JPH09501847A - 弾性体様の挙動を示すウェブ材料 - Google Patents

弾性体様の挙動を示すウェブ材料

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Abstract

(57)【要約】 延びが加えられ次いで解放されたときに少なくとも一つの軸線に沿って弾性体様の挙動を示すウェブ材料の提供。このウェブ材料は、視覚的に区別される同じ材料構成の少なくとも二つの領域を持つ変形可能なネットワークを含む。第1領域は、分子レベルの変形を受け、第2領域は、加えられた延びをウェブ材料に延びの軸線と実質的に平行な所定方向に加えたとき、先ず最初に、実質的に幾何学的な変形を受ける。

Description

【発明の詳細な説明】 弾性体様の挙動を示すウェブ材料 発明の分野 本願は、1993年8月3日に出願された米国特許出願第08/100,95 8号の一部継続出願である。 本発明はウェブ材料に関し、更に詳細には、少なくとも一つの軸線に沿って加 えられ次いで解放された(即ち周期的な)延びに応じて弾性体様の挙動(elastic - like behavior)を示すウェブ材料に関する。 更に、本発明は、所与のウェブ材料に固有の特性、例えば、加えられた延び( applied elongation)に対してウェブ材料が及ぼす抵抗力を変えることができる ウェブ材料に関する。更に、従来のウェブ材料の段階をなした抵抗力、横方向収 縮、及び/又は弾性体様の挙動の方向もまた、変えることができ及び/又は本発 明のウェブ材料で所望とされるように提供できる。 本発明のウェブ材料は、丈夫な物品及び使い捨て物品の両方で広い範囲に亘っ て使用できるが、衛生ナプキン、包帯、パンティライナ、使い捨ておむつ、失禁 者用ブリーフ、等の使い捨て吸収体物品で使用するのに特に適している。 発明の背景 衛生ナプキン、パンティライナ、使い捨ておむつ、失禁者用ブリーフ、及び包 帯のような吸収体物品は、人体からの液体及び他の排出物を吸収して保持し、身 体や衣服が汚れないようにする。代表的には、多くの使い捨て吸収体物品は、着 用時に吸収体物品に通常加わる力の作用では容易には延びない材料でできている 。吸収体物品を構成する材料は通常の着用力が加わったときに延びないため、吸 収体物品には幾つかの欠点がある。一つの欠点は、着用者にとっての快適性に欠 け るということである。着用者は、理想的には、着用者の動きに従って着用者の身 体の形体と一致するように延びる吸収体物品と、延びない吸収体物品との間の相 違に気付くことができなければならない。例えば、従来技術の衛生ナプキンは、 着用者の下着に関して動かず、これによって、衛生ナプキンがずれてしまい、或 る程度の不快を着用者に与えた。衛生ナプキンの全部又は一部が、通常の着用状 態及び力で延びることができれば、衛生ナプキンは着用者の下着の形体に良好に 馴染み、着用者が動いても所定の場所に止まる。 吸収体物品の一つ又はそれ以上の構成要素を比較的小さい着用力に応じて延び ることができるようにする幾つかの試みがなされた。代表的な従来技術の解決策 は、天然ゴムや合成ゴムのような伝統的な弾性体を加えることによる。例えば、 使い捨ておむつの胴部分のような、吸収体物品のトップシート及び/又はバック シートの部分に伝統的な弾性体を固定し、装着性及び着用者にとっての全体的な 快適性を改善した。しかしながら、伝統的な弾性体には費用がかかり、組み立て 中の或る程度の操作及び取扱いを必要とする。伝統的な弾性体は、吸収体物品を 或る程度伸長できるようにするが、伝統的な弾性体が固定された材料は、代表的 には、通常は弾性であるとも伸長自在であるとも考えられない。従って、材料へ の固定前に追加の伝統的な弾性体を予め伸長しなければならないか或いは、材料 に機械的処理、例えばリングローリング(ring rolling)を加え、材料をその最 初の張力が加わっていない長さを越えて永久的に伸ばし、加えられた伝統的な弾 性体を効果的にしなければならない。そうでない場合には、加えられた伝統的な 弾性体は、材料によって拘束され、作動不能になる。ウェブ材料が伝統的な弾性 部材とともに更に容易に延びることができるようにする追加の処理を加えたウェ ブ材料を持つ吸収体物品の一例が、1992年9月29日にブエル等に賦与され た米国特許第5,151,092号に開示されている。同特許について触れたこ とにより、その特許に開示されている内容は本明細書中に組み入れたものとする 。 ブエルの特許には、バックシートが、機械的伸長時に永久的に伸ばされ、その元 の変形していない形体に完全には戻らないようにバックシートに予め変形させる 作業が記載されている。ブエルは、発明を有効にするためには、予め変形させた バックシート材料に伝統的な弾性部材を加えなければならないと教示している。 更に、ブエルは、変形を予め加えたバックシートは、伸長性、及び加えられた伝 統的な弾性部材の熱収縮を改善すると開示している。 従って、本発明の目的は、加えられた伝統的な弾性体を使用せずに、加えられ た延びの方向に「弾性体様」挙動を示す、ウェブ材料を提供することである。本 明細書中で使用されているように、「弾性体様」という用語は、加えられた延び が加えられたとき、加えられた延びの方向に延び、加えられた延びが解放される と、張力が加わっていない状態まで大きく戻るのウェブ材料の挙動を説明する。 弾性体様の挙動を示すこのようなウェブ材料は、汎用性があり、例えば、丈夫な 衣料、使い捨て衣料、複雑な形状の物品を覆うのに使用する椅子掛地又は包装材 料等で使用できる。このようなウェブ材料は、吸収体物品のトップシート、バッ クシート、及び/又は吸収体コアとして特に適している。 発明の概要 本発明は、好ましい実施例では、天然ゴム又は合成ゴムのような伝統的な弾性 材料を備えていないのに、加えられ次いで解放された延びに応じて弾性体様の挙 動を示すウェブ材料に関する。 本発明のウェブ材料が示す別の弾性体様の挙動は、張力が加えられていない長 さにウェブ材料が戻らないようにする最初の延び及び部分的回復であり、即ち、 ウェブ材料には或る程度の永久歪即ち変形が加わり、張力が加わっていないとき の長さよりも長い新たな長さを持つ。ウェブ材料は、張力が加わっていないとき の長さよりも長い新たな長さを越えてウェブ材料が延びるのに応じて弾性体様の 挙動を示す。 示すことのできる別の弾性体様の挙動は、力に抗する延び(force resisting elongation)における有限であり且つ突然の増大に伴う延び及び回復であり、抵 抗力におけるこの有限であり且つ突然の増大は、比較的小さい延び力に対して更 に延びないように拘束する。力に抗する延びにおける有限であり且つ突然の増大 を「力壁(force wall)」と呼ぶ。本明細書中で使用されているように、「力壁 」という用語は、延びの幾つかの点で、張力が加わっていない点又は開始点と識 別される、加えられた延びに抗する力が突然増大する、延び中のウェブ材料の抵 抗力の挙動に関する。力壁に到った後、ウェブ材料は、延び力をウェブ材料の高 い抵抗力を克服する程増大させることによってのみ更に延ばされる。 本発明のウェブ材料は、同じ材料構成(material composition)からなる、視 覚的に区別できる少なくとも二つの異なる領域を持つ変形可能なネットワークを 有する。第1領域は、第2領域の大部分が大きな分子レベルの変形を受ける前に 延びの軸線と実質的に平行な所定方向に加えられた軸線方向延びに応じて分子レ ベルの変形を受けるように、延びの軸線と実質的に平行に配向されている。本明 細書中で使用されているように、「実質的に平行」という用語は、二つの軸線又 は二つの軸線の延長部が形成する、弦に対する角度(subtended angle)が、4 5°以下である、二つの軸線間の配向に関する。湾曲した要素の場合には、湾曲 した要素の平均を表す直線状の軸線を使用する方が便利である。第2領域は、先 ず最初に、軸線と実質的に平行な所定方向の加えられた延びに応じて実質的に幾 何学的な変形を受ける。 特に好ましい実施例では、第2領域は、複数の盛り上がったリブ状要素を有す る。本明細書中で使用されているように、「リブ状要素」という用語は、エンボ ス、デボス、又はこれらの組み合わせに関し、長軸及び短軸を有する。好ましく は、長軸は、少なくとも短軸と同長である。リブ状要素の長軸は、好ましくは加 えられた延びの軸線に対して実質的に垂直である。リブ状要素の長軸及び短軸は 、 各々、直線状であってもよいし、湾曲していていもよいし、これらの組み合わせ からなってもよい。本明細書中で使用されているように「実質的に垂直」という 用語は、二つの軸線又は二つの軸線の延長部が形成する、弦に対する角度(subt ended angle)が、45°以上である、二つの軸線間の配向に関する。湾曲した 要素の場合には、湾曲した要素の平均を表す直線状の軸線を使用する方が便利で ある。 第2領域は、リブ状要素が設けられているため、実質的に「幾何学的な変形」 を受ける。この変形は、加えられた延びに対する抵抗力が、第1領域の「分子レ ベルの変形」による抵抗力よりも小さい。本明細書中で使用されているように、 「分子レベルの変形」という用語は、分子レベルで生じる変形に関し、裸眼では 確認できない。即ち、分子レベルの変形の効果、例えばウェブ材料の延びを確認 できるけれども、ウェブ材料の延びをもたらす変形を確認できないのである。こ れは、「幾何学的な変形」とは対照的である。本明細書中で使用されているよう に、「幾何学的な変形」という用語は、ウェブ材料又はウェブ材料を具現化する 物品に加えられた延びを加えたときに裸眼で確認できるウェブ材料の変形に関す る。幾何学的な変形の例には、曲げ、折り目の拡がり、及び回転が含まれるが、 これらに限定されない。 本発明のウェブ材料が示す更に別の弾性体様の挙動は、二つ又はそれ以上の大 きく異なる力壁に伴う延び及び回復である。この種の弾性体様の挙動は、例えば 、第1力壁に到った後、第1力壁を克服するのに十分な延び力を加えた場合に起 こり、第2力壁に至るまでウェブを伸ばし続ける。 本発明のウェブ材料が、多数の即ち段階をなした力壁を持つ場合、一つ又はそ れ以上の第2領域のリブ状要素がそれらの幾何学的な変形の限度に到り、本質的 に第1領域の材料と同一平面をなし、これによってウェブ材料は第1力壁を示す 。ウェブ材料を更に伸ばすと、リブ状要素を分子的に変形し、これらが幾何学的 な 変形の限度に到ると同時に、残る第2領域のリブ状要素をこれらのリブ状要素が 幾何学的な変形の限度に至るまで幾何学的に変形し、これによって、ウェブ材料 は第2力壁を示す。 別の好ましい実施例では、本発明のウェブ材料は、加えられた延びを軸線と実 質的に平行な所定方向に加えたとき、少なくとも一つの軸線に沿って加えられた 延びに対し、少なくとも二つの大きく異なる抵抗力の段階を示す。ウェブ材料は 、視覚的に区別できる少なくとも二つの領域を持つ変形可能なネットワークを含 む。一方の領域は、加えられた延びに対して他方の領域の大部分が大きな抵抗力 を生じる前に、軸線と実質的に平行な所定方向に加えられた軸線方向延びに応じ て抵抗力を示すように形成されている。これらの領域の少なくとも一方の、材料 に張力が加わっていない状態で軸線と実質的に平行に計測した表面行路長(surf ace-pathlength)は、他方の領域の表面行路長よりも大きい。表面行路長が大き い領域は、他方の領域の平面を越えて延びる一つ又はそれ以上のリブ状要素を含 む。ウェブ材料は、表面行路長が長い領域の大部分を加えられた延びの平面に入 れるのに十分なだけウェブ材料が延びるまで、加えられた延びに対して第1の抵 抗力を示す、ウェブ材料が十分に延びたとき、材料のウェブは、これ以上の延び に対して第2の抵抗力を示す。延びに対する全抵抗力は、第1領域によって提供 される、延びに対する第1の抵抗力よりも高い。 