孔開きフィルムの製造方法および孔開きフィルムを組み込んだ吸収製品
【課題】 改良された流体分布特性を有する孔開きフィルムの製造方法やそのような孔開きフィルムをカバー部材として用いた吸収性物品を提供する。
【解決手段】 孔開きフィルムであって、フィルムの片面はコロナ放電処理されており、塗布された界面活性剤が、コロナ放電処理された面とコロナ放電処理されていない面とに分配されたフィルムを製造する。このフィルムは、吸収製品のトップシートとして使用できる。
【解決手段】 孔開きフィルムであって、フィルムの片面はコロナ放電処理されており、塗布された界面活性剤が、コロナ放電処理された面とコロナ放電処理されていない面とに分配されたフィルムを製造する。このフィルムは、吸収製品のトップシートとして使用できる。
【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【0001】
[発明の分野]
この発明は、吸収性物品用のカバー部材として主要な実用性を有する孔開きフィルム、およびそのような孔開きフィルムを製造する方法と装置に関する。
[発明の背景]
【0002】
長年の間、使い捨ておむつ、生理用ナプキン、大人用失禁具、外傷用包帯などのように体からの排出物を受けるように適応した製品のカバー部材もしくは表面層として不織布を使用することが一般的になっている。そのような不織布はエアレイング(air-laying)、カーディング(carding)、スパンボンディング(spun bonding)などによって通常製造されており、また、機械的にあるいは流体の圧力を付加することにより結合または繊維のからみを形成することによってそのような不織布を後処理して強度と一体性を与えることが知られている。そのような不織布は疎水性材料から作られることが多いが、そのような不織布を界面活性剤で後処理して体の排出物の通りを促進することも知られている。そのような不織布は、通気性、ドレープ適性、やわらかさ、および心地よい手触りなどの望ましい特性を有するか、または有すると認識される。
【0003】
不織布から作られた表面層に関連する欠点の1つは、その表面層を通して吸収コアに入るような尿、月経、外傷滲出液などのような液体が、特に加圧下で吸収コア内の液体がコアの貯蔵容量に近づいた時、表面層を通して逆流する傾向を有することである。この理由やその他の理由から、これまで吸収性物品の表面層として孔を開けたプラスチックフィルムを利用することが知られている。
【0004】
以下のリストには発行された米国、外国特許および公開された特許出願におけるそのような孔開きフィルムの開示が含まれている。
米国特許第3,632,269号−Doviakら
米国特許第3,929,135号−Thompsonら
米国特許第4,324,276号−Mullance
米国特許第4,351,784号−Thomasら
米国特許第4,381,326号−kelly
米国特許第4,456,570号−Thomasら
米国特許第4,535,020号−Thomasら
米国特許第4,690,679号−Mattinglyら
米国特許第4,839,216号−Curroら
米国特許第4,950,264号−Osborn
米国特許第5,009,653号−Osborn
米国特許第5,112,690号−Cohenら
米国特許第5,342,334号−Thompsonら
米国特許第5,352,217号−Curro
米国特許第5,368,910号−Langdon
米国特許第5,368,926号−Thompsonら
米国特許第5,376,439号−Hodgsonら
米国特許第5,382,245号−Thompsonら
米国特許第5,382,703号−Nohrら
米国特許第5,383,870号−Takaiら
米国特許第5,387,209号−yamamotoら
欧州特許0304617−Sudaら
欧州特許0432882A2−Shipley
欧州特許0598204A1−Garavagliaら
欧州特許0626158A1−Colesら
欧州特許0626159A1−Takiら
欧州特許0640328−Tanakaら
日本特許3−286762A−Yamamotoら
WO92/18078A1−Colbert
WO93/15701A1−Turiら
WO94/18926A1−Perry
WO94/22408A1−Langdon
WO94/28846A1−Steigerら
WO95/00093A2−Osbornら
【0005】
そのような孔開きフィルムの幾つかは所定の目的を十分適度に果たしたが、その多くに実際には大きな欠点が認められた。例えば、そのような孔開きフィルムは流体を簡単に通すことができ、そのような流体の逆流を最小にすることができたとしても、その孔開きフィルムは、織物というよりもフィルムの外観、手触りを有する傾向がある。そのようなフィルム状特性は消費者には不評であり、そのため表面層として孔を開けたをフィルムを備えた吸収性製品は消費者の好評を広範囲には得ていない。
【0006】
吸収性製品用の孔開きフィルム表面層への主な改良は、1991年8月14日に出願された米国特許出願第07/744,744号(上記リストにある公報WO93/15701A1に対応)の一部継続出願として1993年1月14日に出願された米国特許出願第08/004,744号の継続出願および分割出願として1995年4月5日に出願されたTuriらへ共に譲渡された同時係属米国特許出願第08/417,404号および第08/417,408号に開示されている。上記Turiらの出願では、孔開きフィルムと、不織布のような物理的特性を与えるフィルムを製造する方法と装置が開示されている。これは、伸張可能な熱可塑性高分子材料から作られたフィルムを裏当て部材の局在する支持領域で支持し、そのフィルムの上面に対して高圧で小径の柱状噴射の形で流体を向け、それにより支持されていないフィルム部分を支持領域間で下向きにしてその周囲に微小孔と繊維状要素(フィブリル)を形成してその孔開きフィルムに不織布のような外観、やわらかさ、手触りの物理的特性を与えることによって成し遂げられる。そのような孔開きフィルムは、先行技術の孔開きフィルムに対して著しく改良されているが、月経のような粘性流体を通すようにフィルムの性能を改良したり、フィルムの厚さ(z−方向)を通して液体を浸透あるいは輸送するフィルムの性能を改良することによって孔開きフィルムをさらに改良し、そして吸収コア全体の吸収能をさらに効率的に利用できるように初めに湿潤した領域から離れた方向に(特にフィルムの下側、すなわち吸収コアに面するフィルム側でxおよびy方向に)液体を浸透させることが望ましい。
【0007】
生理用ナプキンの上面シートとして孔開きフィルムを使用する場合、クリーンードライ特性が非常に望まれる。このことは月経流体の流れを受けた後でも生理用ナプキンが使用者にクリーンでドライである必要があることを意味している。ナプキンカバー材料の孔特性と開口面積を含め、生理用ナプキンのクリーンードライ特性に影響を与える要因が多数ある。クリーンードライ特性に及ぼすフィルムの孔サイズと開口面積の影響には両立し得ないことがある。一方で、孔が大きいと吸収コアに流体をより早く送ることができる。他方で、孔があまりに大きいと吸収コアから上面シートを通して流体が戻り(この現象は「逆流」と呼ばれることがある)、装着者に接触する。さらに開口面積が大きいとナプキンの吸収コアの汚れが上面シートを通して見え、装着者にその製品がクリーンでないと思わせることになる。クリーン特性とドライ特性の両方を示すためには、上面シートは孔の大きさ(サイズ)と開口面積との組合せが慎重に釣り合っていなければならない。すなわち、月経流体の流れを迅速に受け、ナプキンの吸収コアにその流れを送ることができるように十分大きい一方で、下にある吸収コアの汚れをマスクして装着者に清潔感を与えることができるように十分小さいことである。
【0008】
[発明の要旨]
本発明の1態様によれば、上記Turiらの特許出願に開示されたタイプの孔開きフィルムは、月経のような粘性流体がフィルムを通して容易に流れるように、大きな孔と十分な開口面積を備えたフィルムを提供することによって改良される。これらの改良された特性は、少なくとも2組のオリフィスから柱状流あるいは噴射の形態で流体の圧力をフィルムに向けることによってフィルムに与えられる。この場合、1組のオリフィスは径が10ミルより大きく、そのオリフィスに供給される流体は約500psig未満の比較的低圧であり、少なくとも1つの他の組のオリフィスは径が10ミル以下で、そのオリフィスに供給される流体の圧力は比較的高圧の約500psigより大である。本発明は、フィルムに向ける低圧オリフィスと高圧オリフィスからの流体の圧力の順序を選択的に変え、すなわち、先ず低圧でその後で高圧でとか、先ず高圧でその後で低圧でとか、あるいは他の組合せや変形で行なうことができる。
【0009】
その孔は殆ど形とサイズがばらばらである。それらの孔は、等価液圧径(EHD)や等価円径(ECD)で表わせる様々な径の近似法によって測定される。得られた孔開きフィルムは、平均EHDが約7ミルから約30ミルまで大きなサイズの孔と平均EHDが約1ミルから約7ミルまでの小さなサイズの孔とを合わせ持っている。そのような孔開きフィルムは開口面積が約3%から約13%までの範囲内にある。
【0010】
本発明の改良された孔開きフィルムは、上記Turiらの出願の図17−19に図示された裏当て部材上で好適に成形され、それにより、略平行な一連の谷を形成する略垂直に向いた側壁によって作られた略平行な一連のリッジを有するフィルムになる。したがって、そのフィルムは、上記大小サイズの孔を合わせ持った孔を開けたあるいは開口部分と、開いていない閉鎖部分が略平行に交互している。大小両方の孔は、流体圧をかけることによって裏当て部材に配置された支持領域間に伸張性材料を伸ばし引いた結果として作られ、フィルムが伸びると薄くなり最終的には破断(すなわち開口とフィブリル化)点まで達して上記孔を形成する。
【0011】
Turiらの出願で開示した孔開きフィルムの場合のように、その孔は引かれたプラスチック材料の繊維状要素あるはミクロストリップの網状組織で囲まれている。そのように引かれた繊維状要素(フィブリル)は孔と協働して孔開きフィルムに不織布の特性と同様の特性を与える。その繊維状要素は長さが約0.005インチ(0.013cm)から約0.05インチ(0.127cm)までの範囲であり、幅が約0.001インチ(0.003cm)から約0.035インチ(0.089cm)までの範囲であり、厚さが約0.00025インチ(0.0006cm)から約0.002インチ(0.005cm)までの範囲である。
【0012】
本発明によれば、上記Turiらの出願で開示したタイプと、共通に譲渡され同時出願された、タイトルが「改良された孔開きフィルムを製造する方法、得られた孔開きフィルムおよび得られた孔開きフィルムを取り入れた吸収製品」の米国特許出願第 号に開示され請求された改良タイプの孔開きフィルムを変形するもので、フィルムの成形時に、支持部材の凹んだ部分にフィルムを下向きに曲げることによって伸ばされたフィルムの各領域に改良した流体分布特性を与えるようにしたものである。
【0013】
本発明によれば、孔開きフィルムは、観察できるカップ状凹みの付いた雌側と、雌側より滑らかで観察できる突起の付いた雄側を備えた、予めエンボス処理した出発フィルムから作られる。フィルムの片面はコロナ放電処理がなされ、その処理面は裏当て部材の支持領域に向けて配置されるのが好ましい。上記共通に譲渡され、同時出願された米国特許出願第 号の教示による孔開けに続いて、本発明の1実施形態ではコロナ処理がフィルムの雄側になされ、コロナ処理された面を成形部材の支持領域に向けて配置する。水をベースにした溶液の表面活性剤、すなわち界面活性剤は、フィルムの雌側に塗布され、界面活性剤がフィルムの雌側からその雄側に移動するようにフィルムを巻取る。本発明の他の実施形態によれば、コロナ処理されたフィルムの雄側は成形部材の支持領域に向けて配置され、孔開けに続いて界面活性剤はその孔開きフィルムの雄側に直接塗布される。上記両方の実施形態では得られたフィルムは、コロナ処理面を関連した吸収製品の吸収コアに向けて使用される。コロナ処理したフィルムの雄側に多量の界面活性剤を塗布してフィルムを通るz方向の液体の流れを増大させ、フィルム下側のx−y方向の液体の流れを増大させる勾配を与えることが好ましい。
