JP6359552B2 - フィルム上に微小突起を提供するための方法 - Google Patents

Description

（関連出願への相互参照）
本出願は、２０１２年１２月５日に出願された米国仮出願第６１／７３３，８１５号の利益を主張する。上記文献は、本明細書において参照することによって援用される。

（背景）
吸収性デバイスは、典型的には、上側シートと、流体取得分散層と、吸収性コアと、裏側シートとから成る。上側シートは、デバイスのユーザの皮膚に接触し、それを捕捉および貯蔵する、吸収性コアに向かって流体滲出液を伝達させる。裏側シートは、最外層であり、コア内に貯蔵された液体の漏出または通過を防止することによって、衣類への染みまたは汚れに対する液体障壁を提供する。裏側シートおよび上側シートは両方とも、ポリマーフィルムの薄層から成ることができる。「薄い」とは、歴史的には、５０ミクロン未満であるが、１０ミクロンを上回る、一般的範囲内である。

縮み雑音がない静かな材料が所望されたことによる、使い捨ておむつの出現以来、３次元側面を吸収性デバイス内で使用される任意の薄型ポリマーフィルムに付与することが所望されている。３次元突出部および／または陥凹のそのようなパターンは、典型的には、フィルム層に、フィルムを縮ませる、または屈曲させるために使用される機械的応力への抵抗を低下させる、「プリーツ加工」側面による曲げ柔軟性および／または静音性；反射光を拡散させることによるより低い光沢性またはつやの欠如；触知的柔軟性専用に、パターンタイプおよび間隔およびアレイによって導出された指先への所望の「触知的」印象を作り出すことによる、感触に対する柔軟性またはなめらかな手触り；接触され得るにつれて、柔軟な屈曲を可能にする、またはもたらす、薄化；花またはリボンまたは消費者の特性の市場区分に好まれることが見出されている他の設計のパターンを伴う、審美的外観；および同等物のような属性のうちの１つ以上を提供する。加えて、液体を通過させるために真空形成され得る、１つ以上の開口部または穴が、上側シートを通して形成されてもよい。

残念ながら、上側シートのために使用される薄型ポリマーフィルム上に付与または提供され得る、現在の３次元側面は、ウェブを変形させるため、および／または真空形成において使用される機械の偏向および／または変形を回避するため、および／または上側シートを通した開口部または穴の形成の途絶を回避するために、高圧力を使用する必要性のため、真空形成されるとき、サイズが限定され得る（例えば、高さ約６０μｍ未満）。

（要約）
微小突起（例えば、３次元側面であり得る）を伴う真空形成された穴あきフィルムを形成するためのシステムおよび方法が、提供される。例えば、ある実施形態では、溶融ポリマーウェブ等のポリマーウェブが、ポジ型（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）突起を伴うスクリーンとネガ型（ｎｅｇａｔｉｖｅ）陥凹を伴う表面を備えるローラとの間の係合点において受容されることができる。ネガ型陥凹は、ローラの表面内に事前に形成されることができる。ローラは、直径わずか約５．５インチを有することができ、真空スロットの前縁に位置付けられることができる。

例示的実施形態によると、微小突起が、その間にフィルムまたはポリマーウェブを伴って、スクリーン上のポジ型突起をローラの表面上のネガ型陥凹の中に挿入することによって、係合点において、ポリマーウェブ上（例えば、ポリマーウェブのランド部上）で拡張されることができる。スクリーン上のポジ型突起は、圧力約１．５〜３．５ポンド／線形インチ（ＰＬＩ）において、ローラの表面上のネガ型陥凹の中に挿入されてもよい（例えば、その間にフィルムまたはポリマーウェブを伴う）。

加えて、真空スロットが、圧力差を介して、ポリマーウェブの一部をスクリーン内に含まれる１つ以上の開口部の中に引張し得るように、微小突起を伴う溶融ポリマーウェブを真空スロットの前縁を越えて通過させることによって、１つ以上の穴が、溶融ポリマーウェブを通して形成されることができる。例示的実施形態では、微小突起は、１つ以上の穴に隣接して溶融ポリマーウェブのランド部上に形成されることができる。

