説明

切断された細長いストランドを有するウェブ構造体

少なくとも1つの表面上に配置された切断された細長いストランド(242)を有するウェブ構造体が記載される。切断された細長いストランドは、ウェブ(110)の一方または両方の主面に取り付けられ、縦および横の列で配列することができる。細長いストランドは、連続するストランドをウェブ構造体上に押し出した後、ストランドをウェブに間隔をあけて選択的に取り付けることによって形成することができる。取り付けた後、細長いストランドは、取り付け点(212)の間の位置(218)で切断することができる。切断された細長いストランドは、ウェブ裏材上の締結要素として使用することができる。締結要素として使用される場合、そのウェブは、たとえば、衣類(ガウンおむつ、トレーニングパンツなど)、寝具などに使用することができる。切断された細長いストランドを有するウェブは他の使用も考慮することができ、たとえば、パーソナルエア製品(皮膚デブリードマン物品など)、研磨物品、つや出し物品、濾過構造体(たとえば、切断された細長いストランドが濾材および/またはスペーサーとして機能する場合)なども考慮することができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
フックループファスナーの製造に使用されるウェブなどのステム付きウェブが、長年にわたって使用されている。これらのウェブは、典型的には、ウェブに固定され、対応するループ材料とかみ合うように構成されたフックに成形されたステムを含む。本明細書で使用される場合、小さなループまたは織物や不織繊維などのメッシュとかみ合うことができる小さな突出部をフックと呼び、それらは実際にフックの形状であるかどうかは無関係であり、すなわち、それらは他の非フック形状であってよい。一般的なフック形状は、ループまたは他のフックとかみ合うことができるマッシュルーム型である。
【背景技術】
【0002】
米国特許第4,056,593号明細書、同第4,959,265号明細書、および同第5,077,870号明細書には、ポリマーステム付きウェブの製造方法が開示されている。これらの文献においては、熱可塑性樹脂を、配列した空隙を有する工具中で押出成形することができる。工具から取り外すことによって、熱可塑性樹脂に配列したステムが形成される。これらのステムは、後にカレンダー仕上げまたはその他の操作を行うことによって、ステムの先端により幅広のヘッドを形成することができる。ヘッドの形状、寸法、および角度、ならびにステムの密度によって、ループの捕捉の容易さ、およびループへの保持の引張強さが決定される。
【0003】
同様に、米国特許第5,393,475号明細書には、ウェブの両主面上にステムを有するステム付きウェブの製造方法が開示されている。この文献には、種類以上の異なる材料を押出成形してベース部分を形成することが開示されている。2つのローラーの間を材料が通過するときにローラー上の空隙を材料が満たすことによってフックが形成される。
【0004】
米国特許出願公開第2001/0018110A1号明細書および米国特許出願公開第2001/0016245号A1明細書には、互いに間隔を開けて配置された多数のばらばらの領域またはパッチを少なくともウェブの第1の側の上に有するウェブ材料が開示されている。これらの文献には、各パッチから外側に延在する多数のステムが開示されている。このようなウェブ構造体の製造方法も開示されている。不連続なファスナーパッチは、フックループ型の再取り付け可能な機械的ファスナーの雄型部材として機能することができる。このウェブ構造体は、ばらばらの量のポリマー材料をウェブに融着させ、各パッチ中にバラバラの量でステムを形成することによって製造される。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、少なくとも1つの表面上に配置された切断された細長いストランドを有するウェブ構造体を提供する。切断された細長いストランドは、ウェブの一方または両方の主面に取り付けられ、縦横の列に配列することができる。
【0006】
細長いストランドは、連続したストランドをウェブ構造体上に押し出した後、間隔を開けてストランドをウェブに選択的に取り付けることによって形成することができる。取り付けた後、取り付け点の間の位置で細長いストランドを切断することができる。
【0007】
切断された細長いストランドは、ウェブ裏材上の締結要素として使用することができる。締結要素としては、ループ材料に固定することができるフックまたは成形ヘッド、あるいは他の成形締結要素を挙げることができる。別の場合では、締結要素は、剪断力(すなわちウェブ表面とほぼ平行の力)下で固定することができる。締結要素として使用される場合、本発明のウェブは、たとえば、衣類(ガウンおむつ、トレーニングパンツなど)、寝具などに使用することができる。切断された細長いストランドを有するウェブについて、たとえば、パーソナルエア製品(皮膚デブリードマン物品など)、研磨物品、つや出し物品、濾過構造体(たとえば、切断された細長いストランドが濾材および/またはスペーサーとして機能する場合)などの他の使用も考慮される。
【0008】
一つの面では、本発明は、切断された細長いストランドを有するウェブ構造体の製造方法を提供する。この方法は、2つの対向した主面を有し、前記2つの対向した主面の一方の主面上に交互に並ぶリッジおよび溝を有する裏材を提供するステップと;前記交互に並ぶリッジおよび溝の2つ以上のリッジに複数の細長いストランドを取り付けるステップと;前記2つ以上のリッジの間の位置で前記複数の細長いストランドを切断して、切断された細長いストランドを形成するステップとを含む。
【0009】
