JP5492925B2 - 使い捨て物品又は衣類に使用されるループ・フック型ファスナー用のループ材料 - Google Patents

Description

関連出願

本願は、２００７年４月１７日に出願した米国仮出願（仮出願番号第６０／９１２２４４号）の利益を主張するものであり、本明細書にその全体が参照により組み入れる。

本発明は、使い捨て物品又は衣類に使用されるループ・フック型ファスナー用のループ材料に関する。

消費者又は工業用途において、フック・ループ式のファスナーを使用することは広く知られている。このような用途の例として、おむつなどの衛生的で吸収性の使い捨て物品、手術着などの使い捨て衣類等が挙げられる。

一般に、フック・ループ式のファスナーはフック構成要素とループ構成要素とを備える。フック構成要素はベース材料に固定された複数のフック状部材を含む。ループ構成要素は基材（裏あて材）から外方向に突出している複数の直立したループ部材を含む。このフック状部材はループ部材と係合するように設計されており、それらの間に強い機械的な結合がもたらされる。フック部材及びループ部材は、一般に、係合および係合解除を繰り返し行うことが可能である。

しかしながら、衛生的で吸収性の使い捨て物品又は使い捨て衣類においてフック・ループ式のファスナーを用いようとするときには、低コストのループ構成要素が好ましい。この低コストのループ構成要素とは、限られた回数の用途のために再封止することができる機械的な閉鎖（クロージャ）を提供するように、適切に機能するものである。つまり、使い捨て物品は短い寿命を有するだけであるので、使い捨て物品のループ構成要素がフック構成要素と係合および係合解除を長期にわたって繰り返し行う能力は必要ない。しかし、ループ構成要素は、フック構成要素と関連して使用されるものであり、比較的高い剥離強度と比較的高い剪断強度とを提供するものでなければならない。すなわち、ループ構成要素は、限られた回数の使用サイクルのために、確実な閉鎖（クロージャ）を保証しなければならない。

種々のループ材料が利用可能である。一般的なループ材料は、支持用のフィルム層に積層されたニット布又は不織布を含む。これらのループ材料は一般に、ロールからループ材料をほぐし、ループ材料の裏のフィルム側に接着剤を貼り付け、真空吸引によりループ材料を適所に保持する穿孔付き金属シリンダ上にループ材料を供給し、この円筒に対してループ材料が保持されるようにループ材料をストリップに切断し、おむつ製造ラインに亘って並行して供給されるおむつのバックシート材料にそのストリップを貼り付けることによって、おむつライン上で加工される。

ポリプロピレンは比較的に低コストで、感触が柔軟で、入手可能で、また加工が容易であるので、おむつ用途の不織材料の製造には好ましい。不織ループ材料としては、コストをさらに下げ、ループ材料の柔軟性及び可撓性を改善するために、フィルム支持層の使用をなくすことが好ましい。

米国特許第６，７７０，０６５号明細書

しかしながら、ループ締結材料用に不織布を使用することを制限する幾つかの問題がある。以下、これらの問題を考察する。

一般的な不織材料は通気性が高過ぎる。そういった高通気性材料は、一般的な既存のおむつラインのライン真空シリンダ上ではストリップ切断操作中に効果的に適所に保持することができない。そのような高通気性材料を使用するためには、真空シリンダ及びそれに関連する装置に大幅な改良が必要となる。

一般的なポリプロピレンをベースにした不織布は圧縮を受け易い。不織ループ材料をロールに巻いて、ある期間の間保管する場合、そのループ領域は圧縮されたままになる可能性がある。不織ループ材料ロールをほぐし、おむつライン上で加工し、個々に切断し、おむつバックシートに取り付けるときに、ループが平坦になり過ぎて、効果的な締結材料としては最早有用ではなくなる恐れがある。

不織ファイバと不織フィラメントは、その構造をしっかり固定するためには一緒に結合させる必要があるだけでなく、結合していないファイバ又はループの領域を相手方のフックと締結するのに利用可能にしなければならない。不織布の平坦な領域が不十分な割合で共に結合されている場合には、不織ファイバはファスナーを開けるときにその構造から簡単に自由に引っ張られることがある。不織布の平坦な領域が非常に高い割合で共に結合されている場合には、フック係合に利用可能なループファイバが不十分であり、締結能力が低過ぎるということになる。また、この結合のパターンは、フック係合の容易さ、ひいては締結能力に大きな影響を及ぼす。