【0014】
これらの実施形態は製造が効率的であるばかりでなく、流体分布特性が改善されたフィルムも得られる。この点から、得られたフィルムは流体を、吸収コアに隣接する側のフィルムのx−y方向に分散させる吸上げ機構も与え、それにより吸収コアがさらに効果的に使用される。
【0015】
本発明による伸張性熱可塑性高分子材料から孔開きフィルムを製造する方法は、上面とコロナ放電処理された下面を備えた伸張性熱可塑性高分子材料からなるエンボス処理された出発フィルムを供給する工程を有する。この方法はさらに、出発材料を支持するために配置した支持領域と、流体を当てることによってフィルムを変形できる凹み領域と、当てた流体を遠くへ移動させるための手段を有する裏当て部材を供給する工程を有する。
【0016】
出発フィルムは、裏当て部材の支持領域と接触しているフィルムの下面部分で裏当て部材に支持されており、フィルムの上面が裏当て部材から離れて面している。この方法はさらに、接触領域、すなわちフィルムに流体流による圧力をかける領域にある出発フィルムの上面に、少なくとも2組のオリフィスから柱状流の流体を向ける工程を有する。第1組のオリフィスは各々が10ミルより大径であり、そのオリフィスに供給される流体は500psig未満の圧力であり、出発フィルムに大きなサイズの孔を作る。第2組のオリフィスは各々が10ミル以下の径であり、そのオリフィスに供給される流体は少なくとも500psigの圧力であり、出発フィルムに微小孔(ミクロホール)を作り、それによって大きなサイズの孔と微小孔が共に出発フィルムに形成される。
【0017】
本発明はさらに、接触領域からフィルムを移動し、孔開きフィルムの上面に界面活性剤をコーティングし、フィルム下面と上面が面接触している状態で、孔開きフィルムをロールに巻取る工程を有する。この面接触により界面活性剤の少なくとも一部がフィルムの上面からフィルムの下面に移る。
【0018】
本発明の他の特徴と利点は以下の詳細な説明、添付図面および添付請求の範囲から容易に明らかになるであろう。
【0019】
[好ましい実施形態の説明]
本発明は様々な形態での実施形態が可能であるが、本開示は本発明の典型例として考えられるべきであり、本発明を例示した特定の実施形態に限定するように意図していないことを理解したうえで、図面を記載し、現在の好ましい実施形態を以下に説明する。
【0020】
ここで図面を参照する。図1は本発明の教示による孔開きフィルムを製造するのに使用される製造ラインの一つの実施態様の概略側面図である。矢印で示すように、プロセスフローは図1の右から左に進行する。図1に示すように、この製造ラインは5つの大きなステーション、すなわち、フィルム巻出しステーション30、孔開けステーション40、脱水ステーション50、乾燥ステーション60、およびスリッティング/巻直し/界面活性剤塗布ステーション70がある。
【0021】
図2に示すように、フィルム巻出しステーションでは、出発フィルム材料33の2個のロール31はフレームFに取付けられている。ロール31からのフィルムはガイドローラー上に、それから自動(閉鎖ループ)張力制御装置を有するフェスツーン32内に供給される。例えば、1インチにつき0.1ないし1ポンドの適切な張力がかかったフィルム33はフェスツーンから出て、孔開けステーションに進む。
【0022】
異なった出発フィルム材料の多くが本発明で適切に使用できるが、好ましい材料の一つがExxon Chemicalから製品名称EMB-631 で市販されているポリエチレンフィルムである。このフィルムはエンボス処理され白色顔料塗布のポリエチレンフィルムである。このポリエチレン部材は、40重量%低密度ポリエチレンと60重量%線状低密度ポリエチレンのブレンド(配合物)からなる。このフィルムは6.5重量%の酸化チタンが含まれている。
【0023】
出発フィルムは1インチにつき165行の菱形模様でエンボス処理され、雄側と称するフィルムの片面には、連続的に相互結合した溝模様で分けられた複数の不連続な観察可能な突起を作る。出発フィルムの雌側と称するエンボス処理した他方の片面は、連続的に相互結合したリブ模様で分けられた複数の観察可能なカップ状の凹みを有する。このフィルムの雌側のカップ状凹みはフィルムの雄側の突起にそれぞれ位置が対応している。出発フィルムは片面、好ましくは雄側でコロナ放電を用いて静電処理される。フィルムはASTMテストD−882を使用して測定されるように縦方向で1750グラムの極限引張り強さ(破断時、500%の伸び)、および横方向で1300グラムの極限引張り強さ(破断時、650%の伸び)を有する。
【0024】
本発明のフィルムを製造するプロセスは、同時係属出願第08/417,404号に開示されたバッチ式プロセスおよび連続式プロセスと略同様のバッチ式プロセスか連続式プロセスとすることができる。好ましい実施形態はこの明細書にさらに説明するように連続式装置である。
【0025】
図3を参照すると、巻出しステーションからのフィルム33が図の右側から孔開けステーション40に入るのが示されている。孔開けステーション40はフレームF1に回転可能に取付けられたハニカムタイプの支持ドラム41を備える。支持ドラム41はドラムの外周面に取付けられ後に詳細に説明される三次元裏当てあるいは成形部材を有する。4つの水噴射マニホールド42もフレームF1に支持され、各マニホールド42に1つの4つの吸引スロットは、後に詳細にまた説明するように支持ドラムの内側に設けられている。その吸引スロットはドラム内に取付けられ、ドラムの外側に配置された水噴射マニホールドと一列配置となっている。水噴射マニホールドは各々、所定の大きさと間隔を有する複数のオリフィスを備えた金属ストリップを備える。なおこの金属ストリップは以後、オリフィスストリップと称する場合がある。オリフィスストリップの特殊な例を後にさらに詳細に説明する。所定のマニホールド42は1つ以上のオリフィスストリップを備えることができる。そのオリフィスサイズは各ストリップに対し一定ままであるのが好ましい。しかしながら、オリフィスサイズは所定のストリップに対しては変えることができる。オリフィスストリップの下面と孔開け用ドラムの裏当て部材の外面の間の距離は、0.5インチと1.0インチの間の範囲にあるのが好ましい。
【0026】
加圧下の温水をマニホールド42までポンプで送り、加圧された温水は柱状水噴射の形態でオリフィスストリップの複数のオリフィスから出る。各マニホールド42の温水圧力は個別に制御することができる。入り込むフィルム33はガイドローラー43で、次に支持ドラム41に取付けられた三次元成形部材の外周で、その成形部材にフィルムの雄側が配置されている状態で一定方向に向けられる。オリフィスストリップから出る柱状の水流はフィルムに当たり、フィルムを、支持ドラムに取付けた裏当て部材の凹み領域内に下向きに曲げ、それによりフィルムを伸ばし破断させて多くの不規則なサイズの孔を形成する。今孔開きフィルム44は孔開けステーションの左側から出て脱水セクション50に進む。
【0027】
図4に示すように脱水セクション50では、2つの脱水ドラム51がフレームF3に回転可能に取付けられている。ドラム51はハニカム配置であり、各々のドラムには、そのドラムに関連し7インチHgまで真空に引くことができる2つの真空スロットがある。12のエアナイフ52が設けられ、6つのエアナイフが各ドラム51に設けられている。脱水ドラム51に関連する吸引スロットはドラムの内側に配置され、一方、エアナイフ52はドラム51の外側に配置される。余分な水はエアナイフ52からの高速エアを当てドラム51の吸引スロットによる吸引によって孔開きフィルムから除去される。エアナイフ52は約150°−180°Fのエア温度範囲で作動する。12のエアナイフ52を通る全体のエア流量(風量)は孔開きフィルム幅の直線1フィートにつき毎分約1,000ないし2,000立方フィートにある。脱水されたフィルム53は脱水ステーション50の左側から出て、乾燥セクションに進む。
【0028】
図5を参照すると、エア乾燥ステーション60が、フレームF4に取付けた2つの真空ドラム61を備えるように示されている。各ドラム61はドラム周囲300°の弧を有する吸引スロットがある。12のエアナイフ62が各真空ドラム61の外側に配置され、エアナイフ62は約150°−180°Fのエア温度範囲で作動する。全40のエアナイフ62を合わせたエア流量は、孔開きフィルム幅の直線1フィートにつき約5,000と約7,000cfmの間にある。ドラム61の真空により生じた圧力低下はフィルムに対し測定された約2インチの水である。乾燥したフィルム63は乾燥セクションの左側から出てスリッター/巻直しセクション70に進む。
【0029】
ここで図6を参照する。乾燥セクションからのフィルム63はスリッター/巻直しセクション70の右側に入る。間を空けて切り目を付けて離すタイプのスリットナイフからなるスリッター71は、乾燥した孔開きフィルムを所定の幅に切る。次にその乾燥しスリットされ孔開きフィルムを、例えばTween 20の適切な界面活性剤を接触コーティングでフィルムに塗布する界面活性剤アプリケーターに進む。界面活性剤は約48.8±1.5%界面活性剤からなる水溶液で供給されるのが好ましい。本発明の具体的な実施形態では界面活性剤ローラーコーティング速度は毎分15±3インチである。界面活性剤はフィルムの雌側に塗布されるのが好ましい。また界面活性剤はフィルムの雄側にも、またフィルムの両側にも塗布することができる。上記パラメーターは結果として0.25mg/平方インチ±0.07の界面活性剤溶液含浸量になる。その界面活性剤を塗布したスリットされ孔開きフィルムは、まだ濡れているが、フレームF5に取付けられその孔開きフィルムをロールに巻取る中心駆動巻直しユニット73に進む。
【0030】
フィルムをロールに巻取ると、フィルムの雄側と雌側は互いに接触する。片側の界面活性剤はフィルムをロールに巻取った時もまだ濡れており、界面活性剤は幾分、塗布されていないフィルムの他方の側に移動する。界面活性剤がフィルムのコロナ処理された面に初めに塗布されると(界面活性剤は非コロナ処理(コロナ処理されていない)面に直接塗布されない)、塗布された約25%以下の界面活性剤は、フィルムをロールに巻取った時にコロナ処理がなされていないフィルム面に移動する。従って、界面活性剤が初めにどちら側に塗布されるかにかかわらず、フィルムがロールに巻取られると、片面から他の面に界面活性剤の移動が起こり、界面活性剤はコロナ処理面と非コロナ処理面との間で、コロナ処理面が界面活性剤を約65−75%以上保有し、非コロナ処理面が界面活性剤を約25−35%以下保有するように分配される。得られた孔開きフィルム材料はコロナ処理面と非コロナ処理面との間で湿潤性勾配を有する。
【0031】
雄側コロナ処理を用いた(孔を開けていない)Exxon EMB−631フィルムでの蒸留水接触角をテストしたら界面活性剤を雄側に初めに塗布した時、雌側で78度の接触角となり、界面活性剤を雌側に初めに塗布した時、76度の接触角となった。両方の場合、界面活性剤を孔開きフィルムに塗布する方法で界面活性剤を塗布し、それから界面活性剤溶液を塗布した後、フィルムがまだ濡れているままでフィルムを巻き取った。界面活性剤溶液を初めに塗布したフィルム片側からその反対側にその溶液が移動することは前に述べた通りであった(すなわち約65−75%の界面活性剤がコロナ処理面に保有された)。雄側で測定された接触角は両方の場合、ゼロ度(0°)であった。界面活性剤を塗布しなかった場合、接触角は雌側で102度、雄側で72度であった。以下の表9を参照のこと。
【0032】
接触角は表面の湿潤性の表示である(小さな接触角は高度の湿潤性を示す)ため、非コロナ処理面からコロナ処理面までの接触角の勾配は前にも説明したように孔開きフィルム材料の湿潤性を上げて液体を非コロナ処理面からコロナ処理面に引き寄せると思われる。さらに、本発明の吸収製品では、吸収製品(生理用ナプキンなど)の吸収コアに略面する側であるコロナ処理面でゼロ度(0°)まで接触角が低下することは、吸収コアに面するフィルム面に沿ってx−y方向に流体を分散させるための吸上げ作用を容易にすると思われる。
