JP6461799B2 - 交互になったストライプとストランドを有するフィルム、並びにそれを作製する装置及び方法 - Google Patents

交互になったストライプとストランドを有するフィルム、並びにそれを作製する装置及び方法 Download PDF

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Description

複数のポリマー構成要素を単一層のフィルムへと共押し出し成形することは、当該技術分野で既知である。例えば、複数のポリマーのフローをダイ又はフィードブロックにて層状に組み合わせて、上下方向の多層フィルムを提供することが行われてきた。厚さ方向に同一の広がりを持つ層としてではなく、フィルムの幅寸法に沿ったストライプとしてフィルムが分画される、共押し出し成形フィルム構造を提供することも既知である。これは、「サイドバイサイドの」共押し出し成形と呼ばれる場合がある。サイドバイサイド配向のストライプを有する押し出し成形製品は、例えば、米国特許第4,435,141号(Weisner et al.)、第6,159,544号(Liu et al.)、第6,669,887号(Hilston et al.)、及び第7,678,316号(Ausen et al.)、及び国際公開第2011/119323号(Ausen et al.)に記載されている。他のポリマーマトリックス内に区分された複数のフローを有するフィルムは、例えば、米国特許第5,773,374号(Wood et al.)に記載されている。
サイドバイサイド配向のストライプを有する製品、及びそれらを製造する押し出し成形装置が知られているが、依然として、このような製品及び装置の代替物及び改良に対する需要がある。
本開示は、交互になったストランドとストライプを有するフィルム、並びに該フィルムを作製する装置及び方法を提供する。一部の実施形態では、ストランドは、コア/シース構造を有する。これらの実施形態では、シースは、典型的には、フィルムの少なくとも一方の主表面の一部を形成し、ストライプがストランド間の間隔を埋める。ストランドの少なくとも一部分が、典型的には弾性を有する一方で、ストライプは、相対的に非弾性である。
1態様では、本開示は、交互になったストライプとストランドを有するフィルムを提供する。ストランドは、コアとシースを備える。コアは、シース及びストライプのどちらよりも弾性が高い。一部の実施形態では、ストライプは、非弾性のものであるとみなしてよい。一部の実施形態では、ストライプは、ストライプの厚さ全体を通して見られる第1のポリマー組成物から作製される。一部の実施形態では、シースは、フィルムの少なくとも一方の主表面の一部を形成する。一部の実施形態では、ストライプは、第1のポリマー組成物から作製され、コアは、第3のポリマー組成物から作製され、シースは、該第1のポリマー組成物及び該第3のポリマー組成物とは異なる第2のポリマー組成物から作製される。
他の態様では、本開示は、交互になったストライプとストランドを有するフィルムを提供する。ストランドの少なくとも一部分は、ストライプよりも弾性が高い。一部の実施形態では、ストライプは、非弾性のものであるとみなしてよい。フィルムは、少なくとも75パーセントの伸びを有し、ストランドの幅は、100マイクロメートル〜750マイクロメートルの範囲にある。それぞれのストランドの一部分は、フィルムの少なくとも一方の主表面の一部を形成する。
他の態様では、本開示は、リボン領域に並んだ伸張性領域を含むフィルム物品を提供し、伸張性領域は、前述の態様のうちの任意のフィルムである。リボン領域は、簡便には、ストライプの材料である第1のポリマー組成物で作製できる。一部の実施形態では、1つの伸張性領域の両側にリボン領域がある。
他の態様では、本開示は、繊維性キャリアに接合される、前述の態様のうちの任意のフィルム又はフィルム物品を含む積層体を提供する。
他の態様では、本開示は、第1のキャビティと、第2のキャビティと、第3のキャビティと、分配スロットを有する分配表面と、該第1、第2及び第3のキャビティと該分配スロットとの間の流体通路と、を少なくとも有する押し出しダイを提供する。流体通路は、第1のキャビティから分配スロットへ延びる第1の流体通路と、第3のキャビティから分配スロットへ延びる第3の流体通路と、第2のキャビティから分配スロットへ延び、第3の流体通路の両側にある少なくとも2つの第2の流体通路と、を含む。第2の通路のそれぞれは、第3の通路が分配スロットに入る箇所において、第3の通路よりも大きな寸法を有する。一部の実施形態では、流体通路は、複数のシム配列によって提供される。これらの実施形態では、それぞれの配列は、典型的には、第1の流体通路を提供する少なくとも1つの第1のシムと、第3の流体通路を提供する少なくとも1つの第3のシムと、少なくとも2つの第2の流体通路を提供する少なくとも2つの第2のシムと、を含む。また、一部の実施形態では、押し出しダイは、第1のキャビティから分配スロットへ延びる第4の流体通路をも含む。第4の流体通路は、例えば、複数のシムによって提供されてよく、該複数のシムは、複数のシム配列であってよい。
他の態様では、本開示は、フィルムを作製する方法を提供する。前記方法は、前述の押し出しダイを提供することと、第1、第2及び第3のキャビティからポリマー組成物を押し出し、コアとシースを有するストランドと交互になったストライプを含む該フィルムを形成することと、を含む。一部の実施形態では、コアは、ストライプ及びシースのどちらよりも弾性が高い。一部の実施形態では、第1のポリマー組成物は、第1のキャビティから押し出され、第2のポリマー組成物は、第2のキャビティから押し出され、第3のポリマー組成物は、第3のキャビティから押し出される。一部の実施形態では、フィルムは、リボン領域に並んだ伸張性領域を含み、伸張性領域は、交互になったストライプとストランドを含み、リボン領域は、ストライプの材料である第1のポリマー組成物のフィルムを含む。有利なことに、本明細書で開示するダイ及び方法では、リボン領域及び伸張性領域を、単一の共押し出しプロセスで、同時に作製できる。ストライプとストランドのパターンを、伸張性領域のストライプよりも幅広な、第1のポリマー組成物(又は異なる第4のポリマー組成物)のゾーンにより、分離することもできる。
他の態様では、本開示は、押し出し成形されたフィルムにおいてキャリパーを調節する方法を提供する。前記方法は、互いに隣接して配置された複数のシムを含む押し出しダイを提供することであって、該シムが一緒になって第1のキャビティと、遠位開口部を有するダイスロットを少なくとも画定する、提供することと、該第1のキャビティからポリマー組成物を押し出して、押し出し成形されたフィルムを提供することと、を含む。複数のシムのそれぞれは、遠位開口部の一部を画定し、複数のシムは、第1のキャビティとダイスロットとの間に通路を提供する第1のシムを含み、複数のシムの遠位開口部は、一緒になってダイスロットに分配開口部を提供し、複数のシムは、分配オリフィスを有するが、分配オリフィスと第1のキャビティとの間の通路を欠く、スペーサーシムを更に含む。押し出し成形されたフィルムのキャリパーは、スペーサーシム間の分配開口部の幅を調整することにより、調節される。
本開示に係るフィルムは、弾性材料と組み合わせて、相対的に非弾性の材料を相当量で含むが、ストランドとストライプを横切る方向に延伸させたときに、有用な伸びを維持し得る。それ故、本明細書で開示するフィルムでは、比較的高価な弾性材料が効率的に使用されるため、本明細書で開示するフィルムは、典型的には弾性材料をより多く含む他の弾性フィルムよりもコストを低く抑えることができる。
一部の実施形態では、弾性ポリマー組成物の効率的な活用に加えて、本明細書で開示するフィルムを、非常に望ましいヒステリシス特性を有するように作製することもでき、「活性化(activation)」工程を必要としない場合もある。一部の実施形態では、本明細書で開示するフィルムは、ストライプを横切る方向に、これらのストライプが恒久的な塑性変形を受けて、結果として「デッドストップ」弾性フィルムとなるまで、延伸される。一部の実施形態では、本明細書で開示するフィルムは、ストライプの方向に延伸されて、非平坦表面を提供し、これにより、不織布を積層する必要なしに、(例えば、吸収性物品などで)フィルムを利用できるようになる。
本明細書では、「a」、「an」、及び「the」などの用語は、1つの実体のみを指すことを意図するものではなく、一般分類を含んでおり、その具体例を例示のために用いることができる。用語「a」、「an」、及び「the」は、用語「少なくとも1つ」と共に、相互に交換し得るように使用される。列挙を伴った、「の少なくとも1つ」及び「の少なくとも1つを含む」という表現は、その列挙中の項目の任意の1つ、及びその列挙中の2つ以上の項目の任意の組み合わせを指す。全ての数値範囲は、特に明記しない限り、その端点と、端点間の非整数値を含む。
本明細書で使用するとき、用語「交互になった」は、1つのストライプが任意の2つの隣接するストランドの間に配設されること(即ち、これらのストランドの間には、1つだけストライプがある)、及び、1つのストランドが任意の2つの隣接するストライプの間に配設されることを指す。
用語「弾性」は、延伸又は変形からの回復を示す任意の材料(0.002mm〜0.5mm厚のフィルムなど)を指す。他の材料、フィルム、又は組成物よりも弾性が高い材料、フィルム、又は組成物は、他の材料、フィルム、又は組成物よりも大きな伸び又は低いヒステリシスのどちらか(通常は両方とも)を示す。一部の実施形態では、ある材料に延伸する力を加えた際に、元の長さよりも少なくとも約25(一部の実施形態では、50)パーセント長く延伸させることができ、かつ、延伸する力を解除した際に、伸びが少なくとも40パーセント回復され得る場合に、弾性があるものとみなしてよい。
用語「非弾性」は、程度の大きい延伸又は変形からの回復を示さない任意の材料(0.002mm〜0.5mm厚のフィルムなど)を指す。例えば、元の長さよりも少なくとも約50パーセント長く延伸させた非弾性材料は、延伸する力を解除した際に、その伸びの約40、25、20、又は10パーセント未満しか回復しないであろう。一部の実施形態では、非弾性材料は、可逆的延伸領域を超えて延伸された場合に、恒久的な塑性変形を受けることが可能な、可撓性プラスチックであるとみなすこともできる。
パーセント表記での「伸び」は、{(伸張した長さ−元の長さ)/元の長さ}に100を掛けたものを指す。特記しない限り、本明細書において、あるフィルム又はその一部が、少なくとも100パーセントの伸びを有すると言った場合、そのフィルムが、後の実施例に記載された試験方法を使用して、少なくとも100パーセントの破断点伸びを有することを意味する。
用語「伸張性」は、材料又は材料繊維の構造を破壊することなく、加えた延伸する力の方向に伸張し得る、又は伸ばし得る材料を指す。伸張性材料は、回復特性を有していてもよいし、有していなくてもよい。例えば、弾性材料は、回復特性を有する伸張性材料である。一部の実施形態では、伸張性材料は、材料又は材料繊維の構造を破壊することなく、弛緩時の長さより少なくとも約5、10、15、20、25、又は50パーセント長く延伸させられてよい。
上記及び以下において使用される用語「機械方向」(MD)は、本明細書で開示されるフィルムの製造の際における、連続ウェブの流れの方向を意味する。連続ウェブから一部分を切り取る場合、機械方向は、フィルムの長手方向に対応する。したがって、機械方向と長手方向という用語は、本明細書では互換可能なものとして使用される。上記及び以下において使用される用語「横断方向」(CD)は、本質的に機械方向に垂直である方向を意味する。本明細書で開示するフィルムの一部分を連続ウェブから切り取る場合、横断方向は、フィルムの幅に対応する。
本開示において、用語「第1の」、「第2の」、及び「第3の」が使用される。特に明示されないかぎり、これらの語はその相対的な意味においてのみ使用されている点が理解されるであろう。これらの構成要素について、「第1の」、「第2の」、及び「第3の」という指定が、1つ又は複数の実施形態の記載において、単に便宜的に、構成要素に対して適用される場合がある。
本開示の上記「発明の概要」は、本開示の開示される各実施形態又は全ての実施を記載しようとするものではない。以下に、例示的実施形態をより詳細に記載する。したがって、図面及び以下の説明は、単に例示目的であって、本開示の範囲を不当に制限するように解釈されるべきではないことを理解するべきである。
添付図面とともに以下の本開示の様々な実施形態の詳細な説明を検討することで、本開示のより完全な理解を得ることができる。
ウェブの横断方向に異なるゾーンを有する例示的なフィルム物品の端面図である。 シース/コア構成を有するストランドと交互になって配置されたストライプを含むフィルムを形成可能なシム配列を形成するのに好適な、例示的なシムの平面図である。 シース/コア構成を有するストランドと交互になって配置されたストライプを含むフィルムを形成可能なシム配列を形成するのに好適な、他の例示的なシムの平面図である。 シース/コア構成を有するストランドと交互になって配置されたストライプを含むフィルムを形成可能なシム配列を形成するのに好適な、更なる他の例示的なシムの平面図である。 シース/コア構成を有するストランドと交互になって配置されたストライプを含むフィルムを形成可能なシム配列を形成するのに好適な、更なる他の例示的なシムの平面図である。 図2に示した例示的なシムの分配表面付近の拡大領域である。 図3に示した例示的なシムの分配表面付近の拡大領域である。 図4に示した例示的なシムの分配表面付近の拡大領域である。 図5に示した例示的なシムの分配表面付近の拡大領域である。 図2〜5のシムを用いて図1のフィルム物品を製造できるようにした、複数の異なるシム配列の組立斜視図である。 図6で合体させて図示されていた複数の異なるシム配列を、図1に関連して述べた複数の領域を作り出す各配列に分離して示した、部分分解斜視図である。 図7のシム配列の一部の斜視図であり、いくつかの個別のシムが見えるように更に分解されている。 図6のシム配列の複数の反復から構成される押し出しダイに好適な例示的なマウントの分解斜視図である。 組み立てられた状態の図9のマウントの斜視図である。 本開示に係る方法の一部の実施形態で見られるフロー制限の模式図である。 機械方向に延伸後の例示的なフィルムの表面の顕微鏡写真である。 本開示に係るフィルムの一実施形態の上面図である。
図1を参照すると、幅全体にわたって異なる領域を有する例示的なフィルム物品100の端面図が示されている。フィルム物品100は、コア106とシース108から構成されるストランド104を含む伸張性領域102を有する。ストランド104は、ストライプ110によって互いに分離されている。任意選択で、フィルム物品100の一方又は両方の辺縁にリボン領域112及び114が存在してもよい。リボン領域112及び/又は114が存在する場合、ウェルドライン116及び118は、視認できても、できなくてもよい。多くの実施形態では、ストライプ110は、第1のポリマー組成物を含み、コア106は、第3のポリマー組成物を含み、シース108は、第2のポリマー組成物を含む。図1の端面図には示されていないが、ストライプ110及びストランド104は、典型的には、フィルム物品100の機械方向に延びている。
図1に示された実施形態では、第1のポリマー組成物は、ストライプ110の厚さ全体を通して見られる。換言すれば、第1のポリマー組成物は、フィルムの主上面から、厚さ方向を通して、主底面まで延びている。ストライプ110は、概ね均一な組成物であると言うこともできる。それ故、図示された実施形態では、ストライプ110は、他の異なるポリマー組成物のシースによって囲まれているわけではない。しかしながら、他の実施形態では、ストライプ110は、他の異なる材料のシースを有していてもよい。
図1に示された実施形態などの一部の実施形態では、シース108は、コア106を囲んでいる。換言すれば、これらの実施形態では、シース108は、図1の端面図でコア106の周囲の領域として表されている、コア106の外表面全体の周りに延びている。しかしながら、シース108は、コア106を完全に囲んでいる必要はない。一部の実施形態では、シースは、図1の端面図でコア106の周囲の領域として表されている、コア106の外表面の少なくとも60、75、又は80パーセントにおいて、周りに延びていてよい。例えば、シース108は、コア106の両側においてコア106とストライプ110を分離し、かつ、フィルムの上面と底面で、コア106を完全に覆ってしまうことなく、フィルム100の上面と底面では、コア106を部分的に覆うように、周りに延びていてよい。多くの実施形態では、シース108は、フィルムの少なくとも一方の主表面の一部を形成する。図示された実施形態では、シース108は、フィルムの主上面と主底面の両方の一部を形成しているため、ストライプの第1のポリマー組成物は、各ストランドをまたいで存在するわけではない。
図1に示す実施形態などの、本開示に係るフィルム及びフィルム物品では、ストライプ、コア、及びシースのそれぞれは、モノリシックなものである(即ち、概ね均一なフィルム組成を有している)とみなすことができ、繊維性のものではない。具体的には、ストライプ及びシースは、不織布材料であることが考慮されていない。しかしながら、後に記載する一部の実施形態では、フィルム及び/又はフィルム物品の一部には、アパーチャがあってもよい。通常、ストライプ、コア、及びシースは、共押し出しされ、1つに融着される。更に、本開示に係るフィルム及びフィルム物品では、それらの実施形態のいずれにおいても、ストライプとストランドは、厚さ方向において同一の層にある。即ち、ストライプとストランドは、同一面を占めるか、又は一方の長手方向の辺縁から、反対の長手方向の辺縁までフィルムを通って引いた任意の仮想線が、ストライプとストランドの両方に触れるものとみなしてよい。フィルム及びフィルム物品自体は、典型的には、厚さ方向に単層なものとして押し出し成形される。しかしながら、後に記載するように、一部の実施形態では、本明細書に記載のフィルムから多層物品を作製することが有用な場合もある。
図1のフィルム物品100は、簡便には、ダイ内部のキャビティから分配スロットへの様々な通路を有するダイから押し出し成形することによって、調製される。ダイは、簡便には、複数のシムから構成されてよい。一部の実施形態では、複数のシムは、第1及び第2のキャビティと分配スロットとの間の通路を提供するシムを含む、複数のシム配列を含む。これらの実施形態の一部では、第1及び/又は第2のキャビティ及び/又は第3(又はそれ以上)のキャビティと分配スロットとの間に通路を提供する追加のシムが存在する。
一部の実施形態では、シムは、多様な種類のシム配列を提供するプランに従って組み立てられる。用途が異なると、要件も異なるであろうから、配列は、多様な数のシムを有していてよい。配列は、反復配列であってもよく、この反復配列は、特定のゾーン内において特定の反復数であることに制限されない。又は、配列は規則的に反復していなくてもよく、異なるシム配列が使用されてもよい。第1の例として、溶融ポリマーが適切に供給される場合に、コア/シース型ストランドと交互になる単一材料のフィルムセグメントを形成する8つのシムの配列が、図6に関連して以下に説明される。
