JP4259752B2 - はり合わせ繊維性構造体およびその製造方法 - Google Patents

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Description

【0001】
発明の分野
本発明は一般的にはり合わせ繊維構造体およびその製造方法に関するものである。特に本発明は、いずれか1つの層の分離または引き裂きを生じることなく相互に移動することのできる2層または2層以上からなるはり合わせ構造体に関するものである。
【0002】
発明の背景
はり合わせ繊維構造体およびその製法は抄紙業界において公知である。はり合わせ繊維構造体は2枚または2枚以上の個別の繊維シート(プライまたは層とも呼ばれる)をエンボス加工しこれらのシートを一体的に接着する方法など種々の方法で形成される。得られたラミネートは、包装材料および建築材料から紙ティシュ、テーブル・ナプキン、マット、紙タオルなどの家庭用紙製品にいたるまでの種々の紙製品に使用されてきた。
【0003】
家庭用はり合わせ紙製品はその所望の用途を遂行しまた広く受け入れられるために、二、三の物理的特性を示さなければならない。代表的に消費者は家庭用紙製品が上質の布様外観と、比較的厚いキャリパーと、美しい気持ちよい模様を有することを望む。これらすべての物理的特性は紙製品の他の所望の特性、強さ、柔らかさ、および吸収性を犠牲にすることなく与えられなければならない。
【0004】
強さとは紙ウエブがその使用中にその物理的一体性を保持する能力である。
【0005】
柔らかさとは、消費者が紙を手の中に丸めて所望の目的に使用する際に消費者の感じる心地よい触覚である。
【0006】
吸収性とは、紙が流体、特に水、水溶液および懸濁液を吸収し保持する特性である。紙の吸収性を評価する際に、一定の紙量の保持する流体の絶対量が有意義であるのみならず、紙が流体を吸収する速度も重要である。さらに紙がタオルまたはワイプなどの製品に形成される時に、紙が流体を吸収してしかもその際に乾燥した払拭面を残すことも重要である。
【0007】
抄紙業においては、一般にエンボス処理がトイレット・ティシュ、紙タオル、ナプキンなどの家庭用紙製品の吸収性、柔らかさおよび嵩を増大することが知られている。家庭用製品に使用されるエンボス加工ラミネート紙構造体については、数種の共通の模様がある。すなわち、入子模様(「組合わせ」模様または「オス−メス」模様とも呼ばれる)、突起−突起模様、連続模様、および二重層はり合わせ模様がある。これらのすべての模様は、一対の軸方向に平行な模様付きエンボス加工ローラの使用によって製造される。この工程においてはエンボス加工された紙シートが2本の並置されたエンボス加工ローラの間に形成されたニップを通して送られる。両方のエンボス加工ローラの個別の突起または隆起連続面が所定の模様に従って圧縮して、各シートのそれぞれの区域を対向シートの対応の区域と係合接触させる。両方のシートの圧縮された区域がこれらのシートを対向接触関係に接合し保持する。
【0008】
さらに詳しくは、突起−突起模様においては、一方のエンボス加工ローラ上の個別の突起(または「ノブ」)が対向エンボス加工ローラ上の突起と整列させられる。入子模様においては、一方のエンボス加工ローラの突起が他方のエンボス加工ローラの突起の間にかみ合う。連続模様においては、(突起−突起模様の別々の突起と相違し)一方のエンボス加工ローラの隆起連続面が他方のエンボス加工ローラの隆起面と整合される。突起−突起模様は1968年12月3日にE.R.ウエルスに対して発行された米国特許第3,414,459号明細書の中に記載され、この特許は2枚の延伸性紙ウエブの上に個別突起の類似の隆起模様を浮き出すことによって形成された圧縮性紙構造体を開示している。組合わされたエンボス突起の遠位端面が相互に接着され、得られたはり合わせ紙構造体がカレンダリング処理される。この特許をここに引例とする。二重はり合わせ型はマクネイルに対して1994年5月15日に米国特許第5,294,475号明細書およびマクネイルに対して1995年11月21日に発行された米国特許第5,468,323号明細書に記載され、これらの特許をここに引例とする。マクネイル特許は、2層を備え一方の層のそれぞれエンボス加工された側面が他方の層の非エンボス区域に対して接着されるようにエンボス加工された二重層ラミネートを開示している。
【0009】
各種の模様の例が先行技術において、グレシャムに対して1970年12月15日に発行された米国特許第3,547,723号明細書、ナイストランドに対して1971年1月19日に発行された米国特許第3,556,907号明細書、ドネリーに対して1973年1月2日に発行された米国特許第3,708,366号明細書、トーマスに対して1973年6月12日に発行された米国特許第3,738,905号明細書、ナイストランドに対して1975年2月18日に発行された米国特許第3,867,225号明細書、バウアーンファインドに対して1984年11月12日に発行された米国特許第4,483,728号明細書、バージェスに対して1990年5月1日に発行された米国特許第4,921,034号明細書、シュルツに対して1993年12月14日に発行された米国特許第5,269,983号明細書、ベイスほかに対して1995年10月18日に発行された米国特許第5,356,364号明細書、ベイスほかに対して1996年4月2日に発行された米国特許第5,503,896号明細書、およびベイスほかに対して1996年6月25日に発行された米国特許第5,529,563号明細書に記載されている。アップルマンに対して1976年3月9日に発行された米国特許第Des.239,137号明細書は市場において成功した紙タオルに見られるエンボス加工模様を示す。
