JP6529260B2 - 三次元ポリマーストランドネット、ダイ及びその製造方法 - Google Patents

三次元ポリマーストランドネット、ダイ及びその製造方法 Download PDF

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Description

(関連出願の相互参照)
本出願は、2011年10月5日に出願された、米国特許仮出願第61/54381号の利益を請求し、その開示の全文を参照により本願に組み込むものである。
ポリマーネットは、紙製品又は安価な織物(例えば、生理用紙製品、紙布、及び重包装紙袋)の強化、室内装飾不織布、ウィンドウカーテン、装飾用ネット、ラッピング材、蚊帳、ガーデニング用虫又は鳥除け保護ネット、草又は植物の生育用支持体、スポーツネット、集魚灯漁法用ネット及び濾材といった様々な用途に使用される。
ポリマーネットを製造するための押出成形プロセスは、当該技術分野において周知である。これらのプロセスの多くは、可動部分を有する複雑なダイを必要とする。これらのプロセスの多くは、比較的大きな直径のストランド及び/又は比較的大きなメッシュ若しくは開口サイズを有する比較的厚いネットを製造するためにのみ使用することができる。
ポリマーネットはまた、互い違いになっている断続的な直線のパターンのスリットを付けることによりフィルムから得ることができ、伸張させている間はスリットフィルムは拡大する。このプロセスでは、メッシュが比較的大きくかつ比較的弱い交差点を有するネットが製造される傾向がある。
ポリマーネットを製造するのに、比較的単純でかつ経済的なプロセスが必要とされている。
一態様では、本開示は、複数のポリマーストランドがネット全体にわたって結合領域にて規則的パターンで周期的に一緒に接合し、少なくとも一部(一部の実施形態では、多数)のポリマーストランドが少なくとも3本(4本、5本、6本又はそれ以上)の近接するポリマーストランドに周期的に結合しており、どのポリマーストランドも別のポリマーストランドに連続して結合していない、三次元ポリマーストランドネットを記載する。一部の実施形態では、少なくとも3本のポリマーストランドはそれぞれ、ポリマーストランドの第一、第二、及び第三列の部分となる。一部の実施形態ではポリマーストランドの列は同じポリマーから形成され、他の実施形態ではポリマーストランドの列は2種以上のポリマーから形成される。一部の実施形態では、ポリマーストランドの列の少なくとも一部は、二成分のストランドである。二成分のストランドを有する一部の実施形態では、これらのストランドは、第一のポリマー材料のコアと、第二の異なるポリマー材料のシースと、を有する。ポリマーストランドの一部がコア/シース構成を有する一部の実施形態では、これらのコアの少なくとも一部は少なくとも2つ(一部の実施形態では少なくとも3つ又はそれ以上)のシースを有する。
別の態様では、本開示は、三次元ネットの製造方法を記載し、この方法は、
互いに近接して配置された複数のシムを備える押出ダイを準備する工程であって、これらのシムは一緒に少なくとも第一のキャビティ及び分注面を画定し、分注面は、互いに近接して配置されており第三分注開口部の第三列と互い違いになっている第一分注開口部の第一列及び第二分注開口部の第二列を有し、複数のシムはシムの反復配列を複数含み、この反復配列は、キャビティと第一分注開口部のうちの1つとの間の流体通路を提供するシム、キャビティと第二分注開口部のうちの1つとの間の流体通路を提供するシム、及びキャビティと第三分注開口部のうちの1つとの間の流体通路を提供するシムを含む、工程と、
分注開口部の第一、第二、又は第三列のうちの少なくとも1つから第一のストランド速度にてポリマーストランドを分注しながら、同時に他の列のうちの少なくとも1つから第二のストランド速度にてポリマーストランドを分注する工程であって、第一のストランド速度は第二のストランド速度の少なくとも2倍(一部の実施形態では、2〜6倍、又は更には2〜4倍の範囲)であり、三次元ネットを供給する、工程と、を含む。
別の態様では、本開示は、互いに近接して配置された複数のシムを備える押出ダイを記載し、これらのシムは一緒に少なくとも第一のキャビティ及び分注面を画定し、分注面は第一分注開口部の第一列、第二分注開口部の第二列、及び第三分注開口部の第三列を有し、第三列は概ね第一列と第二列の間に配置され、複数のシムはシムの反復配列を複数含み、この反復配列は、キャビティと第一分注開口部のうちの1つとの間の流体通路を提供するシム、キャビティと第二分注開口部のうちの1つとの間の流体通路を提供するシム、及びキャビティと第三分注開口部のうちの1つとの間の流体通路を提供するシムを含む。一部の実施形態では、押出ダイは、第四(又はそれ以上の)分注開口部の第四(又はそれ以上の)列を更に備える。一部の実施形態では、対応する各列の開口部は、分注面の面を横断する列の他の開口部と同一直線上にある。典型的には、列内の開口部は、2個のストランドの連続性結合が同じ列から生じるのを防ぐために、開口部の幅の少なくとも2倍で離間配置される。典型的には、分注開口部の列は、分注面の面にわたって、互いに平行であるが、互いにオフセットである。典型的には、このオフセットは、近接する開口部の高さよりも大きくはなく、そのため、異なる列から生じるストランドは、厚さ方向において結合する。ここで記載した基準を満たす列を有する代表的な分注面の写真を図13に示す。
ダイの一部の実施形態では、シムは少なくとも第二のキャビティを更に画定し、シムの反復配列は、第一及び第二のキャビティの両方から列のうちの1つに流体通路を供給し、列から二成分のストランドを分注するように第一のキャビティは第一のポリマーを供給され、第二のキャビティは第二のポリマーを供給される。一部のこのような実施形態では、二成分のストランドは、コア/シース構成を有する。
本明細書に記載の三次元ポリマーストランドネットは、創傷治療及び他の医療用途(例えば、弾性のバンドエイド状材料、外科用ドレープ及びガウンの表面層、並びに、キャストパディング)、テープ(例えば、医療用途のもの)、濾材、吸収性物品(例えば、おむつ及び婦人衛生製品)(例えば、物品内の層として及び/又は物品のための取り付けシステムの部品として)、害虫防除物品(例えば、蚊帳)、ジオテキスタイル適用製品(例えば、浸食防止テキスタイル)、衣類の水/蒸気管理、不職布物品の強化(例えば、ペーパータオル)、ネットの厚さがネットを伸張することにより増加され、第一のストランドは平均第一降伏強さを有し、第二のストランドは、第一降伏強さとは異なる(例えば、10パーセント異なる)平均第二降伏強さを有する自己膨張物品(self bulking articles)(例えば、包装用)、床の敷物(例えば、ラグ及び仮設マット)、道具のためのグリップ支持体、運動用品など、軽量鉛酸蓄電池、及びパターンコーティングされた接着剤といった様々な用途を有する。
三次元ポリマーストランドネットを形成できるシムの反復配列を形成するのに特に適したシムの平面図である。 三次元ポリマーストランドネットを形成できるシムの反復配列を形成するのに特に適した別のシムの平面図である。 図2の「細部3」として参照される部分の詳細図である。 三次元ポリマーストランドネットを形成できるシムの反復配列を形成するのに特に適した別のシムの平面図である。 三次元ポリマーストランドネットを形成できるシムの反復配列を形成するのに特に適した別のシムの平面図である。 図5の「細部6」として参照される部分の詳細図である。 図1、2、4及び5のシムを採用するシムの反復配列の分解組立斜視図である。 図7の「細部8」として参照される部分の詳細図である。 図7のシムの反復配列の複数の反復から構成される押出ダイに好適な取付台の分解組立斜視図である。 組み立てられた状態の図9の取付台の斜視図である。 本明細書に記載の多層ネットを製造するダイの概略斜視図である。 リボン領域及び多層ネット領域を有する本明細書に記載の代表的な物品の斜視図である。 基材に結合された多層ネットの中に1組のストランドを有する代表的な物品の斜視図である。 ダイが製造できる押出された多層ネットの機械方向及び横断方向の両方に対する方向における3つの異なるレベルで分注開口部を示すダイの分注面の正面図の10倍デジタル光学画像である。並びに、 本明細書に記載の代表的なネットの10倍デジタル光学画像である。