概要は、発明を実施するための形態において以下にさらに説明される、簡略化された形態において、一連の概念を紹介するために提供される。本概要は、請求される主題の重要な特徴または不可欠な特徴を識別することを意図するものではなく、また、請求される主題の範囲を制限するために使用されることを意図するものでもない。さらに、請求される主題は、本開示のいずれかの部分に記載のあらゆる不利点を解決する、いかなる限定にも制限されない。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
微小突起を伴う真空形成された穴あきフィルムを形成するための方法であって、前記方法は、
ポジ型突起を伴うスクリーンとネガ型陥凹を伴う表面を備えるローラとの間の係合点において、溶融ポリマーウェブを受容することと、
圧力わずか約３．５ポンド／線形インチ（ＰＬＩ）において、前記スクリーンと前記ローラとの間に前記溶融ポリマーウェブを伴って、前記スクリーン上のポジ型突起を前記ローラの表面上のネガ型陥凹の中に挿入することによって、前記係合点において、前記溶融ポリマーウェブのランド部上の微小突起を拡張させることと
を含む、方法。
（項目２）
前記ネガ型陥凹は、前記ローラの表面内に事前に形成される、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記ネガ型陥凹は、前記ローラのカバーにレーザ彫刻することによって、前記ローラの表面内に事前に形成され、前記ローラのカバーは、ゴムまたは熱硬化性ポリマーのうちの少なくとも１つを備える、項目２に記載の方法。
（項目４）
前記ネガ型突起は、ツールの反復機械圧力によって、前記ローラのカバーの中に形成され、前記ローラのカバーは、布地、剛性発泡体、またはフェルトのうちの少なくとも１つを備える、項目２に記載の方法。
（項目５）
前記微小突起は、少なくとも約５，５００個の突起／平方センチメートルおよび平均突起高さ約３０μｍ以上の微細スケールメッシュを備える、項目１に記載の方法。
（項目６）
前記ローラは、直径わずか約５．５インチを備える、項目１に記載の方法。
（項目７）
前記ローラは、真空スロットの前縁に位置付けられ、約１．５ＰＬＩ以上において、前記形成スクリーンと係合される、項目１に記載の方法。
（項目８）
前記スクリーンは、前記ポジ型突起に隣接して１つ以上の開口部を備える、項目７に記載の方法。
（項目９）
前記真空スロットが、圧力差を介して、前記ポリマーウェブの一部を前記スクリーン内の１つ以上の開口部の中に引張するように構成されるように、前記微小突起を伴う溶融ポリマーウェブを前記真空スロットの前縁を越えて通過させることによって、１つ以上の穴を前記溶融ポリマーウェブを通して形成することをさらに含む、項目８に記載の方法。
（項目１０）
前記微小突起は、前記１つ以上の穴に隣接してランド部上で拡張される、項目９に記載の方法。
（項目１１）
微小突起を伴う真空形成された穴あきフィルムを形成するための方法であって、前記方法は、
ポジ型突起を伴うスクリーンとネガ型陥凹を伴う表面を備えるローラとの間の係合点において、溶融ポリマーウェブを受容することであって、前記ネガ型陥凹は、前記表面の中に事前に形成され、前記ローラは、直径わずか約５．５インチを備える、ことと、
前記スクリーンと前記ローラとの間に前記溶融ポリマーウェブを伴って、前記スクリーン上のポジ型突起を前記ローラの表面上のネガ型突起の中に挿入することによって、前記係合点において、前記溶融ポリマーウェブのランド部上の微小突起を拡張させることであって、前記スクリーン上のポジ型突起は、圧力約１．５〜約３．５ポンド／線形インチ（ＰＬＩ）において、前記ローラの表面上のネガ型陥凹の中に挿入される、ことと
を含む、方法。
（項目１２）
前記微小突起は、平均突起高さ約３０μｍ以上を伴う少なくとも約５，５００個の突起／平方センチメートルの微細スケールメッシュを備える、項目１１に記載の方法。
（項目１３）
前記ローラは、真空スロットの前縁に位置付けられ、約１．５ＰＬＩ以上において、前記スクリーンと係合される、項目１１に記載の方法。
（項目１４）
前記真空スロットが、圧力差を介して、前記ポリマーウェブの一部を前記スクリーン内の１つ以上の開口部の中に引張するように構成されるように、前記微小突起を伴う溶融ポリマーウェブを前記真空スロットの前縁を越えて通過させることによって、１つ以上の穴を前記溶融ポリマーウェブを通して形成することをさらに含む、項目１３に記載の方法。
（項目１５）
前記ローラの表面はさらに、前記ポジ型突起が前記ローラの表面上に事前に形成された前記ネガ型陥凹の中に挿入されると、不変のままである、項目１１に記載の方法。
（項目１６）
微小突起を伴う真空形成された穴あきフィルムを形成するための方法であって、前記方法は、
ポジ型突起を伴うスクリーンとネガ型陥凹を伴う表面を備えるローラとの間の係合点において、溶融ポリマーウェブを受容することであって、前記ネガ型陥凹は、前記表面の中にあり、前記ローラは、直径わずか約５．５インチを備える、ことと、
前記スクリーンと前記ローラとの間に前記溶融ポリマーウェブを伴って、前記スクリーン上のポジ型突起を前記ローラの表面上のネガ型突起の中に挿入することによって、前記係合点において、前記溶融ポリマーウェブのランド部上の微小突起を拡張させることであって、前記スクリーン上のポジ型突起は、圧力約１．５〜約３．５ポンド／線形インチ（ＰＬＩ）において、前記ローラの表面上のネガ型陥凹の中に挿入され、前記微小突起は、平均突起高さ約３０μｍ以上を伴う少なくとも約５，５００個の突起／平方センチメートルの微細スケールメッシュを備える、ことと
を含む、方法。
（項目１７）
前記ネガ型陥凹は、前記ローラのカバーにレーザ彫刻することによって、前記ローラの表面内に事前に形成され、前記ローラのカバーは、ゴムまたは熱硬化性ポリマーのうちの少なくとも１つを備える、項目１６に記載の方法。
（項目１８）
前記ネガ型突起は、ツールの反復機械圧力によって、前記ローラのカバーの中に形成され、前記ローラのカバーは、布地、剛性発泡体、またはフェルトのうちの少なくとも１つを備える、項目１６に記載の方法。
（項目１９）
前記ローラは、真空スロットの前縁に位置付けられ、約１．５ＰＬＩ以上において、前記スクリーンと係合される、項目１６に記載の方法。
（項目２０）
前記真空スロットが、圧力差を介して、前記ポリマーウェブの一部を前記スクリーン内の１つ以上の開口部の中に引張するように構成されるように、前記微小突起を伴う溶融ポリマーウェブを前記真空スロットの前縁を越えて通過させることによって、１つ以上の穴を前記溶融ポリマーウェブを通して形成することをさらに含む、項目１９に記載の方法。