別の面では、本発明は、2つの対向した主面を有し、前記2つの対向した主面の一方の主面上に交互に並ぶリッジおよび溝を有する裏材を提供するステップと;前記交互に並ぶリッジおよび溝の2つ以上のリッジに複数の細長いストランドを取り付けるステップであって、前記複数のストランドが、前記裏材の前記主面の少なくとも一方に取り付けられるステップと;前記2つ以上のリッジの間の位置で前記複数の細長いストランドを切断して締結要素を形成するステップであって、各締結要素が、前記裏材に取り付けられたアンカー部分と、前記アンカー部分から突出する少なくとも1つの切断された細長いストランドと、前記少なくとも1つの細長いストランド上の切断された遠位先端とを含むステップとにより締結要素を製造する方法を提供する。
【0010】
別の面では、本発明は、フックループファスナーとともに使用するための締結ステムの製造方法を提供する。この方法は、裏材を波形成形して、前記裏材の第1の主面上に複数の交互に並ぶリッジおよび溝を形成するステップと;前記裏材の前記第1の主面上に複数の細長いストランドを押し出すステップであって、前記複数の細長いストランドのそれぞれがアンカー部分で前記裏材に取り付けられ、前記複数の交互に並ぶリッジおよび溝の前記リッジの一部またはすべての上またはその付近に前記アンカー部分があり、前記複数の細長いストランドのほとんどまたはすべてが、前記複数の交互に並ぶリッジおよび溝の溝にわたって広がるステップと;前記複数の交互に並ぶリッジおよび溝の隣接するリッジの間で前記複数の細長いストランドを切断するステップであって、複数の切断された細長いストランドが形成されるステップと;前記裏材を平坦化するステップであって、前記複数の切断された細長いストランドが、前記裏材に取り付けられた締結ステムを形成するステップとを含む。
【0011】
別の面では、本発明は、切断された細長いストランドを上に有するウェブを製造する装置を提供する。この装置は、波形の裏材を製造するように操作可能な2つ以上の波形ローラーと;前記2つ以上の波形ローラーの下流にありこれと連動し、1つ以上の細長いストランドを前記波形の裏材上に押出するように操作可能な押出装置と;前記押出装置の下流にありこれと連動し、前記1つ以上の細長いストランドを切断するように操作可能な切断装置とを含む。
【0012】
別の面では、本発明は、第1の主面上に複数の交互に並ぶリッジおよび溝を有する裏材と;前記複数の交互に並ぶリッジおよび溝の2つ以上のリッジに取り付けられた複数の切断された細長いストランドとを含むウェブ構造体を提供する。
【0013】
別の面では、本発明は、第1の主面を有する裏材と;前記裏材の前記第1の主面上に連続した列で配列した複数の切断された細長いストランドとを含み、前記切断された細長いストランドのそれぞれが、前記裏材の前記第1の主面に取り付けられたアンカー部分から突出しており、前記切断された細長いストランドのそれぞれが、切断された遠位先端を有するウェブ構造体を提供する。
【0014】
以上に本発明を要約したが、この要約は、本発明の各実施形態およびすべての実施について説明することを意図するものではない。むしろ、添付の図面を考慮して以下の詳細な説明および特許請求の範囲を参照することによって、本発明をより十分に理解できるであろう。
【0015】
図面を参照しながら本発明をさらに説明する。なお、図面の簡単な説明は、下記の項目を参照されたい。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
実施態様を例示する以下の詳細な説明において、その一部をなす添付の図面を参照し、これらの図面は本発明が実施されうる特定の実施態様の説明のために示される。他の実施態様を使用することもでき、本発明の範囲から逸脱せずに構造的に変化させることが可能であることを理解されたい。
【0017】
一般に、本発明は、裏材と、それに取り付けられた切断された細長いストランドとを有するシート状複合ウェブ、およびそれを製造するための方法/装置に関する。このような複合ウェブは、衣類(ガウンおむつ、トレーニングパンツなど)、寝具、パーソナルエア製品(皮膚デブリードマン物品など)、研磨物品、つや出し物品、濾過構造体(たとえば、切断された細長いストランドが濾材および/またはスペーサーとして機能する場合)などの種々の品目の製造に使用することができる。
【0018】
図1は、本発明の一実施態様による複合シートまたはウェブ200を製造するための方法および装置100を概略的に示している。複合ウェブ200は、図2、図3A、および図3Bにより詳細に示している。図1の装置100は、可撓性材料第1のシートまたは裏材110aを受け入れることができる。一連のほぼ平行で交互に並ぶリッジ202および溝204(図2において最もよく示されている)裏材110a中に形成されて、成形裏材110を得ることができる。
【0019】
本発明の理解に有益である場合には、本明細書において裏材は、その初期形態で「裏材110a」と呼ばれ、成形された、たとえば波形成形された形態で「成形裏材110」と呼ばれる。これらの異なる用語の使用によって、他の区別が意図されるものではない。本明細書で使用される場合、用語「波形成形された」とは、裏材の少なくとも第1の主面上にあらゆる好適な寸法および/または形状の交互の山および谷、たとえば、交互に並ぶリッジおよび溝を形成する、裏材のあらゆる変形を意味する。裏材の第2の主面は、波形の第1の主面(図示されている)と相補的な形状を有することができるし、あるいは第1の主面とは異なる形状、たとえば平坦な形状などを有することもできる。
【0020】
裏材110aは、あらゆる好適な有孔または非有孔材料から形成されることができる。たとえば裏材は、不織材料、編物材料、織物材料など、またはそれらの組み合わせなどの繊維材料のシートまたはウェブであってよい。あるいは、裏材は、ポリマーフィルム、箔など、またはそれらの組み合わせなどの非繊維材料であってもよい。他の場合では、裏材は、取り付けられて(たとえば、積層、ポイントボンドなど)一体となったシートまたはウェブが形成される、異なる層(連続または不連続)の複合体であってもよい。全体として、裏材110aは、希望に応じて不浸透性であっても、小孔を有してもよい。
【0021】