例えば、シム配列内の通路の形状は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。通路の断面形状の例としては、円形、正方形、及び矩形などが挙げられる。一部の実施形態では、ある1つのキャビティと分配スロットとの間に通路を提供するシムは、他のキャビティと分配スロットとの間に通路を提供するシムに比べて、フローの制限を有していてよい。例えば、シム配列の異なったシム内において、遠位開口部の幅は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。例えば、ある1つのキャビティと分配スロットとの間に通路を提供するシムによって提供される遠位開口部の一部分は、他のキャビティと分配スロットとの間に通路を提供するシムによって提供される遠位開口部の一部分よりも狭くてもよい。
一部の実施形態では、本明細書に記載の押し出しダイは、前記複数のシムを支持するためのエンドブロック対を含む。これらの実施形態では、シムの1つ又は全てが、エンドブロック対の間の接続具の通路として、1つ又は複数の貫通孔をそれぞれ有することが、便利であり得る。そのような貫通孔内に配設されたボルトは、シムをエンドブロックに組み立てるための1つの便利な手法であるが、当業者であれば、押し出しダイを組み立てるための他の代替法を認識し得るであろう。一部の実施形態では、少なくとも1つのエンドブロックは、流体材料を1つ又は複数のキャビティの中に導入するための入口ポートを有する。
一部の実施形態では、(簡便には、エンドブロック間でボルト絞めされて)組み立てられたシムは、シムを支持するマニホールド本体を更に含む。マニホールド本体は、少なくとも1つ(又は複数(例えば、2つ又は3つ、4つ又はそれ以上))のマニホールドを中に有し、マニホールドは出口を有する。膨張シール(例えば、銅又はその合金製)は、マニホールド本体及びシムをシールするように配設されて、膨張シールが、キャビティの少なくとも1つの一部分(一部の実施形態では、第1、第2及び第3のキャビティの一部分)を画定し、かつ、膨張シールがマニホールドとキャビティとの間の導管を可能とするようにされる。
一部の実施形態では、本明細書に記載されるダイ用のシムは、50マイクロメートル〜125マイクロメートルの範囲の厚さを有する。典型的には、流体通路は、50マイクロメートル〜750マイクロメートルの範囲の太さ(thickness)及び5mm未満の高さを有する(通常、次第に狭まっていく通路に対しては高さがより小さい方が好ましい)が、これらの範囲外の太さ及び高さもまた有用であり得る。一部の実施形態では、流体通路は、10マイクロメートル〜1.5ミリメートルの範囲の高さを有することができる。太い又は直径の大きい流体通路の場合、複数の薄いシムを一つに積み重ねてもよいし、所望の通路幅の単一のシムを使用してもよい。
シムは、シム間でのギャップとポリマーの漏出を防ぐために、きつく圧縮される。例えば、典型的には直径12mm(0.5インチ)のボルトが使用され、押し出し温度でそれらの推奨定格トルクまで締め付けられる。また、シムは、分配スロットからの均一な押し出しがもたらされるように整列される。これは、整列していないと、ストランドが、角度付けられてダイの外へ押し出されることがあり、これによりストライプとストランドとの間の接合が阻害される場合があるためである。整列を補助するために、キーを受容する指標溝が、シムに切り込まれていてもよい。また、押し出し先端の表面の整列をスムーズに行うために、振動台も有用であり得る。
ストランドとストライプのサイズは、例えば、押し出すポリマーの組成(例えば、材料、溶融粘度、添加剤、及び分子量など)、キャビティ内の圧力、ポリマーの流れの流速、及び/又は通路の寸法によって調整することができる。
本開示に係るダイの実施形態の一部は、コア/シース型ストランドを形成する、シムの副配列を有する。このコア/シース型ストランドは、一方の側又は両側でストライプに接合される。図6に関連して後により具体的に説明するように、このようなダイは、複数のシム配列を含む、複数のシムを含むこともできる。このような配列は、第3のキャビティと分配スロットとの間の第3の流体通路を提供するシムと、第2のキャビティから分配スロットへ延びる少なくとも2つの第2の通路を提供するシムと、を含んでもよく、ここで、第2の通路のそれぞれは、第3の通路の長手方向の両側にあり、第2の通路のそれぞれは、第3の通路が分配スロットに入る箇所において、第3の通路よりも大きな寸法を有する。これにより、第2の通路からのシースのポリマー組成物のフローが、第3の通路から分配スロットに入るコアのポリマー組成物を包み込むことが可能となる。第3の通路から入るコアのポリマー組成物の良好な包み込みは、部分的には、シースを形成するポリマー組成物の溶融粘度に依存する。一般的に、シースを形成するポリマー組成物の溶融粘度が低いと、コアの包み込みが向上する。更に、この包み込みは、部分的には、分配スロットに入る箇所において、少なくとも2つの第2の通路が、第3の通路に比べてどの程度大きな寸法を有しているか、ということに依存する。一般に、第2の通路の寸法が、第3の通路の同一箇所の寸法に対して大きい程度が増すほど、コア材料の包み込みが向上する。分配スロットでの、シースのポリマー組成物の流速と、コアのポリマー組成物の流速とが互いに近くなるように、通路の寸法及びキャビティ内の圧力が操作される場合には、良好な結果が得られるであろう。
本明細書に記載の方法の実施においては、ポリマー組成物は、単純に冷却により固化され得る。これは、簡便には、例えば、押し出し成形されたフィルム又は物品を、冷却した表面(例えば、チルロールなど)上でクエンチすることによって達成できる。一部の実施形態では、ウェルドラインの強度を上げるためにクエンチする時間を最大化することが望ましい。
本開示に係るフィルム又はフィルムを作製する方法の一部の実施形態では、フィルムは、少なくとも1つの方向に延伸されてよい。本明細書で開示するフィルム又は押し出し成形品が、定まった長さのないウェブである場合は、例えば、機械方向(典型的にはストライプ及びストランドに平行な方向)での1軸延伸を、速度を増したロール上にウェブを推進させることによって行うことができる。横断方向(典型的には、ストランドとストライプを横切る方向)での延伸には、分岐レール及び分岐ディスクなどの手段が有用である。熱可塑性ウェブの1軸延伸、連続2軸延伸、又は同時2軸延伸が可能な、汎用的な延伸方法では、フラットフィルム延伸機が用いられる。そのような装置は、熱可塑性ウェブの両辺縁に沿って、複数のクリップ、グリッパー、又は他のフィルム辺縁把持手段を使用して、分岐レールに沿って異なる速度で該把持手段を推進させることによって、所望の方向に1軸延伸、連続2軸延伸、又は同時2軸延伸が得られるように、熱可塑性ウェブを把持する。一般に、クリップの速度を機械方向に増加させることで、機械方向の延伸がもたらされる。1軸延伸及び2軸延伸は、例えば、米国特許第7,897,078号(Petersen et al.)及びそこで引用される参照文献に記載されている方法及び装置により達成できる。フラットフィルム延伸機は、例えば、Bruckner Maschinenbau GmbH(Siegsdorf、Germany)から市販されている。
本開示に係るフィルム及び/又は本開示に従って作製されたフィルムは、機械方向又は横断方向の少なくとも一方に延伸された後は、(例えば、ストライプにおいて)延伸誘導性の分子配向を有してよい。ストライプが延伸誘導性の分子配向を有するかどうかは、ストライプを形成する配向されたポリマーの複屈折性についての標準的な分光分析によって決定できる。延伸誘導性の分子配向を有するストライプ又はフィルムの他の部分は、複屈折性であると言ってもよく、これは、ストライプ中のポリマーが、異なる方向に異なる有効屈折率を有することを意味している。本出願では、ストライプ又はフィルムの他の部分が延伸誘導性の分子配向を有するかどうかは、Leica Microsystems GmbH(Wetzlar、Germany)から「DMRXE」という商品名で入手可能な顕微鏡、及びQImaging(Surrey、BC、Canada)から商品名「RETIGA EXi FAST 1394」という商品名で入手可能なデジタルCCDカラーカメラにおいて、「LC−PolScope」という商品名でLot−Oriel GmbH & Co.(Darmstadt、Germany)から入手可能な位相差画像システムを用いて測定される。顕微鏡には、Cambridge Research & Instrumentation,Inc.(Hopkinton,Mass.)から入手した、546.5nmの干渉フィルター、及び10x/0.25の対物レンズが備えられている。典型的には、塑性変形点まで延伸されたフィルムにおいては、機械方向に溶融誘導性の配向を有するのみのフィルムよりも、ストライプの複屈折の程度が高く観察される。延伸誘導性の分子配向と溶融誘導性の配向との間の複屈折の程度の違いは、当業者には理解されるであろう。
ここで、図2を参照すると、シム4540の平面図が示されている。シム4540は、図6〜8に示された複数のシム配列において有用である。これらの配列において有用な他のシムは、図3〜5に示されている。シム4540は、第1のアパーチャ4560aと、第2のアパーチャ4560bと、第3のアパーチャ4560cとを有する。図9に示すように、シム4540が他のシムと共に組み立てられると、アパーチャ4560aは第2のキャビティ4562aの画定を助け、アパーチャ4560bは第1のキャビティ4562bの画定を助け、アパーチャ4560cは第3のキャビティ4562cの画定を助ける。後により具体的に述べられるが、本明細書に記載のフィルム又はフィルム物品が形成されるように、キャビティ4562a及び4562c内の溶融ポリマーは、シース/コア構成を有するストランドに押し出し成形でき、キャビティ4562b内の溶融ポリマーは、これらのシース/コア型ストランド間のストライプとして押し出し成形できる。
シム4540は、シム4540と以下に記載される他のシムとをアセンブリとして保持するため、ボルトを通過させるための複数の孔47を有する。シム4540は、分配表面4567に分配開口部4566を有する。分配開口部4566は、図2Aに示された拡大図において、より明確に理解されるであろう。キャビティ4562bから分配開口部4566までの経路(例えば、通路4568bを介する経路)がないように思われるかもしれないが、図6の配列が完全に組み立てられると、フローは図の平面に対して垂直方向の次元に経路を有している。図示された実施形態では、分配表面4567は指標溝4580を有し、この指標溝は、多様なシムをダイへと組み立てることを容易にするために、適切な形状のキーを受容できる。また、シムは、ダイが所望されたように組み立てられたことを確認しやすくするための識別ノッチ4582を有してもよい。このシムの実施形態は、肩部4590及び4592を有し、これらは、後に図9に関連して明確にされる様式で組み立てられたダイの装着を補助することができる。
ここで、図3を参照すると、シム4640の平面図が示されている。シム4640は、第1のアパーチャ4660aと、第2のアパーチャ4660bと、第の3アパーチャ4660cと、を有する。図9に示すように、シム4640が他のシムと共に組み立てられると、アパーチャ4660aは第2のキャビティ4562aの画定を助け、アパーチャ4660bは第1のキャビティ4562bの画定を助け、アパーチャ4660cは第3のキャビティ4562cの画定を助ける。シム4540と同様に、シム4640は、分配表面4667を有し、また、この具体的な実施形態では、分配表面4667は、指標溝4680と、識別ノッチ4682と、を有する。また、シム4540と同様に、シム4640は、肩部4690及び4692をも有する。キャビティ4562aから分配オリフィス4666までの経路(例えば、通路4668aを介する経路)がないように思われるかもしれないが、図6の配列が完全に組み立てられると、フローは図の平面に対して垂直方向の次元に経路を有している。分配開口部4666は、図3Aに示された拡大図において、より明確に理解されるであろう。
ここで、図4を参照すると、シム4740の平面図が示されている。シム4740は、第1のアパーチャ4760aと、第2のアパーチャ4760bと、第3のアパーチャ4760cとを有する。図9に示すように、シム4740が他のシムと共に組み立てられると、アパーチャ4760aは第2のキャビティ4562aの画定を助け、アパーチャ4760bは第1のキャビティ4562bの画定を助け、アパーチャ4760cは第3のキャビティ4562cの画定を助ける。シム4540と同様に、シム4740は、分配表面4767を有し、また、この具体的な実施形態では、分配表面4767は、指標溝4780と、識別ノッチ4782と、を有する。また、シム4540と同様に、シム4740は、肩部4790及び4792をも有する。シム4740は、分配開口部4766を有するが、このシムは分配開口部4766とキャビティ4562a、4562b、又は4562cのいずれかとの間の接続を有さないことに留意されたい。後の記載においてより完全に理解されるであろうが、シム4740が出現する箇所の一部では、分配オリフィス4766の背後の行き止まりの凹部4794によって、キャビティ4562aからの材料フローが、シム4840から射出される第2のポリマー組成物によって提供されるコアの周りのシースへと、形成されやすくなっている。行き止まりの凹部4794及び分配オリフィス4766は、図4Aに示された拡大図において、より明確に理解されるであろう。シム4740が出現する他の箇所では、シム4740は、押し出されるフローに対して、ある領域内での分配スロットの抵抗を操作する役目を果たす。これについては後に、より詳細に説明する。
ここで、図5を参照すると、シム4840の平面図が示されている。シム4840は、第1のアパーチャ4860aと、第2のアパーチャ4860bと、第3のアパーチャ4860cとを有する。図9に示すように、シム4840が他のシムと共に組み立てられると、アパーチャ4860aは第2のキャビティ4562aの画定を助け、アパーチャ4860bは第1のキャビティ4562bの画定を助け、アパーチャ4860cは第3のキャビティ4562cの画定を助ける。シム4540と同様に、シム4840は、分配表面4867を有し、また、この具体的な実施形態では、分配表面4867は、指標溝4880と、識別ノッチ4882と、を有する。また、シム4540と同様に、シム4840は、肩部4890及び4892をも有する。キャビティ4562cから分配オリフィス4866までの経路(例えば、通路4868cを介する経路)がないように思われるかもしれないが、図6の配列が完全に組み立てられると、フローは図の平面に対して垂直方向の次元に経路を有している。通路4868cは、分配オリフィス4866から上流側に狭窄部4896を備えることに留意されたい。狭窄部4896は、図5Aに示された拡大図において、より明確に理解されるであろう。狭窄部4896により、シースが射出されるストランドのコアを完全に囲みやすくなることが、図8に関連して理解されるであろう。
ここで、図6を参照すると、図1のフィルム物品100を製造できるように、図2〜5のシムを用いた、複数の異なるシムの反復配列(まとめて、200で示す)の組立斜視図が示されている。図6においては、複数のシムの分配開口部4566、4666、4766、及び4866によって、集合的に形成される分配スロットは、ダイ全体にわたる連続的な開口部であることに留意すべきである。断続部を形成して、押し出し成形されたポリマー組成物を分離されたストランドに形成するような、分配開口部のないシムは存在しない。ここで、図7を参照すると、図6で合体させて図示されていた複数の異なるシムの反復配列が、図1に関連して上述した複数の領域を作り出す各配列に分離されて示されている。より具体的に左から右に見て行くと、ダイゾーン212は、リボン領域112を押し出し可能な4つのシムの反復配列212aの実例を3つ含んでいる。ダイゾーン216は、1つのシムの実例を1つ含んでいる。ダイゾーン202は、ストライプ110を押し出し可能な4つのシムの反復配列210の実例を4つ含んでいる。ストランド104を押し出し可能な8つのシムの反復配列204の3つの実例の間に、4つのシムの反復配列210が散在している。ダイゾーン218は、1つのシムの実例を1つ含んでいる。最後に、ダイゾーン214は、リボン領域114を押し出し可能な4つのシムの反復配列214aの実例を3つ含んでいる。ダイゾーン212、216、218、及び214、並びに結果物であるリボン領域112と114、及びウェルドライン116と118は、任意選択的なものである。
リボン領域112を押し出し可能な4つのシムの反復配列212aでは、シム4540(図2に示されている)の3つの実例と、それに続く1つのシム4740(図4に示されている)と、の合計4つのシムとなっている。シム4540は、第1のキャビティ4562bから、通路4568bを経由して、シム4540において分配開口部4566によって形成される分配スロットまでのフローを提供する。シム4740の行き止まりの凹部4794により、第1のポリマー組成物が分配開口部4766から分配されるようになっているが、シム4740は、第2のキャビティ4562bに接続されていないため、リボン領域112の作製に有用な、ダイゾーン212での第1のポリマー組成物のフローを制限する役割を果たす。結果として、分配開口部4766から押し出されるリボン領域の一部分で、フィルムのキャリパーが減少する。フローの制限についての模式図が図11に示されている。
図11では、Qは、本明細書で開示する方法及び装置を実施するために有用な、シム配列の分配表面300からのポリマーフローを表す。Q及びQは、異なるシム配列が使用される場合の、分配オリフィス301を通るポリマーフローを表す。ポリマーフローQをもたらすシム配列は、ポリマーフローQをもたらすシム配列よりも、多くのスペーサーシム4740を有する。結果として、QはQよりも少なくなり、フィルムのキャリパーの減少がもたらされる。このキャリパーの減少は、押し出し成形されたフィルム物品においては、ほとんど知覚できない場合があるが、特に第1のポリマー組成物中に顔料又は増白剤が含まれる場合には、機械横断方向にリボン領域112を延伸させた際に観察され得る。リボン領域への第1のポリマー組成物のフローは、シムの反復配列におけるシム4540の数及び/又はシム4740の数を変えることにより、変化させることができ、リボン領域におけるキャリパーの違いは、シムの反復配列において使用されるシム4740の数を増やした場合に、より明確になり得る。リボン領域でのフィルムのキャリパーを調節する他の方法も可能である。例えば、リボン領域での分配スロットの太さ、キャビティ4562bにおける圧力、及びポリマー組成物の選択などは全て、リボン領域のキャリパーに影響し得る。リボン領域におけるフィルムは、ウェルドライン(図1に示す116及び118)に直接隣接して厚くすることが有用な場合がある。
