように示されている方法の記載において、スペーサーは当初、成形構造に最も近いウエブの外側に面した表面に備えられているが、いくつかの状況においては、成形構造から最も遠いウエブの内側に面した側にスペーサーを形成するか、あるいはこれを備えるのが望ましいこともあろう。同様に、両方のウエブの向き合った表面にスペーサーを備えるのも望ましいであろう。
さらに、ここに記載された方法を適合かつ発展させて、2枚以上の材料シート、特に、隣接するシート間に複数のスペーサーを備えた3枚又はそれ以上のシートを有する毛管ラミネート材料を生じるようにし、前記ラングドンらの米国特許出願に一般的に記載された種類の毛管ラミネート材料を形成してもよい。
本発明の特別な実施形態が例証され、記載されてはいるが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなくなされるその他の変更及び修正があることは、当業者には明白であろう。従って添付クレームにおいては、この発明の範囲内に含まれるこのような変更及び修正をすべてカバーするものとする。
Claims (17)
- 第1ポリマー材料フィルムに多数のミクロ開口を形成して液体透過性にする工程と;
一方の側にホットメルト接着剤により形成された複数のスペーサを備えている第2ポリマー材料フィルムを多数のマクロ開口のパターンネットワーク表面を備えている成形構造に送り第2ポリマー材料フィルムの他方の側を成形構造に接触させ、次に、液体透過性にされた第1ポリマー材料フィルムを成形構造に他方の側を接触させている第2ポリマー材料フィルムの上記一方の側に付加して液体透過性にされた第1ポリマー材料フィルムと第2ポリマー材料フィルムとを複数のスペーサによって互いに間隔をあけて配置する工程と;そして、
成形構造に他方の側を接触させている第2ポリマー材料フィルムの上記一方の側に付加された液体透過性の第1ポリマー材料フィルムに加熱した高圧液体流を排出し、成形構造の多数のマクロ開口に対応した第1ポリマー材料フィルム及び第2ポリマー材料フィルムの部分に側壁により区切られた多数のマクロ開口を形成するとともに第2ポリマー材料フィルムの上記一方の側のホットメルト接着剤の複数のスペーサを第1ポリマー材料フィルムに熱接着させて液体透過性の第1ポリマー材料フィルムと第2ポリマー材料フィルムとの相互間に複数のスペーサにより液体の毛管移動のための空間を画定する工程と;
を備える、ことを特徴とする肉眼で見えるように膨張した三次元毛管ラミネートウエブの製造方法。 - 上記成形構造において、上記成形構造に他方の側を接触させている第2ポリマー材料フィルムの上記一方の側に付加された液体透過性の第1ポリマー材料フィルムに加熱した高圧液体流を排出する部分には、第2ポリマー材料フィルムが接触している側とは反対側に真空室が定置されている、ことを特徴とする請求項1に記載の肉眼で見えるように膨張した三次元毛管ラミネートウエブの製造方法。
- 第2ポリマー材料フィルムが多数のミクロ開口を形成して液体透過性にされている、ことを特徴としている請求項1又は2に記載の肉眼で見えるように膨張した三次元毛管ラミネートウエブの製造方法。
- 上記成形構造に他方の側を接触させている第2ポリマー材料フィルムの上記一方の側に、液体透過性の第1ポリマー材料フィルムが付加される前に、高圧液体が排出されて、成形構造の多数のマクロ開口のパターンネットワーク表面に対応した形状に合わせられる、ことを特徴としている請求項1乃至3のいずれか1項に記載の肉眼で見えるように膨張した三次元毛管ラミネートウエブの製造方法。
- 上記成形構造において、上記成形構造に他方の側を接触させている第2ポリマー材料フィルムの上記一方の側に、液体透過性の第1ポリマー材料フィルムが付加される前に、高圧液体が排出される部分には、第2ポリマー材料フィルムが接触している側とは反対側に、もう1つの真空室が備えられている、ことを特徴とする請求項4に記載の肉眼で見えるように膨張した三次元毛管ラミネートウエブの製造方法。
- 第1ポリマー材料フィルムに多数のミクロ開口を形成して液体透過性にする工程では、
第1ポリマー材料フィルムが多数のミクロ開口の表面を備えている成形構造に送られ成形構造に沿わされ、次に、
成形構造とは反対側から第1ポリマー材料フィルムに高圧液体流が排出され、成形構造の多数のミクロ開口に対応した第1ポリマー材料フィルムの部分に破断を生じさせて第1ポリマー材料フィルムに多数のミクロ開口が生じさせられる、
ことを特徴としている請求項1乃至5のいずれか1項に記載の肉眼で見えるように膨張した三次元毛管ラミネートウエブの製造方法。 - 上記成形構造において、第1ポリマー材料フィルムが沿わされ高圧液体流が排出される部分には、第1ポリマー材料フィルムが沿わされている側とは反対側に真空室が備えられている、ことを特徴とする請求項6に記載の肉眼で見えるように膨張した三次元毛管ラミネートウエブの製造方法。