ある実施態様では、裏材110aは、好ましくは従来の不織繊維ウェブ、あるいは不織ウェブまたは材料を含む多層複合体であってよく、たとえばカードウェブ、スパンレースウェブ、メルトブローンウェブ、ランドウェブ、それらの積層体、あるいはたとえば国際公開第00/44971号パンフレット(PCT/US99/10243号)に記載される材料などの他の材料であってよい。あるいは、スパンボンド型ウェブまたは他の強固に固化したウェブなどの比較的強靭な不織布を使用することもできる。不織材料を形成する繊維は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、ナイロン、セルロース、またはポリアミド、あるいは多成分繊維(たとえば、コア材料のために比較的強靭となり、シース材料のためにポリプロピレンストランドと容易に結合する、ポリエステルのコアおよびポリプロピレンのシースなどのコア/シース繊維)などのそのような材料の組み合わせなどの天然または合成繊維から形成されてよい。複数の異なる材料または材料の組み合わせの繊維を、不織材料の同じ裏材中に使用することもできる。
【0022】
構造とは無関係に、本発明と関連して使用される裏材110aは、細長いストランド214aと結合可能な材料で構成される。場合によっては、裏材110aおよびストランド214a中の材料は、結合条件(たとえば、熱、圧力、溶媒など、およびそれらの組み合わせ)下で同種または異種のポリマーを混合することによって互いに結合するポリマーであってよい。別の場合では、この結合は、ポリマー材料が構造中に浸透して2種類の成分を結合させる相互浸透型結合であってもよい。たとえば、細長いストランド214aがポリマー材料であり、裏材110aが多孔質(たとえば繊維状)構造である場合、ストランド214aのポリマー材料が裏材の開口部(たとえば、裏材が繊維である場合、繊維間の隙間)中に浸透することができる。
【0023】
ある実施態様では、裏材110aは好ましくは、押出物の温度または異なる結合温度においてストランド材料214aと結合するのに十分な量のポリマー材料を含むことができる。場合によっては、裏材は好ましくは、不織材料のストランドへの結合を促進するため、押し出されるストランド材料と同じ種類のポリマーの繊維を含む不織材料層から製造することができる。同一または類似の材料から本発明の物品を製造すると、たとえば、再利用が簡単になるなどの利点が得られる場合がある。
【0024】
たとえば、一実施態様では、可撓性不織材料の裏材110がポリプロピレン繊維で形成され(全体または一部)、ストランド214もポリプロピレンで形成されることによって、ストランド214と裏材110との間の結合強度を増加させる場合がある。別の実施態様では、ストランドと裏材繊維の少なくとも一部との両方がポリオレフィン材料であると好ましい場合がある。
【0025】
図2に示されるように、材料の細長いストランド214は、成形裏材110の交互に並ぶリッジ202の一部またはすべてに取り付けることができる。図示される実施態様では、間隔を開けて、好ましくはほぼ平行に、図1に示される溶融ポリマー材料の細長いストランド214aを押し出すことによってストランド214が形成される。固化すると、これらのストランド214aが、成形裏材110のリッジ202の間に取り付けられ、これらの間に延在するようになる。すなわち、ストランド214の対応する細長い第1の表面部分218から裏材110の湾曲部分が突出する(図4B参照)ように、ストランド214が裏材110に取り付けられる。ストランド214が熱可塑性材料で形成され、裏材110が熱可塑性材料を含む場合、ストランド214aがリッジ202に熱結合されると説明される場合がある。
【0026】
裏材110aが平坦なシートまたはウェブとして提供される場合、装置100は、裏材110aを成形するための第1および第2の波形部材120および121を含むことができる。波形部材120および121は、ほぼ円筒形のローラーであってよく、それぞれが平行な回転軸と、それぞれの周囲部分に沿った複数のリッジまたは歯122とを有する。歯122は、かみ合い部分112に沿って他方の波形部材の歯122を受け入れて動作することができる空間を歯122の間に有する。
【0027】
モーターまたは他の装置を使用して部材120および121を回転させることができ、それによって裏材110aが歯122のかみ合い部分112の間に供給されると、裏材110aが部材120および121の周囲部分に全体的に適合して、第1の波形部材120の歯122と、第1の波形部材120の歯122の外面に沿ったアンカー部分212との間に湾曲部分が形成される。
【0028】
波形部材120および121は、裏材110の形状の維持を促進するための任意選択の構造を含むことができる。たとえば、第1の波形部材120の表面は、粗面化(たとえば、サンドブラストまたは化学エッチングによって)、減圧口の取り付け、および/または加熱を行うことができる。このような特徴によって、歯122のかみ合い部分112を超える措定の距離で周囲部分に沿って、第1の波形部材120による裏材110の維持を促進することができる。
【0029】
図1に示される装置100は、使用者が選択可能なストランドダイ132に供給するよう操作される押出機130も備える。ストランドダイ132は、ストランド材料(たとえば、ポリエステル、ポリスチレン、ポリオレフィン、ナイロン、同時押出材料など)を押し出して、ほぼ平行で感覚を開けて延在する材料の多数の細長い溶融ストランド214aを形成するための間隔の開いた開口部(図示せず)を含むことができる。
【0030】
固化すると、ストランド214が図2のように形成される。固化した後、ストランド214は弾性的性質を示す場合があるし、非弾性的性質を示す場合もある。
【0031】
ストランドダイ132は好ましくは、歯122のかみ合い部分112から所定の距離で第1の波形部材120の周囲部分に沿って、成形裏材110のリッジ202上に溶融ストランド214aを配置できるように操作可能である。