本明細書に開示される実施形態のより詳細な理解は、付随の図面と併せて、一例として与えられる、以下の説明から得られ得る。

図１は、微小突起を伴う穴あきフィルムを形成するためのプロセスまたは方法の例示的実施形態を描写する。 図２は、ネガ型陥凹を伴わないローラの例示的先行技術表面またはカバーと、係合前位置にポジ型突起を伴うエンボス加工ローラの一部を描写する。 図３は、ネガ型陥凹を伴わないローラの例示的先行技術表面またはカバーと、係合位置にポジ型突起を伴うエンボス加工ローラの一部を描写する。 図４は、ネガ型陥凹を伴うローラの表面またはカバーの例示的実施形態と、微小突起を伴う穴あきフィルムを形成するために使用され得る、係合前位置におけるポジ型突起を伴うスクリーンの一部を描写する。 図５は、ネガ型陥凹を伴うローラの表面またはカバーの例示的実施形態と、微小突起を伴う穴あきフィルムを形成するために使用され得る、係合位置におけるポジ型突起を伴うスクリーンの一部を描写する。 図６は、図１のプロセスまたは方法の係合点後のスクリーン上に存在し得る、ポジ型突起に近接するポリマーウェブまたはフィルム層の例示的実施形態を描写する。

（詳細な説明）
ここで、例証的実施形態の発明を実施するための形態が、種々の図を参照して説明される。本説明は、可能性として考えられる実装の詳細な実施例を提供するが、詳細は、例示であることが意図され、本願の範囲を制限するものではないことに留意されたい。

ランド部上に微小突起を伴う真空穴あき形成されたフィルムが生産されるように、形成されたフィルム上側シートのランド部上の微小突起を拡張させるためのシステム、方法、またはプロセスが、開示される。微小突起は、約５，５００〜５５，０００個／ｃｍ^２の平方面積あたりの高密度と、例示的実施形態では、約３０μｍ〜約２００μｍ等の約３０μｍ以上、および／または別の例示的実施形態では、約６５μｍ〜約２００μｍ等の約６５μｍ以上の平均高さを伴う、微細スケールメッシュである。微小突起はまた、例示的実施形態によると、開放または閉鎖され得る、先端または遠位端を含む。

そのような微小突起を形成するために、穴あき形成されたフィルムを形成するスクリーンの１つ以上のランド部上のポジ型突起および係合ローラ上の一致するネガ型陥凹が、提供され、微小突起のパターンを拡張または形成するために使用される。

単一ことプロセスが、微小突起をフィルム上に形成するために使用されることができることが知られている。付加的プロセスまたはプロセスことが、次いで、使用され、続いて、穴をフィルムに形成することができる。例えば、フィルムは、１つのプロセスまたはプロセス中の１つのことにおいて、突起がエンボス加工されることができる。そのようなエンボス加工後、フィルムは、続いて、別のプロセスまたはプロセス中の別のことにおいて再加熱され、穴を形成することができる（例えば、ピンが、再加熱されたフィルムに微小突起を穿孔するために使用されることができる）。したがって、現在、複数のプロセスまたは複数のことプロセスが、微小突起および穴の両方をポリマーフィルムに形成するために使用されることができる。残念ながら、フィルムを再加熱し、穴を形成することは、前のことまたはプロセスにおいて形成された微小突起を破壊する傾向にある。

例えば、真空形成を使用して、薄型ポリマーフィルムに穴を作製する公知のプロセスは、例えば、米国特許第４，１５１，２４０号に説明されるように、真空スロットにわたって回転する形成スクリーンと接触する薄型ポリマーウェブを軟化させることを含む。また、溶融ウェブが、真空スロットにわたって回転する形成スクリーン上に導入されるプロセスも、公知である（例えば、米国特許第４，４５６，５７０号に説明されるように）。残念ながら、そのようなプロセスから形成される構造は、微小突起のための所望の平均高さ（例えば、以下の表２に示されるように）に到達しない。

穴を伴う薄型ポリマーフィルムにおける微小突起のための所望の平均高さの実施例は、例えば、米国特許第４，６２９，６４３号に説明されており、そこでは、軟化されたポリマーフィルム上に約４００〜８００ｐｓｉｇを付与する、液圧成形または高圧力水蒸気が、微小突起を形成するために利用される（また、例えば、米国特許第７，５２１，５８８号参照）。

また、ポリマーフィルムに修正を形成するために知られているのは、例えば、米国特許第３，９５０，４８０号および米国特許第５，２２９，１８６号に説明されるように、ニップエンボス加工の使用である。軟化される薄型ポリマーフィルムは、２つのロールの間に圧接され、ニップが、２つのロール間に形成され、ロールのうちの少なくとも１つ上の表面設計が、軟化された薄型ポリマーフィルムにエンボス加工される。ニップエンボス加工もまた、ポリマーフィルムに修正を提供するために、比較的に高圧力に依拠する。

理論によって拘束されるわけではないが、２つのローラ間に微細メッシュ（例えば、密度／平方面積約５，５００〜５５，０００個／ｃｍ^２）を伴う薄型ポリオレフィンフィルムをエンボス加工することは、微小突起の形状にローラカバーを変形させ、結果として生じるフィルムに所望のパターンの微小突起の平均高さを得るために、例えば、米国特許第３，９５０，４８０号および米国特許第５，２２９，１８６号において利用されるもののような５０〜５００ＰＬＩの範囲内の比較的により高い圧力（ＰＬＩ）を使用すると考えられる。

微小突起をエンボス加工するために使用される本過剰圧力は、真空穴あき形成されたフィルムプロセスにおいて印加される場合、固定真空シールを横断して摩擦抗力を生じさせ、シールの摩耗および早期スクリーン摩耗を生じさせるであろう。過剰圧力はまた、薄型であり、穿孔され、穴あき形成されたフィルムを形成するスクリーンを屈曲および急速に破壊し、かつローラを偏向させる、ねじり応力を生じさせ得、その場合、微小突起の均一平均高さは、不可能となるであろう。標準的エンボス加工技術では、典型的には、ローラ直径を３〜６フィート程度の直径まで増加させ、エンボス加工の高ＰＬＩ要件によって生じる偏向を低減させる。