【0010】
エンボス加工によって形成された浮き出し模様を改良するため業界において種々の試みが成された。例えば、相異なる深さを有する浮き出し模様および非対称浮き出し模様を形成する試みが成された。また業界においては、一定サイズを有しエンボス・シートの特定の表面積を示す浮き出し模様を提供する試みが成された。しかしさらに他の試みは製造縦方向に対して特定角度を有する浮き出し模様を教示している。また特定の構造体を有する浮き出し模様を提供する試みが業界において成された。他の試みは並置されたエンボス加工ロール上に特定サイズの突起と対応の凹部を備えることを提案している。浮き出し模様を改良する試みの例は、1982年3月16日にシュルツほか発行された米国特許第4,320,162号明細書、1988年4月21日にシュルツほか発行された米国特許第4,659,608号明細書、1990年5月1日にバージェスほかに発行された米国特許第4,921,034号明細書、1976年2月24日にヘプフォードほかに発行された米国特許第3,940,529号明細書、1982年4月20日にシュルツに発行された米国特許第4,325,773号明細書、1984年12月11日にロイドほかに発行された米国特許第4,487,796号明細書、および1976年6月1日にトーマスに発行された米国特許第3,961,119号明細書に記載されている。
【0011】
ラミネートのエンボス加工および模様の特定の型がどのようであれ、先行技術の紙ラミネートは2枚または2枚以上の紙シートを剛性的に結合してラミネート構造体を形成することによって形成されている。先行技術のラミネート構造体の各シートは接着剤結合を含む種々の方法で接合される。はり合わせ/エンボス加工はラミネート構造体のキャリパーとラミネート構造体の面に対して垂直方向の圧縮性を増大し、従って構造体の圧縮性の増大により構造体の柔らかさを増大するのに役立つことは知られている。またキャリパーの増大は一般にはり合わせ製品の吸収性を改良する。これと同時に、先行技術のはり合わせ/エンボス加工は得られるラミネート構造体の可撓性を低下させる傾向がある。なぜかならば、先行技術において2層または2層以上を結合すために使用される接着剤または機械的接合がこれらの層の間に剛性接続を形成するからである。キャリパーの増大は、高い圧縮性と対応の高い柔らかさを与えるが、先行技術のはり合わせ構造体の可撓性を低下させる。言い換えれば、はり合わせによって得られるはり合わせ構造体のキャリパーおよび圧縮性/柔らかさと、このはり合わせ構造体の可撓性との間には矛盾が存在する。
【0012】
従って本発明の目的は、はり合わせ構造体のキャリパーおよび柔らかさをはり合わせ構造体の可撓性から分離するにある。
【0013】
本発明の他の目的は、いずれのシートの分離または破断を伴なうことなく相互に移動自在の2層または2層以上のシートからなる強く、柔らかで、可撓性のはり合わせ構造体を提案するにある。
【0014】
本発明のさらに他の目的は、このようなはり合わせ構造体を製造するプロセスを提供するにある。
【0015】
本発明の概要
本発明のはり合わせ繊維構造体はそのプロセス概念において、少なくとも第1繊維シートと第2繊維シートとを含む。第1シートと第2シートの少なくとも一方をエンボス加工することができる。はり合わせ構造体の使用中にこの構造体を成す第1シートと第2シートのいずれか一方が引き裂きまたは分離を生じることなくこれらのシートが相互に(好ましくは横方向に)移動することができるように相互に対面関係に接合される。はり合わせ構造体のこれらの第1シートと第2シートはその間の相対運動を可能とする結合材料によって相互に可動的に接合される。第1シートと第2シートの上に複数の直立繊維区域を形成し、次に第シート上の直立繊維を第2シート上の直立繊維と機械的に係合させることによって第1シートと第2シートが相互に可動的に接合される。また結合材料と第1シートおよび第2シートの一方または両方の上の直立繊維とを組合わせることによって第1シートと第2シートを相互に可動的に接合することができる。
【0016】
本発明はそのプロセス概念において、少なくとも2層の繊維シートを準備する段階と、得られたはり合わせ構造体の各シートがその一方のシートの引き裂きまたは分離を生じることなく相互に移動できるようにこれらのシートを可動的に接合する段階とを含む。少なくとも一方のシートがエンボス加工される。これらのシートが結合材料によって可動的に接合されるものならば、複数のシートを準備してその少なくとも1シートに対して結合材料を被着する段階を実行しなければならない。複数のシートがそれぞれの直立繊維を機械的に係合させることによって可動的に接合されるものならば、これらのシート上に複数の直立繊維部分を形成する段階と、一方のシートの直立繊維を他方のシートの直立繊維と係合させる段階を実行しなければならない。複数のシートが結合材料と直立繊維との組合わせによって可動的に接合されるものならば、複数のシートを準備し少なくとも1つのシートに対して結合材料を被着する段階と、少なくとも1つのシート上に複数の直立繊維区域を形成する段階とを実行しなければならない。
【0017】
本発明の詳細な説明
はり合わせ繊維構造体