【0032】
各ストランド214は、ほぼ一定体積の流れをストランドダイ132から裏材110上に押し出すことによって形成することができ、裏材自体は好ましくは一定速度で移動する。すなわち、一定線体積のストランド材料を流すことによって、各ストランド214を形成することができる。この結果、ストランド214は、長さに沿ってほぼ一定体積のストランド材料を有することができる(たとえば図3Bおよび図4Aに見られるように、ストランド214の断面は、その長さに沿って変化する場合がある)。さらに、ストランド214は、好ましくはすべて同じ寸法で形成することができるが、ある実施態様では、ストランドを種々の寸法で形成することができ、たとえば、あるストランドが隣接するストランドよりも太くなったり細くなったりしてよい。
【0033】
ストランド寸法は、押出機130の圧力の変化(押出機スクリューの速度または種類の変化);第1の波形部材120の移動速度の変化、およびそれによる裏材110の移動速度の変化(すなわち、押出機130からの出力がある一定速度の場合、裏材110移動速度が増加するとストランド214の直径が減少し、裏材110の移動速度が低下するとストランド214の直径が増加する);間隔の開いたダイ出口の寸法の変化などによって、変化させることができる。
【0034】
ストランドダイ132は、容易に交換可能であり、そのため異なる構造、たとえば異なる直径および異なる間隔のストランド214を形成することができる。ストランドダイ132の長さに沿った出口の間隔および/または直径を選択的に調整できることにより、たとえば、裏材110に沿った種々の位置においてストランド強度を変化させたり、および/または裏材110aのストランド214に対する固定を変化させたりすることができる。ストランドダイ132は、他の構造のストランド、たとえば、中空ストランド、円形以外の形状(たとえば、正方形、長方形、楕円形、三角形、星形、「+」型など)を有するストランド、または2成分ストランドを形成するように選択することもできる。
【0035】
別の実施態様では、押出機およびダイを使用しなくてもよい。細長いストランド214をあらかじめ成形して、第1の波形部材120および第2の波形部材121によって形成されるニップに供給することができる。波形部材120および121の一方または両方を加熱して、あらかじめ成形されたストランド214を軟化または溶融させて、前述のようにリッジ202に取り付けられることができる。あるいは、裏材110aが波形部材120および121を通過した後であらかじめ成形されたストランドを供給し、対向する波形ロール120などと対向してニップを形成するように配置した異なるロールを使用して取付を行うことができる。これらのあらかじめ成形されたストランドは、ストランドが押出成形により提供される場合には、本発明の意図するあらゆる実施態様に使用することができる。
【0036】
波形部材120および121の軸と平行の回転軸に沿って回転するよう駆動するほぼ円筒形の冷却ローラー140などの冷却装置を設けることもできる。冷却ローラー140の周囲部分は、歯122のかみ合い部分112から所定の距離で、第1の波形部材120の周囲部分と近い距離でニップを形成することができる。
【0037】
周囲部分に沿って所定の距離で冷却ローラー140上に複合ウェブ200を保持するためのニップロール142を設けることもできる。冷却ローラー140と長時間接触させることで、引き続く工程の前にストランド214をより効率的に冷却しおよび固化させることができる。
【0038】
好ましくは切断装置150を装置100中に組み込むことができる。切断装置は、後に説明するように材料のストランド214を切断することができる。延伸または平坦化装置152をさらに設けて、複合ウェブ200を延伸し、より平坦なシート状構造にすることができる。
【0039】
当業者により理解できるかもしくは本発明の理解に不要である装置100の他の特徴を含むこともできるが、本明細書においてさらなる説明および/または議論は行わない場合がある。
【0040】
たとえば、図1に示される装置100を使用して製造することができる例示的な複合ウェブ200が、図2、図3A、および図3Bに示されている。成形裏材110a以外に、複合ウェブ200は、ほぼ平行で間隔をあけて延在することが好ましい材料の細長いストランド214を含む。ストランド214は、リッジ202および溝204とほぼ直交するように配置することができる。あるいは、ストランド214はリッジ202および溝204と直交しなくてもよい。
【0041】
各ストランド214は、図示されるように、ストランド214がリッジ202間の溝204にかかる位置ではほぼ円筒形であってよい。各ストランド214が細長い側面部分216(図3A参照)を含み、隣接するストランド214細長い側面部分216から間隔が間隔を開けるように、ストランド214の隣接する組は、互いに間隔を開けて配置することができる。各ストランド214は、互いに反対側の細長い側面部分216の間で延在する、対応する互いに反対側の第1および第2の細長い表面部分218および228を有することもできる。
【0042】
ストランド214は、アンカー部分212において成形裏材110のリッジ202に取り付けられる。本明細書で議論される場合、ストランド214は好ましくは、各アンカー部分212において裏材110に熱結合することができ、ストランド214も、各ストランド214中の連続するアンカー部分212の間で延在する細長い部分218を含む。したがって、図4Bに見られるように、成形裏材110の湾曲部分は、アンカー部分212の間に広がる細長い部分218から離れて延在する。アンカー部分212は、好ましくは互いにほぼ同じ距離だけ離して配置することができ、ストランド214を横断して延在するほぼ平行な列に配列することができる。
【0043】