【0033】
先行技術の孔開きフィルムでは、吸収製品の使用者の皮膚に面するフィルムの面だけに界面活性剤を塗布するのことが望ましいものであった。フィルムの体に面する面に界面活性剤を塗布するとフィルムの体に面する面に液体を分散するのが容易になり、それによりフィルムを通して吸収コア内への吸収が増える。さらに、フィルムの体に面する面に界面活性剤を塗布すると使用者に対する感触がよくなる。孔開きフィルムの体に面する面と吸収コアに面する面の両方に界面活性剤を分配する上記方法により処理されたフィルムは、これまで望ましいものとは考えられていなかった。そこで本発明のフィルムは孔開きフィルムが体側から吸収材側へ引き寄せる性能に関して驚くべき思いがけない結果をもたらすことがわかった。以下の表11−表14に関する説明を参照のこと。
【0034】
図7A−7Eを参照すると、柱状水噴射が複数のオリフィスを有する1つ以上のオリフィスストリップから放出される。オリフィスは先駆物質金属ストリップを孔開けすることにより作り円筒状孔を作るのが好ましい。しかしながら、様々な形の孔を使用できることが考えられる。
【0035】
図7Aは、各々がそれぞれ小さな断面を有する柱状水噴射を行ない、フィルムに微小孔(ミクロホール)を形成するためのオリフィスストリップ80を示している。マニホールドのオリフィスストリップ82は直径が5ミル(0.005インチ)であり、0.020インチの間隔がある。このマニホールドストリップは日本の神戸にある日本ノズル社から入手できる。
【0036】
図7B−7Eは、各々がそれぞれ大きな断面を有する柱状水噴射を行ないフィルムに大きなサイズの孔を形成するためのオリフィスストリップを示している。図7Bは中央接線の反対側に離れているオリフィス84’、86’の2列84、86からなるオリフィスストリップを示す。各々の列のオリフィスは直径が15ミル(0.015インチ)で、中心から中心まで0.022インチの間隔がある。上の列のオリフィスの間隔は下の列のオリフィスの間隔から0.011インチずらしてある。ストリップは1インチにつき90.9個のオリフィスがある。
【0037】
図7Cは中央接線の反対側に離れているオリフィス88’、90’の2列88、90からなるオリフィスストリップを示す。各々の列のオリフィスは直径が20ミル(0.020インチ)で、0.032インチの間隔がある。上の列のオリフィスの間隔は下の列のオリフィスの間隔から0.016インチずらしてある。ストリップは1インチにつき62.5個のオリフィスがある。
【0038】
図7Dは中央接線の反対側に離れているオリフィス92’、94’の2列92、94からなるオリフィスストリップを示す。各々の列のオリフィスは直径が25ミル(0.025インチ)で、0.038インチの間隔がある。上の列のオリフィスの間隔は下の列のオリフィスの間隔から0.019インチずらしてある。ストリップは1インチにつき52.6個のオリフィスがある。
【0039】
図7Eは、各々がそれぞれ大きな断面を有する柱状水噴射を行ないフィルムに大きなサイズの孔を形成するためのオリフィスストリップを示す。そのオリフィスは各々直径が0.025インチであり、中心から中心まで0.083インチの間隔がある。図7Eに示したオリフィスストリップは、本発明によるフィルムを形成するには相応しいが、図7B−7Dに示したようなオリフィスストリップを使用することが、微小孔を形成することができるそれぞれ小さなオリフィスのオリフィスストリップを1個以上組み合わせて使用できるため現在では好ましい。
【0040】
小さなオリフィス(図7A参照)は直径が10ミル未満であることが好ましい。大きなオリフィス(図7B−7E参照)は直径が10ミルより大であることが好ましい。
【0041】
本発明の孔開きフィルムを製造する装置は、同時係属出願第08/417,404号に詳細に記載されている。本発明のフィルムを製造する装置は、図7B−7Eを参照して説明したようにオリフィスストリップの第2組を備えた他の特徴を伴っている。小オリフィスに分配される水圧は、通常、500psigより大、好ましくは500−1600psigのオーダー以上である。大オリフィスに分配される水圧は、通常、500psigより小、好ましくは125−200psigのオーダーである。
【0042】
好ましい実施形態では孔開け装置は、ハニカムタイプ支持ドラム、三次元成形部材、幾らかの水噴射マニホールドおよびそのドラム内とドラムの円周の一部に沿って配置された対応する吸引スロットからなっている。その成形部材は図8−10に示したようにハニカム支持ドラム上に取付けられている彫刻スリーブである。吸引スロットはドラム内に取付けられ、ドラムの外側に配置された水噴射マニホールドと列をなしている。各水噴射マニホールドは複数のオリフィスを有する金属ストリップを備える。所定のマニホールではオリフィスサイズはストリップ全体を通して一定のままである。オリフィスストリップと彫刻スリーブの表面との間の距離は0.5ないし1インチが好ましい。水噴射マニホールドは熱湯でのポンプ作用によって加圧される。加圧水はオリフィスストリップ内の一連のオリフィスから出て、略柱状の水(湯)噴射となる。フィルムに当たる柱状湯噴射エネルギーによりフィルムが彫刻スリーブの表面に倣い、フィルムを伸ばし破断して非常に多くの不規則なサイズの孔になる。各マニホールドに供給される水の圧力と温度は個別に制御することができる。このプロセスのパラメーターは以下の通りである。
ラインの速度(ヤード/分):50−200
水温:155°−165°F
使用したマニホールドの最大数:3
マニホールドストリップとスリーブ表面間の距離:0.5インチ−1インチ
低圧マニホールド:
マニホールド数:1
オリフィスサイズ範囲(インチ):0.0145ないし0.030
圧力(psig):150±25
水量:8.0±2.0ガロン毎分、オリフィスストリップ1インチにつき(gpm/インチ)
吸引スロット真空(Hgインチ):5.0±2.0(-17±10.2kPa)
高圧マニホールド:
マニホールド数:最大2
オリフィスサイズ範囲(インチ):0.005ないし0.007
圧力(psig):1,150±350
水量:0.9±0.22ガロン毎分、オリフィスストリップ1インチにつき
吸引スロット真空(Hgインチ):5±3(-17±10.2kPa)
マニホールド使用シーケンス:
加圧水噴射マニホールドとそれに関連したオリフィスストリップは、ドラムに巻かれたフィルムが連続的に走行する方向に対して様々なシーケンスで配置することができる。次の5種類のシーケンスは何れもフィルムの孔開けに使用することができる。
1.低圧、高圧
2.低圧、高圧、高圧
3.高圧、低圧
4.高圧、低圧、高圧
5.高圧、高圧、低圧
【0043】
図8−図10を参照する。成形部材は、そのベース(底面)から立ち上がる複数の半径方向に延びる支持要素を有する三次元表面である。これらの支持要素は同時係属特許出願第08/417,404号に開示された対応要素と略同じである。
【0044】
図8は裏当て部材102に支持される出発フィルム100の分解斜視図である。出発フィルムはエンボス処理してあってもしてなくてもよい。また出発フィルム100の一部104は、図8の上部に示したようにエンボス106とエンボスのない領域108を備える。
【0045】
裏当て部材102は上面110aと下面110bを有するベース部分110を備える。裏当て部材102はさらに、上面110aから下面110bまでのベースの厚みを貫通する複数の孔112を有する。後にわかるように、孔112は、本発明による孔開きフィルムの製造時に、水を除去するために設けられる。裏当て部材102も複数の半径方向に延びる支持要素114を備える。これらの支持要素は部分110の上面110aの面に一致するベース116と1対の傾斜側壁118、120(図9と10で最もよくわかる)を備える。側壁118、120はベース116から外側に延在してランド部分あるいはリッジ122で交わる。支持要素114は平行に並んでおり、互いに等距離間隔である。それらの支持要素114は裏当て部材の側面に平行でも、垂直でもまたいかなる角度であってもよい。図8と9に示すように、これらの支持要素114は、平面で見た場合、配置が通常は正弦状あるいは波状である。支持要素は他の配置、例えば直線、ジグザグなどの配置で設けることができる。成形領域の詳細な説明は同時継続特許出願第08/417,404号に開示されている。
【0046】
図11A−Dを参照すると、本発明の教示により出発フィルム124を引いて孔を開ける工程(過程)が示されている。図11Aを参照すると、出発フィルム124は初め裏当て部材に横たえてある。図11Bを参照するとフィルム124柱状水噴射によって変形し、下向きに一部引かれ(すなわち伸び)支持要素間のスペースに入り込む。図11Cを参照すると、フィルム124が引かれるにつれそのフィルムはより薄くなる。図11Dを参照する。フィルムがさらに引かれ、さらに薄くなるとフィルムは破れて開き、孔を形成し始める。このプロセスは、フィルム材料の微細ストリップあるいはフィブリルで囲まれた微小孔の形成が説明されている同時継続特許出願第08/417,404号にさらに詳細に説明してある。
【0047】
成形部材の垂直要素により本発明のフィルムは、このプロセスを離れると同時に膨らむ(すなわち孔を開けていない前駆フィルムの元の厚さに対しz方向にかなりの寸法が与えられる)。幾つかの先行技術プロセスではz方向の膨らみを個別のエンボス処理工程(例えば米国特許第4,609,518号を参照のこと)で達成しなければならない。膨らんだ上面シートは装着者と吸収層の間の接触を制限し、それによってそのシートを組入れた製品の乾燥感を上げる。
【0048】
本明細書で開示したフィルムと吸収性製品と方法では、フィルムの孔は微小孔(ミクロホール)と大きなサイズの孔の両方があり、また大きなサイズの孔だけでもよい。微小孔は、前に説明したオリフィスストリップの小さなオリフィスから出る柱状水噴射を向けてフィルム材料を引くことにより主に作られると思われる。フィルム材料を引くことにより同様に作られる大きなサイズの孔は、前に説明したオリフィスストリップの小さなオリフィスよりは大きなオリフィスから出る柱状水噴射を向けることにより主に作られると思われる。
【0049】
結果として得られた孔開きフィルムには、平均EHDが約7ミルから約30ミルまでの大きなサイズの孔と、平均EHDが約1ミルから約7ミルまでのミクロサイズの孔とも呼ばれる小さなサイズの孔が組合わせてある。そのような孔開きフィルムには約3%から約13%までの範囲の開口面積ができている。直径が約10ミルから25ミルまでの範囲のオリフィスを有するオリフィスストリップを使えば、平均EHDが約7ミルないし約17ミルのフィルムの孔を作ることができることがわかった。微小孔と大きなサイズの孔を囲み形成するフィブリルは同時係属出願第08/417,404号に詳細に説明されている。フィブリルは長さが約0.005インチ(0.013cm)から約0.05インチ(0.127cm)までの範囲にあり、幅が約0.001インチ(0.003cm)から約0.035インチ(0.089cm)までの範囲にあり、厚さは約0.00025インチ(0.006cm)から約0.002インチ(0.005cm)までの範囲にある。図12−図18の写真は孔開きフィルムの微小孔と大きなサイズの孔の組合せを示す。
【0050】
上記寸法を有する大きなサイズの孔と微小孔の組合せにより生理用ナプキンの上面シートとしてフィルムを使用すればそのフィルムのクリーン特性とドライ特性が改良される。得られた開口面積は3ないし13%の範囲内にある。微小孔のみを有する先行技術フィルム(同時係属出願第08/417,404号を参照のこと)では、5ミル径の柱状水噴射を使用すると得られた孔開きフィルムは、平均EHDが3ミルの微小孔で開口面積が約3%である。本発明により微小孔と組合わせた大きなサイズの孔を有する孔開きフィルムの孔サイズと開口面積を大きくすると、有利なバランス、すなわち月経流体の流れを素早く受け、ナプキンの吸収コアにその流れを送るのに十分大きな孔であるが、吸収パッドの汚れを覆って消費者に清潔感を与えるのに十分小さな孔であるようなバランスに当たるように、孔サイズと開口面積のレベルが改良される。従って、本発明の孔開きフィルムで製造した本発明の吸収製品によりクリーン特性とドライ特性が非常に改良される。
