JP6665209B2 - 手で濡らすペーパー - Google Patents

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関連出願の相互参照
本出願は、２０１５年３月１２日に出願された同時継続中の米国仮特許出願第６２／１３２，２０８号の優先権を主張するものである。

乾燥トイレットペーパー及び乾燥ペーパータオルは衛生的な洗浄を十分に提供しておらず、健康問題を引き起こしてしまう恐れがある。汚い食器を乾燥ペーパーで拭いて食器棚の中へ戻す人はいないし、乾燥ペーパータオルだけを用いて拭き取り（ｂａｔｈｅ）を行おうとする人もいない。石鹸と水とを用いてまたは湿気及び洗剤を提供する製品を用いて拭き取りを行わない限りトイレケアが完了したとはいえない。同様に、乾燥ペーパータオルは、濡らさない限り乾いた汚物を取り除くことはできない。

乾燥トイレットペーパーの場合、製造業者及び販売業者は、トイレケアが困惑と嫌悪とでいっぱいの課題であるために消費者に対して自分達の製品のどのように宣伝するのかという点について苦しい思いをしてきた。トイレケアというテーマは従来の公報及び宣伝を用いて容易に伝えることができるものではない。このような訳で、ほとんどの消費者はトイレケアに必要なのは乾燥ペーパーだけであると考えてしまっている。

２００１年には、乾燥トイレットペーパー産業界のある会社が、商業的に成功したことがなかった濡れワイプ用のディスペンサを販売した。最近、乾燥トイレットペーパー産業界では、乾燥トイレットペーパーを補完するものとして非常に大きなサイズの濡れワイプの販売が開始されている。また、製造業者の中には、濡れ材料に関する特許を購入する業者も数社存在している。しかしながら、これらの特許はいずれも、消費者の一方の手で圧搾することによりロール状ペーパー製品を濡らすことができるようになっている濡らし機能を有するデバイスが一体的に設けられているロール状ペーパー製品を製造することができるように、既存の低コストロール状ペーパー製造方法を向上させることにとくに向けられたものではない。

１８９１年１２月２７日にロール状乾燥トイレットペーパーに対して特許が付与されている。この特許は幅広く受け入れられており、６世代を超える期間にわたって使用されている。また、この特許は、安価であり、利用が容易であり、手ごろであり、対処も容易である。ロール状乾燥トイレットペーパー用のディスペンサはいたるところにある。身体から湿気を吸い取り、残存汚物を取り除くために乾燥トイレットペーパーよりも優れたまたは安価なものは今日まで知られていない。しかしながら、乾燥ペーパーのみの使用については、健康面及び衛生面における問題がいまだに解決されないで残されたままになっている。

なにかを適切に洗浄するには石鹸と水とが必要なことはもともと知られていることである。ロール状乾燥トイレットペーパーは、残留物及び汚物を身体に置き去りにしたままであるため、衛生的な洗浄という点に関していえば以前からずっと不完全な製品であった。残留物は、尿路感染の如き疾病を引き起こす恐れのある病原体を含んでいる恐れがある。また、置き去りにされた残留物及び汚物はさらに悪臭を発生したり衣服を汚したりする恐れもある。

トイレットペーパー産業界は、これらの問題に気付いており、これらの問題に対処しようとしているが、本発明に類似する商品は開発されていない。しかしながら、好ましくは乾燥トイレットペーパーと組み合わせて使用されるトイレ用濡れワイプ向けの市場が発達してきており、このことは、多くの消費者がトイレの使用後に衛生面において清潔であるには湿気が必要であることを知っていることを示している。残念なことに、濡れワイプは高価であり、２つの異なる製品、すなわち容器内に収容された濡れワイプと乾燥トイレットペーパーとを使用することが必要となる。いくつかの濡れワイプは、サイズが大きく、濡らし過ぎの原因となる恐れもあれば、下水道及び浄化槽での処分にとって問題となる恐れもある。現在入手可能な濡れワイプは既存の乾燥トイレットペーパー用のディスペンサには適合せず、濡れワイプを格納する便利な場所はない場合が多い。

乾燥トイレットペーパーの場合と同様に、ロール状ペーパータオルはほとんどの家庭において身近な製品となっている。ペーパータオルはこぼれた物を取り除き、及び濡れた表面を乾かすのに優れている。しかしながら、ペーパータオルは、染みや乾燥した汚物を取り除くのに必要とされる湿り気を提供もしなければ、有害なバクテリアを減らす助けとなりうる抗菌性を有してもいない。ロール状乾燥ペーパータオルのミシン目入り２層重ねのシートまたは複数層重ねのシートの層と層との間に潜在的な濡らし機能を有するデバイス（ｌａｔｅｎｔ ｗｅｔｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）を点在させることにより、消費者に乾燥状態のタオルを提供することも可能になるし、また、手でシートを押してもしくは圧搾してタオルを濡らした状態にして提供することも可能となる。かかるタオルは、蛇口や液体入りの容器の如き湿気源が利用可能でない場合に用いることができる。潜在的な濡らし機能を有するデバイスに抗菌剤を追加することにより、消費者は、本発明が提供することができる重要な健康に関する機能、たとえば事務所、仕事場、コンピューターキーボード、電話、照明スイッチなどを消毒する機能を利用することができるようになる。２つの別個の製品の機能を有した単一の製品を購入するほうがより経済的でありかつより便利である。したがって、ペーパータオルを必要に応じて乾燥した状態でもまたは濡らした状態でも用いることができるというさらなる便利さ及び実用性を消費者に提供することができるように、乾燥ペーパータオルに潜在的な濡らし機能を追加する必要性が存在する。

本発明の一つの態様によれば、ロール状トイレットペーパーをその既存の形態に維持したまま、潜在的な濡らし機能が同ロール状トイレットペーパーにコスト増分を非常に小さく抑えて追加される。本発明の製造方法を既存のロール状乾燥トイレットペーパーの低コスト製造方法と一致するように適応させることにより、本発明を用いる消費者は、トイレットペーパーを購入している現在の方法と同じ方法で新製品を購入することができ、また、既に取り付けられているディスペンサを使用し続けさせることができるようになる。

乾燥トイレットペーパーの場合には、潜在的な濡らし機能を有するデバイスを乾燥トイレットペーパーの選択されたシートへ追加することにより、ユーザは、トイレットペーパーのすべてのシートを乾燥状態で使用するという選択肢、または、指を用いて潜在的な濡らし機能を有するデバイスを圧搾することにより選択された乾燥シートを濡れた状態のシートに変換する選択肢を持つことができるようになる。ここで、指を用いて潜在的な濡らし機能を有するデバイスを圧搾すると、液体物質が飛び出してしまうのではなく、毛管作用により乾燥トイレットペーパーへと放出され、よって、清潔な洗浄が向上される。

１つの実施形態では、潜在的な濡らし機能を有するデバイスに抗菌性の清浄剤が用いられるようになっている。本発明の最初の実施形態では、バクテリアを殺す物質が重要である。毎年米国では、ノロウィルス及び大腸菌の如きバクテリアによる汚染を原因として、伝染病による仕事場での病気及び損失時間により数十億ドルの費用がかかっている。これらの病気の発生件数を縮小する方法として、トイレを使用した後または疾病を運ぶ表面との接触後に入浴するまたはシャワーを浴びることを挙げうるが、これらの選択肢は必ずしも実用的と限らないし、利用することが可能でもない。本発明は、洗剤及び抗菌剤を含有するデバイスを提供することによりこの問題に取り組むものである。

本発明の実施形態によれば、殆ど現在の形式で既存のロール状製品の形態を用い、同ロール状製品の製造中に一方の手で圧搾可能な液体物質を含有するデバイスをロール状製品へ選択的に加えていくことにより、潜在的な濡らし機能が乾燥ペーパー製品に選択的に設けられるようになっている。変形例によれば、ロール状の乾燥ペーパー製品を現在製造、販売している方法と実質的に同じ方法で本製品を包装し、輸送し、販売し、分配し、使用し、廃棄することが可能となる。

トイレケア製品の場合、潜在的な濡らし機能を有するロール状ペーパー製品は、濡れワイプと組み合わせて乾燥ペーパーを使用する場合よりも著しく安価なものとなる。本発明にかかる潜在的な濡らし機能を有するロール状ペーパーは、一方の手を用いて圧搾し、素早く濡らし、偶発的破損を防止し、物質が使用前に蒸発してしまうことを防止し、日常的に消費される場合に潜在的な濡らし機能を保持することができるモイスチャラップを有している。手を用いて濡らすことが可能なペーパータオルの場合、日常的に使用されない場合もあるので、蒸発を防ぐための保護容器が提供されている。好ましくは、潜在的な濡らし機能を有するデバイスは、好気的生分解性材料からなっていてもよければ嫌気的生物分解性材料からなっていてもよい。