分注面は、少なくとも3列の開口部を備える。これらの列は、典型的には、ネットのネット状組織において不連続な結合を作り出すために少なくとも2倍の異なるストランド速度にて押出される。例えば、ストランドの一番上の列と一番下の列は、列の間にネット内結合を作り出すために、真ん中の層の2倍大きい速度にて押出され得る。追加の例としては、真ん中の層は、列の間にネット内結合を作り出すために、一番上の層及び一番下の層よりも2倍速く押出すことができる。これらの開口部は典型的には列内で同一直線上にあり、分注面の他の開口部の列とオフセットである。所与の列内の開口部の間の横断方向の空隙は典型的には開口部の幅の少なくとも2倍であり、その結果、同じ速度にて押出されたストランドの列から押出されたストランドは、連続性の結合を形成しない。開口部の列の間の空隙は典型的には重なり合い又はほぼ重なり合い、その結果、得られた列は、ネット構造の厚さ方向にストランドの領域を作る。各領域内のストランドは、近接する領域のストランドに結合する。典型的には、間隔は、近接する開口部の高さ以下である。列が同一直線上にある必要はないが、多層ネットを作るために他のパターンを形成し得ることが想定される。
一部の実施形態では、複数のシムは、第一及び第二のキャビティと第一の分注開口部との間の通路を供給するシムを含む少なくとも1つの反復配列を複数備える。これらの実施形態の一部では、第一及び/又は第二のキャビティ及び/又は第三(又はそれ以上)のキャビティと第二の分注開口部の間に通路を供給する追加のシムが存在する。典型的には、一部はキャビティと分注開口部との間に通路を供給しないスペーサーシムであり得るので、本明細書に記載のダイのシムのすべてが通路を有するわけではない。一部の実施形態では、少なくとも1つのスペーサーシムを更に含む反復配列が存在する。第一分注開口部に通路を供給するシムの数は第二の分注開口部に通路を供給するシムの数に等しくても等しくなくてもよく、第二の分注開口部に通路を供給するシムの数は第三の分注開口部に通路を供給するシムの数に等しくても等しくなくてもよい。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載される押出成形ダイは、複数のシムを支持するための末端部ブロック対を含む。これらの実施形態では、末端部ブロック対の間のコネクターの通路に対して、それぞれ1つ以上の貫通孔を有するように、シムの1つ又はすべてに便利であり得る。当業者ならば押出ダイを組み立てるための他の代替物を思いつくであろうが、このようなスルーホール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つの便宜的な手段である。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの末端部ブロックは、流体材料をキャビティの一方又は両方に導入するための入口ポートを有する。
いくつかの実施形態では、逆型のシムの反復配列を提供するプランに従って、シムを組み立てる。反復配列は、単位あたりのシムの数が様々であり得る。第一の例については、4つのシム反復配列を図7と組み合わせて説明する。4つのシム反復配列が溶融済みポリマーを適切に供給された場合、3組のポリマーストランドから形成されるネットを押出すが、これらは、ストランドの組の間に、通常の形態ではネットの厚さ方向の内部の異なる領域に結合を有する。
代表的な通路の断面形状としては、正方形及び矩形の形状が挙げられる。例えば、シムの反復配列内の通路の形状は、同一であるか、又は異なってもよい。例えば、一部の実施形態では、第一のキャビティと第一の分注開口部の間に通路を供給するシムは、第二のキャビティと第二の分注開口部の間に導管を供給するシムと比較して、流体制限を有し得る。例えば、シムの反復配列内の遠位開口部の幅は、同一であるか、又は異なってもよい。例えば、第一のキャビティと第一の分注開口部との間に導管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、第二のキャビティと第二の分注開口部との間に導管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い可能性がある。
一部の実施形態では、組み立てられたシム(エンドブロック間で便宜的にボルト締めされている)は、シムを支持するためにマニホールド本体を更に備える。マニホールド本体は、少なくとも1個(又はそれ以上(例えば、2個又は3個、4個又はそれ以上))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、銅又はその合金でできている)は、膨張シールが、キャビティ(一部の実施形態では、第1及び第2のキャビティの両方の一部)の少なくとも1つの一部を画定し、並びに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、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る。
典型的には、キャビティと分注開口部との間の通路の高さは、最大で5mmである。場合により、1つの列につながる流体通路は、他の列のうちの1つ以上につながる流体通路よりも大きな流体制限を有する。
一部の実施形態では、本明細書に記載の押出ダイについて、第一及び第二の列の分注開口部はそれぞれ、断面積を有し、第一の列の分注開口部はそれぞれ第二の列の分注開口部とは異なる面積を有する。
典型的には、開口部の列の間の空隙は、重なり合う又はほぼ重なり合う。開口部の列の間の空隙は、押出後に得られるストランドの直径よりも大きい。この直径は、一般にダイスウェルと呼ばれる。開口部間のこの空隙は、押出がストランドを反復して衝突させてネットの反復結合を形成するようにした後に得られるストランドの直径よりも大きい。開口部の列の間の空隙が大き過ぎる場合には、ストランドは互いに衝突せず、ネットを形成しない。典型的には、同じ列の開口部間の空隙は、同じ速度にて押出されるストランドの連続性結合を防ぐために、開口部の幅の2倍を超える。
本明細書に記載のダイのためのシムは、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が、この範囲外の厚さもまた有用であり得る。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厚さ及び5mm未満の長さを有する(通常、徐々に小さくなる通路厚さに対しては長さがより短い方が好まれる)が、これらの範囲外の厚さ及び長さもまた有用であり得る。長い直径の流体通路には、複数のより小さな厚さのシムが互いに積層され得、あるいは、所望の通路幅のシムが単独で使用され得る。
シムは、シムとポリマー漏出物との間のギャップを防ぐために、きつく圧縮される。例えば、押出温度にて直径12mm(0.5インチ)のボルトが典型的に使用され、これらの推奨されるトルクレートで固定される。また、シムは、うまく揃わないとネットの所望される結合を妨げる特定の角度でダイからストランドが押し出される事態が生じてしまうので、押出開口部から均一な押出しをもたらすように揃えられる。整列を助けるために、位置合わせキーをシムに切り込むことができる。また、押出先端の滑らかな表面の整列をもたらすために振動台も有用であり得る。
ストランドのサイズ(同じ又は異なる)は、例えば、押出されたポリマーの組成、押出されたストランドの速度、及び/又は開口部のデザイン(例えば、断面積(例えば、開口部の高さ及び/又は幅))により、調整することができる。例えば、(例えば、(例えば、第二列の)開口部の3倍の面積の第一列の)開口部は、第一及び第二ストランドのサイズが等しいネットを生じることができ、一方、近接するストランド間の速度の差に適合するものである。
一般に、ストランド結合の速度がより速いストランドの押出速度に比例していることが観察された。更に、この結合速度は、例えば、所与の開口部サイズに対するポリマー流量を増加させることにより、又は、所与のポリマー流量に対する開口部面積を減少させることにより、増加できることも観察された。結合間の距離(すなわち、ストランドピッチ)がストランド結合の速度に反比例し、ネットがダイから引き出される速度に比例することも観察された。したがって、結合ピッチ及びネット坪量は独立して、開口部断面積、引取(takeaway)速度、及びポリマーの押出速度、の設計により制御できると考えられる。例えば、比較的短い結合ピッチを有する比較的高坪量のネットは、比較的小さなストランド開口部面積を有するダイを用いて、比較的低いネット引取速度で比較的高いポリマー流量にて押出すことにより製造することができる。