ここで、図8を参照すると、図7のダイゾーン210及び204の斜視図が、一部の個別のシムが見えるように更に分解されている。より具体的には、ダイゾーン210は、シム4540の4つの実例を含んで、より明確に図示されている。更に、ダイゾーン204は、シム4740の1つの実例と、シム4640の1つの実例と、シム4740の1つの実例と、シム4840の2つの実例と、シム4740の1つの実例と、シム4640の1つの実例と、シム4740の1つの実例と、を含む、合計8つのシムとして、明確に図示されている。この図では、ストランド104(図1に示されている)がどのように形成されるのか、より容易に理解される。再度図5を参照すると、シム4840の2つの実例において狭窄部4896が存在することにより、通路4668aに沿うインフローが、通路4868cが分配スロット入る箇所において、通路4868cよりも大きな寸法を有するようになっている。再度図3及び4を参照すると、シム4740の2つの実例上の行き止まりの凹部4794が協働して、シム4640の2つの実例上の通路4668aを沿ってきたインフローが、シム4840の2つの実例上の通路4868cからのインフローを包み込むことを可能にし、結果として、コア106の周りにシース108を有するストランド104(図1に示す)がもたらされる。相対的に弾性を有するコア106を備えるストランド104は、シム4540の4つの実例の分配開口部4566から射出される、相対的に弾性の低いストライプ110(図1に示す)に接合される。
ここで図9を参照すると、図6のシム配列の複数の反復から構成される押し出しダイに好適なマウント5230の分解斜視図が示されている。マウント5230は、図2〜8に示すシム4540、4640、4740及び4840を使用するために特に適合されている。しかしながら、視覚的に分かりやすくするために、シム4640の1つの実例のみを図9に示している。図6のシム配列の複数の反復は、2つのエンドブロック5244aと5244bとの間で圧縮されている。便利なことに、シム4540、4640、4670、及び4680の貫通孔47を通過する貫通ボルトを使用して、これらのシムをエンドブロック5244a及び5244bに対して組み立てることができる。
この実施形態では、入口継手5250a及び5250b、及び5250cが、エンドブロック5244a及び5244bを経由したキャビティ4562a、4562b、及び4562cへの溶融ポリマーの3つの流れのための流路を提供している。圧縮ブロック5204は、シムの肩部(例えば、4640の4690及び4692)に好都合に係合するノッチ5206を有する。マウント5230が完全に組み立てられると、圧縮ブロック5204が、例えばマシンボルトによって、背板5208に取り付けられる。カートリッジヒータ52の挿入のために、簡便には、アセンブリ内に孔が設けられる。
ここで図10を参照すると、図9のマウント5230を、部分的に組み立てられた状態の斜視図で示している。数個のシム(例えば、4640)が、マウント5230内にそれらがどのように嵌合するかを示すために、組み立て後の配置にあるが、組み立てられたダイを構成するシムの大部分は、視覚的明確さのために省略されている。
図2〜10のそれぞれには、複数のシムを含む押し出し成形装置が示されているが、複数のシムを使用せずに、第1、第2及び第3のキャビティから第1、第2及び第3の通路を同様に有するように、押し出しダイを機械加工し得ることも、想定されている。通路は、ダイの様々な領域の中に、又は、例えば、組み立てることでダイを作製可能なブロックの中に、機械加工されてもよい。このようなブロックは、最大約5センチメートル又はそれ以上の厚さを有していてよい。これらの構造体のうちの任意のものが、本明細書で開示するフィルムを作製するために有用となり得る。
また、本開示に係る押し出しダイは、例えば、3種類以上の異なるポリマー組成物を含む、様々なフィルム構造体を作製するために有用な場合もある。ストライプ、コア、及びシースが、例えば、異なるポリマー組成物からそれぞれ作製され、コア/シース型ストランドと交互に配置されたストライプを提供するように、様々な異なるポリマー組成物が選択されてもよい。これらの異なったポリマー組成物は、それらの表面特性又はバルク特性(例えば、引張り強度、弾性、色など)について選択されてもよい。更に、押し出し成形品において、弾性、軟性、硬さ、剛性、曲げ性、粗雑性、色、テクスチャ、又はパターンなどの特定の機能又は美観特性を提供するように、ポリマー組成物を選択することもできる。
また、本明細書で開示する押し出しダイは、例えば、2種類の異なるポリマー組成物を含むフィルム構造体を作製するためにも有用である。一部の実施形態では、同一のポリマー組成物が、2つの異なるキャビティに存在してもよい。例えば、図2〜10に示す装置においては、ストランド104のコア106が、ある種類のポリマー組成物から作製され、ストランド104のシース108及びストライプ110が、他のポリマー組成物から作製されたフィルムを提供するために、キャビティ4562aと4562bの両方で同一のポリマー組成物を使用してもよい。このダイ及び方法を使用して、例えば、第3のポリマー組成物のストランドと交互になった、第1のポリマー組成物のストライプを有するフィルムが作製されてもよく、このフィルムでは、フィルムの少なくとも一方の主表面(又は両方の主表面)において、第3のポリマー組成物が露出しないように、第1のポリマー組成物によってストランドが包み込まれている。ストライプ及びシースが同一のポリマー組成物から作製されるこれらの実施形態では、ストライプとシースとでフローチャンネル内の流速が異なるため、典型的には、シースとストライプとの間の境界を検出することが可能である。シースのための流速は、典型的には、ストライプの流速よりもかなり遅く、これは、ストライプ(図8に示すシム4540によって形成されるもの)のためのフローチャンネルに対して、シース(例えば、図8に示すシム4640及び4740によって形成されるもの)のためのフローチャンネルのサイズがより小さいためである。シース材料は、典型的には、分配開口部においてより加速されて、より分子配向を有するようにされ、結果的に、上述したように、ストライプよりも高い複屈折の程度を有するようになる。それ故、典型的には、シースとストライプとの間に分子配向の違いが存在し、複屈折を測定することにより、この違いを検出することが可能である。シースとストライプを融合させた後に、溶融状態に留まった時間の長さに応じて、シースとストライプとの間にウェルドラインが形成される。本開示に係るフィルム及び/又は本開示に従って作製されたフィルムにおける、シースとストライプとの間のウェルドラインは、典型的には、例えば、ストランドとストライプを横切る方向にフィルムを延伸させたときに、視認することができる。
ある種類のポリマー組成物のストランドと、他の種類のポリマー組成物のストライプとを交互に有するフィルムは、複数のシムを含み、溶融ポリマー用の2つのキャビティを有する、他の押し出しダイによって作製することもできる(例えば、国際公開第2011/119323号(Ausen et al.)に記載されたダイなど)。
様々なポリマー組成物が、本開示を実施するために有用である。各異なるポリマー組成物のマスフロー(又は体積流量)は、これらのポリマー組成物がそれぞれ押し出し成形される際に、等しくすることもできるし、異ならせることもできる。一部の実施形態では、各異なるポリマー組成物の溶融強度が、同様であることが望ましい。コア、シース、及びストライプに有用なポリマー組成物は、例えば、それらの適合性及び互いの接着特性に基づいて、選択されてもよい。
一部の実施形態では、本明細書に開示されるダイ内に押し出され得るポリマー組成物は、熱可塑性ポリマー組成物であり、例えば、ポリオレフィン(例えば、ポリプロピレン、ポリプロピレンコポリマー、ポリエチレン及びポリエチレンコポリマーなど)、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン及びポリスチレンブロックコポリマー、ナイロン、ポリエステル(例えば、ポリエチレンテレフタレートなど)、ポリウレタン、ポリアクリレート、シリコーンポリマー並びにそれらのコポリマー及び配合物)である。しかしながら、本開示に係るダイ及び方法はまた、(例えば、熱又は放射線によって)架橋することができるポリマー材料を共押し出し成形するために有用であり得る。熱硬化性樹脂を使用するときは、ダイを加熱して硬化を開始させることにより、ポリマー材料の粘度及び/又は対応するダイのキャビティ内の圧力を調整する。
本開示に係るフィルム及び/又は本開示に従って作製されたフィルムにおけるストライプは、典型的には、第1のポリマー組成物から作製される。一部の実施形態では、シース、ストライプ、又はリボン領域の任意の組み合わせが、第1のポリマー組成物から作製される。本開示に係るフィルムにおける第1のポリマー組成物は、コアの材料であるポリマー組成物よりも、相対的に弾性を低くできる。また、第1のポリマー組成物は、上に定義した非弾性のものであってもよい。第1のポリマー組成物は、例えば、半結晶性若しくは非晶質のポリマー又は配合物から形成され得る。非弾性ポリマーは、ポリオレフィン系であってよく、ポリエチレン、ポリエチレンコポリマー、ポリプロピレン、ポリプロピレンコポリマー、ポリブチレン、又はポリエチレン−ポリプロピレンコポリマーなどのポリマーから主に形成される。一部の実施形態では、第1のポリマー組成物は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリプロピレン−ポリエチレンコポリマー、又はそれらの配合物を含む。
本開示に係るフィルム及び/又は本開示に従って作製されたフィルムでは、ストランドのコアに対して使用されるポリマー組成物は、上述の第1のポリマー組成物よりも、相対的に弾性が高い。一部の実施形態では、ストライプは、第1のポリマー組成物から作製され、シースは、第2のポリマー組成物から作製され、コアは、第1又は第2のポリマー組成物のいずれかよりも弾性が高い第3のポリマー組成物から作製される。ストランドのコアとして有用な弾性ポリマー組成物の例としては、ABAブロックコポリマー、ポリウレタンエラストマー、ポリオレフィンエラストマー(例えば、メタロセンポリオレフィンエラストマー)、オレフィンブロックコポリマー、ポリアミドエラストマー、エチレン酢酸ビニルエラストマー、及びポリエステルエラストマーなどの熱可塑性エラストマーが挙げられる。ABAブロックコポリマーエラストマーは、概して、Aブロックがポリスチレン系であり、かつBブロックが共役ジエン(例えば、低級アルキレンジエン)であるエラストマーである。Aブロックは、主に置換(例えば、アルキル化)若しくは非置換スチレン系部分(例えば、ポリスチレン、ポリ(アルファメチルスチレン)、又はポリ(t−ブチルスチレン))から概して形成され、1モル当たり約4,000〜50,000グラムの平均分子量を有する。1つ又は複数のBブロックは、概して、置換されていても又は非置換であってもよい共役ジエン(例えば、イソプレン、1,3−ブタジエン、又はエチレン−ブチレンモノマー)から主に形成され、1モル当たり約5,000〜500,000グラムの平均分子量を有する。A及びBブロックは、例えば、線状、放射状、又は星形構成で構成されてもよい。ABAブロックコポリマーは、複数のA及び/又はBブロックを含有してもよく、これらのブロックは同一の又は異なるモノマーから作製されてもよい。典型的なブロックコポリマーは、線状ABAブロックコポリマー(ここで、これらのAブロックは同一であっても、異なっていてもよい)、又は、Aブロックで主に終端し、3を超えるブロックを有するブロックコポリマーである。マルチブロックコポリマーは、例えば、より粘着性のあるエラストマーフィルムセグメントを形成する傾向がある、ある特定の割合のABジブロックコポリマーを含有してもよい。ブロックコポリマーのエラストマーに、他の弾性ポリマーを配合することもできるし、様々な弾性ポリマーを配合して、様々な程度の弾性特性を有するようにしてもよい。
多くの種類の熱可塑性エラストマーが市販されており、例えば、BASF(Florham Park、N.J.)製の商品名「STYROFLEX」、Kraton Polymers(Houston、Tex.)製の商品名「KRATON」、Dow Chemical(Midland、Mich.)製の商品名「PELLETHANE」、「INFUSE」、「VERSIFY」、又は「NORDEL」、DSM(Heerlen、Netherlands)製の商品名「ARNITEL」、E.I.duPont de Nemours and Company(Wilmington、Del.)製の商品名「HYTREL」、ExxonMobil(Irving、Tex.)製の商品名「VISTAMAXX」などがある。
第1のポリマー組成物と、第2のポリマー組成物と、第3のポリマー組成物と、を含む、本明細書で開示するフィルム又は方法の実施形態では、配合を行うことが、第1のポリマー組成物よりも相対的に弾性が高いが、コアの材料である第3のポリマー組成物よりは相対的に弾性が低い第2のポリマー組成物の作製に有用な場合がある。一部の実施形態では、第2のポリマー組成物は、第1のポリマー組成物と第3のポリマー組成物の配合物を含む。これらの実施形態では、第2のポリマー組成物は、概ね、第1のポリマー組成物と第3のポリマー組成物の両方に対して、良好な適合性と、良好な接着性を有する。これにより、第2のポリマー組成物は、米国特許第6,669,887号(Hilston et al.)に記載するものなどの、他の相溶剤を使用しなくても、ストライプとストランドのコアとの間の有効な結合層として機能する。しかしながら、一部の実施形態では、第2又は第3のポリマー組成物の少なくとも一方に、相溶剤を添加することが有用な場合もある。有用な相溶剤の例は、米国特許第4,787,897号(Torimae et al.)及び第6,669,887号(Hilston et al.)に見出すことができる。
コアを作製するためのポリマー組成物は、コアのポリマー組成物のフィルム(0.002mm〜0.5mm厚のフィルムなど)が、室温にて、少なくとも200パーセントの伸びを有するように、選択されてよい。シースを作製するためのポリマー組成物は、例えば、第1のポリマー組成物と異なる場合には、シースのポリマー組成物(複数のポリマーの配合物であってもよい)のフィルム(例えば、0.002mm〜0.5mm厚のフィルムなど)が、室温にて、少なくとも5%の伸びを有するように、選択されてよい。一部の実施形態では、コア、シース、及びストライプのためのポリマー組成物は、ストランドを機械横断方向に延伸させるために必要な力が、ストライプを延伸させるために必要な力よりも小さくなるように、選択されてもよい。
第1のポリマー組成物と、第2のポリマー組成物と、第3のポリマー組成物と、を含む、本明細書で開示するフィルム又は方法の実施形態では、第2のポリマー組成物は、第3のポリマー組成物よりも粘着性が低く、かつ第1のポリマー組成物よりも軟質であることが、有利な場合がある。第1のポリマー組成物よりも軟質の第2のポリマー組成物が、本明細書で開示するフィルムの少なくとも一方の主表面に露出している場合、相対的に非弾性のマトリックス内に弾性のストランド全体が包囲されている場合よりも、ストランドとストライプを横切る方向にフィルムを初期的に延伸させるのに必要な力が小さくなり得る。例えば、実施例1及び3に示されるように、弾性樹脂とポリプロピレンとの混合物を含む第2のポリマー組成物を有するフィルム(実施例1)での伸び50%での初期負荷は、ポリプロピレン樹脂を含む第2のポリマー組成物を有するフィルム(実施例2)での伸び50%での初期負荷よりも小さい。
一部の実施形態では、本明細書に記載のフィルムを製造するために使用されるポリマー材料は、機能的目的(例えば、光学的効果)及び/又は美観目的(例えば、それぞれが異なる色彩/濃淡を有する)で、着色剤(例えば、顔料及び/又は染料)を含んでいてもよい。様々なポリマー組成物における使用に適した着色剤は、当技術分野において既知のものである。着色剤によって付与される色の例としては、白、黒、赤、ピンク、オレンジ、黄、緑、水色、紫、及び青が挙げられる。一部の実施形態では、1つ又は複数のポリマー組成物が一定程度不透明であることが望ましい。具体的な実施形態で使用される1種類又は複数種類の着色剤の量は、当業者によって、(例えば、所望の色、色調、不透明度、透過性などを達成するために、)容易に決定することができる。第1、第2及び第3のポリマー組成物などのポリマー組成物は、同一の色を有するように、又は異なる色を有するように、処方することができる。一部の実施形態では、ストライプとストランドの少なくとも一部分とは、色が異なる。このような実施形態の一部では、コアとストライプとは、色が異なる。一部の実施形態では、コア、シース、及びストライプのそれぞれの色が異なる。
一部の実施形態では、ストライプは、アパーチャを備えるが、これは、例えば、フィルム又はフィルム物品の通気性を高めるために有用な場合がある。また、一部の実施形態では、リボン領域も、アパーチャを含む。アパーチャは、ニードルパンチング、レーザー法、又は押し出し成形後のフィルムにアパーチャを導入可能な他の方法などの、様々な方法により、フィルム又はフィルム物品のストライプ及び/又はリボン領域内に作製することができる。
本明細書で開示するフィルム及び本明細書で開示するフィルム物品の伸張性領域は、(典型的にはストランドとストライプの方向を横切る)機械横断方向において伸張性を典型的に有しており、機械方向においては、より伸張性が低い。一部の実施形態では、本明細書で開示するフィルム又は本明細書で開示するフィルム物品の伸張性領域は、少なくとも75(一部の実施形態では、少なくとも100、200、250、又は300)パーセント、及び最大1000(一部の実施形態では、最大750又は500)パーセント)の伸びを有する。一部の実施形態では、本明細書で開示するフィルム及び本明細書で開示するフィルム物品の伸張性領域では、室温における100%の伸びの後に、元の長さの変形及び弛緩後の永久ひずみが、わずかに維持されるだけとなる(一部の実施形態では、25、20パーセント未満、又は10パーセント未満)。本明細書で使用するとき、伸び及び永久ひずみは、以下の実施例に記載された試験方法を使用して決定される。
一部の実施形態では、本明細書に記載のフィルム及び/又はフィルム物品は、最大750マイクロメートル(一部の実施形態では、最大650マイクロメートル、500マイクロメートル、又は400マイクロメートル)の幅のストランドを有する。ストランドの幅は、典型的には、少なくとも100マイクロメートル(一部の実施形態では、少なくとも150マイクロメートル又は200マイクロメートル)である。例えば、ストランドの幅は、100マイクロメートル〜750マイクロメートル、150マイクロメートル〜750マイクロメートル、150マイクロメートル〜500マイクロメートル、又は200マイクロメートル〜600マイクロメートルの範囲にあってよい。