好ましくは、第1領域は、ウェブ材料に張力が加わっていない状態で延びの軸 線と実質的に平行に計測した第1表面行路長L1を有する。第2領域は、ウェブ に張力が加わっていない状態で延びの軸線と実質的に平行に計測した第2表面行 路長L2を有する。第1表面行路長L1は、第2表面行路長L2よりも短い。第 1領域は、好ましくは、弾性率E1及び断面積A1を有する。第1領域は、それ 自体が、加えられた軸線方向延びDに応じた分子レベルの変形により、抵抗力P 1を生じる。第2領域は、好ましくは、弾性率E2及び断面積A2を有する。 第2領域は、加えられた軸線方向延びDに応じた幾何学的な変形により、抵抗力 P2を生じる。抵抗力P1は、(L1+D)がL2以下である限り、抵抗力P2 よりもかなり大きい。 好ましくは、(L1+D)がL2以下である場合、第1領域は、加えられた軸 線方向延びDに応じて最初の抵抗力P1を提供し、 等式:P1=(A1×E1×D)/L1を満たす。(L1+D)がL2以上であ る場合には、第1領域及び第2領域は、加えられた軸線方向延びDに対し、以下 の等式を満たす総合抵抗力、PTを提供する。 別の好ましい実施例では、ウェブ材料は、延びの軸線に対して垂直方向に計測 して20%の延びで約0.4以下のポアソン横方向収縮効果(Poisson lateral contraction effect)を示す。本明細書中で使用されているように、「ポアソン 横方向収縮効果」という用語は、加えられた延びが加えられた材料の横方向収縮 挙動を説明する。好ましくは、ウェブ材料は、延びの軸線に対して垂直方向に計 測して60%の延びで約0.4以下のポアソン横方向収縮効果を示す。 好ましくは、第2領域の表面行路長は、ウェブ材料に張力が加わっていない状 態で延びの軸線と平行に計測して、第1領域の表面行路長よりも少なくとも約1 5%大きい。更に好ましくは、第2領域の表面行路長は、ウェブに張力が加わっ ていない状態で延びの軸線と平行に計測して、第1領域の表面行路長よりも少な くとも約30%大きい。 図面の簡単な説明 本明細書は、本発明を特定的に指摘し且つ明瞭に特許請求する請求の範囲で終 わるけれども、本発明は、同様の要素に同様の参照番号を附した添付図面と関連 して以下の説明を読むことにより更によく理解されるものと考えられる。 第1図は、構造を更に明瞭に示すために一部を切欠いた、従来技術の衛生ナプ キンの概略平面図であり、 第2図は、構造を更に明瞭に示すために一部を切欠いた、従来技術の使い捨て おむつの概略平面図であり、 第3図は、エンボスが図面を見る人の方を向いた、深くエンボスを付けた従来 技術のポリマーウェブの、平面図をなす写真であり、 第4図は、深くエンボスを付けた第3図の従来技術のウェブの抵抗力−%延び のグラフであり、 第5図は、第1領域及び第2領域を持つ本発明のポリマーウェブの好ましい実 施例の平面図をなす写真であり、第2領域のリブ状要素が図面を見る人の方を向 いており、 第5A図は、第5図のポリマーウェブ材料のセグメントの斜視図であり、 第5B図は、第6図に示す力−延び曲線の段階Iと対応する張力が加わった状 態での、第5図のポリマーウェブ材料のセグメントの斜視図であり、 第5C図は、第6図に示す力−延び曲線の段階IIと対応する張力が加わった状 態での、第5図のポリマーウェブ材料のセグメントの斜視図であり、 第6図は、クロペー1401で形成した第5図に示す本発明のウェブ材料の挙 動を同じ材料構成のベースウェブと比較する、抵抗力−%延びのグラフであり、 第7図は、第6図に曲線720で示す本発明のウェブ材料に60%延びでヒス テリシス試験を加えたときの弾性ヒステリシス挙動を示すグラフであり、 第8図は、トレッデガー試料P−8863/X8323で形成した本発明のウ ェブ材料の挙動を同じ材料構成のベースウェブと比較する、抵抗力−%延びのグ ラフであり、 第9図は、第8図に曲線750で示す本発明のウェブ材料に60%延びでヒス テリシス試験を加えたときの弾性ヒステリシス挙動を示すグラフであり、 第10図は、トレッデガー試料X−8998で形成した本発明の別のウェブ材 料の挙動を同じ材料構成のベースウェブと比較する、抵抗力−%延びのグラフで あり、 第11図は、第10図に曲線780で示す本発明のウェブ材料に60%延びで ヒステリシス試験を加えたときの弾性ヒステリシス挙動を示すグラフであり、 第12図は、ヴォララ2Aで形成した本発明の別のウェブ材料の挙動を同じ材 料構成のベースウェブと比較する、抵抗力−%延びのグラフであり、 第13図は、第12図に曲線810で示す本発明のウェブ材料に60%延びで ヒステリシス試験を加えたときの弾性ヒステリシス挙動を示すグラフであり、 第14図は、クロペー1401フィルム層、フィンドレー接着剤2301、及 びヴェラテックP−11不織布層からなる積層体で形成した本発明の別のウェブ 材料の挙動を同じ材料構成のベースウェブと比較する、抵抗力−%延びのグラフ であり、 第15図は、第14図に曲線840で示す本発明のウェブ材料に60%延びで ヒステリシス試験を加えたときの弾性ヒステリシス挙動を示すグラフであり、 第16図乃至第29図は、本発明のウェブ材料の他の好ましい実施例の図であ り、 第30図は、本発明の使い捨ておむつのバックシートの平面図であり、 第31図は、本発明の衛生ナプキンのバックシートの平面図であり、 第32図は、本発明のウェブ材料の形成に使用する好ましい装置の概略側面図 であり、 第33図は、互いに噛み合う表面を露呈して並べた、第32図の装置の向き合 った互いに噛み合うプレートの平面図であり、 第34図は、本発明のウェブ材料の形成に使用する静的プレスの概略側面図で あり、 第35図は、本発明のウェブ材料の形成に使用する連続式動的プレスの概略側 面図であり、 第36図は、本発明のウェブ材料の形成に使用する別の装置の概略側面図であ り、 第37図は、本発明のウェブ材料の形成に使用する更に別の装置の概略側面図 であり、 第38図は、表面行路長L2の決定に使用される、第2領域の「縁部を下にし た」顕微鏡写真である。 発明の詳細な説明 本明細書中で使用されているように「吸収体物品」という用語は、身体の滲出 物を吸収して包含するための装置に関し、更に特定的には、身体から排出された 種々の滲出物を吸収して包含するため、着用者の身体の当てて又は着用者の身体 の近くに配置される装置に関する。「吸収体物品」という用語は、おむつ、生理 用パッド、衛生ナプキン、パンティライナ、失禁者用ブリーフ、包帯、等を含も うとするものである。「使い捨て」という用語は、本明細書中では、洗濯又は他 の方法で再生されたり吸収体物品として再使用されるようになっていない(即ち 、一回使用した後に廃棄され、好ましくはリサイクルされ、堆肥化又は他の環境 に適合した方法で処分されるようになった)吸収体物品を説明するために使用さ れる。これらの物品は一回しか使用されないため、使い捨て吸収体物品は、低価 格の材料及び方法を用いて製造することが非常に望ましい。 第1図は、従来技術の衛生ナプキン20の平面図であり、衛生ナプキン20の 構造をより明らかに示すために構造の部分が切欠いてあり、衛生ナプキン20の 着用者から遠ざかる方向に向いた部分、即ち外面、がこの図を見る人の方を向い ている。本明細書中で使用されているように「衛生ナプキン」という用語は、女 性が尿生殖器領域の外側の外陰部領域と隣接して着用する吸収体物品に関し、着 用者の身体からの月経流体及び他の経膣排出物(例えば、血液、月経、及び尿) を吸収して包含するようになっている。第1図に示すように、衛生ナプキン20 は、液体透過性のトップシート24、このトップシート24に接合された液体不 透過性のバックシート26、及びトップシート24とバックシート26との間に 位置決めされた吸収体コア28を有する。 トップシート、バックシート、及び吸収体コアは、種々の周知の形体(いわゆ る「チューブ」製品又は側フラップ製品を含む)に組み立てることができ、好ま しくは、衛生ナプキンの形体は、1990年8月21日にオズボーンに賦与され た米国特許第4,950,264号、1984年1月10日にデスマライスに賦 与された米国特許第4,425,130号、1982年3月30日にアーに賦与 された米国特許第4,321,924号、及び1987年8月18日にヴァン・ チルバーグに賦与された米国特許第4,589,876号に記載されている。こ れらの特許について触れたことにより、これらの特許の各々に開示されている内 容は本明細書中に組み入れたものとする。 第2図は、従来技術の使い捨ておむつ30の収縮していない状態(即ち、伸ば した状態でも弾性が残る側パネルを除き、弾性による収縮を引っ張って拡げた状 態)での平面図であり、おむつ30の構造を更に明らかに示すために構造の部分 が切欠いてあり、おむつ30の着用者から遠ざかる方向に向いた部分、即ち外面 、がこの図を見る人の方を向いている。本明細書中で使用されているように、「 おむつ」という用語は、一般に幼児及び失禁者が着用する吸収体物品に関し、こ の物品は、着用者の下肢の周りに着用される。第2図に示すように、おむつ30 は、液体透過性のトップシート34、このトップシート34に接合された液体不 透過性のバックシート36、及びトップシート34とバックシート36との間に 位置決めされた吸収体コア38、弾性側パネル40、弾性脚カフ42、弾性胴部 装置 44、及びまとめて参照番号46を附したファスニングシステムを有する。 おむつ30は、種々の周知の形体に組み立てることができるが、好ましいおむ つ形体は、1975年1月14日にケネス B.ブエルに賦与された米国特許第 3,860,003号、及び1992年9月29日にケネス B.ブエルに賦与 された米国特許第5,151,092号に記載されている。これらの特許につい て触れたことにより、これらの特許の各々に開示されている内容は本明細書中に 組み入れたものとする。 本発明を、使い捨ておむつ、衛生ナプキン、又は包帯のような使い捨て吸収体 物品のバックシート、トップシート、及び/又は吸収体コア、又はその一部とし て使用するのに特に適した、加えられ次いで解放された延びに対して弾性体様の 挙動を示す「ウェブ材料」の提供に関して説明するが、本発明は、このような用 途に限定されるものではない。本発明のウェブ材料は、比較的低価格の弾性体様 ウェブ材料が所望のほぼ全ての用途、例えば、運動着のような丈夫な衣料、使い 捨て衣料、弾性包帯、複雑な形状の物品を覆うのに使用する椅子掛地又は包装材 料等で使用できる。本明細書中で使用されているように、「ウェブ材料」という 用語は、シート状材料、例えば、使い捨て吸収体物品のトップシート、バックシ ート、又は吸収体コア、二つ又はそれ以上の複合材料又は積層体、等に関する。 本発明を実施すると、少なくとも一つの軸線に沿って加えられ次いで解放された 延びに対して弾性体様の挙動を示すウェブ材料を製造するのが所望である多くの 場合に大きな利点をもたらす。好ましい構造、及び衛生ナプキンや使い捨ておむ つのバックシートとしてのこの構造の使用の詳細な説明により、当業者は本発明 を他の用途に容易に適用できる。 第3図は、従来技術の吸収体物品のバックシートとして使用された、深くエン ボスを付けた従来技術のポリマーウェブ47の写真である。特定的には、深くエ ンボスを付けたウェブ47は、インディアナ州テルホイテのトレッデガーフィル ムプロダクツ社からULAB X−5430の表示で入手できる。深くエンボス を付けたウェブ47は、エンボス48の所定のパターンを有する。第4図は、第 3図の深くエンボスを付けたウェブ47の抵抗力−延び曲線700を示す。抵抗 力−延び曲線700を製作するための方法は、本明細書の下文の試験方法の章に 記載してある。第4図でわかるように、深くエンボスを付けたウェブ47の抵抗 力−延び曲線700は、同様の構成を持つ、エンボスを持たない代表的なウェブ の第6図に示す抵抗力−延び曲線710とほぼ同じ形状である、即ち、抵抗力− 延び曲線700は、力が急に増大し、次いで破断が始まるまでほぼ均等な速度と なる実質的に単一の段階を辿る。