図3A乃至図4Cについて述べれば、本発明によるはり合わせ繊維構造体が図示され、本明細書においてはり合わせ繊維構造体10はまた「はり合わせ構造体10」または単に「構造体10」と呼ばれる場合がある。本発明の構造体10を成す繊維はポリオレフィンまたはポリエステルなどの合成繊維とすることができる。しかしこれらの繊維はリンター、レーヨンまたはバガスなどのセルローズ繊維とし、またさらに好ましくはソフト・ウッド(裸子植物および/または針葉樹)および/またはハード・ウッド(被子植物および/または落葉樹)などの木材パルプである。この場合、本明細書において、繊維構造体10が非限定的に前述のセルローズ繊維を少なくとも約50重量%または少なくとも約50体積%含有すれば、この繊維構造体は「セルローズ」とみなされる。
【0018】
本発明の構造体10について木材パルプ繊維が選択される場合、任意のパルピング工程によって、例えば次亜硫酸、亜硫酸およびソーダ工程などの化学処理および砕木などの機械的処理によって繊維を製造することができる。さもなければ繊維は機械的処理と化学的処理との組合わせによって製造することができ、またはリサイクル材料とすることができる。使用される繊維の型、組合わせおよび処理法は本発明にとって重大ではない。
【0019】
本発明の構造体10は巨視的に二次元で平面的であるが、必ずしも平坦ではない。構造体10は三次元においてある程度の厚さを有する。しかし第3次元は最初の2次元と比較して比較的小さく、または最初の2次元で比較的大きなサイズを有するセルローズ構造体10を製造する可能性が高い。
【0020】
本発明の構造体10は2層または2層以上の別々の繊維層または繊維シートからなる。本明細書において、2シートからなる構造体10は「2層構造体」と呼ばれ、また3層からなる構造体10は「3層構造体」と呼ばれ、以下同様とする。図3A乃至図3Gは第1繊維シート11と第2繊維シート21とを有する構造体10を示す。第1シート11と第2シート21の少なくとも一方はエンボス加工されている。図3Hにおいては、第1シート11も第2シート21もエンボス加工されていない。しかし好ましくは第1シート11と第2シート21はエンボス加工される。図3A乃至図3Fは、いずれもエンボス加工された第1シート11と第2シート21とからなる構造体10の種々の実施態様を示す。図3Gは第1シート11と第2シート21とからなり、第1シート11のみがエンボス加工された実施態様を示す。本明細書において、用語「エンボス加工」されたシートとは、シート11,21のいずれかの面から全体的に外側に突出した隆起部分(または「浮き出し模様」13,23を有するように特殊処理され、通常はさもなければ平坦なシート11,21の複数部分をその面の外側に局所的にそらせる(または「エンボス加工」)することによって製造されたシート11またはシート21を言う。
【0021】
本発明によれば、シート11と21は下記の方法のいずれかによって接合することができる(1)はり合わせ構造体10が形成された後にシート11と21を相対的に移動可能状態に結合する結合材料51、52を使用してシート11と21を接合する方法、(2)第1シート11の上に直立繊維41を形成しまた第2シート21の上に直立繊維42を形成し、次に直立繊維41を繊維42と機械的に係合させてシート11と21を相互に接合させ、同時に、はり合わせ構造体10の形成後に相互に相対的に移動可能状態に保持する方法。(3)方法(1)と方法(2)の組合せ法。すなわち一方または両方のシート11、21の上に直立繊維41および/または42の複数部分を形成し、次に結合材料51および/または52と直立繊維41および/または42とを使用してこれらのシート11と21を相互に接合する方法。第1シート11の直立繊維41と第2シート21の表面繊維とに係合した結合材料51が第1シート11と第2シート21との可動的結合を容易にすると思われる。
【0022】
先に定義したように浮出し模様13、23はシート11、21の一方の表面から外側に突出する。同様にして、紙シート11、21の対向面はこれらの浮出し模様13、23に対応するくぼみ(または「陥没模様」)を有する。本明細書において各「浮出し模様」は対応の「陥没模様」を有し、これら両方の用語は同一シート11、21の両側から見られた同一要素13、23を指し、従って第1シートについては13、また第2シート21については23の同一参照数字によって示される。
【0023】
シート11、21の浮出し模様/陥没模様13、23は好ましくはそれぞれ本発明のエンボス加工法において使用されるエンボス加工ロール61、62のエンボス加工要素63、64に対応して(第1A図および第1B図)非ランダム反復模様で配置される。「非ランダム」とは、浮出し模様13、23が所定の模様で配置され、製造工程の特定フィーチャの結果として形成されることを意味する。また本明細書において、用語「反復」とは構造体10の中に回以上形成される模様について適用される。「個別」とは、隣接する浮出し模様13、23が接続していないことを意味する。本発明によれば浮出し模様/陥没模様13、23はエンボスはり合わせ構造体10の連続模様を形成する連続面を含むことができる。
【0024】