ストランドがコアとシースを有するこれらの実施形態のいずれにおいても、シースの厚さは、2マイクロメートル〜20マイクロメートル、3マイクロメートル〜15マイクロメートル、又は5マイクロメートル〜10マイクロメートルの範囲にあってよい。上述したように、一部の実施形態では、シースは、コアを完全に囲んでいなくてもよい。これらの寸法を有するシースは、例えば、本開示に係るフィルム、又は本開示に係るフィルム物品の伸張性領域を伸ばしやすくするために有用である場合がある。シースの厚さとは、フィルム表面において測定したときの、ストランドの中心からシースの外周までの距離から、ストランドの中心からシースの内周までの距離を引いたものであると理解されてよい。一部の場合には、シースのフィルムの内部での厚さは、表面における厚さよりも大きくなっている。
一部の実施形態では、本明細書に記載のフィルム及び/又はフィルム物品は、最大2ミリメートル(mm)(一部の実施形態では、最大1.5mm、1mm又は750マイクロメートル)の幅のストライプを有する。一部の実施形態では、ストライプの幅は、少なくとも250マイクロメートル、350マイクロメートル、400マイクロメートル、又は500マイクロメートルである。例えば、ストライプの幅は、250マイクロメートル〜1.5mm、250マイクロメートル〜1mm、又は350マイクロメートル〜1mmの範囲にあってよい。本明細書で使用するとき、ストライプ又はストランドの幅は、フィルムの横断方向に測定した寸法である。
本明細書で開示するフィルム又はフィルム物品の一部の実施形態では、1つのストランドによって分離される2つのストライプの中点間の距離は、最大3mm、2.5mm、又は2mmである。一部の実施形態では、1つのストランドによって分離される2つのストライプの中点間の距離は、少なくとも300マイクロメートル、350マイクロメートル、400マイクロメートル、450マイクロメートル、又は500マイクロメートルである。一部の実施形態では、1つのストランドによって分離される2つのストライプの中点間の距離は、300マイクロメートル〜3mm、400マイクロメートル〜3mm、500マイクロメートル〜3mm、400マイクロメートル〜2.5mm、又は400マイクロメートル〜2mmの範囲にある。
一部の実施形態では、本開示に係る方法を使用して、これらの範囲内の幅のストランドとストライプを有するフィルム作製した場合、フィルムを、思いがけないほどの速いライン速度においても、確実に作製できる。例えば、後の実施例6及び7に記載するように、10lbs/インチ/時間(10.7kg/cm/時間)では、12マイクロメートル厚の本開示に係るフィルムが、1分当たり300フィート(1分当たり91メートル)、又は1分当たり400フィート(1分当たり122メートル)調製される。一部の実施形態では、本開示に係る方法は、1分当たり450フィート(1分当たり最大137メートル)のライン速度で、本明細書で開示するフィルムを作製するために利用できる。対照的に、後の比較例に記載するように、国際公開第2011/119323号(Ausen et al.)の実施例1に記載された、複数のシムを含み、溶融ポリマー用の2つのキャビティを有する押し出しダイを用いる方法を使用すると、4500psi(31メガパスカル)の最大ダイ圧力に達する前に、レーン幅が40マイクロメートルの熱可塑性エラストマーと、200マイクロメートルのポリプロピレンを有するフィルムを、最大1分当たり15フィート(1分当たり4.6メートル)のライン速度で、作製できるだけであった。更に、ストランドの幅が、750マイクロメートルを超えると、フィルム又は伸張性領域を伸ばした際に狭まりやすくなり、ストランドの辺縁がスカラップ状(scalloped)になる。
本明細書で開示するフィルム及びフィルム物品には、様々な厚さが有用であり得る。本明細書で使用するとき、フィルム、ストライプ、又はストランドの厚さは、機械方向「y」及びフィルムの横断方向「x」に垂直な「z」方向で測定した寸法である。一部の実施形態では、フィルムの厚さは、最大約250マイクロメートル、200マイクロメートル、150マイクロメートル、又は100マイクロメートルであってよい。一部の実施形態では、フィルムの厚さは、少なくとも約10マイクロメートル、25マイクロメートル、又は50マイクロメートルであってよい。例えば、フィルムの厚さは、10マイクロメートル〜250マイクロメートル、10マイクロメートル〜150マイクロメートル、又は25マイクロメートル〜100マイクロメートル厚の範囲にあってよい。一部の実施形態では、ストライプの厚さは、ストランドの厚さの約20%、10%、又は5%以内である。これらの場合には、ストライプは、ストランドの厚さと実質的に同一の厚さを有するということができる。これは、例えば、フィルムを初期的に延伸させるため、伸びを最大にするため、また、フィルムのヒステリシスを小さくするための力を小さくするために有用な場合がある。他の実施形態では、ストランドの厚さは、ストライプよりも、少なくとも50%、100%、150%、又はより厚くてもよい。例えば、心地良い触感のうね状テクスチャをフィルム表面に提供したり、ストライプの塑性変形が所望されるフィルムを作製したり、また、後で更に記載するように、弾性領域の端部において負荷が急速に上昇する、デッドストップフィルムを作製したりするのに有用な場合がある。選択した樹脂の溶融粘度は、ストランドとストライプの厚さに影響する。樹脂は、溶融粘度により選択されてもよいし、又は、一部の実施形態では、粘着付与剤若しくは他の粘度減少用添加剤が、樹脂(例えば、第3のポリマー組成物)の溶融粘度を下げるために有用な場合がある。
本明細書で開示するフィルム及びフィルム物品の伸張性領域の一部の実施形態では、ストランドの密度は、ウェブ全体にわたって変化していてもよい。これは、例えば、本明細書に記載のダイにおいて、シム配列が、ストランドを提供するシムの数に変化を含んでいる場合に可能となる。一部の実施形態では、フィルムの中心に向かってストランドの密度が高くなっていくことが望ましい場合がある。換言すれば、連続するストライプの中点間の距離は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。連続するストライプの間での中点間の距離の測定が、簡便ではあるが、あるストライプの任意の箇所と、そのフィルムにおける次のストライプでの対応する箇所との間を測定することも可能であろう。一部の実施形態では、1つのストランドによって分離される2つのストライプの中点間の距離の、フィルム全体にわたる平均値が存在し、1つのストランドによって分離される任意の所与の2つのストライプについて、この距離は、フィルム全体にわたるこれらの距離の平均の20(一部の実施形態では、15、10、又は5)パーセント以内である。
ストランド(例えば、一部の実施形態では、コアとシースを備える)若しくはストライプの幅及び/若しくは厚さ、又は、連続するストライプ又はストランドにおける2つの対応する点間の距離の測定は、例えば、光学顕微鏡により行うことができる。また、光学顕微鏡は、ストライプ及びストランドの体積百分率を測定するためにも有用である。一部の実施形態では、第1のストライプは、ストランドよりも大きな体積百分率を占めている。一部の実施形態では、ストライプは、フィルムの体積の約51%〜85%の範囲を占め、ストランドは、フィルムの体積の約15%〜49%の範囲を占める。一部の実施形態では、ストライプは、フィルムの体積の約55%〜80%の範囲を占め、ストランドは、フィルムの体積の約20%〜45%の範囲を占める。
本開示に係るフィルム及びフィルム物品、並びに/又は本開示に係る方法を使用して調製されたフィルム及びフィルム物品は、様々な坪量にて作製できる。例えば、フィルム及びフィルム物品の坪量は、1平方メートル当たり15グラム〜1平方メートル当たり100グラムの範囲にあってよい。一部の実施形態では、フィルム及びフィルム物品の坪量は、1平方メートル当たり20グラム〜1平方メートル当たり80グラムの範囲である。これらのフィルム及びフィルム物品では、エラストマーポリマーは、相対的に坪量のわずかを占めるだけであるが、なお、フィルム及びフィルム物品において、有用な弾性特性を達成し得る点で有用である。一部の実施形態では、エラストマーポリマーは、フィルム坪量に対して、1平方メートル当たり最大25、20、15、又は10グラムを占める。一部の実施形態では、エラストマーポリマーは、フィルム坪量に対して、1平方メートル当たり5〜10グラムの範囲を占める。本明細書に記載のフィルム及びフィルム物品において、エラストマーポリマーが典型的には低分量であることにより、フィルムの坪量に対してエラストマーポリマーがより多くを占める弾性フィルムよりも、コスト面で有利である。
本明細書で開示するフィルム及びフィルム物品の伸張性領域の一部の実施形態では、ストライプは、延伸加工によりもたらされた分子配向を有する。このような実施形態の一部では、ストライプは、恒久的な塑性変形によって生じた、ストライプを横切る方向での延伸誘導性の分子配向を有する。この恒久的な変形を行うために、フィルムを、フィルムの伸びに応じて、少なくとも500(一部の実施形態では、少なくとも600又は750)パーセント延伸させてよい。これらの実施形態では、本明細書で開示するフィルム又はフィルム物品の伸張性領域は、「デッドストップ」弾性フィルムを提供でき、この場合、伸張に必要な力は、伸張の最後の一部分の間に、急上昇する。
一部の実施形態では、本明細書で開示するフィルムは、ストライプの方向に延伸され−活性化(activated)される。弾性のストランドが延伸の後に弛緩すると、延伸後のストライプは、シャーリングを形成して(shirred)、非平坦表面となる。図12は、この手法で延伸−活性化された例示的なフィルムの30倍のデジタル光学画像である。このようなテクスチャは、特に、柔らかな触感の樹脂を使用してフィルムを作製する場合には、繊維性(例えば、不織布)のキャリアに弾性フィルムを積層する必要をなくすことができる。したがって、一部の実施形態では、本明細書で開示するフィルムは、キャリアに接合されない。
本明細書で開示するフィルム又はフィルム物品がキャリアに接合されない一部の実施形態では、フィルムの一方又は両方の主表面に粒子を適用して、艶消し仕上げとすることができる。一部の実施形態では、本明細書で開示するフィルム又はフィルム物品は、繊維性材料(後に記載する材料のうちの任意のものなど)により植毛加工され(flocked)、キャリアへ接合することなく、フィルムに柔らかな触感をもたらしてもよい。他の実施形態では、フィルム又はフィルム物品の一方又は両方の主表面をパターン−エンボス加工することで、繊維性材料の外観又は触感を提供することもできる。
本開示に係る積層体では、本明細書で開示するフィルムは、キャリアに接合される。本明細書で開示する方法は、フィルムの表面をキャリアに接合することを更に含む。フィルムは、例えば、積層(例えば、押し出し積層)、接着(例えば、感圧性接着剤)又は他の接合方法(例えば、超音波接合、熱接合、圧縮接合又は表面接合)によって、キャリアに接合されてよい。
フィルムとキャリアは、実質的に連続して接合されてもよいし、断続的に接合されてもよい。「実質的に連続して接合される」とは、間隔又はパターンにおいて、中断なく接合されていることを指す。実質的に連続して接合された積層体は、フィルムの押し出し成形時に、キャリアを実質的に連続したフィルムに積層するか、フィルム及び繊維ウェブの少なくとも一方が熱接合可能な場合には、フィルムと繊維ウェブを、加熱した表面が平坦なロールニップの間を通過させるか、又は、フィルム又はキャリアの一方に実質的に連続な接着剤コーティング又はスプレーを適用した後に、フィルム又はキャリアのうちの他方と接触させることにより、形成できる。「断続的に接合される」とは、連続的に接合されていないことを意味することができ、フィルムとキャリアとが、離間し間隔を開けた位置において互いに接合されているか、離間し間隔を開けた領域において、互いに実質的に接合されていないことを指す。断続的に接合された積層体は、フィルム及びキャリアの少なくとも一方が熱接合可能な場合には、例えば、フィルム及びキャリアを加熱したパターン付きのエンボスロールニップに通過させるか、フィルム又はキャリアの一方に離間し間隔を開けた接着剤領域を適用した後に、フィルム又はキャリアのうちの他方と接触させることにより、形成できる。また、断続的に接合された積層体は、フィルムとキャリアとの間に接着剤コーティングされたアパーチャプライ又はスクリムを供給することにより作製することもできる。
一部の実施形態では、ストライプとストランドの化学組成は、フィルムの表面において異なる。シース又はストランドと、ストライプに対して異なった組成が選択可能であれば、所望により、ストランド又はストライプのどちらかに対する選択的な接合が可能となる。一部の実施形態では、第3のポリマー組成物の一部分が、フィルムの上面又は底面において露出しており、かつ粘着性である場合、キャリアは、この露出した第3のポリマー組成物に対して接合されてもよい。他の実施形態では、キャリアは、主にストライプに接合される。キャリアがストライプ又はストランドのどちらかに主に接合していると言う場合、フィルムの接合領域の50、60、75、又は90パーセント超が、これらの位置のうちの一方に見られ、他方の位置には見られないことを意味する。例えば、ストライプ及びシース用材料の選択、ストライプ及びストランドの形状、又はこれらの組み合わせにより、主にストライプに対して接合させることができる。第1のポリマー組成物は、例えば、接合されるキャリアと同様の化学組成及び/又は分子量を有するように選択されてもよい。2つの材料の接合のために、化学組成及び/又は分子量の一致は、例えば、とりわけ、熱接合法、超音波接合法、及び圧縮接合法において有用な場合がある。プラストマー又はポリエチレンをストライプに配合して、主にポリプロピレンからなるシースを残すことは、例えば、融点を下げて、優先的に熱接合可能なストライプを作製するために有用な場合もある。シースに対する添加剤を、シースをより接合しにくくするために使用することもできる。例えば、押し出し可能な脱着材料、又は、他の表面よりも表面エネルギーの低い材料を、用いることができる。材料の選択による、ストライプ又はストランドのいずれかへの優先的な接合は、例えば、ある種類のポリマーの複数のストランドが、他のポリマーの連続マトリックス内に埋め込まれたフィルムでは、不可能である。
また、本開示に係るフィルムのストランド又はストライプのいずれかに対する、キャリアの選択的な接合は、フィルムの形状を変化させることにより、調節する事もできる。様々なダイスウェルの樹脂を選択することにより、ストライプ及びストランドの厚さを異ならせることができる。また、フィルムの厚さを変化させるダイ設計(例えば、異なる分配オリフィスを有することによるもの)も有用となり得る。ストライプは、ストランドよりも厚く作製してもよいし、その逆でもよい。積層においては、キャリアは、ストライプ又はストランドの厚いところにより接合しやすい。
本開示に係る積層体では、キャリアは、織布ウェブ、不織布ウェブ(例えば、スパンボンドウェブ、スパンレースウェブ、風成ウェブ、メルトブローンウェブ、及び固着カードウェブ)、テキスタイル、網、及びこれらの組み合わせを含む、種々の好適な材料を含み得る。一部の実施形態では、キャリアは、繊維性材料(例えば、織布、不織布、又はニット材料)である。キャリア又はウェブを指すとき、用語「不織布」は、個々の繊維又は糸が、重なり合ってはいるが、編物におけるように特定可能な様式では重なり合っていない、構造を有するものを意味する。不織布又はウェブは、メルトブローンプロセス、スパンボンドプロセス、スパンレースプロセス、及び固着カードウェブプロセスなどの種々のプロセスから形成され得る。一部の実施形態では、キャリアは、例えば、少なくとも1つのメルトブローン不織布の層、及び少なくとも1つのスパンボンドされている不織布の層、又は不織布材の任意の他の好適な組み合わせを有する、多層の不織布材を含む。例えば、キャリアは、スパンボンド−メルトボンド−スパンボンド、スパンボンド−スパンボンド、又はスパンボンド−スパンボンド−スパンボンドの多層材料であってもよい。又は、キャリアは不織布層及び高密度フィルム層を含む複合ウェブであり得る。
有用なキャリアを提供する繊維性材料は、天然繊維(例えば、木質繊維又は綿繊維)、合成繊維(例えば、熱可塑性繊維)、又は天然繊維と合成繊維との組み合わせから作製されてもよい。熱可塑性繊維を形成するための材料の例としては、ポリオレフィン(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、エチレンコポリマー、プロピレンコポリマー、ブチレンコポリマー、並びにこれらのポリマーのコポリマー及び配合物)、ポリエステル、及びポリアミドが挙げられる。繊維は、例えば、ある熱可塑性材料のコアと、別の熱可塑性材料のシースと、を有する、多成分繊維であってもよい。
有用なキャリアは、特定の用途に望ましい任意の好適な坪量又は厚さを有し得る。繊維性キャリアについて、坪量は、例えば、1平方メートル当たり少なくとも約5、8、10、20、30、又は40グラムから、1平方メートル当たり最大約400、200、又は100グラムまでの範囲であってもよい。キャリアの厚さは、最大で約5mm、約2mm、又は約1mmであり得、かつ/又は少なくとも約0.1、約0.2、又は約0.5mmであり得る。
本明細書で開示する積層体の一部の実施形態では、本開示に係るフィルム又はフィルム物品は、表面接合法又はロフト保持接合法を使用して、繊維ウェブのキャリアに接合される。繊維性材料の接合に関して言及する場合の用語「表面接合」は、繊維の少なくとも一部分の繊維表面の一部が、フィルム表面の元の(接合前の)形状を実質的に保ち、かつ、フィルム表面の少なくとも一部分が露出した状態に実質的に保たれるような様式で、フィルム表面に融着されることを意味する。定量的には、表面接合された繊維は、繊維の接合部分において、表面接合された繊維の表面積の少なくとも約65%が、フィルム表面の上で視認可能であるという点で、埋め込まれた繊維と区別され得る。複数の角度からの検査は、繊維の表面積の全体を可視化するために必須であり得る。繊維性材料の接合に対して言及される場合の用語「ロフト保持接合」は、接合された繊維性材料が、接合プロセスに先立って、又は接合プロセスがない場合に、該材料によって呈されるロフトの少なくとも80%のロフトを含むことを意味する。本明細書では、繊維性材料のロフトは、ウェブによって占有される全体積(繊維、並びに繊維によって占有されない材料の組織内空間を含む)と繊維の材料のみによって占有される体積との比である。繊維ウェブの一部分のみが、フィルムの表面に接合されている場合、保持されたロフトは、接合領域の繊維ウェブのロフトを、非接合領域のウェブのロフトと比較することによって容易に確認することができる。場合によって、例えば、繊維ウェブの全体がフィルムの表面に接合されている場合には、接合後のウェブのロフトを、接合前の同一ウェブサンプルのロフトと比較することが簡便であり得る。これらの実施形態の一部では、前記接合することは、加熱したガス状流体(例えば、周囲空気、除湿空気、窒素、不活性ガス、又は他のガス混合物)を、繊維ウェブを移動させながら、繊維ウェブキャリアの第1の表面上に衝突させることと、連続ウェブを移動させながら、フィルムの表面上に加熱した流体を衝突させることと、繊維ウェブの第1の表面がフィルム表面に融着(例えば、表面接合、又はロフト保持接合による接合)されるように、繊維ウェブの第1の表面をフィルム表面と接触させることと、を含む。加熱したガス状流体を繊維ウェブの第1の表面上に衝突させることと、加熱したガス状流体をフィルム表面に衝突させることは、連続的に又は同時に行われてよい。加熱したガス状流体を使用して連続ウェブを繊維性キャリアウェブと接合するための更なる方法及び装置は、米国特許出願公開第2011/0151171号(Biegler et al.)及び第2011/0147475号(Biegler et al.)に見出すことができる。