【0051】
本発明の好ましい実施形態では、出発フィルムに大径の低圧柱状水噴射と小径の高圧柱状水噴射で孔を開ける。この高圧と低圧両方での水噴射の組合せによって、小径高圧水噴射だけで製造したフィルムより大きな孔で大きな開口面積ができる。この実施形態で製造されたフィルムはまた、使用者に大径低圧水噴射でのみ製造したフィルムより軟らかく感じる。
【0052】
図19は本発明の新規な孔開きフィルムを製造するためのプロセスでの幾つかのステップ(工程)を示すブロック図である。このプロセスの第1ステップは熱可塑性高分子材料からなる1枚の薄い伸張性フィルムを裏当てあるいは支持部材に配置することである(ボックス1)。伸張性フィルムを上に載せた支持部材を高圧流体噴射ノズル下方に通す(ボックス2)。好ましい流体は水である。水を支持部材から好ましくは真空を使用して送る(ボックス3)。フィルムを脱水するが、この目的には吸引が好ましい(ボックス4)。脱水された孔開きフィルムを支持部材から除去する(ボックス5)。残留した水を、孔開きフィルムから例えばそれにエア流を当てて除去する(ボックス6)。次に孔開きフィルムに界面活性剤を塗布する(ボックス7)。次に孔開きフィルムを巻上げて、それ自体としてあるいは生理用ナプキン、使い捨ておむつあるいは外傷用包帯などの他の製品の構造用部材としての使用を待つ(ボックス8)。
【0053】
図20と21を参照すると、木材パルプ繊維からなる吸収コア132、薄い流体不浸透性バリヤーフィルム134および本発明の孔を開けた何枚かのフィルムでできるカバー材料136を包含する生理用ナプキンが示されている。カバーフィルム材料は本明細書で図示し説明した構造をとっているのが好ましい。例えば薄いポリエチレンフィルムからなるバリヤーフィルム134は吸収コア132の下面に接触し、吸収コアの両縦側に伸び出している。カバー(被覆)材料136は図21に示したように吸収コア132の長さよりいくらか長く、吸収コアとバリヤーフィルム周囲を包んでいる。被覆材料136の縦エッジは通常方法でナプキンーの下面で重なり合いシールされる。図示の実施形態では被覆材料は生理用ナプキンの両端138、140でそれ自体にシールがなされている。図21に示したように生理用ナプキン130はそのナプキンを使用者の下着に接着させるための接着剤142の層を有する。接着剤142は使用前に取外しできる剥離ストリップ144で保護される。
【0054】
[実施例1]
本発明による孔開きフィルムの一実施形態では、出発材料はEMB-631 の名称でExxon Chemicalにより供給された厚さ0.95ミルのエンボス処理フィルムである。このフィルムの雄側をコロナ放電処理する。そのフィルムをTuriらによる同時係属出願第08/417,404号と08/417,408号に記載したように支持ドラムに取付けられる、図8−図10に示した成形部材に、フィルムのコロナ処理された雄側をその成形部材に向けて配置する。柱状水流をフィルムに向けるための2つのマニホールドを使用した。第1、すなわち上流のマニホールドは図7Dに示したオリフィス配置を有する。すなわち、各々のオリフィスの径が0.025インチであるオリフィス92’,94’の2つのずれた列92,94がある。このオリフィスは中心から中心までが0.038インチの距離だけ離れ、全体では1インチにつき52.6個の孔となっている。第2、すなわち下流のマニホールドは図7Aに示したオリフィス配置を有する。すなわち、各々のオリフィスの径が0.005インチである1列のオリフィスがある。このオリフィスは中心から中心まで0.020インチ離れている。全体では1インチにつき50個のオリフィスがある。165°Fの温度の湯を第1マニホールドに165psigの圧力でそして第2マニホールドに1400psigの圧力で供給する。そのフィルムをマニホールド下方に毎分435フィートの速度で通す。ドラム内の吸引圧力は水がマイナス50インチである。フィルムを図4に示した装置で脱水し、図5に示した装置で乾燥する。乾燥に続いてフィルムの雌側をTween-20の48.8%水溶液で接触コーティングして0.25mg/平方インチの溶液含浸量にした。次にフィルムを巻取り界面活性剤を雌側からコロナ処理された雄側に移動させる。界面活性剤溶液が乾燥した後、フィルムは正味の界面活性剤の含浸量(フィルムの全面で)が0.12mg/平方インチである。得られた孔開きフィルムは通気度が、水0.5インチの差圧(△P)で1平方フィートにつき毎分約325立方フィートである。個のフィルムは開口面積が6.24%で平均ECDが10−11ミルと測定された。ECD(等価円径)は孔の面積の測定に基づく計算された孔径である。この面積は同時径属出願第08/417,404号に開示されたEHD測定用のハードウェアとソフトウェアを使用して測定する。ECDの式はECD=√(4A)/πで、この式でAは測定された孔の面積である。1平方インチにつき平均500個の孔がある。正味厚さは14.5ミルである。
【0055】
以下に説明した実験で使用したオリフィスストリップの特性を表1示す。
【表1】
【0056】
フィルムのバッチ式成形に関する実験
以下の表2で報告する実験実験で使用されたバッチ式フィルム孔開け装置は図3に示した装置と同様であった。しかしながら、1つだけの水マニホールドと、利用できる真空スロットのうち1つだけを使用した。表1で「b」から「f」と表示したオリフィスストリップの各々を1つの水噴射マニホールドに取付け、表2に示した孔を開けた1枚以上のフィルムを製造するために使用した。出発フィルムと成形部材は実施例1で使用したものと同様のものとした。
【0057】
1枚の出発フィルムを、成形部材から出た一連のピンで成形部材の外面に載せた。載せたフィルムが1つのオリフィスストリップからはみ出るようにハニカム支持ドラムを回した。このハニカム支持ドラムの内側を真空に引いた。ハニカム支持ドラムモーターを回して出発フィルムをオリフィスストリップの下に一旦通した。得られたフィルムを成形部材から外し、空気乾燥した。フィルムを作るために使用したプロセス条件と得られたフィルム特性を以下の表2に示す。
【表2】
【0058】
このデータは以下の傾向を示す。すなわち、
・所定サイズのオリフィスストリップで流体圧を上げると開口面積が増える。
・オリフィス径を大きくすると所定の流体圧で開口面積が増える。
【0059】
孔を開けるプロセス時に生じる材料の伸びにより、フィルムの面積当たりの重量は約0.47oz/sq.ydに減少する。この値は単位面積当たりの初めのフィルム重量の65%である。表8の0.038インチ、0.050インチ、0.062インチおよび0.075インチ離れた0.025インチ径のオロフィスストリップを使用した場合、開口面積は13.1%からそれぞれ12.0、11.2および10.1%に減少する。
【0060】
フィルムの連続式製造に関する実験
フィルムの他の実施形態を、実施例1の出発フィルム、成形部材および通常の手順を使用して製造した。そのストリップの特性を上の表1に記載する。全ての実験を160°Fの湯を使用して、出発フィルムのコロナ処理雄側を成形部材面に向けないで製造した。使用したストリップの数とその特性と操作(運転)条件を次の表に示す。
【表3】
【0061】
空気乾燥に続いて、フィルムのコロナ処理された雄側を48.8%の濃度のTween-20界面活性剤水溶液で接触コーティングして、実施例1に関連して前に説明した0.12mg/平方インチの正味界面活性剤含浸量を得た。
【0062】
これらの実験で製造された孔開きフィルムを通気性、孔サイズ、開口面積、滲み通りおよび曲げ長さ(フィルムの剛性尺度)を評価した。当技術でよく知られた次の方法によりテストを行なった。通気性をASTM D737によりテストした。フィルム孔サイズと開口面積を測定して等価円径(ECD)を計算するために使用した。滲み通りは5ccのテスト流体が、羽毛砕木パルプに支持されたフィルムを通して吸収されるのに要する時間である。テスト流体は、繊維を除いた牛の血液75重量%と10重量%ポリビニルピロリドン(GAF ポビドンK−90)水溶液の25重量%の混合物である。縦方向(MD)と横方向(CD)の曲げ長さをASTM D1388により測定した。連続式実験で得られたフィルムの特性を以下表4−表7に示す。
【0063】
【表4】
表4のデータは大径と小径のオリフィスの組合せ(実験16、17、22、23)により小径オリフィスだけ(実験18−21)で製造したフィルムより通気性がよい目の粗いフィルムが得られることを示している。大径のオリフィスを使用することが、低水圧で使用したが、大きな孔ができる主な原因であることがわかる。さらに、小径のオリフィスを使用することが、より小さなミクロホールができる主な原因であることがわかる。
【0064】
【表5】
表5のデータは大径と小径のオリフィスの組合せ(実験16、17、22、23)により小径オリフィスだけ(実験18−21)で製造したフィルムより孔サイズが大きく開口面積が大きなフィルムが得られることを示している。
【0065】
図22、23および24は、それぞれ5ミル径オリフィスストリップ(実験No.20)、20ミル径オリフィスストリップ(実験No.15)および5ミル径オリフィスストリップが後に続く20ミル径オリフィスストリップの組合せ(実験No.16)を用いてこれらの実験で製造されたフィルムの孔サイズ分布を示している(上記表3参照)。これらのグラフからわかるように、異なった径のオリフィスストリップを用いて製造した孔開きフィルムは、様々な個々のオリフィス径の効果を受けた孔サイズを有する。5ミルオリフィスストリップだけで製造されたフィルム(実験No.20)は、殆ど孔の径が10ミル未満である(図22)。20ミル径オリフィスストリップだけで製造されたフィルム(実験No.15)は、約9ミルと約23ミルにピークを付けた広い孔径分布を有する(図23)。5ミルオリフィスストリップと20ミルオリフィスストリップを組合せて製造されたフィルム(実験No.16)は、12ミル未満で主に集中する孔径分布となっており、約23ミル径で僅かな集中がある(図24)。これらの3つのグラフで5ミルオリフィスはミクロホール(微小孔)を主に作り、20ミルオリフィスは主に大きなサイズの孔を作り、5ミルオリフィスストリップと20ミルオリフィスストリップの組合せではミクロホールと大きなサイズの孔の混合が作られることを示している。比較データを図25に示すが、この図は、市販の製造ラインで製造された本発明によるミクロホールと大きなサイズ孔を有する孔開きフィルムサンプル内の孔サイズ分布を示す。
【0066】
【表6】
表6のデータは、大径オリフィスだけか大径と小径のオリフィスの組合せ(実験16、17、22、23)により小径オリフィスだけ(実験18−21)で製造したフィルムより浸透時間が早いフィルムが得られることを示している。
【0067】
【表7】
このデータは実験15−23のフィルムのMD曲げ長さが他の市販の生理用ナプキンプラスチックカバーの曲げ長さに匹敵し、フィルムのCD曲げ長さが同等の市販フィルムより低いことが示している。従って、本発明のフィルムの剛性と期待される心地よさは孔を開けた他の市販のフィルムのそれらに匹敵するか優れていることが予想される。
【0068】
他の実験結果を図26に示す。これらの実験では、オリフィス間の間隔を変えてフィルムの開口面積に対する効果を測定した。2個の水噴射マニホールドをこれらの実験に使用した。第1の上流のマニホールドには、ストリップの縦中央線のそれぞれの側に2列のオリフィスを備えた1つのオリフィスストリップがあり、その2列のオリは図7B−7Dに示したようにオフセットしてあり、すなわちこのオフセット距離はオリフィスの中心間が列内で径の1.5倍であった。各実験のオリフィス中心間の間隔は表8のように変えた。
【0069】
第2の下流のマニホールドは1列のオリフィスを備えた1枚のオリフィスストリップであった。オリフィスは各々直径が0.005インチで、中心間の間隔が0.020インチであった。水を第1マニホールドに150psigで供給した。また第2マニホールドには水を1000psigで供給した。フィルムは150ft/分で走行した。ドラムの真空度は水60インチであった。次の表8は開口面積、平方インチ当たりの孔数、ECDおよび得られた孔開きフィルムの通気性を示す。
