JP6876728B2 - ハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブ及びハイドロフォームコンポジット材料並びにそれらの製造方法 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、２０１６年６月１０日に提出された米国仮特許出願第６２／３４８，３４３号からの優先権の利益を主張する。

本発明は、ハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブ及びハイドロフォームコンポジット材料、及びハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブ及びハイドロフォームコンポジット材料の製造方法に関する。

不織布材料は、おむつや女性用ナプキンなどの吸収性デバイスに一般に使用されている。不織布材料は、そのような吸収性デバイスのトップシート部分としてしばしば使用され、吸収性デバイスの装着者の皮膚とトップシートとが接触するため柔らかさを達成することが望ましい。不織布材料が圧縮可能であり、不織布材料を含む吸収性デバイスの装着者に柔らかいという感覚を与えるので、不織布材料の高いロフト対全厚さの比はしばしば柔らかさを示唆する。比較的高いロフトの不織布は、皮膚に対して使用されるときに柔らかくて涼しく感じられるが、そのような特性を達成するためには、通常、特別な加工が必要とされ、これにより製品のコストが上昇する可能性がある。

有刺針の注入及び引き抜きによる繊維のエンタングルメントは、比較的高いロフトを有する不織布材料を製造するための１つの既知の方法であるが、その加工法は比較的時間がかかり、高コストである。高ロフト不織布材料を生成するためのより速い製造方法は、ゆるい繊維のハイドロエンタングルメントのためのスパンレース加工である。スパンレース加工は、繊維のハイドロエンタングルメントを行うために本質的に針の形状及び直径である高圧ウォータージェットを使用することによって、柔らかくて涼しい感触の比較的高ロフトの柔らかい不織布材料を作り出すことができる。

スパンレース法は、複数の列の微細な高圧ジェット水を繊維にかけることによってシート構造を形成するために、多孔性ベルト又は穿孔され若しくはパターン形成された動くスクリーン上にゆるい繊維のウェブを絡ませる方法である。スパンレース加工は、有刺針の代わりに、本質的に針の直径である非常に微細な高速ウォータージェットの配列を使用して、比較的高いロフトを有する不織布材料を生成しながらウェブの一体性を得るために繊維を絡み合わせる。高圧ヘッダーによって針状のウォータージェットが加えられ、圧力は２０００ｐｓｉから８０００ｐｓｉを超える範囲であってよい。ウォーターニードルジェット孔は、典型的には、直径が約０．００５インチであり、１つのヘッダーは、１インチ当たり約３０〜約８０個の孔を一列に含んでよい。３〜８個のヘッダーを機械方向に整列した一列に配置することができ、絡み合っていない繊維のウェブは、穿孔されたベルト又はスクリーン状の材料の上で機械方向に移動してよい。ベルトの下には水を引き出すための真空ゾーンがある。繊維をハイドロエンタングルメントによりウェブにした後、ウェブを乾燥させてロール状に巻き、変換して吸収性デバイスの層として使用するときに巻き戻すことができる。スパンレース加工は、一般に、ロフトが生じている間にフィルム層を有する積層を製造するのに適していない。なぜなら、ウォータージェットの高圧及び針状の形状がフィルム層を損傷し、不織布層からフィルムの大部分又は全部を除去してしまうかもしれないからである。

スパンボンド不織布は、スパンレース不織布よりも安価であるが、典型的にはロフトがはるかに少なく、他の不織布材料ほど柔らかくないことが多い。不織布ウェブを製造するためのスパンボンド加工法が知られている。いわゆるライコフィル（Ｒｅｉｃｏｆｉｌ）システムでは、ポリマーペレットを、複数の小さな開口を有するダイを通して連続繊維を押し出す押し出し機に供給する。繊維は、ポリマーがダイを出るときに、薄くされるか又は延伸され、冷却される。次いで、繊維を、マニホールド又は他の装置によって提供される空気流によって、ランダムな位置で紡糸する。繊維を紡糸した後、繊維を、紡糸繊維のマットを生成するために、開放スクリーン材料で作られた移動するベルト上にランダムに配置する。絡み合った繊維が実質的に水平な方向に平らになり、本質的に移動するスクリーン上に固定されるように、吸引を適用してもよい。

次に、絡み合った繊維のマットを、１つのロールは平滑な表面を有し１つのロールはパターン状の隆起点を有する、カレンダーロールニップに供給することができる。両方のロールは、繊維中のポリマーの融点より高い温度まで加熱してよい。マットは、隆起点が平滑なロールに対してマットを圧縮すると、圧縮される。マットに加えられる熱と圧力は、繊維を固定する結合点を生成してスパンボンド不織布ウェブを生成する。

不織布材料は、スパンボンド、エアレイド、カーディング、スパンレース、ハイドロエンタングルメント、又はその他の加工法によって製造されるかどうかに関わらず、面積（典型的には平方メートルで測定される）に含まれる繊維の質量（典型的にはグラムで測定される）を定義する目付けを有し、目付けは、平方メートル当たりのグラム（「ｇｓｍ」）で測定される。さらに、全ての繊維は、デニールと呼ばれる厚さ又は直径を有する。デニールが重く繊維が少ない不織布材料は、デニールが軽い又は薄く繊維が多い不織布材料と同じ目付けを有することがある。任意の繊維の質量に対する、不織布ウェブの頂部から不織布ウェブの底部までを測定した距離であるロフト（厚さ）などの特徴は、繊維デニールと、繊維ウェブを絡ませたり結合したりしてウェブが引っ張り強度及びウェブの一体性を有するようにしながらロフトを形成するための加工技術とを選択することによって操作することができる。残念なことに、スパンボンド法は、水平な繊維を有する傾向があるため、より高いロフトの不織布を製造することに適当ではない。

スパンボンド不織布の特性は、繊維のデニール及び目付けを変更すること、並びに繊維を作製するために使用するポリマーを変更することによって操作することができる。ポリマーの中にはポリエステルのようにより剛性なものもあり、ポリマーの中にはポリプロピレン及びポリエチレンのようにより可撓性なものもある。最近になってようやく、繊維にするのに十分なドローダウンを有するポリエチレンポリマーが作られるようになった。ポリプロピレンは、スパンボンド不織布に使用される一般的なポリマーであり、スパンボンドポリプロピレン不織布ウェブは、典型的には「ＳＢＰＰ」と呼ばれる。

吸収性デバイスのトップシートに使用される不織布中の繊維は親水性であることもまた望ましい。天然セルロース繊維は親水性であり、歴史的にトップシートに使用されてきた。例えば、Ｍｉｚｕｔａｎｉらの米国特許第６，５４８，７３１号は、比較的短い親水性繊維に、長い疎水性繊維を散在させてトップシート材料を形成し、疎水性合成繊維は界面活性剤でコーティングして親水性にした場合使用できることを教示している。しかしながら、界面活性剤は、一般に大量の液体にさらされると洗い流され、それによって合成繊維は再び疎水性になる。

レーヨン、ビスコース、アセテート及びスパンナイロンのような合成親水性繊維が存在するが、これらのポリマー種は一般に比較的硬く剛性であり、多くは細い繊維に押し出すことが困難である。したがって、そのような材料がトップシート用の繊維に使用される場合、得られるトップシートは、吸収性デバイスの装着者にとってざらざらして不快である傾向があるだろう。

吸収性デバイスに低コストのスパンボンド不織布材料を使用しつつ、依然として典型的なスパンレース不織布材料の柔軟性を提供することが望ましい。

本発明の一態様によれば、その一方の側に実質的に平坦な第１表面と、その反対側に第２表面とを有するハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブが提供される。第２表面は、パターン状の複数の突起を含む。ハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブは、ハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブが生成された最初の未膨張スパンボンド不織布ウェブの最初の平均ロフトより少なくとも約１．３倍大きい平均ロフトと、最初の未膨張スパンボンド不織布ウェブの最初の空気透過性よりも少なくとも約１．２倍大きい空気透過性とを有する。

一実施形態では、ハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブの目付けは、最初の未膨張スパンボンド不織布ウェブの最初の目付けに実質的に等しい。一実施形態では、目付けは少なくとも約８グラム／平方メートル（ｇｓｍ）である。一実施形態では、目付けは約１０グラム／平方メートル（ｇｓｍ）である。