本開示によるダイの実施形態の一部は、コア/シースストランドが形成される貫通口(vestibule)の列を有する。このようなダイは、複数のシムを含むことができ、シムの反復配列を複数含む。このような反復配列は、第一のキャビティと貫通口のうちの1つとの間に流体通路を供給するシムと、第二のキャビティから同じ貫通口に延びる第二の流体通路を供給するシムと、第二のキャビティから同じ貫通口に延びる第三の流体通路を供給するシムと、を含むことができ、第二及び第三の通路はそれぞれ第一の通路の反対側にあり、第二及び第三の通路はそれぞれ、第一の通路が貫通口に入る点にて第一の通路よりも大きな寸法を有する。これにより、第二及び第三の通路からの流れは、第一の通路から貫通口に入る材料を封入することができる。第一の通路から入るコア材料を良好に封入できるかどうかは、部分的に、シース材料の溶融粘度に依存する。一般に、シース材料の溶融粘度が低いほど、コア材料の封入は改善する。更に、封入は、部分的に、第二及び第三の通路が貫通口に入る際に第一の通路よりも大きな寸法を有する度合いに依存する。一般に、この寸法が第一の通路についての同じ寸法と比較して第二及び第三の寸法の大きさの度合いを大きくすると、コア材料の封入は改善する。I貫通口内のシース材料の流速と貫通口内のコア材料の流速が互いに接近するように、通路の寸法及びキャビティ内の圧力が操作されると、良好な結果が得られる。少なくとも一部のストランドがコア/シース構成を有するネットを形成するシムをベースとしたダイについての追加情報は、米国特許仮出願番号61/530,521を有する出願(2011年9月2日出願)において見出すことができ、この開示は参照により本願に組み込まれるものとする。
本明細書に記載の方法を実践する際、ポリマー材料は、単純に冷却により固化され得る。これは、周囲空気によって受動的に、又は例えば、押出された第1及び第2のポリマー材料を冷却表面(例えば、冷却ロール)上で急冷することによって能動的に便宜的に達成することができる。一部の実施形態では、第一の及び/又は第二及び/又は第三のポリマー材料は、固化するには架橋が必要な低分子量ポリマーであり、架橋は、例えば、電磁波又は粒子の照射により行うことができる。一部の実施形態では、結合強度を増加させ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。
任意選択で、出来上がったままのネットを伸張することが望ましい場合もあり得る。伸張にはストランドを配向してもよく、この場合では、ネットの引張り強度を増加することが観察されている。伸張はまた、ストランド全体のサイズを低減してもよく、これは比較的低坪量から利益を得る用途に望ましいものであり得る。追加例として、材料及び伸張度が正しく選択された場合、伸張は、ストランドのうちの一部を生じさせることができ、一方で、他は生じず、かさばりを形成する(例えば、近接する結合したネットストランド間の長さの差のために、又は、結合を形成するストランドの収率特性に起因し結合が湾曲することにより、かさばりが生じ得る)。この特性は、比較的高密度形状で及び場所によってかさばった状態で組立体を包装するための材料が運送され得る包装用途に有用であり得る。かさばり特性はまた、フック&ループ取り付けシステムのループとして有用であり得、ストランドで作られたかさばりは、ネットストランドに対するフック取り付けを可能にする。第二の追加例として、第一及び第二のストランドの組の材料が異なる長さを有する場合には、機械横断方向の伸張は、一方のストランドを伸張させ、第二のストランドの組は伸張させない。これは、例えば、小さな、配向されたストランドに連結される、機械方向の弾性を供給する弾性ストランドを生じるのに有用なものであり、このようなストランドは、適所で弾性ストランドを保持することを目的とする。一部の実施形態では、ネットは、非弾性である比較的大きなストランドに連結された弾性である比較的小さなストランドにより、横断方向の弾性を有するものとして製造され得る。
ここで、図1を参照すると、シム5340の平面図が図示されている。シム5340は、第一の開口部5360a、第二の開口部5360b及び第三の開口部5360cを有する。シム5340が、図7に示されるように、他のものと組み立てられた場合、開口部5360aは第一のキャビティ5362aを画定するのを助け、開口部5360bは第二のキャビティ5362bを画定するのを助け、開口部5360cは第三のキャビティ5362cを画定するのを助ける。下記でより具体的に説明するように、キャビティ5362a及び5362c内の溶融ポリマーは多層構成を有するストランドとして押出すことができ、キャビティ5362b内の溶融ポリマーは本明細書に記載の三次元ポリマーストランドネットを形成するように単純なストランドとして押出すことができる。シムが図7に示されている通りのものである場合、通路5368a、5368b及び5368cは、近接するシムの類似する通路と協働して、キャビティ5362a、5362b及び5362cから適切なシムの分注面へ流れるのを可能にする。
シム5340は、複数の孔47を有しており、例えば、シム5340を保持するためのボルト及び下記で説明される他のものが組立体の中に入ることを可能にする。シム5340はまた分注面5367を有し、この具体的実施形態では、分注面5367は指標溝5380を有し、この指標溝は、種々のシムをダイの中に組み立てるのを容易にするための適切な形状のキーを受容できる。シムはまた、識別ノッチ5382を有して、ダイが望ましいやり方で組み立てられたことを確認するのを助ける。この実施形態は、肩部5390及び5392を有し、これらは図9に示されているタイプの取付部材において組み立てられたダイを取り付けるのを補助することができる。
ここで、図2を参照すると、シム5440の平面図が図示されている。シム5440は、第一の開口部5460a、第二の開口部5460b及び第三の開口部5360cを有する。シム5440が、図7に示されるように、他のものと組み立てられた場合、開口部5460aは第一のキャビティ5362aを画定するのを助け、開口部5460bは第二のキャビティ5362bを画定するのを助け、開口部5460cは第三のキャビティ5362cを画定するのを助ける。この実施形態は、肩部5490及び5492を有し、これらは図9に示されているタイプの取付部材において組み立てられたダイを取り付けるのを補助することができる。
ここで、図3を参照すると、図2において「細部3」と参照されている部分の詳細図が、図示されている。シム5340と類似して、シム5440は分注面5467を有し、この具体的実施形態では分注面5467は指標溝5480を有する。例えば、通路5468cを介しての、キャビティ5362cから分注開口部5466への経路は存在しないように見えるが、これは錯覚である−流れは、図7の反復列が完全に組み立てられた場合に、描かれている次元の平面に対して垂直に経路を有する。
ここで、図4を参照すると、シム5640の平面図が図示されている。シム5640は、第一の開口部5660a、第二の開口部5660b及び第三の開口部5660cを有する。シム5640が、図7に示されるように、他のものと組み立てられた場合、開口部5660aは第一のキャビティ5362aを画定するのを助け、開口部5660bは第二のキャビティ5362bを画定するのを助け、開口部5660cは第三のキャビティ5362cを画定するのを助ける。シム5640はまた分注面5667を有し、この具体的実施形態では、分注面5667は指標溝5680を有し、この指標溝は、種々のシムをダイの中に組み立てるのを容易にするための適切な形状のキーを受容できる。シムはまた、識別ノッチ5682を有して、ダイが期待されるやり方で組み立てられたことを確認するのを助ける。この実施形態は、肩部5690及び5692を有し、これらは図9に示されているタイプの取付部材において組み立てられたダイを取り付けるのを補助することができる。このシムは一見したところでは図1のシム5340と同一であるように見え得るが、複数のシムの分注面のキャビティから溶融ポリマーが着実に動くことができるように、通路5368a及び5368bと比較して通路5668a及び5668bにおいてわずかな違いが存在する。
ここで、図5を参照すると、シム5740の平面図が図示されている。シム5740は、第一の開口部5760a、第二の開口部5760b及び第三の開口部5760cを有する。シム5740が、図7に示されるように、他のものと組み立てられた場合、開口部5760aは第一のキャビティ5362aを画定するのを助け、開口部5760bは第二のキャビティ5362bを画定するのを助け、開口部5760cは第三のキャビティ5362cを画定するのを助ける。この実施形態は、肩部5790及び5792を有し、これらは図9に示されているタイプの取付部材において組み立てられたダイを取り付けるのを補助することができる。
ここで、図6を参照すると、図5において「細部6」と参照されている部分の詳細図が、図示されている。シム5340と類似して、シム5740は分注面5767を有し、この具体的実施形態では分注面5767は指標溝5780を有する。例えば、通路5768aを介しての、キャビティ5362aから分注開口部5766aへの経路は存在せず、例えば、通路5768bを介しての、キャビティ5362bから分注開口部5766bへの経路は存在しないように見えるが、これは錯覚である−流れは、図7の反復列が完全に組み立てられた場合に、描かれている次元の平面に対して垂直に経路を有する。
