JP4339686B2 - 使い捨て吸収性物品の成形された弾性を有する耳を製造する方法 - Google Patents

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Description

本発明は、成形された弾性耳部分積層体を、弾性および非弾性材料の連続ウェブから製造する方法に関する。成形された弾性耳部分積層体は、おむつ、および大人用失禁物品などの使い捨て吸収性物品に使用するのに特に好適である。
装着者に密着させられる使い捨て吸収性物品は、従来、フックおよびループファスナ、又は感圧接着テープなどの機能的クロージャ構成要素を有する固定システムを使用する。これらのクロージャ構成要素は、従来、吸収性物品の側縁部に提供されるか、又はそこに小さいタブとして配設される。一般に、そのクロージャ要素が係合する相補的な一片も提供される。この相補的な要素は、使い捨て衣類の本体部分にあることが多い。タブは、いわゆる耳部分に配設されることが多く、使い捨て吸収性物品の縁部分から切り取られる。この耳部分は、米国特許第4,857,067号、同第5,156,973号、および同第4,381,781号に記載のものなどの弾性材が備えられていることが多い。より大きい吸収性物品シャシーからこのように耳部分を切り取ると、多量の切れ端を作り出すことになり、これは費用がかかり処分が必要になる。
この耳部分は、また、吸収性物品の本体のシャシーに取付けられる別々の要素として提供されてきたが、耳部分には、例えば、シャシーに取付けるほぼ弾性のクロージャ要素および手段を必要とする、全ての機能的要素が提供されている。別々に付けられるこの耳部分は、吸収性物品製造ラインで廃棄物を作り出さず、更に複雑な吸収性物品ラインを変更することを必要とすることなく、耳部分の構成に変更が可能である。このような耳の構成の例は、米国特許第6,159,584号(イートン(Eaton)ら)に開示されている。しかし、まだ、これらの耳部分積層体に関して、切りくずの発生を少なくし、高速組立て速度の吸収性物品製造ラインで容易に使用され得る積層体を提供する必要がある。
本発明は、連続した長さのロールから輪郭加工弾性耳部分を形成するのに好適な、輪郭加工弾性積層体を形成する方法に関する。
第1の幅を有する、連続した長さの少なくとも1つの弾性ウェブ材料と、第2の幅を有する、連続した長さの第1の伸長可能な非弾性ウェブとが、最初に提供される。少なくとも1つの弾性ウェブ材料と、第1の伸長可能な非弾性ウェブを積層し、機械方向に不定の長さを有する、第1の寸法安定な積層体を形成する。次いで、この第1の積層体は、隣接する少なくとも2つの連続した長さの、少なくとも2つの嵌め合わされる輪郭加工積層体に切断され、嵌め合わされる輪郭加工積層体は、それぞれ、少なくとも1つの輪郭加工縁部を有する。隣接する輪郭加工積層体の隣接する輪郭加工縁部は、第1の積層体から切り取られ、これらは、ほぼ互いに実質的に鏡像体の関係になっており、それらが分離される時、隣接する輪郭加工積層体間で、切れ端を除去する必要がない。また、これらの輪郭加工積層体は、実質的に連続であるか、又は不定の長さを有する。次いで、隣接する少なくとも2つの輪郭加工積層体が互いに分離される。次いで、第3の幅を有する、連続した長さの少なくとも1つの第2の非弾性ウェブが提供される。次いで、この少なくとも1つの第2の非弾性ウェブを、輪郭加工積層体の少なくとも1つに積層し、少なくとも1つの第2の寸法安定な連続積層体を形成する。次いで、この第2の寸法安定な連続積層体は、使い捨て衣類で使用するため、ファスナ要素を更に備え、個々の輪郭加工弾性耳部分に切断される。少なくとも1つの第2の寸法安定なウェブから個々の弾性耳部分が切り取られる、又はウェブが第2の寸法安定なウェブから切り取られる前、その間、又はその後に、積層体の弾性部位を、任意に活性化させることができる。