かくして、ウェブ47のエンボス48のこのパ ターンは、深くエンボスを付けたウェブ47の抵抗力−延び特性を、同じ構成の 材料でできたエンボスを持たないベースウェブと比べて、大きく変えない。 従来技術では、深くエンボスを付けたポリマーウェブ47が使い捨て吸収体物 品のバックシートとして広範に使用されているけれども、深くエンボスを付けた ポリマーウェブは、エンボスを持たないベースウェブと比べて、形状によく馴染 み、伸長挙動が優れ、及び又は衣料のような装着性を持つといった機能的に高め られた性質を全く提供しない。これは、深くエンボスを付けたウェブの抵抗力− 延び特性が、エンボスを持たないことを除けば同じである平らなベースウェブと 大きく異ならないため、即ち、両ウェブが、第4図に概略に示す実質的に単一の 種類の抵抗力−延び曲線を示すためであると考えられる。 次に、第5図を参照すると、この図には、本発明のポリマーウェブ材料の好ま しい実施例が示してある。ウェブ材料52は、第5図に実質的に張力が加わって いない状態で示してある。ウェブ材料52は、第1図の衛生ナプキン20や第2 図の使い捨ておむつ30のような吸収体物品のバックシートとして使用するのに 特に適している。ウェブ材料52は、軸線、線又は方向「1」とも呼ばれる長手 方向中心線、及び軸線、線又は方向「t」とも呼ばれる横方向中心線の二つの中 心線を有する。横方向中心線「t」は、長手方向中心線「l」に対して実質的に 垂直方向である。 次に第5図及び第5A図を参照すると、ウェブ材料52は、別個の領域からな る「変形可能なネットワーク」を含む。本明細書中で使用されているように、「 変形可能なネットワーク」という用語は、所定方向に有用な程度まで伸ばすこと ができる相互連結され且つ相互に関連した一群の領域に関し、これは、加えられ 次いで解放された延びに応じて弾性体様の挙動を示すウェブ材料を提供する。変 形可能なネットワークは、少なくとも、第1領域64及び第2領域66を含む。 ウェブ材料52は、第1領域64と第2領域66との間の境界に移行領域65を 含む。移行領域65は、第1領域及び第2領域の両方の挙動を組み合わせた複雑 な挙動を示す。本発明の全ての実施例は、移行領域を持つけれども、本発明は、 第1領域64及び第2領域66でのウェブ材料の挙動によって決まるということ がわかる。従って、本発明の以下の説明は、第1領域及び第2領域でのウェブ材 料の挙動に関する。これは、本発明が、移行領域65でのウェブ材料の複雑な挙 動に左右されないためである。 ウェブ材料52は、第1面52a及びこの反対側の第2面52bを有する。第 5図及び第5A図に示す好ましい実施例では、変形可能なネットワークは、複数 の第1領域64及び複数の第2領域66を含む。第1領域64は第1軸線68及 び第2軸線69を有し、第1軸線68は、好ましくは、第2軸線69よりも長い 。第1領域64の第1軸線68は、ウェブ材料52の長手方向軸線と実質的に平 行であり、これに対し、第2軸線69はウェブ材料52の横方向軸線と実質的に 平行である。好ましくは、第1領域の第2軸線、即ち第1領域の幅は、約0.2 54mm乃至約12.7mm(約0.01インチ乃至約0.5インチ)であり、更に 好ましくは、約0.762mm乃至約6.35mm(約0.03インチ乃至約0.2 5インチ)である。第2領域66は、第1軸線70及び第2軸線71を有 する。第1軸線70は、ウェブ材料52の長手方向軸線と実質的に平行であり、 これに対し、第2軸線71はウェブ材料52の横方向軸線と実質的に平行である 。好ましくは、第2領域の第2軸線、即ち第2領域の幅は、約0.254mm乃至 約50.8mm(約0.01インチ乃至約2.0インチ)であり、更に好ましくは 、約3.175mm乃至約25.4mm(約0.125インチ乃至約1.0インチ) である。第5図の好ましい実施例では、第1領域64及び第2領域66は、実質 的に直線状であり、ウェブ材料52の長手方向軸線と実質的に平行な所定方向に 連続的に延びている。 第1領域64は、弾性率がE1であり、断面積がA1である。第2領域66は 、弾性率がE2であり、断面積がA2である。 図示の実施例では、ウェブ材料52は、長手方向軸線と実質的に平行な所定方 向に所定の軸線方向延びを加えたとき、ウェブ材料52が、図示の実施例の場合 にはウェブの長手方向軸線と実質的に平行な軸線に沿って抵抗力を示すように「 形成され」ている。本明細書中で使用されているように、「形成され」という用 語は、所望の構造又は幾何学的形状をウェブ材料上につくりだすことに関し、こ のウェブ材料は、外部から延びや力が全く加えられていない場合、所望の構造又 は幾何学的形状を実質的に保持する。本発明のウェブ材料は、少なくとも、第1 領域及び第2領域を有し、第1領域は第2領域から視覚的に区別される。本明細 書中で使用されているように、「視覚的に区別される」という用語は、ウェブ材 料又はウェブ材料を使用した物体を通常に使用する場合に、裸眼で容易に識別で きるウェブ材料の特徴に関する。本明細書中で使用されているように、「表面行 路長」という用語は、問題の表面のトポグラフ面(topographic surface)に沿 った、軸線と実質的に平行な所定方向での計測値に関する。表面行路長を決定す るための方法は、本明細書の下文の試験方法の章に記載してある。 本発明の材料ウェブの成形方法には、互いに噛み合うプレート又はロールを用 いたエンボス加工、熱成形、高圧油圧成形、又は流し込み成形が含まれるが、こ れらに限定されない。ウェブ52の全体に成形作業を加えたが、本発明は、以下 に詳細に説明するように、ウェブの一部、例えば、おむつのバックシートの一部 、だけに成形を加えることによっても実施できる。 第5図及び第5A図に示す好ましい実施例では、第1領域64は実質的に平ら である。即ち、第1領域64内の材料は、ウェブ52に加えられる成形工程の前 後でほぼ同じ状態である。第2領域66は、複数の盛り上がったリブ状要素74 を含む。これらのリブ状要素は、エンボス加工、デボス加工、又はこれらの組み 合わせによって形成される。リブ状要素74は、ウェブ52の横方向軸線と実質 的に平行な第1軸線即ち主軸線76、及びウェブ52の長手方向軸線と実質的に 平行な第2軸線即ち副軸線77を有する。リブ状要素74の第1軸線76は、第 2軸線77と少なくとも等しいか或いは好ましくは第2軸線よりも長い。好まし くは、第1軸線76の第2軸線77に対する比は、少なくとも約1:1又はそれ 以上であり、更に好ましくは、少なくとも約2:1又はそれ以上である。 第2領域66のリブ状要素74は、成形されていない領域によって互いに分け られている。好ましくは、リブ状要素74は互いに隣接しており、リブ状要素7 4の主軸線76に対して垂直方向に計測して2.54mm(0.10インチ)以下 の成形されていない領域によって分けられており、更に好ましくは、リブ状要素 74は、成形されていない領域がその間になく、連続している。 第1領域64及び第2領域66の各々は、「投影行路長」を有する。本明細書 中で使用されているように、「投影行路長」という用語は、平行光による所定領 域の影の長さに関する。第1領域64の投影行路長及び第2領域66の投影行路 長は互いに等しい。 張力が加わっていない状態でウェブ52の長手方向軸線と平行な所定方向にト ポグラフ的に計測した第1領域64の表面行路長L1は、第2領域66の表面行 路長L2よりも短い。好ましくは、第2領域66の表面行路長は、第1領域64 の表面行路長よりも少なくとも約15%大きく、更に好ましくは、第1領域の表 面行路長よりも少なくとも約30%大きく、最も好ましくは、第1領域の表面行 路長よりも少なくとも約70%大きい。一般的には、第2領域の表面行路長が大 きくなればなる程、力壁に至るまでのウェブの延びが大きくなる。 ウェブ材料52の「ポアソン横方向収縮効果」は、リブを持たない同様の材料 構成のベースウェブよりもかなり小さく、改良されている。材料のポアソン横方 向収縮効果を決定するための方法は、本明細書の下文の試験方法の章に記載して ある。好ましくは、本発明のウェブのポアソン横方向収縮効果は、ウェブに約2 0%の延びを加えた場合、約0.4以下である。好ましくは、ウェブのポアソン 横方向収縮効果は、ウェブに約40%、50%、又は60%の伸びを加えた場合 、約0.4以下である。更に好ましくは、ポアソン横方向収縮効果は、ウェブに 20%、40%、50%、又は60%の伸びを加えた場合、約0.3以下である 。本発明のウェブのポアソン横方向収縮効果は、第1領域及び第2領域の夫々が 占有するウェブ材料の量によって決定される。第1領域が占有するウェブ材料の 面積が増大するにつれて、ポアソン横方向収縮効果もまた増大する。逆に、第2 領域が占有するウェブ材料の面積が増大するにつれて、ポアソン横方向収縮効果 が減少する。好ましくは、第1領域が占有するウェブ材料の面積のパーセンテー ジは、約2%乃至約90%であり、更に好ましくは、約5%乃至約50%である 。 少なくとも一つのエラストマー材料層を持つ従来技術のウェブ材料は、一般的 には、ポアソン横方向収縮効果が大きく、即ちこれらのウェブ材料は、加えられ た力に応じて延びるとき、「ネックダウン」を生じる。本発明のウェブ材料は、 ポアソン横方向収縮効果を、実質的になくならないにせよ、緩和するように設計 できる。 ウェブ材料52について、第5図に矢印80で示す加えられた軸線方向延びD の方向は、リブ状要素74の第1軸線76に対して実質的に垂直方向である。リ ブ状要素74は、ウェブ52を伸ばすため、それらの第1軸線76に対して実質 的に垂直な所定方向で曲げを伸ばすことができ、即ち幾何学的に変形させること ができる。 第6図には、第5図に示すウェブ材料52とほぼ同様のウェブ材料の抵抗力− 延び曲線720のグラフが、同様の構成のベースフィルム材料の曲線710とと もに示してある。特定的には、試料は、オハイオ州シンシナチのクロペー社から 入手できる、大部分が線状低密度ポリエチレンでできた厚さが約0.0254mm (0.001インチ)の、試料1401ポリマーウェブ材料である。抵抗力−延 び曲線を製作するための方法は、本明細書の下文の試験方法の章に記載してある 。次に、成形ウェブ(formed web)の力−延び曲線720に関し、この曲線は、 延びに対する力が小さい参照番号720aを附した最初の実質的に直線状の段階 I、力壁に達したことを示す参照番号720bを附した移行ゾーン、及び延びに 対する力がかなり大きい挙動を示す参照番号720cを附した実質的に直線状の 段階IIからなる。 第6図でわかるように、成形ウェブは、ウェブの長手方向軸線と平行な方向に 延びを加えたとき、二つの段階をなして異なる延び挙動を示す。加えられた延び に対して成形ウェブが及ぼす抵抗力は、段階I領域(720a)では段階II領域 (720c)よりもかなり小さい。更に、曲線720の段階I(720a)に示 す、加えられた延びに対して成形ウェブが及ぼす抵抗力は、段階Iの延びの限度 内でベースウェブが及ぼす、曲線710に示す抵抗力よりもかなり小さい。成形 ウェブに延びを更に加え、段階II(720c)に入ると、成形ウェブが及ぼす抵 抗力が増大し、ベースウェブが及ぼす抵抗力に近付く。加えられた延びに対する 成形ウェブの段階I(720a)での抵抗力は、成形ウェブの第1領域の分子レ ベルの変形及び成形ウェブの第2領域の幾何学的な変形によって提供される。こ れは、第6図の曲線710に示す、ウェブ全体の分子レベルの変形による、加え られた延びに対するベースウェブの抵抗力とは対照的である。本発明のウェブ材 料は、ウェブの表面の第1領域の割合及び第2領域の割合の夫々を調節すること によって、段階Iでの抵抗力をベースウェブ材料が示す抵抗力以下のどのような 値にすることもできる。段階Iでの力−延び挙動は、第1領域の幅、断面積、及 び間隔、及びベースウェブの構成を調節することによって制御できる。 