一実施形態では、拡大光学装置によって断面を測定した場合、最初の未膨張スパンボンド不織布ウェブの平均ロフトは、約０．００５インチ〜約０．０２５インチである。

一実施形態では、空気透過率検査装置で測定した場合、最初の未膨張スパンボンド不織布ウェブの平均空気透過率は約１０８０ｆｔ^３／ｆｔ^２／分であり、膨張スパンボンド不織布ウェブの平均空気透過率は約１５６０ｆｔ^３／ｆｔ^２／分であった。

一実施形態では、ハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブの複数の実質的に水平な繊維は、最初の未膨張スパンボンド不織布ウェブの対応する複数の実質的に水平な繊維よりも大きな垂直間隔を有する。

一実施形態では、ハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブの複数の繊維は、実質的に水平な平面から離れる方向に湾曲している。

一実施形態では、ハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブは、複数の実質的に水平な連続繊維及び複数の小繊維を含み、各小繊維は各連続繊維よりも短い。

一実施形態では、複数の小繊維の少なくとも一部は、複数の実質的に水平な連続繊維と比較して、より垂直な並びに配向されている。

一実施形態では、ハイドロフォームスパンボンド不織布ウェブは、界面活性剤を含む。一実施形態では、ハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブは複数の繊維を含み、複数の繊維は界面活性剤を含む。

本発明の一態様によれば、その一方の側に実質的に平坦な第１表面を有し、その反対側に第２表面を有する、ハイドロフォームスパンボンド不織布ウェブが提供される。第２表面は、パターン状の複数の突起を含む。ハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブは、約１０グラム／平方メートル（ｇｓｍ）の目付けと少なくとも約０．００９インチのロフトとを有する。

本発明の一態様によれば、スパンボンド不織布ウェブをハイドロフォーム加工により形成する方法が提供される。この方法は、最初の非膨張スパンボンド不織布ウェブの最初のロフトよりも少なくとも約１．３倍大きいロフトと、最初の非膨張スパンボンド不織布ウェブの最初の空気透過性よりも少なくとも約１．２倍大きい空気透過性とを有するハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブを製造するために、最初の未膨張スパンボンド不織布ウェブが、パターン状の開口部を含む成形構造と、成形構造の下方に位置する真空スロット領域との上を通過する間に、最初の未膨張スパンボンド不織布ウェブ中の複数のスパンボンド繊維を、密集した実質的に水平方向の配向から、繊維間により大きな垂直間隔を有するより緩やかに詰まった配向へと押し広げて再配向させるために、複数の加圧液体ジェットを最初のロフトを有する最初の未膨張スパンボンド不織布ウェブの外表面に適用するステップを含む。ハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブは、その一方の側に実質的に平坦な第１表面を有し、その反対側に第２表面を有する。第２表面は、成形構造の開口部のパターンに対応するパターン状に複数の突起を含む。

一実施形態では、ハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブは、少なくとも約０．００９インチの平均ロフトを有する。

一実施形態では、加圧液体ジェットは、約２００ｐｓｉ〜約８００ｐｓｉの圧力を有する。

一実施形態では、加圧液体ジェットは、加圧液体の複数の細長い楕円を生成し、各細長い楕円は、約３：１〜約１０：１の長さ対幅の比を有する。一実施形態では、各細長い楕円は、約７：１の長さ対幅の比を有する。

一実施形態では、成形構造は、リニアインチ当たり約３個の開口部からリニアインチ当たり約１２０個の開口部までのメッシュ数を有する成形スクリーンを含む。一実施形態では、成形スクリーンは、リニアインチ当たり約３個の開口部からリニアインチ当たり約４０個の開口部までのメッシュ数を有する。

本発明の一態様によれば、膨張スパンボンド不織布層が生成された最初の未膨張スパンボンド不織布ウェブの最初のロフトよりも少なくとも約１．３倍大きいロフトと、最初の未膨張スパンボンド不織布ウェブの最初の空気透過性よりも少なくとも約１．２倍大きい空気透過性と、を有する膨張スパンボンド不織布層と、膨張スパンボンド不織布層の連続繊維及び／又は小繊維を含有する複数の拡張セルを含む成形フィルム層と、を含むハイドロフォームコンポジット材料が提供される。

一実施形態では、複数の拡張セルには開口部が形成される。一実施形態では、複数の小繊維は、成形フィルム層の拡張セルの頂点を含む平面を超えて、成形フィルム層から外側に延在する。

一実施形態では、複数の拡張セルは、リニアインチ当たり約３個のセルからリニアインチ当たり約１２０個のセルまでのメッシュ数を有する。一実施形態では、複数の拡張セルは、リニアインチ当たり約４０個のセルからリニアインチ当たり約１２０個のセルまでのメッシュ数を有するミクロセルである。一実施形態では、複数の拡張セルは、リニアインチ当たり約４０個未満のセルのメッシュ数を有するマクロ拡張セルである。一実施形態では、複数のマクロ拡張セルは、リニアインチ当たり約３個のセルからリニアインチ当たり約２５個のセルまでのメッシュ数を有する。

一実施形態では、複数の拡張セルのそれぞれは、ハイドロフォームコンポジット材料の乱されていない実質的に平坦な表面からなる幅を有するランドによって、隣接する拡張セルから離間している。

一実施形態では、ハイドロフォームコンポジット材料は、少なくとも約３．０グラムの層間剥離力を有する。

一実施形態では、成形フィルム層は、ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル、メタロセン系ポリオレフィン、直鎖低密度ポリエチレン及び直鎖中密度ポリエチレンからなる群から選択されるポリオレフィンを含む。

一実施形態では、成形フィルム層は、ポリプロピレン系のエラストマー、エチレン系のエラストマー、コポリエステル系のエラストマー、オレフィンブロックコポリマー、及びスチレンブロックコポリマーからなる群から選択されるエラストマーポリマーを含む。

一実施形態では、膨張スパンボンド不織布層は、界面活性剤を含む。一実施形態では、膨張スパンボンド不織布層は複数の繊維を含み、複数の繊維は界面活性剤を含む。

本発明の一態様によれば、最初のロフトと最初の空気透過性とを有する最初のスパンボンド不織布ウェブ及びポリマーフィルム層を含むコンポジット前駆体材料を形成するステップと、最初の非膨張スパンボンド不織布ウェブの最初のロフトよりも少なくとも約１．３倍大きいロフトと、最初の非膨張スパンボンド不織布ウェブの最初の空気透過性よりも少なくとも約１．２倍大きい空気透過性と、を有する膨張スパンボンド不織布層を含むハイドロフォームコンポジット材料を製造するために、コンポジット前駆体材料が、パターン状の開口部を含む成形構造と、成形構造の下方に位置する真空スロット領域との上を通過する間に、最初の未膨張スパンボンド不織布ウェブ中の複数のスパンボンド繊維を、密集した実質的に水平の配向から、繊維間により大きな垂直間隔を有するより緩やかに充填された配向へと押し広げて再配向させるために、複数の加圧液体ジェットを最初の未膨張スパンボンド不織布ウェブの外表面に適用するステップと、を含む、コンポジット前駆体材料をハイドロフォーム加工する方法が提供される。

一実施形態では、複数の加圧液体ジェットが最初のスパンボンド不織布ウェブの外表面に適用されるとき、ポリマーフィルム層は成形構造と接触する。

一実施形態では、複数の加圧液体ジェットは、成形構造の開口部のパターンに対応する拡張セルのパターンをポリマーフィルム層内に形成するのに十分な液体噴射圧力を提供し、拡張セルは膨張スパンボンド不織布層の連続繊維及び／又は小繊維を含む。

一実施形態では、液体噴射圧力は、拡張セルに開口部を形成し、複数の小繊維をポリマーフィルム層の拡張セルの頂点を含む平面を超えてポリマーフィルム層から外側に延ばすのに十分である。

一実施形態では、コンポジット前駆体材料を形成するステップは、複数の加圧液体ジェットを最初のスパンボンド不織布ウェブの外表面に適用する前に、溶融ポリマーフィルム層を同時にニップに押し出して最初のスパンボンド不織布上にポリマーフィルム層を形成しながら、最初のスパンボンド不織布ウェブを低圧ニップロールに通すことを含む。

一実施形態では、コンポジット前駆体材料を形成するステップは、複数の加圧液体ジェットを最初のスパンボンド不織布ウェブの外表面に適用する前に、最初のスパンボンド不織布ウェブを第２成形構造上に同期した速度で通過させ、第２真空スロット領域を通過する一方、溶融ポリマーフィルムの層を、第２真空スロット領域の最初のスパンボンド不織布ウェブの上面に同時に押し出すことを含む。