シート11、21の他の部分は図3A−図4Cおよび図5に図示のようにそれぞれ本質的に連続的な非エンボス区域15、25を含む。本明細書において、「本質的に連続的な」非エンボス区域15、25は構造体10の主面の両方向に実質的に構造体全体に延在する。原則的に、本質的連続的非エンボス区域15、25の密度は浮出し模様13、23の密度より低い。これは、非エンボス区域15、25がエンボス加工工程において原則的に圧縮されないからである。当業者には明らかなように浮出し模様13、23の縁には小さな移行区域があり、これらの区域は浮出し模様13、23の密度と非エンボス区域15、25の密度との中間密度を有する。これらの移行区域は製造工程において普通見られる人工物であって、浮出し模様13、23または第1エンボス区域15、25のいずれとも混同してはならない。
【0025】
構造体10が紙タオル、顔ティシユ、トイレットティシュなどの消費物資として使用される場合には、非エンボス区域15、25は構造体10の面の中において直交する2方向に本質的に連続的になる。このような直交方向が仕上がり製品の縁に対して、または製品の製造方向(機械方向または「MD」)に対して平行または垂直である必要はない。しかし、加えられた引張り荷重がこのような荷重による製品の早期の破損を生じることなく受け入れやすくするように、セルローズ構造体10の2つの直交方向に対して引張強さを与えることが好ましい。好ましくは少なくとも1つの連続方向が本発明による仕上がり製品について期待される引張り荷重の方向に平行とする。第1シート11における本質的な非エンボス区域15と第2シート21における連続的非エンボス区域25の例が図5に図示されている。これらの区域15、25の中断は、これらの区域の材料特性に対して実質的な悪影響を与えない限り許容されるが、好ましくはない。
【0026】
図3A乃至図3Gに示すように第1シート11と第2シート21は相互に対面関係に配置される。第1シート11と第2シート21の両方がエンボス加工される場合、これらのシート11と21は前記の「発明の背景」に記載された4種類の全体的はり合わせ模様のいずれかに従って接合することができる。浮出し模様13、23の型および構造体はまた「本発明の背景」の中に記載の数特許の中に記載されている。本発明の下記の説明から明らかなように、本発明にとって浮出し模様13、23の特定の型および構造体は問題でない。
【0027】
本明細書において、用語「突起−突起」はり合わせとは、図3A、図3B、図4Aおよび図4Cに示す模様の型を指し、浮出し模様13を有する第1シートと浮出し模様23を有する第2シート21がそれぞれの模様の遠位端面において、直接に(図3A、図3B)または第3シート31を介して(図4A)接合される。図3Aはそれぞれの模様13、23の遠位端面において相互に接合された第1シート11と第2シート21を示し、これらの模様が相互に整列されている。第1シートの模様13が第2シート21の模様23と同形である必要はなく、また模様23と完全に整列する必要もないことを注意しなければならない。図3Bは相互に片寄らされたそれぞれの浮出し模様13と23の遠位端面において接合された第1シートおよび第2シート21を示す。また、第1シート11と第2シート21は、例えばキャリパーおよび坪量などの同一特性を有する必要はない。第1シート11と第2シート21は相異なる材料で製造することができる。さらに本発明の構造体10は不均質はり合わせ構造体を含むことができる。「不均質はり合わせ構造体」とは、はり合わせ構造体10のシートの少なくとも1つ(例えば第1シート11)が少なくとも1つの他のシート(例えば第2シート21)から、キャリパー、マクロ密度、坪量、繊維組織、繊維完成紙料などの少なくとも1つの特性に関して相違できることを意味する。これに対して、「均質はり合わせ構造体」とは、実質的に同一の材料組成(繊維完成紙料および添剤)からなり、前記のすべての特性に関して相互に実質的に同等のシート11、21を有する構造体を言う(すなわち前記特性のいずれかについて、特定の特性の最大シート間差違がその特性の下限値の約10%以下である構造体)。
【0028】
図4Aと図4Cは、突起−突起模様を有し、3シート11、21および31を種々の組合せで備えた構造体10の他の実施態様を示す。当業者には明らかなように、突起−突起模様を有する他の変形実施態様も可能であり、本発明において使用することができる。
【0029】
本明細書において使用される用語「入子」はり合わせとは図3D、図3Eおよび図3Fに図示の浮出し模様を言う。これらの図に見られるように、また用語「入子」が暗示するように、第1シート11は第2シート21に対して、第1シート11の浮出し模様13(「オス」要素)が第2シート21の対応の陥没模様23(「メス」要素)の中に配置されまたは「入子」されるように接合される。前記の突起−突起模様の場合と同様に、入子模様においても、第1シート11の浮出し模様13は第2シート21の陥没模様23と同形である必要はなく、また浮出し模様13が陥没模様23と完全に整列される必要もない。図3Eと共に図3Fとに図示された入子型模様を有するはり合わせ構造体10の実施態様においては、第1シート11は浮出し模様のそれ自体の開先角R1を有しまた第2シートは浮出し模様のそれ自体の開先角R2を有し、この開先角R2は開先角R1と相違する。図3Eにおいて、第1シート11の模様13の開先角R1は第2シート21の模様の開先角R2より大である。図3Fにおいて、第1シート11の浮出し模様13の開先角R1は第2シート21の浮出し模様23の開先角R2より小である。本明細書において用語「浮出し模様の開先角」とは、図3Eと図3Fに示すように垂直断面において浮出し模様13、23の側壁14、24と紙シート11と21の面に対する垂線とによって形成された角度を言う。前記の突起−突起模様の場合と同様に、入子模様で接合された第1シート11と第2シート21のいずれか一方に対して第3紙シートを接合することができる。