【表8】
【0070】
通気性をASTM D737 により測定した。その結果をフィルムの平方フィート当たり毎分立方フィートで示す。150psigと150ft/分で孔開きフィルムの通気性は25ミル径オリフィスストリップ(のみ)(0.038インチ間隔)対照基準の場合、310cfm/sfであり、0.075インチ間隔の場合は、略直線的に245cfm/sfに低下した。5ミル径オリフィスを追加した場合、対照基準間隔では通気性が505cfm/sfに上昇した。0.075インチ間隔では435cfm/sfに低下した。150ft/分で、大径の25ミル径の対照基準ストリップと5ミルストリップを組合わせると、大径のストリップだけで測定した通気性より約195cfm/sf大きい。上記データは大きなオリフィスの間隔が大きくなるにつれ、大きなサイズ孔が少なくなり、それにより開口面積が減少することを示している。
【0071】
孔を開けていないフィルムの界面活性剤処理による湿潤性
次の表9は雄側がコロナ放電処理されたExxon EMB−631をテストした結果を示している。接触角と、雄側と雌側間の界面活性剤分布を、巻取り後、テストした。接触角はまた、フィルムに界面活性剤を塗布していない状態で雄側と雌側で測定した。
【表9】
【0072】
上記データはコロナ放電処理によりフィルムの接触角が小さくなることを示している。上記データはさらに、コロナ処理面かコロナ処理しない側に界面活性剤を塗布して次にそのフィルムを巻取りを行なうと、65%以上の界面活性剤がコロナ処理面になる界面活性剤分布となることを示している。さらに、このデータは界面活性剤を塗布すると未コロナ処理面で接触角が実質的に小さくなり、コロナ処理面でゼロに下がることを示す。接触角がフィルムのコロナ処理面で実質的に小さくなる接触角の勾配がフィルムを介したz方向への流れを容易にする好ましい「親水性勾配」を生むと思われる。さらに、フィルムの両面で接触角を小さくすると、フィルムの上面と下面に沿ったxとy方向流が実質的に改良されると考えられる。孔開きフィルムのコロナ処理面が吸収コアに面する生理用ナプキンでは、xとy方向に流体がよく分散するためz方向の流体の流れがフィルムの下面に隣接する吸収コアに増すことが期待される。
【0073】
表面接触角、下面接触角、フィルム孔パターンおよびエンボス処理パターンを様々に組合せて望ましい流体分布特性を作ることができる。フィルムの体に面する面のカップ状雌エンボス処理パターンと、70°以下の上面フィルム/空気/合成月経流体の接触角と、40°以下の下接触角を、本発明による微小孔と大きなサイズの孔開きフィルム(上雌側に界面活性剤が塗布され、そのフィルムを巻取り界面活性剤を雄コロナ処理面に移す)で下接触角を上接触角以下にして使用すると、体に面する面の孔を開けていない領域(図29と30参照)で流体分散が制限され、またz方向の湿潤性差あるいは「親水性勾配」と、孔開きフィルムの吸収コアの優れた流体吸上げ特性を備えたフィルムになる。これらのファクターを組合わせて、漏れが減少し、流体貫通特性、クリーン/ドライ特性が優れた吸収製品カバー材料ができる。このカバー材料は、水平吸込みを向上させるように設計された他の内部吸収部材と組合せると特に有効である。
【0074】
直前に説明した実施例では、パルプ吸収コア構造か水苔ベースの吸収構造で、界面活性剤処理をしていないフィルムより約45%だけ改良された流体貫通速度(同時係属特許出願第08/417,404号に開示した5cc合成月経流体浸透時間−テスト法により測定)が得られる。
【0075】
次の表10は合成月経流体の1滴の吸収に要する時間を測定した液滴テストの結果を包含している。表10ではカバーは孔開きフィルム材料を示す。カバーは全て微小孔と大きなサイズの孔を有している。カバー3と4は本発明により製造されるが、界面活性剤を表面に初めに塗布した点で相違する。このテストは流体を吸収するのに要した時間を判断するもので少ない時間が好ましく、大きな吸収性を示している。
【表10】
【0076】
カバー3と4の吸収時間が減少していることからわかるように、上記データでは界面活性剤を下に塗布する利点と孔開きフィルムの上面シートをコロナ処理面にする利点が示されている。
【0077】
本発明の具体的な実施態様は以下の通りである。
1.伸張性熱可塑性高分子材料から孔開きフィルムを製造する方法であって、
a)前記伸張性熱可塑性高分子材料からなり、上面とコロナ放電処理した下面を有する出発フィルムを供給する工程と、
b)前記出発フィルムを支持するために配置された支持領域と、流体を当てることによりフィルムがその内部に変形する凹み領域と、前記当てられた流体が移動できる手段を備えた裏当て部材を供給する工程と、
c)前記裏当て部材上の前記出発フィルムを、前記裏当て部材の支持領域と接触している前記フィルムの下面の複数部分と、前記裏当て部材に面していない前記フィルムの上面とで支持する工程と、
d)第1組のオリフィスが各々、10ミルより大きな直径であり、そのオリフィスに供給される流体が500psig未満の圧力があり前記出発フィルムに大きなサイズの孔を形成し、第2組のオリフィスが各々、10ミル以下の直径であり、そのオリフィスに供給される流体が少なくとも500psigの圧力があり前記出発フィルムに微小孔を形成し、それにより前記出発フィルムに大きなサイズの孔と微小孔を共に形成する、少なくとも2組のオリフィスから柱状流の形で流体を接触域にある前記出発フィルムの上面に向ける工程と、 e)前記フィルムを前記接触域から移動させる工程と、
f)前記孔開きフィルムの上面に界面活性剤をコーティングする工程と、
g)前記下面と上面が面接触している状態で前記孔開きフィルムをロールに巻取り、それにより少なくとも前記界面活性剤をフィルムの上面からフィルムの下面に移す工程を有する方法。
2.前記出発フィルムは雄側と雌側を有するようにエンボス処理される実施態様1に記載の方法。
3.前記出発フィルムの下面は雄側であり、前記出発フィルムの上面は雌側である実施態様2に記載の方法。
4.前記流体を向ける工程は、前記第2組のオリフィスから前記フィルムに流体を向ける前に、前記第1組のオリフィスから前記出発フィルムに流体を向ける工程を有する実施態様1に記載の方法。
5.前記孔開きフィルムをコーティングする工程は、水ベースの溶液の界面活性剤を塗布することにより行なわれる実施態様1に記載の方法。
6.前記界面活性剤は孔開きフィルムの上面に一様に塗布される実施態様1に記載の方法。
7.a)コロナ放電処理された雄側と、雌側を有するエンボス処理された出発フィルムを供給する工程と、
b)三次元成形部材に前記エンボス処理された出発フィルムを、前記フィルムのコロナ放電処理された雄側が前記形成部材に面するように支持する工程と、
c)前記フィルムに孔を形成するのに十分な圧力で柱状噴射の形で流体を前記フィルムの雌側に向ける工程と、
d)前記孔開きフィルムを乾燥させる工程と、
e)界面活性剤を前記孔開きフィルムの雌側に塗布する工程と、
f)前記孔開きフィルムを、前記雄側と雌側が面接触した状態でロールに巻取り、それにより前記界面活性剤の少なくとも一部分をフィルムの雌側からフィルムの雄側に移す工程を有する改良された流体分布特性を有する孔開きフィルムを製造する方法。
8.a)雄側と雌側を有するエンボス処理された出発フィルムを供給する工程と、
b)前記出発フィルムの少なくとも雄側にコロナ放電処理を行なう工程と、
c)三次元成形部材に前記エンボス処理された出発フィルムを、前記フィルムのコロナ放電処理された雄側が前記形成部材に面するように支持する工程と、
d)前記フィルムに孔を形成するのに十分な圧力で柱状噴射の形で流体を前記フィルムの雌側に向ける工程と、
e)前記孔開きフィルムを乾燥させる工程と、
f)界面活性剤を前記孔開きフィルムの片面に塗布する工程と、
g)前記孔開きフィルムをロールに巻取る工程を有する改良された流体分布特性を有する孔開きフィルムを製造する方法。
9.前記界面活性剤は前記孔開きフィルムの雄側に直接塗布される実施態様8に記載の方法。
10.前記巻取り工程は前記界面活性剤の少なくとも一部分を前記孔開きフィルムの他方の面に移す工程を有する実施態様8に記載の方法。
11.前記界面活性剤は前記孔開きフィルムの雌側にコーティングすることによって塗布される実施態様8に記載の方法。
12.前記界面活性剤の少なくとも一部分を、前記孔を開けた孔をロールに巻取る際に、前記孔開きフィルムの雄側に移す工程を有する実施態様11に記載の方法。
13.50%より多くの前記界面活性剤が前記孔開きフィルムの雄側に移される実施態様12に記載の方法。
14.前記孔開きフィルムは大きなサイズの孔を有する実施態様8に記載の方法。
15.前記界面活性剤は前記フィルムの雄側と雌側の両方に塗布される実施態様8に記載の方法。
16.50%より多くの前記界面活性剤が前記雄側に分配される実施態様15に記載の方法。
17.75%より多くの前記界面活性剤が前記雄側に分配される実施態様15に記載の方法。
18.前記孔は大きなサイズの孔と微小孔を含む実施態様8に記載の方法。
19.前記を開けたフィルムにコーティングする工程は水ベースの溶液で界面活性剤を塗布することにより行なわれる実施態様8に記載の方法。
20.前記界面活性剤は前記孔開きフィルムのコロナ放電処理された面に一様に塗布される実施態様8に記載の方法。
21.伸張性熱可塑性高分子材料から孔開きフィルムを製造する方法であって、
a)前記伸張性熱可塑性高分子材料からなり上面とコロナ放電処理した下面を有する出発フィルムを供給する工程と、
b)前記出発フィルムを支持するために配置された支持領域と、流体を当てることによりフィルムがその内部に変形する凹み領域と、前記当てられた流体が移動できる手段を備えた裏当て部材を供給する工程と、
c)前記裏当て部材上の前記出発フィルムを、前記裏当て部材の支持領域と接触している前記フィルムの下面の複数部分と、前記裏当て部材に面していない前記フィルムの上面とで支持する工程と、
d)第1組のオリフィスが各々、10ミルより大きな直径であり、そのオリフィスに供給される流体が500psig未満の圧力があり前記出発フィルムに大きなサイズの孔を形成し、第2組のオリフィスが各々、10ミル以下の直径であり、そのオリフィスに供給される流体が少なくとも500psigの圧力があり前記出発フィルムに微小孔を形成し、それにより前記出発フィルムに大きなサイズの孔と微小孔を共に形成する、少なくとも2組のオリフィスから柱状流の形で流体を接触域にある前記出発フィルムの上面に向ける工程と、 e)前記フィルムを前記接触域から移動させる工程と、
f)前記孔開きフィルムの上面に界面活性剤をコーティングする工程を有する方法。
22.前記孔開きフィルムの片面に前記界面活性剤をコーティングし、前記孔開きフィルムは、前記下面と上面が面接触している状態でロールに巻取られ、それにより前記界面活性剤の少なくとも一部分がフィルムの片面からフィルムの他の面に移される実施態様21に記載の方法。
23.前記コロナ放電された下面に前記界面活性剤を初めにコーティングする実施態様22に記載の方法。
24.前記上面に前記界面活性剤を初めにコーティングする実施態様22に記載の方法。
25.雄側と雌側を有するように前記出発フィルムはエンボス処理される実施態様21に記載の方法。
26.前記を開けたフィルムにコーティングする工程は水ベースの溶液で界面活性剤を塗布することにより行なわれる実施態様14に記載の方法。
27.前記界面活性剤は前記孔開きフィルムのコロナ放電処理された面に一様に塗布される実施態様14に記載の方法。
28.反対側に主面を有する吸収コアと、前記主面の少なくとも1枚を覆う孔開きフィルムを有しており、前記孔開きフィルムは外側に面する体接触面と前記コアに向かって内側に面する反対面を有し、前記孔開きフィルムはエンボス処理された伸張性高分子材料の出発フィルムから作られ、前記出発フィルムは所定の厚さと雄側および雌側を有し、前記孔開きフィルムの内側に向いた面はコロナ放電処理がなされており、前記フィルムの両面はその面に界面活性剤を有し、前記孔開きフィルムは前記フィルムの厚さを通して延在する複数の孔を有し、前記複数の孔は第1群と第2群の孔を包含し、前記第1群の孔は前記第2群の孔のサイズより大きなサイズであり、前記第1群と第2群の孔は前記熱可塑性高分子材料から作られたフィブリルによって形成される吸収製品。