一実施形態では、本方法は、ハイドロフォームコンポジット材料が、開口部を有する第２成形構造と、第２成形構造の下方に位置する第２真空スロット領域とを通過する間、ハイドロフォームコンポジット材料の外表面に複数の加圧液体ジェットを適用し、マクロ拡張セルのパターンを生成するステップを含む。マクロ拡張セルは、リニアインチ当たり４０個未満のセルのメッシュ数を有する。

一実施形態では、マクロ拡張セルは、ハイドロフォームコンポジット材料の最初の平面から離れる方向に延びるハイドロフォームコンポジット材料の連続的に薄くなる部分を含む側壁を有する。

一実施形態では、ハイドロフォームコンポジット材料は、膨張スパンボンド不織布層を上方に向け、ポリマーフィルム層を第２成形構造上に位置させるように、第２成形構造に導入される。

一実施形態では、ハイドロフォームコンポジット材料は、ポリマーフィルム層を上方に向け、膨張スパンボンド不織布層を第２成形構造上に位置させるように、第２成形構造に導入される。

一実施形態では、本方法は、ハイドロフォームコンポジット材料中にマクロ拡張セルを形成するために、ハイドロフォームコンポジット材料を、その表面から突き出たピンのパターンを有するピンロールと、その表面に凹んだキャビティの位置合わせパターンを有する対向ロールとの間のニップに、ピンロールと対向ロールとを反対方向に回転させながら通すステップを含む。一実施形態では、ハイドロフォームコンポジット材料は、膨張スパンボンド不織布層をピンロールに対面させ上方に向け、ポリマーフィルム層を対向ロールに対面させ下方に向け、ニップに導入する。一実施形態では、ハイドロフォームコンポジット材料は、ポリマーフィルム層をピンロールに対面させ上方に向け、膨張スパンボンド不織布層を対向ロールに対面させ下方に向け、ニップに導入する。

一実施形態では、本方法は、ハイドロフォームコンポジット材料に三次元パターンを形成するために、ハイドロフォームコンポジット材料を、その外表面上に三次元パターンを有するエンボスロールと対向ロールとの間のニップに、エンボスロールと対向ロールとを反対方向に回転させながら、通すことを含む。

本発明の一態様によれば、最初のロフト及び最初の空気透過性を有する最初のスパンボンド不織布ウェブと、ポリマーフィルム層と、を含む不織布及びポリマーフィルムコンポジット体前駆体材料をハイドロフォーム装置に供給するステップと、最初の非膨張スパンボンド不織布ウェブの最初のロフトよりも少なくとも約１．３倍大きいロフトと、最初の非膨張スパンボンド不織布ウェブの最初の空気透過性よりも少なくとも約１．２倍大きい空気透過性と、を有する膨張スパンボンド不織布層を含むハイドロフォームコンポジット材料を製造するために、コンポジット前駆体材料が、開口部を含む成形構造と、成形構造の下方に位置する真空スロット領域とを通過する間に、複数の加圧液体ジェットを最初のスパンボンド不織布ウェブの外表面の上に適用し、最初の未膨張スパンボンド不織布ウェブ中の複数のスパンボンド繊維を押し広げて、密に詰まった実質的に水平の配向から、繊維間により大きな垂直間隔を有するより緩やかに詰まった配向へと再配向させるステップと、を含む、コンポジット前駆体材料をハイドロフォーム加工する方法が提供される。

一実施形態では、コンポジット前駆体材料が成形構造を通過する際に、ポリマーフィルム層に複数の拡張セルが形成され、拡張セルは、膨張スパンボンド不織布層の連続繊維及び／又は小繊維を含む。

本発明のこれらの及び他の態様、特徴及び特性、並びに構造の関連要素の動作の方法及び機能並びに部品の組み合わせ及び製造の経済性は、添付の図面を参照しながら後続の記述及び添付の特許請求の範囲を考えればより明らかになるであろう。図面はすべて本明細書の一部をなす。しかし、図面は、例証及び記述のためのものにすぎず、本発明の限度の定義とするものではないことを、はっきりと理解されたい。本明細書及び特許請求の範囲においては、単数形の「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、コンテキストが明確に別段に指示しない限り、複数形の指示対象を含む。

後続の図面の構成要素は、本開示の一般的な原理を強調するために示されており、必ずしも縮尺通りに描かれていない。一貫性及び明確性のために、対応する構成要素を示す参照符号は、図面全体を通して必要に応じて繰り返される。

従来技術の未膨張スパンボンド不織布の顕微鏡写真である。 図１の未膨張スパンボンド不織布の断面の顕微鏡写真である。 本発明の一実施形態による、ハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布の断面の顕微鏡写真である。 本発明の実施形態による方法を実施するためのハイドロフォーム装置の模式図である。 図４のハイドロフォーム装置の加圧ジェットの模式図である。 図４のハイドロフォーム装置の複数の加圧ジェットの模式図である。 本発明の一実施形態による、ハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布の一方の表面の一部分の側面図の顕微鏡写真である。 図７Ａのハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布の別の表面の一部分の側面図の顕微鏡写真である。 本発明の一実施形態による、膨張スパンボンド不織布層及びポリマーフィルム層を含むハイドロフォームコンポジット材料の顕微鏡写真である。 本発明の実施形態による方法を実施するためのラミネーション及びハイドロフォーム装置の模式図である。 本発明の実施形態による方法を実施するためのラミネーション及びハイドロフォーム装置の模式図である。 本発明の実施形態による方法を実施するためのラミネーション及びハイドロフォーム装置の模式図である。 本発明の実施形態による方法を実施するための装置の模式図である。 本発明の実施形態による方法を実施するための装置の模式図である。

図１は、約１０ｇｓｍの目付けを有するスパンボンド不織布ウェブ１０の一部分の平面図である。不織布ウェブ１０は、上述のように、複数の繊維１２と、スパンボンド加工によって生成された複数の圧縮結合部位１４とを含む。

図２は、図１の不織布ウェブ１０の断面を示す。図示されているように、不織布ウェブ１０がほぼ水平な表面に置かれたとき、複数の繊維１２は概して水平方向に配向している。すなわち、各繊維は概して水平な面に置かれており、繊維１２は互いにほぼ平行である。圧縮結合部位１４も図２に見ることができる。繊維１２は密に詰まっており、したがって、それらの間には通常、垂直間隔がない。図示された不織布ウェブ１０は、約０．０１０ｃｍ（０．００３９インチ）の平均ロフト又は厚さ２２を有する。公称１０ｇｓｍのスパンボンド不織布ウェブ１０が示されているが、本発明の実施形態はこれに限定されない。本明細書で使用する「公称」という用語は、近似値を指す。例えば、公称１０ｇｓｍのスパンボンド不織布ウェブは、実際には、約１０．２５ｇｓｍまでの平均目付けを有し得る。公称８ｇｓｍの目付けを有するスパンボンド不織布ウェブを、本発明の実施形態に従って使用することができる。

本発明の実施形態で使用され得る目付けの上限はなくてもよいが、比較的高い目付け（及びより高いコスト）を有するスパンボンド不織布ウェブは、より高いロフトを有し得るため、本発明の実施形態で使用することが望ましくないかもしれない。図示された実施形態は、いかなる限定をすることも意図しない。軽量で安価なスパンボンド不織布ウェブから始め、上述のスパンレース加工のような他の加工で製造されたより高コストで厚みのある不織布ウェブを再現するように及びそれらのように機能させるようにウェブを膨張させることが本発明の実施形態の１つの態様である。

繊維１２は、ポリプロピレンなどのポリオレフィンであってもよいポリマーから作製される。一実施形態では、不織布ウェブ１０は、上述のようにＳＢＰＰであってもよい。一実施形態では、繊維１２がその外表面において親水性であるように、不織布ウェブ１０を界面活性剤で被覆することができる。一実施形態では、界面活性剤は、繊維１２が親水性であり、以下でさらに詳細に説明するように、繊維１２が液体に曝された後も親水性を保つように、ポリマーのアモルファス領域内部に位置する半粘性流体の形態で繊維１２のポリマーに組み込まれていても良い。