本明細書に説明されるように、微小突起および穴が、再加熱せずに形成され得る（すなわち、単一ことプロセス）、真空形成プロセス等のプロセスが、提供される。そのようなプロセスでは、微小突起は、穴あき形成されるフィルムを形成するスクリーン上のポジ型突起と、ローラ表面またはカバー上の実質的に整合されるネガ型陥凹との間に溶融ポリマーウェブを導入し、直径わずか５．５インチを有するローラから、約１．５〜４．０ＰＬＩ等の低ポンド／線形インチ（ＰＬＩ）圧力を提供することによって、穴あき形成されたフィルムのランド部上に形成されることができる。加えて、微小突起および穴を伴うフィルムを形成するために、ローラは、ローラが、次いで、穴を形成するために使用される、気流を遮断または妨害しないように、真空スロットシールの前縁におけるプロセスの溶融流接触点に移動または統合される必要がある。これを達成するために、ローラは、約５．５インチを上回る直径を有していなくてもよい。

図１は、微小突起を伴う穴あきフィルムを形成するためのプロセスまたは方法の例示的実施形態を描写する。図１に示されるように、押出成形スロットダイ２が、係合点４０において、形成スクリーンアセンブリ２０およびローラアセンブリ３０に送達される、溶融ポリマーウェブ１０を導入する。

形成スクリーンアセンブリ２０は、スクリーン２２と、その周囲をスクリーン２２が回転する、定常マニホールド２４とを含む。スクリーン２２は、１つ以上の微小突起５２（正確な縮尺で図示せず）のパターンを伴って形成されるフィルム上側シート（例えば、真空穴あき形成されるフィルム）５０が、本明細書に説明されるように作製されるように、ポリマーウェブ１０における微小突起を拡張させるために、例えば、ローラアセンブリ３０と関連付けられたローラ３２表面に一致するネガ型陥凹（図示せず）と組み合わせて使用される、例えば、スクリーン２２の１つ以上のランド部上に１つ以上のポジ型突起（図示せず）を含む。加えて、スクリーン２２は、スクリーン２２がさらに、ポジ型突起を伴うランド部に隣接する、それを通して延在する開口部（図示せず）を含むように穿孔される。開口部は、スクリーン２２およびそれを通して画定される開口部が、ポリマーウェブ１０に穴を形成するために使用されるように、通気をスクリーン２２に通過させる。

図１に示されるように、その周囲をスクリーン２２が回転する、定常マニホールド２４は、前縁２８および後縁２９を伴う、定常真空スロット２６を含む。前縁２８と後縁２９との間に画定される真空スロット２６は、真空圧力の場合、負圧差である、圧力差のゾーンを含む。

ローラアセンブリ３０は、ローラ３２を含む。本明細書に説明されるように、ローラ３２表面またはカバーは、１つ以上のネガ型陥凹（例えば、ローラ３２に事前に窪みがつけられる、または事前に形成される）を含む。１つ以上のネガ型陥凹は、ローラ３２およびスクリーン２２が、１つ以上の微小突起５２（正確な縮尺で図示せず）のパターンを伴って形成されるフィルム上側シート５０（例えば、真空穴あき形成されるフィルム）の形成を生じさせるよう構成されるように、係合点４０において、実質的に、スクリーン２２におけるポジ型突起と整合される（例えば、１つ以上のネガ型陥凹は、スクリーン２２におけるポジ型突起と噛合する）。

係合点４０において、微小突起を形成後、その上に形成される微小突起のパターンを伴うポリマーウェブ１０は、次いで、前縁２８を越えて、真空スロット２６にわたって通過される。スクリーン２２における開口部にわたって懸架された溶融ポリマーウェブ１０は、穴が、スクリーン２２のランド部によって支持されないポリマーウェブ１０の領域内に形成されるように、真空スロット２６内に作り出された圧力差によって、スクリーン２２における開口部の中に引張される。新しく形成された穴を通過する空気の対流冷却は、次いで、溶融ウェブから十分な熱を除去し、溶融相から、固化相、すなわち、ポリエチレン等の結晶構造を伴うポリオレフィンポリマーの結晶相に変化させる。固化されると、ポリマーウェブ１０は、微小突起および穴の両方および／または穴を囲繞するランド部のためのその新しく形成された形状または構造を失わない。

一実施形態では、図１に示されるように、ローラ３２は、ローラ３２が、係合点４０において、スロットダイ２からスクリーン２２に送達されるときと事実上同時に、ポリマーウェブ１０に接触するように、前縁２８において、形成スクリーンアセンブリ２０に対して位置付けられる。

スクリーン２２は、ランド部によって囲繞される１つ以上の穴およびランド部上の１つ以上の微小突起を伴うポリマーウェブ１０が、真空スロット２６の後縁２９を越えて通過するように回転または移動する。真空スロット２６の後縁２９にわたって通過後、１つ以上の微小突起およびランド部によって囲繞される１つ以上の穴を伴うポリマーウェブ１０は、剥離ローラ（図示せず）によって剥離されるように、形成スクリーン２２の表面から離れ、ここで、上側シート５０のランド部上に１つ以上の微小突起５２の恒久的パターンを伴う、真空穴あき形成されたフィルム上側シート５０となる。

実施形態によると、ランド部によって囲繞される１つ以上の穴およびそれを通したランド部上の１つ以上の微小突起を伴って形成されるフィルム上側シート５０はさらに、形成されたフィルム上側シート５０が、所望の幅寸法に切断され、任意の種々の吸収性デバイスおよびそれに対する機能の構成要素としての変換のために、ロールに巻装されるように、付加的ステーションまたは機器に提供または通過されることができる。