ここで、図7を参照すると、図1、2、4及び5のシムを採用するシムの反復配列の分解組立斜視図が図示されている。ここで、図8を参照すると、図7において「細部8」と参照されている部分の詳細図が、図示されている。具体的に図示された実施形態では、反復配列は、図が配向されているように一番下から一番上に向かって、シム5340の一例、シム5440の一例、シム5640の一例、及びシム5740の一例を備える。この図では、出口が供給されている分注開口部5466から単一材料のストランドがどのように出てくるか、並びに、密接して離間配置された開口部5766a及び5766bから2種の異なる材料がどのように出てくるかを理解することができる。この構成では、ネットの3つの領域を形成するためのストランド間の衝突は、ストランド5766a及び5766bとは少なくとも2倍異なる押出速度にて5466ストランドを押出すことにより、作り出すことができる。
ここで、図9を参照すると、図7のシムの反復配列の多数の反復から構成される押出ダイに好適な取付台5230の分解斜視図が図示されている。取付台5230は、図1、2、4及び5に示されているシム5340、5440、5640及び5740の使用に特に適している。しかしながら、視覚的に分かりやすくするために、シム5440の一例のみを図9に示している。図7のシムの反復配列の多数反復は、エンドブロック5244aと5244bの間で圧縮される。便宜的に、通しボルトを使用して、シム5340などの孔47を通してシムをエンドブロック5244a及び5244bに組み立てることができる。
この実施形態では、インレットフィッティング5250a及び5250b及び5250cは、エンドブロック5244a及び5244bを通ってキャビティ5362a、5362b及び5362cに向かう溶融ポリマーの3つの流れに流路を供給する。圧縮ブロック5204は、シム上の肩部(例えば、5440上の5490及び5492)を便宜的に係合するノッチ5206を有する。取付台5230が完全に組み立てられると、圧縮ブロック5204は、例えば、マシンボルトによりバックプレート5208に取り付けられる。孔は、カートリッジヒーター52を挿入するために組立体内に便宜的に準備される。
ここで、図9Aを参照すると、図9の取付台5230の斜視図が部分的に組み立てられた状態で図示されている。数枚のシム(例えば、5440)は、これらが取付台5230内でどのように嵌合しているかを示すために、組み立てられた位置にあるが、組み立てられたダイを構成するほとんどのシムは、視覚的に分かりやすいように省略されている。
ここで、図10を参照すると、多層ネットを製造するダイ1030の部分概略斜視図が図示されている。この図は、第一のキャビティ1062a、第二のキャビティ1062b及び第三のキャビティ1062cが見えるように、好適なエンドブロックが省略されているため、部分的である。この概略図では、第一のストランド1070aは第一の分注開口部1066aの列から押出されており、第二のストランド1070bは第二の分注開口部1066bの列から押出されており、第三のストランド1070cは第三の分注開口部1066cの列から押出されている。この図では、第一のストランド1070a及び第二のストランド1070bはどちらも、第三のストランド1070cが押し出されている第二のストランド速度の少なくとも2倍である第一のストランド速度にて分注されているものである。三次元ネットが形成される。
ここで、図11を参照すると、本明細書に記載の代表的な物品1101の斜視図が図示されている。本開示はまた、本明細書に記載の三次元ネットを1つ以上備え、リボン領域がネットに近接して又はネットの間に配設されている物品を提供する。典型的には、ネットとリボン領域は一体である。本開示はまた、本明細書に記載の2つのネット領域を備え、ネット領域がそれぞれ2つのリボン領域の間に配設されている物品を提供する。典型的には、ネットとリボン領域は一体である。例は図11に示されており、それぞれ第一ストランド1170a、第二ストランド1170b、及び第三ストランド1170cを備えるネット領域1198a及び1198bは、リボン領域1199a、1199b及び1198cの間に配設され、これらのリボン領域に連結されている。リボン領域1199a、1199b及び1199cは、シムの反復配列がすべてキャビティのうちの単一のものに連結されているダイの一部分を構成することにより、形成することができる。
ここで、図12を参照すると、代表的な物品1201の斜視図が図示されている。物品1201は、ストランド1270a、1270b及び1270cを有するネット1202を備え、ネット1202は基材1290に結合している。描かれている三次元ネット1202は、結合線の1292の一連の結合点1220にて基材1290に周期的に結合している。基材1290は、物品1201について意図される最終用途に依存して、例えば、ポリマーフィルム又は不織布であり得る。結合線1292は、熱又は超音波溶接により形成することができ、超音波溶接は、例えば、Branson Ultrasonics Corporation(Danbury,CT)から商品名「0MHZ BRANSON 2000AED」で入手可能であるもののような超音波接合機で達成することができる。
図13は、具体的に下記の実施例で使用されるダイであるダイ1330の分注面1367の正面図の10倍デジタル光学画像である。分注面1367は、製造されるネットの厚さ方向の3つの異なるレベルにて分注開口部1366a、1366b及び1366cを有する。(厚さ方向は、押出された多層ネットの機械方向及び横断方向のどちらに対しても垂直である。)
図14は、本明細書に記載の代表的な(下記の実施例で説明するように製造される)ネット1401の10倍デジタル光学画像である。ネット1401は、第一のストランド1470a、第二のストランド1470b、及び第三のストランド1470cを備える。
第一及び第二のストランドの外側の部分は、結合領域にて一緒に結合する。本明細書に記載のネットを製造するための本明細書に記載の方法では、結合は、比較的短い時間で生じる(典型的には1秒未満)。結合領域、並びに、ストランドは、典型的には、空気及び自然対流及び/又は放射線を通して冷却する。ストランドのためにポリマーを選択する際、一部の実施形態では、双極子相互作用(又は水素結合)又は共有結合を有する結合ストランドのポリマーを選択するのが望ましいものであり得る。ストランド間の結合は、ストランドが溶融してポリマー間でより多くの相互作用が可能になる時間の増加により、改善されることが分かった。ポリマーの結合は、一般に、少なくとも1種のポリマーの分子量を低減することにより、あるいは、追加のコモノマーを導入してポリマー相互作用を改善し、及び/又は、結晶化速度若しくは量を低減することにより、改善されることが分かっている。一部の実施形態では、結合強度は、ストランドが結合を形成する強度よりも大きい。一部の実施形態では、結合が破断し、それにより、結合がストランドよりも弱くなることが望ましい場合もある。
本明細書に記載されるダイからの押出しに適した高分子材料、本明細書に記載される方法、及び本明細書に記載される複合層に適した高分子材料としては、ポリオレフィン(例えば、ポリプロピレン及びポリエチレン)、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、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)並びにそれらのコポリマー及びブレンドを含む、熱可塑性樹脂が挙げられる。本明細書に記載されるダイからの押出しに適したポリマー材料、本明細書に記載される方法、及び本明細書に記載される複合層に適したポリマー材料としては、エラストマー材(例えば、ABAブロックコポリマー、ポリウレタン、ポリオレフィンエラストマー、ポリウレタンエラストマー、メタロセンポリオレフィンエラストマー、ポリアミドエラストマー、エチレンビニルアセテートエラストマー、及びポリエステルエラストマー)も挙げられる。本明細書に記載されるダイから押出すための例示的接着剤、本明細書に記載される方法、及び本明細書に記載される複合層のための例示的接着剤としては、アクリレートコポリマー感圧性接着剤、ゴム系接着剤(例えば、天然ゴム、ポリイソブチレン、ポリブタジエン、ブチルゴム、スチレンブロックコポリマーゴムなど)、シリコーンポリウレア又はシリコーンポリオキサミド系接着剤、ポリウレタン型接着剤、及びポリ(ビニルエチルエーテル)、並びにそれらのコポリマー又はブレンドが挙げられる。他の望ましい材料としては、例えば、スチレン−アクリロニトリル、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、セルローストリアセテート、ポリエーテルスルホン、ポリメチルメタクリレート、ポリウレタン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレンナフタレート、ナフタレンジカルボン酸系コポリマー又はブレンド、ポリオレフィン、ポリイミド、それらの混合物及び/又は組み合わせが挙げられる。本明細書に記載されるダイから押出すための例示的剥離剤、本明細書に記載される方法、及び本明細書に記載される複合層のための例示的剥離剤としては、米国特許第6,465,107号(Kelly)及び第3,471,588号(Kannerら)に記載されるものなどのシリコーングラフト化ポリオレフィン、1996年12月12日に公開されたPCT公開第WO96039349号に記載されるものなどのシリコーンブロックコポリマー、米国特許第6,228,449号(Meyer)、同第6,348,249号(Meyer)、及び同第5,948,517号(Meyer)に記載されるものなどの低密度ポリオレフィン材料が挙げられ、これらの開示は、参照することによって本明細書に組み込まれる。