図３は、以下に記載される本発明の実施形態による図１及び図２に示された不織布ウェブ１０からハイドロフォームされ、膨張されたハイドロフォームスパンボンド不織布ウェブ３０の部分の断面を示す。図示されるように、最初のスパンボンド不織布ウェブ１０の繊維１２の多くは、矢印３１によって示されるように、それらの間により大きな垂直間隔を取るように膨張している。不織布ウェブ１０の膨張の間に、繊維１２のいくつかは、最初の概して水平方向の配向から上方に向けて湾曲し、湾曲した繊維３２となる。更に、先に不織布ウェブ１０の長さに沿って連続していた繊維１２のいくつかは、膨張加工の間に短縮された小繊維３４へと分解することがあり、少なくとも短縮された小繊維３４のいくつかは、より垂直方向の並びに配向されてもよく、図示されるように、概ね垂直な小繊維３６となってもよい。

ハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブ３０は、０．０５０ｃｍ（０．０１９７インチ）の平均膨張ロフト又は厚さ３８を有し、それは、最初のスパンボンド不織布ウェブ１０の最初のロフト２２の約５．０倍大きい。本発明の実施形態は、最初のスパンボンド不織布ウェブのロフトの少なくとも約１．３倍に膨張したロフトを有する膨張スパンボンド不織布ウェブを提供し、これは、柔らかさを増強し、表面の乾きを促進し、ハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブ３０を含む吸収性物品の装着者が知覚する冷涼感を高めるのに十分である。さらに、ハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブ３０の空気透過性は、以下にさらに詳細に説明するように、最初のスパンボンド不織布ウェブ１０の空気透過性と比較して、少なくとも約１．２倍増加することができる。

図４は、本発明の実施形態に従う、上述のハイドロフォーム膨張スパンボンド不織ウェブ３０及び／又は後述のハイドロフォームコンポジット材料などの、ハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブを製造するためのハイドロフォーム装置４０の実施形態の模式的側面図である。具体的には、図４の装置４０は、図１及び図２に示すスパンボンド不織布ウェブ１０などのスパンボンド不織布ウェブのハイドロフォーム加工し、そのロフトを膨張させ、図３に示されている膨張スパンボンド不織布ウェブ３０などのハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布を製造する加工法を提供する。

図４に示すように、上述のスパンボンド加工の結果として最初のロフトを有する最初の未膨張スパンボンド不織布ウェブ１０のロール４２は、不織布ウェブ１０がロール４２から巻き戻され、さらに加工されることを可能にする配向及び位置において装置４０のスピンドル４３にロードされる。装置４０は、回転可能な成形スクリーンの形態であってもよい成形構造４４を含み、不織布ウェブ１０は、成形構造４４上を連続的に前進することができる。成形構造４４が回転可能な成形スクリーンである実施形態では、同期した速度で、図を含む紙面を貫いて延びる長く狭い幅の真空スロット領域４５にわたって、不織布ウェブ１０を移動させ、スクリーンを回転させることができる。成形構造４４は、リニアインチ当たり約３個の開口部（すなわち、「３メッシュ」）からリニアインチ当たり約１２０個の開口部（すなわち「１２０メッシュ」）までのメッシュ数を有する複数の開口部４４ａを有することができる。一実施形態では、メッシュ数はリニアインチ当たり約２５個の開口部（すなわち、「２５メッシュ」）であってもよい。

複数の加圧液体ジェット４６は、図４を含む紙面を貫いて延びる長く狭い幅のゾーンに配置され、成形構造４４の下の長く狭い幅の真空スロット領域４５とほぼ位置合わせされる。液体ジェット４６は、ウェブ１０が真空スロット領域４５を通過する間に、不織布ウェブ１０の外表面上に約２００ｐｓｉから約８００ｐｓｉの圧力で、水などの重なり合った液体流４７を提供するように構成される。一実施形態では、液体ジェット４６内の液体は、約４００ｐｓｉから約８００ｐｓｉの圧力を有してよい。液体流４７は、スパンボンド繊維１２の大部分を、密集した水平方向の配向（図２に示す）からより大きな垂直間隔（図３に示す）を持つように押して再配向するのに十分な圧力を有する。

図３に示すように、スパンボンド不織布１０の繊維の多くは上方に湾曲するように押され、もとの連続繊維の少なくともいくつかは短縮された小繊維に分解されても良い。このような最初のスパンボンド不織布ウェブ１０の破壊は、最初のスパンボンド不織布ウェブ１０のロフトよりも少なくとも約１．３倍大きい膨張したロフトと、最初のスパンボンドウェブの空気透過性よりも１．２倍大きい増加した空気透過性とを有する膨張スパンボンド不織布ウェブ３０をもたらす。さらに、液体ジェット４６は、不織布ウェブ１０の部分を成形構造４４の複数の開口部４４ａに押し込み、以下に詳細に説明するように、膨張不織布ウェブの一方の表面から延在する複数の突起を形成するために十分な圧力を有している。

図５は、図４の装置４０において使用され得る本発明の実施形態による個々の液体ジェット４６を示している。図示されるように、液体ジェット４６は、扇の形の断面を有する液体流４７（例えば、水）を発射させるように構成されたノズル５４を備え、ノズル５４は扇形の断面を有する。液体流４７は、概ね、幅「ｗ」及び長さ「ｌ」を有する細長い楕円形として形成される。個々のノズル５４から出る液体流４７は、約３：１から約１０：１の間である長さ対幅の比（ｌ／ｗ）を有する細長い楕円形状を有している。一実施形態では、液体流４７は、長さ対幅の比が約７：１であり、不織布ウェブ１０に衝突する位置における長さが約１．７５インチであり、幅が約０．２５インチである細長い楕円形を有してもよい。

複数の液体ジェット４６は、図６に更に詳細に図示されている。図示されているように、個々のノズル５４は、インレット６２において加圧液体が供給されるマニホールド６０に整列されて取り付けられている。一実施形態では、個々のノズルは約１〜２インチ毎にマニホールド６０に沿って離間している。一実施形態では、個々のノズルは約１．５インチ毎にマニホールドに沿って離間している。液体流４７は、それぞれの縁部５６で隣接する流れとわずかに重なっている。複数の液体流４７は、一緒になって、それぞれ液体を図５に示す細長い楕円形に形作る個々の噴霧ノズル５４によって形成される加圧液体６８の長く狭い幅のゾーンを生成する。液体流４７の縁部５６は、全体としても狭い幅（図５の「ｗ」）を維持しながら、不織布ウェブ１０の全幅にわたって加圧液体が不織布ウェブ１０に提供され得るように重なり合っている。

図４に戻ると、真空スロット領域４５は、スパンボンド不織布ウェブ１０の表面から、スパンボンド不織布ウェブ１０を打つ液体流４７の力を減少させ得る液体残留物を除去するのに十分な吸引力を有してもよい。次いで、膨張スパンボンド不織布ウェブ３０は、その後、１つ以上のドライヤ４８で乾燥され、少なくとも１つのスリッティングブレード４９によって好ましい幅に細長く切られてよい。膨張スパンボンド不織布ウェブ３０は、ワインダ５０によって、少なくとも一つのロール５２に巻き取られる。一実施形態では、膨張スパンボンド不織布ウェブ３０は、また、膨張スパンボンド不織布ウェブ３０の特性をさらに高めるために、界面活性剤でコーティングしてもよいし、それ以外の方法で処理してもよい。

上述のように、一実施形態では、繊維１２は、経時的に繊維の外表面に移動し得る界面活性剤を含んでもよい。理論に拘泥するものではないが、繊維のポリマーの内部構造内の界面活性剤流体に加えられる圧力と繊維の外側の雰囲気との間の圧力差は、平衡が達成されるまで界面活性剤を繊維の外表面に向かって移動させる。平衡状態が達成される際、ポリマー中に組み込まれた少量の界面活性剤のみが表面に移動すると推測される。界面活性剤が、上述の初めのハイドロフォーム加工によって、又は使用者が着用している間の液体損傷によって、繊維の表面から洗い流される場合、平衡は失われ、より多くの界面活性剤が繊維の外表面に向かって移動し、新しい平衡を達成する。繊維に組み込む界面活性剤の量は、ハイドロフォーム加工中に、並びに繊維が組み込まれる吸収性デバイスの使用中に失われることが予想される量を考慮して、決定されてもよい。ハイドロフォーム膨張不織布ウェブ３０がその繊維に組み込まれた界面活性剤を吸収性デバイスのトップシート又は捕捉分配層（「ＡＤＬ」）として使用される場合、トップシートの機能上の流体捕捉率の値は、吸収性デバイスがその流体収容能力を超えた後でも機能し続けることができる。