本開示に係る積層体の一部の実施形態では、キャリアは、機械的な活性化によって、活性化された繊維ウェブである。機械的な活性化プロセスには、リングローリング、構造的弾性フィルム加工(SELFing)(すべての材料が延伸方向に引っ張られるわけではない、分離式(differential)であるか、又はプロファイリング(profiled)されていてもよい)、及び、当該技術分野で既知の漸増的にウェブを延伸させる他の手段が含まれる。好適な機械的活性化プロセスの例は、米国特許第5,366,782号(Curro)に記載されているリングローリングプロセスである。具体的には、リングローリング装置は、漸増的に延伸する噛み合い歯を有する、向かい合ったロールを備えることで、繊維ウェブ又はその一部分を塑性変形させて、外側カバーを形成し、これによって、外側カバーが、リングローリングされた領域において延伸可能なものとなる。単一方向(例えば、横断方向)で行われる活性化では、1軸延伸可能な外側カバーがもたらされる。2方向で行われる活性化(例えば、機械方向及び横断方向、又は外側カバーの中心線の周りに対称性を維持する任意の他の2方向)では、2軸延伸可能な外側カバーがもたらされる。
積層体が、前述の実施形態のうちの任意の本明細書で開示するフィルムと、漸増的に活性化された繊維ウェブと、を含む、本開示に係る積層体の一部の実施形態では、1つのストランドによって分離される2つのストライプ間での中点間の距離は、繊維ウェブの活性化のピッチよりも短い。漸増的に活性化された繊維ウェブの活性化ピッチは、繊維ウェブにおいて隣接する2つの高変形領域の中点間の距離として定義される。高変形領域は、繊維ウェブにおいて、高破断(higher breakage)領域、薄い領域、又はより伸びの大きい領域として観察され得る。一部の実施形態では、高変形領域は、繊維ウェブのシャーリングの程度が大きい領域として、観察される場合がある。活性化ピッチは、典型的には、漸増的な延伸加工に使用される装置の噛み合い表面のピッチに等しい。噛み合い表面のピッチは、噛み合い表面のうちの一方の、1つの谷で分離される2つの頂点間の距離として定義される。波形ロールのような装置が使用される場合には、頂点は、波形ロール(例えば、米国特許第5,366,782号(Curro)に記載されているような)の外側向きのリッジ部の頂点として定義することができる。また、頂点は、例えば、米国特許第4,087,226号(Mercer)に示されるもののような、漸増的な延伸加工のために使用されるディスクの周囲面(又はその中心部分)として、定義することもできる。他の漸増的な延伸加工装置では、噛み合い表面の一方の頂点は、当業者には容易に特定可能であろう。本開示に係る、漸増的に活性化される積層体の一部の実施形態では、積層体のフィルムのストライプは、有利には、塑性変形しない。ストライプの塑性変形は、1つのストランドによって分離される2つのストライプの中点間の距離が、活性化ピッチよりも大きい場合に起こり得るが、これは、ストライプが、噛み合い表面の一方における2つの頂点間にまたがって存在し得るためである。この塑性変形された領域は、積層体の美観の低下につながる、不均一さとなって現れることがあり、又は塑性変形が、破断をもたらす場合もある。対照的に、1つのストランドによって分離される2つのストライプの間の中点間の距離が、活性化のピッチより小さい、本明細書で開示する積層体の実施形態では、このストライプ及びストランドの位置とサイズによって、積層体が漸増的に延伸される際にストライプが塑性変形することなく、ストランドが延伸して活性化変位を吸収することが可能となる。
本開示に係る積層体の一部の実施形態では、キャリアの1つ若しくは複数のゾーン又はキャリア全体には、力を印加すると少なくとも1つの方向に延び、力を取り除くとほぼ本来の寸法に戻る、1つ又は複数の弾性的に延伸可能な材料が含まれていてもよい。一部の実施形態では、伸張性キャリアは、上述の不織布プロセスのうちの任意のものにより作製できる不織布ウェブである。不織布ウェブ用の繊維は、弾性ポリマー(例えば、本明細書で開示するフィルムのコア領域に関連して上述した任意のもの)から作製されてもよい。一部の実施形態では、キャリアは、伸張性であるが、非弾性であってもよい。換言すると、キャリアは、少なくとも5、10、15、20、25、30、40、又は50パーセントの伸びを有していてよいが、その伸びから大きく回復しなくてもよい(例えば、回復は最大40、25、20、10又は5パーセントである)。好適な伸張性のキャリアとしては、不織布(例えば、スパンボンド、スパンボンド−メルトブローン−スパンボンド、スパンレース、又はカード不織布)を挙げることができる。一部の実施形態では、不織布は、高い伸びを有するカード不織布(例えば、HEC)であってもよい。一部の実施形態では、キャリアは、伸張後にひだを形成し得る。一部の実施形態では、キャリアは、ひだ付きでない。
一部の実施形態では、積層体は、伸張性の繊維ウェブ(例えば、不織布ウェブ)を含み、本明細書で開示するフィルム又はフィルム物品には、フィルムを初期的に延伸させるための力が比較的小さいものを選択し得る。上述したこのようなフィルム又はフィルム物品は、例えば、ストライプよりも軟質で、低弾性率(modulus)の材料から作製されたシースを有することができ、また、ストライプの厚さが、ストランドの厚さと同様となる(例えば、ストランドの厚さの約20%、10%、又は5%以内)形状を有することができる。これらの実施形態では、積層体は、「活性化」の必要がないとみなされてもよく、積層体を初期的に延伸することが容易であることが、使用者には明白となるであろう。
本開示に係るフィルム又はフィルム物品と伸張可能な繊維ウェブの積層体は、有利なことに、離間した接合位置において、圧力下で非連続的に接合させることによって、作製することもできる。接合は、パターン付きのエンボスロールによって行うことができ、エンボスロールのパターン(即ち、高くなった領域)は、エンボスロールの表面の最大約30%、25%、又は20%を占める。必須ではないが、パターンは、フィルム又はフィルム物品のストライプの少なくとも一部と整列していてよい。予想しなかったことであるが、パターン付きの接合は、ニップによって、少なくとも1メガパスカル(MPa)(一部の実施形態では、1.1、1.2、1.3、又は1.35MPa)の圧力を使用して、最大60℃、55℃、50℃、40℃、30℃、又は25℃の温度にて、行い得ることが発見された。実施例17〜20、22〜25、及び27〜30に示されるように、この方法を使用することにより、接着剤の使用及び漸増的な延伸加工なしに、良好な弾性特性を有する、信頼性の高い積層体を作製できる。積層体の引張伸びの際に、層間剥離は観察されなかった。
本明細書で開示する積層体の一部の実施形態では、キャリアは、弾性又は伸張可能な繊維ウェブであり、フィルムの最大負荷時の引張伸びは、伸張可能な繊維ウェブにおける最大負荷時の引張伸びの最大250パーセントである。フィルムが破断前に塑性変形を受ける実施形態では、フィルムの最大負荷時の引張伸びは、フィルムが塑性変形を受け始める時点での伸びである。この伸張は、後の実施例に記載される通りに測定した応力ひずみ曲線の肩として容易に認識することができる。フィルムが破断前に塑性変形を受けない実施形態では、最大負荷時の引張伸びは、破断点での引張伸びである。繊維ウェブの最大負荷時の引張伸びは、概ね破断点での引張伸びである。一部の実施形態では、フィルムの最大負荷時の引張伸びは、伸張可能な繊維ウェブの最大負荷時の引張伸びの25パーセント〜250パーセント、50パーセント〜225パーセント、75パーセント〜200パーセント、又は75パーセント〜150パーセントの範囲にある。本明細書で開示する積層体では、フィルム及び繊維ウェブの最大負荷時の引張伸びが、同等であることが有用である。これらの積層体では、フィルムにおいて使用されない弾性はわずかである。例えば、上述したような完全に弾性ポリマーで作製された弾性フィルムは、最大負荷時の引張伸びが800%であるが、該弾性フィルムが接合されている伸張可能な繊維ウェブが有する引張伸びはわずか約200%であり、このフィルムには使用されない弾性が多くあることになる。高弾性のポリマーは典型的には低弾性のポリマーに比べてより高価であるため、使用されない弾性があると、不要な費用がかかっていることになる。本開示に係る積層体では、フィルム内で交互になったストライプとストランドにより、伸張可能な繊維ウェブに比肩し得る伸びを維持したまま、使用する弾性ポリマーの量を減らすことができる。他方で、フィルム全体にわたって交互になったストライプとストランドが分布することにより、例えば、フィルムにおいて1領域のみが弾性を有する場合に比べて、より均一な伸張が可能となる。ストライプ領域とストランド領域のこのような分布により、伸張可能な繊維ウェブの伸張能力が、より有効に活用される。更に、伸張可能な繊維ウェブとフィルムの引張伸びが同様であれば、例えば、弾性フィルムが繊維ウェブよりもずっと大きな伸張性を有する場合に比べて、伸張可能な繊維ウェブとフィルムとの層間剥離がより起こりにくい。後の例示の実施例5〜8に示すように、フィルムが、それが積層されている繊維ウェブよりもはるかに高い伸びを有している場合、繊維質が延伸誘導性の層間剥離を受け、層間剥離の後も延伸を続け得る。
本明細書で開示する積層体の一部の実施形態では、100%の伸びの後の、積層体の回復可能な伸びは、比較用フィルムの回復可能な伸びの少なくとも50%である。積層体は、上述したように漸増的に活性化されることにより、伸張可能な繊維ウェブ、又は積層体から作製されてよい。回復可能な伸びは、最大の伸びであると理解されてよく、これにより、最大20%、一部の実施形態では、最大15%又は10%の永久ひずみを有するフィルム又は積層体が提供される。本明細書で使用するとき、回復可能な伸びは、以下の実施例に記載された試験方法を使用して決定される。比較用フィルムは、キャリアに積層されていない点を除いて、交互になった第1の領域と第2の領域を含むフィルムと同一である。比較用フィルムは、例えば、積層体を液体窒素に沈めて、キャリアとフィルムとを引き剥がすことにより、積層体から取り外されたフィルムであってよい。又は、比較用フィルムは、交互になった第1の領域と第2の領域を含むフィルムと同じように作製されてはいるが、キャリアへの積層は行わなかった、サンプルであってもよい。一部の実施形態では、100%の伸びの後における、積層体の回復可能な伸びは、比較用フィルムの回復可能な伸びの少なくとも75%、80%、85%、90%、又は95%である。やはり、これらの実施形態のいずれにおいても、弾性フィルムにおける使用されない弾性はわずかである。また、キャリアが伸張可能な繊維ウェブである実施形態では、第1及び第2の領域の分布により、上述したような伸張可能な繊維ウェブの回復可能な伸びがより活用される。また、比較用フィルムが、交互になった第1の領域と第2の領域を含むフィルムと同じように作製されてはいるが、伸張可能な繊維ウェブへの積層と、続く漸増的な延伸加工を行わなかったサンプルである場合、100%の伸びの後の、積層体の回復可能な伸びが、比較用フィルムの回復可能な伸びの少なくとも50%(一部の実施形態では、75%、80%、85%、90%、又は95%)であるときは、漸増的な延伸加工によって、フィルムのストライプが塑性変形しなかったことを示す。
本開示に係るフィルム及び/又は本開示に従って作製されたフィルムを含む積層体に関する更なる情報については、同時係属中の米国特許出願第13/633,450号(Hanschen et al.、2012年10月2日出願)を参照されたい。
本明細書に記載のフィルム及びフィルム物品には、創傷治療、及び他の医療用途(例えば、弾性の包帯様材料、手術用ドレープ及びガウン、並びにキャストパディング向けの表面層)、テープ(医療向けのものを含む)、並びに、吸収性物品(例えば、おむつ及び女性用衛生用品など)を含む、様々な用途がある。
吸収性物品においては、本開示に係るフィルムは、該物品内部の1つ又は複数の層として、かつ/又は、物品若しくは弾性構成部品に対する取り付けシステムの一部として、有用な場合がある。一部の実施形態では、フィルムの伸張性領域に取り付けられるリボン領域を使用して、吸収性物品にフィルム物品を取り付けるか、又はフィンガーリフトを提供することができる。一部の実施形態では、リボン領域は、ループ部に対して付着する成形フックを有するように形成し得る。しかしながら、一部の実施形態では、ストライプは、オス型締結要素(例えば、フック)を有するようには形成されないか、又は、概ね表面構造を有するように形成されなくてもよい。本開示に係るフィルム及び/又は本開示に従って作製されたフィルムを含む使い捨て吸収性物品の例としては、幼児用おむつ又はトレーニングパンツ、大人の失禁用製品、及び女性用衛生用品(例えば、生理用ナプキン及びパンティライナーなど)などの使い捨て吸収性衣類が挙げられる。このタイプの典型的な使い捨て吸収性衣類は、液体透過性の身体側ライナーと液体不透過性の外側カバーとの間に配設された吸収性アセンブリを含む、複合構造体として形成される。これらの構成要素は、本明細書で開示するフィルム、並びに、より高弾性な構成要素又は格納構造などの他の材料及び機能と組み合わせて、吸収性物品を形成することができる。
一部の実施形態では、本開示に係るフィルムは、繊維性(例えば、不織布)のウェブに積層されてもよい。このような実施形態の一部では、得られる積層体は、例えば、吸収性物品用の締結タブであってよい。一部の実施形態では、得られる積層体は、例えば、吸収性物品用の伸張性耳部であってもよい。このような実施形態の一部では、積層体は、例えば、図13に示すような台形であってもよい。一方で、狭まった端部(例えば、フック式締結具)と、広がった端部(例えば、吸収性物品への取り付け用)と、を有する形状の、典型的な伸張性の耳部では、延伸の大部分は、この耳部の狭まった端部において生じることが観察された。これは、潜在的なエラストマー性が使用されず、引張特性の低下をまねき、また、狭まった端部が繊維ウェブの伸張能力を超えて延伸させられた場合に、繊維ウェブの層間剥離をもたらし得る。対照的に、本明細書に記載の交互になったストライプとストランドを有するフィルムは、図13のような台形である場合であっても、伸張性耳部の幅全体にわたって実質的に均一に延伸することが観察された。図13では、フィルム400は、交互になったストライプ410とストランド404を含む。ストライプ410とストランド404の方向は、台形の平行な辺420及び422と概ね平行である。
本開示のいくつかの実施形態
第1の実施形態において、本開示は、コアとシースを備えるストランドと交互になったストライプを含むフィルムであって、該コアは、該シース及び該ストライプのどちらよりも弾性が高い、フィルムを提供する。
第2の実施形態において、本開示は、前記シースが、前記フィルムの少なくとも一方の主表面の一部を形成する、第1の実施形態に記載のフィルムを提供する。
第3の実施形態において、本開示は、前記ストライプが、前記ストライプの厚さ全体を通して見られる第1のポリマー組成物から作製される、第1又は第2の実施形態に記載のフィルムを提供する。
第4の実施形態において、本開示は、前記ストライプの幅が、250マイクロメートル〜1.5ミリメートルの範囲にあり、前記ストランドの幅が、100マイクロメートル〜750マイクロメートルの範囲にある、第1〜3の実施形態のいずれか1つに記載のフィルムを提供する。
第5の実施形態において、本開示は、前記ストライプが、第1のポリマー組成物から作製され、前記コアが、第3のポリマー組成物から作製され、前記シースが、該第1のポリマー組成物及び該第3のポリマー組成物とは異なる第2のポリマー組成物から作製される、第1〜4の実施形態のいずれか1つに記載のフィルムを提供する。
第6の実施形態において、本開示は、前記第2のポリマー組成物が、前記第1のポリマー組成物と前記第3のポリマー組成物との配合物を含む、第5の実施形態に記載のフィルムを提供する。
第7の実施形態において、本開示は、前記フィルムが、前記ストランドとストライプを横切る方向に少なくとも75パーセントの伸びを有し、前記ストライプが、前記フィルムの体積百分率において、前記ストランドよりも多くを占める、第1〜6の実施形態のいずれか1つに記載のフィルムを提供する。
第8の実施形態において、本開示は、交互になったストライプとストランドを含むフィルムであって、該ストランドの少なくとも一部は、該ストライプよりも弾性が高く、該フィルムは、少なくとも75パーセントの伸びを有し、該ストランドの幅は、100マイクロメートル〜750マイクロメートルの範囲にあり、それぞれのストランドの一部分は、該フィルムの少なくとも一方の主表面の一部を形成する、フィルムを提供する。
第9の実施形態において、本開示は、前記ストライプの幅が250マイクロメートル〜1.5ミリメートルの範囲にある、第8の実施形態に記載のフィルムを提供する。
第10の実施形態において、本開示は、前記フィルムが、室温において、100パーセント伸びまで延伸された後に最大10パーセントの永久ひずみを有し、かつ/又は、前記ストライプが、前記フィルムの体積百分率において、前記ストランドよりも多くを占める、第1〜9の実施形態のいずれか1つに記載のフィルムを提供する。
第11の実施形態において、本開示は、前記ストライプが、延伸誘導性の分子配向を有する、第1〜10の実施形態のいずれか1つに記載のフィルムを提供する。
第12の実施形態において、本開示は、前記ストライプが、前記ストライプの長さ方向を横切る方向に延伸誘導性の分子配向を有する、第1〜10の実施形態のいずれか1つに記載のフィルムを提供する。
第13の実施形態において、本開示は、前記ストライプが、延伸誘導性の分子配向を有し、前記ストライプの長さ方向と平行な方向にシャーリングを形成する、第1〜10の実施形態のいずれか1つに記載のフィルムを提供する。