次に、第5B図を参照すると、第5図に矢印80で示す、加えられた軸線方向 延びDがウェブ52に作用したとき、表面行路長L1が短い第1領域64が、加 えられた延びに対する分子レベルの変形による最初の抵抗力P1の大部分を提供 する。これは、段階Iと対応する。段階Iでは、第2領域66のリブ状要素74 に幾何学的な変形が加わり、即ち曲げが伸ばされ、加えられた延びに対する抵抗 が最小になる。段階Iと段階IIとの間の移行ゾーン(720b)では、リブ状要 素74が加えられた延びと整合する。即ち、第2領域が幾何学的な変形から分子 レベルの変形に変化する。これが力壁の始まりである。段階IIでは、第5C図で わかるように、第2領域66のリブ状要素74は、加えられた延びの平面と実質 的に整合し(即ち、第2領域がその幾何学的な変形の限度に到り)、分子レベル の変形により、これ以上の延びに対して抵抗する。このとき、第2領域66は、 分子レベルの変形により、加えられた延びに対して、第2の抵抗力P2を示す。 第1領域64の分子レベルの変形及び第2領域66の分子レベルの変形の両方に よる段階IIの抵抗力−延び曲線は、全抵抗力PTを提供する。これは、第1領域 64の分子レベルの変形及び第2領域66の幾何学的な変形による段階Iの抵抗 力−延び曲線よりも大きい。従って、段階IIの力−延び曲線の傾きは、段階Iの 力−延び曲線の傾きよりもかなり大きい。 抵抗力P1は、(L1+D)がL2以下である場合、抵抗力P2よりもかなり 大きい。(L1+D)がL2以下である場合には、第1領域は、以下の等式を満 たす初期抵抗力P1を提供する。 (L1+D)がL2以上である場合には、第1領域及び第2領域は、加えられ た延びDに対し、以下の等式を満たす複合総合抵抗力、PTを提供する。 段階Iにおいて、成形ウェブ材料が「利用可能な伸長(available stretch) 」状態にあるとき、最大の延びが起こる。利用可能な伸長は、第2領域が幾何学 的に変形する距離と一致する。利用可能な伸長は、第6図に示す力−延び曲線を 調べることによって効果的に決定できる。段階Iと段階IIとの間の移行ゾーンに ある変曲点が、「利用可能な伸長」の%延び点(percent elongation point)で ある。利用可能な伸長の範囲は、約10%乃至100%又はそれ以上に変化させ ることができ、この延びの範囲は、多くの場合、使い捨て吸収体物品における関 心事であり、これは、第2領域の表面行路長L2が第1領域の表面行路長L1に 対してどれ程大きいか、及びベースフィルムの構成によって制御できる。利用可 能な伸長という用語は、本発明のウェブに加えることのできる延びに対する制限 を意味しようとするものではない。これは、利用可能な伸長を越える延びが望ま しい幾つもの用途があるためである。 第7図の曲線730及び735は、第6図の曲線720を製作するのに使用さ れたのとほぼ同じ本発明のウェブ材料が示す弾性ヒステリシス挙動を示す。成形 ウェブを弾性ヒステリシス挙動について、60%の延びで試験した。曲線730 は、第1サイクル中に加えられ次いで解放された延びに対する応答を示し、曲線 735は、第2サイクル中に加えられ次いで解放された延びに対する応答を示す 。第1サイクル731中の力の緩和(force relaxation)及び永久歪のパーセン テージ即ち変形732を第7図に示す。比較的低い力では、サイクルを繰り返し ても回復可能な延び即ち有効弾性が大きい、即ちウェブ材料はかなり大きく容易 に伸び縮みできるということに着目されたい。弾性ヒステリシス挙動をつくりだ すための方法は、本明細書の下文の試験方法の章に記載してある。 第8図は、ベースウェブ及び成形ウェブの両方についての力−延び挙動を示す 。この図では、ベースウェブの挙動は曲線740で示してあり、本発明の成形ウ ェブの挙動は曲線750で示してあり、両ウェブとも、インディアナ州テルホイ テのトレッデガー社から入手できるP−8863/X8323の表示の厚さが約 0.0254mm(約0.001インチ)の線状低密度ポリエチレンフィルムでで きている。この種のベースフィルムは、使い捨ておむつの液体不透過性のバック シートとして商業的に使用されてきた。次に曲線750を参照すると、この曲線 は、延びに対する力が小さい参照番号750aを附した最初の実質的に直線状の 段階I、参照番号750bを附した移行ゾーン、及び参照番号750cを附した 実質的に直線状の段階IIからなる。成形ウェブは、曲線750で示されているよ うに、段階Iにおいて、先ず最初に、第1領域の分子レベルの変形及び第2領域 の幾何学的な変形の組み合わせによって変形し、次いで、段階IIにおいて、第1 領域及び第2領域の両方の分子レベルの変形によって変形し、曲線740が描く ベースウェブの分子レベルの変形と比較してかなり小さい力で二段階の挙動で変 形する。第9図の曲線760及び765は、第8図の曲線750を製作するのに 使用されたのと同じ成形ウェブを60%延びで試験した場合の弾性ヒステリシス 挙動を示す。曲線760は、第1サイクル中に加えられ次いで解放された延びに 対する応答を示し、曲線765は、第2サイクル中に加えられ次いで解放された 延びに対する応答を示す。第1サイクル761中の力の緩和及び永久歪のパーセ ンテージ即ち変形762を第9図に示す。この観察した延び範囲に亘り、この試 料はサイクルを繰り返すとき、非常に顕著な弾性回復を示すということに着目さ れたい。 第10図は、ベースウェブ及び本発明の成形ウェブ両方の力-延び挙動をベー スウェブについては曲線770で、及び成形ウェブについては曲線780で示す 。両ウェブとも、インディアナ州テルホイテのトレッデガー社から入手できるX 8998の表示の、大部分が線状中密度ポリエチレンでできておりこれに線状低 密度ポリエチレンを加えた、厚さが約0.0254mm(約0.001インチ)の フィルムでできている。次に、曲線780を参照すると、この曲線は、延びに対 する力が小さい参照番号780aを附した最初の実質的に直線状の段階I、参照 番号780bを附した移行ゾーン、及び延びに対する力がかなり大きい参照番号 780cを附した実質的に直線状の段階IIからなる。成形ウェブは、曲線780 で示されているように、段階Iにおいて、先ず最初に、第1領域の分子レベルの 変形及び第2領域の幾何学的な変形の組み合わせによって変形し、次いで、段階 IIにおいて、第1領域及び第2領域の両方の分子レベルの変形によって変形し、 曲線770が描くベースウェブの分子レベルの変形と比較してかなり小さい力で 二段階の挙動で変形する。第11図の曲線790及び795は、第10図の曲線 780を製作するのに使用されたのと同じ成形ウェブ材料の、60%延びで試験 した弾性ヒステリシス挙動を示す。曲線790は、第1サイクル中に加えられ次 いで解放された延びに対する応答を示し、曲線795は、第2サイクル中に加え られ次いで解放された延びに対する応答を示す。第1サイクル中の力の緩和を参 照番号791で示し、ウェブ材料の第1サイクル後の永久歪即ち変形に参照番号 792が附してある。この例では、ウェブ材料は、分子レベルの変形を受けた第 1領域の材料が延びによって永久的に変形する(即ち、永久歪を受ける)点まで 伸ばされる。更に、ウェブ材料の第1領域を永久的に変形させる60%延び は、第2領域の幾何学的な変形の限度、即ち力壁に至るには不十分であるという ことは理解されるべきである。即ち、第2領域の幾何学的な変形の限度は、第1 領域の分子レベルの変形の弾性限度よりも大きい。しかしながら、第1領域のこ の永久的な変形は、ウェブ材料の有効な弾性体様の挙動を損なわず、それどころ か、単にウェブ材料の弾性体様の挙動の張力が加えられていない点を「ずらす」 上で効果的である。これを、ウェブ材料の永久変形後の第2サイクルでの曲線を 示す曲線795に示す。弾性体様の挙動の有効量は、第11図の例により例示さ れた種類の高いレベルの永久変形でさえ、残る。この有効な弾性体様の挙動は、 ウェブ材料が極めて高レベルに延びたとき、及び従ってウェブの第1領域の材料 が高度に永久変形したときに消失するということがわかる。 第12図は、ベースウェブ及び本発明の成形ウェブ両方の力−延び挙動を、ベ ースウェブについては曲線800で、及び成形ウェブについては曲線810で示 す。両ウェブは、マサチューセッツ州ロウレンスのヴォルテック社からヴォララ 2aとして入手できる厚さが約2.032mm(約0.080インチ)の発泡ポリ エチレンシートでできている。次に、曲線810を参照すると、延びに対する力 が小さい参照番号810aを附した最初の実質的に直線状の段階I、参照番号8 10bを附した移行ゾーン、及び参照番号810cを附した実質的に直線状の段 階IIからなる。成形ウェブは、曲線810で示されているように、段階I(81 0a)において、先ず最初に、第1領域の分子レベルの変形及び第2領域の幾何 学的な変形の組み合わせによって変形し、次いで、段階II(810c)において 、第1領域及び第2領域の両方の分子レベルの変形によって変形し、曲線800 が描くベースウェブの分子レベルの変形と比較してかなり小さい力で二段階の挙 動で変形するということに着目されたい。ベースフォーム試料は、約150%以 下の延びで破損し、成形ウェブは約120%以下の延びで破損するということに 着目されたい。第13図の曲線820及び825は、第12図の曲線 810を製作するのに使用されたのと同じ成形ウェブ材料の、60%延びで試験 した弾性ヒステリシス挙動を示す。曲線820は、第1サイクル中に加えられ次 いで解放された延びに対する応答を示し、曲線825は、第2サイクル中に加え られ次いで解放された延びに対する応答を示す。第1サイクル中のウェブの力の 緩和821及び第1サイクル後のウェブの永久歪の程度822は、第13図に示 してある。この試料は、永久歪822が小さいということにより明らかなように 、この観察した延び範囲に亘って非常に顕著な弾性回復を示すということに着目 されたい。 第14図は、ベースウェブ及び本発明の成形ウェブ両方の力−延び挙動を、ベ ースウェブについては曲線830で、及び成形ウェブについては曲線840で示 す。両ウェブは、クロペー1401ポリエチレン混合フィルムからなる一つの層 を、ウィスコンシン州ワウワトサのフィンドレー接着剤社から入手できる試料2 301のホットメルト接着剤で、マサチューセッツ州ウォルポールのヴェラテッ ク社から入手できるP−11型の表示の大部分がポリプロピレンでできた不織布 層に接着して形成された積層体からなる。次に、曲線840を参照すると、延び に対する力が小さい参照番号840aを附した最初の実質的に直線状の段階I、 参照番号840bを附した移行ゾーン、及び参照番号840cを附した実質的に 直線状の段階IIからなる。積層体成形ウェブについて、この成形ウェブは、曲線 840で示されているように、段階I(840a)において、先ず最初に、第1 領域の分子レベルの変形及び第2領域の幾何学的な変形の組み合わせによって変 形し、次いで、段階II(840c)において、第1領域及び第2領域の両方の分 子レベルの変形によって変形し、曲線830が描くベースウェブの分子レベルの 変形と比較してかなり小さい力で二段階の挙動で変形するということに着目され たい。第15図の曲線850及び855は、第14図の曲線840を製作するの に使用されたのと同じ成形ウェブ材料の、60%延びで試験した弾性ヒステリシ ス挙動を示す。曲線850は、第1サイクル中に加えられ次いで解放された延び に対する応答を示し、曲線855は、第2サイクル中に加えられ次いで解放され た延びに対する応答を示す。第1サイクル中のウェブの力の緩和851及び第1 サイクル後のウェブの永久歪の程度852は、第15図に示してある。この積層 体ウェブは、サイクルを繰り返すとき、この観察した延び範囲に亘って非常に顕 著な弾性回復を示すということに着目されたい。 