おむつなどの衛生的な用途に使用するループ締結材料として用いるために、上記問題を克服する低コストの不織布の必要性がある。

フック・ループ型ファスナー用のループ材料は、複合不織布である。この複合不織布は、ループ層、基材層、及び複数の結合領域から構成される。ループ層は、熱可塑性捲縮ステープルファイバのカード不織布であってよい。ステープルファイバは１．５〜６．０ｄＴＥＸであってよい。ループ層は１０〜３５ｇ／ｍ²の秤量を有してよい。基材層は５〜３０ｇ／ｍ²の秤量を有するスパンボンド不織布又はスパンメルト不織布であってよい。ループ層は基材層と対面して重ね合わせてよい。複数の結合領域はループ層を基材層に連結し、前記結合領域を実質的に非通気性にする。結合領域はループ材料の３５〜５５％の表面積を含む。

本発明を説明するために、図面には現時点で好ましい一形態を示すが、本発明は図示の正確な配置ならびに実施に限定されるものではないことを理解されたい。

図１は、本発明によって製造された複合不織布を示す断面図である。 図２は、本発明によって製造された複合不織布の実施形態を示す平面図である。 図３は、本発明によって製造された複合不織布の実施形態を示す平面図である。 図４は、「アイランド」を示す平面図である。 図５は、本発明の製造方法を示す略図である。 図６は、以下の実施例に関連する図である。

図１には、複合不織布１０の一実施形態が示される。なお、同様の番号が同様の要素を示す図面を参照する。複合不織布１０は、ループ層１２、基材層（裏あて層）１４、及び複数の結合領域１６を備えている。これら要素の各々について以下でさらに詳細に述べる。

複合不織布１０は、使い捨て物品／衣類用のフック・ループ型ファスナー（図示せず）のループ構成要素である。使い捨て物品／衣類には、衛生的で吸収性のある使い捨て物品（例えば、おむつ）及び使い捨て衣類（例えば、手術着）が挙げられる。使い捨てとは、一般に一回限りの使用を指す。

複合不織布１０では、ループ層１２及び基材層１４が、対面接触し、結合領域１６にて共に連結されている。複合不織布１０は、少なくとも２種の異なる不織材料を含んでもよい。非結合領域のループ層１２は「マウンド」を形成し、このマウンドによって、不織ループ層が開いて、フック係合に適合する。結合領域のループ層１２は平坦であり、これによりループ層は閉じて、フック係合には適合しない。複合不織布１０の通気性は全体で１５００ｌ／ｍ²／秒を超えてはならない。一実施形態では、通気性は１３００ｌ／ｍ²／秒を超えてはならない。別の実施形態では、通気性は８００ｌ／ｍ²／秒でなければならない。通気性の上限は、複合不織布が（前述のような）おむつ製造プロセスにおいて十分に機能する閾値を表し、通気性の下限は、複合不織布が十分な柔軟性を有する（すなわち、フィルムのような堅い感じのしない）閾値を表す。通気性は、Ｔｅｘｔｅｓｔ ＡＧ社（スイス国チューリッヒ所在）のＡｉｒ Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ Ｔｅｓｔｅｒ ＩＩＩ、Ｍｏｄｅｌ ＦＸ ３３００を用いて測定される。