29.前記孔開きフィルムは、前記出発フィルムの所定の厚さより全体の厚さが厚い実施態様28に記載の吸収製品。
30.前記孔開きフィルムの前記内側に面する面は雄側であり、前記孔開きフィルムの前記雌側より界面活性剤が多い実施態様28に記載の吸収製品。
31.反対側に主面を有する吸収コアと、前記主面の少なくとも1枚を覆う孔開きフィルムを有しており、前記孔開きフィルムは外側に面する体接触面と前記コアに向かって内側に面する反対面を有し、前記孔開きフィルムは、エンボス処理され雄側と雌側を有する伸張性高分子材料の出発フィルムから作られ、前記孔開きフィルムの前記雌側は外側に面する体接触面であり、前記孔開きフィルムの前記雄側は、コロナ放電処理され前記コアに向かって内側に面しており、前記フィルムの少なくとも雄側はその面に界面活性剤を有し、前記フィルムの孔は前記熱可塑性高分子材料から作られたフィブリルによって形成される吸収製品。
32.反対側に主面を有する吸収コアと、前記主面の少なくとも1枚を覆う孔開きフィルムを有しており、前記孔開きフィルムは外側に面する体接触面と前記コアに向かって内側に面する反対面を有し、前記孔開きフィルムは、伸張性高分子材料の出発フィルムから作られ、前記出発フィルムは所定の厚さであり、前記孔開きフィルムの内側に面する面はコロナ放電処理がなされ、前記フィルムの両面に界面活性剤を有し、前記孔開きフィルムは前記フィルムの厚さを通して延在する複数の孔を有する吸収製品。
33.前記孔開きフィルムは、前記出発フィルムの所定の厚さより全体の厚さが厚い実施態様32に記載の吸収製品。
34.前記出発フィルムはエンボス処理され雄側と雌側を有し、前記雄側は内側に面している実施態様32に記載の吸収製品。
35.コロナ処理された面とコロナ処理されていない面を有する熱可塑性高分子材料のエンボス処理された出発フィルムからなり、前記出発材料は両面に界面活性在をコーティングしてあり、前記出発フィルムを曲げ孔を形成するように前記出発フィルムはそのコロナ処理されていない面に柱状流体噴射を向けることによって孔を開けてあり、前記フィルムの前記孔は前記熱可塑性高分子材料から作られるフィブリルによって形成される孔開きフィルム。
36.前記孔は微小孔と大きなサイズの孔を有する実施態様35に記載の孔開きフィルム。
37.前記微小孔は平均EHDが約1ミルないし約7ミルである実施態様36に記載の孔開きフィルム。
38.前記微小孔は平均EHDが約4ミルないし約6ミルである実施態様37に記載の孔開きフィルム。
39.前記大きなサイズの孔は平均EHDが約7ミルないし約30ミルである実施態様36に記載の孔開きフィルム。
40.前記大きなサイズの孔は平均EHDが約10ミルないし約25ミルである実施態様36に記載の孔開きフィルム。
41.前記フィブリルは長さが約0.005インチないし約0.05インチの範囲内にある実施態様35に記載の孔開きフィルム。
42.前記フィブリルは幅が約0.001インチないし約0.035インチの範囲内にある実施態様35に記載の孔開きフィルム。
43.前記フィブリルは厚さが約0.00025インチないし約0.002インチの範囲内にある実施態様35に記載の孔開きフィルム。
44.前記界面活性剤は前記出発フィルムの前記コロナ処理されていない面に初めに塗布されてあり、前記出発フィルムは前記コロナ処理面とコロナ処理されていない面が面接触されている状態でロールに巻取られ、それにより前記界面活性剤の少なくとも一部分を、前記フィルムの前記コロナ処理されていない面から前記フィルムの前記コロナ処理された面に移した実施態様35に記載の孔開きフィルム。
45.少なくとも50%の前記界面活性剤を前記フィルムの前記コロナ処理されていない面から前記コロナ処理された面に移した実施態様44に記載の孔開きフィルム。
46.少なくとも75%の前記界面活性剤を前記フィルムの前記コロナ処理されていない面から前記コロナ処理された面に移した実施態様44に記載の孔開きフィルム。
47.前記孔開きフィルムの前記前記コロナ処理されていない面の接触角が90度未満である実施態様35に記載の孔開きフィルム。
48.前記孔開きフィルムの前記前記コロナ処理された面の接触角が40度未満である実施態様35に記載の孔開きフィルム。
49.前記孔開きフィルムの前記前記コロナ処理された面の接触角がゼロ度である実施態様35に記載の孔開きフィルム。
【図面の簡単な説明】
【0078】
【図1】図1は本発明による孔開きフィルムを製造するための製造ラインの側面図である。
【図2】図2は本発明の孔開きフィルムを製造するための装置の巻出しセクションを拡大スケールで示した側面図である。
【図3】図3は本発明の孔開きフィルムを製造するために使用した装置の孔開けセクションの拡大側面図である。
【図4】図4は本発明の孔開きフィルムを製造するために使用した装置の脱水セクションの拡大側面図である。
【図5】図5は本発明の孔開きフィルムを製造するために使用した装置の乾燥セクションの拡大側面図である。
【図6】図6は本発明の孔開きフィルムを製造するために使用した装置のスリッター/巻直し機の拡大側面図である。
【図7A】図7Aは本発明の孔開きフィルムの1枚を製造するために装置で使用したオリフィスストリップの概略図である。
【図7B】図7Bは本発明の孔開きフィルムを製造するために装置で使用できるオリフィスパターンの拡大図である。
【図7C】図7Cは本発明の孔開きフィルムを製造するために装置で使用できるオリフィスパターンの拡大図である。
【図7D】図7Dは本発明の孔開きフィルムを製造するために装置で使用できるオリフィスパターンの拡大図である。
【図7E】図7Eは本発明の孔開きフィルムを製造するために装置で使用できるオリフィスパターンの拡大図である。
【図8】図8は本発明による加工のために裏当て部材に配置された出発フィルムの分解斜視図である。
【図9】図9は図8の下部に示される裏当て部材の上面図である。
【図10】図10は図9の線10−10に沿って切った拡大断面図である。
【図11A】図11Aは本発明による孔を形成するために出発フィルムを引く連続段階を示す図10と同様の図である。
【図11B】図11Bは本発明による孔を形成するために出発フィルムを引く連続段階を示す図10と同様の図である。
【図11C】図11Cは本発明による孔を形成するために出発フィルムを引く連続段階を示す図10と同様の図である。
【図11D】図11Dは本発明による孔を形成するために出発フィルムを引く連続段階を示す図10と同様の図である。
【図12】図12は7.5倍の倍率で形成した孔開きフィルムの上面写真である。
【図13】図13は図12の孔開きフィルムの端面写真である。
【図14】図14は図13の孔開きフィルムの15倍の倍率の端部立面写真である。
【図15】図15は孔を開けた他のフィルムの7.5倍の倍率の上面写真である。
【図16】図16は図15の孔開きフィルムの端部立面写真である。
【図17】図17は図15の孔開きフィルムの15倍の倍率の端部立面写真である。
【図18A】図18Aは、関連する成形部材に向けたフィルムの雄側を備えたエンボス処理出発フィルムから本発明により形成された孔開きフィルムの10倍の倍率でとった写真であり、図18Aは水噴射を向けたフィルム面である。
【図18B】図18は、関連する成形部材に向けたフィルムの雄側を備えたエンボス処理出発フィルムから本発明により形成された孔開きフィルムの10倍の倍率でとった写真であり、図18Bは関連する成形部材に面して配置されたフィルム面である。
【図19】図19は本発明による孔開きフィルムを製造するためのプロセスの様々な工程(ステップ)を示すブロック図である。
【図20】図20は本発明による孔開きフィルムを包含する生理用ナプキンの斜視図である。
【図21】図21は図20の線21−21に沿って切った断面図である。
【図22】図22は、各々が複数のオリフィスを有し、その全てのオリフィスの径が5ミルの3つのオリフィスストリップを使用し、そのオリフィスストリップが図7Aに示されている装置で、875psigで製造した孔開きフィルムのサンプルの孔サイズ分布を示すグラフである。
【図23】図23は、各々径が20ミルの複数のオリフィスを有し、そのオリフィスが図7Cに示されている1つのオリフィスストリップを有する装置で製造した孔開きフィルムのサンプルの孔サイズ分布を示すグラフである。
【図24】図24は、全ての径が20ミルの複数のオリフィスを有する第1オリフィスストリップ(図7Cに図示)と、全ての径が5ミルの複数のオリフィスを有しており、第1ストリップから下流の第2オリフィスストリップ(図7Aに図示)を備えた装置で製造した孔開きフィルムのサンプルの孔サイズ分布を示すグラフである。
【図25】図25は本発明により製造した孔開きフィルムのサンプルの孔サイズ分布を示すグラフである。
【図26】図26は、オリフィスストリップを備えたオリフィスの間隔を変えて比較した結果を示すグラフである。
【発明の開示】
【0001】
[発明の分野]
この発明は、吸収性物品用のカバー部材として主要な実用性を有する孔開きフィルム、およびそのような孔開きフィルムを製造する方法と装置に関する。
[発明の背景]
【0002】
長年の間、使い捨ておむつ、生理用ナプキン、大人用失禁具、外傷用包帯などのように体からの排出物を受けるように適応した製品のカバー部材もしくは表面層として不織布を使用することが一般的になっている。そのような不織布はエアレイング(air-laying)、カーディング(carding)、スパンボンディング(spun bonding)などによって通常製造されており、また、機械的にあるいは流体の圧力を付加することにより結合または繊維のからみを形成することによってそのような不織布を後処理して強度と一体性を与えることが知られている。そのような不織布は疎水性材料から作られることが多いが、そのような不織布を界面活性剤で後処理して体の排出物の通りを促進することも知られている。そのような不織布は、通気性、ドレープ適性、やわらかさ、および心地よい手触りなどの望ましい特性を有するか、または有すると認識される。
【0003】
不織布から作られた表面層に関連する欠点の1つは、その表面層を通して吸収コアに入るような尿、月経、外傷滲出液などのような液体が、特に加圧下で吸収コア内の液体がコアの貯蔵容量に近づいた時、表面層を通して逆流する傾向を有することである。この理由やその他の理由から、これまで吸収性物品の表面層として孔を開けたプラスチックフィルムを利用することが知られている。
【0004】
以下のリストには発行された米国、外国特許および公開された特許出願におけるそのような孔開きフィルムの開示が含まれている。
米国特許第3,632,269号−Doviakら
米国特許第3,929,135号−Thompsonら
米国特許第4,324,276号−Mullance
米国特許第4,351,784号−Thomasら
米国特許第4,381,326号−kelly
米国特許第4,456,570号−Thomasら
米国特許第4,535,020号−Thomasら
米国特許第4,690,679号−Mattinglyら
米国特許第4,839,216号−Curroら
米国特許第4,950,264号−Osborn
米国特許第5,009,653号−Osborn
米国特許第5,112,690号−Cohenら
米国特許第5,342,334号−Thompsonら
米国特許第5,352,217号−Curro
米国特許第5,368,910号−Langdon
米国特許第5,368,926号−Thompsonら
米国特許第5,376,439号−Hodgsonら
米国特許第5,382,245号−Thompsonら
米国特許第5,382,703号−Nohrら
米国特許第5,383,870号−Takaiら
米国特許第5,387,209号−yamamotoら
欧州特許0304617−Sudaら
欧州特許0432882A2−Shipley
欧州特許0598204A1−Garavagliaら
欧州特許0626158A1−Colesら