本発明の１つの実施形態によれば、潜在的な濡らし機能を有するデバイスは、ロール状トイレットペーパーの選択されたシートまたはロール状ペーパータオルの選択されたシートの間に挿入されるようになっている。これらのシートはすべて乾燥状態にあり、洗浄を向上させるために濡れたシートが必要となるまで乾燥シートとして使用することができ、洗浄を向上させるために濡れたシートが必要となった場合、潜在的な濡らし機能を有するデバイスを保持するシートが一方の手で圧搾され、濡らされる。濡れは、噴出によるものではなく、また、ユーザが濡れたシートに迅速にアクセスすることができるようにほとんど円状に分散されたものである。

他の実施形態によれば、潜在的な濡らし機能を有するデバイスは、製造時、ロール状の単一層または複合層からなるペーパーの上側（ｔｏｐ）に配置されるようになっている。この実施形態では、毛管作用によりペーパーが濡らされるのを減らすようになっている。

本出願の１つの態様によれば、手で濡らすことが可能なペーパー製品は、上側ペーパー層と、下側ペーパー層と、上側ペーパー層と下側ペーパー層との間に配置される濡らし機能を有するデバイスとを備えており、この濡らし機能を有するデバイスは、液状印刷物質を原料として形成され、固体へと硬化され、側面とフランジとを有する容器へと成形される下側部材と、液状印刷物質を原料として形成され、固体へと硬化され、シールされた開口スリットを有するカバーに成形される上側部材とから構成されており、濡らし機能を有するデバイスは液体物質で充填されている。

本出願の他の態様によれば、濡らし機能を有するデバイスは、上側ペーパー層及び下側ペーパー層に対して直角な長さ寸法よりも大きな上側ペーパー層及び下側ペーパー層に対して平行な２つの長さ寸法を有し、このことにより、膨れを最小限に抑え、ある与えられたロールまたはパッケージの中により多くの数のシートを含むことを可能とするようになっている。それに加えて、濡らし機能を有するデバイスは、ローラに巻き付けられた時に生じるペーパーの直径の変化に形状が一致するように柔軟である。

本出願の他の態様によれば、シールされた開口スリットは、ユーザの手の力により破断できるように構成されている脆弱な接着剤でシールされている。

本出願の他の態様によれば、シールされた開口スリットは、ユーザの手の２つの指を用いて圧力を加えることにより開くように構成されている。

本出願の他の態様によれば、シールされた開口スリットを開くのに必要な圧力は、開口スリットの幅及び長さを変えることにより、また、開口スリットをシールするのに用いられている脆弱な接着剤の量、タイプ及び塗布方法を変えることにより調節されている。

本出願の他の態様によれば、濡らし機能を有するデバイスは、所定の体積の液体物質を保持するようなサイズに形成され、液体物質の所定の体積は、４インチ×４インチトイレットペーパーまたは１０．５インチｘ １１インチペーパータオルを一枚分濡らすのに十分な使用量である０．５ｍｌ〜１ｍｌの範囲にある。

本出願の他の態様によれば、濡らし機能を有するデバイスは、液体物質の放出のために開かれると、平坦となり、上側ペーパー層と下側ペーパー層との間に位置し続け、一体化構造を維持することにより、ごみ、汚染またはヒト組織に対する刺激を引き起こしうる断片へと小分化されることを防止するようになっている。

本出願の他の態様によれば、濡らし機能を有するデバイスは、濡れた領域に強度を与える物理的なサイズを有し、濡れた材料の解繊及び毛玉の形成を削減し、濡らし機能を有するデバイスを構成する濡れた材料の指による突き抜けを防止するようになっている。

本出願の他の態様によれば、液体物質は、上側ペーパー層と下側ペーパー層とから構成される重ね合わせペーパーが形成されている際に容器に充填されるようになっており、 この充填時、液体物質は液体状態であってもよいしまたは冷凍状態であってもよい。

本出願の他の態様によれば、容器はポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド及びメチルセルロースからなる群から選択される材料から形成されており、そうすることにより、使用後、材料は、廃棄され、水と接触すると、溶解するように構成されている。

本出願の他の態様によれば、手で濡らすロール状ペーパーを提供するために、手で濡らすペーパー製品をロール状乾燥トイレットペーパディスペンサ、ロール状乾燥ペーパータオルディスペンサに装着して使用することができるようになっている。

本出願の他の態様によれば、提供されている手で濡らすペーパー製品を製造する方法は、上側ペーパー層の連続するウェブを提供することと、 下側ペーパー層の連続するウェブを提供することと、上側ペーパー層の連続するウェブと下側ペーパー層の連続するウェブとの間に濡らし機能を有するデバイスを断続的に形成することと、上側ペーパー層の連続するウェブと下側ペーパー層の連続するウェブとを接合することとを含んでいる。

本出願の他の態様によれば、上側ペーパー層の連続するウェブと下側ペーパー層の連続するウェブとの間に濡らし機能を有するデバイスを断続的に形成することは、 上側ペーパー層に付着するように濡らし機能を有するデバイスの上側部材の形状で液体プラスチゾルを選択的に塗布することと、 下側ペーパー層の上側に付着するように濡らし機能を有するデバイスの下側部材の形状で液体プラスチゾルを選択的に塗布することと、液体物質を下側部材の中に充填することとを含んでいる。

本出願の他の態様によれば、かかる方法は、上側部材及び下側部材の形状で付着した液体プラスチゾルを熱硬化させて何時でもさらなる処理が可能な固状プラスチック状態にすることを含んでいる。

本出願の他の態様によれば、上側ペーパー層の液体プラスチゾルに押印加工を加え、押印加工時に空隙を残すことによりまたは上側部材を回転式スリッティングデバイスを用いて切断することにより、容器の上部にスリットが形成されるようになっている。

本出願の他の態様によれば、かかる方法は、スリットの形成後、同スリットに脆弱な接着剤を塗布することによりスリットをシールすることをさらに含んでいる。

本出願の他の態様によれば、かかる方法は、上側部材にリング形状の粘着材を印刷することをさらに含んでおり、リング形状の粘着材の幅は実質的に下側部材の前記フランジの幅である。

本出願の他の態様によれば、かかる方法は、濡らし機能を有するデバイスの下側部材を浅い容器に成形することをさらに含んでいる。

本出願の他の態様によれば、かかる方法は、濡らし機能を有するデバイスを形成するために上側部材と液体物質が充填された下側部材とを接合することをさらに含んでいる。

本出願の他の態様によれば、液体物質は下側部材の中に充填される前に冷凍されるようになっており、また、液体物質は室温で融けるように構成されている。

本出願の他の態様によれば、液体プラスチゾルを選択的に塗布することは回転式スクリーン印刷により達成されるようになっている。

本出願の他の態様によれば、脆弱な接着剤は回転式グラビア印刷を用いて塗布されるようになっている。

本出願の他の態様によれば、リング形状の接着剤は回転式グラビア印刷を用いて印刷されるようになっている。

本出願の他の態様によれば、下側部材は、エンボスローラ及びバッキングローラを用いたエンボス加工により浅い容器に成形されるようになっている。

上述の本発明の特徴及び構成は、添付の図面を参照して例示的な実施形態の説明を通じてより明白にされている。
２つの層の間に位置する本出願のある態様にかかる液体物質保持デバイスを示す図である。 ２つの層の間に位置する本出願のある態様にかかる液体物質保持デバイスを示す図である。 ２つの層の間に位置する本出願のある態様にかかる液体物質保持デバイスを示す図である。 ２つの層の間に位置する本出願のある態様にかかる液体物質保持デバイスを示す図である。 本出願の様々な態様に従って間隔を置いて配置される液体物質保持デバイスを示す図である。 本出願の様々な態様に従って間隔を置いて配置される液体物質保持デバイスを示す図である。 本出願の様々な態様に従って間隔を置いて配置される液体物質保持デバイスを示す図である。 本出願の様々な態様に従って間隔を置いて配置される液体物質保持デバイスを示す図である。 比較例の効果を示す図である。 比較例の効果を示す図である。 破裂させるための様々な構成を示す図である。 破裂させるための様々な構成を示す図である。 破裂させるための様々な構成を示す図である。 破裂させるための様々な構成を示す図である。 様々な量の接着剤をスリットに塗布した場合の破裂圧力への効果を示す図である。 様々な量の接着剤をスリットに塗布した場合の破裂圧力への効果を示す図である。 様々な量の接着剤をスリットに塗布した場合の破裂圧力への効果を示す図である。 試験プロトコルの構成を説明する図である。 試験プロトコルの構成を説明する図である。 試験プロトコルの構成を説明する図である。 試験プロトコルの構成を説明する図である。 試験プロトコルの構成を説明する図である。 試験プロトコルの構成を説明する図である。 ある実施形態に従って手で濡らすことが可能なロール状ペーパーを製造する方法を示す模式図である。 ある実施形態に従ってサイジングされたシートにプラスチック製上側円板を印刷する方法を示す模式図である。 ある実施形態に従って２層重ねのロールを形成する方法を示す模式図である。 ある実施形態にかかる瞬間冷凍器を説明する図である。 ある実施形態にかかる瞬間冷凍器を説明する図である。 ある実施形態にかかる瞬間冷凍器を説明する図である。 ある実施形態にかかる瞬間冷凍器を説明する図である。 ある実施形態にかかる瞬間冷凍器を説明する図である。 ある実施形態にかかる瞬間冷凍器を説明する図である。 ある実施形態に従って手動式の濡らし機能を有するデバイスを備えたシートを連続的に製造する方法を示す図である。 手動式の濡らし機能を有するデバイスを製造するための他の方法を示す図である。 手で濡らすことが可能な２層重ねの製品を製造するための短縮方法を示す図である。 手で濡らすことが可能な２層重ねの製品を製造するための短縮方法を示す図である。 手で濡らすことが可能な２層重ねの製品を製造するための短縮方法を示す図である。

