JP5148622B2 - ロータリープレスで形成するための方法 - Google Patents

Description

本発明は、一般的に、製品又は構成要素を作製するためのシステム及び方法に関するものであり、より具体的には、熱可塑性材料から構成要素を作製するためのシステム及び方法に関する。

多くの材料が形作り可能である。例えば、金属製品は、鍛造によって形作られることがある。プラスチック材料も、形作られることがある。様々なポリマーが、熱可塑性であることは既知である。熱可塑性材料は、可塑性又は変形可能である、加熱されるときに溶融する、及び冷却されるときに固化する等の性質を示すことができる。熱可塑性材料は、軟化するまで加熱され、次に変形されてもよい。熱硬化性ポリマーは、対照的に、高度に架橋されたポリマーであって、鋳造及び硬化された後では再溶融又は再形成することができない。

熱可塑性材料を含んでもよい製品構成要素の一例には、サーフェスファスナーがある。サーフェスファスナーは、様々な用途において一般に使用されており、多くは第１の表面を第２の表面に結合して、これにより、物品の第１と第２の部分を向かい合わせの関係に連結するものである。サーフェスファスナーは、１つの物品を他に固定するために、又はある所望の方法で物品の第１の部分を第２の部分に固定するために、使用されることもある。サーフェスファスナーは、消費者製品を含めて、様々な用途で使用されることがある。例えば、サーフェスファスナーは、おむつなどの吸収性物品と共に、様々な製品又は物質のいずれかのパッケージを固定する、開く、又は閉じるために、包帯又は創傷保護被覆材などの医用製品用に使用されることがある。

上に列挙した目的のために、様々なファスナーが使用されてもよい。好適なファスナーの例には、総称的に「マクロファスナー」と呼ばれるものが挙げられる。「マクロファスナー」は、いずれかの大きな連結ファスナーを指す。マクロファスナーの一般的な例には、バックル、タブとスロット、ホックと通し輪、ボタン、ジッパー、スナップなどが挙げられる。マクロファスナーは、連結される部品に良い整列をもたらす傾向がある。それらは通常、それ自体にのみ連結するものであって、他の対象物にくっつくことはなく、多くの実施形態が静かに係合を解く。マクロファスナーは、おむつなどの吸収性物品を閉じることを含め、様々な状況で有用である。

幾つかのマクロファスナーは、それらの設計の本質のために、係合プロセス中及び応力下での使用中の著しい変形を防ぐためにやや剛性である場合がある。そのような変形が、２つのファスナー構成要素を、容易に共に噛み合わない形状にすることがある。したがって、そのようなマクロファスナーの組み立てには、ファスナーの背骨を作り上げる硬いプラスチックの芯要素を形成することと、柔軟な不織布材でこれを包囲することと、を備えることができる。例えば、強化するためのプラスチック要素が、タブ・アンド・スロットのマクロファスナーと共に使用されて、それらの相互連結する能力、相互連結を保つ能力、及び適切な向きを維持する能力を改善してもよい。

そのようなマクロファスナーの硬い強化するためのプラスチックの芯要素を形成するために、様々な方法が使用されてもよい。その部品を形成する１つの既知の方法には、厚いプラスチックフィルムを押し出して、これを形状に打抜き、すなわちパンチし、次に、直線的なやり方で、不織布材中に積層することがある。この方法では、芯要素全体にわたって単一の厚さだけを有するという設計に限定される可能性がある。この方法はまた、形成プロセスを複雑にして費用を増加する場合もある、遊離片の原因となる幾つかの小さなパンチ操作を使用することがあるので、部品の集合体（mass）の使用を減少した部品形状を作り出す能力を制限する場合がある。加えて、打抜き及びパンチ加工は通常、材料を初期溶融物の中に再利用できない場合、高いスクラップ率という結果になる。

ファスナー芯要素を形成する別の既知の方法は、熱可塑性樹脂印刷と呼ばれ、ＰＣＴ国際公開特許ＷＯ ０３／０３９８６８ Ａ１号に記載されている。この方法は、非常に熱い溶融プラスチックを使用しており、これが、芯要素の形状のセル又は空隙域の中に置かれて、次に、不織布材の上に印刷ないしは別の方法で付着される。この形成方法は、欠点を有する場合がある。１つのそのような欠点として、プラスチックの芯要素は通常、それが上に付着される不織布材よりも高い溶融温度であることがある。典型的には、ポリエチレンテレフタレートのような不織布を使用すると、ポリプロピレンなどの、より低い溶融温度の類似不織布と比較して、より高コストになり得る。印刷での別の欠点は、芯要素が不織布上を汚す傾向があり、部分最適な形状という結果になることである。

本発明の一態様において、回転鍛造を用いて熱可塑性材料を形成するための方法が提供される。ある容量の熱可塑性材料は実質的に鍛造温度以上で供給される。熱可塑性材料は、第１の回転鍛造装置と第２の回転鍛造装置との間に移送される。第１の鍛造装置は熱可塑性材料を受け取るその表面内に第１の鍛造域を画定している。熱可塑性材料は第１の鍛造域に流れ込み、熱可塑性材料から芯要素を形作る。熱可塑性材料は実質的に固化されて芯要素になる。次に、芯要素は第１の回転鍛造装置から移送される。

ある実施形態では、熱可塑性材料は半固体状態で供給され、ある実施形態では、第２の回転鍛造装置もその表面上に鍛造域を画定しており、２つの空隙が、熱可塑性材料を挟んでこれを形作る。別の実施形態では、鍛造装置の少なくとも一方を冷却することによって、熱可塑性材料の温度は、熱可塑性材料の鍛造温度よりも低くされてもよい。

本発明の別の態様において、所望の形状の芯要素を押出物から形成するための回転鍛造システムが提供される。そのシステムは、ある容量の熱可塑性材料をその鍛造温度以上で供給するように構成された、押出ダイを備える。システムは更に、表面内に第１の鍛造域を画定する第１の回転鍛造装置を備える。システムには、第１の鍛造装置に近接して配置された第２の回転鍛造装置も備える。第２の回転鍛造装置は、熱可塑性材料を押出ダイから受け取り、これを第１の回転鍛造装置と第２の回転鍛造装置との間へ移送するように、位置付けられている。鍛造装置（複数）は、これにより、熱可塑性材料を第１の鍛造域に整列させて、芯要素を熱可塑性材料から形作る。第２の鍛造装置は、熱可塑性材料を実質的に固化して芯要素にするのに十分な、熱可塑性材料の鍛造温度よりも低い温度を有する。

本明細書は、本発明を構成するとみなされる対象を詳細に指摘し、明確に請求する請求項で結ぶも、本発明は添付の図面と共に考慮される次の説明からより良好に理解されるものと考えられる。
材料を回転鍛造するための本発明の装置の実施形態の正面図。 高分子材料の材料特性を温度の関数として示すグラフ。 材料を回転鍛造するための本発明の装置の実施形態の正面図。押出ダイの位置を示しており、押出物が空隙域を有する鍛造装置に供給されている。 材料を回転鍛造するための本発明の装置の実施形態の正面図。押出ダイの別の位置を示しており、押出物が平滑表面を有する鍛造装置に供給されている。 材料を回転鍛造するための本発明の装置の実施形態の正面図。押出ダイの別の位置を示しており、押出物を鍛造装置に向けるために重力が用いられている。 鍛造装置の正面図。鍛造装置（複数）が平滑表面を有する。 本発明の実施形態に従う鍛造装置の正面図。１つの鍛造装置が空隙域を有する。 本発明の実施形態に従う鍛造装置の正面図。１つの鍛造装置が突出部を有する。 本発明の実施形態に従う鍛造装置の正面図。鍛造装置（複数）が空隙域を有する。 本発明の実施形態に従う鍛造装置の正面図。１つの鍛造装置が空隙域を有し、１つの鍛造装置が突出部を有する。 本発明の実施形態に従う鍛造装置の正面図。鍛造装置（複数）が突出部を有する。 本発明の実施形態に従う鍛造装置の正面図。鍛造装置（複数）が、空隙域及び突出部の組み合わせを有する。 本発明の実施形態に従う鍛造装置の部分正面図。鍛造装置の周表面が、組み込まれた空隙域を更に有する突出部を有する。 本発明の実施形態に従う鍛造装置の平面図。 本発明の実施形態に従う鍛造装置の表面の実施形態の部分断面図。 本発明の実施形態に従う鍛造装置の表面の実施形態の部分断面図。 本発明の実施形態に従う鍛造装置の表面の実施形態の部分断面図。 本発明の実施形態に従う支持フィルム及び芯要素の斜視図。 本発明の実施形態に従う鍛造装置で形成された、支持フィルム付き芯要素の実施形態の部分断面図。 本発明の実施形態に従う鍛造装置で形成された、支持フィルム付き芯要素の実施形態の部分断面図。 本発明の実施形態に従う鍛造装置で形成された、支持フィルム付き芯要素の実施形態の部分断面図。 本発明の実施形態に従って鍛造されたマクロファスナー芯要素を有する、成型ウェブ。 不織布材を接合してウェブを打抜くための、本発明の装置の実施形態の正面図。 打抜かれたスロットファスナーウェブの平面図。 スクラップ材が除かれ芯要素が分離された、図１１の打抜かれたスロットファスナーウェブの平面図。 本発明の実施形態に従う支持フィルム上の芯要素の正面図。芯要素がＸ距離で離れている。 本発明の実施形態に従う支持フィルム上の芯要素の正面図。芯要素がＹ距離で離れている。 本発明の実施形態に従う旋回可能なセグメント群を有する鍛造装置の正面図。セグメント８２０ａの加速前を示す。 図１４Ａの鍛造装置の正面図。セグメント８２０ａの加速後を示す。 本発明の実施形態に従うコンベヤーシステムの正面図。