欧州特許0626159A1−Takiら
欧州特許0640328−Tanakaら
日本特許3−286762A−Yamamotoら
WO92/18078A1−Colbert
WO93/15701A1−Turiら
WO94/18926A1−Perry
WO94/22408A1−Langdon
WO94/28846A1−Steigerら
WO95/00093A2−Osbornら
【0005】
そのような孔開きフィルムの幾つかは所定の目的を十分適度に果たしたが、その多くに実際には大きな欠点が認められた。例えば、そのような孔開きフィルムは流体を簡単に通すことができ、そのような流体の逆流を最小にすることができたとしても、その孔開きフィルムは、織物というよりもフィルムの外観、手触りを有する傾向がある。そのようなフィルム状特性は消費者には不評であり、そのため表面層として孔を開けたをフィルムを備えた吸収性製品は消費者の好評を広範囲には得ていない。
【0006】
吸収性製品用の孔開きフィルム表面層への主な改良は、1991年8月14日に出願された米国特許出願第07/744,744号(上記リストにある公報WO93/15701A1に対応)の一部継続出願として1993年1月14日に出願された米国特許出願第08/004,744号の継続出願および分割出願として1995年4月5日に出願されたTuriらへ共に譲渡された同時係属米国特許出願第08/417,404号および第08/417,408号に開示されている。上記Turiらの出願では、孔開きフィルムと、不織布のような物理的特性を与えるフィルムを製造する方法と装置が開示されている。これは、伸張可能な熱可塑性高分子材料から作られたフィルムを裏当て部材の局在する支持領域で支持し、そのフィルムの上面に対して高圧で小径の柱状噴射の形で流体を向け、それにより支持されていないフィルム部分を支持領域間で下向きにしてその周囲に微小孔と繊維状要素(フィブリル)を形成してその孔開きフィルムに不織布のような外観、やわらかさ、手触りの物理的特性を与えることによって成し遂げられる。そのような孔開きフィルムは、先行技術の孔開きフィルムに対して著しく改良されているが、月経のような粘性流体を通すようにフィルムの性能を改良したり、フィルムの厚さ(z−方向)を通して液体を浸透あるいは輸送するフィルムの性能を改良することによって孔開きフィルムをさらに改良し、そして吸収コア全体の吸収能をさらに効率的に利用できるように初めに湿潤した領域から離れた方向に(特にフィルムの下側、すなわち吸収コアに面するフィルム側でxおよびy方向に)液体を浸透させることが望ましい。
【0007】
生理用ナプキンの上面シートとして孔開きフィルムを使用する場合、クリーンードライ特性が非常に望まれる。このことは月経流体の流れを受けた後でも生理用ナプキンが使用者にクリーンでドライである必要があることを意味している。ナプキンカバー材料の孔特性と開口面積を含め、生理用ナプキンのクリーンードライ特性に影響を与える要因が多数ある。クリーンードライ特性に及ぼすフィルムの孔サイズと開口面積の影響には両立し得ないことがある。一方で、孔が大きいと吸収コアに流体をより早く送ることができる。他方で、孔があまりに大きいと吸収コアから上面シートを通して流体が戻り(この現象は「逆流」と呼ばれることがある)、装着者に接触する。さらに開口面積が大きいとナプキンの吸収コアの汚れが上面シートを通して見え、装着者にその製品がクリーンでないと思わせることになる。クリーン特性とドライ特性の両方を示すためには、上面シートは孔の大きさ(サイズ)と開口面積との組合せが慎重に釣り合っていなければならない。すなわち、月経流体の流れを迅速に受け、ナプキンの吸収コアにその流れを送ることができるように十分大きい一方で、下にある吸収コアの汚れをマスクして装着者に清潔感を与えることができるように十分小さいことである。
【0008】
[発明の要旨]
本発明の1態様によれば、上記Turiらの特許出願に開示されたタイプの孔開きフィルムは、月経のような粘性流体がフィルムを通して容易に流れるように、大きな孔と十分な開口面積を備えたフィルムを提供することによって改良される。これらの改良された特性は、少なくとも2組のオリフィスから柱状流あるいは噴射の形態で流体の圧力をフィルムに向けることによってフィルムに与えられる。この場合、1組のオリフィスは径が10ミルより大きく、そのオリフィスに供給される流体は約500psig未満の比較的低圧であり、少なくとも1つの他の組のオリフィスは径が10ミル以下で、そのオリフィスに供給される流体の圧力は比較的高圧の約500psigより大である。本発明は、フィルムに向ける低圧オリフィスと高圧オリフィスからの流体の圧力の順序を選択的に変え、すなわち、先ず低圧でその後で高圧でとか、先ず高圧でその後で低圧でとか、あるいは他の組合せや変形で行なうことができる。
【0009】
その孔は殆ど形とサイズがばらばらである。それらの孔は、等価液圧径(EHD)や等価円径(ECD)で表わせる様々な径の近似法によって測定される。得られた孔開きフィルムは、平均EHDが約7ミルから約30ミルまで大きなサイズの孔と平均EHDが約1ミルから約7ミルまでの小さなサイズの孔とを合わせ持っている。そのような孔開きフィルムは開口面積が約3%から約13%までの範囲内にある。
【0010】
本発明の改良された孔開きフィルムは、上記Turiらの出願の図17−19に図示された裏当て部材上で好適に成形され、それにより、略平行な一連の谷を形成する略垂直に向いた側壁によって作られた略平行な一連のリッジを有するフィルムになる。したがって、そのフィルムは、上記大小サイズの孔を合わせ持った孔を開けたあるいは開口部分と、開いていない閉鎖部分が略平行に交互している。大小両方の孔は、流体圧をかけることによって裏当て部材に配置された支持領域間に伸張性材料を伸ばし引いた結果として作られ、フィルムが伸びると薄くなり最終的には破断(すなわち開口とフィブリル化)点まで達して上記孔を形成する。
【0011】
Turiらの出願で開示した孔開きフィルムの場合のように、その孔は引かれたプラスチック材料の繊維状要素あるはミクロストリップの網状組織で囲まれている。そのように引かれた繊維状要素(フィブリル)は孔と協働して孔開きフィルムに不織布の特性と同様の特性を与える。その繊維状要素は長さが約0.005インチ(0.013cm)から約0.05インチ(0.127cm)までの範囲であり、幅が約0.001インチ(0.003cm)から約0.035インチ(0.089cm)までの範囲であり、厚さが約0.00025インチ(0.0006cm)から約0.002インチ(0.005cm)までの範囲である。
【0012】
本発明によれば、上記Turiらの出願で開示したタイプと、共通に譲渡され同時出願された、タイトルが「改良された孔開きフィルムを製造する方法、得られた孔開きフィルムおよび得られた孔開きフィルムを取り入れた吸収製品」の米国特許出願第 号に開示され請求された改良タイプの孔開きフィルムを変形するもので、フィルムの成形時に、支持部材の凹んだ部分にフィルムを下向きに曲げることによって伸ばされたフィルムの各領域に改良した流体分布特性を与えるようにしたものである。
【0013】
本発明によれば、孔開きフィルムは、観察できるカップ状凹みの付いた雌側と、雌側より滑らかで観察できる突起の付いた雄側を備えた、予めエンボス処理した出発フィルムから作られる。フィルムの片面はコロナ放電処理がなされ、その処理面は裏当て部材の支持領域に向けて配置されるのが好ましい。上記共通に譲渡され、同時出願された米国特許出願第 号の教示による孔開けに続いて、本発明の1実施形態ではコロナ処理がフィルムの雄側になされ、コロナ処理された面を成形部材の支持領域に向けて配置する。水をベースにした溶液の表面活性剤、すなわち界面活性剤は、フィルムの雌側に塗布され、界面活性剤がフィルムの雌側からその雄側に移動するようにフィルムを巻取る。本発明の他の実施形態によれば、コロナ処理されたフィルムの雄側は成形部材の支持領域に向けて配置され、孔開けに続いて界面活性剤はその孔開きフィルムの雄側に直接塗布される。上記両方の実施形態では得られたフィルムは、コロナ処理面を関連した吸収製品の吸収コアに向けて使用される。コロナ処理したフィルムの雄側に多量の界面活性剤を塗布してフィルムを通るz方向の液体の流れを増大させ、フィルム下側のx−y方向の液体の流れを増大させる勾配を与えることが好ましい。
【0014】
これらの実施形態は製造が効率的であるばかりでなく、流体分布特性が改善されたフィルムも得られる。この点から、得られたフィルムは流体を、吸収コアに隣接する側のフィルムのx−y方向に分散させる吸上げ機構も与え、それにより吸収コアがさらに効果的に使用される。
【0015】
本発明による伸張性熱可塑性高分子材料から孔開きフィルムを製造する方法は、上面とコロナ放電処理された下面を備えた伸張性熱可塑性高分子材料からなるエンボス処理された出発フィルムを供給する工程を有する。この方法はさらに、出発材料を支持するために配置した支持領域と、流体を当てることによってフィルムを変形できる凹み領域と、当てた流体を遠くへ移動させるための手段を有する裏当て部材を供給する工程を有する。
【0016】
出発フィルムは、裏当て部材の支持領域と接触しているフィルムの下面部分で裏当て部材に支持されており、フィルムの上面が裏当て部材から離れて面している。この方法はさらに、接触領域、すなわちフィルムに流体流による圧力をかける領域にある出発フィルムの上面に、少なくとも2組のオリフィスから柱状流の流体を向ける工程を有する。第1組のオリフィスは各々が10ミルより大径であり、そのオリフィスに供給される流体は500psig未満の圧力であり、出発フィルムに大きなサイズの孔を作る。第2組のオリフィスは各々が10ミル以下の径であり、そのオリフィスに供給される流体は少なくとも500psigの圧力であり、出発フィルムに微小孔(ミクロホール)を作り、それによって大きなサイズの孔と微小孔が共に出発フィルムに形成される。
【0017】
本発明はさらに、接触領域からフィルムを移動し、孔開きフィルムの上面に界面活性剤をコーティングし、フィルム下面と上面が面接触している状態で、孔開きフィルムをロールに巻取る工程を有する。この面接触により界面活性剤の少なくとも一部がフィルムの上面からフィルムの下面に移る。
【0018】
本発明の他の特徴と利点は以下の詳細な説明、添付図面および添付請求の範囲から容易に明らかになるであろう。
【0019】
[好ましい実施形態の説明]
本発明は様々な形態での実施形態が可能であるが、本開示は本発明の典型例として考えられるべきであり、本発明を例示した特定の実施形態に限定するように意図していないことを理解したうえで、図面を記載し、現在の好ましい実施形態を以下に説明する。
【0020】
ここで図面を参照する。図1は本発明の教示による孔開きフィルムを製造するのに使用される製造ラインの一つの実施態様の概略側面図である。矢印で示すように、プロセスフローは図1の右から左に進行する。図1に示すように、この製造ラインは5つの大きなステーション、すなわち、フィルム巻出しステーション30、孔開けステーション40、脱水ステーション50、乾燥ステーション60、およびスリッティング/巻直し/界面活性剤塗布ステーション70がある。
【0021】
図2に示すように、フィルム巻出しステーションでは、出発フィルム材料33の2個のロール31はフレームFに取付けられている。ロール31からのフィルムはガイドローラー上に、それから自動(閉鎖ループ)張力制御装置を有するフェスツーン32内に供給される。例えば、1インチにつき0.1ないし1ポンドの適切な張力がかかったフィルム33はフェスツーンから出て、孔開けステーションに進む。
【0022】
異なった出発フィルム材料の多くが本発明で適切に使用できるが、好ましい材料の一つがExxon Chemicalから製品名称EMB-631 で市販されているポリエチレンフィルムである。このフィルムはエンボス処理され白色顔料塗布のポリエチレンフィルムである。このポリエチレン部材は、40重量%低密度ポリエチレンと60重量%線状低密度ポリエチレンのブレンド(配合物)からなる。このフィルムは6.5重量%の酸化チタンが含まれている。
【0023】