一部の実施形態では、シースは融点又は軟化点のうちの少なくとも1つを有し、コアは融点又は軟化点のうちの少なくとも1つを有し、シースの融点又は軟化点のうちの少なくとも1つはコアの融点又は軟化点のうちの少なくとも1つよりも低い。
一部の実施形態では、第一のポリマーストランドは、第一のポリマー材料のコアと、第二の異なるポリマー材料のシースと、を有し、第二のポリマーストランドは、第三のポリマー材料のコアと、第三のポリマー材料とは異なる第四のポリマー材料のシースと、を有し、(a)第一のポリマー材料のうちの少なくとも1つは第三のポリマー材料とは異なる、あるいは、(b)第二のポリマー材料は第四のポリマー材料とは異なる。ストランドの列の1つ又はそれ以上(one of more)がコア/シースストランドとして構成される場合、コア及びシースを形成するポリマーは独立して、熱可塑性である(例えば、接着剤、ナイロン、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリウレタン、エラストマー(例えば、スチレン系ブロックコポリマー)及びこれらのブレンド)。一部の実施形態では、シースを形成するポリマーは、接着剤材料である。
一部の実施形態では、本明細書に記載の三次元ポリマーストランドネットを製造するために使用されるポリマー材料は、機能目的(例えば、光学効果)及び/又は審美的目的(例えば、それぞれが異なる色/明度を有する)のために、着色剤(例えば、顔料及び/又は染料)を含み得る。様々な高分子材料における使用に適した着色剤は、当該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例示的な色としては、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、ポリマー材料のうちの1種以上に対して特定の不透明度を有することが望ましいである。特定の実施形態で使用される着色剤の量は、当業者によって容易に決定することができる(例えば、所望の色、色調、不透明度、透過性等を達成するため)。所望ならば、ポリマー材料を、同一又は異なる色を有するように配合してもよい。
本明細書に記載の方法を用いて製造されるストランドは(少なくとも50(少なくとも55、60、65、70、75、80、85、90、95、99又は更には100)パーセント(数による))、実質的には互いに交差しない。
一部の実施形態では、本明細書に記載の三次元ポリマーネットの厚さは、最大で750マイクロメートルである(一部の実施形態では、最大で500マイクロメートル、250マイクロメートル、100マイクロメートル、75マイクロメートル、50マイクロメートル、又は更には最大で25マイクロメートル;10マイクロメートル〜750マイクロメートル、10マイクロメートル〜500マイクロメートル、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〜100マイクロメートル、10マイクロメートル〜75マイクロメートル、10マイクロメートル〜50マイクロメートル、又は更には10マイクロメートル〜25マイクロメートルの範囲)。
一部の実施形態では、ポリマーストランドの平均幅は、10マイクロメートル〜500マイクロメートルの範囲である(10マイクロメートル〜400マイクロメートル、又は更には10マイクロメートル〜250マイクロメートルの範囲)。
一部の実施形態では、本明細書に記載の三次元ポリマーストランドネットの坪量は、5g/m〜400g/m(一部の実施形態では10g/m〜200g/m)の範囲である(例えば、本明細書に記載のダイから出来上がったままの三次元ポリマーストランドネット)。一部の実施形態では、本明細書に記載の三次元ポリマーストランドネットの伸張後の坪量は、0.5g/m〜40g/m(一部の実施形態では1g/m〜20g/m)の範囲である。
一部の実施形態では、本明細書に記載の三次元ポリマーストランドネットのストランドピッチは、0.5mm〜20mmの範囲である(一部の実施形態では0.5mm〜10mmの範囲)。
本開示に従って製造されるネットの実施形態の一部は伸張されると、伸張後にその元々の長さよりも短い長さに弛緩することが観察された。理論に束縛されるものではないが、これは、ネット構造内の結合領域の湾曲に起因すると考えられる。
任意選択で、本明細書に記載のネットは、裏材に取り付けられる。裏材は、例えば、フィルム、ネット又は不職布のうちの1つであり得る。フィルムは、例えば、クリアプリント又はグラフィックを利用する用途に、特に望ましい。不職布又はネットは、例えば、フィルムが典型的には有していない柔軟性及び静粛性(quietness)が所望される場合に、特に望ましいものであり得る。ネットは、伸張されて、少なくとも2層のフィルム又は不職布の間で結合され得、結合点は、結合内にネットを含まない複数の(少なくとも2つの)結合点を有する。あるいは、伸張されないネットは、少なくとも2層のフィルム又は不職布の間で結合され得、結合点は、結合内にネットを含まない複数の(少なくとも2つの)結合点を有する。これらの構成は、活性化された弾性積層体になるように、局所的(「リングロール」)又は全体的のいずれかで引き続き伸張する必要がある場合がある。
一部の実施形態では、本明細書に記載のネットは、弾性である。一部の実施形態では、ポリマーストランドは、機械方向及び機械横断方向を有し、ポリマーストランドのネット又は列は、機械方向においては弾性であり、機械横断方向においては非弾性である。「弾性」は、材料が伸張後に実質的にその元の形状を復旧する(すなわち、変形後にほんのわずかな永久ひずみしか有さず、そのひずみが室温での伸張でのゆるやかな伸張(すなわち、約400〜500%、一部の実施形態では最大で300%〜1200%、又は更には最大で600〜800%)において元の長さの50パーセント未満(一部の実施形態では、25パーセント未満、20パーセント未満、又は更には10パーセント未満)を維持する)ことを意味する。弾性材料は、純粋なエラストマー及びブレンドであるがそれでも室温で十分なエラストマー特性を呈する、エラストマー相又は含有物とのブレンドであり得る。
熱収縮性及び非熱収縮性弾性物質を使用することは、本開示の範囲内である。「非熱収縮性」は、エラストマーを伸張させた場合に、上記の小さな永久ひずみのみ残して実質的に回復することを意味する。
一部の実施形態では、第一及び第二のポリマーストランドを互い違いにする本明細書に記載の三次元ポリマーストランドネットは、ダイヤモンド形状又は六角形形状の開口部のうちの少なくとも1つを呈する。
一部の実施形態では、ポリマーストランドの平均幅は、10マイクロメートル〜500マイクロメートルの範囲である(10マイクロメートル〜400マイクロメートル、又は更には10マイクロメートル〜250マイクロメートルの範囲)。
一部の実施形態では、ストランド(すなわち、第一ストランド、第二ストランド、第三ストランド及び結合領域、並びに、他の任意選択のストランド)はそれぞれ、実質的に同じである厚さを有する。
一部の実施形態では、結合領域は、ストランド厚さに対して垂直な平均最大寸法を有し、結合領域の平均最大寸法は第一のストランド又は第二のストランドのうちの少なくとも1つの平均幅よりも少なくとも2(一部の実施形態では、少なくとも3、4、5、10又は更には少なくとも15)倍の大きさである。