第14の実施形態において、本開示は、リボン領域に並んだ伸張性領域を含むフィルム物品を提供し、前記伸張性領域が、第1〜13の実施形態のいずれか1つに記載のフィルムを含み、前記リボン領域は、前記ストライプの材料である第1のポリマー組成物のフィルムを含む。
第15の実施形態において、本開示は、前記リボン領域が、ストライプを含む、第14の実施形態に記載のフィルム物品を提供する。
第16の実施形態において、本開示は、第1のキャビティと、第2のキャビティと、第3のキャビティと、分配スロットを有する分配表面と、該第1、第2及び第3のキャビティと該分配スロットとの間の流体通路と、を少なくとも備える、押し出しダイであって、該流体通路は、該第1のキャビティから該分配スロットへ延びる第1の流体通路と、該第3のキャビティから該分配スロットへ延びる第3の流体通路と、該第2のキャビティから該分配スロットへ延び、該第3の流体通路の両側にある少なくとも2つの第2の流体通路と、を含み、該第2の通路のそれぞれは、該第3の通路が該分配スロットに入る箇所において、該第3の通路よりも大きな寸法を有する、押し出しダイを提供する。
第17の実施形態において、本開示は、前記流体通路が、複数のシム配列によって提供され、前記それぞれの配列が、前記第1の流体通路を提供する少なくとも1つの第1のシムと、前記第3の流体通路を提供する少なくとも1つの第3のシムと、前記少なくとも2つの第2の流体通路を提供する少なくとも2つの第2のシムと、を含む、第16の実施形態に記載の押し出しダイを提供する。
第18の実施形態において、本開示は、それぞれのシム配列が、少なくとも2つのスペーサーシムを更に含み、それぞれのスペーサーシムが、前記少なくとも1つの第3のシムと、前記少なくとも2つの第2のシムの1つとの間にあり、該スペーサーシムが、分配開口部を有するが、該分配開口部と前記第1、第2又は第3のキャビティのいずれかとの間に通路を欠く、第17の実施形態に記載の押し出しダイを提供する。
第19の実施形態において、本開示は、前記第1のキャビティから前記分配スロットへ延びる第4の流体通路を更に備える、第17又は18の実施形態に記載の押し出しダイを提供する。
第20の実施形態において、本開示は、前記第4の流体通路が、複数のシムによって提供される、第19の実施形態に記載の押し出しダイを提供する。
第21の実施形態において、本開示は、前記複数のシムが、複数の第2のシム配列を含む、第20の実施形態に記載の押し出しダイを提供する。
第22の実施形態において、本開示は、前記第2のシム配列が、分配開口部を有するが、前記分配開口部と前記第1のキャビティとの間に通路を有していないスペーサーシムを含む、第21の実施形態に記載の押し出しダイを提供する。
第23の実施形態において、本開示は、フィルムを作製する方法を提供し、該方法は、
第16〜22の実施形態のいずれか1つに記載の押し出しダイを提供することと、
前記第1、第2及び第3のキャビティからポリマー組成物を押し出し、コアとシースを備えるストランドと交互になったストライプを含む該フィルムを形成することと、を含む。
第24の実施形態において、本開示は、前記コアが、前記ストライプ及び前記シースのどちらよりも弾性が高い、第23の実施形態に記載の方法を提供する。
第25の実施形態において、本開示は、前記シースが、前記フィルムの少なくとも一方の主表面の一部を形成する、第23又は24の実施形態に記載の方法を提供する。前記フィルムは、例えば、第1〜17の実施形態のいずれか1つに記載のフィルムであってもよい。
第26の実施形態において、本開示は、前記フィルムを延伸して、前記ストライプに延伸誘導性の分子配向を付与すること、を更に含む、第23〜25の実施形態のいずれか1つに記載の方法を提供する。
第27の実施形態において、本開示は、前記フィルムを機械横断方向に延伸して、前記ストライプに延伸誘導性の分子配向を付与すること、を更に含む、第23〜25の実施形態のいずれか1つに記載の方法を提供する。
第28の実施形態において、本開示は、前記フィルムを機械方向に延伸して前記ストライプを塑性変形させることと、前記延伸されたフィルムを弛緩させて非平坦なフィルム物品を提供することと、を更に含む、第23〜25の実施形態のいずれか1つに記載の方法を提供する。
第29の実施形態において、本開示は、フィルムを作製する方法を提供し、該方法は、
第19〜22の実施形態のいずれか1つに記載の押し出しダイを提供することであって、前記第4の流体通路が、第2のシム配列中のシムによって提供され、該第2のシム配列が、分配開口部を有するが、該分配開口部と前記第1のキャビティとの間に通路を有していないスペーサーシムを更に含む、提供することと、
前記第1、第2及び第3のキャビティからポリマー組成物を押し出し成形して、リボン領域に並んだ伸張性領域を含む前記フィルムを形成することであって、該伸張性領域が、それぞれがコアとシースを備えるストランドと交互になったストライプを含み、該リボン領域が、前記ストライプの材料であり、複数の該第2のシム配列を通して押し出し成形される、第1のポリマー組成物のフィルムを含む、形成することと、を含む。前記フィルムは、例えば、第1〜6の実施形態のいずれか1つに従属するものとして、第14〜15の実施形態に記載のフィルム物品であってよい。
第30の実施形態において、本開示は、前記コアが、前記ストライプ及び前記シースのどちらよりも弾性が高い、第29の実施形態に記載の方法を提供する。
第31の実施形態において、本開示は、前記シースが、前記フィルムの少なくとも一方の主表面の一部を形成する、第29又は30の実施形態に記載の方法を提供する。
第32の実施形態において、本開示は、前記複数の第4の流体通路が、複数の第2のシム配列を含み、該第2の配列が、前記第1のキャビティと前記分配スロットとの間に第4の流体通路を提供する少なくとも1つの第4のシムと、分配開口部を有するが、該分配開口部と前記第1のキャビティとの間に通路を有していない少なくとも1つのスペーサーシムと、を含む、第29〜31の実施形態のいずれか1つに記載の方法を提供する。
第33の実施形態において、本開示は、押し出し成形されたフィルムのキャリパーを調節する方法を提供し、該方法は、
互いに隣接して配置された複数のシムを含む押し出しダイを提供することであって、該シムが一緒になって第1のキャビティと、遠位開口部を有するダイスロットを少なくとも画定し、該複数のシムのそれぞれは、該遠位開口部の一部分を画定し、該複数のシムは、該第1のキャビティと該ダイスロットとの間に通路を提供する第1のシムを含み、該複数のシムの該遠位開口部は、一緒になって該ダイスロットに分配開口部を提供し、該複数のシムは、分配オリフィスを有するが、該分配オリフィスと該第1のキャビティとの間の通路を欠く、スペーサーシムを更に含む、提供することと、
該第1のキャビティからポリマー組成物を押し出して、該押し出し成形されたフィルムを提供することと、を含み、
該押し出し成形されたフィルムの該キャリパーは、該スペーサーシム間の該分配開口部の幅を調整することにより、調節される。
第34の実施形態において、本開示は、繊維性キャリアに接合される第1〜10の実施形態のいずれか1つに記載のフィルムを含む積層体を提供する。
第35の実施形態において、本開示は、前記繊維性キャリアが、ある活性化ピッチを有する、漸増的に活性化された繊維ウェブであり、1つのストランドによって分離される2つのストライプの中点間の距離が、該活性化ピッチより小さく、前記ストライプが、塑性変形されない、第34の実施形態に記載の積層体を提供する。
第36の実施形態において、本開示は、前記積層体の回復可能な延伸が、前記フィルムの回復可能な延伸の少なくとも50パーセントである、第34又は35の実施形態に記載の積層体を提供する。
第37の実施形態において、本開示は、前記繊維性キャリアが、不織布である、第34〜36の実施形態のいずれか1つに記載の積層体を提供する。
第38の実施形態において、本開示は、前記繊維性キャリアが、少なくとも50パーセントの最大負荷時の引張伸びを有する伸張性のキャリアである、第34の実施形態に記載の積層体を提供する。
第39の実施形態において、本開示は、前記繊維性キャリアが伸張性を有し、前記フィルムの最大負荷時の引張伸びが、前記伸張可能な繊維ウェブの最大負荷時の引張伸びの最大250パーセントである、第34の実施形態に記載の積層体を提供する。
第40の実施形態において、本開示は、前記ストライプの厚さが、前記ストランドの厚さの約20%以内である、第38又は39の実施形態に記載の積層体を提供する。
第41の実施形態において、本開示は、前記フィルムが、前記繊維性キャリアに非連続的に接合され、前記繊維性キャリアが、前記フィルムに対して、主に前記ストライプ又は前記ストランドの一方において接合される、第38〜40の実施形態のいずれか1つに記載の積層体を提供する。
第42の実施形態において、本開示は、第1〜15の実施形態のいずれか1つに記載のフィルム若しくはフィルム物品、又は、第34〜41の実施形態のいずれか1つに記載の積層体を含む、吸収性物品を提供する。
本開示をより十分に理解できるように、以下の実施例を記載する。これらの実施例は単に例示を目的とするものであり、いかなる意味においても本開示を限定するものと解釈すべきでないことが、理解されるべきである。全ての部及びパーセントは、特に指示がない限り、重量による。
機械横断方向の引張(破断点引張伸び)及び機械横断方向での2サイクルでのヒステリシス(100%伸び)を、「INSTRON」引張試験機(Instron Corporation(Norwood、Mass.)から入手したもの)にて、全てのサンプルに対して、最低で3回繰り返して調べた。この「INSTRON」引張試験機は、万能型の伸張速度が一定な引張試験用試験機の、型番「1122」、「5500R」、「5564HS」、又は「3345」のうちの1つであり、ストリップ記録計、又は、コンピュータ及びInstron Corporation社から入手した「BLUEHILL」材料試験ソフトウェアが備わっていた。計器を最大測定限界の1パーセントの精度まで較正し、試験に使用した目盛範囲は、全範囲の20〜90パーセント以内であった。
評価するサンプルは、全て1インチ(2.54cm)幅であり、ゲージ長(GL)は50mmであった。1分当たり20インチ(50.8cm)のクロスヘッド速度を用いた。評価は、72°F(22℃)プラスマイナス4°F(2.2℃)、及び50%プラスマイナス5%の相対湿度にて行われた。実施例13〜17及び例示の実施例1〜4では、45mmのゲージ長を用いた。2サイクルでのヒステリシス測定の際は、100%への第1の負荷前に1分保持し、0%への第1の負荷解除前に1分保持し、100%への第2の負荷前に1分保持し、0%への第2の負荷解除前に1分保持した。
永久ひずみは、この2サイクルでのヒステリシスから決定され、また、戻り速度は1分当たり20インチ(50.8cm)であった。永久ひずみは、第2の負荷解除後の、0.1Nにおける伸び(%)(即ち、引張ひずみ)から、第1の負荷の際の0.1Nにおける伸び(%)(即ち、引張ひずみ)を引いて計算した。
(実施例1)
概して図10に描写され、概して図6〜8に図示されたシムの反復パターンを用いて組み立てられた、3つのキャビティを有する共押し出しダイを、用意した。分配スロットのオリフィスの高さは.030インチ(0.762mm)であった。押し出しダイは、3つのゾーンから構成され、ポリマーのリボン領域の第1のゾーン、フィルムに、交互になったストライプとコア/シース型ストランドを有する伸張性領域をもたらす第2のゾーン、ポリマーのリボン領域の第3のゾーンとが作り出された。第1及び第3のゾーンは、6つのシムの反復配列が、約45mmのゾーン幅となるまでに必要な数だけ反復されることで作り出された。第1のキャビティ4562bに接続する4つの同じシム4540(図2に示されている)に続いて2つのスペーサーシム4740(図4に示されている)が1つに積み重なって反復配列となり、ゾーン1とゾーン3が作り出されている。この反復配列内の各シムの厚さは、シム4540が0.04インチ(0.102mm)、シム4740が0.02インチ(0.051mm)である。ゾーン2を作り出すために、1つのスペーサーシム4740(図4に示されている)、それに続く第2のキャビティ4562aに接続する1つのシム4640(図3に示されている)、それに続く1つのスペーサーシム4740、それに続く第3のキャビティ4562cに接続する2つの同じシム4840(図5に示されている)、それに続く1つのスペーサーシム4740、それに続く第2のキャビティ4562aに接続する1つのシム4640、それに続く1つのスペーサーシム4740、それに続く第1のキャビティ4562bに接続する4つの同じシム4540が、1つに積み重なって反復配列とされた。この反復配列内の各シムの厚さは、シム4540及び4840が0.04インチ(0.102mm)、シム4640及び4740が0.051mm(0.02インチ)である。シム4840の分配開口部は、狭窄部4896において0.012インチ(0.30mm)の高さを有していた。図10に示すように、各シムの押し出しオリフィスを同一線上配置に整列させた。このシムセットアップの全体の幅は160mmであった。このシムアセンブリを振動台上で整列キーを用いて整列させ、2つのエンドブロック間で、1/2インチ(12.7mm)の4本のボルトを用いて圧縮した。
2つのエンドブロック上の入口継手は、それぞれ従来の単軸押し出し機に接続した。押し出された材料を受け取るために、チルロールを共押し出しダイの遠位開口部に隣接して配置した。第1のキャビティに給送する押し出し機に、およそ50重量%のポリプロピレン樹脂(メルトフローインデックスは3、Total Petrochemicals(Houston、TX)から商品名「3376」で入手した(現在は入手不可))と、およそ50重量%のポリプロピレン樹脂(メルトフローインデックスは12、ExxonMobil(Irving、TX)から商品名「EXXONMOBIL PP1024E4」で入手した)と、2%未満のポリプロピレン中の白色濃縮物(white concentrate)との混合物を仕込んだ。
第3のキャビティに給送する押し出し機に、スチレンイソプレンスチレンブロックコポリマーペレット(Kraton Polymers(Houston、TX)から商品名「KRATOND 1114 P」で入手した)を仕込んだ。
第2のキャビティに給送する押し出し機に、およそ50重量%のスチレンイソプレンスチレンブロックコポリマーペレット(商品名「KRATOND 1114 P」ポリマーとして入手した)と、およそ50重量%のポリプロピレン樹脂(Exxon Mobilから商品名「1024」で入手)と、2重量%未満のポリプロピレン中の青色濃縮物(blue concentrate)と、を仕込んだ。
第1のポリマーの流速は、2.77kg/時であった。第2のポリマーの流速は、0.09kg/時であった。第3のポリマーの流速は、0.95kg/時であった。押し出し温度は210℃であった。クエンチロールの温度は10℃であった。クエンチ取り出し速度(quench takeaway speed)は、10.7m/分であった。フィルムの坪量は、1平方メートル当たり48.8グラムであった。
光学顕微鏡を使用して、次の平均フィルム寸法が測定された:
ストライプ幅=415マイクロメートル
ストライプの厚さ=71マイクロメートル
ストランドの幅=367マイクロメートル
ストランドの厚さ=68マイクロメートル
シースの厚さ=2.7マイクロメートル
破断点伸びは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定され、平均値は、525%であった。永久ひずみは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定され、平均値は、7.8%であった。伸び50%での負荷1=1.81N、伸び50%での負荷2=1.33N、伸び50%での負荷解除(unload)2=1.11N。
(実施例2)
実施例1の方法に次の変更を加えて使用し、実施例2を実施した。ゾーン1及び3について、反復配列が、3つの同じシム4540と、それに続く2つのスペーサーシム4740となるように、変更した。第1のキャビティに給送する押し出し機に、およそ50重量%のポリプロピレン樹脂(ExxonMobilから商品名「EXXONMOBIL PP 3155」で入手した)と、およそ50重量%のポリプロピレン樹脂(ExxonMobilから商品名「EXXONMOBIL PP1024E4」で入手した)と、2%未満のポリプロピレン中の白色濃縮物と、の混合物を仕込んだ。第3のキャビティに給送する押し出し機に、およそ90重量%のスチレンイソプレンスチレンブロックコポリマーペレット(Kraton Polymersから商品名「KRATOND 1114 P」で入手した)と、およそ10%のポリスチレン(Total Petrochemicalsから商品名「TOTAL PSC 529」ポリスチレンで入手した)と、の混合物を仕込んだ。第2のキャビティに給送する押し出し機に、およそ50重量%のスチレンイソプレンスチレンブロックコポリマーペレット(商品名「KRATOND1114P」ポリマーとして入手した)と、およそ50重量%のポリプロピレン樹脂(Exxon Mobilから商品名「EXXONMOBIL PP 3155」で入手)と、2重量%未満のポリプロピレン中の青色濃縮物と、の混合物を仕込んだ。
第1のポリマーの流速は、2.72kg/時であった。第2のポリマーの流速は、0.32kg/時であった。第3のポリマーの流速は、0.82kg/時であった。クエンチ取り出し速度は、9.1m/分であった。フィルムの坪量は、77gsmであった。
光学顕微鏡を使用すると、ストランドは、ほぼ球状となっていることが観察された。次のフィルム寸法が測定された:
ストライプ幅=548マイクロメートル
ストライプの厚さ=52マイクロメートル
ストランドの幅(直径)=152マイクロメートル
シースの厚さ=13マイクロメートル
破断点伸びは、上述の試験方法を使用して、5回繰り返して測定され、平均値は、135%であった。永久ひずみは、上述の試験方法を使用して、5回繰り返して測定され、平均値は、11.5%であった。伸び50%での負荷1=11.5N、伸び50%での負荷2=4.60N、伸び50%での負荷解除2=3.05N。
(実施例3)
実施例1の方法に次の変更を加えて使用し、実施例3を実施した。1つのスペーサーシム4740からなる遷移ゾーンを、ゾーン2とゾーン1との間、及びゾーン2とゾーン3との間に加えた。第2のキャビティに給送する押し出し機に、およそ50重量%のポリプロピレン樹脂(Total Petrochemicalsから商品名「3376」で入手した)と、およそ50重量%のポリプロピレン樹脂(ExxonMobilから商品名「EXXONMOBIL PP1024E4」で入手した)と、2%未満のポリプロピレン中の白色濃縮物と、の混合物を仕込み、これは、第1のキャビティに給送する混合物と同一であった。第3のキャビティに給送する押し出し機に、実施例1に記載したのと同一のポリマー組成物を仕込んだ。フィルムの坪量は、43gsmであった。