本発明の第1の実施形態を図1に示す。ロールなどから連続した長さの少なくとも1つの弾性ウェブ材料2が提供される。弾性ウェブは、フィルムタイプの弾性材又は不織弾性材を含む、任意の好適な平坦な弾性ウェブとすることができる。好ましい実施形態では、弾性ウェブ材料は弾性フィルムであり、好ましくは、米国特許第5,501,675号、同第6,462,708号、同第5,354,507号、又は同第5,344,691号などに開示されているものなどの同時押出し弾性フィルムである。これらの参考文献は、少なくとも1つの弾性層と、1つ又は2つの比較的非弾性の皮膚層又は外側層とを有する、様々な形態の多層同時押出し弾性積層体を教示する。非弾性層はこれらの層の弾性限界を超えて伸張することができ(即ち、それらは永久変形される)、積層体は、その後、弾性層の比較的高い弾性回復力により、伸張方向と反対の方向に回復する。非弾性層は、接着剤の粘着付与成分が弾性材料中に移行する恐れがなく、不織層を接着剤で取付けるのに確実な取付け表面を提供する。
皮膚層又は外側層は、任意の、半結晶性又は無定形のポリマーで形成される、ほぼ非粘着性の材料又はブレンドであり、弾性層よりエラストマー性が小さく、ほぼ非弾性であり、弾性積層体が伸張されるパーセンテージで、コア層よりも比較的大きく永久変形する。
弾性ウェブ材料は、周囲条件でエラストマー特性を示す材料で形成される。エラストマーは、材料が、伸張された後に実質的にその元の形状に戻ることを意味する。好ましくは、エラストマーは、変形および弛緩の後、少しの永久硬化しか維持せず、その硬化は、50%〜500%伸張した後、好ましくは元の寸法の30%未満であり、更に好ましくは元の寸法の20%未満である。エラストマー材料は、純粋なエラストマー、又は、エラストマー相、若しくは、室温でまだ実質的なエラストマー特性を示す含有物を有するブレンドのいずれかとすることができる。好適なエラストマー熱可塑性ポリマーには、ブロックコポリマー、例えば、A−B又はA−B−A型のブロックコポリマーなどのような当業者に既知のものなどが挙げられる。これらのブロックコポリマーは、例えば、米国特許第3,265,765号、同第3,562,356号、同第3,700,633号、同第4,116,917号、および同第4,156,673号に記載されている。スチレン/イソプレン、ブタジエン、又はエチレン−ブチレン/スチレン(SIS、SBS、又はSEBS)ブロックコポリマーが特に有用である。(一般に、少なくとも1つのAブロックと少なくとも1つのBブロックの2つ以上のブロックがあり、これらのブロックは、任意の順番で配置することができ、線状、放射状、分岐、又は星形ブロックコポリマーなどが挙げられる。)他の有用なエラストマー組成物には、エラストマーポリウレタン、エチレン酢酸ビニルなどのエチレンコポリマー、エチレン/プロピレンコポリマーエラストマー、又はエチレン/プロピレン/ジエンターポリマーエラストマーなどを挙げることができる。これらのエラストマーの互いのブレンド物、又は改質用の非エラストマーとのブレンド物も想到される。
弾性ウェブ材料2は、第1の幅を有する。複数の長さの弾性ウェブは、図示のように単一のロールから、又は複数の供給ロールなどから提供されることが好ましい。第2の幅を有する、連続した長さの第1の伸長可能でほぼ非弾性のウェブ3も、好ましくはロールから供給される。伸長可能な非弾性ウェブは、好ましくは不織ウェブである。不織ウェブは、一般に、元の幅寸法の少なくとも30%、好ましくは少なくとも75%伸長することができ、好ましい伸長度の範囲は、50〜400%であり、最も好ましくは75%〜400%である。
非弾性の伸長可能なウェブを連続的に、又は断続的に1つ又は複数の弾性ウェブに取付けることができる。それらが、それぞれのいずれかの表面に沿って同一平面上にある時に、連続的に取付けられるか、又は断続的に取付けられる場合、一般に、弾性ウェブ/非弾性ウェブ積層体を伸張して、弾性積層体を活性化させる必要がある。これは、前述のように、同時押出し弾性材の伸長可能な非弾性ウェブおよび/又は皮膚層の引張抵抗を克服するためである。この活性化は、一般に、様々な既知の技術で伸張することにより達成される。また、非弾性ウェブが、弾性耳部分に対して意図される弾性の方向で、弾性ウェブより長い寸法を有する場合、非弾性ウェブ材料を弾性ウェブに断続的に取付けることができる。