加えられた延びがウェブ材料に加わるとき、ウェブ材料は弾性体様の挙動を示 し、加えられた延びの方向に伸長し、加えられた延びがひとたび除去されると、 ウェブ材料が降伏点を越えて伸ばされていなければ、その実質的に張力が加えら れていない状態に戻る。ウェブ材料は、実質的に回復性であるというその性能を 損なうことなく、加えられた延びを多数回加えることができる。従って、ウェブ は、加えられた延びがひとたび除去されると、その実質的に張力が加えられてい ない状態に戻ることができる。 ウェブ材料は、加えられた軸線方向延びの方向、即ち、リブ状要素の第1軸線 に対して実質的に垂直な所定方向に容易に且つ可逆的に伸ばすことができるが、 ウェブ材料は、リブ状要素の第1軸線方向と実質的に平行な所定方向に伸ばすの は容易でない。リブ状要素を形成することによって、リブ状要素をリブ状要素の 第1軸線即ち主軸線に対して実質的に垂直な所定方向に幾何学的に変形させるこ とができるが、リブ状要素の第1軸線と実質的に平行な方向に伸ばすには実質的 に分子レベルの変形が必要とされる。 ウェブを伸ばすのに必要な加えられた力の量は、ウェブ材料の構成(composit ion)及び断面積及び第1領域の幅及び間隔によって決まり、第1領域が狭幅で あり且つ大きく間隔を隔てられている場合には、所与の構成及び断面積について 所望の延びを達成するために小さい加えられた外力を必要とする。第1領域の第 1軸線(即ち長さ)は、好ましくは、第1領域の第2軸線(即ち幅)よりも大き く、好ましくは、長さの幅に対する比は約5:1又はそれ以上である。 本発明のウェブの利用可能な伸長を制御するため、リブ状要素の深さ及び数も また変えることができる。所与の数のリブ状要素について、高さ即ちリブ状要素 に加えられる成形の程度を増大すると、利用可能な伸長が増大する。所与の高さ 即ち成形の程度について、リブ状要素の数を増大すると、同様に、利用可能な伸 長が増大する。 第5図の特定のウェブ材料52は、本発明の弾性体様ウェブの一例であるが、 本発明は、ウェブ材料52に示す幾何学的形体に限定されない。第16図乃至第 28図は、本発明のウェブ材料の幾つかの変形例を示す。 本発明を適用することによって制御できる幾つかの機能的特性がある。これら の機能的特性は、ウェブ材料が加えられた延びに対して及ぼす抵抗力、及び力壁 に達する前のウェブ材料の利用可能な伸長である。加えられた延びに対してウェ ブ材料が及ぼす抵抗力は、材料(例えば構成、分子構造、及び配向、等)及び断 面積、及び第1領域が占有するウェブ材料の投影表面積のパーセンテージの関数 である。ウェブ材料の第1領域が占める面積のパーセンテージが高ければ高い程 、所与の材料構成及び断面積について、加えられた延びに対してウェブが及ぼす 抵抗力が高くなる。ウェブ材料の第1領域が占める面積のパーセンテージは、全 体にではないが部分的に、第1領域の幅及び隣接した第1領域間の間隔によって 決定される。 ウェブ材料の利用可能な伸長は、第2領域の表面行路長によって決定される。 これは、少なくとも部分的には、リブ状要素の間隔、リブ状要素の数、及びウェ ブ材料の平面に対して垂直方向に計測したリブ状要素の形成深さによって決定さ れる。一般的には、第2領域の表面行路長が大きくなればなる程、ウェブ材料の 利用可能な伸長が大きくなる。 第16図には、本発明の成形ウェブ材料52aが張力が加わっていない状態で 示してあり、この材料は、第1領域64a及び第2領域66aを含む。ウェブ材 料52aは、第1領域64aと第2領域66aとの中間に配置された移行領域6 5aを更に有する。ウェブ材料52aは、軸線「l」に沿った所定方向に加えら れた周期的延びに応じて弾性体様の挙動を示す。湾曲したリブ状要素74aの第 1軸線即ち主軸線76aは、リブ状要素74aの線形近似(linear approximati on)である。主軸線76aは、加えられた延びに対して幾何学的な変形によって 大きく応答するリブ状要素74aの部分を構成する。第17図は、第16図のウ ェブ材料を張力が加わった状態で示す。矢印80aが示す加えられた延びによる ウェブ材料の張力により、リブ状要素74aが第1軸線76aに対して垂直な所 定方向に幾何学的に変形する。これは、リブ状要素74aの曲げが伸びることに よる。 第18図には、本発明の成形ウェブ材料52bが張力が加わっていない状態で 示してあり、この材料は、第1領域64b及び第2領域66bを含む。ウェブ材 料52bは、第1領域64bと第2領域66bとの中間に配置された移行領域6 5bを更に有する。ウェブ材料52bは、軸線「l」に沿った所定方向に加えら れた周期的延びに応じて弾性体様の挙動を示す。第2領域66bは、複雑な形状 のリブ状要素74bを含む。リブ状要素74bの第1軸線即ち主軸線76bは、 リブ状要素74bの線形近似である。第1軸線即ち主軸線76bは、加えられた 延びに対して幾何学的な変形によって大きく応答するリブ状要素74bの部分を 構成する。第19図には、張力が加わった状態の第18図の成形ウェブ材料が示 してある。矢印80bが示す加えられた延びによるウェブ材料の張力により、リ ブ状要素74bは主軸線76bに対して垂直な所定方向に幾何学的に変形する。 これは、リブ状要素74bの曲げが伸びるためである。 第20図には、本発明の成形ウェブ材料52cの別の実施例が張力が加わって いない状態で示してある。ウェブ材料52cは、第1領域64c及び第2領域 66cを含む。ウェブ材料52cは、第1領域64cと第2領域66cとの中間 に配置された移行領域65cを更に有する。ウェブ材料52cは、軸線「l」に 沿った所定方向に加えられた周期的延びに応じて弾性体様の挙動を示す。第2領 域66cは、リブ状要素74cを含む。第1領域64c及び第2領域66cは、 曲線状である。第1領域は、矢印80cが示す加えられた延びが成形ウェブ材料 52cに最初に加えられたとき、大きな幾何学的な変形を受ける。 第21図には、本発明の成形ウェブ材料52dの別の実施例が張力が加わって いない状態で示してある。ウェブ材料52dは、第1領域64d及び第2領域6 6dを含む。ウェブ材料52dは、第1領域64dと第2領域66dとの中間に 配置された移行領域65dを更に有する。第2領域66dは湾曲したリブ状要素 74dを含む。湾曲したリブ状要素74dの主軸線76dは、リブ状要素74d の線形近似である。主軸線76dは、加えられた延びに対して幾何学的な変形に よって大きく応答するリブ状要素74bの部分を構成する。ウェブ材料52dは 、軸線「l」に沿った所定方向に加えられた周期的延びに応じて弾性体様の挙動 を示す。矢印80dが示す加えられた延びが成形ウェブ材料52dに加えられた とき、第1領域は、実質的に分子レベルの変形を受け、第2領域は、先ず最初に 実質的に幾何学的な変形を受ける。 第22図には、本発明のウェブ材料52eが、張力が加わっていない状態で示 してあり、このウェブ材料は、第1領域64e及び第2領域66eを含む。ウェ ブ材料52eは、第1領域64eと第2領域66eとの中間に配置された移行領 域65eを更に有する。第2領域66eはリブ状要素74eを含む。第1領域6 4eは、ウェブ材料の長さに亘って不連続である。ウェブ材料52eは、軸線「 l」と実質的に平行な所定方向に矢印80eが示すように加えられた周期的延び に応じて弾性体様の挙動を示す。 第23図には、本発明のウェブ材料52fが、張力が加わっていない状態で示 してあり、このウェブ材料は、第1領域64f及び第2領域66fを含む。ウェ ブ材料52fは、第1領域64fと第2領域66fとの中間に配置された移行領 域65fを更に有する。第2領域66fはリブ状要素74fを含む。第1領域6 4fは、ウェブ材料の長さに亘って連続的に延び、これに対し、第2領域66f は不連続である、即ち中断している。ウェブ材料52fは、軸線「l」と実質的 に平行な所定方向に矢印80fが示すように加えられた周期的延びに応じて弾性 体様の挙動を示す。 第24図には、本発明の成形ウェブ材料52gが、張力が加わっていない状態 で示してある。ウェブ材料52gは、第1領域64g及び第2領域66gを含む 。ウェブ材料52gは、第1領域64gと第2領域66gとの中間に配置された 移行領域65gを更に有する。第2領域66gはリブ状要素74gを含む。成形 ウェブ材料52gは、複数の軸線「l1」、「l2」、及び「l3」に沿って弾 性体様の挙動を示す。軸線l1、l2、及びl3は、半径方向に扇様のアレイを なして延びており、これによって、成形ウェブ材料52gは複数の軸線に沿って 弾性体様の挙動を示すことができる。ウェブ材料52gを扇様のアレイをなして 延びる軸線を持つものとして示したが、本発明はこれに限定されるものではない 。多数の軸線は、互いに対し、45°、90°、135°といった種々の角度で 位置決めできる。種々の角度配向に加え、領域自体が直線状、曲線状、又はこれ らの組み合わせであるのがよい。 第25図には、本発明の成形ウェブ材料52hが示してある。ウェブ材料52 hは、第1領域64h及び第2領域66hを含む。ウェブ材料52hは、第1領 域64hと第2領域66hとの中間に配置された移行領域65hを更に有する。 第2領域66hはリブ状要素74hを含む。第25A図は、リブ状要素74hの 高さx及びx′を示す、第2領域66hの断面線25A−25Aに沿った断面図 である。第2領域66hのゾーンIの表面行路長は、第2領域66hの ゾーンIIの表面行路長よりもかなり小さい。これは、少なくとも部分的には、夫 々のゾーンでのリブ状要素74hの高さx及びx′の差による。ウェブ材料52 hに軸線「l」と実質的に平行な所定方向に矢印80fが示すように加えられた 延びが加えられたとき、ウェブ材料は、第2領域66hのゾーンI及びゾーンII と対応する、利用可能な伸長の異なるゾーンを有する。特定的には、ゾーンIと 対応するウェブ52hの利用可能な伸長は、ゾーンIIと対応するウェブ材料52 hの利用可能な伸長よりも小さい。しかしながら、ゾーンI及びIIの利用可能な 延伸が互いに異なっているけれども、ウェブ材料52hは、両ゾーンについての I及びIIの利用可能な延伸に至るまで、力壁に到らない。 第26図には、本発明の成形ウェブ材料52iが示してある。ウェブ材料52 iは、第1領域64i及び第2領域66iを含む。ウェブ材料52iは、第1領 域64iと第2領域66iとの中間に配置された移行領域65iを更に有する。 第2領域66iはリブ状要素74iを含む。第26A図は、リブ状要素74i間 の距離y及びy′を示す、第2領域66iの断面線26A−26Aに沿った断面 図である。ゾーンI及びゾーンIIでの表面行路長の差により、第26図及び第2 6A図のウェブ材料52iは、加えられ次いで解放された延びに対し、第25図 及び第25A図に示すウェブ52hと同様に応答する。 第25図及び第26図のウェブ材料は、第2領域のリブ状要素における種々の 実施例を示すが、隣接した領域間でリブ状要素を変化させることもできる。隣接 した第2領域でリブ状要素を変化させると、隣接した第2領域の利用可能な延伸 が変化する。隣接した第2領域での利用可能な延伸を変えることによって、ウェ ブ材料は、各領域がその幾何学的な変形の限度に到ったとき、加えられた延びに 応じて多数の力壁を示す。 第27図には、本発明の成形ウェブ材料52jが示してある。ウェブ材料52 jは、第1領域64j及び第2領域66jを含む。ウェブ材料52jは、第 1領域64jと第2領域66jとの中間に配置された移行領域65jを更に有す る。第1領域64jの幅は、軸線「t」と実質的に平行な所定方向でウェブに亘 って変化している。第2領域66jは、複数のリブ状要素74jを含む。ウェブ 材料52jに軸線「l」と実質的に平行な所定方向に矢印80fによって示され た加えられた延びが加えられたとき、狭幅の第1領域64jは、加えられた延び に対し、広幅の第1領域64jが提供する高い抵抗力と比較して低い抵抗力を提 供する。 第28図には、本発明の成形ウェブ材料52kの別の実施例が示してある。