以下に記載の実施形態では、平坦で、薄く、柔軟なデバイスが開示されている。このデバイスは、重ね合わせペーパーの内部に取り付けられる２つの部材から構成されている。下側部材は側面とフランジとを有する容器として形成され、上側部材は開口スリットを有するカバーとして形成される。下側の容器は活性物質で充填され、シール用接着剤が下側フランジの上面に塗布されるか、カバーの下面の周縁に塗布されるか、または、その両方に塗布される。脆弱な接着剤がカバーの開口スリットの上に塗布される。機械により、下側ペーパー層と上側ペーパー層とが重ね合わせられ、フランジ及びカバーの周縁のみが押し付けられ、容器内に活性物質が封入される。

図１Ａ〜図１Ｄには、本出願の１つの態様にかかる液体物質を保持または分散させるデバイス１０が示されている。デバイス１０は、ユーザの手で開けられ液体物質を放出するように構成されている。図１Ａ〜図１Ｄに示されているように、デバイス１０は、乾燥状態にある上側ペーパー層７６と下側ペーパー層７７とを有する二層重ねのペーパー（ティッシュペーパー、トイレットペーパー、ワイプなど）に一体化された部分として用いられるか、または、乾燥状態にある上述のペーパーを任意選択的に濡らすために用いられるのが好ましい。図示されているように、デバイス１０は、下側容器４８と接合されている上側部材４７を備えている。この実施形態では、上側部材４７と下側容器４８との接合に接着剤が用いられている。

図１Ｂに示されているように、デバイス１０は液体物質５２を保持するための下側容器４８を備えている。容器は、プラスチックからなっており、製造時、下側ペーパー層７７に印刷することにより形成することができるようになっている。容器のサイズは調節することができるが、試験によれば、幅が２ｃｍ（図において水平方向）、深さが２ｍｍ（図において垂直方向）のサイズの容器が約０．５ｍｌの液体を保持し、ペーパーシートを濡らすにあたって有益であることが分かっている。周縁フランジ５３は、接着剤を用いてまたはそれに代えて他のシール方法、すなわち加熱、湿気もしくは他の手段を用いて、上側部材４７を下側容器４８へ固定するようになっている。下側容器４８のほぼ垂直な側部５６は、下側容器の周縁フランジ５３と周縁フランジ５３との間の幅とともにデバイス１０の容積を規定している。この実施形態では、垂直な側部５６は高さが２ｍｍとなっているが、この高さは１ｍｍ〜５ｍｍまでの範囲で変わることができ、異なる容積を有する容器を異なる用途に提供することができるようになっている。周縁フランジ５３は、幅が２ｍｍである（０．５ｍｌの物質を収容する必要がある場合、０．５ｍｍ〜３ｍｍ）。周縁フランジは、粘着剤の塗布用の大きな領域を提供し、上側ペーパー層７６と下側ペーパー層７７とを接合する際に上側部材４７と下側容器４８との間のシール用見当合わせ（ｓｅａｌｉｎｇ ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ）のための大きなマージンを提供し、物質５２の予期せぬ漏洩を防止するようになっている。

デバイス１０は、シール剤５１によりシールされているスリット部４９をさらに備えている。スリット部４９及びシール剤５１はユーザの指で押された時または手で圧搾された時の液体物質の放出を制御するように構成されている。このシールされたスリット部４９は、必要な時に液体物質５２を放出することができるように、デバイス１０に適切な大きさの力が加えられた時に崩壊するように構成されている。この実施形態では、単一のスリットのみが用いられているが、デバイス１０には複数のスリットが設けられてもよい。デバイス１０の内容積全部が液体物質５２により占められるようになっていてもよいが、デバイス１０の内容積の一部に気体が含まれていてもよい。

デバイス１０に用いられる液体物質は様々な特性を有していてもよい。毛管作用によりロール状ペーパーに拡散することを可能とする粘性を有する物質が最も有益である。また、衛生の観点から清潔であることが本発明の主目的の一つであるので、物質が抗菌性を有していることがさらに有益である。液体物質は、僅かな液体であってもロール状ペーパーにこぼれないように、製造中に凍結状態でデバイス１０の容器の中に挿入することができるようになっている。

デバイス１０の１つ以上のスリット部４９は、ロール状ペーパーへの液体物質の放出を制御するためにそのサイズを調節することができる。１つ以上のスリット部４９は脆弱な接着剤で再びシールし直される。脆弱な接着剤は、接着剤の塗膜厚、接着剤の塗膜幅及び接着剤のタイプを調節することにより、スリット部の壊れやすさを制御することができる。

図２Ａ〜図２Ｄに示されているように、デバイス１０は、ペーパーシートの表面に配置されてもよいし、または、ペーパーシート１５の２つの層の間に配置されてもよい。図２Ａには、デバイス１０がミシン目１６により分離されている複数の別個のシートに断続的に配置されるようになっている実施形態が示されている。説明のために、ミシン目入りのロール状ペーパーが部分的に広げられている状態が図示されている。この実施形態では、９つの乾燥シート（デバイス１０を含まず）の後に３つの潜在的な濡らし機能を有するシート（各々がデバイス１０を含んでいる）が続いている。図２Ｄに示されているように、３つの潜在的な濡らし機能を有するシート１８にデバイス１０が設けられている。しかしながら、ロール１４の幅方向に沿ってロール直径が一定となるのを補助するために、デバイス１０は連続するシート１８に幅方向に沿ってずらして配置されている。このことにより、ロールの外側表面が特定の位置において膨れ上がってしまうのが防止される。図２Ｄに示されているように、幅方向に沿って、第一のシートではシートの左側にデバイス１０が配置され、第二のシートではシートの中央にデバイス１０が配置され、第三のシートではシートの右側にデバイス１０が配置されている。連続するシートにおいてずらして配置することが他のパターンで行なわれてもよいことを指摘しておくのは有意義なことである。

図２Ｂに示されている他の実施形態では、デバイス１０は交互のシートに配置されるようになっていてもよい。すなわち、乾燥シート１７の後に潜在的な濡らし機能を有するシート１８が続くようになっていてもよい。具体的にいえば、この実施形態では、連続する潜在的な濡らし機能を有するシート１８は１つの乾燥シート１７により分離されるようになっている。しかしながら、連続する潜在的な濡らし機能を有するシート１８の間に複数の乾燥シート１７が配置されてもよいことに留意されたい。それに加えて、図２Ｃに示されているように、連続する潜在的な濡らし機能を有するシート１８の中のデバイス１０はシートの幅方向に沿ってずらして配置されている。

本発明では、異なるサイズのペーパーシートを用いることがさらに考えられている。用途がさらなる濡れを必要とする場合、１つ以上のデバイス１０が大きなシートに設けられてもよい。潜在的な濡らし機能を有するシートの間で乾燥シートを分散させるやり方はシステムが設計される個々の用途に応じて調節されてもよい。

材料の説明
デバイス１０は薄くて柔軟な熱可塑性材料からなる上側部材４７と下側容器４８とから構成されている。適切な材料としては、たとえばアクリル、ＡＢＳ、ナイロン、ＰＶＡ、ＰＬＡ、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエチレン、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、メチルセルロース、テフロン（登録商標）またはそれらの混合物が挙げられるが、それらに限定されるわけではない。これらの材料は、この化学組成からなる固体ペレットを用い、固体ペレットを加熱して液状溶解物に変えることによりフィルムに加工されるようになっていてもよい、液状溶解物は、押出成形によりシート、チューブ、フィラメントなどに形成され、冷却により固体状に戻され、その後、デバイス１０に適した材料に加工される。

上述の材料は、挽いて粉にし、オルトフタル酸エステルの如き可塑剤または非フタル酸系可塑剤と混合される。その結果、上述の材料は、実質的に液体の形態で塗布され、次いで、最終アニール点（焼きなまし温度）を超えるまで加熱され、液体材料からデバイス１０の製作に適した個体材料へと転換される。上述の熱可塑性材料は、溶液状態でまたは粉体状態で着色顔料と組み合わされても、すなわち混合されてもよい。上述のプラスチックが溶液状態または乾燥粉体状態である時に熱可塑性材料の生物分解性を改善する物質を加えることができる。このような添加物としては、嫌気性環境及び好気性環境の両方において生物分解性を促進するための酸化型生分解性添加物が挙げられるが、それらに限定されるわけではない。