例えば、直線状取付け部位で非弾性ウェブを弾性ウェブに断続的に取付けることができ、非弾性ウェブの弓形部分は隣接する直線状取付け部位から外側に突出する。しかし、好ましくは、非弾性ウェブは連続しており、長さ方向又は機械方向に延びる幅寸法の少なくとも一部で平面であり、機械方向における積層体の寸法安定性を付与する。弓形部分の不織ウェブの長さは、同じ2つの隣接する取付け部位間の弾性ウェブ材料の長さより大きい。取付け部位は直線状、非直線状、又は断続的(例えば、点結合、セグメント化されている結合線、円形の結合など)とすることができ、および/又は、不規則な間隔で配置され、実質的に平行で、均一な弾性特性を付与する。また、均一な配列若しくは幾何学的パターンに配置される点結合又は結合部位でも、又は均一な幾何学的パターンで交差する非直線的な結合線でも、均一な弾性特性が可能である。均一な幾何学的パターンは、所与の結合パターンの間の、又は所与の結合パターン内での不織材料の量が、伸長可能な部分の長さおよび幅全体で、実質的に均一であることを意味する。平行でない取付け部位を提供することにより、不均一な弾性特性を提供することができる。例えば、取付け部位間隔は、伸長可能な弾性耳部分の横方向で変化することができ、耳部分に、その幅に沿って様々な程度の弾性を付与する。例えば、結合点又は線を不規則な間隔で配置する、収束する、発散する、又は、サイズおよび/又は頻度を増加させることができる。また、伸長方向又は幅方向のいずれかで、1つ以上の弓形部分の幅又はサイズを変化させることによって、弾性特性を様々にすることができる。
伸長可能な非弾性ウェブは、好ましくは、初期降伏引張力が少なくとも100gm/cm、好ましくは少なくとも300gm/cmの不織ウェブである。不織ウェブを作製する好適な方法には、以下に限定されないが、エアーレイ法、スパンボンド法、スパンレース法、結合メルトブローンウェブ(bonded melt blown webs)および結合カードウェブ(bonded carded web)形成法が挙げられる。スパンボンド不織ウェブは、スピナレット中の一連の細かいダイオリフィスからフィラメントとして溶融熱可塑性材料を押出すことにより作製される。押出されるフィラメントの直径は、例えば、非噴射出又は噴射流体牽引(non−eductive or eductive fluid−drawing)により、又は他の既知のスパンボンド機構(米国特許第4,340,563号(アッペル(Appel)ら)、同第3,692,618号(ドルシュナー(Dorschner)ら)、同第3,338,992号および同第3,341,394号(キニー(Kinney)ら)、同第3,276,944号(レビー(Levy)ら)、同第3,502,538号(ピーターソン(Peterson))、同第3,520,763号(ハルトマン(Hartman))、および同第3,542,615号(ドボ(Dobo)ら)などに記載のものなど)による張力下で、急速に小さくなる。スパンボンドウェブは、好ましくは結合(点結合又は連続結合)されている。不織ウェブ層は、結合カードウェブから作製されてもよい。カードウェブは、分離されたステープル繊維から作製されており、その繊維は、ステープル繊維を分離して機械方向に配列させ、ほぼ機械方向を向いた繊維状不織ウェブを形成する、コーミング又はカーディング装置を通して送られる。しかし、ランダマイザー(randomizer)を使用してこの機械方向の配列を減少させることができる。カードウェブは形成されると、その後、好適な引張特性が付与されるように、幾つかの結合方法のうちの1つ以上によって結合される。1つの結合方法は、粉末化された接着剤をウェブじゅうに分配した後、通常、ウェブと接着剤を高温の空気で加熱することにより活性化させる粉末接着である。別の結合方法は、加熱されたカレンダーロール又は超音波融着装置を使用し、通常は局部化された結合パターンで繊維を一緒に結合させるパターン結合であるが、ウェブは必要に応じて、その表面全体で結合することができる。一般に、ウェブの繊維がより多く一緒に結合されるほど、不織ウェブの引張特性は大きくなる。