ウ ェブ材料52kは、第1領域64k及び第2領域66kを含む。ウェブ材料52 kは、第1領域64kと第2領域66kとの中間に配置された移行領域65kを 更に有する。第2領域66kは、複数のリブ状要素74kを含む。第2領域66 kの幅は、軸線「t」と実質的に平行な所定方向でウェブに亘って変化している 。矢印80kによって示された加えられた延びが、軸線「l」と実質的に平行な 所定方向に加えられたとき、広幅の第2領域66kを持つウェブ材料52kの部 分は、加えられた延びに対し、狭幅の第2領域66kを持つウェブ材料52kの 部分と比べて、低い抵抗力を提供する。第27図及び第28図に開示したウェブ 材料の特徴は、加えられた延びに対して種々の抵抗力を提供するため、単一のウ ェブに組み込むことができるということは当業者には明らかである。 第29図には、本発明の別の実施例のウェブ材料52lが示してある。ウェブ 材料52lは、第1領域64l及び第2領域66lを含む。ウェブ材料52lは 、第1領域64lと第2領域66lとの中間に配置された移行領域65lを更に 有する。第2領域66lは、リブ状要素74lを含む。第2領域66lは、軸線 「l」と実質的に平行な所定方向に延びる。リブ状要素74lの主軸線76lは 、軸線「l」に対して僅かに角度をなして延びているが、それでも、軸線「l」 に対して実質的に垂直である。矢印80lが示す加えられた延びがウェブ材料 52lに軸線「l」と実質的に平行な所定方向に加えられたとき、リブ状要素7 4lが、加えられた延びに対して枢動することによって、少なくとも部分的に幾 何学的に変形する。リブ状要素74lの枢動により、リブ状要素74lを軸線「 l」と実質的に平行に整合させることができる。 第1及び第2の領域からなる変形可能なネットワークを本発明のウェブ材料全 体に設けることができるが、本発明は、ウェブの特定の部分だけに第1及び第2 の領域からなる変形可能なネットワークを設けることもできる。次に、第30図 を参照すると、この図には、本発明の使い捨ておむつのバックシート200の好 ましい実施例が示してあり、使い捨ておむつのバックシート200の胴部領域及 び側パネルには、別個の変形可能なネットワーク210が配置されている。使い 捨て吸収体物品のバックシートの全部又は一部には、延びが周期的に加えられた ときに軸線に沿って弾性体様の挙動を示すバックシートを提供する、第1及び第 2の領域からなる変形可能なネットワークが設けられているということは当業者 には明らかであろう。 次に、第31図を参照すると、この図には、衛生ナプキンのバックシート22 0の一実施例が示してある。バックシート220は、複数の第1領域222及び 複数の第2領域224を有し、これらの領域は、幾つかの異なる方向に各々延び ている。従って、バックシート220は、複数の軸線に沿って周期的に加えられ た延びに対し、幾つかの方向で弾性体様の挙動を示すことができる。 本発明の変形可能なネットワークを持つウェブ材料を吸収体物品バックシート として又はその一部として説明したが、幾つかの実施例では、トップシート及び 吸収体コアに変形可能なネットワークを設ける必要がある場合がある。例えば、 第30図に示す実施例では、バックシートの領域210が、隣接したトップシー トの領域による拘束を受けずに延びることができるように、バックシートの領域 210と隣接したトップシートの領域にも変形可能なネットワークを設ける必要 がある。 製造方法 次に、第32図を参照すると、この図には、第5図に示すウェブ52の形成に 使用する装置400が示してある。この装置400はプレート401、402を 含む。プレート401、402は、互いに噛み合う複数の歯を夫々有する。プレ ート401、402を圧力下で互いに合わせ、ベースフィルム406を形成する 。 次に、第33図を参照すると、プレート401及び402の各々が長手方向軸 線「l」及び長手方向軸線に対して実質的に垂直な横方向軸線「t」を有すると いうことがわかる。プレート401は、歯を備えた領域407及び溝を備えた領 域408を含み、両領域はプレート401の長手方向軸線と実質的に平行に延び る。プレート401の歯付き領域407内には、複数の歯403が設けられてい る。プレート402の歯404は、プレート401の歯403と噛み合う。ベー スフィルム406をプレート401と402との間で形成するとき、プレート4 01の溝付き領域408とプレート402の歯404との間に位置決めされたベ ースフィルム406の部分には変形が加わらない。これらの領域は、第5図に示 すウェブ52の第1領域64と対応する。プレート401の歯付き領域407と プレート402の歯404との間に位置決めされたベースフィルム406の部分 は、漸次塑性変形を受け、ウェブ材料52の第2領域66にリブ状要素74を形 成する。 変形方法は、静的態様で行うことができ、この場合には、ベースフィルムの一 つの別個の部分を一度に一つづつ変形させる。このような方法の一例を第34図 に示す。全体に参照番号415を附した静的プレスは、軸線方向に移動自在のプ レート即ち部材420及び定置プレート422を含む。プレート401及び40 2は、これらの部材420及び422に取り付けられている。プレート401及 び402を離した状態でベースフィルム406をこれらのプレート 401と402との間に導入する。次いで、これらのプレートを「P」で示す圧 力が作用した状態で互いに合わせる。次いで、上プレート401をプレート40 2から遠ざかるように軸線方向に持ち上げ、形成されたウェブ即ち成形ウェブを プレート401と402との間から取り出すことができるようにする。 第35図は、移動するウェブと断続的に接触し、ベース材料406を形成して 本発明の成形ウェブ材料にするための連続した動的プレスの一例である。ポリマ ーフィルム406をプレート401と402との間に矢印430で示す方向に供 給する。プレート401は、回転自在に取り付けられた一対のアーム432、4 34に取り付けられている。これらのアームは、時計廻り方向に移動し、これに よって、プレート401を時計廻り方向に移動する。プレート402は、一対の 回転アーム436、438に取り付けられており、これらのアームは、反時計廻 り方向に移動し、プレート402を反時計廻り方向に移動する。かくして、ウェ ブ406がプレート401と402との間を矢印430が示す方向に移動すると き、プレート間のベースフィルムの一部が成形され、次いで解放され、プレート 401及び402が合わさり、ベースフィルム406の別の区分を形成する。こ の方法には、例えば、一方向パターン、二方向パターン、及び多方向パターンと いった実際上全てのパターンを、どれ程複雑であっても、連続プロセスで形成で きるという利点がある。 第35図の動的プレスは、完成した製品に変形可能なネットワークを形成する ため、完成した吸収体物品に使用できる。例えば、完成した吸収体物品全体をプ レート401と402との間に置いて吸収体物品の全ての層に変形可能なネット ワークを付けることができる。 ベース材料を形成して本発明のウェブ材料にする別の方法は、真空形成法であ る。真空形成法の一例は、1982年8月3日にラデル等に賦与された、一般に 譲渡された米国特許第4,342,314号に開示されている。変形例では、本 発明の成形ウェブ材料は、1986年9月2日にカルロ等に賦与された、一般に 譲渡された米国特許第4,609,518号の教示に従って油圧で形成できる。 上掲の特許について触れたことにより、これらの特許の各々に開示されている内 容は本明細書中に組み入れたものとする。 第36図には、ベースフィルムを形成して本発明の成形ウェブ材料にするため の、全体に参照番号500を附した別の装置が示してある。装置500は、一対 のロール502、504を含む。ロール502は、複数の歯付き領域506及び 複数の溝付き領域508を含み、これらの領域は、円筒形ロール502の中央を 通る長手方向軸線と実質的に平行に延びる。歯付き領域506は、複数の歯50 7を含む。ロール504は、ロール502に設けられた歯507と噛み合う複数 の歯510を有する。互いに噛み合うロール502と504との間をベースフィ ルムが通過するとき、溝付き領域508はフィルムに成形されていない部分を残 し、本発明のウェブ材料の第1領域を形成する。歯付き領域506と歯510と の間を通過するフィルムの部分は、歯507及び510の夫々によって成形され 、ウェブ材料の第2領域にリブ状要素を形成する。 変形例では、ロール504が軟質のゴムからなる。ベースフィルムが歯付きロ ール502とゴムロール504との間を通過するとき、フィルムは、歯付きロー ル502が提供するパターンに機械的に成形される。溝付き領域508内のフィ ルムは、成形されないままであるが、歯付き領域506内のフィルムは、成形さ れて第2領域のリブ状要素を形成する。 次に、第37図を参照すると、この図には、本発明の教示に従ってベースフィ ルムを成形ウェブ材料にするための、全体に参照番号550を附した変形例の装 置が示してある。装置550は、一対のロール552、554を含む。ロール5 52及び554は、ロール552、554の夫々の周囲に亘って延びる複数の歯 付き領域556及び溝付き領域558を各々有する。ベースフィルムがロール 552と554との間を通過するとき、溝付き領域558は、フィルムに成形さ れていない部分を残し、歯付き領域556間を通過するフィルムの部分は成形さ れて第2領域にリブ状要素を形成する。 本発明のウェブ材料は、線状低密度ポリエチレン(LLDPE)、低密度ポリ エチレン(LDPE)、超低密度ポリエチレン(ULDPE)、高密度ポリエチ レン(HDPE)を含むポリエチレンのようなポリオレフィン、又はポリプロピ レン及びこれと上掲のポリエチレン及び他の材料との混合物からなるのがよい。 使用できる他の適当なポリマー材料の例には、ポリエステル、ポリウレタン、堆 肥化可能な即ち生分解性のポリマー(例えば、ダウ・ケミカル社から入手できる インサイト(INSITE:登録商標)、及びエクソン社から入手できるエクサ クト(Exxact:登録商標))、及び通気性のあるポリマーが含まれるが、 これらに限定されない。更に、ウェブ材料は、合成織布、合成ニット、不織布、 有孔フィルム、巨視的に拡張させた立体的な成形フィルム(macroscopically ex panded three-dimensional formed film)、吸収体又は繊維質吸収体材料、フォ ーム、充填配合物、又は積層体及び/又はこれらの組み合わせからなるのがよい 。不織布は、以下の方法のうちの任意の方法、即ち、スパンレース、スパンボン ド、溶融吹付け、カーディング及び/又はエアスルー又はカレンダーボンデッド で製造できるが、これらの方法に限定されない。緩く境界付けられた繊維(loos ely bounded fibers)を備えたスパンレース材料が好ましい実施例である。 本発明を、単一のベースフィルム層からウェブ材料を形成するものとして説明 したが、本発明は、他の材料についても同様に優れて実施できる。加えられた延 びの方向に弾性体様の挙動を示す液体不透過性のポリマーフィルムが、使い捨て おむつ又は衛生ナプキンのバックシートとして使用するのに適しているけれども 、このようなウェブ材料は、吸収体物品のトップシートとしては良好に機能しな い。 本発明のウェブを製造でき、吸収体物品の液体透過性のトップシートとして有効 に機能する他のベース材料の例には、平面的有孔フィルム及び巨視的に拡張させ た立体的な有孔成形フィルムが含まれる。巨視的に拡張させた立体的な有孔成形 フィルムの例は、1975年12月30日にトンプソンに賦与された米国特許第 3,929,135号、1982年4月13日にミュラン等に賦与された米国特 許第4,324,246号、1982年8月3日にラデル等に賦与された米国特 許第4,342,314号、1984年7月31日にアー等に賦与された米国特 許第4,463,045号、及び1991年4月9日にベアードに賦与された米 国特許第5,006,394号に記載されている。