図２は、ネガ型陥凹を伴わない大直径ニップローラの先行技術表面またはカバー（例えば、１３２）の一部と、係合前位置（例えば、図１に前述の係合点４０等の係合点において係合される前）におけるポジ型突起（例えば、１２２）を伴う鋼鉄製のパターン化されたローラ等のローラの一部の実施例を描写する。先行技術表面またはカバー部分１３２は、エンボス加工ローラのために現在利用可能な例示的カバーまたは表面である。ある典型的カバーは、例えば、６５ Ｓｈｏｒｅ Ａシリコンゴムから成るであろう。本明細書における比較の目的のために、表面またはカバー部分１３２を備える図２のローラは、エンボス加工方法を真空穴あき形成されるフィルムプロセスに適用可能である場合、図１に前述のローラ３２と同様に位置付けおよび配向され得る。同様に、鋼鉄製エンボス加工ローラの一部上の突起１２２は、図１に前述のスクリーン２２等のスクリーン上にある突起の例示的表現である。図２に示されるように、例示的先行技術表面またはカバー部分１３２は、同様にネガ型陥凹を有していない、表面またはカバー部分１３２の不変の非圧縮状態のグラフィック表現として、平行水平条線１３４ａを含む。

図３は、ネガ型陥凹を伴わない大直径ニップローラの先行技術表面またはカバー（例えば、１３２）の一部と、係合位置における、ポジ型突起（例えば、１２２）を伴う鋼鉄製のパターン化されたローラ等のローラの一部の実施例を描写する。図３に示されるように、表面またはカバー部分ｌ３２の条線１３４ｂは、約５０ＰＬＩ〜最大５００ＰＬＩの圧力が印加され、表面またはカバー部分１３２を突起１２２の形状に適合させるときに、ポジ型突起１２２が、係合点において、表面またはカバー部分１３２の表面に圧縮または圧接されると、変更される（例えば、１３６によって示されるように）。図１に説明されるポリマーウェブ１０等のポリマーウェブ（図示せず）の薄層が、表面またはカバー部分１３２と突起１２２との間に設置され、約５０〜５００ＰＬＩの高圧力が印加されると、圧縮面積１３８と関連付けられた抗力が、ポリマーウェブ内に、突起１２２の形状に対応する微小突起の形成を生じさせる。本先行技術実施形態では、低圧力（例えば、ＰＬＩ約１．５〜約３．５、約１．５〜約４．０、および同等物）は、表面またはカバー部分１３２の表面を本明細書に説明されるようにポジ型突起１２２に適合させるために十分な圧力を提供しないであろう。

加えて、図３の先行技術実施形態では、突起１２２が、次いで、表面またはカバー部分１３２から抜去されると、表面またはカバー部分１３２と関連付けられた弾性は、表面またはカバー部分１３２を条線１３４ｂが条線１３４ａの元の平行位置に戻った図２に示されるその係合前形状に戻す。

図４は、ネガ型陥凹（例えば、１５６）を伴うローラの表面またはカバー部分（例えば、１５２）の一部と、係合前位置における、ポジ型突起（例えば、１４２）を有するスクリーンの一部の例示的実施形態を描写する。ローラの表面またはカバー部分１５２は、図１に説明されるローラ３２を表し、スクリーンの突起１４２は、微小突起を伴うフィルムを形成するための本プロセスにおいて使用される、係合前位置における、図１に説明されるスクリーン２２を表す。図４に示されるように、表面またはカバー部分１５２は、事前に形成された空洞またはネガ型陥凹１５６を有する。空洞またはネガ型陥凹１５６は、例えば、レーザ彫刻によって、ローラ表面に事前に形成される。加えて、空洞またはネガ型陥凹１５６は、例えば、突起１４２の平均高さより少なくとも約１５％上回る、空洞またはネガ型陥凹１５６の平均深度を除き、突起１４２の形状に近似または略一致する、寸法を有することができる。図４に示されるように、グラフィック条線１５４ａは、係合前モードにある間、不変状態を表す。

図５は、ネガ型陥凹（例えば、１５６）を伴うローラの表面またはカバー部分（例えば、１５２）の一部と、係合位置における、ポジ型突起（例えば、１４２）を有するスクリーンの一部の例示的実施形態を描写する。図５に示されるように、突起１４２は、空洞またはネガ型陥凹１５６に貫入する。図１におけるポリマーウェブ１０等のポリマーウェブが、表面またはカバー１５２とスクリーンの突起１４２との間に配置される（例えば、係合点４０等の係合点において）。ＰＬＩ約１．５〜３．５において、圧力が印加されると、突起１４２は、空洞またはネガ型陥凹１５６に貫入し、微小突起（例えば、例示的実施形態では、３０μｍを上回る、別の例示的実施形態では、約６５μｍ以上の平均高さを伴う突起）を形成する。ある実施形態によると、図５に示されるように、貫入の全深度への到達に先立って、突起１２２が、貫入し、空洞またはネガ型突起１５６に接触し得る場所に、ピンチ点１５８が、生成され得る。加えて、図４および５に示されるように、グラフィック条線１５４ｂは、係合位置にある間、事実上、非圧縮かつ不変のままである。

図６は、図１に説明されるプロセスまたは方法の係合点４０を越えて、突起（例えば、１４２）に近接するポリマーウェブ１０の実施形態を描写する。故に、ポリマーウェブ１０は、突起から除去され、図１に描写されるように、真空スロット２６を横断して通過され、穴を形成するまで、示されるように、依然として、微小突起が形成された後も突起１４２に近接する。ポリマーウェブ１０の先端または遠位端２０は、薄化されてもよく、または開放されてもよく、または両方であってもよい。