用語「吸収性物品」は、本明細書で使用されるとき、流動体を通常は吸収して保持する装置を指す。ある場合には、この句は、着用者の身体に当てて又は近接して置かれて、身体から排出された排泄物及び／又は滲出物を吸収して保有する装置を指しており、これらには締結されるおむつ、プルオンおむつ、トレーニングパンツ、水泳用おむつ、成人用失禁物品、婦人衛生物品などのような、パーソナルケア物品が挙げられる。他の場合には、その用語は、保護又は衛生物品、例えば、前掛け、拭取り布、包帯、包み布、創傷被覆材、手術用ドレープなどをも指す。

用語「おむつ」は、一般に、乳幼児及び失禁症者により胴体下部の周りで着用される吸収性物品を指しており、典型的には、おむつの周囲の付近で横方向の張力をもたらし、物品を着用者上に保持するために、後ろ腰部区域を前腰部区域に連結して閉じた形体にする、締結装置を有する。

用語「事前締結された使い捨て物品」又は「事前締結された物品」は、本明細書において、物品の締結装置が事前締結された（すなわち、締結装置が係合されて閉鎖体を形成している）形態で消費者に提供され、脚を物品の脚開口部に通すことによって着用者に着けられるように意図された、使い捨て吸収性物品を指す。

用語「プルオンおむつ」及び／又は「トレーニングパンツ」は、本明細書において、通常は固定された閉鎖形態を着用者の腰部周りに有し、脚を物品の脚開口部に通すことによって着用者に着けられるように意図された、使い捨て吸収性物品を指す。

用語「ウェブ」は、本明細書で使用されるとき、単一層若しくは多重層を有する、フィルム、熱可塑性フィルム、不織布、織り布、木材パルプを包含するドライラップ材、発泡体など、又はこれらの組み合わせを包含する、いずれかの連続材料を指す。

用語「基材」は、本明細書で使用されるとき、単一層若しくは多重層を有する、フィルム、熱可塑性ウェブ、不織ウェブ、織りウェブ、発泡体木材パルプを包含するドライラップ材、セルロース系材料、誘導体化された若しくは変性されたセルロース系材料など、又はこれらの組み合わせを包含する、任意の材料を指す。

用語「繊維性基材」は、本明細書で使用されるとき、天然材料又は合成材料のどちらか、又はこれらの任意の組み合わせであり得る、多数の繊維からなる材料、例えば、不織布材、織布材、編物材、及びこれらの任意の組み合わせを指す。

用語「不織布」は、本明細書で使用されるとき、織られる又は編まれるのではなく、スパンボンディング、カーディング、及びメルトブローなどのプロセスによって、連続長繊維及び／又は不連続繊維から作製された布地を指す。不織布は、１層以上の不織布層を備え、各層が、連続長繊維又は不連続繊維を備えることができる。不織布はまた、バイコンポーネント繊維を含むことができ、これは、鞘／芯、並列、又は他の既知の繊維構造を備えることができる。

用語「熱可塑性材料」は、本明細書において、加熱されるときに柔軟になって冷却されるときに硬化し、所望の形体に鍛造され得る、任意の高分子材料又は組成物を指す。

用語「鍛造」は、本明細書で使用されるとき、熱有り又は無しで（with our without heat）、プレス又は他のプレス加工装置によって、成型部品を形成する任意のプロセスを指す。

図１Ａは、本発明の原理に従って回転ドラムを用いて押出物を形成するためのシステム及び方法の実施形態の正面平面図（front plan view）である。他の実施形態は、限定する訳ではないが、回転経路に追従するセグメント群、回転ホィール、連続又は分割されたベルトなどの、他の形体の鍛造装置を備えてもよく、その幾つかが本明細書に記載されている。図１Ａに示される回転鍛造システム１０は、熱可塑性材料の供給を押出物３０として供給するように配置された押出ダイ２０を備えてもよく、次に、鍛造装置４０及び５０の間を通される。鍛造装置４０及び５０は、以下で更に詳細に説明されるような、「集合体の再方向付け（mass redirection）」プロセスの一部を実行して、支持フィルム７２付き芯要素７０を一体形成してもよい。集合体の再方向付けプロセスの実施形態は、薄い本質的に平らな材料シートに圧力をかけて、鍛造装置４０及び５０の空隙又は突出部によって、材料シートの幾つかの区域をより薄くし、一方、他の区域をより厚くするような具合に、材料を再方向付けすることを備える。すなわち、材料の集合体が、シートの１つの領域から他の領域へ流動してもよい。

システム１０は、熱可塑性ポリマーからなる材料と共に使用されてもよく、それらには、ポリオレフィン類（ポリプロピレン及びポリエチレンが挙げられるがこれらに限定されない）、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、弾性のポリオレフィン類、他の熱可塑性ポリオレフィン類、及びこれらの組み合わせなどがある。他の熱可塑性材料が使用されてもよい。好適な材料の特定の例として、エクソン（Exxon）から入手可能なエクサクト（Exxact）（商標）及びビスタマックス（Vistamax）（商標）が挙げられるが、これらに限定されない。好適なポリプロピレン材の例には、バセルポリオレフィンズ（Basell Polyolefins）から入手可能なモプレン（Moplen）（商標）、メトセン（Metocene）（商標）、アドスティフ（Adstif）（商標）、クリレル（Clyrell）（商標）、プロファックス（Pro-Fax）（商標）、及びプロファックスウルトラ（Pro-Fax Ultra）（商標）が挙げられる。好適なポリエチレン材の例には、やはりバセルポリオレフィンズ（Basell Polyolefins）から入手可能なルポレン（Lupolen）（商標）、ルカレン（Lucalen）（商標）、及びホスタレン（Hostalen）（商標）が挙げられる。熱可塑性材料は、所望の特性をもたらすことができ、その意図される用途にとって適切な負荷に耐えることができる、任意の材料で作られてもよい。システム及び方法は主として熱可塑性樹脂に関して議論されているが、様々な添加材料及び／又は充填材料が、本発明で使用される熱可塑性樹脂に添加可能であることを理解すべきである。そのような材料の例には、木材、金属、セラミックス、複合材料などの粒子及び／又は繊維が挙げられる。

ある実施形態では、押出物中に形成される、得られた芯要素は、最終製品であってもよい。他の実施形態では、押出物中に形成される、得られた芯要素は、他の構成要素に包含されても又は取り付けられてもよく、あるいは他の方法で、加工されて最終製品を形成してもよい。芯要素は、ファスナー又は他の構成要素を形成するのに使用されてもよい。その要素は、締結されるおむつ、プルオンおむつ、トレーニングパンツ、水泳用おむつ、及び成人用失禁物品が挙げられる使い捨て吸収性物品など、多数の製品に使用されてもよい。そのような芯要素は更に、ファスナー、他の使い捨て若しくは耐久性製品用の構成要素、製品パッケージ若しくはパッケージサブアセンブリ、及び任意の他の好適な製品を形成するのに、使用されてもよい。本明細書でより詳細に説明される実施形態では、芯要素は、使い捨て吸収性物品用のタブ・アンド・スロット締結装置の形成に使用される。