各特許について触れたことに より、各特許に開示されている内容は本明細書中に組み入れたものとする。 本発明のウェブ材料は、上掲の材料からなる積層体を含む。これらの積層体は 、当業者に周知の多くの結合方法によって組み合わせることができる。このよう な結合方法には、熱結合、接着剤結合(スプレー接着剤、ホットメルト接着剤、 ラテックスを基材とした接着剤、等が含まれるがこれらに限定されない多くの接 着剤のうちの任意の接着剤を使用した)、音波結合、及び部分的に溶融した状態 のポリマーフィルムを基材上に直接流延して基材の一方の側に結合するか或いは 溶融吹付け繊維からなる不織布を基材上に直接置くことによる押出し積層が含ま れるが、これらの方法に限定されない。 本発明の特定の実施例の例を以下に説明する。 例1: 機械加工によって形成した金属製の金型でアルミニウム充填剤を含むエポキシ 材料を型成形することにより製作された、第32図及び第33図に示されている のと同様の二つの剛性プレートを製作する。プレートの外寸は、127mm(5. 0インチ)×304.8mm(12インチ)×19.05mm(0.75インチ)で ある。各プレートの一方の表面には、実質的に三角形断面の一連の「歯」 が設けられており、これらの歯は、ベースの寸法が1.524mm(0.060イ ンチ)であり、尖端に0.203mm(0.008インチ)の丸味が付けてある頂 点に向かってテーパしている。これらの歯の中心線は、1.524mm(0.06 0インチ)毎に等間隔に間隔が隔てられている。プレートには、プレートを合わ せるときにプレートが確実に噛み合うようにするため、合わせ穴及びピンが設け られている。一方のプレートの「歯が設けられた」側には、互いに平行な一連の 溝が切ってあり、これらの溝は、等間隔に間隔が隔てられた歯に対して垂直であ る。溝の幅は1.651mm(0.065インチ)であり、プレートの全長に亘っ て連続しており、中心から12.7mm(0.50インチ)の所定距離離間されて いる。これらの溝は、変形されたポリマーウェブの変形を受けなかった領域と対 応する。 溶融体流延法(melt casting method)で製作されたLLDPE製の単一厚さ (0.0254mm(0.001インチ))のポリマーフィルムを二つのプレート (一方には溝が設けられ、他方には歯だけが設けられた)間に置く。フィルムを 間に挟んだプレートをこれらのプレートよりも大きい(圧力がプレートに亘って 均等に分散されるようにするため)プラテンを持つ油圧プレスに置く。歯の噛み 合い深さ即ち「係合」の量を制御するため、厚さを変えることができるスペーサ をプレートの縁部に置く。プレートをプレスのプラテン間で少なくとも1814 .369kg(4000ポンド)の力で圧縮し、これによって、プレートの噛み合 った歯の間のフィルムの領域を成形する。プレートに刻んだ溝と対応する領域で は、フィルムは成形されないままである。プレートから圧力を取り除き、成形ウ ェブ材料を取り出す。 例2: 例1に説明したプレートは、上述のように使用される。変形されるべき材料は 、3M社の「スーパー77スプレー接着剤」のようなスプレー接着剤を使用して 0.0254mm(1ミル)厚の流延ポリエチレンフィルムに積層した、カーディ ング処理を施したカレンダー結合ポリプロピレン不織布からなる一つの層から製 作されている。不織布材料は、横方向に非常に容易に成形できる。不織布の横方 向がパターンを付けたプレートに刻んだ溝と平行になるように、積層体を二つの 変形プレート間に置く。結果的に得られた材料は、加えられた歪の解放時に皺が 生じないため、外観が(例1の材料でわかるように)改善される。 試験方法 表面行路長 成形材料の領域の行路長の計測値は、各別個の領域の例示の試料を選択し且つ 形成し、これらの試料を顕微鏡画像分析法で分析することによって決定される。 試料は、各領域の表面形状を例示するものとなるように選択されなければならな い。移行領域は、通常は第1領域及び第2領域の両方の特徴を含むため、一般的 には避けなければならない。計測されるべき試料を切断し、対象領域から分離す る。「計測された縁部(measured edge)」は、特定の延び軸線と平行に切断さ れなければならない。通常は、この軸線は、第1領域又は第2領域のいずれかの 主軸線と平行である。歪のない試料の12.7mm(1/2インチ)の長さを、「 計測された縁部」に対して垂直に「定規で印を付け」、ウェブ材料に取り付けた とき、及びついで正確に切断し、ウェブ材料から取り外す。 次いで、顕微鏡のスライドガラスの長い方の縁部に計測試料を取り付ける。「 計測縁部」をスライドの縁部から外方に僅かに(約1mm)伸ばす。感圧接着剤の 薄い層をガラスの面と縁部に付け、適当な試料支持手段を形成する。大きく成形 した試料領域については、試料をその軸線方向に静かに(大きな力を加えること なく)伸ばし、試料とスライドの縁部との接触及び取り付けを容易にするのが望 ましいということがわかっている。これによって、画像分析中の縁部の同定を改 善し、縁部が「もみくしゃ」にならないようにし、追加のインタープリテーシ ョン分析(interpretation analysis)の必要をなくす。 各試料の画像は、支持スライドの「縁部に載せた」状態で、十分な品質及び倍 率の適当な顕微鏡計測手段を使用して、「計測された縁部」の画像として得られ なければならない。第38図は、表面行路長を決定するのに使用される、第1側 縁部901及び第2側縁部902を持つ試料900の第2領域の一部の代表的な 図を示す。ここで提供されたデータは、以下の器機を使用して得られる。ケイエ ンスVH−6100(20×レンズ)ビデオユニット、ビデオ画像プリントは、 ソニービデオプリンターマヴィグラフユニットで製作される。ビデオプリントを ヒューレット・パッカードスキャンジェットIIPスキャナーで操作する。画像分 析は、NIH MAC画像バージョン1.45のソフトウェアを使用したマッキ ントッシュIICiコンピュータ上で行われる。 この器機を使用するにあたり、先ず最初に、0.127mm(0.005インチ )の目盛が付けてある12.7mm(0.5インチ)の長さの格子状の定規の較正 画像を取り込み、コンピュータ画像分析プログラムの設定の較正に使用する。次 いで、計測されるべき全ての試料をビデオ画像にし、ビデオ画像をプリントする 。次に、全てのビデオプリントを100dpi (256レベルグレースケール)で 画像走査し、適当なマック画像ファイルフォーマットにする。最後に、マック画 像1.45コンピュータプログラムを使用して各画像ファイル(較正ファイルを 含む)を分析する。全ての試料をフリーハンドライン計測具(freehand line-me asurement tool)で計測する。試料を両側縁部について計測し、長さを記録する 。簡単なフィルム状試料(薄く且つ厚さが一定)は、一方の側縁部だけを計測す ればよい。積層体及び厚いフォーム試料は、両側縁部について計測される。切断 した試料の全ゲージ長(gauge length)に沿って長さ計測トレーシング(length measurement tracing)を行わなければならない。変形の度合いの大きい試料の 場合には、切断された試料の全体をカバーするのに多数の(部分的に重 なった)画像を必要とする。これらの場合には、重なった画像の両方に共通の特 徴を選択し、隣接しているが重なっていない画像の長さを読むことができるよう にする「印」として使用する。 各領域についての表面行路長の最終決定は、各領域の別々の五つの12.7mm (1/2インチ)ゲージ試料(gauge-sample)の長さを平均化することによって 得られる。各ゲージ試料「表面行路長」は、両側縁部表面行路長の平均値である 。 上述の試験方法は、本発明のウェブ材料の多くについて有用であるが、本発明 の範囲内の複雑なウェブ材料の幾つかに適合させるため、この試験方法を改良し なければならない場合がある。 ポアソン横方向収縮効果 ポアソン横方向収縮効果は、ノースカロライナ州リサーチトライアングルパー クのシンテック社から入手できるソフトウェアであるテストワークス(Test Works:登録商標)を使用してサウスダコタ州シオウクスシティのゲートウ ェイ2000から入手できるゲートウェイ2000 486/33 コンピュー タに繋いだマサチューセッツ州カントンのインストロン社から入手できるインス トロン1122型で計測される。試験に必要とされる全ての重要なパラメータを 各試験毎にテストワークスソフトウェアに入力する。データ収集は、試料の幅の 計測値については手作業で計測し、延びの計測値については、テストワークス内 で行われる。 この試験について使用される試料は、幅が25.4mm(1インチ)で長さが1 01.6mm(4インチ)であり、切断した試料の長軸は、試料の第1領域の方向 と平行である。試料は、鋭いナイフで、又は試料を正確に25.4mm(1インチ )の幅に切断するように設計された適当な鋭さを持つ切断装置で切断しなければ ならない。「代表試料」は、変形した領域の全体パターンの対称性を代表する領 域が提供されるように切断しなければならないということが重要である。場合 によっては(変形した部分の大きさ又は領域1及び2の相対的な形状の変化のた め)、ここで提案したよりも大きな又は小さな試料を切断する必要がある。この 場合には、試料の大きさ、変形した領域のどこから試料を取り出したのか、及び 、好ましくは、試料について使用された代表面積の概略図を含む、を、(報告さ れた全てのデータとともに)知ることが非常に重要である。一般的には、可能で あれば、実際の伸ばされた引張部分(1l:wl)についての(2:1)の「ア スペクト比」を維持しなければならない。五つの試料を試験した。 インストロンのグリップは、試験延びの方向に対して垂直な単一の線に沿って 全グリップ力を集中するように設計された空気作動式グリップからなり、一つの 平らな表面とこれとは反対側の面を有し、この面から半ラウンド (a half round )突出する。試料とグリップとの間には滑りがあってはならない。グリップ力の 線間の距離は、グリップの側方で支持された鋼製定規によって計測して50.8 mm(2インチ)でなければならない。この距離を、ここから、「ゲージ長」と呼 ぶ。 試料を、加えられた延びの方向に対して長軸が垂直になるように、グリップに 取り付ける。全パターン形状を代表する面積は、グリップ間で中心が対称になっ ていなければならない。クロスヘッド速度を254mm/min(10in/min)に設定 する。クロスヘッドは、特定された歪まで移動する(計測は、20%延び及び6 0%延びで行われる)。最も狭幅の点(w2)での試料の幅を鋼製定規を使用し て0.51mm(0.02インチ)単位で計測する。加えられた伸長の方向での延 びを0.51mm(0.02インチ)単位でテストワークスソフトウェアに記録す る。ポアソン横方向収縮効果(PLCE)を以下の等式を使用して計算する。 ここで、w2=加えられた長手方向延びが加わった状態での試料の幅、 w1=試料の元の幅、 l2=加えられた長手方向延びが加わった状態での試料の長さ、 l1=試料の元の長さ(ゲージ長)。 計測は、各所与の延びについて五つの異なる試料を使用して20%延び及び6 0%延びの両方で行われる。所与の%延びでのPLCEは、五つの計測値の平均 値である 上述の試験方法は、本発明のウェブ材料の多くについて有用であるが、この試 験方法は、本発明の範囲内の複雑なウェブ材料の幾つかに適合させるために改良 しなければならない場合がある。 ヒステリシス試験 ヒステリシス試験は、材料の永久歪のパーセンテージ及び力の緩和のパーセン テージを計測するために使用される。