ローラ
ローラ３２は、微小突起がポリマーウェブ１０の表面上に実質的に均一に拡張されることを確実にするために、特定の長さ、直径、および同等物等の特定の寸法を有する。例えば、ローラ３２が、大きすぎる直径（例えば、６インチ以上）を有する場合、ローラ３２は、穴がポリマーウェブ１０内に適切に形成され得ないほど、真空スロット２６の中への気流を遮断し得る。直径が大きすぎるローラ３２の別の負の影響は、１つ以上の微小突起がポリマーウェブ１０上に適切に形成され得ないほど、微小突起をあまりに早くポリマーウェブ１０上に形成しようと試み、衝突面積に時間がかかりすぎ、溶融物の解放が遅すぎることであり得る。したがって、ローラ３２は、直径約２．０インチ〜約５．５インチを有することができる。一実施形態では、ローラ３２は、直径約５．５インチ以下を有する。

ローラ３２はまた、ポリマーウェブ１０上に微小突起を拡張し、したがって、微小突起５２のパターンを伴って形成されるフィルム上側シート５０（例えば、真空穴あき形成されるフィルム）を形成するために十分であるが、ローラ３２が、変形または偏向し、それによって、高さ範囲の下限が、表２に示されるような圧力（例えば、約１．５〜３．５ＰＬＩ）において所望の利点を提供するために十分に機能的高さではない（例えば、３０μｍを上回る）、ウェブを横断する突起高さの広すぎる範囲を生じさせ得るほど大きすぎる圧力（例えば、３．５ＰＬＩを上回る）ではない、圧力約１．５〜３．５ＰＬＩ等の圧力を提供する。低すぎる圧力（例えば、１．５ＰＬＩ未満）は、定位置内外への跳ね返りが生じ得、スクリーン２２を損傷し得るほどローラ３２を係合位置に十分に保持しない。また、「外部」に跳ね返るとき、係合が外れ、微小突起は、その瞬間、形成されない。

ローラ３２カバーは、最も典型的には、Ｓｈｏｒｅ Ａ硬度測定値、例えば、２０〜９５および／または６５〜９０を伴うコーティングから作製される。実施例では、コーティングは、３５〜９５のｓｈｏｒｅ Ａ硬度を伴う天然ゴム、１００のｓｈｏｒｅ Ａ硬度を伴うＥｂｏｎｉｔｅ（登録商標）ゴム、３０〜９５のｓｈｏｒｅ Ａ硬度を伴うＨＮＢＲ、４０−９５のｓｈｏｒｅ Ａ硬度を伴うＨｙｐａｌｏｎ（登録商標）ゴム、３５〜７５のｓｈｏｒｅ Ａ硬度、ある実施例では、６５のｓｈｏｒｅ Ａ硬度を伴うシリコーンゴム、４０〜９５のｓｈｏｒｅ Ａ硬度を伴うＮｅｏｐｒｅｅゴム、および同等物等の天然および合成ゴムから成る、ゴムコーティングであってもよい。他のコーティングとして、プラスチック、８０〜９５のｓｈｏｒｅ Ａ硬度を伴うＤｅｌｒｉｎ等のアセタール、および熱硬化性ポリマーが挙げられ得る。これらの材料のうちの１つが選定される場合、事前に形成されるネガ型陥凹は、典型的には、ローラカバーにレーザ彫刻される。ローラ３２のためのカバーの他の選択肢として、３０〜５０のｓｈｏｒｅ Ａ硬度を伴う布地、４５〜７５のｓｈｏｒｅ Ａ硬度を伴う剛性発泡体、または２０〜８５のｓｈｏｒｅ Ａ硬度を伴うフェルトの層が挙げられ得る。布地、剛性発泡体、またはフェルトカバー材料の層が選択される場合、事前に形成されるネガ型陥凹は、典型的には、スクリーン２２の突起の同一のパターンアレイを有するツールまたは他の媒体の一定の圧力の反復によって機械的に形成される。

布地または剛性発泡体ローラ表面のための本明細書に説明される事前に形成されるネガ型陥凹は、旋盤上で、または複数回の反復の間、ローラ３２カバーをスクリーン２２に対して衝突させ、スクリーン２２突起を機械加工ツールとして作用させることによって、機械加工されることができる。そのような実施形態では、ネガ型陥凹および突起の一致整合が、達成される。実施形態では、本明細書に説明されるように、１つ以上の微小突起５２をポリマーウェブ１０上に形成するときに、圧力下で安定性を提供し得る、任意の他の好適な材料が、ローラ３２カバーのために利用されることができる。

ポリマーウェブ
ポリマーウェブ１０は、微小突起が、ポリマーウェブ１０からおよびその中に拡張されるように維持される、溶融ポリマーウェブである。真空穴あき形成されるフィルム（例えば、本明細書で使用され得る）は、Ｔｈｏｍａｓ米国特許第４，４５６，５７０号に説明されるもの等のポリエチレンおよびその混成物等のポリオレフィンポリマーを備えることができる。ポリマーまたはポリマー混成物は、溶融相、すなわち、温度約２７５°Ｆ〜６００°Ｆ（１３５℃〜３１５℃）等、ポリマーウェブ１０のために使用されるポリマーまたはポリマー混成物の溶融温度（Ｔｍ）を上回る温度にある。

スクリーン
スクリーン２２は、実施例では、ニッケル等の金属材料である、または本明細書のプロセスの説明される条件下でその形状および強度を維持可能な任意の他の好適な材料（例えば、プラスチック、ゴム、または非金属材料）であってもよい。前述のように、一実施形態では、スクリーン２２はさらに、例えば、スクリーン２２のランド部上のポジ型突起によって囲繞され、かつそれに隣接して、ある形状およびあるパターンの１つ以上の開口部を有する。