ある実施態様ではストランド214aが成形裏材110のリッジ202上に溶融状態で押し出されるため、第1の波形部材120上の歯122(図1参照)と冷却ローラー140の周囲部分とによって、ストランド214aをリッジ202の上に押し付けることができる。この結果、溶融したストランド214aは、波形部材120および裏材110の周囲でへこみが生じるように成形され、それによってリッジ202に沿ったアンカー部分212を形成することができる。
【0044】
図3Bに示されるように、ストランド214のアンカー部分212は、ストランド214の長さに対して横断する方向で測定すると、比較的幅広となってよい。その相対的な幅は同じ方向で測定したストランド214の幅よりも広い。幅が増加することによって、リッジ202上のストランド214によって示される面積が、ストランド214が変形しない場合よりも広くなる。このアンカー部分212の面積増加は、ストランド214と裏材110との間の結合強度の増加に寄与することができる。
【0045】
複合ウェブ200の他の実施態様も可能である。たとえば、複合ウェブ200の製造に使用される装置100は、波形部材120および121の周囲の歯122に間隔を設けて(図1参照)、成形裏材110のアンカー部分212の間に異なる間隔を有する反復パターンを形成することができ、これによって異なる深さの波形を形成することができる。同様に、波形部材120、121の歯122は、平行ではないリッジ202および溝204を形成するように成形することができる。さらに、裏材110の波形の形状は、図面に見られるほぼ正弦波形状以外の形状であってもよく、たとえば、好適な相互にかみ合う波形部材を使用することによる、半円、菱形、長方形、あるいはその他の規則的または不規則なパターンの形態であってもよい。
【0046】
また、例示的実施態様は一方の主面上にのみストランドを含むが、ストランドを両主面に取り付けることが可能であり、一方または両方の主面上のストランドを希望に応じて切断できることを理解されたい。さらに、細長いストランドは裏材の表面に取り付けられるのであって、すなわち、たとえば織物ストランドのように裏材を通過してストランドが延在するのではないことに注意されたい。
【0047】
材料のストランド214は、図示されるように、実質的に連続で、裏材110の長手方向または機械方向に平行であってよい。あるいは、ストランド214は、実質的に平行とならないように延在することができ、および/またはリッジ202および溝204に対して直交しないように構成することができ、たとえば、材料214の細長いストランド成形裏材110のリッジ202および溝204に対してある角度をなすことができる。90°以下のあらゆる方向の角度が可能である。しかし約30〜約90°の角度が典型的となりうる。
【0048】
さらに別の変形は、ストランド214が、裏材110中に形成されるすべてのリッジ202上にアンカー部分212を含むように示される。この結果、ストランド214は、隣接するリッジ202の各組(それらの間に溝204が存在する)に取り付けられる。しかし、ある実施態様では、ストランド214が、連続するそれぞれのリッジ202に取り付けられない場合がある。たとえば、1つ以上のストランド214を一部のリッジ202に取り付けることができるが、ストランド214を長さに沿って移動する場合、すべての連続するリッジ202には遭遇しない。場合によっては、これらの変動が意図的である場合もあるし、他の場合では、製造のばらつきによって、すべてリッジ202に取り付けられるストランド214に欠陥が生じる場合もある。いずれの場合も、各ストランド214は好ましくは、リッジ202の間にある1つの溝204にわたって広がる(これらのリッジ202が互いに隣接するかどうかは無関係である)。
【0049】
図4Aは、図2の複合ウェブの部分底面図であり、図4Bは、対応する側面図である。これらの図面は、成形裏材110に取り付けられた後の材料の細長いストランド214を示している。特に、図示される実施態様では、ストランド214は、リッジ202に取り付けられているアンカー部分212を含む。このようにストランド214の細長い部分218は、溝204にわたって広がっており、これによってリッジ202においてアンカー部分212に取り付けられる。
【0050】
材料の細長いストランド214が成形裏材110に取り付けられて複合ウェブ200が形成された後、図5Aおよび図5Bに概略的に示されるようにストランド214を切断することができる。ストランド214の切断は、好ましくは、図面に示されるように各ストランドに沿った隣接するアンカー部分212の間で行われる。例示される実施態様では、実質的にすべてのストランド214が、各結合位置の間、たとえば各アンカー部分212の間で切断される。すなわち、ストランド214の溝204にわたって広がる部分218を切断することができ、これによって切断された細長いストランド242が形成され、細長いストランド242は切断された遠位先端240を有するようになる。好ましくは、成形裏材110の構造(すなわち形状)がもはやストランド214によって束縛されないように、各ストランド214が、各溝204を横断して切断される。
【0051】
しかし、場合によっては、溝204をわたって広がるすべての細長い部分218が切断されるわけではない。細長い部分218の一部が切断されないウェブ構造体は、ウェブ構造体200が機械的ファスナーとして使用される場合には、切断された細長いストランド242と相互作用可能なループが形成されるので有益な場合がある。そのような装置では、1つの一体ウェブ構造体に、締結要素(本明細書に記載されるように先端の方向および/または形状を調整することによってさらに加工される場合も加工されない場合もある切断されたストランド242)と、締結要素が固定するループとの両方を形成することができる。
【0052】