ループ層１２は、特に、フック・ループ型ファスナーのフック（図示せず）を係合するように構成されている。一実施形態では、ループ層１２は、熱可塑性捲縮ステープルファイバから製造されたカード不織布であってよい。一実施形態では、ステープルファイバは、１．５〜６．０の範囲のｄＴＥＸを有してよい。カード不織布の秤量は、１０〜３５ｇ／ｍ²の範囲であってよい。あるいは、秤量は、１８〜２７ｇ／ｍ²の範囲であってよい。複合不織布１０にカード不織布を含める前には、カード不織布は、非結合（好ましい）でもよいし結合していてもよい。結合する場合には、任意の既知の手段（二成分ファイバ；熱によるポイント結合、超音波、マイクロ波；接着剤、等）によって結合を達成してもよいが、二成分ファイバを用いて結合を達成することが好ましい。本明細書で用いる熱可塑性物質とは、任意の熱可塑性材料を指す。熱可塑性材料には、ポリオレフィン、ポリエステル、ナイロン、及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定するものではない。ポリオレフィンには、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン、これらの共重合体及びこれらのブレンドが挙げられるが、これに限定するものではない。ポリエステルには、ＰＥＴ、ＰＢＴ、これらの共重合体及びこれらのブレンドが挙げられるが、これに限定するものではない。一実施形態では、熱可塑性材料は、ポリプロピレンである。

基材層１４は、特に、ループ層１２のファイバを適所に保持し、ループ層１２を物品／衣類（図示せず）に固定できるように表面を提供し、物品／衣類を組み合わせるのを容易にする。一実施形態では、基材層は、熱化組成フィラメントから作製されたスパンボンド又はスパンメルト不織布であってもよい。本明細書で用いるスパンボンド又はスパンメルト不織布とは、スパンボンド法又はスパンメルト法によって作製された不織布を指す。スパンメルトとは、スパンボンド法（Ｓ）とメルトブロウン法（Ｍ）とを組み合わせたものである。スパンメルト不織布は、ＳＭ又はＳＭＳ又はＳＭＭＳ等の構造を有し得る。スパンボンド又はスパンメルト不織布の秤量は、５〜３０ｇ／ｍ²の範囲であってよい。あるいは、秤量は、１１〜１７ｇ／ｍ²の範囲であってよい。スパンボンド又はスパンメルト不織布は、調節して通気性を低減することができる。低減された通気性は、複合不織布を物品／衣類に貼り付けるときの物品／衣類製造工程において有用になる。基材層１４は、製造時、複合不織布１０を組み立てる前にカレンダー加工されてもよい。このカレンダー加工後、一方の側は「滑らか」である。すなわち、彫刻付きローラーによるくぼみはない。この滑らかな側は、複合不織布１０の露出された側でもよく、その上に印刷されてもよい。本明細書で用いる熱可塑性物質とは、任意の熱可塑性材料を指す。熱可塑性材料には、ポリオレフィン、ポリエステル、ナイロン、及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定するものではない。ポリオレフィンには、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン、これらの共重合体及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定するものではない。ポリエステルには、ＰＥＴ、ＰＢＴ、これらの共重合体及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定するものではない。一実施形態では、熱可塑性材料はポリプロピレンである。

本明細書で用いる結合領域１６とは、ループ層及び基材層が一緒に連結され且つ複合不織布が実質的に非通気性である領域を指す。「実質的に非通気性」とは、非結合領域に対する通気性を指し、その領域では空気が複合不織布を通過し得る。結合領域では、空気が通過することはできない（あるいは、空気の５％以下は非結合領域を通過する）が、非結合領域では、空気は複合不織布を通過することができる。結合領域１６は、ループ材料の表面積の約３５〜５５％を含んでもよい。結合領域１６は、ループ材料の表面積の４０〜５０％を含んでもよい。結合領域１６は、例えば図２及び図３に示すようにライン形又は波形（連続又は不連続）でもよいが、例えば図４に示すように「アイランド」１９ではない。一実施形態では、結合領域は、機械横断方向に配置される。結合領域ではフック（図示せず）が複合不織布と係合しないが、非結合領域ではフックが複合不織布と係合する。図１に示すように、ループ層１２と結合領域の基材層１４をあわせた高さは、非結合領域の基材層１４の高さ未満である。

結合領域１６がライン形又は波形の場合、ループ長は結合領域間の距離である。ループ材料のループ長は、等しくてもよいし、実質的に等しいものでもよい。機械方向のループ長は、１〜４ｍｍであってよく、又は２〜３ｍｍであってよい。ループ高は、基材層１４とループ層１２の最上部との間の距離である。ループ高は、非結合領域間で実質的に等しい。