光学顕微鏡を使用して、次のフィルム寸法が測定された:
ストライプ幅=475マイクロメートル(2回の測定の平均値)
ストライプの厚さ=91マイクロメートル(2回の測定の平均値)
ストランドの幅=403マイクロメートル(4回の測定の平均値)
ストランドの厚さ=83マイクロメートル(2回の測定の平均値)
シースの厚さ=11.1マイクロメートル(3回の測定の平均値)
破断点伸びは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定され、平均値は、488%であった。永久ひずみは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定され、平均値は、7.2%であった。伸び50%での負荷1=2.17N、伸び50%での負荷2=1.27N、伸び50%での負荷解除2=1.01N。
(実施例4)
次の変更を加えた上で、実施例1と同様に実施例4を実施した。第1のキャビティに給送する押し出し機に、ポリプロピレン樹脂(ExxonMobilから商品名「EXXONMOBIL PP1024E4」で入手した)と、2%未満のポリプロピレン中の白色濃縮物と、を仕込んだ。第3のキャビティに給送する押し出し機に、実施例1に記載したのと同一のポリマー組成物を仕込んだ。第2のキャビティに給送する押し出し機に、およそ50重量%のスチレンイソプレンスチレンブロックコポリマーペレット(商品名「KRATOND 1114 P」ポリマーとして入手した)と、およそ50重量%のポリプロピレン樹脂(Exxon Mobilから商品名「EXXONMOBIL PP 3155」で入手)と、2重量%未満のポリプロピレン中の白色濃縮物と、の混合物を仕込んだ。第1のポリマーの流速は、2.77kg/時であった。第2のポリマーの流速は、0.18kg/時であり、第3のポリマーの流速は、0.91kg/時であった。フィルムの坪量は、42gsmであった。
光学顕微鏡を使用して、次のフィルム寸法が測定された:
ストライプ幅=627マイクロメートル
ストランドの幅=237マイクロメートル
シースの厚さ=7マイクロメートル
このフィルムを、「INSTRON」引張試験機で、CD方向に1分当たり50.8cmで500%延伸させ、ストライプが、恒久的な変形を受けるようにした。
破断点伸びは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定され、平均値は、104%であった。永久ひずみは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定され、平均値は、18.0%であった。伸び50%での負荷1=3.73N、伸び50%での負荷2=2.34N、伸び50%での負荷解除2=1.61N;伸び104%、27.8Nにて破断。
(実施例5)
実施例5は、第1のキャビティに給送する押し出し機に、ポリプロピレン樹脂(ExxonMobilから商品名「EXXONMOBIL PP1024E4」で入手した)と、5%未満のポリプロピレン中の白色濃縮物と、を仕込んだ以外は、実施例1に記載したとおりに実施された。第2のキャビティに給送する押し出し機に、およそ50重量%のスチレンイソプレンスチレンブロックコポリマーペレット(商品名「KRATOND 1114 P」ポリマーとして入手した)と、およそ50重量%のポリプロピレン樹脂(Exxon Mobilから商品名「EXXONMOBIL PP 3155」で入手)と、5重量%未満のポリプロピレン中の白色濃縮物と、の混合物を仕込んだ。第3のキャビティに給送する押し出し機に、実施例1に記載したのと同一のポリマー組成物を仕込んだ。フィルムの坪量は、およそ47gsmであった。
Figure 0006461799
このフィルムを、「INSTRON」引張試験機で、MD方向に1分当たり50.8cmで500%延伸させ、ストライプが、恒久的な変形を受けるようにした。
得られたフィルムの30倍のデジタル光学画像を図11に示す。
(実施例6)
次の変更を加えた上で、実施例1と同様に実施例6を実施した。ダイは、図7に示すゾーン212、216、218、又は214を含んでいなかった。オリフィスは、18個のシムからなる反復配列で作り出された。1つのスペーサーシム4740(図4に示されている)、それに続く第2のキャビティ4562aに接続する1つのシム4640(図3に示されている)、それに続く1つのスペーサーシム4740、それに続く第3のキャビティ4562cに接続する2つの同じシム4840(図5に示されている)、それに続く1つのスペーサーシム4740、それに続く第2のキャビティ4562aに接続する1つのシム4640、それに続く1つのスペーサーシム4740、それに続く第1のキャビティ4562bに接続する10個の同じシム4540(図2に示されている)が、1つに積み重なって、95個の反復を有する反復配列とされた。この反復配列内の各シムの厚さは、シム4540及び4840が0.004インチ(0.102mm)、シム4640及び4740が0.002インチ(0.051mm)である。このシムセットアップの全体の幅は145mmであった。第1のキャビティに給送する押し出し機に、25%のExxonMobil製プロピレン樹脂「EXXONMOBIL PP1024E4」と、75%のTotal Petrochemicals製ポリプロピレン樹脂「3376」と、5%未満のポリプロピレン中の白色濃縮物と、の混合物を仕込んだ。第3のキャビティに給送する押し出し機に、実施例1に記載したのと同一のポリマー組成物を仕込んだ。第2のキャビティに給送する押し出し機に、ExxonMobilから入手したポリプロピレン樹脂「EXXONMOBIL PP1024E4」と、5重量%未満のポリプロピレン中の白色濃縮物を仕込んだ。第1のポリマーの流速は、0.27kg/時であった。第2のポリマーの流速は、20.5kg/時であり、第3のポリマーの流速は、6.71kg/時であった。10lbs/インチ/時間(10.7kg/cm/時間)において、12マイクロメートル厚のフィルムが、1分当たり300フィート(1分当たり91メートル)で作製された。延伸共鳴は観察されなかった。フィルムの坪量は、41.7gsmであった。
光学顕微鏡を使用して、次のフィルム寸法が測定された:
ストライプ幅=1001マイクロメートル
ストランドの幅=411マイクロメートル
シースの厚さ=2.07マイクロメートル
(実施例7)
変更を加えた上で、実施例6の方法に従って、実施例7を作製した。フィルムは、1分当たり122メートル(1分当たり400フィート)にて作製され、第1及び第2のキャビティの両方に給送する押し出し機は、75%のExxonMobil製プロピレン樹脂「EXXONMOBIL PP1024E4」と、25%のTotal Petrochemicals製ポリプロピレン樹脂「3376」と、5%未満のポリプロピレン中の白色濃縮物と、の混合物を押し出し成形した。延伸共鳴は観察されなかった。フィルムの坪量は、25.0gsmであった。
光学顕微鏡を使用して、次のフィルム寸法が測定された:
ストライプ幅=1697マイクロメートル
ストランドの幅=393マイクロメートル
シースの厚さ=3.14マイクロメートル
理論例8〜11(P.E.8〜11)
上述の実施例1〜7を形成するために上述した方法のうちの任意のものを使用して、本開示に係るフィルムを作製するために、次の樹脂及びプロセス条件を使用することができる。これらの理論例8〜11のそれぞれについて、第2のポリマー組成物は、第1のポリマー組成物と第3のポリマー組成物との50/50配合物であってよい。
Figure 0006461799
(実施例12)
次の変更を加えた上で、実施例6の方法に従って、実施例12を作製した。第1及び第2のキャビティに給送する押し出し機に、25重量%のポリプロピレンペレット(ExxonMobilから商品名「EXXONMOBIL PP1024E4」で入手した)と、75重量%のポリプロピレンペレット(Total Petrochemicalsから商品名「3376」で入手した(現在は入手不可)、メルトフローインデックスは3)と、5%の50%ポリプロピレン中の白色濃縮物(white color concentrate)と、の混合物を仕込んだ。第3のキャビティに給送する押し出し機に、スチレンイソプレンスチレンブロックコポリマーペレット(Kraton Polymersから商品名「KRATOND 1114 P」で入手した)を仕込んだ。他のプロセス条件は次のとおりである。第1のポリマーの流速は、4.1kg/時であった。第2のポリマーの流速は、0.4kg/時であった。第3のポリマーの流速は、1.3kg/時であった。押し出し温度は227℃であった。クエンチロールの温度は16℃であった。クエンチ取り出し速度は、17m/分であった。フィルムの坪量は、1平方メートル当たり42グラムであった。
光学顕微鏡を使用して、次のフィルム寸法が測定された:
ストライプ幅(第1のポリマーを含む)=1.3ミリメートル
第2の領域の幅(コア/シース型ストランドを含む)=463マイクロメートル
フィルムの破断点伸びは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定され、平均値は、251%であった。フィルムの永久ひずみは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定され、平均値は、6.7%であった。伸び50%での負荷1=2.6N、伸び50%での負荷2=1.0N。
(実施例13)
実施例12のフィルムを、幅55mmに加工した。このフィルムを2枚の22gsmの疎水性不織布(測定幅90mm、商品番号「C1223」、スタイル番号「570D」、Fitesa(Simpsonville、SC)から入手した)の間に、接着剤により積層した。フィルムは、2枚の不織布層の間で、両辺縁から等距離に配置された。ホットメルト接着剤(商標「HL−2900」、H.B.Fuller(St.Paul、MN)より入手した)を使用して、これらの層を一つに接合させた。ITW(Glenview、IL)より入手可能なスプレーヘッド(部品番号105224F−2.54センチメートル(1インチ)当たりオリフィス13個)を使用して、311°F(155℃)にて、この接着剤を適用した。スプレーは、全面にわたるパターンコーティングとして、施された。これらの3枚の層の積層を、2回の通過で行った。第1の不織布へのフィルムの接合には、2つの1インチ(2.54cm)のスプレーヘッド、及び1つの0.5インチ(1.27cm)のスプレーヘッドが必要であった。2回目の通過の際は、0.5インチ(1.27cm)のスプレーヘッドを1インチ(2.54cm)のスプレーヘッドと取り換え、全部で3つの1インチ(2.54cm)のスプレーヘッドとなった。スプレーヘッドの空気圧は、30psi(2.1×10Pa)であった。このサンプルを、Nordson(Westlake、Ohio)から入手した、Nordson Microset Multi Scan Series 3500ポンプを使用して、1分当たり3メートル(1分当たり10フィート)で加工した。ポンプの流速は、最大出力の40%であった。これは、積層体上での接着剤として、1平方メートル当たりおよそ50グラム(片面当たり25gsm)の量である。この不織布を、軽くプレスした。
この積層体を、Biax−Fiberfilm Corporation(Greenville、Wis)にて、横断方向に、幅全体にわたって漸増的に延伸させた。この延伸装置は、1メートル幅であり、厚さ0.03インチ(0.76mm)、直径10.0インチ(25.4cm)のディスクを含んでいた。ディスクのピッチは、0.130インチ(3.3mm)であった。この材料を、係合深さ0.115インチ(0.292mm)で、1分当たり30フィート(1分当たり9メートル)にて加工した。
積層体の破断点伸びは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定された。平均値は、207%であった。積層体の永久ひずみは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定され、平均値は、14%であった。伸び50%での負荷1=3.2N、伸び50%での負荷2=1.2N。
(実施例14)
実施例1の方法に次の変更を加えて使用し、実施例14を作製した。ゾーン1及び3について、反復配列が、5つの同じシム4540と、それに続く2つのスペーサーシム4740となるように、変更した。第1のキャビティに給送する押し出し機に、50重量%のポリプロピレンペレット(Total Petrochemicalsから商品名「3376」で入手した)と、50重量%のポリプロピレンペレット(ExxonMobilから商品名「EXXONMOBIL PP1024E4」で入手した)と、2%未満の50%ポリプロピレン中の白色濃縮物と、の混合物を仕込んだ。第2のキャビティに給送する押し出し機に、2%未満の50%ポリプロピレン中の青色濃縮物を使用した以外は、第1のキャビティに給送するものと同一の混合物を仕込んだ。第3のキャビティに給送する押し出し機に、実施例1に記載したのと同一のポリマー組成物を仕込んだ。第1のポリマーの流速は、2.9kg/時であった。第2のポリマーの流速は、0.16kg/時であった。第3のポリマーの流速は、1.0kg/時であった。フィルムの坪量は、1平方メートル当たり38グラムであった。
光学顕微鏡を使用して、次のフィルム寸法が測定された:
ストライプ幅(第1のポリマーを含む)=566マイクロメートル
第2の領域の幅(コア/シース型ストランドを含む)=302マイクロメートル
フィルムの破断点伸びは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定され、平均値は、457%であった。フィルムの永久ひずみは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定され、平均値は、8.94%であった。伸び50%での負荷1=2.6N、伸び50%での負荷2=1.3N。
その後、実施例13の積層法及び漸増的な延伸法を実施した。積層体の破断点伸びは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定され、平均値は、299%であった。この積層体の永久ひずみは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定され、平均値は、17.2%であった。伸び50%での負荷1=4.4N、伸び50%での負荷2=1.6N。
(実施例15)
実施例14で調製したフィルムを、実施例13に記載した積層手順を使用して、Sandler AG(Schwartzenbach/Saale Germany)から商品名「SAWABOND 4159」で入手した2枚の22gsmの疎水性不織布(測定幅90mm)に接着剤により積層した。その後、この積層体を、実施例13に記載した手順を使用して、漸増的に延伸させ、実施例15の積層体が提供された。積層体の破断点伸びは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定され、平均値は、321%であった。積層体の永久ひずみは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定され、平均値は、15.1%であった。伸び50%での負荷1=3.7N、伸び50%での負荷2=1.5N。
(実施例16)
実施例14で作製したフィルムを、実施例13に記載した積層手順を使用して、Sandler AGから商品名「SAWATEX 22628」で入手した2枚の25gsmのスパンレース不織布(測定幅90mm)に接着剤により積層した。その後、この積層体を、実施例13に記載した手順を使用して、漸増的に延伸させ、実施例16の積層体が提供された。積層体の破断点伸びは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定され、平均値は、243%であった。この積層体の永久ひずみは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定され、平均値は、17.2%であった。伸び50%での負荷1=3.2N、伸び50%での負荷2=1.5N。
例示の実施例1
次の変更を加えた上で、実施例12及び13の方法に従って例示の実施例1の積層体を調製した。この共押し出しダイのためのシムの反復配列において、第1のキャビティ4562bに接続する10個の同じシム4540(図2に示されている)を、シム10個ごとにスペーサーシム4740(図4に示されている)を介在させた、第1のキャビティ4562bに接続する40個のシム4540に取り換えた。第1の領域を作り出すのに使用されたシム全体の幅は、166ミル(4.15mm)であった。第1のポリマーの流速は、3.1kg/時であった。第2のポリマーの流速は、0.2kg/時であった。第3のポリマーの流速は、0.8kg/時であった。押し出し温度及びクエンチロールの温度は、実施例12と同一であった。クエンチ取り出し速度は、15m/分であった。フィルムの坪量は、1平方メートル当たり40グラムであった。
フィルムの破断点伸びは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定され、平均値は、79.2%であった。破断点伸びが100%未満であったため、永久ひずみは、上述の試験方法に従って測定されなかった。
光学顕微鏡を使用して、次のフィルム寸法が測定された:
ストライプ幅(第1のポリマーを含む)=4.45mm
第2の領域の幅(コア/シース型ストランドを含む)=355マイクロメートル
その後、実施例13の積層法及び漸増的な延伸法を実施して、例示の実施例1が提供された。積層体の破断点伸びは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定され、平均値は、71.6%であった。破断点伸びが100%未満であったため、永久ひずみは、上述の試験方法に従って測定されなかった。伸び50%での負荷1=5.0N。
例示の実施例2
第3のポリマーの流速を0.4kg/時としたことを除き、例示の実施例1の方法に従って例示の実施例2を作製した。
フィルムの破断点伸びは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定され、平均値は、24.1%であった。破断点伸びが100%未満であったため、永久ひずみは、上述の試験方法に従って測定されなかった。
光学顕微鏡を使用して、次のフィルム寸法が測定された:
ストライプ幅(第1のポリマーを含む)=4.65mm
第2の領域の幅(コア/シース型ストランドを含む)=187マイクロメートル