【0030】
図3Cは二重層はり合わせ模様を有する本発明の紙構造体の他の実施態様を示す。さきに述べたように二重層はり合わせは1995年11月21日にマクネイルに発行された同一譲渡米国特許第5,468,323号明細書に記載され、この特許を引例として加える。図3Cの示すように、第1シート11の浮出し模様13が第2シート21の第1エンボス区域25に接合され、また第2シート21の浮出し模様23が第1シート11の第1エンボス区域15に接合されている。
【0031】
先行技術のはり合わせ紙構造体において、各層は(通常接着剤を使用し、または機械的に、またはその組合せ)によって相互に剛性的に接合されているので、はり合わせ構造体の使用中にこの構造体を形成する各シートの相対運動は各シートを引き裂きまたは分離しない限り不可能である。従って使用中に、はり合わせ構造体が当然に曲げ作用、もみ作用、しわ作用などを受ける時、先行技術のラミネートを成す各シートの剛性接続がこれらのラミネートの可撓性に影響する。図2Aは先行技術の2層はり合わせ構造体100の一部を示す。この構造体100はシート111と121とを含み、これらのシート111と121は相互に剛性的に連結されている。構造体100は、そのシート111が外側に湾曲されシート121が内側に湾曲されるように曲げられる。シート111は引張られ、シート121は圧縮される。図2Aにおいて、ダッシュ線a−bは、先行技術のラミネート100を曲げる事によって対応の2対の浮出し模様113と123との間に形成されるシート111の湾曲の平均長さを示す。同様にダッシュ線c−dはラミネート100を曲げる際に同様の対応の2対の浮出し模様113と123との間に形成されるシート121の湾曲の平均長さを示す。シート111と121の点a−cおよびb−dにおける剛性接続の故に、点「a」は点「c」に放射方向に対応し、また点「b」は点「d」に放射方向に対応しなければならない。当業者には明らかなように。シート121の湾曲c−dの長さはシート111の湾曲a−bの長さより小でなければならない。従ってラミネート100が図2Aのように曲げられる時、このシート121の湾曲c−dの短い長さに対応するためにシート121はシート111以上に短縮されなければならない。さもなければシート111および121またはその接続部のいずれか一方の一体性が損なわれる可能性がある(図示されず)。理論に拘泥するつもりはないが、出願人は、シート121のもみ作用(これは曲げ作用とまくれ作用とを含む)に対する抵抗が先行技術のラミネート100の可撓性に影響すると考える。
【0032】
先行技術と鋭く対立して、本発明のはり合わせ構造体の各シート11、21は消費者の構造体10の使用中にいずれかのシートの引き裂きまたは分離を伴うことなく相対的に運動することができる。はり合わせ構造体10を構成する各シート11、21の相対運動能力は、これらのシート間の非剛性、可撓性接続によって達成される。好ましくは、シート11と21は図2Bに図示のように相互に横方向に移動することができる。このはり合わせ構造体10が曲げられると、シート11が外側に湾曲しシート21が内側に湾曲する。図2Bにおいて、ダッシュ線a1−b1は本発明の構造体10の曲げによって対応の2対の浮出し模様13と23との間に形成されるシート11の湾曲の平均長を示す。ダッシュ線c1−d1は、ラミネート10の曲げによって対応の同一対の浮出し模様13と23の間に形成されるシート21の湾曲の平均長さを示す。シート11と21との間において例えば結合剤51によって形成される可動的接続の故に、シート21の浮出し模様23はシート11の対応の浮出し模様13に対して横方向に移動することができる。図2Bに見られるようにシート11と21との間の可動的接続の故にシート21は構造体10の曲げに対応するように短縮する必要はない。これは、この場合シート11の湾曲a1−b1がシート21における湾曲c1−d1の長さと本質的に同一長さに留まるからである。このようにして従ってシート11と12の間の可動的連続がシート11および12の過度の引張りおよび/または圧縮を最小限に成す。
【0033】
図3Aに図示の実施態様において、本発明のはり合わせ構造体10の第1シート11と第2シート21は第1結合材料51によって相互に接合され、この結合材料がこれらのシート11,21の相対運動を可能とする。所望ならば、本発明のはり合わせ構造体10において、第1結合材料51と相違する第2結合材料52を使用することができる。例えば図4Cに図示のように、3層(または3層以上)のシート11,21,31からなるはり合わせ構造体10において、第3シート31を第1シート11と第2シート21のいずれかに接続するために第2結合材料52を使用することができる。もちろん、シート11,21,31を相互に接合するために、同一の結合材料(第1結合材料51または第2結合材料52)を使用することができる。また所望ならば、第1シート11と第2シート21を接合するために、二種または種以上の相異なる結合材料51,52を使用することができる。
【0034】
図3Bに図示の本発明の他の実施態様においては、第1シート11と第2シート21の少なくとも一方、例えば第1シート11がその一方の表面上に直立繊維41を備える。これらの直立繊維41は第1シート11と一体となし、第1シート11の表面の特定区域をブラシがけすることによって形成することができる。さもなければ繊維41を第1シート11の表面の特定区域に個別に取付けることができる。これらの直立繊維41が結合材料51,52と組合わされると、第1シート11と第2シート21の接合プロセスを容易になし、はり合わせ構造体10が得られた時、シート11と21に対して相対的可動性を与える。