図５を参照すると、複合不織布１０は次のように製造される。すなわち、熱可塑性樹脂からフィラメントを押し出すことによって、スパンメルト又はスパンボンドの第１ウェブ２０を形成する。次いで、このウェブをカレンダー加工によって強化する。第２ウェブ２２は、捲縮ステープルファイバをカード加工して強化されていないウェブを生成することによって生成される。次いで２つのウェブを重ね合わせる（すなわち、対面させる）。重ね合わせられた２つのウェブから構成されたウェブ（得られたウェブ）をホットカレンダー２４（ロール２６は例えば彫刻付きローラーであり、ロール２８は例えば滑らかなローラーである）に通して、次の結果を達成する。すなわち、捲縮ステープルファイバを複数のゾーンで結合し、両ウェブを複数のゾーンに沿って連結することによってカードウェブを強化する。カレンダー加工工程では、ウェブの結合は不織布が生成される熱可塑性ポリマーの融点又はその付近で起こる。ウェブを共に適切に結合させるのに十分な温度及び圧力で加工することが重要である。この後、複合不織布を３０で巻き取る。

＜１８０°剥離試験成績の比較＞
比較的低い割合の領域の結合と本発明による結合パターンとを用いて製造した複合不織布の１８０°剥離試験成績を比較する。剥離試験はＭＴＳ Ｓｙｓｔｅｍｓ社（ミネソタ州イーデンプレーリー市所在）の引張試験機（型番ＭＴＣ Ａｌｌｉａｎｃｅ ＲＴ／５）を用いて行った。

各複合不織布のマスターロールを以下に示す結合パターンを用いて作製し、次いで、ロールにスリットを入れ、同じ引張力で巻いた。次いで、各結合パターンの１つのスリットロールを３週間以上保管した。次いで、図６に示すように、各ロール内の同じ部位からサンプルを採取し、１８０°剥離試験に供した。

１８０°剥離強度試験では、フック・ループ締結システムのループ構成要素にフック構成要素を取り付け、次いで、ループ構成要素からフック構成要素を角度１８０°で剥離する。２個の構成要素を解放するのに必要な最大荷重をニュートンで記録する。

（スリットサンプルロール１）
ＳＭＳベース層：１４ｇ／ｍ²
カードファイバ最上層：２３ｇ／ｍ²
結合領域：１７．４％
彫刻：アイランド（図４参照）
１８０°剥離試験にはＡｐｌｉｘ社の９４ｘ試作品フック（マッシュルーム状フックを有し、フック密度が３８５個／ｃｍ²の１３ｍｍ幅テープ）を用いた。
サンプルはマスターロールをスリットして１７日後のロールから採取した。

（スリットサンプルロール２）
ＳＭＳベース層：１４ｇ／ｍ²
カードファイバ最上層：２３ｇ／ｍ²
結合領域：４２％
彫刻：水平に不連続な波形（図３を参照）
１８０°剥離試験にはＡｐｌｉｘ社の９４ｘ試作品フック（マッシュルーム状フックを有し、フック密度が３８５個／ｃｍ²の１３ｍｍ幅テープ）を用いた。
サンプルはマスターロールをスリットして２１日後のロールから採取した。

本発明は、本発明の精神及び本質的特徴から逸脱しない限り他の形態で実施することができ、したがって、本発明の範囲については、上記明細書の記載ではなく特許請求の範囲を参照されたい。

Claims (25)