エアーレイ法は、本発明で有用な繊維不織ウェブを作製することができる別の方法である。エアーレイ法では、長さが通常約6〜約19ミリメートルの範囲の小さい繊維の束が分離され、供給される空気で搬送された後、しばしば供給される真空の補助によって、形成スクリーン上に堆積する。次いで、不規則に堆積される繊維は、例えば、熱風又はスプレー接着剤を使用して互いに結合される。
あるいは、既知のメルトブローンウェブ、又はスパンレース不織ウェブなどを使用して、本発明の伸長可能な弾性耳部分の不織ウェブを形成できる。メルトブローンウェブは、複数のダイオリフィスから熱可塑性ポリマーを押出すことによって形成され、ポリマー溶融流は、高温高速の空気又は蒸気によって、ポリマーがダイオリフィスから出てくるちょうどその位置で、ダイの2面に沿ってすぐに細化される。得られる繊維は、捕集面で捕集される前に交絡され、生じる乱気流中で凝集ウェブになる。一般に、本発明に十分な一体性と強度を付与するため、メルトブローンウェブを前述の空気交絡(air bonding)、熱融着又は超音波融着などによって更に結合しなければならない。
PCT国際公開第96/10481号に開示されるように、非弾性ウェブを意図する伸長可能な横方向にスキップスリット加工(skip−slitting)することにより、非弾性ウェブを伸長可能にすることもできる。このスリットは非連続的であり、一般に、ウェブが弾性材に取付けられる前に、ウェブにスリットが入れられる。更に困難ではあるが、非弾性ウェブを弾性ウェブに積層した後、非弾性ウェブ層にスリットを作成することも可能である。非弾性ウェブのスリットの少なくとも一部は、弾性ウェブ層の意図される伸長方向又は弾性方向(少なくとも第1の方向)に、ほぼ垂直(又は、実質的に垂直なベクトルを有するもの)とすべきである。ほぼ垂直は、選択される1つ又は複数のスリットの縦軸と、伸長方向との角度が60°〜120°であることを意味する。積層体全体が弾性であるように、前述のスリットのうち十分な数がほぼ垂直である。弾性積層体が少なくとも2つの異なる方向で弾性を有することを意図される場合、2方向のスリットを備えることが有利である。これらの非弾性ウェブでは、活性化は一般に必要ではない。
また、伸長可能な不織布は、米国特許第4,965,122号、同第4,981,747号、同第5,114,781号、同第5,116,662号、および同第5,226,992号に記載の、ネッキングされた又は可逆的にネッキングされた不織ウェブとすることができる。これらの実施形態では、不織ウェブは、弾性ウェブ層に取付けられる前に伸長されるか、又は引張される。これらの非弾性ウェブでは、活性化は一般に必要ではない。
伸長可能な非弾性ウェブ3は、全体的に、全ての弾性ウェブ材料2を合わせたものよりも幅が広いため、これらの弾性材料のリボン又はウェブを分離する間隔を有するように、複数の長さの弾性ウェブを不織ウェブ3に取付けることができる。次いで、少なくとも1つの弾性ウェブ材料、および第1の伸長可能な非弾性ウェブを積層し、ニップ14で不定の長さを有する第1の寸法安定な積層体を形成する。この積層は、好ましくは、接着剤アプリケータ18で供給される接着剤4の使用による。これは、連続的な接着剤塗布又は断続的な接着剤塗布とすることができる。伸長可能なウェブ3が横方向でその伸長性を失わなければ、熱融着又は超音波融着を使用することもできる。あるいは、弾性フィルムウェブを伸長可能な非弾性ウェブ3上に直接、押出し成形することができる。次いで、別の接着剤層6を接着剤アプリケータ19で積層体5に塗布することができる。この別の接着剤層6は、この積層体の切取き形態が、第2の、好ましくは伸長可能な不織非弾性ウェブに後で接合することを可能にする。図2は、第1の積層体5の平面図であり、図3は、図2の積層体の端面図である。