一部の実施形態では、本明細書に記載のネットは、ネットと係合するための係合ポスト(例えば、フック)の列を備える。係合フックは、当該技術分野において既知であるように製造することができる(例えば、米国特許第5,077,870号(Melbyeら)を参照されたい)。
本明細書に記載のポリマーストランドのネットは、創傷治療及び他の医療用途(例えば、弾性のバンドエイド状材料、外科用ドレープ及びガウンの表面層、並びに、キャストパディング)、テープ(例えば、医療用途のもの)、濾材、吸収性物品(例えば、おむつ及び婦人衛生製品)(例えば、物品内の層として及び/又は物品のための取り付けシステムの部品として)、害虫防除物品(例えば、蚊帳)、ジオテキスタイル適用製品(例えば、浸食防止テキスタイル)、衣類の水/蒸気管理、不職布物品の強化(例えば、ペーパータオル)、ネットの厚さがネットを伸張することにより増加され、第一のストランドは平均第一降伏強さを有し、第二のストランドは、第一降伏強さとは異なる(例えば、10パーセント異なる)平均第二降伏強さを有する自己膨張物品(self bulking articles)(例えば、包装用)、床の敷物(例えば、ラグ及び仮設マット)、道具のためのグリップ支持体、運動用品など、軽量鉛酸蓄電池、及びパターンコーティングされた接着剤といった様々な用途を有する。
本明細書のネットの一部の実施形態の利点としては、例えば、一部のテープ及び外傷用ドレッシングに裏材として使用された場合には、特に横断方向における柔軟性(例えば、機械方向における少なくとも50%の伸張)を挙げることができる。
一部の実施形態では、本明細書に記載のネットは、吸収性にするための親水性材料で製造される又はコーティングされる。一部の実施形態では、本明細書に記載のネットは、外傷からの過剰な滲出物を除去するための外傷用吸収性材料として有用であり、一部の実施形態では、本明細書に記載のネットは、生体吸収性ポリマーである。
一部の濾過用途では、ネットは、例えば、濾過パックのための濾過層の間に空隙を供給するために、及び/又は、濾材に剛性及び支持をもたらすために、使用することができる。一部の実施形態では、ネットの複数の層が使用され、各層は光学フィルターを供給するために設定される。また、一部の実施形態では、本明細書に記載の一部のネットの弾性特性は、フィルターがいっぱいになったときにフィルターの膨張を促進することができる。
一部の実施形態では、本明細書に記載のネットは、湾曲した結合領域を有するネットを伸張させると、フックの取り付け用に(すなわち、取り付けシステム用に)かさばった利用可能な繊維を生じることができる高弾性率及び低弾性率ストランドを有する。このような配向されたネットにおいて、取り付けループは、配向されていないネットよりも大きい繊維強度を有することができる。
一部の実施形態では、弾性である本明細書に記載のネットは、機械方向、横断方向又はこれらの両方向において可撓性であり得、おむつに例えば、快適性及びフィット感をもたらすことができる。弾性ネットはまた、通気性、柔軟性及び可撓性を持つ取り付け機構を供給することができる(例えば、弾性ネットは、弾性ネットに嵌るポストに取り付けることができ、弾性ネットはフィンガーリフトを供給するためにネットに取り付けられるリボン領域を備えて製造することができ、弾性体は、位置方向で弾性であり、第二の方向では非弾性であるように弾性及び非弾性ストランドを備えて製造することができ、あるいは、リボン領域セクションは、ループに対して取り付けを供給するために成形されたフックを有し得る)。
一部の実施形態では、工具、運動用品のためのグリップ支持体として有用な本明細書に記載のネットは、高摩擦性ポリマーを用いて製造される。
本明細書に記載のネットの一部の実施形態は、例えば、体液(例えば、汗、尿、血液及び経血)を吸収するためのパーソナル吸収性物品及び同様の流体又は典型的な家庭漏出物を掃除するのに使用される、家庭用使い捨て拭き取り布として有用であり得る、使い捨て吸収性物品として又はその内部で使用することができる。
本明細書に記載のネットを備える使い捨て吸収性物品の具体例は、乳幼児用おむつ又はトレーニングパンツ、成人失禁用製品、婦人衛生物品(例えば、生理ナプキン及びパンティライナー)といった使い捨て吸収性衣類である。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置された吸収性アセンブリを含む、複合構造として形成される。これらの構成要素は、弾性材及び封じ込め構造など、他の材料及び特徴と組み合わせて、その意図される目的に特定して適した製品を形成することができる。女性用衛生タンポンも周知であり、通常は吸収性アセンブリから、場合によっては流体透過性材料の外側ラップからも構成される。
一部の実施形態では、ストランドの少なくとも一部は、外面が導電性材料である。一部の実施形態では、ストランドの少なくとも一部は、導電性材料(例えば、グラファイト、銀及びニッケル)でコーティングされており、本明細書に記載のネットを製造するための方法は、導電性材料をネットの外面の少なくとも一部の上に適用(例えば、コーティング)する工程を更に含む。一部の実施形態では、ストランドの少なくとも一部のポリマーは、導電性材料(例えば、導電性粒子)を含み、導電性材料は、ネットに加工される前に、ポリマーに添加される。これらの導電性ネットは、例えば、軽量鉛酸蓄電池内の電極として、有用であり得る。
本開示と組み合わせるとネットの製造及び使用に有用であり得る追加情報は、米国特許仮出願番号61/526,001号(2011年8月22日出願)及び同第61/530,521(2011年9月2日出願)号を有する出願において見出すことができ、これらの開示は参照により本明細書に組み込まれる。
代表的な実施形態
1A.複数のポリマーストランドがネット全体にわたって結合領域にて規則的パターンで周期的に一緒に接合し、少なくとも一部(一部の実施形態では、多数)のポリマーストランドが少なくとも3本(4本、5本、6本又はそれ以上)の近接するポリマーストランドに周期的に結合しており、どのポリマーストランドも別のポリマーストランドに連続して結合していない、三次元ポリマーストランドネット。
2A.三次元ポリマーストランドネットワークの厚さが、最大で750マイクロメートルである(一部の実施形態では、最大で500マイクロメートル、250マイクロメートル、100マイクロメートル、75マイクロメートル、50マイクロメートル、又は更には最大で25マイクロメートル;10マイクロメートル〜750マイクロメートル、10マイクロメートル〜500マイクロメートル、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〜100マイクロメートル、10マイクロメートル〜75マイクロメートル、10マイクロメートル〜50マイクロメートル、又は更には10マイクロメートル〜25マイクロメートルの範囲)、実施形態1Aの三次元ポリマーストランドネット。
3A.三次元ポリマーストランドネットの坪量が、5g/m〜400g/m(一部の実施形態では10g/m〜200g/m)の範囲である、実施形態1A又は2Aのいずれかの三次元ポリマーストランドネット。
4A.三次元ポリマーストランドネットのの坪量が、0.5g/m〜40g/m(一部の実施形態では1g/m〜20g/m)の範囲である、実施形態1A又は2Aのいずれかの三次元ポリマーストランドネット。
5A.ストランドピッチが0.5mm〜20mmの範囲である(一部の実施形態では0.5mm〜10mmの範囲)、実施形態1A〜4Aのいずれかの三次元ポリマーストランド。
6A.弾性である、実施形態1A〜5Aのいずれかの三次元ポリマーストランドネット。
7A.機械方向と横断方向とを有し、機械方向において弾性であり、横断方向において非弾性である、実施形態1A〜6Aのいずれかの三次元ポリマーストランドネット。
8A.機械方向と横断方向とを有し、ネットが機械方向において非弾性であり、横断方向において弾性である、実施形態1A〜7Aのいずれかの三次元ポリマーストランドネット。
9A.ポリマーストランドの少なくとも一部が内部に染料又は顔料のうちの少なくとも1つを含む、実施形態1A〜8Aのいずれかの三次元ポリマーストランドネット。
10A.ダイヤモンド形状又は六角形形状の開口部のうちの少なくとも1つを示す、実施形態1A〜9Aのいずれかの三次元ポリマーストランドネット。
11A.ポリマーストランドの少なくとも一部が、熱可塑性である(例えば、接着剤、ナイロン、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリウレタン、エラストマー(例えば、スチレン系ブロックコポリマー)及びこれらのブレンド)第一ポリマーを含む、実施形態1A〜10Aのいずれかの三次元ポリマーストランドネット。
12A.第一ポリマーが接着剤材料である、実施形態11Aに記載の三次元ポリマーストランドネット。