熱可塑性材料は、水蒸気透過率（ＭＶＴＲ）を制限することにより活性剤の蒸発を遅らせるように最適化されることが望ましい。熱可塑性材料の厚みを増大させることによりそのＭＶＴＲを改善することができるが、ロール状ペーパー製品の２つのペーパー層の間でデバイス１０を包み込む場合には材料の厚みを最小限に抑えられなければならない。水蒸気透過率を抑制する方法としては、プラスチック材料を被覆すること、高バリアプラスチックと中バリアプラスチックとの混合、バリア層を有する多重層構造の使用、障壁の使用、脱酸素剤またはナノ粘土の如きバリア増強剤の使用が挙げられるが、それに限定されるわけではない。本明細書に記載の実施形態では、低密度ポリエチレンフィルムの厚みが１２．５μｍであるが、この厚みは用途に応じて変えられてもよい。

デバイス１０がロール状ペーパー製品に用いられる場合、完成されたロールを個々に金属化ＰＥＴ、金属化ＢｏＰＥＴもしくは金属化ＰＰの如きＭＶＴＲ保護材料で包む込むことまたは密封可能な蓋を備えた耐湿性の容器に封入することが望ましい。

デバイス１０はすべてのタイプの有用な物質で充填されてもよい。有用な物質としては、ビニールジカルボン酸モノマーポリマー、抗菌性溶液、消毒剤、殺菌剤、石鹸、清浄液、薬、化粧品、保湿剤、皮膚軟化剤、精製水などが挙げられる。

デバイス１０がロール状ペーパー製品内に包み込まれるようになっている好ましい実施形態では、物質が無毒でありかつヒト組織に対して刺激的でないことが望ましい。ある好ましい実施形態では、物質が洗浄性かつ抗菌性を有していることが望ましい。また、物質が粘性でかつ自由に流れることが望ましい。１ｃＰ、センチポアズ、未満が望ましい。１ｃＰ未満の物質とは、手でデバイス１０を開けてから液体物質がロール状ペーパー上に迅速に移動することが可能となる比較的に非粘性の流体のことである。ペーパーの毛管作用を高めてペーパーの吸収性をさらに向上させることによりペーパー上への広がりまたは吸収を良好なものとすることが可能となる。当業者にとって毛管作用を高める公知な方法はいくつかある。これらの方法としては、ペーパー材料の組成を最適化すること、ペーパー材料をシート状に形成する方法を最適化すること、ペーパーシートに対する化学添加物を最適化すること、ペーパーのロフト及び質感を向上させるためにエンボス加工してペーパーの表面を変更することが挙げられるが、それらに制限されるわけではない。

さらに、デバイス１０がロール状ペーパー製品を濡らすために用いられる場合、ペーパーの濡れ強度を高め、ペーパーの解繊（ｄｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）及び毛玉の形成（ｐｉｌｌｉｎｇ）を制限し、濡れたペーパーの破裂強度を高めることが有利である。

デバイス１０が重ね合わせペーパーにより包み込まれるようになっている他の好ましい実施形態では、湿気の吸収及び／または汚物の初期の除去に乾燥状態、柔軟性、吸収力及び質感が必要とされる場合、選択されたミシン目入りシートにデバイス１０を断続的に設けることにより、デバイス１０が設けられていないいくつかのシートを標準的な乾燥ペーパーと同様に乾燥状態で用いることができるようにすることが望ましい。

ある好ましい実施形態では、デバイスが設けられているミシン目入りシートは濡れ強度を高めるようにサイジングされ、処理されている。他の好ましい実施形態では、ペーパー製品がロール状に巻き取られる時に生じる脆弱な再シール用接着剤に対するストレスを軽減させるようにデバイスの開口スリットは、ロールの長さ方向に対して直角に配置されるようになっている。

試験
焦点は、上述のデバイスをロール状製品に用いて物体を濡らす潜在的な機能を付与することにある。このような潜在的な濡らし機能を有するデバイスにとって、ロール状乾燥トイレットペーパーは、可能性のある最大市場である。トイレットペーパー市場ほど大きくはないが、潜在的な濡らし機能を有するロール状ペーパータオルの将来性は大である。

ロール状乾燥製品を濡らす潜在的な機能について考察する。

米国特許第７，９１４，８９１号、米国特許第８，１９２，８４１号、国際特許出願公開第２００００７０００９号及び米国特許出願公開第２００７／００７１５３７号の如き先行技術に開示されているマイクロカプセルは球形状を有すると記載されているが、このようなマイクロカプセルはロール状製品にそれを濡らすための潜在的な機能を設けるには適切とはいえない。

用語マイクロは誤解を招く表現である。マイクロとは、１メーターの１００万分の１未満の物を指す。このサイズのカプセルでは、濡らすのに必要な量の液体を保持することはできない。上述の特許文献では、マイクロカプセルがどのようにして開かれるかについて説明されていない。カプセルを開くのは、圧力、大気圧、温度、湿気、ｐＨまたは特定の物質との接触の如き引き金により生じる出来事として説明されている。ロール状乾燥製品にそれを濡らすための潜在的な機能が設けられていることを考えた場合、手だけで開くのがカプセルを開く唯一の実用的な方法である。先に記載のようなことが引き金の場合、ロール状乾燥トイレットペーパー及びロール状乾燥ペーパータオルの如き商品に用いる高価でかつ非実用的なツール、装置、機械及び機器が必要となる。

カプセル、小袋、小胞の如き小さな容器に成形されたプラスチック材料が液体を保持している場合、手で圧搾または押圧されたときに伸びてしまう傾向がある。プラスチック材料は、圧力下では壊れることなくゴム風船のように変形する傾向がある。（図３Ａを参照。）カプセルは小さければ小さいほど、圧力を加えて手で開けることが困難になる。というのは、小さなカプセルは破裂しないで人の指や親指に合わせてへこまされるまたは圧縮されるからである。ほとんどの場合、小さなプラスチック製のカプセルを破裂させるには、手による通常の圧力を超過するような極端な圧力が必要となる。

ポリエチレンＬＤＰＥの如き薄いシート状のプラスチック材料を手で破裂させる方法を見出すための試験を行なった。図３Ｂに示されているように、この試験は、２ｃｍの直径を有するビンの開口部上にＬＤＰＥシートを覆いかぶせて置き、開口部と重なっている材料を指で破裂させようとすることにより行なわれた。すべての試験において、プラスチック材料は、破裂する代わりに伸張して、壊れないまま開口部の中へと凹んでいった。プラスチックシートを薄くすればするほどプラスチックシートの弾力性が高まり、手で破裂させることがさらにむずかしくなっていった。

米国特許出願公開第２００７／００７１５３７号に記載されたように、プラスチック製小袋の壁厚を「熱スレイピング」技術を用いて削減させるやり方をロール状製品に応用するのは可能ではない。上述の特許文献に記載の小袋は２つの材料間に包み込まれ、「巻かれた」製品の両端でねじられている。ねじる際、ワイプが部分的に清浄液で飽和され、汚れた手を拭くのに用いられる。このねじる方法は、ロール状製品を損傷し、時間がかかり、２つの手を必要とするため、ロール状ペーパー製品に用いるには適していない。

図４Ａに示されているある比較例では、瓶の２ｃｍの幅の開口部上に覆いかぶせて置かれたプラスチック材料を弱体化させる試みが、ピンを用いて開口部の縁部に沿って穴を間隔を置いて密に並べて空け、指を用いて材料を押すことによりなされた。これらの穴は後にシールされた。この試験は成功しなかった。

他のピンホールの配置パターンも試験したが（図４Ｂ、図４Ｃ及び図４Ｄ）、先の場合と同様に、手の圧力下では材料は壊れなかった。これらの配置パターンとしては、ピンホールが材料（図４Ａ）の円周に沿って形成されるパターン、ピンホールが一つ以上の直径方向に沿って形成されるパターン（図４Ｂ及び図４Ｃ）、ピンホールが材料の外面全体にわたって形成されるパターン（図４Ｄ）が挙げられる。

しかしながら、カミソリを用いてプラスチック材料製の上側部材４７を完全に貫通させて切り開いて開口径（１．５ｃｍ）の約７５％に相当する長さのスリット部４９（図ＩＤを参照）の形成し、液体メチレングリコールを用いてＬＤＰＥ内の開口スリット部４９を再シールし直し、シーラントを乾かすことにより、ポリエチレン製の材料内に切り開いたスリット部４９が水を通さなくなることが見出された。図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃに示されているようにスリット部を覆うのに用いられるメチレングリコールの量及び面積を増大させる試験が行われた。それぞれの試験において、シールの量及び面積が容器を防水にするのに十分であることが見出された。シーラントの塗布量を増大させると、シールされたスリット部を手で破裂させるのに必要な圧力がわずかに増大した。シールを壊す圧力は６〜８ポンドの範囲であった。スリットのサイズがｘである場合、所望の開口機能を提供しかつ物質の意図しない放出または漏洩を削減するためのシーラントのサイズはｘ＋０．０１ｍｍ〜ｘ＋０．１０ｍｍ以上の範囲である。という訳で、上述の材料、上述の材料が覆う領域及びスリット部が組み合わさって、デバイス１０を圧搾して乾燥ペーパー製品を濡らすのに必要な力の大きさを制御するための構造が提供されている。