次いで、この第1の積層体5は、図4に示されるように、切断線27および28に沿ってダイカッター15などを使用し、隣接する少なくとも2つの連続した長さの少なくとも2つの嵌め合わされる輪郭加工積層体22および23に連続的に切断される。各嵌め合わされる輪郭加工積層体は、それぞれ、切断線27および28により画定される少なくとも1つの輪郭加工縁部を有する。第1の積層体5から切取られる隣接する輪郭加工積層体22および23の隣接する輪郭加工縁部(例えば、37、37’、又は38、38’)は、ほぼ互いに実質的な鏡像体の関係にあり、図4および5に示されるように、隣接する輪郭加工積層体間の切れ端を除去する必要がない。切れ端は、除去および処分が必要な余分な材料である。また、これらの輪郭加工積層体22および23も機械方向で実質的に連続である、又は不定の長さを有する。次いで、少なくとも2つの隣接する輪郭加工積層体22および23は、互いに分離される。図6および8に示されるように、22および23のそれぞれの複数の輪郭加工積層体が形成される場合、同じ積層ウェブ5から互い違いの積層体が切り取られる。第1組の輪郭加工積層体22は、隣接するもう一組の輪郭加工積層構造体23に対応する間隙によって分離され、逆もまた同様である。第1組の輪郭加工積層体22は、反対側の側縁部37および38を有し、これらは、第2組の輪郭加工積層体23の反対側の側縁部37’および38’の鏡像であることが好ましい。不織層33、弾性材32、および接着剤層34および36が提供される場合、これらは、また、図7および9に示されるのと同じ輪郭加工積層構造体に切断される。
第3の幅を有する、連続した長さの少なくとも1つの第2の伸長可能な非弾性ウェブ21が、ロール29又は20から提供される。この第2の伸長可能なウェブ21は、伸長可能なウェブ3と同一のもの、又はそれと異なるものとすることができる。しかし、この少なくとも1つの第2の非弾性ウェブ21(21aおよび21b)は、また、伸長可能な不織ウェブであることも好ましい。この第2の伸長可能な非弾性ウェブを、輪郭加工積層体22および/又は23に積層し、第2の寸法安定な連続積層体41および第3の寸法安定な連続積層体40を形成する。この積層は、接着剤層6を使用して行うことができるか、又は任意に追加の接着剤を接着剤アプリケータ16および17から提供することができる。第2の寸法安定な積層体41は、第1組の輪郭加工積層体22を含む。これらの第2組の輪郭加工積層体22は、非弾性部位30および39を有する。弾性材を含む部分は、弾性材を含まない薄い部位によって分離されている。弾性材を含む部分は、それぞれ最終的に一連の1つ又は2つの別々の弾性耳部分を形成し、これらは、好ましくは非弾性部位39で衣類に接合される。非弾性部分30を有する反対側の端部は、接着剤層、フック若しくはループなどのメカニカルファスナ材料などの固定要素を含むことが好ましく、あるいは固定要素を有するタブなどをステーション46で提供することができる。
個々の弾性要素を第2の寸法安定なウェブから切り取る前に、又は切り取る時に、例えば、ステーション45で、弾性材料2を含む第2又は第3の寸法安定なウェブの一部32を伸張することにより、弾性材料を任意に活性化することができる。この伸張は、例えば、インターメッシュ波形成形(intermeshing corrugating)ロール、又はゾーンテンタリング(zone tentering)デバイスなどによって達成され得る。第2又は第3の寸法安定な積層体を更にロール47および48上に捕集し、図14、16および19に示されるように、より小さいロールの、好適に対応する輪郭加工積層体に更に切断する、又は図18に示されるように、使い捨て衣類で使用する個々の輪郭加工弾性要素に切断することができる。
図14は、使い捨て衣類の反対側で使用する、複数組の対応するタブ41および42を含む、1組の更に小さい第2の寸法安定な積層体44に更に切断される、図10の第2の寸法安定な積層体の平面図である。各組の積層体44は、それぞれ、一連の複数組の対応する弾性耳部分41および42を含み、これらは使い捨て衣類などの反対側に配設される。