システム及び方法は、主としてマクロファスナー用の構成要素を形成することに関して議論されているが、マクロファスナー用構成要素の形成についての議論は、例を目的とするのみである。システム及び方法は、いかなる好適な所望の製品又は構成要素の作製に使用されてもよい。本明細書に開示されるシステム及び方法で製造されてもよい製品又は製品構成要素の例には、歯ブラシのハンドル、パッケージ（容器の蓋など）、フロス楊枝、ベルトのバックル、おもちゃ、自動車部品、変化する厚さの他の熱可塑性樹脂物品などが挙げられるが、これらに限定されない。

図１Ａに示される実施形態を更に参照して、本発明の回転鍛造システム１０は、本発明の原理に従うシステム１０に供給される押出物から、支持フィルム７２に一体で所望の形状の芯要素７０を形成するのに好適であってもよい。図１Ａに示される回転鍛造システム１０は、押出ダイ２０、概ね円筒形状及び装置４０の周囲付近の周表面４２を有する第１の鍛造装置４０、並びに概ね円筒形状及び装置５０の周囲付近の周表面５２を有する第２の鍛造装置５０を備えてもよい。第２の鍛造装置５０は、第２の鍛造装置５０の周表面５２が第１の鍛造装置５０の周表面４２に接触又は近接するように、第１の鍛造装置４０に隣接して置かれている。あるいは、第２の鍛造装置５０は、所望の芯要素７０及び支持フィルム７２の特性及び形状に依存して、周表面５２が周表面４２から任意の所望の距離にあるように、置かれてもよい。第２の鍛造装置５０の中心軸は、第１の鍛造装置４０の中心軸に概ね平行である。そのように置かれているので、周表面４２が周表面５２に最も近い点において、第１の鍛造装置４０と第２の鍛造装置５０との間を通過する材料が、周表面４２及び５２の両方に概ね整列して接するような具合に、第１の鍛造装置４０と第２の鍛造装置５０との間に、接点１２が作り出される。鍛造装置４０及び５０は、任意の好適な材料で形成されてもよく、金属、プラスチック、複合材、木材、又は以下の鍛造プロセス中で更に詳しく説明される機械的負荷及び温度条件に耐えることができる、任意の他の材料が挙げられる。

本発明の操作に際しての次の説明は、図１Ａに示される実施形態に関するものである。しかしながら、その操作法は、空隙域よりもむしろ突出部を有する又は空隙域と組み合わせで突出部を有する実施形態を包含し、本明細書で言及される鍛造装置４０及び５０の実施形態のいずれに対しても適用可能であることを理解するであろう。空隙域に適用可能な特性は、突出部にも同様に適用可能である。図１Ａを参照して、第２の鍛造装置５０は、ある実施形態において、１つ以上の空隙域５４を周表面付近に含み、周表面５２上にパターンを画定する。第２の鍛造装置５０の周表面５２上に画定されるパターンは、任意の幅、長さ、高さ、及び深さを備える、任意の所望の形状の芯要素７０という結果になっていてもよい。すなわち、以下においてより詳細に説明される空隙域５４は、所望の芯要素７０を形成する様々な形状及び寸法を備えてもよい。その上、空隙域５４は、空隙域５４の幾つかの部分が１つの特定の深さであり、一方、空隙域５４の他の部分が１つ以上の他の深さであるよう、全体にわたって任意の所望の深さであってもよい。幾つかの実施形態では、類似しない形に作られた空隙域５４が、第２の鍛造装置５０に設けられてもよい。すなわち、第２の鍛造装置５０の周表面５２上に画定されるパターンは、複数の空隙域５４を備え、所望に応じて、それぞれが同一形状を有しても、それぞれが異なる形状を有しても、又はそれらのいずれかの組み合わせを有してもよい。更に、周表面５２上に画定されるパターンは、周表面５２の全周周りに連続する空隙域５４を備えてもよい。

運転に際して、第１の鍛造装置４０及び第２の鍛造装置５０は、装置上の回転矢印４６及び５６により示されるように回転する。一般に、鍛造装置４０及び５０は、第１の鍛造装置４０がその中心軸の周りで時計方向に回転し、第２の鍛造装置５０がその中心軸の周りで反時計方向に回転するように、反対方向に回転する。

押出ダイ２０は、熱可塑性材料の供給を押出物３０として鍛造装置４０及び５０に供給する。押出物３０は、第１の速度Ｖ１にて、鍛造装置４０及び５０に向かって移動する。第１の鍛造装置４０の周表面４２は、第２の速度Ｖ２にて移動している。第２の鍛造装置５０の周表面５２は、第三の速度Ｖ３にて移動している。速度Ｖ１、Ｖ２、及びＶ３はそれぞれ、０ｍ／分を超える。ある実施形態では、速度Ｖ１は、速度Ｖ２及び速度Ｖ３の両方に等しい。別の実施形態では、速度Ｖ１は、他の２つの速度の少なくとも１つと異なってもよい。更に別の実施形態では、速度Ｖ２が、他の速度の少なくとも１つと異なる。速度の任意の組み合わせが用いられてもよい。速度Ｖ１、Ｖ２、及びＶ３は全て、０ｍ／分を超える。幾つかの実施形態では、速度Ｖ１は、少なくとも１０ｍ／分である。あるいは、速度Ｖ１は、少なくとも３０ｍ／分、少なくとも５０ｍ／分、又は少なくとも１５０ｍ／分である。

熱可塑性材料は、連続的に押し出し可能であり、あるいはストリップ又は何らか他の好適な方法などで不連続に押し出されてもよい。押出ダイ２０は、押出物３０を鍛造装置５０の空隙域５４に押し込むための圧力を生成する必要がない。むしろ、鍛造装置４０及び５０は、空隙域５４を充満するための圧力を提供してもよい。押出物３０は通常、押出ダイ２０から鍛造装置４０及び５０の間を通過するまで、半固体状態を維持するのに適切な温度に保持される。一般に、鍛造システム１０の集合体の再方向付けプロセスが生じるのは、集合体の再方向付けが容易に生じるのに十分に高いが、材料が鍛造装置から一旦離れると材料が異なる形状へ流動するほど高くない温度に、熱可塑性材料がある間である。押出物３０として供給されて、本システム１０の集合体の再方向付けプロセスに典型的にさらされる熱可塑性材料は、粘性及び弾性特性を有する。幾つかの温度においては、弾性特性が支配的である。それらの温度における集合体の再方向付けは、材料の形成が困難なことがあるので、効果的でない可能性がある。そのため、高い圧力及び長い滞留時間が、すなわち、押出物３０の集合体が再方向付けされる時間長さ又は期間が、必要とされることがある。このことは、高速で信頼性の高いプロセスには望ましくない場合がある。別の温度では、粘性特性が支配的である。一般に、鍛造システム１０の集合体の再方向付けプロセスは、弾性特性が粘性特性を支配する温度以上で、熱可塑性材料がある間に生じる。

任意の所与の材料について、支配する特性は、図１Ｂのグラフに示されるように、材料の温度及びプロセスパラメーター（例えば速度）にも依存する。

図１Ｂは、高分子材料の材料特性を温度の関数として示すグラフである。図１Ｂのグラフは、剪断力の貯蔵弾性率曲線１００−Ｇ’及び損失弾性率曲線１００−Ｇ”を示しており、垂直軸が、貯蔵率及び損失率の対数目盛であり、水平軸が、温度の線形目盛である。図１Ｂのグラフは、ガラス質領域１０１、遷移領域１０２、ゴム状平坦領域１０３、及び終端領域１０４を示す。図１Ｂのグラフは、遷移領域１０２の中間位置の、ガラス転移温度であるＴｇも包含する。高分子材料は、Ｔｇ未満の温度ではガラス質になる傾向があり、Ｔｇの温度以上ではゴム状になる傾向がある。高分子材料は、ゴム状平坦領域１０３未満の温度では実質的に固体であり、ゴム状平坦領域１０３内では半固体であり、終端領域１０４内では実質的に溶融している。

剪断力の貯蔵弾性率曲線１００−Ｇ’と損失弾性率曲線１００−Ｇ”は、ゴム状平坦領域１０３と終端領域１０４との間の境界上にあるクロスオーバー点１０９において、相互に交差している。本開示を通して、クロスオーバー点に対する参照は、剪断力の貯蔵弾性率曲線と損失弾性率曲線がゴム状平坦領域と終端領域との間の境界上で相互に交差する、クロスオーバー点１０９などの点を指す。高分子材料の材料特性を温度の関数として示すグラフは、当業者が理解するように、様々な方法で作成可能である。例えば、図１Ｂのグラフのようなグラフは、材料のＴｇより低い温度から材料の融解温度以上の温度までの、１ヘルツ周波数における振動温度掃引方法により作成可能である。クロスオーバー点は、当業者が理解するように、周波数につれて変化し得る。平行プレート又はコーン及びプレートを使用するＡＲ ２０００などのレオメーターを含めて、様々な機器が、この方法を実行するのに使用可能である。