13A.複数のストランドが、互い違いになっている第一及び第二のポリマーストランドを備え、第二のポリマーストランドが第二ポリマーを含む、実施形態1A〜12Aのいずれかの三次元ポリマーストランドネット。
14A.第一のポリマーストランドが第一ポリマーを含み、第二のポリマーストランドが、熱可塑性である(例えば、接着剤、ナイロン、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリウレタン、エラストマー(例えば、スチレン系ブロックコポリマー)及びこれらのブレンド)第二ポリマーを含む、実施形態13Aの三次元ポリマーストランドネット。
15A.互い違いになっている第一のストランド及び第二のストランドの少なくとも一部の間に配設された第三のストランドを更に備える、実施形態11A〜14Aのいずれかの三次元ポリマーストランドネット。
16A.少なくとも複数(すなわち、少なくとも2本)のポリマーストランドが、第一のポリマー材料のコアと、第二の異なるポリマー材料のシースと、を有する、実施形態1A〜10Aのいずれかの三次元ポリマーストランドネット。
17A.シースが融点又は軟化点のうちの少なくとも1つを有し、コアは融点又は軟化点のうちの少なくとも1つを有し、シースの融点又は軟化点のうちの少なくとも1つはコアの融点又は軟化点のうちの少なくとも1つよりも低い、実施形態1A〜16Aのいずれかの三次元ポリマーストランドネット。
18A.コアの少なくとも一部が少なくとも2つ(一部の実施形態では少なくとも3つ又はそれ以上)のシースを有する、実施形態16A又は17Aのいずれかの三次元ポリマーストランドネット。
19A.負の永久ひずみを有する、実施形態16A〜18Aのいずれかの三次元ポリマーストランドネット。
20A.ポリマーストランドの平均幅が、10マイクロメートル〜500マイクロメートルの範囲(10マイクロメートル〜400マイクロメートル、又は更には10マイクロメートル〜250マイクロメートルの範囲)である、実施形態1A〜19Aのいずれかの三次元ポリマーストランドネット。
21A.伸張された、実施形態1A〜20Aのいずれかの三次元ポリマーストランドネット。
22A.ストランドの少なくとも一部が導電性である、実施形態1A〜21Aのいずれかの三次元ポリマーストランドネット。
23A.ストランドの少なくとも一部が導電性材料でコーティングされている、実施形態22Aの三次元ポリマーストランドネット。
24A.ストランドの少なくとも一部が導電性材料を含む、実施形態22A又は23Aのいずれかの三次元ポリマーストランドネット。
25A.主表面上に実施形態1A〜24Aのいずれかの三次元ポリマーネットを有する裏材を備える物品。
26A.裏材がフィルム、ネット又は不職布のうちの1つである、実施形態25Aの物品。
27A.結合線を備える、実施形態26Aの物品。
28A.2つの不職布層の間に配設された実施形態1A〜24Aのいずれかの三次元ポリマーストランドネットを備える物品。
29A.2つの三次元ポリマーストランドネットを備え、リボン領域がその間に配設されている、実施形態1A〜24Aのいずれかの物品。
30A.三次元ポリマーストランドネット及びリボン領域が一体である、実施形態29Aの物品。
31A.リボン領域が、係合ポストを有する主表面を有する、実施形態29A又は30Aのいずれかの物品。
32A.2つのリボン領域の間に配設された実施形態1A〜24Aのいずれかの三次元ポリマーストランドネットを備える物品。
33A.三次元ポリマーストランドネットが各リボン領域と一体である、実施形態32Aの物品。
34A.フィルムが、係合ポストを有する主表面を有する、実施形態32A又は33Aのいずれかの物品。
35A.実施形態1A〜24Aのいずれかの三次元ポリマーストランドネットと、ポリマーストランドの三次元ネットワークと係合するための係合ポスト(例えば、フック)の列と、を備える、取り付けシステム。
36A.実施形態33Aの取り付けシステムを備える吸収性物品。
37A.実施形態1A〜24Aのいずれかの三次元ポリマーストランドネットの製造方法であって、この方法が、
互いに近接して配置された複数のシムを備える押出ダイを準備する工程であって、これらのシムが一緒に少なくとも第一のキャビティ(一部の実施形態では、第二キャビティ、第三キャビティ、及び/又は更に多くのキャビティ)及び分注面を画定し、分注面は、互いに近接して配置されており第三分注開口部の第三列と互い違いになっている第一分注開口部の第一列及び第二分注開口部の第二列を有し、複数のシムはシムの反復配列を複数含み、この反復配列は、キャビティと第一分注開口部のうちの1つとの間の流体通路を提供するシム、キャビティと第二分注開口部のうちの1つとの間の流体通路を提供するシム、及びキャビティと第三分注開口部のうちの1つとの間の流体通路を提供するシムを含む、工程と、
分注開口部の第一、第二、又は第三列のうちの少なくとも1つから第一のストランド速度にてポリマーストランドを分注しながら、同時に他の列のうちの少なくとも1つから第二のストランド速度にてポリマーストランドを分注する工程であって、第一のストランド速度は第二のストランド速度の少なくとも2倍(一部の実施形態では、2〜6倍、又は更には2〜4倍の範囲)であり、三次元ネットを供給する、工程とを含む、方法。
1B.互いに近接して配置された複数のシムを備える押出ダイであって、これらのシムは一緒に少なくとも第一のキャビティ及び分注面を画定し、この分注面は第一分注開口部の第一列、第二分注開口部の第二列、及び第三分注開口部の第三列を有し、第三列は概ね第一列と第二列の間に配置され、複数のシムはシムの反復配列を複数含み、反復配列は、キャビティと第一分注開口部のうちの1つとの間の流体通路を提供するシム、キャビティと第二分注開口部のうちの1つとの間の流体通路を提供するシム、及びキャビティと第三分注開口部のうちの1つとの間の流体通路を提供するシムを含む、押出ダイ。
2B.反復配列が少なくとも1つのスペーサーシムを更に備える、実施形態1Bの押出ダイ。
3B.対応する各列の分注開口部が同一直線上にある、実施形態1B又は2Bのいずれかの押出ダイ。
4B.第三列が第一及び第二列とオフセットである、実施形態3Bの押出ダイ。
5B.シムを支持するマニホールド本体であって、内部に少なくとも1つのマニホールドを有し、このマニホールドが出口を有する、マニホールド本体と、マニホールド本体及びシムを密封するように配置された膨張シールと、を更に備え、膨張シールが、キャビティの一部分を画定し、マニホールドとキャビティとの間に導管をもたらす、実施形態1B〜4Bのいずれかの押出ダイ。
6B.シムが第二のキャビティを画定し、膨張シールが第一及び第二のキャビティの両方の一部分を画定する、実施形態5Bの押出ダイ。
7B.第一及び第二及び第三列の分注開口部がそれぞれ幅を有し、第一及び第二及び第三列の分注開口部がそれぞれ各分注開口部の幅の2倍で離間配置される、実施形態1B〜6Bのいずれかの押出ダイ。
8B.各開口部が高さを有し、開口部の列が、近接する開口部の高さを超えない空隙量によりオフセットされている、実施形態1B〜7Bのいずれかの押出ダイ。
9B.第一列からポリマーを分注するように第一列がキャビティから溶融ポリマーを供給され、第一のストランド速度にて第二列からポリマーを分注するように第二列がキャビティから溶融ポリマーを供給され、第二のストランド速度にて第二列からポリマーを分注するように第三列がキャビティから溶融ポリマーを供給され、互い違いになっている第一及び第二のポリマーストランドの列を備えるネットが形成されるように、第一のストランド速度は、第二のストランド速度とは異なり、第二のストランド速度の少なくとも2倍(一部の実施形態では2〜6倍、又は更には2〜4倍の範囲)異なる、実施形態1B〜8Bのいずれかの押出ダイ。
10B.流体通路の長さが最大5mmである、実施形態1B〜9Bのいずれかの押出ダイ。
11B.シムが少なくとも第二のキャビティを更に画定し、シムの反復配列は、第一及び第二のキャビティの両方から列のうちの1つに流体通路を供給し、列から二成分のストランドを分注するように第一のキャビティは第一のポリマーを供給され、第二のキャビティは第二のポリマーを供給される、実施形態1B〜10Bのいずれかの押出ダイ。
12B.二成分のストランドがコア/シース構成を有する、実施形態11の押出ダイ。
本発明の利点及び実施形態は、以下の実施例により更に例示されるが、これらの実施例に列挙したその特定の材料及び量、並びに他の条件及び詳細は、本発明を過度に限定すると解釈されるべきではない。すべての部及び割合(%)は、特に記載されていない限り、重量に基づく。