- 多数のミクロ開口が形成されて液体透過性にされている第1ポリマー材料フィルムと第2ポリマー材料フィルムと第1ポリマー材料フィルムと第2ポリマー材料フィルムとの間の複数のスペーサとを備え液体透過性の第1ポリマー材料フィルムと第2ポリマー材料フィルムとの相互間に複数のスペーサにより液体の毛管移動のための空間を画定しているウエブを、多数のマクロ開口のパターンネットワーク表面を備えている成形構造に送り、液体透過性にされている第1ポリマー材料フィルムを外に向けて成形構造に接触させる工程と;
成形構造に第1ポリマー材料フィルムを外に向けて接触されているウエブに高圧液体流が排出されて成形構造の多数のマクロ開口に対応した第1ポリマー材料フィルム及び第2ポリマー材料フィルムの部分に側壁により区切られた多数のマクロ開口を形成する工程と;
を備える、ことを特徴とする肉眼で見えるように膨張した三次元毛管ラミネートウエブの製造方法。 - 第2ポリマー材料フィルムが多数のミクロ開口を形成して液体透過性にされている、ことを特徴としている請求項8に記載の肉眼で見えるように膨張した三次元毛管ラミネートウエブの製造方法。
- 成形構造において、第1ポリマー材料フィルムを外に向けて接触されているウエブに高圧液体流が排出される部分には、ウエブと反対の側に真空室が定置されている、ことを特徴としている請求項8又は9に記載の肉眼で見えるように膨張した三次元毛管ラミネートウエブの製造方法。
- 前述した高圧液体流が加熱されていて、スペーサと各ポリマー材料フィルムとの間に熱接着を生じさせる、ことを特徴としている請求項8乃至10のいずれか1項に記載の肉眼で見えるように膨張した三次元毛管ラミネートウエブの製造方法。
- 多数のミクロ開口が開口されて液体透過性にされている第1ポリマー材料フィルムを多数のマクロ開口のパターンネットワーク表面を備えている成形構造に送り、成形構造の多数のマクロ開口のパターンネットワーク表面に送られ成形構造から離れた側に複数のスペーサを含んでいる第2ポリマー材料フィルムの上記離れた側に付加し、成形構造の多数のマクロ開口のパターンネットワーク表面上に第2ポリマー材料フィルムと液体透過性にされている第1ポリマー材料フィルムとを複数のスペーサによって互いに間隔をあけて配置する工程と;そして、
成形構造の多数のマクロ開口のパターンネットワーク表面上に第2ポリマー材料フィルムとともに配置されている液体透過性の第1ポリマー材料フィルムに高圧液体流を排出して成形構造の多数のマクロ開口に対応した第1ポリマー材料フィルム及び第2ポリマー材料フィルムの部分に側壁により区切られた多数のマクロ開口を形成する工程と;
を備える、ことを特徴とする肉眼で見えるように膨張した三次元毛管ラミネートウエブの製造方法。 - 成形構造において、成形構造の多数のマクロ開口のパターンネットワーク表面上に第2ポリマー材料フィルムとともに配置されている液体透過性の第1ポリマー材料フィルムに高圧液体流を排出する部分には、第2ポリマー材料フィルムが配置されている側とは反対の側に真空室が定置されている、ことを特徴としている請求項12に記載の肉眼で見えるように膨張した三次元毛管ラミネートウエブの製造方法。
- 第2ポリマー材料フィルムが多数のミクロ開口を形成して液体透過性にされている、ことを特徴としている請求項12又は13に記載の肉眼で見えるように膨張した三次元毛管ラミネートウエブの製造方法。
- 前述した高圧液体流が加熱されていて、スペーサと各ポリマー材料フィルムとの間に熱接着を生じさせる、ことを特徴としている請求項12乃至14のいずれか1項に記載の肉眼で見えるように膨張した三次元毛管ラミネートウエブの製造方法。
- 上記成形構造に送られ成形構造から離れた側に複数のスペーサを含んでいる第2ポリマー材料フィルムの上記離れた側に、液体透過性にされている第1ポリマー材料フィルムが付加される前に、高圧液体が排出されて成形構造の多数のマクロ開口のパターンネットワーク表面に対応した形状に合わせられる、ことを特徴としている請求項12乃至15のいずれか1項に記載の肉眼で見えるように膨張した三次元毛管ラミネートウエブの製造方法。
- 上記成形構造において、上記成形構造に送られ成形構造から離れた側に複数のスペーサを含んでいる第2ポリマー材料フィルムの上記離れた側に、液体透過性にされている第1ポリマー材料フィルムが付加される前に、高圧液体が排出される部分には、第2ポリマー材料フィルムとは反対側に、もう1つの真空室が備えられている、ことを特徴とする請求項16に記載の肉眼で見えるように膨張した三次元毛管ラミネートウエブの製造方法。
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