先に述べたように、本システム１０の集合体の再方向付けプロセスは、材料がクロスオーバー温度以上である間に、利用されてもよい。本開示を通して、クロスオーバー温度以上の温度は、鍛造温度とも呼ぶことができる。材料は、クロスオーバー温度をよりもずっと上に加熱することもできる。しかしながら、温度が高すぎると、材料は、溶融不安定性のために、取扱いが容易でないほど流動性である可能性があり、又はフィルムに容易に形成されない可能性がある。同様に、その温度は通常、クロスオーバー温度以上であって、クロスオーバー温度ちょうどではない。結果として、集合体の再方向付けを実行するのに用いられる圧力が、滞留時間と共に低下される。

ある実施形態では、押出物３０は、鍛造装置４０及び５０を離れる前には、製造者推奨押出温度の±５．６℃（±１０°Ｆ）内などの、材料押出温度に保持される。例えば、ポリプロピレンの押出成形の場合、その温度は、１９９℃（３９０°Ｆ）±５．６℃（±１０°Ｆ）に保持されてもよく、ポリエチレンの押出成形の場合、その温度は、１７６．７℃（３５０°Ｆ）±５．６℃（±１０°Ｆ）に保持されてもよい。より広い又はより狭い温度変化も、押出物がその半固体状態又は軟固体状態にあって、本システム及び方法で再方向付け可能である場合、本発明の範囲内である。

材料は、鍛造システム１０の集合体の再方向付けプロセスの前には、任意の所望の温度にもすることができる。ある実施形態では、押出ダイ２０が、クロスオーバー温度よりも温度を低くして押出物３０を供給し、そして、押出物３０が、鍛造装置４０及び５０の接点１２に到達する前に、クロスオーバー温度以上で加熱されてもよい。ある実施形態では、押出ダイ２０は、押出物３０をクロスオーバー温度で、又はクロスオーバー温度以上で供給してもよい。ある実施形態では、押出ダイ２０は、押出物３０をクロスオーバー温度よりずっと上の温度以上で供給してもよい。幾つかの実施形態では、押出物３０が、集合体の再方向付けに必要とされるよりも高い温度で押出ダイ２０から供給されて、押出ダイ２０内の背圧低下、又は押出ダイ２０からの押出物３０の流量増加などを行ってもよい。押出物３０がクロス温度より十分高い温度以上で押出ダイ２０から供給される場合、押出物３０は、所望の場合、鍛造装置４０及び５０の接点１２に到達する前に、冷却されてもよい。押出物３０の冷却は、周囲空気、チルドロール、又は当業者が理解する他の冷却手段の使用によるものも含め、幾つもの方法で実施されてもよい。

エラストマー材などの幾つかの材料は、例えばクラレ社（Kurary Inc.）から入手可能なスチレン系ブロックコポリマー材料セプトン（SEPTON）４０３３は、秩序無秩序の形態挙動（order-disorder morphological behavior）を示して、明瞭な融解点を有さないことがあり、代わりに、秩序無秩序温度を有するとして記述することができる。そのような材料の場合、本システム１０の集合体の再方向付けプロセスは、クロスオーバー温度の代わりに、秩序無秩序温度以上であってもよい。本開示を通して、秩序無秩序温度以上の温度も、鍛造温度と呼ぶことができる。

本システム１０では、押出物３０は、クロスオーバー温度よりも低い間に、鍛造装置４０及び５０を離れてもよい。すなわち、本明細書で説明されるように、押出物３０が一体形成の芯要素７０を有する支持フィルム７２に形成されて、支持フィルム７２及び芯要素７０が鍛造装置４０及び５０を離れるなら、以降では、支持フィルム７２及び芯要素７０は、押出物３０のクロスオーバー温度よりも低くてもよい。支持フィルム７２及び芯要素７０が鍛造装置４０及び５０を離れるときに、クロスオーバー温度よりも低くない場合、支持フィルム７２及び芯要素７０は、流動性である可能性がある。ある実施形態では、支持フィルム７２及び芯要素７０が鍛造装置４０及び５０を離れる際の温度は、支持フィルム７２及び芯要素７０が半固体、軟固体、又は固定の形態であるようなものであってもよい。様々な実施形態において、その温度は、芯要素が鍛造装置上の空隙及び／又は突出部との接触性を失う、クロスオーバー温度に近い又はそれ未満である。

押出物３０が最初に鍛造装置４０及び５０に接触するときと押出物３０が鍛造装置４０及び５０を離れるときとの間の押出物３０の温度は、変化してもよい。これらの点の間の温度変化は、集合体の再方向付けプロセス中の滞留時間にわたって自然に生じてもよく、あるいは、鍛造装置のいずれか若しくは両方の加熱又は冷却などによる熱の追加又は除去によって、制御されてもよい。押出物３０は、所望の量の集合体の再方向付けが生じるのに十分な滞留時間、集合体の再方向付け可能な温度に保持されてもよい。

ある実施形態では、押出物３０は、第１の鍛造装置４０及び第２の鍛造装置５０の接点１２に近接して押し出されてもよい。他の実施形態では、熱可塑性材料は、図２〜４に示されるように、任意の好適な場所に押し出されてもよい。そのような代替実施形態では、押出ダイ２０が押出物３０を鍛造装置４０及び５０に供給し続けている間、押出物３０は、第１の鍛造装置４０又は第２の鍛造装置５０のいずれかの周表面に沿って所定の経路上を運ばれてもよく、並びに第１の鍛造装置４０及び第２の鍛造装置５０の接点１２の間を通されてもよい。第２の鍛造装置５０上の空隙域５４は、押出物３０が接点１２の間を通過するときに、押出物３０を再方向付け又は再割り当てし、これにより空隙域５４の１つ以上に充満させるように、整列されていてもよい。押出物３０が鍛造装置４０及び５０の間を通過するときの再方向付けの結果は、一体形成された芯要素７０を有する支持フィルム７２である。

空隙域５４の形状が芯要素７０の形状を形成する。押出物３０が第１の鍛造装置４０及び第２の鍛造装置５０の接点１２の間を通過するとき、鍛造装置４０及び５０からの好適で固定されたニップ幅又は圧力が、押出物３０を空隙域５４へ完全に押し込む。ニップの隙間又は圧力は、芯要素７０の厚さ及び／又は支持フィルム７２の厚さが調節可能であるように、制御されてもよい。鍛造装置４０及び５０は、ニップの適切な固定隙間又は圧力の選定によって、押出物３０のかなりの部分を空隙域５４へ押し込むように、及び押出ダイ２０により供給されたのに終局的に芯要素７０に包含されない過剰押出物３０の量を減少するように、運転されてもよい。一般に、本発明の鍛造システム１０で使用される押出物３０の容積は、充満された空隙域５４の容積と、支持フィルム７２に使用された材料の容積と、得られた芯要素７０の一部でも支持フィルム７２でもない過剰押出物の容積との合計に、ほぼ等しくてもよい。過剰押出物の容積は、ある実施形態においては、減少される又は無くされる可能性がある。一般に、過剰押出物は、他の実施形態では、鍛造装置４０及び５０の側面から搾り出され、固化するままにされて、後に切り取られる。他の実施形態では、ニップによって、過剰押出物が、鍛造装置４０及び５０の一方又は両方の周表面上に配置されている窪んだ逃げ穴を通って流動させられてもよく、あるいは、第１及び／又は第２の鍛造装置４０及び５０の周表面４２及び／又は５２に当てられて又はこれに近接して作用するスクレーパによって、過剰押出物が、鍛造装置４０及び５０の一方又は両方の周表面から拭き取られても又は取り除かれてもよい。あるいは、周表面４２は溝又はチャネルを備え、これが過剰材料を捕捉し、並びに鍛造装置４０及び５０のそれぞれの横方向端部にあるなどの、収集装置に向けて案内してもよい。過剰材料は、任意の好適な方法で対処され又は再方向付けされてもよい。いずれの実施形態においても、そのような過剰押出物は、再利用されて、押出ダイ２０により再供給されてもよい。