図７Ａ及び図７Ｂは、図４の装置４０のようなハイドロフォーム装置上で製造されたハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブ７０の部分の側面図である。ハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブ７０は、１０ｇｓｍの公称目付けと、４．８オンスの重りを用いてエイムス（Ａｍｅｓ）４１２．５厚み計によって測定した場合約０．００４０インチ（約１０２ミクロン）の平均ロフト又は厚さとを有する最初のスパンボンド不織布ウェブから製造された。図７Ａは、ハイドロフォーム装置４０の液体ジェット４６に供されたハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブ７０の第１の側の第１表面７２を示し、図７Ｂは、第１表面７２と反対側でありハイドロフォーム装置４０の成形構造４４に接している、ハイドロフォーム膨張不織布ウェブ７０の第２の側の第２表面７４を示す。図示されているように、第１表面７２は概ね平面であり、一方、第２表面７４は、そこから延在する突起７６のパターンを有する。突起７６は、成形構造４４の開口部４４ａのパターンと概ね同じパターンであり、それはリニアインチ当たり約２５個のセル（すなわち、２５メッシュ）のメッシュ数を有する。ハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブ７０は、４．８オンスの重りを用いてエイムス４１２．５厚み計によって測定した場合約０．００７６インチ（約１９３ミクロン）、又は最初の未膨張スパンボンド不織布ウェブのロフトよりも約１．９倍（９０％）大きい平均ロフト又は厚さを有する。

図８は、膨張スパンボンド不織布層８２とポリマーフィルム層８４とを含むハイドロフォームコンポジット材料８０の部分の断面を示す。フィルム層８４は、膨張スパンボンド不織布層８２から離れる方向に延在する複数の拡張セル８６を含む。図示された実施形態では、フィルム層８４の拡張セル８６の各々は、それぞれの頂点８７で開口部が形成されており、拡張セル８６は、成形構造４４の開口部４４ａのメッシュ数と実質的に同じである、リニアインチ当たり約２５個のセル（すなわち、「２５メッシュ」）のメッシュ数を有するマクロ拡張セルである。マクロ拡張セルは、ハイドロフォームコンポジット材料の連続的に薄くなっている部分を含みコンポジット前駆体材料（以下に説明する）の最初の平面から離れる方向に延在する側壁を有し、複数の拡張セルの各々は、ハイドロフォームコンポジット材料の乱されていない概ね平坦な表面からなる幅を有するランド８５により隣接する拡張セルから離間している。ハイドロフォームコンポジット材料８０では、膨張スパンボンド不織布層８２の繊維及び小繊維がフィルム層８４の拡張セル８６に押し込まれ、いくらかの小繊維８８は、フィルム層８４の拡張セル８６の頂点８７を含む平面を超えて延在する。

ハイドロフォーム加工に付されるコンポジット前駆体材料は、例えば、図９〜１１に示すように、種々の方法によって生成することができる。図９に示す装置９０では、最初の未膨張不織布ウェブ１０のロール４２をスピンドル９１上に配置し、ポリマーフィルム９４のロール９２を別個のスピンドル９３上に配置してもよい。ポリマーフィルム９４のポリマーは、ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル、メタロセン、直鎖低密度及び直鎖中密度ポリエチレンを含むがこれらに限定されない１種又はそれ以上のポリオレフィン、並びにポリプロピレン系のエラストマー、エチレン系のエラストマー、コポリエステル系のエラストマー、オレフィンブロックコポリマー、スチレンブロックコポリマーなどを含むがこれらに限定されないエラストマーポリマーを含むがこれらに限定されないその他のポリマー、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。ポリマーフィルム９４は、固体ポリマーフィルムであってもよいし、又は開口部が形成されていても良い。一実施形態では、ポリマーフィルム９４は、真空成形、ハイドロフォーム、機械的開口形成及び／又はエンボス加工法を使用して作製されたミクロセル又はミクロ開口部のパターンを有していても良い。

最初の未膨張不織布ウェブ１０及びポリマーフィルム９４のそれぞれは、２つのカレンダーロール９６、９７の間のニップ９５に供給されてもよい。２つのカレンダーロール９６、９７のうち少なくとも１つは、不織布ウェブ１０及び／又はポリマーフィルム９４を軟化させ得る温度まで温められてもよい。一実施形態では、カレンダーロール９６、９７の少なくとも１つは、その表面に三次元パターンを有してもよく、ポリマーフィルム９４及び不織布ウェブ１０は、当技術分野で知られているように点接着加工に付される。不織布ウェブ１０とポリマーフィルム９４とを含むコンポジット前駆体材料９８が成形構造４４を通過する際に液体ジェット４６に供される前に、ニップ９５内の不織布ウェブ１０とポリマーフィルム９４とに付される圧力は、不織布ウェブ１０とポリマーフィルム９４とを互いに接着させて、コンポジット前駆体材料９８を作製する。液体ジェット４６と、成形構造４４と、真空スロット４５との組合せは、図８に図示された実施形態に関して上記に説明されたように、膨張スパンボンド不織布層と、成形構造の開口部４４ａのパターンに対応するパターンに並べられた拡張セルを有するポリマーフィルム層とを含むハイドロフォームコンポジット材料９９を作製する。例えば、成形構造４４がリニアインチ当たり約４０個の開口部（すなわち「４０メッシュ」）からリニアインチ当たり約１２０個の開口部（すなわち「１２０メッシュ」）までのメッシュ数を有する場合、ハイドロフォームフィルムのセルは、約４０から約１２０のメッシュ数を有するミクロ拡張セルとなる。成形構造が約４０メッシュ未満のメッシュ数を有する場合、ハイドロフォームフィルムのセルは、約４０メッシュ未満のメッシュ数を有するマクロ拡張セルとなる。

ドライヤ４８を通過した後、ハイドロフォームコンポジット材料９９は、細長く切られてワインダ５０によってロール９９ａに巻き取られても良い。一実施形態では、ハイドロフォームコンポジット材料９９の少なくとも膨張スパンボンド不織布層は、ハイドロフォームコンポジット材料９９の性能を更に向上させるために、界面活性剤でコーティングされ、又はその他の方法により処理されても良い。一実施形態では、ハイドロフォームコンポジット材料９９の繊維は、上述したように界面活性剤を既に含有していてもよい。

一実施形態では、液体ジェット４６及び成形構造４４の上流に位置する装置９０の部分をオフラインで配置して、コンポジット前駆体材料９８を形成し、コンポジット前駆体材料のロールを図４の装置４０のスピンドル４３に配置し、上記のように処理してもよい。

図１０は、最初の未膨張スパンボンド不織布ウェブ１０がニップ１０４を通過する際に、溶融ポリマー１０２の層をフィルム押し出しダイ１０３から、金属製ロール１０５とゴム製ロール１０６とによって作られたニップ１０４において、最初の未膨張スパンボンド不織布ウェブ１０上に直接押し出すことによって、積層コンポジット前駆体材料１０１を生成するように構成された装置１００の実施形態を示す。溶融ポリマー１０２の層は、ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル、メタロセン、直鎖低密度及び直鎖中密度ポリエチレンを含むがこれらに限定されない１種又はそれ以上のポリオレフィン、並びにポリプロピレン系のエラストマー、エチレン系のエラストマー、コポリエステル系のエラストマー、オレフィンブロックコポリマー、スチレンブロックコポリマーなどを含むがこれらに限定されないエラストマーポリマーを含むがこれらに限定されないその他のポリマー、又はこれらの組み合わせを含むことができる。

搬送ロール１０７を使用して、積層コンポジット前駆体材料１０１の向きを変えて、積層コンポジット前駆体材料１０１のポリマーフィルム層が成形構造４４に接し、液体ジェット４６が最初のスパンボンド不織布ウェブ１０に直接液体流４７を供給するようにしても良い。更なるロールは装置１００において使用することができ、例示された実施形態は、いかなる方法においても制限することを意図しないことを理解されたい。液体ジェット４６、成形構造４４、及び真空スロット４５の組み合わせは、上記に説明されたように、膨張スパンボンド不織布層と、成形構造４４の開口部４４ａのパターンに対応するパターンに並べられた拡張セルを有するポリマーフィルム層とを含むハイドロフォームコンポジット材料１０８を作製する。