1. 複合不織布から構成されたフック・ループ型ファスナー用のループ材料であって、
   前記複合不織布は、
   非結合のウェブのループ層であって、前記非結合のウェブは１０〜３５ｇ／ｍ²の秤量を有する前記ループ層と、
   前記ループ層が対面して重ね合わされる基材層であって、５〜３０ｇ／ｍ²の秤量を有するスパンメルト不織布の前記基材層と、
   前記ループ層を前記基材層に連結する複数の結合領域と、
   から構成されることを特徴とするフック・ループ型ファスナー用のループ材料。
2. 前記複合不織布が１５００ｌ／ｍ²／秒以下の通気性を有する、請求項１に記載のループ材料。
3. 前記複合不織布が８００〜１３００ｌ／ｍ²／秒の範囲の通気性を有する、請求項２に記載のループ材料。
4. 前記複数の結合領域が連続しているか又は不連続なライン形又は波形である、請求項１に記載のループ材料。
5. 前記複数の結合領域が機械横断方向に延在する、請求項４に記載のループ材料。
6. 一つの前記結合領域の高さが、前記基材層の高さ未満である、請求項１に記載のループ材料。
7. 一つの前記結合領域の通気性は、実質的に非通気性であり、非結合領域の通気性の５％以下である、請求項１に記載のループ材料。
8. 複数のループが前記複数の結合領域間の前記ループ層に形成されており、前記ループが前記基材層から実質的に等しい高さまで延在する、請求項１に記載のループ材料。
9. ループ長が前記複数の結合領域間の距離であり、前記ループ長が１〜４ｍｍの範囲である、請求項１に記載のループ材料。
10. 複合不織布から構成されたフック・ループ型ファスナー用のループ材料であって、
    前記複合不織布は、
    非結合のウェブのループ層であって、前記非結合のウェブは１０〜３５ｇ／ｍ²の秤量を有する前記ループ層と、
    前記ループ層が対面して重ね合わされる基材層であって、５〜３０ｇ／ｍ²の秤量を有するスパンボンド又はスパンメルトのポリエチレン又はポリプロピレン不織布の前記基材層と、
    前記ループ層を前記基材層に連結する複数の結合領域と、
    から構成され、
    前記複合不織布は、１５００ l／ｍ²／秒以下の通気性を有することを特徴とするフック・ループ型ファスナー用のループ材料。
11. 前記複合不織布が８００〜１３００ｌ／ｍ²／秒の範囲の通気性を有する、請求項１０に記載のループ材料。
12. 前記複数の結合領域が連続しているか又は不連続なライン形又は波形である、請求項１０に記載のループ材料。
13. 前記複数の結合領域が機械横断方向に延在する、請求項１２に記載のループ材料。
14. 一つの前記結合領域の高さが、前記基材層の高さ未満である、請求項１０に記載のループ材料。
15. 一つの前記結合領域の通気性は、実質的に非通気性であり、非結合領域の通気性の５％以下である、請求項１０に記載のループ材料。
16. 複数のループが前記複数の結合領域間の前記ループ層に形成されており、前記ループが前記基材層から実質的に等しい高さまで延在する、請求項１０に記載のループ材料。
17. ループ長が前記複数の結合領域間の距離であり、前記ループ長が１〜４ｍｍの範囲である、請求項１０に記載のループ材料。
18. 複合不織布から構成されたフック・ループ型ファスナー用のループ材料であって、
    前記複合不織布は、
    非結合のウェブのループ層であって、前記非結合のウェブは１０〜３５ｇ／ｍ²の秤量を有する前記ループ層と、
    前記ループ層が対面して重ね合わされる基材層であって、５〜３０ｇ／ｍ²の秤量を有するスパンボンド又はスパンメルト不織布の前記基材層と、
    前記ループ層を前記基材層に連結する複数の結合領域と、
    から構成され、
    一つの前記結合領域の高さが、前記基材層の高さ未満である、特徴とするフック・ループ型ファスナー用のループ材料。
19. 前記複合不織布が１５００ｌ／ｍ²／秒以下の通気性を有する、請求項１８に記載のループ材料。
20. 前記複合不織布が８００〜１３００ｌ／ｍ²／秒の範囲の通気性を有する、請求項１９に記載のループ材料。
21. 前記複数の結合領域が連続しているか又は不連続なライン形又は波形である、請求項１８に記載のループ材料。
22. 前記複数の結合領域が機械横断方向に延在する、請求項２１に記載のループ材料。
23. 一つの前記結合領域の通気性は、実質的に非通気性であり、非結合領域の通気性の５％以下である、請求項１８に記載のループ材料。
24. 複数のループが前記複数の結合領域間の前記ループ層に形成されており、前記ループが前記基材層から実質的に等しい高さまで延在する、請求項１８に記載のループ材料。
25. ループ長が前記複数の結合領域間の距離であり、前記ループ長が１〜４ｍｍの範囲である、請求項１８に記載のループ材料。