ある実施形態では、熱可塑性材料は、第１の鍛造装置４０及び第２の鍛造装置５０の接点１２の間を通って、並びに更なる加工へ移動してもよい。別の実施形態では、熱可塑性材料は、第１の鍛造装置４０及び第２の鍛造装置５０の接点１２を通過した後で、第１の鍛造装置４０の周表面４２に隣接して移動して、鍛造装置４０から取り出されてもよい。材料が第１の鍛造装置４０を外れる前に、材料がそのクロスオーバー温度よりも低く冷却されて、半固体状態から実質的に固体の状態にされてもよい。このことは、材料が空隙域５４により形成されたその形状を保持する助けになり、したがって、規則的に形作られた芯要素７０を繰返し可能及び一定の方法で生産する助けになり得る。材料は、押出温度において又はこれよりいくぶん低い温度において空隙域５４の形状に固化を始めてもよく、及び材料がその温度より下に冷却されるとき、固体状態に入る。しかしながら、材料の温度は、集合体の再方向付けが所望の程度に完了する前に材料が固体状態に入らないように、制御される。その温度は、設備の温度制御、鍛造装置４０の温度制御、鍛造装置５０の温度制御などを包含し、任意の好適な方法で制御されてもよい。鍛造装置４０、５０の温度は、電気的要素、グリコールなどの冷却流体、温水又は冷水でなどによって、制御されてもよい。鍛造装置４０から剥ぎ取られる前の材料の所望の温度は、材料の粘性に基づいて、及び空隙域５４の特定の形状に基づいて、確定されてもよい。様々な実施形態において、その温度は、材料が剥ぎ取られる場所で、クロスオーバー温度に近い又はこれより下である。

ある実施形態では、押出物３０が第１の鍛造装置４０に供給された後で、及び鍛造装置４０の周りで回転するにつれて、押出物３０が、十分に急速に固化して、鍛造装置４０を外れる前に確実に固体状態に入っているように、第１の鍛造装置４０が、押出物３０のクロスオーバー温度より十分に低い温度に冷却されてもよい。ある実施形態では、第１の鍛造装置４０に加えて又はその代わりに、第２の鍛造装置５０が冷却されて、押出物を固体状態にするのを助けてもよい。ある実施形態では、鍛造装置４０及び／又は鍛造装置５０は、集合体の再方向付けプロセス中の温度より著しく低い温度まで、例えば、−３．９℃（２５°Ｆ）、１０℃（５０°Ｆ）、２３．９℃（７５°Ｆ）、３７．８℃（１００°Ｆ）、又は更に低い温度まで冷却されており、このことは、芯要素７０が空隙域５４の形状を忠実に維持する助けになり得る。装置４０及び／又は５０を冷却することによって、制御されない温度の装置からの冷却により達成されるであろうよりも早い速度で、材料がその前の半固体状態から固化するように、押出物３０の温度を低下させることができる。様々な実施形態において、鍛造装置の一部又は全てを冷却可能である。それ故に、鍛造装置４０は、したがって回転鍛造システム１０は、冷却鍛造装置無しで実施可能であろうよりも速い速度で運転されてもよい。

一体の芯要素７０及び支持フィルム７２が共に、ウェブ７５を形成している。ウェブ７５がローラー３２０を通って移動し、これらがウェブ７５の片側又は両側に不織布又は他の材料３２２のウェブを接着剤接合してもよい。接着剤は、接着剤ステーション３２４において塗布されるが、不織布又は他の材料３２２のウェブの全面に塗布でも、又は一部に塗布でもよい。あるいは、不織布又は他の材料３２２は、他の好適な手段によってウェブ７５に接合されてもよく、積層、高圧接着などが挙げられる。不織布又は他の材料３２２のウェブがウェブ７０、７２の両側に接合されるとき、ウェブ７０、７２は、不織布又は他の材料３２２によって挟まれる。

図１〜４を参照して、押出ダイ２０は、熱可塑性材料を第１の鍛造装置４０及び第２の鍛造装置５０の上に又はこれに向かって押し出すために、複数の位置のいずれか１つに配置されてもよい。図に示される押出ダイ２０の位置は、例証のためだけであって、本発明を限定するものではない。押出ダイ２０は、押出物３０が鍛造装置４０及び５０の接点１２の間を通過する結果になる、任意の位置に配置されてもよい。図１Ａを参照して、押出ダイ２０は、熱可塑性材料を鍛造装置４０と５０の間に直接押し出す位置に、及びこれらの両方に接する位置に、配置されてもよい。図２を参照して、押出ダイ２０は、周表面内に若しくはその上に空隙又は突出部を有する鍛造装置５０の上に熱可塑性材料を押し出す位置に、配置されてもよい。図３を参照して、押出ダイ２０は、平滑周表面を有する鍛造装置４０の上に熱可塑性材料を押し出す位置に、配置されてもよい。

図４を参照して、いずれの位置においても、押出物を鍛造装置に案内するために、重力が使用されてもよい。重力の使用は、押出物３０を鍛造装置４０及び５０の接点１２に直接供給する押出ダイ２０に関して示されているが、重力は、先述のような押出ダイ２０のいかなる位置とでも使用可能であることが理解される。同様に、押出ダイ２０は、押出物３０を鍛造装置４０及び５０に直接供給してもよく、又は押出物３０が鍛造装置４０及び５０の接点１２に入る前に、前加工が実行されてもよい。前加工は、限定する訳ではないが、引き伸ばすことによる押出物３０の伸ばし若しくは薄化、本明細書で説明される所望の鍛造温度までの押出物３０の加熱若しくは冷却、又は所望の温度を維持するための装置に押出物３０をさらすことを備えてもよい。例えば、図５Ａを参照して、押出物３０は、１対の前加工ローラー３３及び３７の間を通されて、鍛造装置に入る前に、薄くされてもよく、又は押出物３０への熱の追加／除去がなされてもよい。前加工ローラー３３及び３７は、表面３４及び３８を有し、これらは、滑らかであってもよく、又は押出物３０に対して質感を付与するように設計されていてもよい。

図５Ｂ〜５Ｇに示される他の実施形態では、それぞれの鍛造装置４０及び５０の周表面４２及び５２には、所望により、周表面より低い例示深さＤを有する１つ以上の空隙域４４及び５４、周表面より上の例示高さＨを有する１つ以上の突出部４８及び５８、又は空隙域４４及び５４と突出部４８及び５８の任意の組み合わせが包含されてもよい。そのような空隙域及び突出部はまた、一般的に、鍛造域と呼ぶことができる。例えば、図５Ｂに示されるように、第１の鍛造装置４０の周表面４２が平滑であってもよく、一方、第２の鍛造装置５０の周表面５２が空隙域５４を備えてもよく、あるいはその逆であってもよい。別の実施形態では、図５Ｃに示されるように、第１の鍛造装置４０の周表面４２が平滑であってもよく、一方、第２の鍛造装置５０の周表面５２が突出部５８を備えてもよく、あるいはその逆であってもよい。

別の実施形態では、図５Ｄに示されるように、第１の鍛造装置４０及び第２の鍛造装置５０の両方の周表面４２及び５２が、空隙域４４及び５４を備えてもよい。図５Ｄに示されるようなある実施形態では、第１の鍛造装置４０及び第２の鍛造装置５０の周表面４２及び５２が両方とも、空隙域４４及び５４を画定してもよい。更なる実施形態では、鍛造装置５０の空隙域５４が、所望の芯要素７０の形状の一方側を形成し、鍛造装置４０の空隙域４４が、所望の芯要素７０の形状の反対側を形成するように同位相にあってもよい。押出ダイ２０が、押出物３０を第１の鍛造装置４０の空隙域４４に供給し、空隙域４４が、第２の鍛造装置５０上で回転する空隙域５４と同位相にて、第１の鍛造装置４０上で回転して、それぞれの空隙域４４が、鍛造装置４０と５０の間の接点１２において、対向する空隙域５４と遭遇するような具合になっていてもよい。結果として、押出物３０が第１の鍛造装置４０と第２の鍛造装置５０との間で回転するとき、押出物３０が、対向する側上の空隙域４４及び５４の形状に一致するように成型されてもよい。そのような実施形態では、空隙域４４及び５４は、同一の形状、寸法、深さなどであって、得られる芯要素７０の反対側が概ね同一であるようになっていてもよい。あるいは、空隙域４４及び５４は、形状、寸法、深さなどが異なって、得られる芯要素７０の反対側が異なるようなものであってもよい。第１の鍛造装置４０もまた空隙域４４を画定するとき、鍛造装置４０及び５０上の同位相の空隙域４４及び５４を完全に満たすのに十分な追加熱可塑性材料が、供給時に供給されてもよい。更に別の実施形態では、第１の鍛造装置４０が、第２の鍛造装置５０の空隙域５４の中へ延びる隆起表面、突出部などを有してもよく、第２の鍛造装置５０が、第１の鍛造装置４０の空隙域４４の中へ延びる隆起表面、突出部などを有してもよく、又はそれぞれの形成装置４０及び５０が、他方の空隙域４４及び５５の中へ延びる隆起表面、突出部などを有してもよい。