ストランド214を切断するために、切断装置150(図1参照)を使用することができる。このような切断装置は、接触式カッター(たとえば、切刃151)、または非接触式カッター(たとえば、ホットエアーナイフ、レーザー)を使用して、所望の位置でストランド214を切断することができる。あるいは、切断装置150は、リッジ202の間の位置でストランド214に刻み目を入れるまたはその他の方法で弱めることによって、裏材110が延伸または平坦化されるときに、弱められた位置でストランド214を分離させることができる。さらに別の方法では、ストランド214の切断は、手作業による方法などの独立した工程で実施することができる。
【0053】
図示されていないが、切断装置150は、希望する場合に裏材110に孔を開けるための穿孔装置をさらに含むことができる。裏材110中の孔としては、たとえば、スリット、空隙、穴などのあらゆる好適な開口部を挙げることができる。
【0054】
図5Aおよび図5Bに示されるようにストランド214が切断された後、図6Aおよび図6Bに概略的に示されるように複合シートを平坦化または延伸することができる。すなわち、リッジ202にわたって広がる未切断のストランド214による束縛がない成形裏材110は、ストランド214の方向に張力を加える、または延伸することで、ほぼ平坦な(各結合位置の間ですべてのストランド214が切断されていると仮定する)シート状ウェブ200’を得ることができる。裏材110の材料に依存するが、ストランド214の切断によって、裏材110が緩和して、たとえば図6Aおよび図6Bに見られるように平坦化する場合がある。しかし、たとえば、張力下の延伸、ロール掛け、加熱、浸潤などの他の技術を使用して、ウェブ200’が図6Bに示されるような平坦形状に維持されるようにすることができる(そのように望む場合)。
【0055】
裏材110が平坦化されると、切断されたストランド214は、ステムの末端に遠位先端240を有する、またはアンカー部分212から突出する細長いストランド242を有する固定要素を形成することができる。ある実施態様では、切断された細長いストランド242が、裏材110の局所的な面に対してほぼ平行であってよい。
【0056】
他の実施態様では、細長いストランド242は、平坦化した裏材110によって形成される局所的な面から、ある開先角度で延在することができる。図6Bおよび図8に示されるように、開先角度は90°以下であってよい。90°を超える角度も可能である。細長いストランド242の開先角度には、ストランド214の残留応力、裏材110の局所的なばらつきなどの種々の要因が寄与する。機械的操作などの種々の方法を使用して、細長いストランド242と、裏材110によって形成される局所的な面との間で形成される開先角度を調整することができる。
【0057】
細長いストランド242は、あらゆる好適な長さ(たとえばアンカー部分212の中心から遠位先端240までの距離)対幅(たとえばストランド直径)の比を有することができる。これらの寸法は、厚さ、長さ、剛性、可撓性などの選択された性質を有する切断された細長いストランドを含む物品が得られるように調整することができる。たとえば、より細い細長いストランド242は、同じ材料で構成されるより太いストランド242よりも可撓性が高くなりうる。しかし、別の場合で、ストランド242の材料の物理的性質(たとえば結晶化など)を変化させる延伸などによって細くされる場合には、より細いストランド242で、可撓性が高くならないこともある。切断された細長いストランド242の性質は、物品の意図する使用に基づいて調整することができ、たとえば、濾過組立体中のスペーサーとしての使用が意図されるストランド242は好ましくは、たとえばつや出し物品としての使用が意図されるストランド242よりも剛性が高くなりうる。
【0058】
さらに、細長いストランド242は、円筒形状、たとえば円形の断面を有するものとして示されているが、他の形状(たとえば、ストランド断面が長方形、楕円形、三角形、細型、またはほとんどすべての他の押出形状である)も確かに本発明の範囲から逸脱せずに可能となる。
【0059】
図5A、図5B、図6A、および図6Bの実施態様は、隣接するアンカー部分212からほぼ等距離で切断されているストランド214を示している。しかし、他の実施態様も可能である。たとえば、図7Aおよび図7Bは、第1のアンカー部分312aおよびと第2のアンカー点312bとの間の位置におけるストランド314の切断を示している。切断は、隣接するリッジ302(および対応するアンカー部分312aおよび312b)の間の溝304にわたって広がるストランド314の部分318の中間点334の間で行われる。この結果、ステムまたは細長い部分342aは(アンカー部分312aと遠位先端340aとの間で測定した場合)、アンカー部分312bから突出するステムまたは細長い部分342bよりも長くなる。場合によっては、アンカー部分312bは、アンカー部分312aと面する方向で、有用なステムまたは細長い部分を全く有さないこともある。
【0060】
図8は、もう一方の細長い部分342bよりも長いステムまたは細長い部分342aを有する例示的な固定要素348を示している(部分342aおよび342bの両方が共通のアンカー部分312から突出している)。さらに、この図面は、たとえば細長い部分342aが、平坦化された裏材310によって形成された局所的な面から90°未満(たとえば約30°〜約60°の角度)の開先角度346を形成し、細長い部分342bが同じ面からほぼ垂直に延在するように、細長い部分の方向を調節できることを示している。
【0061】
ある実施態様は、細長い部分342aおよび342bの一方または両方の遠位先端340を成形することをさらに含むことができる。たとえば、図8は、一方の細長い部分342aの遠位先端340上の例示的なマッシュルーム型突出部またはヘッド344を示している。このようなヘッドは、カレンダー加工などの当技術分野で公知の方法により形成することができる。マッシュルーム型として示しているが、ほぼあらゆる形状の遠位端が、本発明の範囲から逸脱せずに可能である。
【0062】