図１０に示す実施形態では、搬送ロール１０９を用いてハイドロフォームコンポジット材料１０８をドライヤ４８と並ばせ、ドライヤ４８を通過した後、ハイドロフォームコンポジット材料１０８を、細長く切ってワインダ５０によってロール１０８ａに巻き取っててもよい。一実施形態では、ハイドロフォームコンポジット材料１０８の少なくとも膨張スパンボンド不織布層は、ハイドロフォームコンポジット材料１０８の性能を更に向上させるために、界面活性剤でコーティングされ、又はその他の方法により処理されても良い。一実施形態では、上述したように、ハイドロフォームコンポジット材料１０８の繊維は界面活性剤を既に含有していてもよい。

ハイドロフォームコンポジット材料１０８を搬送するために更なるロールを使用することができ、例示された実施形態は決して限定することを意図するものではないことを理解されたい。一実施形態では、液体ジェット４６及び成形構造４４の上流に位置する装置１００の部分をオフラインで配置して積層コンポジット前駆体材料１０１を形成しても良く、積層コンポジット前駆体材料のロールを図４の装置４０のスピンドル４３に配置し、上述のようにハイドロフォーム加工しても良い。

図１１は、溶融ポリマー１０２が不織布ウェブ１０と接しているときにスパンボンド不織布ウェブ１０が第２真空スロット領域１１５を通過するように、最初の未膨張スパンボンド不織布ウェブ１０が第２成形構造１１４の上を同期した速度で移動する際に、溶融ポリマー１０２を押し出しダイ１０３から最初の未膨張スパンボンド不織布ウェブ１０に直接押し出すことによって、積層コンポジット前駆体材料１１２を生成するように構成された装置１１０の実施形態を示す。第２成形構造１１４は、第２真空スロット領域１１５に生成された真空が、スパンボンド不織布ウェブ１０を成形構造１１４に対面するように引くことを可能とするように構成された開口部のパターンを有し、スパンボンド不織布ウェブ１０の浸透性により、ポリマーフィルム層は、ポリマーが冷えるにつれて不織布ウェブ１０に適合する。搬送ロール１１６、１１７は、ポリマー層に更なる冷却を提供するために及び／又は積層コンポジット前駆体材料１１２のポリマーフィルム層が成形構造４４に接触し、液体ジェット４６が最初のスパンボンド不織布ウェブ１０上に液体流４７を直接供給するように積層コンポジット前駆体材料１１２を再配向するために、使用されてもよい。コンポジット前駆体材料１１２を搬送するために追加のロールを使用することができ、例示された実施形態はいかなる意味においても限定することを意図しないことを理解されたい。液体ジェット４６、成形構造４４、及び真空スロット４５の組み合わせは、上記に説明されたように、膨張スパンボンド不織布層と、成形構造の開口部４４ａのパターンに対応するパターンに並べられた拡張セルを有するポリマーフィルム層とを含むハイドロフォームコンポジット材料１０８を作製する。

図１１に示す実施形態では、追加の搬送ロール１１９を使用して、ハイドロフォームコンポジット材料１１８をドライヤ４８と並ばせ、ドライヤ４８を通過した後、ハイドロフォームコンポジット材料１１８を、細長く切ってワインダ５０によってロール１１８ａに巻き取ってもよい。一実施形態では、ハイドロフォームコンポジット材料１１８の少なくとも膨張スパンボンド不織布層は、ハイドロフォームコンポジット材料１１８の性能を更に向上させるために、界面活性剤でコーティングされ、又はその他の方法により処理されても良い。一実施形態では、ハイドロフォームコンポジット材料１１８の繊維は、上述したように界面活性剤を既に含有していてもよい。

ハイドロフォームコンポジット材料１１８を搬送するために追加のロールを使用することができ、例示された実施形態はいかなる意味においても限定することを意図するものではないことを理解されたい。一実施形態では、液体ジェット４６及び成形構造４４の上流に位置する装置１１０の部分をオフラインで配置して積層コンポジット前駆体材料１１２を形成しても良く、積層コンポジット前駆体材料１１２のロールを図４の装置４０のスピンドル４３に配置し、上述のようにハイドロフォーム加工しても良い。

コンポジット前駆体材料を作製するために他の従来の加工法を使用することができ、本明細書に記載された加工法は、いかなる意味においても限定的であると見なされるべきではない。例えば、一実施形態では、接着剤材料を使用して、ポリマーフィルムと最初の未膨張のスパンボンド不織布ウェブとを接着することができる。一実施形態では、超音波接着装置を使用して、ポリマーフィルムと最初の未膨張のスパンボンド不織布ウェブとの間に結合を形成することができる。

図１０及び図１１に関して上述したように、スパンボンド不織布ウェブの上に直接溶融ポリマーの層を押し出すことを含む、熱接着加工を使用して積層コンポジット前駆体材料を作製する潜在的な利点は、得られるポリマーフィルム層が、既に形成されたポリマーフィルムを使用する加工法よりも薄い可能性があることである。例えば、直接押し出し法は、約８〜１２ｇｓｍの公称目付けを有する非常に薄いポリマーフィルムを可能にし得る。

次に、突起を有するハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布材料、又は拡張セルを有するハイドロフォームコンポジット材料（開口部有り又は無し）に、マクロ突起又は拡張セルのパターン（開口部有り又は無し）が生成され得るように、リニアインチ当たり約４０個未満の開口部の異なるメッシュ数を有する異なる成形構造４４を含む、図４のハイドロフォーム装置４０を用いた２回目のハイドロフォーム加工を実行することができる。マクロ拡張セルは、ハイドロフォームコンポジット材料の最初の平面から離れる方向に延びるハイドロフォームコンポジット材料の連続的に薄くなっている部分を含む側壁を有しても良い。一実施形態では、図４のハイドロフォーム装置４０は、開口部形成のためではなく、ハイドロフォームコンポジット材料のエンボス加工によって更に三次元的な表面を生成するために使用されても良い。

一実施形態では、マクロ拡張セルのパターンは、突起又はミクロ拡張セルを既にそれぞれ有しているハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布材料又はハイドロフォームコンポジット材料中に、図１２に図示される装置１２０のような大型の開口部を形成するように構成された装置に材料を通過させることによる、材料の機械的穿孔方法によって形成されても良い。図示されているように、装置１２０は、ピン１２４のパターンを有するピンロール１２３と、ピン１２４を受けるように構成されたキャビティ１２６の位置合わせパターンを有する対向ロール１２５とを含む。ピンロール１２３と対向ロール１２５とは、反対方向に回転してニップ１２７を形成し、これを介してハイドロフォームコンポジット材料１２８を供給してもよい。ピン１２４は、ピンロール１２３の表面から突出しており、キャビティ１２６は、対向ロール１２５の表面に窪んでいる。ピンロール１２３と対向ロール１２５は、ピン１２４がキャビティ１２６とかみ合うように位置合わせされてもよく、ロール１２３，１２５が回転すると、ニップ１２７においてピン１２４がキャビティ１２６内に挿入され、ロール１２３、１２５間のハイドロフォームコンポジット材料１２８がピン１２４によって穿孔され、これにより、開口部を有するマクロ拡張セルのパターンが形成される。

得られた材料は、ミクロ拡張セル（又は突起）及び開口部を有するマクロ拡張セルを含み、吸収性デバイスのトップシート又はＡＤＬなどの他の層に後に変換するためにロール１２９に巻かれてもよい。マクロ拡張セルは、リニアインチ当たり約４０個のセル（すなわち「４０メッシュ」）未満のメッシュ数を有して良い。マクロ拡張セルは、ハイドロフォームコンポジット材料の最初の平面から離れる方向に延びていてもよく、それぞれが幅を有する、ミクロ拡張セルを有するハイドロフォームコンポジット材料の平面からなるランドによって離間される。このような機械的穿孔法は、その全体が本明細書中に参考として援用されるクリー（Ｃｒｅｅ）らの米国特許第７，２０４，９０７号に更に詳細に記載されている。

一実施形態では、図１３に示す装置１３０を使用して、マクロ突起又はマクロ拡張セルのパターンを、ハイドロフォーム膨張不織布ウェブ及び／又はハイドロフォームコンポジット材料に形成してもよい。図示されるように、図１２の装置１２０のピンロール１２３と対向ロール１２５とは位置合わせされたエンボスロール１３２、１３４に置き換えられ、図１３の１３１で表されるハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布材料又はハイドロフォームコンポジット材料上に三次元表面（開口部なし）が生成され得る。材料１３１がエンボスロール１３２、１３４の間を通過した後、材料は更なる加工のためにロール１３６に巻き取られてもよい。