別の実施形態では、図５Ｅに示されるように、第１の鍛造装置４０の周表面４２が、空隙域４４を備えてもよく、一方、第２の鍛造装置５０の周表面５２が、突出部５８を備えてもよく、又はその逆であってもよい。別の実施形態では、図５Ｆに示されるように、第１の鍛造装置４０及び第２の鍛造装置５０の両方の周表面４２及び５２が、突出部４８及び５８を備えてもよい。別の実施形態では、鍛造装置４０又は５０のいずれか又は両方の周表面４２又は５２が、空隙域４４及び５４と突出部４８及び５８との組み合わせを備えてもよい。鍛造装置４０及び５０の両方の周表面４２及び５２が空隙域４４及び５４と突出部４８及び５８との組み合わせを備える実施形態が、図５Ｇに示されている。別の実施形態では、図６に示されるように、第１の鍛造装置４０の周表面４２が、組み込まれた空隙域４９を有する突出部４８を備えてもよい。同様に、第２の鍛造装置５０の周表面５２が、組み込まれた空隙域を有する突出部を備えてもよい。前述の実施形態の鍛造装置構成のいかなるものも、組み込まれた空隙域が付いた突出部を有する鍛造装置４０及び５０のいずれか又は両方と共に使用されるように適合可能であることを認めるであろう。更に、周表面４２から延びて及び部分４９Ｐに対する境界の一部を形成する参考線４１によって示されるように、組み込まれた空隙域の少なくとも部分４９Ｐが、その最も深い部分において、突出部がそこにない場合に周表面４２又は５２内の空隙域４４又は５４であるかのような深さに、突出部に組み込まれた空隙域が、作られていてもよい。他の実施形態では、所望の芯要素形状を作り出す助けをするために、必要に応じて、追加の鍛造装置が設けられてもよく、及び更に、前述の組み合わせのいずれも、同位相にすることも互い違いにすることも可能であると理解される。例えば、鍛造装置の第１の実施形態の後に鍛造装置の第２の実施形態を行うことができる。

所望の芯要素７０の形状を画定する空隙域５４は、様々な形状を有してもよい。図７Ａを参照して、芯要素７０が使い捨て吸収性物品用のタブ・アンド・スロット締結装置のスロットの一部である実施形態では、鍛造装置５０の周表面５２が、鍛造装置５０の概ね円周方向を概ね長手方向にして配置された、スロットファスナー空隙域５４及び領域５３を画定してもよい。それぞれのスロットファスナー空隙域５４は、変化する深さの複数の分離性領域を包含してもよい。領域５３は、図７Ｃの実施形態に示されるように、周表面５２より低い空隙であっても、周表面と同じ高さの表面であっても、又は図７Ａの実施形態に示されるように、周表面５２より上の突出部であってもよい。様々な深さを有する空隙内の領域の多数の形状が、本発明での使用に好適なことがある。図７Ａに示される空隙域５４は、説明の目的のためだけであって、限定するものではない。更に、空隙域５４の複数の実施形態が、スロットファスナー芯要素に関係してだけでなく、任意の所望の芯要素７０用の空隙域５４に関係して使用されてもよいと理解される。図７Ａはまた、図７Ｂ、７Ｃ、及び７Ｄの実施形態を示すための断面視矢印（section view arrows）Ｂ−Ｂを包含する。

図７Ｂは、本発明の実施形態に従う鍛造装置の表面の一部の実施形態の部分断面図である。図７Ｂの実施形態は、図７Ａに示される断面視Ｂ−Ｂの実施形態であり得る。図７Ｂの実施形態は、鍛造装置５０の一部、周表面５２、空隙域５４、及び突出部５３を包含する。図７Ｂの実施形態では、空隙域５４は、周表面５２より下の深さＤにあり、突出部５３は、周表面５２とほぼ同じ高さにある。

図７Ｃは、本発明の実施形態に従う鍛造装置の表面の一部の実施形態の部分断面図である。図７Ｃの実施形態は、図７Ａに示される断面視Ｂ−Ｂの実施形態であり得る。図７Ｃの実施形態は、鍛造装置５０の一部、周表面５２、空隙域５４、及び突出部５３を包含する。図７Ｃの実施形態では、空隙域５４は、周表面５２より下の深さＤにあり、突出部５３は、周表面５２より上の高さＨにある。

図７Ｄは、本発明の実施形態に従う鍛造装置の表面の一部の実施形態の部分断面図である。図７Ｄの実施形態は、図７Ａに示される断面視Ｂ−Ｂの実施形態であり得る。図７Ｄの実施形態は、鍛造装置５０の一部、周表面５２、空隙域５４、及び第２の空隙域５３を包含する。図７Ｄの実施形態では、空隙域５４は、周表面５２より下の深さＤ１にあり、第２の空隙域５３は、周表面５２より下の深さＤ２にある。

形成される芯要素７０及び／又は支持フィルム７２は、任意の所望の平滑度であってもよい。吸収性物品内で使用されるなどのある種の用途では、物品の着用者に不快感を引き起こさないように、又は着用者の皮膚上にマーク又は圧痕を残さないように、（ピーク、くぼみ、又はこぶのない）平滑仕上げが望ましいことがある。他の用途では、機能的又は美的理由などのために、デザイン、質感、パターン、又は粗さを、芯要素７０及び／又は支持フィルム７２、若しくはそれらの部分に付与するのが、望ましいことがある。前述の機構又は変形機構のいかなるものも、先の説明のような鍛造システム１０の集合体の再方向付けプロセス中にそれに応じて芯要素の集合体を再方向付けするように、鍛造装置の空隙域又は突出部を設計することによって、芯要素７０及び／又は支持フィルム７２に付与可能である。ある実施形態では、前述の機構又は変形機構は、後加工工程において、芯要素７０及び／又は支持フィルム７２に付与可能である。後加工工程は、第２の集合体の再方向付けプロセス、手触り加工、及び／又は平滑化加工など、様々な加工の１つ以上を包含することができる。

図７Ａの実施形態の鍛造装置５０を使用して、図８Ａに示されるような、支持フィルム７２が付いた芯要素７０及び区域７１を形成することができる。図８Ａはまた、図８Ｂ、８Ｃ、及び８Ｄの実施形態を示すための断面視矢印Ｂ−Ｂを包含する。

図８Ｂは、本発明の実施形態に従う鍛造装置で形成された、支持フィルム７２付き芯要素７０の実施形態の部分断面図である。図８Ｂの実施形態は、図８Ａに示される断面視Ｂ−Ｂの実施形態であり得る。図８Ｂの実施形態はまた、芯要素７０の内側の区域７１を示している。様々な実施形態において、区域７１は、使用される鍛造装置の形状に依存して、芯要素７０の一部、支持フィルム７２の一部、又はオープン区域であり得る。図８Ｂの実施形態では、区域７１は、支持フィルム７２の一部である。図８Ｂの実施形態は、当業者が理解するように、図７Ｂの実施形態の鍛造装置で形成可能である。図８Ｂの実施形態では、支持フィルム７２が厚さＡを有し、芯要素７０が厚さＡより厚い厚さＢを有し、区域７１が、厚さＡとほぼ同じ厚さＣを有する。図８Ｂの実施形態における厚さＢは、厚さＡと図７Ｂの深さＤとに相当する。

図８Ｃは、本発明の実施形態に従う鍛造装置で形成された、支持フィルム７２付き芯要素７０の実施形態の部分断面図である。図８Ｃの実施形態は、図８Ａに示される断面視Ｂ−Ｂの実施形態であり得る。図８Ｃの実施形態は、芯要素７０の内側の区域７１も示している。図８Ｃの実施形態では、区域７１は、オープン区域である。図８Ｃの実施形態は、当業者が理解するように、図７Ｃの実施形態の鍛造装置で形成可能である。図８Ｃの実施形態では、支持フィルム７２が厚さＡを有し、芯要素７０が厚さＡより厚い厚さＢを有する。図８Ｃの実施形態における厚さＢは、厚さＡと図７Ｃの深さＤとに相当する。