【0035】
図6に示す他の実施態様においては、第1シート11は直立繊維41の複数部分を有し、また第2シート21が直立繊維42の複数部分を有し、これらの部分が第1シート11と第2シート21の相互に対応する表面区域の中にそれぞれ配置されているので、これらのシートが相互に接合される時に、そのそれぞれの直立繊維部分41,42が大体に一致する。この場合、第1シート11と第2シート21は図6に図示のように結合剤51,52を使用しないでそれぞれの直立繊維41,42によって接合される。図6に示すように、第1シート11の直立繊維41が第2シート21の直立繊維42に対して機械的に係合する。
【0036】
理論によって拘束されるつもりはないが、出願人は相互に可動的に接合された各シート11,21によって形成された本発明のはり合わせ構造体10は、相互に剛性的に接合されるがその他の点では本発明の構造体10のシート11,21と実質的に同様の特性を有する先行技術のはり合わせ構造体10と比較して、可撓性が高くキャリパーが増大されまた吸収性が改良されていると思う。
【0037】
はり合わせ繊維構造体の製法
図1Aと図1Bは本発明の工程において使用される装置を概略図示する。図1Aについて述べれば、2枚の繊維シート11,21がエンボス加工ロール(以下ローラとも称する。)61,62と弾性加圧ローラ71,72とによってそれぞれ形成されたニップE1、E2の中に供給される。シート11,21は好ましくは伸性とするが、これは必ずしも必要でない。エンボス加工ローラ61,62は鋼などの実質的に剛性材料から成り、エンボス加工模様を有する。加圧ローラ71,72はゴムなどの可撓性、弾性材料から成る。エンボス加工ローラ61,62は適当駆動手段によってそれぞれの平行軸線回りに協働回転するように並列載置されている。エンボス加工ローラ61,62はその間に融合ニップNを成す。加圧ローラ71,72はそれぞれの平行軸線回りに任意適当な駆動手段によって回転自在に搭載され、エンボス加工ローラ61,62に対して協働するように並置されて、その間にエンボス加工ニップE1,E2を形成する。シート11,21はニップE1、E2を通して前進させられてエンボス加工される。各シート11,21をそれぞれのニップを通して通過させることにより一方または両方のシートにエンボス加工する事が好ましいが、本発明の方法においては任意のエンボス加工法を使用することができる。
【0038】
それぞれのニップE1,E2の作用でシート11,21上に個別の浮き出し模様13,23のエンボス模様が形成された後に、これらのシートはエンボス加工ローラ61,62の回転に従ってこれらのエンボス加工ローラの上のエンボス加工模様と弧状に接触した状態にとどまる。エンボス加工ローラ61,62はそれぞれ表面速度V1,V2で回転駆動される。好ましくはエンボス加工ローラ61の表面速度V1はエンボス加工ローラ62の表面速度V2に等しい。引張り制御と速度調整は業界公知であって、本発明にとって重要でない。
【0039】
前述のように、シート11と21は下記の方法のいずれかによって相互に接合することができる。すなわち、(1)はり合わせ構造体10が形成された後にシート11,21を相互に可動状態にとどまらせるような結合材料を使用してシート11と21を結合する方法、(2)第1シート11上に直立繊維41を形成し、第2シート21上に直立繊維42を形成し、次に繊維41を機械的に繊維42と係合させてシート11と21を相互に接合させ、同時に、はり合わせ構造体10が形成された後にこれらの層を相対的に移動可能の状態におく方法、および(3)方法(1)と方法(2)の組合わせ法。すなわち、シート11,21の一方または両方の上に直立繊維41および/または42の複数部分を形成し、次に結合材料51および/または52と直立繊維41および/または42の両方を使用してシート11,21を相互に接合する方法。
【0040】
結合材料を使用するシートの接合
図1Aと図1Bとに図示のように、第1シート11と第2シート21は、それぞれエンボス加工ローラ61,62と加圧ローラ71,72とによって形成されたエンボス加工ローラE1、E2の通過後に、それぞれエンボス加工ローラ61,62と弧状接触する。次に結合材料51が第1シート11上に配置される。さもなければ、結合材料52を第2エンボス加工ローラ62上に配置することができる。所望ならば、結合材料51と結合材料52の両方をそれぞれエンボス加工ローラ61に組合わされた紙ウエブとエンボス加工ローラ62に組合わされた紙ウエブの上に被着することができる。前述のように、第1結合材料51は第2結合材料52と同種のものとすることができる。第1および第2結合材料51,52はポリウレタン・ラテックスまた熱硬化性接着剤とすることができる。結合材料51,52としてフォームを使用することもできる。
【0041】
第1シート11と第2シート12のいずれか一方または両方がエンボス加工されていれば、結合材料51,52は好ましくは第1シート11上の遠位エンボス加工面13上におよび/または第2シート21上の遠位エンボス加工面23上に配置される。シート11,12上に結合材料を付着する方法は本発明にとって重要でない。図1Aと図1Bにおいて結合材料51,52を付着する装置はそれぞれエンボス加工ローラ61,62と軸方向平行関係に並置された2対のアプリケータ・ローラ91,92として概略図示されているが、本発明において他の適当な結合材料付着法を使用することができる。