試験は、27709ノースカロライナ州リ サーチトライアングルパークのシンテック社から入手できるソフトウェアである テストワークスを使用して57049サウスダコタ州シオウクスシティのゲート ウェイ2000から入手できるゲートウェイ2000 486/33 コンピュ ータに繋いだマサチューセッツ州カントンのインストロン社から入手できるイン ストロン1122型で計測される。試験に必要とされる全ての重要なパラメータ (即ち、クロスヘッド速度、最大延びパーセント点、及び保圧時間)を各試験毎 にテストワークスソフトウェアに入力する。更に、データ収集、データ分析、及 びグラフ製作は、テストワークスソフトウェアを使用して行われる。 この試験について使用される試料は、幅が25.4mm(1インチ)で長さが1 01.6mm(4インチ)であり、切断した試料の長軸は、試料の最大伸長性の方 向と平行である。試料は、鋭いイグザクトナイフ(exacto knife)で、又は試料 を正確に25.4mm(1インチ)の幅に切断するように設計された適当な鋭さを 持つ切断装置で切断しなければならない。(材料の延びの方向が一方向以上であ る場合には、延びの代表方向と平行に試料を取り出さなければならない。)試料 は、変形した領域の全体パターンの対称性を代表する領域が提供されるように切 断しなければならない。場合によっては(変形した部分の大きさ又は第1領域及 び第2領域の相対的な形状の変化のため)、ここで提案したよりも大きな又は小 さな試料を切断する必要がある。この場合には、試料の大きさ、変形した領域の どこから試料を取り出したのか、好ましくは、試料について使用された代表面積 の概略図を含む、を(報告された全てのデータとともに)知ることが非常に重要 である。代表的には、20%の歪、60%の歪、及び100%の歪での三つの別 々の試験を各材料について行った。所与の材料の三つの試料を各%延びで試験し た。 インストロンのグリップは、試験応力の方向に対して垂直な単一の線に沿って 全グリップ力を集中するように設計された空気作動式グリップからなり、一つの 平らな表面とこれとは反対側の面を有し、この面から半ラウンド突出して試料の 滑りを最小にする。グリップ力の線間の距離は、グリップの側方で支持された鋼 製定規によって計測して50.8mm(2インチ)でなければならない。この距離 を、ここから、「ゲージ長」と呼ぶ。試料を、加えられた%延びの方向に対して 長軸が垂直になるように、グリップに取り付ける。クロスヘッド速度を254mm /min(10in/min)に設定する。クロスヘッドは、特定された最大%延びまで移 動し、試料をこの%延びに30秒間に亘って保持する。30秒後、クロスヘッド をその元の位置(0%延び)に戻し、この位置に60秒間に亘って保持する。次 いで、クロスヘッドを第1サイクルで使用したのと同じ最大%延びに戻し、30 秒間に亘って保持し、次いで、再びゼロに戻す。 二つのサイクルのグラフを製作する。代表的なグラフを第7図に示す。力の緩 和の%を、第1サイクルからの力のデータの以下の計算によって決定する。 永久歪の%は、第2サイクルの試料の、試料が伸びに抵抗し始める%延びであ る。永久歪の%及び力の緩和の%を第7図、第9図、第11図、第13図、及び 第15図にグラフで示す。三つの試料についての力の緩和の%及び永久歪の%の 平均値を、試験された最大%延び値の各々について報告する。 上述の試験方法は、本発明のウェブ材料の多くについて有用であるが、この試 験方法は、本発明の範囲内の複雑なウェブ材料の幾つかに適合させるために改良 しなければならない場合がある。 引張試験 引張試験は、材料の力−%延び特性及び利用可能な%伸長を計測するために使 用される。試験は、ノースカロライナ州リサーチトライアングルパークのシンテ ック社から入手できるソフトウェアであるテストワークスを使用して、サウスダ コタ州シオウクスシティのゲートウェイ2000から入手できるゲートウェイ2 000 486/33 コンピュータに繋いだマサチューセッツ州カントンのイ ンストロン社から入手できるインストロン1122型で計測される。試験に必要 とされる全ての重要なパラメータを各試験毎にテストワークスソフトウェアに入 力する。更に、データ収集、データ分析、及びグラフ製作は全て、テストワーク スソフトウェアを使用して行われる。この試験について使用される試料は、幅が 25.4mm(1インチ)で長さが101.6mm(4インチ)であり、切断した 試料の長軸は、試料の最大伸長性の方向と平行である。試料は、鋭いイグザクト ナイフで、又は試料を正確に25.4mm(1インチ)の幅に切断するように設計 された適当な鋭さを持つ切断装置で切断しなければならない。(材料伸長性の方 向が一方向以上である場合には、延びの代表方向と平行に試料を取り出さなけれ ばならない。)試料は、変形した領域の全体パターンの対称性を代表する領域が 提供されるように切断しなければならない。場合によっては(変形した部分の大 きさ又は第1領域及び第2領域の相対的な形状の変化のため)、ここで提案した よりも大きな又は小さな試料を切断する必要がある。この場合には、試料の大き さ、変形した領域のどこから試料を取り出したのか、好ましくは、試料について 使用された代表面積の概略図を含む、を(報告された全てのデータとともに)知 ることが非常に重要である。所与の材料の三つの試料を試験した。 インストロンのグリップは、試験応力の方向に対して垂直な単一の線に沿って 全グリップ力を集中するように設計された空気作動式グリップからなり、一つの 平らな表面とこれとは反対側の面を有し、この面から半ラウンド突出して試料の 滑りを最小にする。グリップ力の線間の距離は、グリップの側方で支持された鋼 製定規によって計測して50.8mm(2インチ)でなければならない。この距離 を、ここから、「ゲージ長」と呼ぶ。試料を、加えられた%延びの方向に対して 長軸が垂直になるように、グリップに取り付ける。クロスヘッド速度を254mm /min(10in/min)に設定する。クロスヘッドは、試料を破断するまで伸ばす。 クロスヘッドは、破断点で停止し、その元の位置(0%延び)に戻る。 引張データのグラフを第6図、第8図、第10図、第12図、及び第14図に 示す。利用可能な%伸長は、力−延び曲線の変曲点がある箇所であり、この点を 越えると、試料を等に伸ばすのに必要な力の量が迅速に増大する。この点を第6 図、第8図、第10図、第12図、及び第14図にグラフ的に示す。三つの試料 についての利用可能な伸長の%の平均値を記録する。 上述の試験方法は、本発明のウェブ材料の多くについて有用であるが、この試 験方法は、本発明の範囲内の複雑なウェブ材料の幾つかに適合させるために改良 しなければならない場合がある。 本発明の特定の時を図示し且つ説明したが、本発明の精神及び範囲から逸脱す ることなく、種々の他の変形及び変更を行うことができるということは、当業者 には明らかである。従って、添付の請求の範囲は、本発明の範疇のこのような変 形及び変更の全てを含もうとするものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AP(KE,MW,SD),AM,AU, BB,BG,BR,BY,CA,CN,CZ,FI,G E,HU,JP,KG,KP,KR,KZ,LK,LT ,LV,MD,MG,MN,NO,NZ,PL,RO, RU,SI,SK,TJ,TT,UA,UZ,VN (72)発明者 カーロ,ジョン ジョセフ アメリカ合衆国オハイオ州、シンシナチ、 ドット、ドライブ、3102 (72)発明者 マンスフィールド,マイケル アン アメリカ合衆国オハイオ州、シンシナチ、 ウィラム、プレイス、580 (72)発明者 ソレンセン,ユージーン ロバート アメリカ合衆国オハイオ州、シンシナチ、 オリバー、コート、5338

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 少なくとも一つの軸線に沿って弾性体様の挙動を示すウェブ材料におい て、少なくとも第1及び第2領域を有し、前記第1領域及び前記第2領域は、同 じ材料構成でできており、各領域は、張力が加わっていない状態での投影行路長 を有し、前記第1領域は、実質的に分子レベルの変形を受け、前記第2領域は、 先ず最初に、加えられた延びを前記軸線と実質的に平行な所定方向に前記ウェブ 材料に加えた場合に実質的に幾何学的な変形を受け、前記加えられた延びを解放 したとき、前記第1領域及び前記第2領域は、実質的に、張力が加わっていない 状態での投影行路長に戻る、ことを特徴とする、ウェブ材料。 2. 前記第1領域及び前記第2領域は、互いから視覚的に区別される、請求 項1に記載のウェブ材料。 3. 前記第2領域は、複数の盛り上がったリブ状要素を含む、請求項1又は 2に記載のウェブ材料。 4. 前記ウェブ材料は、二つ又はそれ以上の軸線を有する、請求項1、2、 又は3に記載のウェブ材料。 5. 前記第1領域及び前記第2領域は、実質的に直線状である、請求項1乃 至4のうちのいずれか一項に記載のウェブ材料。 6. 前記第1領域及び前記第2領域は、実質的に曲線状である、請求項1乃 至5のうちのいずれか一項に記載のウェブ材料。 7. 前記ウェブ材料は、前記第2領域が提供する利用可能な伸長を有する、 請求項1乃至6のうちのいずれか一項に記載のウェブ材料。 8. 前記第2領域は、前記利用可能な伸長に対して複数の限度を提供する、 請求項1乃至7のうちのいずれか一項に記載のウェブ材料。 9. 前記第1領域及び前記第2領域の各々は表面行路長を有し、前記第1領 域の前記表面行路長は、前記ウェブ材料に張力が加わっていない状態で前記軸線 と平行に計測したとき、前記第2領域の前記表面行路長よりも小さく、前記ウェ ブ材料は、20%延びで、前記軸線に対して垂直方向に計測して約0.4以下の ポアソン横方向収縮効果を示す、請求項1乃至8のうちのいずれか一項に記載の ウェブ材料。 10. 前記ウェブ材料は、少なくとも一つの軸線に沿って加えられた軸線方 向延びに対する抵抗力が、加えられた延びが前記軸線と平行な所定方向に加えら れた場合に、少なくとも二つの大きく異なる段階を示し、前記第1領域は、前記 第2領域の大部分が前記加えられた軸線方向延びに対して大きな抵抗力を生じる 前に、前記軸線と平行な所定方向での前記加えられた軸線方向延びに応じて所定 の抵抗力を示し、前記ウェブ材料は、前記ウェブ材料の延びが、表面行路長の大 きい前記第2領域の大部分を加えられた軸線方向延びの平面に進入させるのに十 分大きくなるまで、加えられた延びに対して第1抵抗力を示し、前記ウェブ材料 の延びが十分大きくなったとき、前記ウェブ材料は、更なる加えられた軸線方向 延びに対して第2抵抗力を示し、前記ウェブ材料の全抵抗力は、前記第1領域の 抵抗力よりも高い、請求項1乃至9のうちのいずれか一項に記載のウェブ材料。 11. 前記第1領域の二つ又はそれ以上が、実質的に同じ幅である、請求項 1乃至10のうちのいずれか一項に記載のウェブ材料。 12. 前記第1領域の二つ又はそれ以上の幅が異なる、請求項1乃至11の うちのいずれか一項に記載のウェブ材料。 13. 前記第1領域及び前記第2領域が、少なくとも一層のフィルム材料で できている、請求項1乃至12のうちのいずれか一項に記載のウェブ材料。 14. 前記フィルム材料がポリエチレン又はその混合物でできている、請求 項13に記載のウェブ材料。 15. 前記ウェブ材料は、二つ又はそれ以上の材料からなる積層体である、 請求項1乃至14のうちのいずれか一項に記載のウェブ材料。 16. 前記ウェブ材料は、使い捨て吸収体物品のバックシートの少なくとも 一部を形成する、請求項1乃至15のうちのいずれか一項に記載のウェブ材料。 17. 前記ウェブ材料は、使い捨て吸収体物品のトップシートの少なくとも 一部を形成する、請求項1乃至16のうちのいずれか一項に記載のウェブ材料。
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