図８Ｄは、本発明の実施形態に従う鍛造装置で形成された、支持フィルム７２付き芯要素７０の実施形態の部分断面図である。図８Ｄの実施形態は、図８Ａに示される断面視Ｂ−Ｂの実施形態であり得る。図８Ｄの実施形態はまた、芯要素７０の内側の区域７１を示している。図８Ｄの実施形態では、区域７１は、芯要素７０の一部である。図８Ｄの実施形態は、当業者が理解するように、図７Ｄの実施形態の鍛造装置で形成可能である。図８Ｄの実施形態では、支持フィルム７２が厚さＡを有し、芯要素７０が、厚さＡより厚い厚さＢを有し、区域７１が厚さＡより厚くて厚さＣより薄い厚さＣを有する。図８Ｄの実施形態における厚さＢは、厚さＡと図７Ｄの深さＤ１とに相当する。図８Ｄの実施形態における厚さＣは、厚さＡと図７Ｄの深さＤ２とに相当する。

様々な実施形態において、支持フィルム７２の厚さ（図８Ｂ〜８Ｃに示される厚さＡ）と得られる一体形成の芯要素７０の最も厚い部分の厚さ（図８Ｂ〜８Ｃにおける厚さＢ）との間の比は、約１：３〜約１：２０にすることができる。他の実施形態では、任意の他の好適な比を用いることができる。その比は、限定する訳ではないが、例えば、鍛造装置４０と５０の間の圧力の上昇、鍛造装置４０及び５０の周表面４２及び５２上の空隙域４４及び５４又は突出部４８及び５８の形状変更、あるいは例えば押出物３０の温度上昇又は粘性修正剤の添加による押出物３０の粘性変更によって、変化させることもできる。追加的に、滞留時間、温度や圧力などのようなプロセス条件、又は材料のタイプなどの他の要因が、比を変化させるように変更されてもよい。滞留時間は、鍛造装置の周表面の直径、圧力及び／又は温度が接点１２近辺で維持される回転角度数によって、あるいは図１５に示されるような非ロール型プレスの使用によって、影響され得る。幾つかの実施形態では、その比を約１：１０に、約１：３０に、約１：１００に、又はこれを超えて増加させることが望ましい場合もある。支持フィルム７２の厚さと得られる芯要素７０の最も厚い部分の厚さとの間の厚さの差を大きくすると、過剰押出物が増加するという結果となることがある。そのような過剰押出物は、先の説明のように、押出ダイ２０から取り出されて再利用されてもよい。ある実施形態では、一体形成の芯要素７０を有する支持フィルム７２からなる成型ウェブ８６は、成型ウェブ８６を不織布材ウェブに付着させること及び得られたウェブを使用可能な芯要素に打抜くことを包含する更なる加工のために、下流に移送される。本発明により作製可能な代表的マクロファスナーが、米国特許第６，４３２，０９８号に記載されている。そのようなマクロファスナーを扱う更に好適なプロセスが、米国特許第６，６６９，６１８号により詳細に記載されている。米国特許第６，４３２，０９８号及び同第６，６６９，６１８号を、参考として本明細書に組み入れる。

図９は、本開示のシステム及び方法に従って作製された、一体形成の芯要素７０を有する支持フィルム７２からなる、成型ウェブ３１０の例を示す。図９の例を参照して、成型ウェブ３１０は、ある実施形態では、使い捨て吸収性物品用のタブ・アンド・スロット締結装置のファスナーを形成するのに使用されてもよい、４列（Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＤ）の芯要素７０を備える。列Ａ及びＤ中の芯要素３１２は、タブ・アンド・スロット締結装置のタブを備えてもよく、列Ｂ及びＣ中の芯要素３１４は、タブ・アンド・スロット締結装置のスロットを備えてもよい。この実施形態では、対応する鍛造装置は、２つのタブ及び２つのスロットに相当する空隙域を備えて、それぞれの個々のタブ及びスロットの空隙域が、長手方向を鍛造装置の円周方向に配置されていてもよい。剪断システムが、成型ウェブ３１０を幾つかの分離ウェブに、４つの分離ウェブなどに、すなわち、２つのスロットウェブ３１０Ｂ、３１０Ｃに並んで２つのタブウェブ３１０Ａ、３１０Ｄに、剪断することができる。それぞれの分離ウェブは、別々に加工されても、並列に加工されてもよい。ファスナーウェブの１つであるスロットウェブ３１０Ｂに対する加工が、ここから説明されるが、実質的に同一の加工がウェブ３１０Ａ、３１０Ｃ、及び３１０Ｄにも適用されてもよいことを、当業者は理解するであろう。それぞれの分離ウェブ３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃ、及び３１０Ｄは、別々に加工されてよい。別の方法としては、分離性ウェブ３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃ、及び３１０Ｄを分離する前に、それぞれの成型ウェブ３１０が、１つのユニットとして加工されてもよく、又は、分離性ウェブが、任意の所望の群分けで加工されてもよい。

図１０を参照すると、スロットウェブ３１０Ｂが、ローラー３２０の間を通過する所定の経路で移動しており、これらが不織布又は他の材料３２２のウェブをスロットウェブ３１０Ｂの片側又は両側に接着剤接合する。接着剤は、接着剤ステーション３２４において塗布されるが、不織布又は他の材料３２２のウェブの、全面への塗布でも又は一部への塗布でもよい。あるいは、不織布又は他の材料３２２は、積層、高圧接着などを包含する他の好適な手段によってウェブ７５に接合されてもよい。不織布又は他の材料３２２のウェブが両側に接合されるとき、スロットウェブ３１０Ｂは、不織布又は他の材料３２２によって挟まれる。不織布又は他の材料３２２がプレス装置３２０によってスロットウェブ３１０Ｂに接合された後、ある実施形態では、得られたスロットファスナーウェブ３２６は、回転打抜きステーション３２８を通過し、これがスロットファスナーウェブ３２６を形作り線Ｄ（図１１）に沿ってその最終形状により非常によく似た形体に打抜き、スクラップ材料３３８という結果を得る。打抜きプロセスからのスクラップ材料３３８は、取り出されて、加工されてもよい。得られた基材は、次に、分離ステーション３３０中を移動し、ここにアンビル装置３３４及びナイフ装置３３２を備えてもよい。それらの装置が回転するにつれて、ナイフ装置３３２が、基材を剪断点Ｓ（図１１）においてアンビル装置３３４に当てて、図１２に見られるような個々の完成スロット部材３３６に切断してもよく、これはタブ・アンド・スロット締結装置のスロットファスナーを備えてもよい。個々の完成スロット部材３３６は、これにより、それらの所望される最終形状に形成されており、これが後に、吸収性物品の一部に適用されて、完成使い捨て吸収性物品を形成してもよい。あるいは、スロット部材３３６は、物品に取り付けられる前又は後どちらかの、プロセスのいずれか所望の一部において分離されてもよい。

先の説明のように、押出物３０が所望の形状に形成及び固化されて成型ウェブ３１０にされた後、次に、成型ウェブ３１０は、不織布又は他の材料の１枚以上のウェブに接合されてもよく、あるいは、材料の別のウェブに接合されることなく使用されてもよい。ある実施形態では、成型ウェブ３１０は、不織布材又は他の基材に接合される前に、伸張されてもよい。追加的に、押出し及び固化中には芯要素７０を密な間隔にしておくと、このことが製造中に必要とされる材料の量を、例えば押出物３０の量を減少する可能性があり、望ましいことがある。図１３Ａを参照して、成型ウェブ３１０の実施形態が、支持フィルム７２とそれに一体形成されて固化された芯要素７０とを備え、芯要素７０が相互から距離Ｘの間隔にされている。ある実施形態では、成型ウェブ３１０は、支持フィルム７２のある区域で、芯要素７０に影響を及ぼさないように伸張されてもよい。支持フィルム７２が伸張された後、芯要素７０は、相互から距離Ｙの間隔にされていて、距離Ｙは距離Ｘより大きく、したがって距離Ｙの中では、支持フィルム７２の厚さが減少している。そのような減少により、使用材料の低減及び支持フィルム７２の剛性低下が可能になる。密な間隔で一体に形成された芯要素７０（図１３Ａ参照）を有する支持フィルム７２が、密な間隔の芯要素７０の間隔と異なるピッチで不織布ウェブ又は他の基材に接合される場合、伸張プロセスは、芯要素７０をウェブのピッチに合わせることを容易にすることができる。この合わせ法を用いると、成型ウェブ３１０を切断して芯要素７０を再配置することを回避できる。例えば、密な間隔の複数のファスナー芯要素７０を備える支持フィルム７２が、おむつコアなどの使い捨て吸収性物品の材料（単数又は複数）のウェブに接合されてもよく、ファスナー芯要素７０がウェブのおむつコアのピッチに合う間隔になるまで、支持フィルム７２が伸張されてもよい。ウェブの１つ以上を伸張する又はそれに応力をかけることで、ウェブ材料に所望の特性を付与することもできる。