微小突起
微小突起５２は、上側シート５０の表面から延在し、近位端５１（例えば、上側シート５０の表面近傍）と、近位端５１の反対の遠位端５３（例えば、または先端）とを含む。例示的実施形態によると、微小突起５２は、近位端５１が開放される、遠位端５３が閉鎖される（例えば、図１に示されるように）、遠位端５３が開放される（図示せず）、遠位端５３が開放および閉鎖される（図示せず）、または任意の他の好適な構成であることができる。米国公開第２００４／１１９２０７号は、段落［０００５］および段落［００５９］−［００６３］において、開放遠位端および閉鎖遠位端の例示的実施形態を論じている。加えて、米国特許第６，５８２，７９８号は、第７段、第２８−４６行および第９段、第３５−６７行において、微小突起５２（例えば、マイクロリッジと呼ばれる）の例示的実施形態を論じている。

（実施例）
前述のように、図３のローラ表面先行技術の使用では、所望の微小突起を形成するために、高ＰＬＩが印加される必要があるであろうと考えられる。例えば、１２５を超えるＰＬＩは、本明細書に開示される実施形態の所望の微小突起を形成するために印加される必要があるであろう（例えば、以下の表２に示されるように）。エンボス加工方法のための典型的ハードウェア構成では、回転式鋼鉄製パターンロールが、図３に部分的に示されるもの等の先行技術の大直径ニップローラが、先行技術の大直径ニップローラの端部において、軸支に添着された２つの空気圧シリンダによって、鋼鉄製のパターン化されたローラに対して圧接される間、固定位置において回転する（例えば、米国特許第３，９５０，４８０号に示されるように）。ニップローラおよび鋼鉄製のパターン化されたローラの接触点におけるＰＬＩ力は、空気圧力（ＰＳＩ）に空気圧シリンダのピストンの平方面積を掛け、２つの空気圧シリンダ（印加される総ポンド力）を掛け、大直径ニップローラの幅の線形インチで割ることによって計算され得る。大直径ニップローラのための偏向値の計算は、そのようなローラの両端に押し付けられる空気圧シリンダのため、より複雑となるが、一般的である。偏向のための工学計算は、ゴムニップロールをフィルムおよび紙エンボス加工業界に供給する、ゴムロールベンダから利用可能である。

ローラ３２が、幅６０インチ（１５２ｃｍ）であり、弾性ゴムカバーの厚さ０．５インチ（１．２７ｃｍ）を含む、総直径４．０インチ（１０．２ｃｍ）を有する場合、そのような偏向計算が、行なわれ得る。ローラ３２がさらに、０．５０インチ（１．２７ｃｍ）のカバーを備える計算の場合、また、壁厚０．５０インチ（１．２７ｃｍ）と、したがって、内径（ＩＤ）２．０インチ（５．０８ｃｍ）とを伴う、外径（ＯＤ）３．０インチ（７．６２ｃｍ）の金属シャフトを有することになる。ローラは、総ＯＤ４．０インチ（１０．２ｃｍ）を有し、スクリーンに係合される表面上の長さは、６０インチ（１５２ｃｍ）である。

前述のローラに関するデータに加え、偏向計算のための入力データである種々のＰＳＩ圧力が、以下の表１に示される。

溶融ウェブがスロットダイから押出される、固定真空シールスロットにわたって回転する形成スクリーンを伴う、図１に示されるものに類似するシステムの場合、表１のデータは、例示的実施形態では、少なくとも約３０ミクロン、または別の例示的実施形態では、約６５ミクロンの所望の平均高さの微小突起の形成が、約３．５以上のＰＬＩ力におけるローラ偏向のため、形成均一性を損失し始めるであろうことを示す（また、以下の表２参照）。現在、３．５を超えるＰＬＩでは、１００ミクロンを上回る平均高さの微小突起でさえ、衝突ローラ偏向のため、６０インチ幅プロセスを横断して均一に形成されない場合がある。間違いなく、突起をエンボス加工するための先行技術標準的５０ＰＬＩ以上では、真空穴あき形成されるフィルムプロセスの小ローラ要件に対する偏向は、著しく膨大となる。

ある実施形態によると、比較実施例および表２における実施例は、フィルムと、異なるローラと、例えば、ポジ型突起を含むことができる、形成スクリーンとを使用して、図１におけるプロセスに従って生成された。例示的実施形態では、表２において使用されるスクリーン（例えば、スクリーンのランド部）上のポジ型突起は、中心間が２００μｍ離間され、平均高さ２００μｍに向かって若干テーパ状になり、その高さの半分におけるその直径がその高さ値に分割されるとき、縦横比２．９である、事実上、等辺６０°三角形パターンに配列される丸形である。加えて、表２において使用されるフィルムは、約２：１の比率のＬＤＰＥ（０．９２２グラム／ｃｍ^３密度）対ＬＬＤＰＥ（メタロセン０．９１８ｇ／ｃｍ^３密度）およびＴｉＯ_２（例えば、約３．８重量％において）を伴う、２４．１ｇｓｍ（グラム／平方メートル）坪量（重量％）の単層押出成形された真空穴あきフィルムであることができる。

システム、方法、プロセス、および／または実施形態が、種々の材料、技法、機器に関して本明細書に説明され得るが、そのようなシステム、方法、プロセス、および／または実施形態は、他の用途および環境にも適用可能であってもよく、付加的材料、機器、ならびに本明細書に開示されるものと異なる順序における製造技法、方法、および／またはプロセスを含んでもよい。

Claims (16)