【0042】
図1Aに図示のように、結合材料51および/または52が第1シート11および第2シート21の一方または両方に付着された後に、これらのシートが融合ニップNまで前進させられ、そこで対向関係に可動的に接合され、本発明のはり合わせ構造体10を成す。
【0043】
得られたはり合わせ構造体10が前述のような突起−突起模様を持つ場合には、第1シート11と第2シート21が好ましくはそれぞれの整列された浮出し模様13と23の少なくとも一部の遠位端において接合されるように、エンボス加工ローラ61と62が整列される。得られたはり合わせ構造体が前述のような入子型模様を持つものであれば第1シート11上の浮出し模様が図3D、図3Eおよび図3Fに図示のようにシート21の陥没模様23の中に接合されるようにエンボス加工ローラ61と62が相互に整列される。また得られたはり合わせ構造体10が前述のような二重層模様を有するものであれば図3Cに図示ように第1シート11の浮出し模様13が第2シート21の非エンボス加工面25に接合され、また第2シート浮出し模様が第1シートの非エンボス加工区域15に接合されるようにエンボス加工ローラ61と62が相互に整列される。
【0044】
所望ならば図1Bに図示のようにして第1シート11と第2シート21との間に第3シート31を介在させて3層はり合わせ構造体10を形成することができる。図1Bにおいては非エンボス加工シートとして第3シート31を示しているが本発明においてはエンボス加工された第3シート31(図示されていない)を使用することもできる。
【0045】
直立繊維を係合させることによるシートの接合
シート11、21は、ローラ61、62と円弧状接触しているが、第1シート11と組合わされた直立繊維部分41および/または第2シート21と組合わされた直立繊維部分42がそれぞれのシート上に形成される。直立繊維41と42は業界公知の任意の方向によって形成することができる。例えば、図1に示すようにブラッシング・ローラ81、82を使用してシート11、21のエンボス加工された区域にブラシがけすることによって一体的な直立繊維41、42を形成することができる。本明細書において、直立繊維41、42がそれぞれのシート11、21の固有の要素であれば、これらの直立繊維はシート11、21と一体である。さもなければ、直立繊維41、42はシート11、21に対して個別に取り付けることができる。個別に取り付けられる繊維41、42はシート11、21の材料と相違する材料で形成することができる。
【0046】
直立繊維41、42が形成された後に、第1シート11と第2シート21がニップNに向かって前進させられ、第1シートの直立繊維41が第2シートの直立繊維42に対向するようにこれらのシートが相互に対向関係に接合される。ニップNを通す事により、第1シート11の直立繊維41が第2シート21の直立繊維42と機械的に係合して、第1シート11と第2シート21がそのいずれか一方の引き裂きまたは分離を生じないで相対的に移動できるように相互に可動的に接合される。
【0047】
直立繊維と結合材料とによるシートの接合
第1シート11と第2シート21の少なくとも一方が直立繊維41または42を形成するように処理される。もちろん直立繊維41、42は第1シート11と第2シート21の両方に形成することができる。例えば第1シート11が直立繊維41の部分を有するように処理され、次に結合材料51が直立部分41の上に、好ましくは直立繊維41の自由端に対して直接に配置される。
【0048】
あるいはまた、直立繊維を有しない第2繊維の上に結合材料52を配置することができる。この場合第1シート11と第2シート21はニップNにおいて対向関係に配置される時、結合材料52は好ましくは第1シート11上の直立繊維41の部分に対応する区域に被着される。このようにして第1シート11の直立繊維41が第2シート21上に被着された結合材料52と係合して、第1シート11と第2シート21を可動的に接合して、これらのシートのいずれかの引き裂きまたは分離を生じることなくこれらのシートが相互に可動的に接合された本発明のはり合わせ構造体10を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1A】 本発明の製造方法を実施する概略側面図であって、図1Aは2シートを含むはり合わせ構造体(2層構造体)を製造するための本発明の方法を示す。
【図1B】 3シートを含むはり合わせ構造体(3層構造体)を製造するための本発明の方法を示す。
【図2A】 曲げられた先行技術のラミネートの拡大断面を示す概略図。
【図2B】 曲げられた本発明のラミネートの拡大断面を示す概略図。
【図3A】 整列突起−突起模様で接合された2シートからなる2層構造体。
【図3B】 片寄り突起−突起模様で接合された2シートからなる2層構造体。
【図3C】 二重層はり合わせ模様を有する2層構造体。
【図3D】 入子模様で配置された2層構造体。
【図3E】 入子模様に組合わされた2層のエンボスシートからなる2層構造体において、各シートがそれ自体のエンボス開先角を有しこの開先角が他のシートのエンボス開先角と相違する構造体を示す。
【図3F】 入子模様に組合わされた2層のエンボスシートからなる2層構造体において、各シートがそれ自体のエンボス開先角を有しこの開先角が他のシートのエンボス開先角と相違する構造体を示す。