支持フィルム７２を伸張する別の理由は、これらの部分の成型ウェブ３１０の厚さを減少するためである。これらの部分における成型ウェブ３１０の温度が過度に冷たい場合、支持フィルム７２の伸張に力の増加が必要とされる、又は力の付加が支持フィルム７２を永久的に変形させないほど十分に、支持フィルム７２が弾性である可能性がある。そのため、ある実施形態では、芯要素７０間の支持フィルム７２の部分が、芯要素７０とは異なる温度に保持されてもよい。ある実施形態では、その温度差は、鍛造装置の周表面のそれぞれの空隙又は突出部における局所冷却によって、及び／又は鍛造装置の周表面上の空隙又は突出部の間の局所加熱によって、達成可能である。

図１４Ａを参照して、鍛造装置８１０の実施形態は、複数の旋回可能なセグメントを備えており、それぞれの旋回可能なセグメントは、その表面に空隙域８２２を画定し、相互に独立に回転可能である。図１４Ａの実施形態はまた、部分的に示される第２の鍛造装置８４０を備えており、鍛造装置８１０と第２の鍛造装置８２０は、図１Ａの実施形態の鍛造装置４０及び５０に関連して説明したように、相互に関係付け可能である。押出ダイ８１４は、押出物８３０を装置８１０に供給し、図１４Ａにてセグメント８２０ａにより保持される位置にて、旋回可能なセグメント及び空隙域８２２を接線で係合させる。鍛造装置８１０の隣接セグメント（複数）は、入ってくる押出物８３０の速度と調和する概ね同一速度で、Ｒ１により示される方向に回転する。図１４Ａ中でセグメント８２０ａにより占められる予め定められた回転位置において、そのセグメントが押出物８３０を受け取った後又はこれに接触した後で、セグメントは加速し、加速したセグメントが図１４Ａ中でセグメント８２０ｂにより占められる次のセグメントに隣接するまで、他のセグメントよりも速くＲ２により示されるように回転し、ここで加速されたセグメントが通常の回転速度Ｒ１に戻る。

図１４Ｂを参照して、セグメント８２０ａが、加速された後で次のセグメント８２０ｂに隣接するまでが示されており、これにより押出物８３０を伸張して、鍛造された芯要素８３２を所定量の間隔にしている。成型ウェブ８１２が、鍛造装置８１０から離れて、次ステージのプロセスへ移動する。鍛造装置８１０は、他のシステム構成要素の全体構成に依存するが、セグメントが減速されて他のセグメントの速度に一致する前、その途中、又はその後のいずれかで、芯要素８３２を旋回可能なセグメントから解放するように配置されてもよい。本明細書で説明されるように、鍛造装置８１０などの旋回可能なセグメントを有する鍛造装置の各セグメントは、平滑表面、空隙、突出部、及びこれらの組み合わせを利用可能であり、並びに、平滑表面、空隙、突出部、及びこれらの組み合わせを利用可能な第２の鍛造装置と共に、使用可能でもある。

本発明の別の実施形態では、図１５に示されるようなコンベヤーシステム９００が、回転可能なコンベヤーベルト９１０と複数個のコンベヤー支持ロッド９１２とを備えることができる。それぞれの支持ロッドが、コンベヤーベルト９１０に概ね平行な支持プレート（９１４ａ〜９１４ｒ）を保持してもよい。それぞれの支持プレートが、平坦又は非平坦の表面を有してもよく、空隙又は突出部を有することが挙げられる。図１５に示される例では、支持プレート９１４ａ〜９１４ｒは、概ね相互に隣接するように配置されている。他の好適な配置も使用されてもよい。ベルト９１０及びプレート９１４ａ〜９１４ｒは、プレートがコンベヤーベルト９１０の半径部に到達するまで、矢印Ｌにより示されるほぼ直線方向に移動し、その点でロッド９１２及びプレート９１４ａ〜９１４ｒが半径の周りで弧を描いて動き、これにより、弧を描くプレート９１４ａ〜９１４ｒを加速する。

運転に際して、押出ダイ９２２は、好適な熱可塑性材料の押出物９２０をコンベヤーシステム９００に供給し、直線的に配置された支持プレート９１４ｍ〜９１４ｒに沿って運ばれる。支持プレート９１４ａ〜９１４ｒは、支持プレート９１４ｂと共に示される矢印Ｒにより表示される方向に、コンベヤーシステムの半径の周りを回転する。回転する支持プレート９１４ｂの線速度は、直線的に移動する支持プレートよりも早く、これにより、押出物９２０を伸張する。半径移動の間に、一体に形成された芯要素９２４は、鍛造装置９４０内で形成されたときよりも、相互により大きな間隔になる。鍛造装置９４０は、先述の鍛造装置の任意の実施形態を備えてもよい。押出物９２０は、ある実施形態では、図１５に見られるように、直線移動に戻る前に、支持プレート９１４ａ〜９１４ｒから剥ぎ取られてもよい。他の実施形態では、押出物９２０は、直線移動に戻った後で、支持プレート９１４ａ〜９１４ｒから剥ぎ取られてもよい。成型ウェブ９２８は、コンベヤーシステム９００から離れて、上で説明されたような次ステージのプロセスへ移動してもよい。

本明細書で開示する寸法及び値は、列挙された正確な数値に厳密に限られるとして理解されるべきではない。それよりむしろ、特に指定のない限り、それぞれのこのような寸法は、列挙された値とその値周辺の機能的に同等の範囲との両方を意味することを意図される。例えば、「４０ｍｍ」として開示された寸法は、「約４０ｍｍ」を意味する。

「発明を実施するための形態」で引用した全ての文献は、関連する部分を参照として本明細書に組み込まれるが、いずれの文献の引用も、それが本発明に関する先行技術であることを承認すると解釈されるべきではない。

本発明の特定の実施形態を例示し説明してきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、他の様々な変更及び修正を実施できることが当業者には明白であろう。したがって、本発明の範囲内にあるこのようなすべての変更及び修正を、添付の特許請求の範囲で扱うものとする。

Claims (10)

1. 回転鍛造を用いて熱可塑性材料を成形して製品用のタブ・アンド・スロット締結装置にする方法であって、
   ある容量の熱可塑性材料を供給することであって、前記容量の前記熱可塑性材料が鍛造温度以上で供給されること、を備え、
   前記熱可塑性材料を第１の回転鍛造装置と第２の回転鍛造装置との間に移送することであって、前記第１の鍛造装置が前記熱可塑性材料を受け取るその表面内に第１の鍛造域を画定していて、前記熱可塑性材料が前記第１の鍛造域に流れ込み、これにより、前記容量から芯要素と支持フィルムを形作り、前記芯要素がタブ及びスロットの各々になることと、
   芯要素と支持フィルムが少なくとも１：１０の厚みの比を有するように支持フィルムだけが伸張されることと、
   前記熱可塑性材料を実質的に固化して前記芯要素にすることと、
   前記要素を前記第１の回転鍛造装置から移送することと、を更に備えたことを特徴とする、方法。
2. 前記容量の前記熱可塑性材料が半固体状態で供給される、請求項１の方法。
3. 前記容量の前記熱可塑性材料が軟固体状態で供給される、請求項１の方法。
4. 前記第２の回転鍛造装置がその表面内に第２の鍛造域を画定している、請求項１の方法。
5. 前記第２の鍛造域が、前記第１の鍛造域と同位相であって、前記第１及び第２の鍛造域の両方が、前記容量の前記熱可塑性材料を受け取るとともに、前記要素の対向する側を前記容量から形作るようになっている、請求項４の方法。
6. 前記熱可塑性材料を実質的に固化する工程が、前記第１の鍛造装置及び前記第２の鍛造装置の少なくとも一方を、前記熱可塑性材料の前記鍛造温度よりも低くすることを包含する、請求項１の方法。
7. 前記支持フィルムは、鍛造の間に、滞留時間、温度又は圧力を変えることで伸張される、請求項１乃至６のいずれかの方法。
8. 前記芯フィルム及び前記支持フィルムの一方又は両方が、接着剤、積層又は高圧接着によって、不織布材のウェブに接合される、請求項１乃至７のいずれかに記載の方法。
9. 不織布材のウェブを支持フィルムに接合した後、前記支持フィルムが伸張され、
   前記芯要素の間の間隔が、前記締結装置が前記製品に取り付けられるピッチに合致する、請求項８の方法。
10. 前記鍛造装置が複数の旋回可能なセグメントを含み、
    それぞれの旋回可能なセグメントは、前記熱可塑性材料を受けて成形するための空隙域を画定する、請求項１乃至９のいずれかの方法。

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