液体を含んでいる卵形状のゲルキャップ（５ｍｍｘ７．５ｍｍ）が手の圧力下で破裂するか否かを確かめるための試験を行った。カプセルを破裂させるためには、手による通常の圧力の限度を超過する極端な圧力、たとえば５０ポンドを超える圧力が必要であった。破裂発生時、破裂は強力なものであり、数センチメートル離れたところにまで液体流が飛び散った。試験材料として、ろうまたは圧密材からなり液体を保持する適切なカプセルを見出せなかった。硬い非塑性材料からなる小カプセルのシェルは、壊れて複数の破片にばらばらになろうとする傾向があるため、濡れたペーパー材が解繊され、毛玉が形成され、ユーザまたは被洗浄部分がごみで散らかされ、汚されてしまう。

液体を保持する球形状のマイクロカプセルや小カプセルはロール状製品用の濡らし剤を保持するには実用的ではない。球形状マイクロカプセルや小カプセルは、手で開けるのが困難なことに加えて、ロール状製品の直径の変化に合わせて曲がらず、濡らすのに意味のある量の液体を十分保持するための大きさを有する球形状のマイクロカプセルや小カプセルはロール状製品で用いるには嵩張り過ぎると考えられる。

試験により、０．５ｍｌの水の如き濡らし剤（２５℃において０．９ ｃＰ）（ｃＰはセンチポアズのことであり、動粘性係数を測る基準である）が、手で破裂されてから３〜４秒後に約５ｃｍの直径を有する濡れスポットを形成して、洗浄を向上させるための良好な濡れを提供することが分かった。２ｍｍ×直径２ｃｍの容器は約０．５ｍｌの液体物質を保持する。２層重ねのトイレットペーパーの場合、上述のデバイスを用いた１２枚の潜在的な濡らし機能を有するシートでは、増大するロール直径は１インチ未満である。それに対して、０．５ｍｌの液体を保持する球形状の容器を用いる１２枚の潜在的な濡らし機能を有するシートでは、不快にさせる恐れのある膨らみが形成され、直径が約３インチ増大される。（ここでいうロールとは、１．７５インチの直径を有する紙管に巻き取られた標準型の幅４インチ×直径４インチを有するものである。）膨れを防止するため小さな直径を有する複数のカプセル用いることは製造原価がより高くなるので実用的ではなく、また、十分な濡れを提供するために複数のカプセルを手で開けるのに必要な時間は長過ぎる。

ロール状製品に潜在的な濡らし機能を付与するためには、変化するロールサイズに絶えず形状が一致し、過剰な膨れを防止するような薄くて柔軟なデバイスが望ましいことが見出されている。

濡らし剤の量は調節することができるが、ロール状製品に対しては、０．５ｍｌが良好な濡れを提供し、ロール直径を過剰に増大させることがないことが分かっている。４インチの正方形状のミシン目入りトイレットペーパシートまたは１１インチｘ１０．５インチのペーパータオルシートを考えると、濡らし剤の量は０．０２５ｍｌ〜２ｍｌの範囲であってもよい。物質の量を増加させても、必要となる有用な濡れを効果的に増大させるわけではなく、濡らし過ぎ、濡れ毛玉の形成の増大、及び／または指による突き抜けの如き問題を引き起こす恐れがあり、既存のディスペンサに合わない大きくかつかさ高いパッケージが必要となる。

上述のデバイスが包み込まれる場合、物質は低粘度、たとえば１ｃＰ未満とすることにより迅速な毛管作用を可能とするのが望ましい。ロール状製品に用いられる場合、高粘度の流体や皮膚軟化剤は潜在的な濡らし機能を付与する目的には適していない。しかしながら上述のデバイスが別体として用いられる場合には、拡散させるための毛管作用が必要とならないので、ほとんど全てのタイプの刺激性のない液体を用いることができる。また、上述のデバイスの有用性を犠牲にすることなく、上述のデバイスを構成するコンポーネントの材料厚みを増大させることによりＭＶＴＲを改善することもできる。

所定のペーパー添加物の追加し、所定の樹脂を塗布し、エンボス加工を行うことにより、毛管作用によるペーパー材への物質の拡散及びペーパー材の濡れ強度を高めることができる。

試験プロトコル
深さが５ｍｍで、直径が２ｃｍのシールされた半球形状のチャンバを含んでいるポリエチレン（ＬＤＰＥ）フィルムを巻いた気泡緩衝材を複数の断片に切断した。図６Ａを参照。図６Ｂに示されているように、カミソリナイフを用いて長さが１．７５ｃｍのスリットを上側の平坦な面に形成し、このデバイスを深さ約２ｍｍになるまで空気を抜いた。次に、メチレングリコール液体をブラシで塗り、メチレングリコール液体を乾燥させて、上側の平坦な面に形成されたスリットをシールした。図６Ｃを参照。

０．５ｍｌの蒸留水を入れた１ｍｌ容量の注射器を用いて、空気を抜いた上述のデバイスを０．５ｍｌの蒸留水で充填した。次に、小さな注射器の穴をメチレングリコールでシールし、乾燥した。図６Ｄを参照。蒸留水で充填した上述のデバイスをペーパータオルシートの２つの単一層の間に挿入し、図７Ａに示されているような油圧式ピンチ力計の上側ボタン上に配置した。次に、親指及び人指し指の圧力を用いてペーパータオルシートの２つの単一層の間に位置する上述のデバイスを破裂させた。上述のデバイスは約６ポンドの圧力で簡単に破裂し、蒸留水が放出、拡散され、４秒未満で、ペーパータオルの上側及び下側に直径５ｃｍの濡れスポットが形成された。図７Ｂを参照。

試験結果
可撓性材料からなる小袋、カプセル、容器または小胞は、ロール状製品に組み入れることができるように曲がって、形状が一致する必要がある。プラスチック材料は固有の弾力性により手の圧力下で破裂せずに伸張する傾向がある。プラスチック材料は薄ければ薄いほど手で破裂させることが困難になる。プラスチック材料は薄いとより容易に伸張する傾向がある。プラスチック材料の厚みは、ＭＶＴＲや、本発明のデバイスの容器の形状に成形する際の成形性に影響を与える。実用的な厚みの範囲は約１〜約３０ミクロンである。したがって、材料に薄いスポットを単に形成するだけでは、破裂を制御するように働かず、実用的でもなく、その上、プラスチック材料の破裂可能性を減らしてしまう（薄肉部はより容易に膨らむ（伸びる））。それに加えて、均一にシールされている小袋、カプセル、容器または小胞を手の圧力により破裂させると、強力な流れが破裂点から濡らそうとする領域から離れたところに向けて飛び散ってしまう傾向がある。容器の破裂圧力を調整することも困難となる。米国特許出願公開第２００７/００７１５３７号に記載のように継ぎ目を弱めるまたは弱いスポットを形成すると、漏洩を引き起こす場合もあれば、内容液が強力な流れとなって濡らそうとする領域から離れたところまで飛び散ろうとする傾向を増幅させてしまう場合もある。また、弱いスポットはＭＶＴＲに対して悪い影響を与える場合もある。再シールされたスリットは、指により押されるかまたは圧搾されることにより、開いて、液体物質を飛び散らせることなく本発明のデバイスから重力及び／または毛管作用により迅速に放出させることが可能となる。

十分に濡らすための十分な液体を保持する球形状のカプセルはロール状製品にとって実用的ではない。というのは、これらの球形状のカプセルが不必要な膨らみを形成してしまうからである。手の圧力を受けて粉々に複数の破片になってしまう材料からなるカプセルは、汚れとごみを形成してしまい、ロール状製品に潜在的な濡らし機能を付与することを考えると実用的ではない。従来技術に記載のマイクロカプの如きセルカプセルの数を増加させると、製造コストが上昇し、予期しない漏洩が生じてしまう可能性が増大し、手で開けることが困難でかつ時間のかかるものとなり、また、破裂した小さなカプセルからの破片が濡らされた生地を破損、解繊し、ごみ、汚れ、刺激を引き起こす可能性が増大する。

製造
需要を高め、成長を続けるのに十分に低いコストを維持するにあたって、高速連続生産は重要な要素である。本発明にとって、ロール状トイレットペーパー及びロール状ペーパータオルの製造は両方とも同じようなものである。本明細書では２つの製造方法が開示されている：（１）第一の方法は、液体物質を含むデバイス１０を別個に調製し、それに続いて製造されるロール状ペーパー製品にデバイス１０を組み入れることを必要とし、（２） 第二の方法は、デバイス１０の製造とロール状ペーパー製品の製造とが並列して行われることを必要とする。

第一の方法は単一層からなるペーパー製品及び複合層からなるペーパー製品の両方に適している。より速くてより経済的な第二の方法は、ほとんどのトイレットペーパー及びペーパータオルを構成している２層重ねのペーパー製品用に設計されたものである。トイレットペーパー及びペーパータオルは大量に生産される商品であるので、コスト競争力は重要な要素である。本発明の潜在的な濡らし機能を有するデバイスは低製造コスト及び低材料コストに向けて設計されている。