3つのキャビティを有し、図7及び8に概略的に示されている押出開口部のシム反復パターンを4つ有する、図9に概略的に示されている共押出ダイを準備した。各シムの厚さは4ミル(102mm)であった。シムはステンレス鋼から形成され、穿孔はワイヤ放電加工により切り込まれた。第一及び第三の押出開口部の高さを5ミル(0.127mm)に切断した。第一及び第三押出開口部を、図5及び6に概略的に図示されているように開口部端部間に10ミル(0.254mm)の間隔にて同じシムに切り込みした。押出開口部の第二組の高さを、図2及び3に概略的に図示されているように10ミル(0.254mm)に切断した。第二の押出し開口部が第一開口部と第三開口部の間の中心に位置するように、押出開口部を下記の図13に示されているように同一直線上の互い違いの配置に揃えた。セットアップされたシムの全幅は10cmであった。
2つのエンドブロック上のインレットフィッティングは、それぞれ従来の単軸押出成形機に接続した。第一及び第三の押出キャビティを同じ押出成形機に一緒に接続した。押出された材料を受け取るために、チルロールを共押出ダイの遠位開口に隣接して配置した。第一及び第三のキャビティに供給する押出成形機に35メルトフローインデックスポリプロピレンペレット(商品名「EXXONMOBIL 3155 PP」でExxon Mobil(Irving,TX)から入手)を装填した。
第二のキャビティに供給する押出成形機に35メルトフローインデックスポリプロピレンペレット(商品名「EXXONMOBL 3155 PP」でExxon Mobilから入手)を装填した。他の加工条件は以下に列挙する。
Figure 0006529260
光学顕微鏡を用いて、三次元ポリマーストランドネットの寸法を測定し、これを下記に示す。
Figure 0006529260
得られた三次元ポリマーストランドネットは、1:2の断面積比を有する第一ストランド断面積と第二ストランド断面積を有した。三次元ポリマーストランドネットの光学写真を図14に示す。
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修正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各実施形態に限定されるべきものではない。以下、本発明の実施形態を列記する。
〔1〕
複数のポリマーストランドがネット全体にわたって結合領域にて規則的パターンで周期的に一緒に接合し、少なくとも一部の上記ポリマーストランドが少なくとも3本の近接するポリマーストランドに周期的に結合しており、どのポリマーストランドも別のポリマーストランドに連続して結合していない、三次元ポリマーストランドネット。
〔2〕
上記ポリマーストランドの三次元ネットワークの厚さが最大で750マイクロメートルである、項目1に記載の三次元ポリマーストランドネット。
〔3〕
坪量が5g/m 〜400g/m 又は0.5g/m 〜40g/m の範囲である、項目1又は2に記載の三次元ポリマーストランドネット。
〔4〕
互い違いになっている第一のストランド及び第二のストランドの少なくとも一部の間に配設された第三のストランドを更に備える、項目1〜3のいずれか一項に記載の三次元ポリマーストランドネット。
〔5〕
少なくとも複数の上記ポリマーストランドが、第一のポリマー材料のコアと、第二の異なるポリマー材料のシースと、を有する、項目1〜4のいずれか一項に記載の三次元ポリマーストランドネット。
〔6〕
ストランドの少なくとも一部が導電性である、項目1〜5のいずれか一項に記載の三次元ポリマーストランドネット。
〔7〕
主表面上に項目1〜6のいずれか一項に記載の三次元ポリマーストランドネットを有する裏材を備える物品。
〔8〕
2つの三次元ポリマーストランドネットを備え、リボン領域がその間に配設されている、項目1〜6のいずれか一項に記載の物品。
〔9〕
項目1〜6のいずれか一項に記載の三次元ポリマーストランドネットの製造方法であって、上記方法が、
互いに近接して配置された複数のシムを備える押出ダイを準備する工程であって、上記シムは一緒に少なくとも第一及び分注面を画定し、上記分注面は、互いに近接して配置されており第三分注開口部の第三列と互い違いになっている、第一分注開口部の第一列及び第二分注開口部の第二列を有し、上記複数のシムはシムの反復配列を複数含み、上記反復配列は、キャビティと第一分注開口部のうちの1つとの間の流体通路を提供するシム、キャビティと第二分注開口部のうちの1つとの間の流体通路を提供するシム、及びキャビティと第三分注開口部のうちの1つとの間の流体通路を提供するシムを含む、工程と、
上記分注開口部の第一、第二、又は第三列のうちの少なくとも1つから第一のストランド速度にてポリマーストランドを分注しながら、同時に他の列のうちの少なくとも1つから第二のストランド速度にてポリマーストランドを分注する工程であって、上記第一のストランド速度は上記第二のストランド速度の少なくとも2倍であり、上記三次元ネットを供給する、工程と
を含む、方法。
〔10〕
互いに近接して配置された複数のシムを備える押出ダイであって、上記シムは一緒に少なくとも第一のキャビティ及び分注面を画定し、上記分注面は第一分注開口部の第一列、第二分注開口部の第二列、及び第三分注開口部の第三列を有し、上記第三列は概ね上記第一列と上記第二列の間に配置され、上記複数のシムはシムの反復配列を複数含み、上記反復配列は、キャビティと第一分注開口部のうちの1つとの間の流体通路を提供するシム、キャビティと第二分注開口部のうちの1つとの間の流体通路を提供するシム、及びキャビティと第三分注開口部のうちの1つとの間の流体通路を提供するシムを含む、押出ダイ。

Claims (6)

  1. 複数のポリマーストランドがネット全体にわたって結合領域にて規則的パターンで周期的に合し、少なくとも一部の前記ポリマーストランドが少なくとも3本の近接するポリマーストランドに周期的に結合しており、前記結合領域にて接合した前記ポリマーストランドのうち少なくとも50%は互いに交差しておらず、どのポリマーストランドも別のポリマーストランドに連続して結合していない、三次元ポリマーストランドネット。
  2. 前記ポリマーストランドの三次元ネットワークの厚さが最大で750マイクロメートルである、請求項1に記載の三次元ポリマーストランドネット。
  3. 坪量が5g/m 〜400g/m 又は0.5g/m 〜40g/m の範囲である、請求項1又は2に記載の三次元ポリマーストランドネット。
  4. 少なくとも複数の前記ポリマーストランドが、第一のポリマー材料のコアと、第二の異なるポリマー材料のシースと、を有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の三次元ポリマーストランドネット。
  5. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の三次元ポリマーストランドネットの製造方法であって、前記方法が、
    互いに近接して配置された複数のシムを備える押出ダイを準備する工程であって、前記複数のシムは一緒に少なくとも第一のキャビティ及び分注面を画定し、前記分注面は、互いに近接して配置されており第三分注開口部の第三列と互い違いになっている、第一分注開口部の第一列及び第二分注開口部の第二列を有し、前記複数のシムはシムの反復配列を複数含み、前記反復配列は、キャビティと第一分注開口部のうちの1つとの間の流体通路を提供するシム、キャビティと第二分注開口部のうちの1つとの間の流体通路を提供するシム、及びキャビティと第三分注開口部のうちの1つとの間の流体通路を提供するシムを含む、工程と、
    前記分注開口部の第一、第二、又は第三列のうちの少なくとも1つから第一のストランド速度にてポリマーストランドを分注しながら、同時に他の列のうちの少なくとも1つから第二のストランド速度にてポリマーストランドを分注する工程であって、前記第一のストランド速度は、前記三次元ポリマーストランドネットを供給するように、前記第二のストランド速度の少なくとも2倍であ工程と
    を含む、方法。
  6. 互いに近接して配置された複数のシムを備える押出ダイであって、前記複数のシムは一緒に少なくとも第一のキャビティ及び分注面を画定し、前記分注面は第一分注開口部の第一列、第二分注開口部の第二列、及び第三分注開口部の第三列を有し、前記第三列は概ね前記第一列と前記第二列の間に配置され、前記複数のシムはシムの反復配列を複数含み、前記反復配列は、キャビティと第一分注開口部のうちの1つとの間の流体通路を提供するシム、キャビティと第二分注開口部のうちの1つとの間の流体通路を提供するシム、及びキャビティと第三分注開口部のうちの1つとの間の流体通路を提供するシムを含む、押出ダイ。
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