図16は、図14の、使い捨て衣類の反対側で使用する、複数組の対応する耳部分41および43を含む、1組の更に小さい第3の寸法安定な積層体に更に切断される、図12の第3の寸法安定な積層体の平面図である。しかし、図16では耳部分は反対側にあり、逆になっている。また図16では、端部積層体43’および43’’’は、それぞれ、1組の耳部分しか含まず、完全な1組のクロージャ耳部分を提供するために、これらの2つの積層体を対にするか、又は対応付けなければならない。
図18は、第2の又は第3の寸法安定な積層体のいずれかから切り取られる、1組の対応する耳部分を有する使い捨て衣類を示す。
図19は、図14又は16の積層体44又は43”などの、連続した長さの第2又は第3の寸法安定な積層体を含むロールである。
図20は、本発明の第2の実施形態による装置および方法の斜視図である。この実施形態では、方法は、図1の実施形態に関して記載されるとおりであるが、しかし、接着剤層6は、切取りステーション15の後に提供される。これは、切断要素に接着剤が堆積することを防ぐ。
本発明の第1の実施形態による装置および方法の斜視図である。 図1の第1の実施形態による第1の寸法安定な積層体の破断平面図である。 図2の積層体の端面図である。 複数の輪郭加工積層体に切断される、図2の第1の積層体の平面図である。 図4の端面図である。 第1の積層体から分離された、第1組の切取られた輪郭加工積層体の平面図である。 図6の端面図である。 図6の輪郭加工積層体の実質的な鏡像である、隣接する第2組の切取られた輪郭加工積層体の平面図である。 図8の端面図である。 第1組の輪郭加工積層体から形成される、第2の寸法安定な積層体の破断平面図である。 図10の積層体の端面図である。 図10の積層体の端面図である。 図8の第2組の輪郭加工積層体から形成される、第3の寸法安定な積層体の破断平面図である。 図12の積層体の端面図である。 使い捨て衣類の反対側に使用する、複数組の対応する耳部分を含む、1組の更に小さい第2の寸法安定な積層体に更に切断される、図10の第2の寸法安定な積層体の平面図である。 図14の端面図である。 使い捨て衣類の反対側に使用する、複数組の対応するタブを含む、1組の更に小さい第3の寸法安定な積層体に更に切断される、図12の第3の寸法安定な積層体の平面図である。 図16の端面図である。 第2又は第3の寸法安定な積層体から切り取られる、1組の対応する耳部分を有する使い捨て衣類の図である。 連続した長さの、第2又は第3の寸法安定な積層体を含むロールの図である。 本発明の第2の実施形態による装置および方法の斜視図である。

Claims (3)

  1. 輪郭加工弾性耳部分を形成するのに好適な、輪郭加工弾性積層体を形成する方法であって、
    (a)第1の幅を有する、連続した長さの少なくとも1つの弾性ウェブ材料と、第2の幅を有する、連続した長さの第1の伸長可能な非弾性ウェブとを提供する工程、
    (b)前記少なくとも1つの弾性ウェブ材料と、前記第1の伸長可能な非弾性ウェブとを積層し、第1の積層体を形成する工程、
    (c)前記第1の積層体を、隣接する連続的な長さの少なくとも2つの嵌め合わされる輪郭加工積層体に連続的に切断する工程であって、嵌め合わされる輪郭加工積層体は、それぞれ、少なくとも1つの輪郭加工縁部を有し、隣接する輪郭加工積層体の隣接する輪郭加工縁部は、互いに実質的に鏡像体の関係にある工程、
    (d)前記隣接する少なくとも2つの輪郭加工積層体を分離する工程、
    (e)第3の幅を有する、連続した長さの少なくとも1つの第2の伸長可能な非弾性ウェブを提供する工程、
    (f)前記少なくとも1つの第2の伸長可能な非弾性ウェブを少なくとも1つの輪郭加工積層体に積層し、少なくとも1つの寸法安定な第2の連続積層体を形成する工程、および
    (g)前記第2の連続積層体を捕集する工程、
    を含む方法。
  2. 前記第1の非弾性ウェブが少なくとも100g/mmの初期引張降伏力と、少なくとも50%の伸長度とを有する不織ウェブである、請求項1に記載の方法。
  3. 前記第2の連続積層体をスリット加工することを更に含む、請求項1に記載の方法。
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