マクロ拡張セル（開口部有り又は無し）をミクロ拡張セルを有するハイドロフォームコンポジット材料に組み込むための上記方法のいずれかにおいて、ハイドロフォームコンポジット材料を不織布層が下に向けられた状態で加工に導入する場合、ミクロ拡張セルは上向きになり、マクロ拡張セルは下向きになる。反対に、ハイドロフォームコンポジット材料を不織布層が上に向けられた状態で導入する場合、ミクロ拡張セルは下向きになり、マクロ拡張セルもまた下向きになる。一実施形態では、リニアインチ当たり約４０個未満のセルのメッシュ数のマクロ拡張セルを有するハイドロフォームコンポジット材料は、上述の方法のうちの１つによって更に加工されて、マクロ拡張セルの第２のパターンを追加することができるが、ランド幅のためにはより小さいミクロ拡張セルが望ましい。なぜなら、ミクロ拡張セルは、増強された柔らかさを提供し、及び／又は表面の乾きを促進させるために毛細管吸引力を提供し得るからである。そのような拡張セルの配向を含むミクロ拡張セル（開口部有り又は無し）及びマクロ拡張セル（開口部有り又は無し）の種々の組合せを、本発明の実施形態に従って作製することができる。例えば、上述した装置を用いて、成形構造４４のメッシュパターンを変更することによって、拡張セルのサイズを変更することができ、成形構造に供給されるコンポジット前駆体材料及び／又は更なる加工の為に装置に供給されるハイドロフォームコンポジット材料の配向を変更することによって、拡張セルの配向を変更することができる。

実施例１
１０．２５ｇｓｍの目付け（公称１０ｇｓｍ）を有するスパンボンド不織布ウェブを、本発明の実施形態による方法を用いて、リニアインチ当たり４０個の開口部より大きいメッシュ数、並びにリニアインチ当たり４０個未満の開口部のメッシュ数を有する、様々な成形スクリーンの上で加工した。Ｉｍａｇｅ−Ｐｒｏ Ｐｌｕｓ（登録商標）画像分析ソフトウェアを備えたＮａｖｉｔａｒビデオイメージングマイクロスコープを含む拡大光学デバイスによって断面を測定した場合、スパンボンド不織布の最初のロフトは、上面から底面まで平均約０．０１２ｃｍであった。一実施形態では、拡大光学デバイスは、走査型電子顕微鏡（「ＳＥＭ」）を含んでもよい。試料をそれぞれ約１．０インチ（２．５４ｃｍ）幅の細長い切れ端に切断し、次いで断面に対する圧縮損傷を最小にするよう慎重にその幅に亘って剪断切断した。次に、試料を、その端部が顕微鏡のレンズに対向するように上向きに取り付けた。画像に焦点を合わせ、ソフトウェアによって提供されたライン測定で測定した。試料の端部全体にわたって５つの地点を測定し、試料の平均ロフトを決定した。同一のウェブから複数の試料を試験した。本発明の実施形態による方法を用いてスパンボンド不織布ウェブを加工した後、ウェブは０．０２６７ｃｍ、標準偏差０．００５３ｃｍの平均ロフトまで膨張し、これは最初のスパンボンド不織布ウェブのロフトの少なくとも約１．７倍であった。

少なくとも１つの試料では、リニアインチ当たり２５個の開口部（すなわち、「２５メッシュ」）のメッシュ数を有する成形スクリーンを使用した。より具体的には、成形スクリーンは、開口部を有する入れ子状の五角形のパターンを有し、五角形の一方の平らな側からその尖った上部まで測定すると約０．０５０インチであった。そして、開口部は、約０．００７インチの幅を有するランドによって離間されていた。この膨張スパンボンド不織布試料は、スパンボンド不織布ウェブの最初のロフトの約３．０倍に膨張し０．０３６ｃｍという高さの測定ロフトを有していた。

１０．２５ｇｓｍのスパンボンド不織布ウェブはまた、本明細書のデータのために出願人によって使用された試験装置であるＴｅｘｔｅｓｔ ＦＸ３３００空気透過率試験機のような装置で測定した場合、約１０８０立方フィート／平方フィート／分（ｆｔ^３／ｆｔ^２／分）、又は約３２９立方メートル／平方メートル／分（ｍ^３／ｍ^２／分）の最初の平均空気透過率を有していた。本発明の実施形態によるスパンボンド不織布ウェブを、上述したのと同じ成形スクリーンの配列の上で加工した後、空気透過率は、平均約１４２０ｆｔ^３／ｆｔ^２／分又は４３３ｍ^３／ｍ^２／分、標準偏差１２０ｆｔ^３／ｆｔ^２／分又は３７ｍ^３／ｍ^２／分まで増加し、これは最初のスパンボンドウェブの空気透過率の少なくとも約１．２倍に増加した空気透過率と言い換えられる。上記の２５メッシュのスクリーン（すなわち、リニアインチ当たり２５個の開口部のメッシュ数を有する成形スクリーン）で加工すると、空気透過率は１６２０ｆｔ^３／ｆｔ^２／分、又は４９４ｍ^３／ｍ^２／分まで増加し、これは最初のスパンボンドウェブの空気透過率の約１．５倍に増加した空気透過率と言い換えられる。

実施例２
スパンボンド不織布ウェブはまた、上記のような成形スクリーンの配列の上で本発明の実施形態による積層体（コンポジット材料）の一部として上記のような成形スクリーンの配列の上でハイドロフォーム加工された。このようなハイドロフォームコンポジット材料は、ハイドロフォームコンポジット材料が吸収性デバイスに組み立てられる際に変換の問題を生じ得るため、層が剥離して分離しないような十分な一体性を有すべきである。非常にわずかな剥離力、すなわち２つの層の剥離に抵抗する力でさえ、ほとんどの変換加工のためには十分であるはずである。本発明の実施形態によるハイドロフォームコンポジット材料は、任意のブランドの２インチ幅のマスキングテープの片を８〜１０インチの長さコンポジット材料の不織布側に適用し、フィルム側からテープを手で約２〜３インチの距離引っ張り、フィルムとテープとをフィルム産業において一般的な引張り試験装置のあごに配置することを含む、剥離力試験法（Ｐｅｅｌ Ｆｏｒｃｅ Ｔｅｓｔ法）によって試験した場合、少なくとも約３．０グラムの層間剥離力を示した。次いで、５インチ／分の顎剥離速度が起動され、引張り試験装置は、２つの層が剥離されたときに力計が経験する平均の力を計算する。本発明のいくつかの実施形態では、剥離力は、ほぼ約２０グラムと測定された。

図１０及び図１１に示す前述のニップラミネーション加工において溶融温度及びニップ圧力を操作することにより、剥離力を増加させることができるが、ラミネーション条件は、不織布の全ての繊維がコンポジット前駆体材料のポリマー側に完全に圧縮されないようにバランスを取るべきである。図１１に示す真空ラミネーション加工は、弱い結合（すなわち、小さな剥離力）を生じさせるが、依然として本明細書で表現された限度内であり、大部分の変換加工には十分である。本発明の実施形態による材料は、吸収性デバイスの層として有用である。

実施例３−１０
約１３３ミクロン（０．００５２インチ）の平均厚さ及び約３１１ｍ^３／ｍ^２／分の平均空気透過性を有する公称１０ｇｓｍのスパンボンド不織布ウェブを、４３．５メッシュ（リニアインチ当たり４３．５個の開口部）のスクリーンと６０メッシュ（リニアインチ当たり６０個の開口部）のスクリーンを用いて、種々の水圧でハイドロフォーム加工した。表１は、４００ｐｓｉ〜５５０ｐｓｉの水圧で４３．５メッシュのスクリーンを用いたハイドロフォーム不織布ウェブの、得られた厚さ及び空気透過性を示し、表２は、３１５ｐｓｉ〜５００ｐｓｉの水圧で６０メッシュのスクリーンを用いたハイドロフォーム不織布ウェブの、得られた厚さ及び空気透過率を示す。

４３．５メッシュのスクリーンを使用した場合、スパンボンド不織布ウェブの平均厚さは、最初の厚さの約１．４４倍から約１．６４倍の厚さに（すなわち、約４４％〜約６４％）膨張した一方で、平均空気透過率は、最初の空気透過性の約１．２６倍から約１．５３倍に（すなわち、約２６％〜５３％）増加し、水圧が最も高いとき、厚さ及び空気透過性の最大の増加が得られた。