【図3G】 エンボス・シートと非エンボス・シートとからなる2層構造体を示す。
【図3H】 2層の非エンボス・シートからなる2層構造体を示す断面図。
【図4A】 本発明の3層はり合わせ構造体の相異なる実施態様の概略拡大断面図であって、2層のエンボス・シートとこれら2層のエンボス・シート間の1非エンボス・シートとからなる3層構造体。
【図4B】 本発明の3層はり合わせ構造体の相異なる実施態様の概略拡大断面図であって、2層のエンボス・シートとこれら2層のエンボス・シート間の1非エンボス・シートとからなる3層構造体。
【図4C】 突起−突起模様に配置された2層のエンボス・シートと一方のエンボス・シートに外部から接合された1層の非エンボス・シートとからなる3層構造体を示す断面図。
【図5】 シートの本質的に非連続区域を示す本発明の構造体の平面図。
【図6】 一方のシートの直立繊維が他方のシートの直立繊維の機械的に係合した状態を示す本発明の2層構造体の概略拡大断面図。

Claims (13)

  1. 少なくとも第1シートと第2シートを有するはり合わせ繊維性構造体であって、
    前記第1シート及び前記第2シートの一方又は両方が、エンボス加工された後に、エンボス加工されたシートの凸部のみが、ブラシ掛けされ、
    前記第1シートまたは前記第2シートの引き裂きを生じることなく前記第1シートの少なくとも一部が前記第2シートの対応部分に対して可動的であるように、前記第1シートと前記第2シートが、対面関係に相互に接合され、ここで前記シートの両方が、依然として相互に可動であり、ここで前記第1シートと前記第2シートが、
    (a)前記第1シートが、前記第2シートに対向する直立繊維を有すると共に前記第2シートが、前記第1シートに対向する直立繊維を有し、且つ前記第1シートの前記直立繊維が、前記第2シートの前記直立繊維に機械的に係合すること;または、
    (b)前記直立繊維が他のシートに結合している状態で、前記第1シート及び前記第2シートの一方または両方が、前記他のシートに対向する前記直立繊維を有すること;
    の何れかによって、前記はり合わせ繊維性構造体を形成するように連結され接合されることを特徴とするはり合わせ繊維性構造体。
  2. 前記第1シートが、エンボス加工されていることを特徴とする、請求項1に記載のはり合わせ繊維性構造体。
  3. 前記第2シートが、エンボス加工されていることを特徴とする、請求項2に記載のはり合わせ繊維性構造体。
  4. 前記第1シートと前記第2シートが、突起−突起模様を成すように相互に接合されていることを特徴とする、請求項3に記載のはり合わせ繊維性構造体。
  5. 前記第1シートと前記第2シートが、入子模様を成すように相互に接合されていることを特徴とする、請求項3に記載のはり合わせ繊維性構造体。
  6. 前記第1シートと前記第2シートが、前記第1シートの浮出し模様が前記第2シートの非エンボス区域に接合されると共に前記第2シートの浮出し模様が前記第1シートの非エンボス区域に接合されるように、相互に接合されていることを特徴とする、請求項3に記載のはり合わせ繊維性構造体。
  7. 前記第1シートと前記第2シートを可動的に接合する結合材料を有することを特徴とする、請求項2に記載のはり合わせ繊維性構造体。
  8. 前記第1シートと前記第2シートが、前記はり合わせ繊維性構造体の前記シートの面に沿って相互に横方向に可動であることを特徴とする、請求項1に記載のはり合わせ繊維性構造体。
  9. 前記第1シートが、前記第2シートに対向する直立繊維を有することを特徴とする、請求項1に記載のはり合わせ繊維性構造体。
  10. 前記第2シートが、前記第1シートに対向する直立繊維を有することを特徴とする、請求項9に記載のはり合わせ繊維性構造体。
  11. 前記第1シートの前記直立繊維が、前記第2シートの前記直立繊維に機械的に係合して前記第1シートを前記第2シートに対して可動的に連結して前記はり合わせ繊維性構造体を形成することを特徴とする、請求項10に記載のはり合わせ繊維性構造体。
  12. 前記第1シートと前記第2シートの少なくとも一方のシートの前記直立繊維が、前記第1シートと前記第2シートの少なくとも一方と一体を成すことを特徴とする、請求項11に記載のはり合わせ繊維性構造体。
  13. 少なくとも第1繊維性シートと第2繊維性シートとを準備する工程と、ここで前記第1シート及び前記第2シートの一方又は両方が、エンボス加工された後に、エンボス加工されたシートの凸部のみが、ブラシ掛けされ
    前記第1シートと前記第2シートのいずれかを引き裂くことなく前記第1シートの少なくとも一部が前記第2シートの対応部分に対して可動となるように、
    前記第2シートに面する前記第1シート上に直立繊維を準備すると共に前記第1シートに面する前記第2シート上に直立繊維を準備し、且つ前記第1シートの前記直立繊維を前記第2シートの前記直立繊維に機械的に係合する工程、または、
    他のシートに面する前記第1シートおよび前記第2シートの一方または両方上に直立繊維を準備して前記直立繊維を前記他のシートに結合する工程、
    の何れかによって前記第1シートと前記第2シートを対面関係に接合する工程と;
    を有し、
    ここで前記シートの両方が、依然として相互に可動である、ことを特徴とするはり合わせ繊維性構造体の製造方法。
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