ある実施態様では、本発明の原理により形成されたステムまたは細長い部分は、比較的小さな直径のローラーの上に裏材を通すことによって裏材の局所的な面に対して選択された方向に延在するよう配置することができる。このような方法の1つが図9に示されており、これによると裏材410がローラー480の上に通される。裏材410は、裏材410の少なくとも一方の主面402上にある要素448を含む。各要素448は、アンカー部分412と、切断された遠位先端440が末端となる少なくとも1つのステムまたは細長い部分442とを含む。
【0063】
単に裏材410をローラー480の上に通すだけで、場合によっては、細長い部分442の方向を選択された角度に調整するのに十分となりうる。たとえば、ローラー480の直径は、裏材410に対する細長い部分442の角度を少なくとも部分的に制御できるように選択することができる。さらに、図9には、裏材410およびその要素448とは反対の方向に表面が移動するように回転する第2のローラー482も記載されている。その結果、裏材410に対する方向が調整されるよう要素448のステムまたは細長い部分442を物理的に動かすように、ローラー482を機能させることができる。ローラー482は、場合によっては中実ロールであってもよいし、細長い部分442と相互作用するように設計された剛毛またはその他の構造を含んでもよい。他の場合では、要素448の部分442をとらえて調整するための固定された棒、ナイフエッジ、またはその他の構造を使用することもできる。さらに別の場合では、裏材410に対する部分442の方向を調整するために、流体のジェットまたは流れに要素を通せば十分となることもある。
【実施例】
【0064】
以下の実施例によって本発明をさらに説明することができるが、これらの実施例に記載される個々の材料およびそれらの量、ならびにその他の条件および詳細は本発明を不当に限定するために構成されたのではない。
【0065】
図1に示される装置と同様の装置を使用して、図2のウェブ200と同様の複合ウェブを作製した。使用した裏材(たとえば裏材110)は、米国ジョージア州オーステル(Austell,Georgia)のアモコ・ファブリクス・アンド・ファイバーズ・カンパニー(Amoco Fabrics and FibersCompany)より商品名RFXで入手可能であり、坪量が約30グラム/平方メートル(g/m2)であるスパンボンド型ポリプロピレンの波形不織裏材であった。第1の波形部材120を摂氏約93度(℃)に加熱し、第2の波形部材121を約149℃で加熱し、冷却ローラー140は約21℃とした。ライン速度は約18m/分とした。
【0066】
1センチメートル当たりほぼ3つの直線状の波形が形成された。アンカー部分(図2の212)は、ストランド214の長さに沿って平均で約3ミリメートル(mm)の距離だけ互いに間隔が開いた。得られた不織裏材は、ストランド214から延在する湾曲した不織部分を有した(図2および図3A参照)。
【0067】
坪量が約50g/m2である熱可塑性エチレン−プロピレン耐衝撃性コポリマーから、図1の押出機130と同様の押出機を使用して、ストランド214を形成した。このコポリマー材料は、商品名7C50で米国ミシガン州ミッドランド(Midland,Michigan)のダウ・ケミカル・カンパニー(Dow Chemical Company)から市販されている。実質的に平行な非弾性ストランドが、1センチメートル当たり約9.4本のストランドで形成された。押出機130中の溶融温度は約260℃であった。
【0068】
これらのストランドを、1インチ当たり約7.5個の結合で波形不織裏材に押し出した。各ストランドを、カミソリの刃を使用して各アンカー部分の間で切断し、裏材を平坦化して、本明細書に示し説明したような直立する突出物を上に有するウェブを作製した。
【0069】
本明細書に引用される特許、特許文献、および刊行物の完全な開示は、それぞれを本明細書で個々に援用したことでそれらの全体を本明細書に組み込んだものとする。
【0070】
本発明の例示的な実施態様を以上に説明した。当業者は、本発明の範囲内で多くの実施態様が可能であることが分かるであろう。種々の部品および組立体の他の変形、修正、および組み合わせを確かに構成することが可能であり、それらがなお本発明の範囲内となる。したがって、本発明は請求項およびそれらの同等物によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【0071】
【図1】本発明による装置の一例を示す概略図である。
【図2】本発明による複合ウェブ(ストランドを切断する前)の一例を示す斜視図である。
【図3A】図2の線分3A−3Aにほぼ沿った部分拡大断面図である。
【図3B】図2の複合ウェブの部分拡大底面図である。
【図4A】図2の複合ウェブの別の部分底面図である。
【図4B】図4Aの複合ウェブの側面図である。
【図5A】本発明の一実施態様による切断された細長いストランドを示す図4Aの複合ウェブの部分底面図である。
【図5B】図5Aの複合ウェブの側面図である。
【図6A】複合ウェブを平坦化した後の図4Aの複合ウェブの部分底面図である。
【図6B】図6Aの複合ウェブの側面図である。
【図7A】本発明の別の実施態様による切断された細長いストランドを示す図4Aの複合ウェブの部分底面図である。
【図7B】図7Aの複合ウェブの側面図である。
【図8】締結要素の一例を含む複合ウェブの部分拡大側面図である。
【図9】開曲線に配置された平坦化された複合ウェブ、例えば図6A及び図6Bのものを示した模式図である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
切断された細長いストランドを有するウェブ構造体の製造方法であって、
2つの対向した主面を含み、前記2つの対向した主面の一方の主面上に交互に並ぶリッジおよび溝を含む裏材を提供することと;
前記交互に並ぶリッジおよび溝の2つ以上のリッジに複数の細長いストランドを取り付けることと;