トイレットペーパー及びペーパータオルは、高速連続製造機械により製造されるのが一般的である。まず、大きな単一ペーパー層のロールが製紙用のパルプからなっている。製紙用のパルプは再生紙から形成されるのが一般的である。これらのロールは典型的には幅が６５インチであり、直径が６０インチである。幅６５インチのロールについては、この大きなロールを切断して複数の別個のロールを形成することにより１６個の幅４インチのロール状のトイレットペーパーが形成される。２層重ねのペーパーのロールを製造するには、幅６５インチ×直径６０インチの２つの大きな単一層のロールが一方の上に他方がくるように巻取機に配置され（ｃｒｅｅｌ）、次いで、重ね合わされる（ｐｌｉｅｄ）。次に、この二層が重ね合わされたペーパーがエンボス加工され、ミシン目を入れて切り取り可能なシートが形成され、そして、厚紙からなる紙管上に巻き取られるか、管を用いずに巻き取られるか、または、折り重ねられる。次いで、幅６５インチのロールがより小さな幅の複数のロールに切断され、販売用に包装される。

潜在的な濡らし機能を有するデバイスを製造するための本発明の１つの実施形態は、上述のような二層重ねのペーパーのロールの製造と並列して製造される潜在的な濡らし機能を有するデバイスに向けたものであり、図９、図１０及び図１１Ａ〜図１１Ｆに示されている。

潜在的な濡らし機能を有するデバイスを製造するための本発明の他の実施形態は、幅６５インチのプラスチック基材に潜在的な濡らし機能を有するデバイスを複数高速で製造するためのものであり、図１２及び図１３に示されているように、このプラスチック基材は次いで１デバイス幅を有する複数のストリップに切断され、ロール状ペーパー製品を連続的に製造する際に挿入するためにリールに巻き取られる。図８にはリール１０１が示されている。潜在的な濡らし機能を有するデバイスは、巻取型２層ペーパーロール製造機械（ｗｉｎｄｉｎｇ−ｔｙｐｅ ｔｗｏ ｐｌｙ ｐａｐｅｒ ｒｏｌｌｍａｎｉｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ）で、下側ペーパー層１０２と上側ペーパー層１０３との間に巻き取られる。濡らし機能を有する個々のデバイス１０はリール１０１から切り取られて接着剤用ノズル１０４から供給される接着剤によりペーパーロール１０２の上側に貼られる。濡らし機能を有するデバイス１０は、切断デバイス１０５を用いて切り取られ、次いで、空気により粘着ドラム１０６へと押し付けられ、次いで、粘着ドラム１０６により回されてペーパーロール１０２からの下側ペーパー層と接触し、ペーパーロール１０２の上側に粘着される。濡らし機能を有するデバイスは下側ペーパー層１０２の上面に沿って移動する（１０７を参照）。次いで、濡らし機能を有するデバイスは、ローラ１０９により押され、上側ロール１０３からのペーパー層により包み込まれる。包み込み行程の後、二層に重ね合わされたロールはミシン目加工用ローラ１１０によりミシン目が入れられ、ローラ１１１により巻き取られる。

図１２には、濡らし機能を有するデバイス１０が幅６５インチのプラスチックシートを用いて製造され、先に記載の実施形態に用いられるリール１０１が形成される実施形態が示されている。まず、幅６５インチのプラスチックシートロール５０１が、巻出され、開口スリッター５０６によりスリットが切り込まれ、開口スリットが形成される。次いで、開口スリットが接着剤塗布器５０７を用いてシールされ、次いで、乾燥室５０８の中で乾燥される。次いで、プラスチックシートが巻き取られて完成したロール５０９が形成される。このロール５０９は、次のプロセスに移され、凹形状（半球状、カップ形状など）に成形されて物質が注入される他のプラスチックシートのロールと接合される。図１２に示されているように、プラスチックロール５０２が巻き出され、真空ローラ５０３がシートを吸引して、凹形状の下側容器を形成する。これらの下側容器はノズル５０４を用いて液体物質で充填され、過剰な物質が表面からかき取られるかまたは除かれる５０５。ロール５０９からの上側プラスチックシートは再加熱され、次いで、接合ローラ５１１において液体物質で充填された容器を有する下側プラスチックシートと接合される。次いで、接合されたシートはスリターソー５１２を用いて切断され、巻き取られ、リール１０１が形成される。

さらに他の実施形態は、潜在的な濡らし機能を有するデバイス１０から形成される別体の単一リールを垂直型の充填・シール機械を用いて製造する方法である。（図１３に図示）。この方法は、開発、見本品の提供、試験運転、及び、潜在的な濡らし機能を有するデバイスを別々に用いて物を濡らすことができるように容器に梱包される単一のデバイスの製造に適している。一つの濡らし機能を有するデバイスの幅と同じ幅を有する平坦なチューブがロール７０１から供給され、金属マンドレル７０３を通り、金属マンドレル７０３では平坦なチューブがチューブ形状に成形され、７０２により開口スリットが形成され、７０４により脆弱な接着剤でシールされる。このチューブは部屋７０５で乾燥され、引き取りローラ７０６により巻き取られる。

図示されているように、引き取りローラ７０６は垂直型の充填・シール機械の頂部に配置（ｃｒｅｅｌ）される。７０８において、上述のチューブは、その下側がその幅全体にわたって水が漏れないようにヒート−シールされ、その上側がその幅全体にわたってタンク７０７からある量の液体物質を受け取れるように開いた状態になっている。受け取られた液体物質は下側のシール部分の上方に集められる。次いで、受け取られた液体物質の上方に位置するチューブの上側が幅全体にわたってシールされる。このプロセスは繰り返され充填された小袋はロール１０１に巻き付けられる。

２層重ねの製品の並列式製造方法
印刷し、乾燥し（幅出乾燥機）、切り込みを入れ、成形し、冷凍物質で充填し、上側部材と下側部材とを合わせてシールすることによりデバイスを連続して形成するプロセスにより、高速かつ低コストの製造及び低コスト材料を提供することができる。それに加えて、このプロセスにより、必要に応じてロール内でデバイスを配列することが可能となる（たとえば、使用量が少ない場合、９枚の乾燥シート当たり１枚の潜在的な濡らし機能を有するシート、使用量が中間の量である場合、７枚の乾燥シート当たり１枚の潜在的な濡らし機能を有するシート、または使用量が多い場合、５枚の乾燥シート当たり１枚の潜在的な濡らし機能を有するシート）。平坦に巻き取るために、デバイスは幅方向に沿ってずらして印刷するようにしてもよい。デバイスは、さまざまな量の物質を保持するようにし、手で容易に開けることができるように手で開ける力の調整を行うようにしてもよいし、または、消費者ニーズに合わせて乾燥状態で洗浄を行うために上述のシートを濡らさないままにしておいてもよい。デバイスを含んでいるシートは、さらなる洗浄のためにためておいてもよいし、または、乾燥シートとして用いられてもよい。必要に応じて連続製造の順序を変更することもできる。

図９を参照すると、巻き出しローラ２０１の上側から単一層のペーパー（トイレットペーパーまたはペーパータオル）が連続的に巻き出されている。この場合、巻き出しローラは幅６５インチ×直径６０インチである。巻き出しローラ２０１は、上側から巻き出すために時計方向に回転するように配置され、単一層のペーパーが左側から右側に向けて移動するようになっている。単一層のペーパーは、エンボスローラ２０３を通り、エンボス加工によりある模様、図柄／ロゴマークなどが形成され、ロフト、柔軟性及び吸収力がさらに向上される。次いで、単一層のペーパーは、サイジングローラ２０４を通り、濡れ強度増強樹脂で選択的（たとえば、１０番目のシート毎）にサイジ剤が付与され、さらなる濡れ強度が与えられる。単一層のペーパーは、乾燥室（幅出乾燥機）２０５を通り、サイズ剤が乾燥される。次いで、単一層のペーパーは、回転式スクリーンまたはグラビア印刷ローラ２０６によりサイズ剤が付与されたシート上にプラスチック製の円板が選択的に印刷される。

プラスチック製の円板の形成にあたって、液体可塑剤中に懸濁された粉末状のプラスチック粒子が用いられてもよい。この懸濁液は、室温で液体として流動するので、動いている単一層のペーパーに回転式スクリーン印刷機の如き手段を用いて選択的に塗布することができる。印刷部分（円板）が約１８０℃まで加熱され、次いで、６０℃まで冷却されると、固体のプラスチック製の円板が形成される。製造時、このような円板が下側を移動している単一層のペーパーの上側に印刷される。次いで、この円板には圧力を用いてエンボス加工が施され、底の浅い容器が形成される。次いで、送られてくる冷凍された液体洗浄／殺菌剤を移動している容器に注入することができる。