1. 微小突起を伴う真空形成された穴あきフィルムを形成するための方法であって、前記方法は、
   ポジ型突起と前記ポジ型突起に隣接した１つ以上の開口部とを伴うスクリーンとネガ型陥凹を伴う表面を備えるローラとの間の係合点において、溶融ポリマーウェブを受容することであって、前記ローラは、真空スロットの前縁に位置付けられている、ことと、
   １．５〜３．５ポンド／線形インチ（ＰＬＩ）の圧力において、前記スクリーンと前記ローラとの間に前記溶融ポリマーウェブを伴って、前記スクリーン上のポジ型突起を前記ローラの表面上のネガ型陥凹の中に挿入することによって、前記係合点において、前記溶融ポリマーウェブのランド部上に微小突起を形成することと、
   前記微小突起を伴う溶融ポリマーウェブを前記真空スロットの前縁を越えて通過させることによって、１つ以上の穴を前記溶融ポリマーウェブを通して形成することであって、前記真空スロットは、圧力差を介して、前記ポリマーウェブの一部を前記スクリーン内の前記１つ以上の開口部の中に引張するように構成されている、ことと
   を含む、方法。
2. 前記ネガ型陥凹は、前記ローラの表面内に事前に形成される、請求項１に記載の方法。
3. 前記ネガ型陥凹は、前記ローラのカバーにレーザ彫刻することによって、前記ローラの表面内に事前に形成され、前記ローラのカバーは、ゴムまたは熱硬化性ポリマーのうちの少なくとも１つを備える、請求項２に記載の方法。
4. 前記ネガ型陥凹は、ツールの反復機械圧力によって、前記ローラのカバーの中に形成され、前記ローラのカバーは、布地、剛性発泡体、またはフェルトのうちの少なくとも１つを備える、請求項２に記載の方法。
5. 前記微小突起は、少なくとも５，５００個の突起／平方センチメートルおよび３０μｍ以上の平均突起高さの微細スケールメッシュを備える、請求項１に記載の方法。
6. 前記ローラは、５．５インチ以下の直径を備える、請求項１に記載の方法。
7. 前記ローラは、１．５ＰＬＩ以上において、前記形成スクリーンと係合される、請求項１に記載の方法。
8. 前記微小突起は、前記１つ以上の穴に隣接してランド部上で拡張される、請求項１に記載の方法。
9. 微小突起を伴う真空形成された穴あきフィルムを形成するための方法であって、前記方法は、
   ポジ型突起と前記ポジ型突起に隣接した１つ以上の開口部とを伴うスクリーンとネガ型陥凹を伴う表面を備えるローラとの間の係合点において、溶融ポリマーウェブを受容することであって、前記ネガ型陥凹は、前記表面の中に事前に形成され、前記ローラは、５．５インチ以下の直径を備え、前記ローラは、真空スロットの前縁に位置付けられている、ことと、
   前記スクリーンと前記ローラとの間に前記溶融ポリマーウェブを伴って、前記スクリーン上のポジ型突起を前記ローラの表面上のネガ型陥凹の中に挿入することによって、前記係合点において、前記溶融ポリマーウェブのランド部上に微小突起を形成することであって、前記スクリーン上のポジ型突起は、１．５〜３．５ポンド／線形インチ（ＰＬＩ）の圧力において、前記ローラの表面上のネガ型陥凹の中に挿入される、ことと、
   前記微小突起を伴う溶融ポリマーウェブを前記真空スロットの前縁を越えて通過させることによって、１つ以上の穴を前記溶融ポリマーウェブを通して形成することであって、前記真空スロットは、圧力差を介して、前記ポリマーウェブの一部を前記スクリーン内の前記１つ以上の開口部の中に引張するように構成されている、ことと
   を含む、方法。
10. 前記微小突起は、３０μｍ以上の平均突起高さを伴う少なくとも５，５００個の突起／平方センチメートルの微細スケールメッシュを備える、請求項９に記載の方法。
11. 前記ローラは、１．５ＰＬＩ以上において、前記スクリーンと係合される、請求項９に記載の方法。
12. 前記ローラの表面はさらに、前記ポジ型突起が前記ローラの表面上に事前に形成された前記ネガ型陥凹の中に挿入されると、不変のままである、請求項９に記載の方法。
13. 微小突起を伴う真空形成された穴あきフィルムを形成するための方法であって、前記方法は、
    ポジ型突起と前記ポジ型突起に隣接した１つ以上の開口部とを伴うスクリーンとネガ型陥凹を伴う表面を備えるローラとの間の係合点において、溶融ポリマーウェブを受容することであって、前記ネガ型陥凹は、前記表面の中にあり、前記ローラは、５．５インチ以下の直径を備え、前記ローラは、真空スロットの前縁に位置付けられている、ことと、
    前記スクリーンと前記ローラとの間に前記溶融ポリマーウェブを伴って、前記スクリーン上のポジ型突起を前記ローラの表面上のネガ型陥凹の中に挿入することによって、前記係合点において、前記溶融ポリマーウェブのランド部上に微小突起を形成することであって、前記スクリーン上のポジ型突起は、１．５〜３．５ポンド／線形インチ（ＰＬＩ）の圧力において、前記ローラの表面上のネガ型陥凹の中に挿入され、前記微小突起は、３０μｍ以上の平均突起高さを伴う少なくとも５，５００個の突起／平方センチメートルの微細スケールメッシュを備える、ことと、
    前記微小突起を伴う溶融ポリマーウェブを前記真空スロットの前縁を越えて通過させることによって、１つ以上の穴を前記溶融ポリマーウェブを通して形成することであって、前記真空スロットは、圧力差を介して、前記ポリマーウェブの一部を前記スクリーン内の前記１つ以上の開口部の中に引張するように構成されている、ことと
    を含む、方法。
14. 前記ネガ型陥凹は、前記ローラのカバーにレーザ彫刻することによって、前記ローラの表面内に事前に形成され、前記ローラのカバーは、ゴムまたは熱硬化性ポリマーのうちの少なくとも１つを備える、請求項１３に記載の方法。
15. 前記ネガ型陥凹は、ツールの反復機械圧力によって、前記ローラのカバーの中に形成され、前記ローラのカバーは、布地、剛性発泡体、またはフェルトのうちの少なくとも１つを備える、請求項１３に記載の方法。
16. 前記ローラは、１．５ＰＬＩ以上において、前記スクリーンと係合される、請求項１３に記載の方法。