前記2つ以上のリッジの間の位置で前記複数の細長いストランドを切断して、切断された細長いストランドを形成することとを含む方法。
【請求項2】
前記複数の細長いストランドの各々の細長いストランドが、前記交互に並ぶリッジおよび溝の2つの隣接するリッジの間に位置する少なくとも1つの溝の一部に広がる、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記切断された細長いストランドの配向方向を前記裏材の局所的な面に関して調整することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項4】
前記切断された細長いストランドのそれぞれが遠位先端を含み、かつ該方法が、前記切断された細長いストランドの少なくとも一部の上に前記遠位先端を成形することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項5】
前記複数の細長いストランドのそれぞれの取り付けが、一定線体積のストランド材料を少なくとも2つ以上のリッジの上に押し出すことを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項6】
締結要素の製造方法であって、
2つの対向した主面を含み、前記2つの対向した主面の一方の主面上に交互に並ぶリッジおよび溝を含む裏材を提供することと;
前記交互に並ぶリッジおよび溝の2つ以上のリッジに複数の細長いストランドを取り付けるものであって、前記裏材の前記主面の少なくとも一方に前記複数のストランドを取り付けることと;
前記2つ以上のリッジの間の位置で前記複数の細長いストランドを切断して締結要素を形成するものであって、各締結要素が、前記裏材に取り付けられたアンカー部分と、前記アンカー部分から突出する少なくとも1つの切断された細長いストランドと、前記少なくとも1つの細長いストランド上の切断された遠位先端とを含むこととを含む方法。
【請求項7】
成形がマッシュルーム型ヘッドを形成することを含む、請求項6に記載の方法。
【請求項8】
フックループファスナーとともに使用するための締結ステムの製造方法であって、
裏材を波形成形して、前記裏材の第1の主面上に複数の交互に並ぶリッジおよび溝を形成することと;
前記裏材の前記第1の主面上に複数の細長いストランドを押し出すものであって、前記複数の細長いストランドのそれぞれがアンカー部分で前記裏材に取り付けられ、前記複数の交互に並ぶリッジおよび溝の前記リッジの一部またはすべての上またはその付近に前記アンカー部分があり、前記複数の細長いストランドのほとんどまたはすべてが、前記複数の交互に並ぶリッジおよび溝の溝にわたって広がることと;
前記複数の交互に並ぶリッジおよび溝の隣接するリッジの間で前記複数の細長いストランドを切断するものであって、複数の切断された細長いストランドが形成されることと;
前記裏材を平坦化するものであって、前記複数の切断された細長いストランドが、前記裏材に取り付けられた締結ステムを形成することとを含む方法。
【請求項9】
前記切断された細長いストランドの少なくとも一部の遠位先端を切断工程後に成形することをさらに含む、請求項8に記載の方法。
【請求項10】
第1の主面上に複数の交互に並ぶリッジおよび溝を含む裏材と、
前記複数の交互に並ぶリッジおよび溝の2つ以上のリッジに取り付けられた複数の切断された細長いストランドとを含むウェブ構造体。
【請求項11】
前記複数の交互に並ぶリッジおよび溝が互いに平行である、請求項10に記載のウェブ構造体。
【請求項12】
前記複数の切断された細長いストランドが、前記複数の交互に並ぶリッジおよび溝の隣接するリッジの間で切断される、請求項10に記載のウェブ構造体。
【請求項13】
前記複数の切断された細長いストランドが互いに平行である、請求項10に記載のウェブ構造体。
【請求項14】
第1の主面を含む裏材と、
前記裏材の前記第1の主面上に連続した列で配列した複数の切断された細長いストランドとを含み、前記切断された細長いストランドのそれぞれが、前記裏材の前記第1の主面に取り付けられたアンカー部分から突出しており、前記切断された細長いストランドのそれぞれが、切断された遠位先端を含むウェブ構造体。
【請求項15】
前記切断された遠位先端が、前記裏材の前記第1の主面から離間している、請求項14に記載のウェブ構造体。
【請求項16】
前記切断された細長いストランドの2つが、前記アンカー部分の1つから突出している、請求項14に記載のウェブ構造体。
【請求項17】
各アンカー部分が、それより突出する切断された細長いストランドを1つだけ含む、請求項14に記載のウェブ構造体。

【図1】
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【図2】
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【図8】
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【図9】
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【公表番号】特表2006−513005(P2006−513005A)
【公表日】平成18年4月20日(2006.4.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−568025(P2004−568025)
【出願日】平成15年12月11日(2003.12.11)
【国際出願番号】PCT/US2003/039357
【国際公開番号】WO2004/068989
【国際公開日】平成16年8月19日(2004.8.19)
【出願人】(599056437)スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (1,802)
【Fターム(参考)】