各圧力で、スパンボンド不織布ウェブの平均厚さは、最初の厚さの約１．３４倍から約１．６２倍の厚さに（すなわち、約３４％〜約６２％）膨張した一方で、平均空気透過率は、最初の空気透過率よりも約１．２４倍から約１．４２倍に（すなわち、約２４％〜約４２％）増加し、水圧が最も高いとき、厚さ及び空気透過率の最大の増加が得られた。

本発明の実施形態は、トップシート、すなわち、吸収性デバイスの装着者の皮膚に接触するトップ層に適する、柔らかさのための高いロフトと、冷涼感及び迅速な流体捕捉のための高い空気透過性とを備えたハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布材料を提供する。パンティライナーや女性用ナプキンのような吸収性デバイスは、より冷涼でより柔らかいトップシートの恩恵を受けることができる。本発明の実施形態はまた、パンティライナーのような低流体用途に最も適する、フィルム層に開口部を有するミクロ拡張セルを備えたハイドロフォームコンポジット材料を提供する。フィルム層は不織布材料に強度を与え、並びにリウェット性能の増強を提供するが、開口部を有するマクロ拡張セルを備えないハイドロフォームコンポジット材料は、大量の流体を迅速に捕捉しないかもしれない。従って、リニアインチ当たり４０個のセルより大きいメッシュ数、すなわちミクロ拡張セルを有するハイドロフォームコンポジット材料を使用すると、本発明の実施形態によるマクロ拡張セルを追加する上述の加工に導入するための前駆体ウェブとして最適であり得る。

本発明の実施形態によるハイドロフォームコンポジット材料は、マクロ拡張セルを組み込んだ後、マクロ拡張セル間のランド上のミクロ拡張セルにより、特に柔らかく快適である。ハイドロフォームコンポジット材料はまた、迅速な流体捕捉性を有し、これは、吸収性デバイスにおけるトップシート又はＡＤＬとしての使用に望ましい。膨張スパンボンド不織布材料それ自体は、吸収性デバイス又は流体バリアを必要としない他の用途においてトップシートとして使用することもできる。ハイドロフォームコンポジット材料が、開口部が形成されていないフィルム層に拡張セルを有する場合、開口していないセルは流体バリアを提供する一方、依然として柔らかさの利点を提供するため、ハイドロフォームコンポジット材料はバックシートとして機能し得る。

本発明の実施形態によるハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布材料及びハイドロフォームコンポジット材料には、吸収性デバイスとして多くの用途があり、並びに本明細書に記載されている本発明の実施形態によって提供される特性及び性能から利益を得ることができる他のタイプのデバイスがある。例えば、本発明の実施形態は、乳児用おむつ又は大人用失禁製品、並びに拭き取り用品、洗浄用具、使い捨て衣類、及び空気及び／又は液体の透過性及び高いロフトを必要とする他の用途のような、その他の吸収性デバイスに適した材料を提供することができる。

一実施形態では、ハイドロフォームコンポジット材料のポリマーフィルムは、エラストマーフィルムであってもよく、エラストマーフィルム及び膨張スパンボンド不織布ウェブを含むハイドロフォームコンポジット材料は、吸収性物品、又は柔らかさと伸縮性が望まれる他のいずれかの製品においてサイドパネル、耳、レッグカフ、ウエストバンド等として使用することができる。

本明細書に記載された実施形態は、多数の可能な具体化及び実施例を表しており、本開示を特定の実施形態に限定することを必ずしも意図していない。その代わりに、当業者に理解されるように、様々な変更がそれらの実施形態に行われることができ、明示的に記載されていなくても、本明細書に記載の様々な実施形態の様々な組み合わせを本発明の一部として使用することができる。そのような変更は、本開示の精神及び範囲内に含まれ、後続の特許請求の範囲によって保護されることが意図される。

Claims (14)

1. 一方の側に実質的に平坦な第１表面及び反対側に第２表面を有し、前記第２表面は、パターン状の複数の突起を含む、ハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブの製造方法であって、
   最初の平均ロフトと最初の空気透過性とを有する最初の未膨張スパンボンド不織布ウェブからハイドロフォーム加工により膨張させてハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブを形成し、
   前記ハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブの平均ロフトを、前記最初の未膨張スパンボンド不織布ウェブの前記最初の平均ロフトよりも少なくとも約１．３倍に膨張させることと、
   前記ハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブの空気透過性を、前記最初の未膨張スパンボンド不織布ウェブの前記最初の空気透過性よりも少なくとも約１．２倍に増加することと、を含み、
   拡大光学デバイスによって断面を測定した場合、前記最初の未膨張スパンボンド不織布ウェブの前記平均ロフトが約０．０１２７ｃｍ（０．００５インチ）〜約０．０６３５ｃｍ（０．０２５インチ）であり、
   前記最初の未膨張スパンボンド不織布ウェブは、複数の結合点によって固定される絡み合った繊維のマットを含み、
   前記ハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブは、パターン状の開口部を含む成形構造と、前記成形構造の下方に位置する真空スロット領域との上を通過する間に、前記絡み合った繊維を、密集した実質的に水平の配向から、前記繊維間により大きな垂直間隔を有するより緩やかに充填された配向へと押し広げて再配向させるために、複数の重なり合った加圧液体ジェットを前記最初の未膨張スパンボンド不織布ウェブの実質的に平坦な前記第１表面に適用して形成される、
   ハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブの製造方法。
2. 前記ハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブの目付けは、前記最初の未膨張スパンボンド不織布ウェブの最初の目付けと実質的に等しい、請求項１に記載のハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブの製造方法。
3. 前記目付けは、少なくとも約８グラム／平方メートル（ｇｓｍ）である、請求項２に記載のハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブの製造方法。
4. 空気透過率測定装置で測定した場合、前記最初の未膨張スパンボンド不織布ウェブの平均空気透過性が約３５４２ｍ ^３ ／ｍ ^２ ／分（１０８０ｆｔ^３／ｆｔ^２／分）であり、そして前記膨張スパンボンド不織布ウェブの平均空気透過性が、約５１１７ｍ ^３ ／ｍ ^２ ／分（１５６０ｆｔ^３／ｆｔ^２／分）である、
   請求項１に記載のハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブの製造方法。
5. 前記ハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブの複数の実質的に水平な繊維が、前記最初の未膨張スパンボンド不織布の対応する複数の実質的に水平な繊維よりも大きな垂直間隔を有する、
   請求項１に記載の製造方法により得られたハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブ。
6. 前記ハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブの複数の繊維が、実質的に水平な平面から離れる方向に湾曲している、
   請求項５に記載のハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブ。
7. 前記ハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブは、複数の実質的に水平な連続繊維及び複数の小繊維を含み、前記各小繊維は前記各連続繊維よりも短い、
   請求項５に記載のハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブ。
8. 前記複数の小繊維の少なくともいくつかは、前記複数の実質的に水平な連続繊維と比較してより垂直な方向に配向されている、請求項６に記載のハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブ。
9. 前記ハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブは界面活性剤を含む、請求項６に記載のハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブ。
10. 請求項１から４のいずれか一項に記載の製造方法によって得られたハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブ又は請求項５から９のいずれか一項に記載のハイドロフォーム膨張スパンボンド不織布ウェブと、
    前記膨張スパンボンド不織布層の連続繊維及び／又は小繊維を含む複数の拡張セルを含む成形フィルム層と、
    を有するハイドロフォームコンポジット材料。
11. 前記複数の拡張セルは、開口部が形成されている、請求項１０に記載のハイドロフォームコンポジット材料。
12. 前記複数の小繊維は、前記成形フィルム層の前記拡張セルの頂点を含む平面を超えて、前記成形フィルム層から外側に向けて延在する、請求項１１に記載のハイドロフォームコンポジット材料。
13. 前記複数の拡張セルは、２．５４ｃｍ（リニアインチ）当たり約３個のセルから２．５４ｃｍ（リニアインチ）当たり約１２０個のセルまでのメッシュ数を有する、請求項１０に記載のハイドロフォームコンポジット材料。
14. 前記ハイドロフォームコンポジット材料は、少なくとも約３．０グラムの層間剥離力を有する、請求項１０に記載のハイドロフォームコンポジット材料。

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