積層体の破断点伸びは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定され、平均値は、150.5%であった。このサンプルでは、不織布は、一部が破断した後も延伸させられた。積層体の永久ひずみは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定された。1つのサンプルが破断し、他の2つのサンプルの平均値は、71.4%であった。伸び50%での負荷1=2.4N、伸び50%での負荷2=0.7N。塑性変形は、例示の実施例2の顕微鏡写真にて、視認することができた。
例示の実施例3
次の変更を加えた上で、実施例12の方法に従って例示の実施例3の積層体を調製した。この共押し出しダイのためのシムの反復配列において、第1のキャビティ4562bに接続する10個の同じシム4540(図2に示されている)を、シム10個ごとにスペーサーシム4740(図4に示されている)を介在させた、第1のキャビティ4562bに接続する40個のシム4540に取り換えた。第1の領域を作り出すのに使用されたシム全体の幅は、166ミル(4.15mm)であった。また、第3のキャビティ4562cに接続する2つの同じシム4840(図5に示されている)を、シム2個ごとにスペーサーシム4740(図4に示されている)を介在させた、第3のキャビティ4562cに接続する8つのシム4840に取り換えた。第3のキャビティからコア領域を作り出すために使用されたシム全体の幅は、38ミル(0.95mm)であった。第1及び第2のキャビティに給送する押し出し機に、ポリプロピレンペレット(ExxonMobilから商品名「EXXONMOBIL PP1024E4」で入手した)と、5%の50%ポリプロピレン中の白色濃縮物と、を仕込んだ。第3のキャビティに給送する押し出し機に、実施例1に記載したのと同一のポリマー組成物を仕込んだ。
第1のポリマーの流速は、4.5kg/時であった。第2のポリマーの流速は、0.2kg/時であった。第3のポリマーの流速は、1.4kg/時であった。押し出し温度は218℃であった。クエンチロールの温度は16℃であった。クエンチ取り出し速度は、15m/分であった。フィルムの坪量は、1平方メートル当たり43グラムであった。
フィルムの破断点伸びは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定され、平均値は、103%であった。積層体の永久ひずみは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定された。1つのサンプルが破断し、他の2つのサンプルの平均値は、11.4%であった。伸び50%での負荷1=7.4N、破断しなかった2つのサンプルに対する伸び50%での負荷2=2.9N。
光学顕微鏡を使用して、次のフィルム寸法が測定された:
ストライプ幅(第1のポリマーを含む)=4.89ミリメートル
第2の領域の幅(コア/シース型ストランドを含む)=544マイクロメートル
その後、実施例13の積層法及び漸増的な延伸法を実施して、例示の実施例3が提供された。
積層体の破断点伸びは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定され、平均値は、110%であった。積層体の永久ひずみは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定された。1つのサンプルが破断し、他の2つのサンプルの平均値は、28%であった。伸び50%での負荷1=6.6N、破断しなかった2つのサンプルに対する伸び50%での負荷2=2.4N。
例示の実施例4
第1のポリマーの流速を4.1kg/時としたことを除き、例示の実施例3の方法に従って例示の実施例4を作製した。
フィルムの破断点伸びは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定され、平均値は、137%であった。フィルムの永久ひずみは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定された。1つのサンプルが破断し、他の2つのサンプルの平均値は、5.1%であった。伸び50%での負荷1=4.6N、破断しなかった2つのサンプルに対する伸び50%での負荷2=2.9N。
光学顕微鏡を使用して、次のフィルム寸法が測定された:
ストライプ幅(第1のポリマーを含む)=4.64mm
第2の領域の幅(コア/シース型ストランドを含む)=549マイクロメートル
積層体の破断点伸びは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定され、平均値は、153%であった。積層体の永久ひずみは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定された。1つのサンプルが破断し、他の2つのサンプルの平均値は、26%であった。伸び50%での負荷1=5.1N、伸び50%での負荷2=2.4N。
(実施例17)
実施例3のフィルムのサンプルを、Sandler AGから商品名「SAWATEX 22628」で入手した、2層の25gsmのスパンレース不織布間で挟み込んだ。得られた挟み込み体を、平坦なスチールロールと、高くなった接合部位が表面積の14%〜17%を占める、パターン付きのロールとの間に、200psi(1.4×10Pa)にて、挟み込んだ。ロールは、共に75°F(24℃)であった。
スパンレース不織布「SAWATEX 22628」に対して、上述の試験方法を使用して引張伸びを評価した。平均最大負荷は5.9Nであり、5つのサンプルの平均での最大負荷時の引張伸びは、314%であった。
積層体の破断点伸びは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定され、平均値は、157%であった。最大負荷時の平均伸びは、151%であり、最大負荷は、5.9Nであった。積層体の永久ひずみは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定された。3つのサンプルの平均値は、14.3%であった。伸び100%での負荷1=5.0N、伸び100%での負荷2=4.3N。
(実施例18〜20)
次の変更を加えた上で、実施例17の方法に従って実施例18〜20を調製した。実施例18では、平坦なロールとパターン付きのロールは、共に125°F(52℃)に加熱された。実施例19では、スパンレース不織布「SAWATEX 22628」に代えて、22gsmの疎水性カード不織布(Fitesaから入手、商品番号「C1223」、スタイル番号「570D」)を、使用した。このカード不織布(Fitesa製、商品番号「C1223」、スタイル番号「570D」)に対して、上述の試験方法を使用して引張伸びを評価した。平均最大負荷は1.3Nであり、5つのサンプルの平均での最大負荷時の引張伸びは、199%であった。実施例20では、平坦なロールとパターン付きのロールは、共に125°F(52℃)に加熱され、スパンレース不織布「SAWATEX 22628」に代えて、22gsmの疎水性不織布(Fitesaから入手、商品番号「C1223」、スタイル番号「570D」)を、使用した。実施例6〜8の積層体についての、破断点伸び、最大負荷時の伸び、最大負荷、永久ひずみ、伸び100%での負荷1、及び伸び100%での負荷2を、以下の表1に示す。
Figure 0006461799
(実施例21)
実施例12の方法に次の変更を加えて使用し、フィルムの実施例21を作製した。この共押し出しダイのためのシムの反復配列において、第1のキャビティ4562bに接続する10個の同じシム4540(図2に示されている)を、第1のキャビティ4562bに接続する4つのシム4540に取り換えた。このシムセットアップの全体の幅は9インチ(230mm)であった。第1のキャビティに給送する押し出し機に、ポリプロピレンペレット(ExxonMobilから商品名「EXXONMOBIL PP1024E4」で入手した)と、3%未満の50%ポリプロピレン中の白色濃縮物と、を仕込んだ。第2のキャビティに給送する押し出し機に、60%のExxonMobilから入手したポリプロピレン「EXXONMOBIL PP1024E4」と、40%のKraton Polymersから商品名「KRATON MD6843」で入手したエラストマー樹脂と、3%未満の50%ポリプロピレン中の白色濃縮物と、の混合物を仕込んだ。第3のキャビティに給送する押し出し機に、69%のKraton Polymersから商品名「KRATON MD6843」で入手したエラストマー樹脂と、31%のExxonMobilから商品名「ESCOREZ 1310LC」で入手した粘着付与樹脂と、の混合物を仕込んだ。第1のポリマーの流速は、10ポンド/時(4.5kg/時)であった。第2のポリマーの流速は、1.1ポンド/時間(0.5kg/時間)であった。第3のポリマーの流速は、5.9ポンド/時間(2.7kg/時間)であった。クエンチロールの温度は15.5℃であった。クエンチ取り出し速度は、21m/分であった。フィルムの坪量は、1平方メートル当たり29.5グラムであった。
光学顕微鏡を使用して、次のフィルム寸法が測定された:
ストライプ幅=556マイクロメートル
ストランドの幅=293マイクロメートル
シースの厚さ=6マイクロメートル未満(シースのサイズ、及び色対比の不足のため、シースの厚さは、200倍の光学顕微鏡にて推定された。)
フィルムの最大負荷時の引張伸びは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定され、平均値は229%、最大負荷は8.9Nであった。フィルムの永久ひずみは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定された。3つのサンプルの平均値は、10%であった。伸び100%での負荷1=2.6N、伸び100%での負荷2=2.2N。
(実施例22〜25)
次の変更を加えた上で、実施例17の方法に従って積層体の実施例22〜25を調製した。実施例22〜25のそれぞれについては、実施例21のフィルムが使用された。実施例23では、平坦なロールとパターン付きのロールは、共に125°F(52℃)に加熱された。実施例24では、スパンレース不織布「SAWATEX 22628」に代えて、22gsmの疎水性カード不織布(Fitesaから入手、商品番号「C1223」、スタイル番号「570D」)を、使用した。実施例25では、平坦なロールとパターン付きのロールは、共に125°F(52℃)に加熱され、スパンレース不織布「SAWATEX 22628」に代えて、22gsmの疎水性不織布(Fitesaから入手、商品番号「C1223」、スタイル番号「570D」)を、使用した。実施例22〜25の積層体についての、破断点伸び、最大負荷時の伸び、最大負荷、永久ひずみ、伸び100%での負荷1、及び伸び100%での負荷2を、以下の表2に示す。
Figure 0006461799
(実施例26)
実施例21の方法に次の変更を加えて使用し、実施例26を調製した。クエンチ取り出し速度は、17m/分であった。フィルムの坪量は、1平方メートル当たり34.9グラムであった。
光学顕微鏡を使用して、次のフィルム寸法が測定された:
ストライプ幅=492マイクロメートル
ストランドの幅=358マイクロメートル
シースの厚さ=6マイクロメートル未満(シースのサイズ、及び色対比の不足のため、シースの厚さは、200倍の光学顕微鏡にて推定された。)
フィルムの最大負荷時の引張伸びは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定され、平均値は239%、最大負荷は12.2Nであった。フィルムの永久ひずみは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定された。3つのサンプルの平均値は、9%であった。伸び100%での負荷1=3.4N、伸び100%での負荷2=2.8N。
(実施例27〜30)
実施例26のフィルムの積層体を、実施例22〜25の方法を使用して作製し、実施例27〜30を調製した。実施例27〜30の積層体についての、破断点伸び、最大負荷時の伸び、最大負荷、永久ひずみ、伸び100%での負荷1、及び伸び100%での負荷2を、以下の表3に示す。
Figure 0006461799
(実施例31)
実施例21の方法に次の変更を加えて使用し、実施例31を作製した。第3のキャビティに給送する押し出し機に、69%のKraton Polymersから商品名「KRATON D1114 P」ポリマーで入手したスチレンイソプレンスチレンブロックコポリマーペレットと、31%のExxonMobilから商品名「ESCOREZ 1310LC」で入手した粘着付与樹脂と、の混合物を仕込んだ。クエンチ取り出し速度は、13.4m/分であった。フィルムの坪量は、1平方メートル当たり約39グラムであった。
光学顕微鏡を使用して、次のフィルム寸法が測定された:
ストライプ幅=634マイクロメートル
ストランドの幅=261マイクロメートル
シースの厚さ=6マイクロメートル未満(シースのサイズ、及び色対比の不足のため、シースの厚さは、200倍の光学顕微鏡にて推定された。)
フィルムの最大負荷時の引張伸びは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定され、平均値は300%、最大負荷は15.8Nであった。フィルムの永久ひずみは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定された。3つのサンプルの平均値は、14%であった。伸び100%での負荷1=5.5N、伸び100%での負荷2=4.1N。
(実施例32〜35)
実施例31のフィルムの積層体を、実施例22〜25の方法を使用して作製し、実施例32〜35を調製した。実施例32〜35の積層体についての、破断点伸び、最大負荷時の伸び、最大負荷、永久ひずみ、伸び100%での負荷1、及び伸び100%での負荷2を、以下の表4に示す。
Figure 0006461799
例示の実施例5〜8
3M Company(St.Paul、MN)より商品名「B430 ELASTIC FILM」で入手可能な弾性フィルム(エラストマー性コア層が、より弾性の低い2枚のスキン層間に含まれる)を、2層の25gsmのスパンレース不織布(Sandler AGから商品名「SAWATEX 22628」で入手)、又は2層の22gsmの疎水性カード不織布(Fitesaから入手、商品番号「C1223」、スタイル番号「570D」)間に積層した。弾性フィルムは、厚さ方向に多層であったが、それぞれの層は、フィルムの幅全体にわたって延びていた。2層の不織布間の弾性フィルム挟み込み体を、平坦なスチールロールと、表面積の14%〜17%を高くなった接合部位が占めるパターン付きのロールとの間に、200psi(1.4×10Pa)にて、挟み込んだ。ロールは、共に75°F(24℃)又は125°F(52℃)であった。例示の実施例(Ill.Ex.)5〜8の積層体についての、不織布、接合温度、破断点伸び、最大負荷時の伸び、最大負荷、及び永久ひずみを、以下の表5に示す。最大負荷は、これらのサンプルのそれぞれについて層間剥離が生じる点である。このフィルムでは、不織布が層間剥離した後も、延伸させ続けた。
Figure 0006461799
比較例
比較例は、次の変更を加えた上で、国際公開第2011/119323号(Ausen et al.)の実施例1に記載されているように行ったものである。シムの厚さは、第1のキャビティに接続するシムについては、4mil(0.102mm)であり、第2のキャビティと接続するシムについては2mil(0.051mm)であり、どちらのキャビティとも接続を持たないスペーサーについては2mil(0.051mm)であった。第1のキャビティに給送する押し出し機は、75重量%のポリプロピレン樹脂(Total Petrochemicalsから商品名「3376」で入手した)と、およそ25重量%のポリプロピレン樹脂(ExxonMobilから商品名「EXXONMOBIL PP1024E4」で入手した)と、5%のポリプロピレン中の白色濃縮物であった。第2のキャビティに給送する押し出し機に、スチレンイソプレンスチレンブロックコポリマーペレット(Kraton Polymersから商品名「KRATONG 1643 M」で入手)を充填した。最大圧力の4500psi(31メガパスカル)に達するまでに、達成されたと考えられる最大取り出し速度は、1分当たり15フィート(1分当たり4.6メートル)であった。フィルムの坪量は、39gsmであった。光学顕微鏡を使用して、次のフィルム寸法が測定された:
ストライプ幅=200マイクロメートル
ストランドの幅=40マイクロメートル
破断点伸びは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定され、平均値は、240%であった。永久ひずみは、上述の試験方法を使用して、3回繰り返して測定され、平均値は、8.2%であった。伸び50%での負荷1=1.59N、伸び50%での負荷2=0.92N、伸び50%での負荷解除2=0.68N。
本開示の範囲及び趣旨から外れることなく、本発明の予測可能な改変及び変更が当業者には自明であろう。本発明は、説明を目的として本出願に記載される実施形態に限定されるべきものではない。

Claims (8)

  1. コアとシースを備えるストランドと交互になったストライプを含むフィルムであって、該コアは、該シース及び該ストライプのどちらよりも弾性が高く、前記ストライプは、第1のポリマー組成物から作製され、前記コアは、第3のポリマー組成物から作製され、前記シースは、該第1のポリマー組成物及び該第3のポリマー組成物とは異なる第2のポリマー組成物から作製され、前記シースは、前記コアの両側において前記コアと前記ストライプを分離し、前記フィルムの少なくとも一方の主表面において前記コアを少なくとも部分的に覆う、フィルム。
  2. 前記ストライプは、前記ストライプの厚さ全体を通して見られる第1のポリマー組成物から作製される、請求項1に記載のフィルム。
  3. 前記シースは、前記フィルムの少なくとも一方の主表面の一部を形成する、請求項1又は2に記載のフィルム。
  4. 前記ストライプは、延伸誘導性の分子配向を有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載のフィルム。
  5. 繊維性キャリアに接合された、請求項1〜4のいずれか一項に記載のフィルムを含む、積層体。
  6. 前記繊維性キャリアは、最大負荷時の引張伸びが少なくとも50パーセントの、伸張可能な繊維性キャリアである、請求項5に記載の積層体。
  7. 前記フィルムは、前記繊維性キャリアに非連続的に接合され、前記繊維性キャリアは、前記フィルムに対して、主に前記ストライプ又は前記ストランドの一方において接合される、請求項5または6に記載の積層体。
  8. 請求項5〜7のいずれか一項に記載の積層体を含む、吸収性物品。
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