下側容器が形成されている間、移動している上側ペーパー層の下面に上側円板が印刷される。ただし、上側円板には、オープンスペース、すなわちスリットが印刷されない状態で残されている。このスリットは、その後、脆弱な接着剤で被覆され（印刷され）、スリットの上がシールされる。下側円板のフランジは、シーラントで被覆（印刷）される（または、熱的もしくは化学的に部分的に溶融される）。上側部材と下側部材は互いにくっつけられる。下側円板のフランジとそれに一致する上側円板の周縁とが互いに押し付けられてデバイス内に冷凍物質が封入される。次いで、冷凍物質が溶けて何時でも使える状態となる。

図９を参照すると、プラスチック溶融物が一緒に流れ、単一ペーパー層に浸透して付着し、固状の円板が形成される。このプラスチック製の円板は乾燥室２０７内で乾燥され、引き取りローラ２０８により巻き取られる。このようにすることにより、プラスチック製の円板が単一層のペーパーの表面に一体的に形成される。それに加えて、ＭＶＴＲ（水蒸気透過率）を下げるために、乾燥されたプラスチックタイプの円板に特殊コーティングを塗布し、引き取りローラ２０８による巻き取りの前に乾燥させるようにすることもできる。それに代えて、蒸発を妨害するための特殊な材料がプラスチック溶液に加えられてもよい。

次に、図１０に示されているように、二層重ねのロール状ペーパーが形成される。図９に記載のプロセスに従って製造された２つのロールは、二層重ねのロール状ペーパーを形成するために上下に配置される。上側ロール３０８は下側から巻き出され（引き出され）、下側ロール３０９は上側から巻き出される。上側ロール３０８及び下側ロール３０９の巻き出し点は正確に同期されている。

上側層を参照すると、サイズ剤が付与されたシート上に設けられたプラスチック製の円板を有する単一層の上側ロール３０８が、プラスチック製の円板にスリットを切るためのナイフロール３１０を通り、次いで、接着ローラ３１１がスリットを覆うように接着剤を塗布し、スリットをシールし、スリットを防水にする。上側ロール及び下側ロールからの円板の接合を容易にするために必要ならば、接着ローラ３１１により円板の周縁に接着剤を塗布するようにすることもできる。図１０において、上側ロール３０８からのペーパーは右側に向けて送り続けられる。接合ローラ３１２では、上側円板の周縁を下側円板容器のフランジへ接着させることにより上側のペーパー層３１８が下側のペーパー層３１９と接合され、それにより、上下の円板が液体が漏れないようにシールされる。

接合前に下側層のペーパー３１９を調製するプロセスが以下に記載されている。図１０において、下側ロール３０９からのペーパーは、右側に向けて送られ、エンボス加工／モールド成形ローラ３１３を通り、ここで、サイズ剤が塗布されたシート上のプラスチック製の円板がエンボス加工され、周縁にフランジを有する容器がモールド成形される。次いで、下側の単一ペーパー層の上側に位置し、モールド成形／エンボス加工がなされ、開いた容器が、図１０において右側に向けて送られ、ローラ３１４の下を通り、ここで、送られてくる半球状に冷凍された物質が注入される。次いで、ドクターブレード３１５により容器のフランジから過剰な物質が取り除かれる。上側が開いた容器が接合ローラ３１２まで送られ、ここで、容器の上側及び容器の下側（デバイス１０を形成）が上側のペーパー層３１８と下側のペーパー層３１９との間に包み込まれて液体が漏れないようにシールされる。次いで、２層重ねのペーパーがミシン目ローラ３１６によりミシン目が入れられ、ロール３１７により巻き取られる。次いで、ロール３１７は、幅が４インチの１６個の別々のロールに切断され、包装される。製品は巻き取る代わりにプレーティング（ｐｌａｔｅｄ）されてもよい。

瞬間冷凍器
図１１Ａ〜図１１Ｆを参照しながら瞬間冷凍器３２０が詳細に説明されている。細長くて柔軟な（凹形状または凸形状の）複数のカップ４１８を有する板材が金網状引込みベルト４１９の幅方向に取り付けられているかまたは配置されている。金網状引込みベルト４１９は被駆動ローラ３１４、３１５に巻き付けられている。金網状引込みベルトの速度は下側のペーパー層３１９の移動速度と一致するように同期されている。一列に並んだカップ４１８がローラ３１５の上側の真ん中の位置にくると、一列に並んだすべてのカップ４１８は、液体物質がその凝固点のすぐ上の温度にまで過冷却された容器（図示せず）からポンプで注入バー４２１の中に供給されている液体物質で充填される。注入バー４２１は金網状引込みベルト４１９の幅方向に沿って延在している。金網状引込みベルトの幅は、下側を移動するペーパー層３１９の幅と一致する。

充填されたカップは、図１１Ａでは左側に向かって斜めスクイージの下を通り、ここで、過剰な物質が取り除かれる４２２。一列のカップ４１８は、左側に向かって瞬間冷凍室４２９の中へと移動し続け、ここで、物質が冷凍されて固体になる。一列の充填済みカップ４１８が瞬間冷凍室４２９から出て行くにつれて、ドクターブレード４２３が冷凍された過剰な冷凍物質をカップのフランジから取り除く。次いで、一列に並んだ充填済みカップは、ローラ３１４で時計回りとは逆方向に回り、円形状の保護フランジ３２４の下を通り、冷凍物質が落下するのが防止される。というのは、一列に並んだ充填済みカップの向きがローラ３１４の下側では１８０°逆になっているからである。

一列に並んだ充填済みカップがローラ３１４の下側の真ん中の位置にくると、内部ばねで留められている蹴出しカム４２５により一列に並んだ充填済みカップ４１８が凹形状から凸形状へと逆にされ、半球形状の冷凍物質が下側容器４２６の中へと放出される。下側の単一ペーパー層の上に開いた容器が到着するタイミングと冷凍物質が放出されるタイミングとが一致するように連続的な調製がなされている。充填された容器４２６は他のドクターブレード４２７を通り、接合ローラ３１２の方向に向かって移動する（図１０）。一列に並んだ凸状の柔軟な円板は次の物質の充填のために凸形状から凹形状へとリセットカム４２８により再度リセットされる。

図１１Ｂ〜図１１Ｆには、ローラ３１４、３１５の構造及び蹴出しカムの特徴がさらに詳細に示されている。図１１Ｂは、カップ４１８を受けるためにローラ３１４、３１５の幅方向に沿って形成された穴部４３２を示す部分図である。図１１Ｃには、ローラ３１４の内部が詳細に示されている。ローラ３１４は、冷凍物質を下側容器４２６（図１１Ｅ）へ放出するための蹴出しカム４２５を有している。この実施形態にかかる蹴出しカム４２５は、バネにより留められ、カップ４１８と接触してカップを凸状に変形させて物質を放出して、冷凍物質を下側容器４２６の中にと押し出すように機能する（図１１Ｄ）。ローラ３１４が回転する際、蹴出しカム４２５は同じ位置に維持されるようになっている。

図１１Ｆには、ローラ３１５についてさらに詳細に示されている。一列に並んだカップ４１８がロールの幅方向に沿って間隔をおいて配置され、下側のペーパー層３１９に連続して配置されるデバイス１０の間隔に基づいて円周方向に沿って間隔をおいて配置されている。

他の実施形態では、短縮された製造工程が提供されている。図１４Ａ〜図１４Ｃに示されているように、この方法では、上側部材４７及び下側容器４８をそれぞれ備えた上側ペーパー層及び下側ペーパー層がそれぞれ図１４Ａ及び１４Ｂに示されている別個のプロセスで調製されている。次いで、図１４Ｃに示されている他のプロセスにおいて、充填、接合、エンボス加工が行われる。

図１４Ａでは、供給ロール６００から上側層が巻き出され、印刷行程６０２へと供給され、ここで、スリットを有する円板が上側層に印刷される。スリットを有する円板を備えた上側ペーパー層は、冷却・加熱室６０３へ送られ、ここで、印刷済みの円板及び下側の層が加熱、冷却され、冷却・加熱室６０３から出る。冷却・加熱室６０３を出た後、上側ペーパー層はリターンローラ６０４へ転送される。リターンローラ６０４は上側ペーパー層を再び冷却・加熱室６０３の方に戻す。しかしながら、冷却・加熱室６０３の中に再び進入する前にローラ６０５を用いて脆弱な接着剤がスリット上に塗布される。接着剤が塗布された後、上側ペーパー層は冷却・加熱室６０３の中に再び進入して加熱、冷却される。加熱・再冷却熱行程の後、上側ペーパー層は冷却・加熱室６０３を出て引き取りリールに巻き取られ、シールされたスリットを有する円板形状の上面を備えた上側層ロール６０１が形成される。

図１４Ｂでは、デバイス１０の複数の下側容器を有する下側層が調製され、最終的には図１４Cに記載の上側層の上側部材とくっつけられる。供給ロール６１０が、巻き出され、印刷ステップ６１１へ送られ、ここで、固状の円板が下側層に印刷される。次いで、印刷された固状の円板を有する下側層が加熱・再冷却室６１２の中に入り、加熱及び再冷却される。加熱・再冷却室から出た後、１対のエンボスローラ６１３を用いて固状の円板が図１Ｂに示されている容器に類似した下側容器４８に成形される（側壁と側壁から延びるフランジとを有する容器）。成形された複数の容器形状の円板を有する下側層は引き取りローラ６１４により巻き取られる。

最後に、図１４Ｃでは、上側層及び下側層が巻き出され、シールされたスリットを有する上側円板とそれに対応する下側容器とがペアになるように接着剤により接合され、図１Ａに示されているような構造がもたらされる。上側層が上側層ロール６０１から巻き出され、接合ローラ６２４へと導かれ、下側層と接合される。しかしながら、下側層はまず下側容器を液体物質で充填するため用いられる充填機器へと導かれる。充填機器は、２つのローラのまわりに架けられたベルト６２１を有する引込みローラ６２０を備えている。ベルト６２１は複数の充填装置６２２を有しており、また、複数の充填装置６２２は下側層の連続する下側容器間の距離と一致するように前もって決められた間隔で配置されている。ベルト６２１の速度は、引き取りローラ６１４からの巻き出される下側層と同じ速度となるように制御されている。各下側容器が充填された後、下側層が接着剤塗布ローラ６２３へと案内される。接着剤塗布ローラ６２３は上側層の上側円板との接着のための接着剤を下側容器のフランジに塗布する。接着剤の塗布後、下側容器は上側円板に接合ローラ６２４により接合される。この接合行程の後、上側層及び下側層がさらに処理されてもよい。このさらなる処理には、上側層及び下側層にエンボス加工をすることと、デバイス１０に隣接するシートの部分を選択的にサイジングすることと、前もって決められた幅のロールを製造するようにスリットすることと、巻き取り、完成品を製造することとが含まれる。

例示的な実施形態を参照して本発明が具体的に示されているが、上述の説明は本発明の実施形態の例示のみを意図するものであり、本発明を限定することを意図したものではない。したがって、本発明の技術範囲は、本発明の詳細な詳細により規定されるものではなく、添付の特許請求項の範囲によってのみ規定されるものである。また、本発明の範囲内の変形例もすべて本発明に含まれるものとする。

Claims (23)

1. 手で濡らすペーパー製品であって、
   上側ペーパー層と、
   下側ペーパー層と、
   前記上側ペーパー層と前記下側ペーパー層との間に配置される濡らし機能を有するデバイスとを備えており、
   前記濡らし機能を有するデバイスが、液状印刷物質を原料として形成され、固体へ硬化され、側面とフランジとを有する容器へと成形される下側部材と、液状印刷物質を原料として形成され、固体へと硬化され、シールされた開口スリットを有するカバーへと成形される上側部材とから構成され、
   前記濡らし機能を有するデバイスが液体物質で充填されるように構成されてなり、
   前記シールされた開口スリットが、ユーザの手の力で破断するように構成された脆弱な接着剤でシールされてなる、手で濡らすペーパー製品。
2. 前記濡らし機能を有するデバイスが前記上側ペーパー層及び前記下側ペーパー層に対して平行な方向の２つの長さ寸法を有し、これら２つの長さ寸法を前記上側ペーパー層及び前記下側ペーパー層に対して直角な方向の他の長さの寸法よりも大きくすることにより、膨れを最小限に抑え、与えられたロールまたはパッケージの中により多くの数のシートを収容することを可能とするように構成されてなる、請求項１に記載の手で濡らすペーパー製品。
3. 前記濡らし機能を有するデバイスが、ローラに巻き付けられる時に生じるペーパーの直径の変化に一致するように柔軟である、請求項１に記載の手で濡らすペーパー製品。
4. 前記シールされた開口スリットが、ユーザの手の２つの指を用いて圧力を加えることにより開くように構成されてなる、請求項１に記載の手で濡らすペーパー製品。
5. 前記シールされた開口スリットを開くのに必要な圧力が、前記開口スリットの幅及び長さを変えることにより、また、前記開口スリットをシールするのに用いられる脆弱な接着剤の量、タイプ及び塗布方法を変えることにより調節されてなる、請求項１に記載の手で濡らすペーパー製品。
6. 前記濡らし機能を有するデバイスが前記液体物質を所定の体積分保持するサイズに形成され、前記液体物質の前記所定の体積が、４インチ×４インチトイレットペーパーを一枚分または１０．５インチ×１１インチペーパータオルを一枚分濡らすのに必要な十分な量である０．５ｍｌ〜１ｍｌの範囲にある、請求項１に記載の手で濡らすペーパー製品。
7. 前記濡らし機能を有するデバイスが、前記液体物質の放出のために開かれると、平坦になり、前記上側ペーパー層と前記下側ペーパー層との間の位置を維持し、一体化構造を維持することにより、ごみ、汚染またはヒト組織に対する刺激をもたらす恐れのある断片化を防止するように構成されてなる、請求項１に記載の手で濡らすペーパー製品。
8. 前記濡らし機能を有するデバイスが、濡れ領域に強度を与える物理的サイズを有し、濡れ材料の解繊及び毛玉の形成を削減し、前記濡らし機能を有するデバイスを構成する濡れ材料の指による突き抜けを防止するように構成されてなる、請求項１に記載の手で濡らすペーパー製品。
9. 前記上側ペーパー層と前記下側ペーパー層とから構成される重ね合わせペーパーが形成されている間、液体の形態または冷凍の形態でありうる前記液体物質が前記容器に充填されるように構成されてなる、請求項１に記載の手で濡らすペーパー製品。
10. 前記容器が、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド及びメチルセルロースからなる群から選択される材料から形成されており、使用後、前記材料が廃棄され、水と接触すると溶解するように構成されてなる、請求項１に記載の手で濡らすペーパー製品。
11. 手で濡らすロール状ペーパーを提供するために、手で濡らすペーパー製品がロール状乾燥トイレットペーパー用及びロール状乾燥ペーパータオル用のディスペンサで使用可能に構成されてなる、請求項１に記載の手で濡らすペーパー製品。
12. 手で濡らすペーパー製品を製造する方法であって、
    ペーパー製品は、
    上側ペーパー層と、
    下側ペーパー層と、
    前記上側ペーパー層と前記下側ペーパー層との間に配置される濡らし機能を有するデバイスとを備えており、
    前記濡らし機能を有するデバイスが、液状印刷物質を原料として形成され、固体へ硬化され、側面とフランジとを有する容器へと成形される下側部材と、液状印刷物質を原料として形成され、固体へと硬化され、シールされた開口スリットを有するカバーへと成形される上側部材とから構成され、
    前記濡らし機能を有するデバイスが液体物質で充填されるように構成されてなり、方法は、
    前記上側ペーパー層の連続するウェブを提供することと、
    前記下側ペーパー層の連続するウェブを提供することと、
    前記上側ペーパー層の連続するウェブと前記下側ペーパー層の連続するウェブとの間に濡らし機能を有するデバイスを断続的に形成することと、
    前記上側ペーパー層の連続するウェブと前記下側ペーパー層の連続するウェブとを接合することとを含み、
    前記上側ペーパー層の連続するウェブと前記下側ペーパー層の連続するウェブとの間に濡らし機能を有するデバイスを断続的に形成することが、
    前記上側ペーパー層に付着するように前記濡らし機能を有するデバイスの前記上側部材の形状で液体プラスチゾルを選択的に塗布することと、
    前記下側ペーパー層の上側に付着するように前記濡らし機能を有するデバイスの前記下側部材の形状で液体プラスチゾルを選択的に塗布することと、
    前記液体物質を前記下側部材の中に充填することとを含む、方法。
13. 前記上側部材及び前記下側部材の形状で付着した前記液体プラスチゾルを熱硬化させて何時でもさらなる処理が可能な固状プラスチック状態にすることをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記上側ペーパー層の前記液体プラスチゾルに押印加工を加え、該押印加工時に空隙を残すことによりまたは前記上側部材を回転式切込装置を用いて切断することにより、容器の上部にスリットが形成される、請求項１２に記載の方法。
15. 前記スリットの形成後、該スリットに脆弱な接着剤を塗布することにより該スリットをシールすることをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記上側部材にリング形状の粘着剤を印刷することをさらに含み、前記リング形状の粘着材の幅が実質的に前記下側部材の前記フランジの幅である、請求項１３に記載の方法。
17. 前記濡らし機能を有するデバイスの前記下側部材を浅い容器に成形することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
18. 前記濡らし機能を有するデバイスを形成するために前記上側部材と前記液体物質が充填されている前記下側部材とを接合することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
19. 前記液体物質が室温で融けるように構成され、前記下側部材の中に充填される前に前記液体物質が冷凍される、請求項１８に記載の方法。
20. 前記液体プラスチゾルを選択的に塗布することが回転式スクリーン印刷により達成される、請求項１２に記載の方法。
21. 前記脆弱な接着剤が回転式グラビア印刷を用いて塗布される、請求項１５に記載の方法。
22. 前記リング形状の接着剤が回転式グラビア印刷を用いて印刷される、請求項１６に記載の方法。
23. 前記下側部材がエンボスローラ及びバッキングローラを用いたエンボス加工により浅い容器に成形される、請求項１７に記載の方法。

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