出発フィルムは1インチにつき165行の菱形模様でエンボス処理され、雄側と称するフィルムの片面には、連続的に相互結合した溝模様で分けられた複数の不連続な観察可能な突起を作る。出発フィルムの雌側と称するエンボス処理した他方の片面は、連続的に相互結合したリブ模様で分けられた複数の観察可能なカップ状の凹みを有する。このフィルムの雌側のカップ状凹みはフィルムの雄側の突起にそれぞれ位置が対応している。出発フィルムは片面、好ましくは雄側でコロナ放電を用いて静電処理される。フィルムはASTMテストD−882を使用して測定されるように縦方向で1750グラムの極限引張り強さ(破断時、500%の伸び)、および横方向で1300グラムの極限引張り強さ(破断時、650%の伸び)を有する。
【0024】
本発明のフィルムを製造するプロセスは、同時係属出願第08/417,404号に開示されたバッチ式プロセスおよび連続式プロセスと略同様のバッチ式プロセスか連続式プロセスとすることができる。好ましい実施形態はこの明細書にさらに説明するように連続式装置である。
【0025】
図3を参照すると、巻出しステーションからのフィルム33が図の右側から孔開けステーション40に入るのが示されている。孔開けステーション40はフレームF1に回転可能に取付けられたハニカムタイプの支持ドラム41を備える。支持ドラム41はドラムの外周面に取付けられ後に詳細に説明される三次元裏当てあるいは成形部材を有する。4つの水噴射マニホールド42もフレームF1に支持され、各マニホールド42に1つの4つの吸引スロットは、後に詳細にまた説明するように支持ドラムの内側に設けられている。その吸引スロットはドラム内に取付けられ、ドラムの外側に配置された水噴射マニホールドと一列配置となっている。水噴射マニホールドは各々、所定の大きさと間隔を有する複数のオリフィスを備えた金属ストリップを備える。なおこの金属ストリップは以後、オリフィスストリップと称する場合がある。オリフィスストリップの特殊な例を後にさらに詳細に説明する。所定のマニホールド42は1つ以上のオリフィスストリップを備えることができる。そのオリフィスサイズは各ストリップに対し一定ままであるのが好ましい。しかしながら、オリフィスサイズは所定のストリップに対しては変えることができる。オリフィスストリップの下面と孔開け用ドラムの裏当て部材の外面の間の距離は、0.5インチと1.0インチの間の範囲にあるのが好ましい。
【0026】
加圧下の温水をマニホールド42までポンプで送り、加圧された温水は柱状水噴射の形態でオリフィスストリップの複数のオリフィスから出る。各マニホールド42の温水圧力は個別に制御することができる。入り込むフィルム33はガイドローラー43で、次に支持ドラム41に取付けられた三次元成形部材の外周で、その成形部材にフィルムの雄側が配置されている状態で一定方向に向けられる。オリフィスストリップから出る柱状の水流はフィルムに当たり、フィルムを、支持ドラムに取付けた裏当て部材の凹み領域内に下向きに曲げ、それによりフィルムを伸ばし破断させて多くの不規則なサイズの孔を形成する。今孔開きフィルム44は孔開けステーションの左側から出て脱水セクション50に進む。
【0027】
図4に示すように脱水セクション50では、2つの脱水ドラム51がフレームF3に回転可能に取付けられている。ドラム51はハニカム配置であり、各々のドラムには、そのドラムに関連し7インチHgまで真空に引くことができる2つの真空スロットがある。12のエアナイフ52が設けられ、6つのエアナイフが各ドラム51に設けられている。脱水ドラム51に関連する吸引スロットはドラムの内側に配置され、一方、エアナイフ52はドラム51の外側に配置される。余分な水はエアナイフ52からの高速エアを当てドラム51の吸引スロットによる吸引によって孔開きフィルムから除去される。エアナイフ52は約150°−180°Fのエア温度範囲で作動する。12のエアナイフ52を通る全体のエア流量(風量)は孔開きフィルム幅の直線1フィートにつき毎分約1,000ないし2,000立方フィートにある。脱水されたフィルム53は脱水ステーション50の左側から出て、乾燥セクションに進む。
【0028】
図5を参照すると、エア乾燥ステーション60が、フレームF4に取付けた2つの真空ドラム61を備えるように示されている。各ドラム61はドラム周囲300°の弧を有する吸引スロットがある。12のエアナイフ62が各真空ドラム61の外側に配置され、エアナイフ62は約150°−180°Fのエア温度範囲で作動する。全40のエアナイフ62を合わせたエア流量は、孔開きフィルム幅の直線1フィートにつき約5,000と約7,000cfmの間にある。ドラム61の真空により生じた圧力低下はフィルムに対し測定された約2インチの水である。乾燥したフィルム63は乾燥セクションの左側から出てスリッター/巻直しセクション70に進む。
【0029】
ここで図6を参照する。乾燥セクションからのフィルム63はスリッター/巻直しセクション70の右側に入る。間を空けて切り目を付けて離すタイプのスリットナイフからなるスリッター71は、乾燥した孔開きフィルムを所定の幅に切る。次にその乾燥しスリットされ孔開きフィルムを、例えばTween 20の適切な界面活性剤を接触コーティングでフィルムに塗布する界面活性剤アプリケーターに進む。界面活性剤は約48.8±1.5%界面活性剤からなる水溶液で供給されるのが好ましい。本発明の具体的な実施形態では界面活性剤ローラーコーティング速度は毎分15±3インチである。界面活性剤はフィルムの雌側に塗布されるのが好ましい。また界面活性剤はフィルムの雄側にも、またフィルムの両側にも塗布することができる。上記パラメーターは結果として0.25mg/平方インチ±0.07の界面活性剤溶液含浸量になる。その界面活性剤を塗布したスリットされ孔開きフィルムは、まだ濡れているが、フレームF5に取付けられその孔開きフィルムをロールに巻取る中心駆動巻直しユニット73に進む。
【0030】
フィルムをロールに巻取ると、フィルムの雄側と雌側は互いに接触する。片側の界面活性剤はフィルムをロールに巻取った時もまだ濡れており、界面活性剤は幾分、塗布されていないフィルムの他方の側に移動する。界面活性剤がフィルムのコロナ処理された面に初めに塗布されると(界面活性剤は非コロナ処理(コロナ処理されていない)面に直接塗布されない)、塗布された約25%以下の界面活性剤は、フィルムをロールに巻取った時にコロナ処理がなされていないフィルム面に移動する。従って、界面活性剤が初めにどちら側に塗布されるかにかかわらず、フィルムがロールに巻取られると、片面から他の面に界面活性剤の移動が起こり、界面活性剤はコロナ処理面と非コロナ処理面との間で、コロナ処理面が界面活性剤を約65−75%以上保有し、非コロナ処理面が界面活性剤を約25−35%以下保有するように分配される。得られた孔開きフィルム材料はコロナ処理面と非コロナ処理面との間で湿潤性勾配を有する。
【0031】
雄側コロナ処理を用いた(孔を開けていない)Exxon EMB−631フィルムでの蒸留水接触角をテストしたら界面活性剤を雄側に初めに塗布した時、雌側で78度の接触角となり、界面活性剤を雌側に初めに塗布した時、76度の接触角となった。両方の場合、界面活性剤を孔開きフィルムに塗布する方法で界面活性剤を塗布し、それから界面活性剤溶液を塗布した後、フィルムがまだ濡れているままでフィルムを巻き取った。界面活性剤溶液を初めに塗布したフィルム片側からその反対側にその溶液が移動することは前に述べた通りであった(すなわち約65−75%の界面活性剤がコロナ処理面に保有された)。雄側で測定された接触角は両方の場合、ゼロ度(0°)であった。界面活性剤を塗布しなかった場合、接触角は雌側で102度、雄側で72度であった。以下の表9を参照のこと。
【0032】
接触角は表面の湿潤性の表示である(小さな接触角は高度の湿潤性を示す)ため、非コロナ処理面からコロナ処理面までの接触角の勾配は前にも説明したように孔開きフィルム材料の湿潤性を上げて液体を非コロナ処理面からコロナ処理面に引き寄せると思われる。さらに、本発明の吸収製品では、吸収製品(生理用ナプキンなど)の吸収コアに略面する側であるコロナ処理面でゼロ度(0°)まで接触角が低下することは、吸収コアに面するフィルム面に沿ってx−y方向に流体を分散させるための吸上げ作用を容易にすると思われる。
【0033】
先行技術の孔開きフィルムでは、吸収製品の使用者の皮膚に面するフィルムの面だけに界面活性剤を塗布するのことが望ましいものであった。フィルムの体に面する面に界面活性剤を塗布するとフィルムの体に面する面に液体を分散するのが容易になり、それによりフィルムを通して吸収コア内への吸収が増える。さらに、フィルムの体に面する面に界面活性剤を塗布すると使用者に対する感触がよくなる。孔開きフィルムの体に面する面と吸収コアに面する面の両方に界面活性剤を分配する上記方法により処理されたフィルムは、これまで望ましいものとは考えられていなかった。そこで本発明のフィルムは孔開きフィルムが体側から吸収材側へ引き寄せる性能に関して驚くべき思いがけない結果をもたらすことがわかった。以下の表11−表14に関する説明を参照のこと。
【0034】
図7A−7Eを参照すると、柱状水噴射が複数のオリフィスを有する1つ以上のオリフィスストリップから放出される。オリフィスは先駆物質金属ストリップを孔開けすることにより作り円筒状孔を作るのが好ましい。しかしながら、様々な形の孔を使用できることが考えられる。
【0035】
図7Aは、各々がそれぞれ小さな断面を有する柱状水噴射を行ない、フィルムに微小孔(ミクロホール)を形成するためのオリフィスストリップ80を示している。マニホールドのオリフィスストリップ82は直径が5ミル(0.005インチ)であり、0.020インチの間隔がある。このマニホールドストリップは日本の神戸にある日本ノズル社から入手できる。
【0036】
図7B−7Eは、各々がそれぞれ大きな断面を有する柱状水噴射を行ないフィルムに大きなサイズの孔を形成するためのオリフィスストリップを示している。図7Bは中央接線の反対側に離れているオリフィス84’、86’の2列84、86からなるオリフィスストリップを示す。各々の列のオリフィスは直径が15ミル(0.015インチ)で、中心から中心まで0.022インチの間隔がある。上の列のオリフィスの間隔は下の列のオリフィスの間隔から0.011インチずらしてある。ストリップは1インチにつき90.9個のオリフィスがある。
【0037】
図7Cは中央接線の反対側に離れているオリフィス88’、90’の2列88、90からなるオリフィスストリップを示す。各々の列のオリフィスは直径が20ミル(0.020インチ)で、0.032インチの間隔がある。上の列のオリフィスの間隔は下の列のオリフィスの間隔から0.016インチずらしてある。ストリップは1インチにつき62.5個のオリフィスがある。
【0038】
図7Dは中央接線の反対側に離れているオリフィス92’、94’の2列92、94からなるオリフィスストリップを示す。各々の列のオリフィスは直径が25ミル(0.025インチ)で、0.038インチの間隔がある。上の列のオリフィスの間隔は下の列のオリフィスの間隔から0.019インチずらしてある。ストリップは1インチにつき52.6個のオリフィスがある。
【0039】
図7Eは、各々がそれぞれ大きな断面を有する柱状水噴射を行ないフィルムに大きなサイズの孔を形成するためのオリフィスストリップを示す。そのオリフィスは各々直径が0.025インチであり、中心から中心まで0.083インチの間隔がある。図7Eに示したオリフィスストリップは、本発明によるフィルムを形成するには相応しいが、図7B−7Dに示したようなオリフィスストリップを使用することが、微小孔を形成することができるそれぞれ小さなオリフィスのオリフィスストリップを1個以上組み合わせて使用できるため現在では好ましい。
【0040】
小さなオリフィス(図7A参照)は直径が10ミル未満であることが好ましい。大きなオリフィス(図7B−7E参照)は直径が10ミルより大であることが好ましい。
【0041】
本発明の孔開きフィルムを製造する装置は、同時係属出願第08/417,404号に詳細に記載されている。本発明のフィルムを製造する装置は、図7B−7Eを参照して説明したようにオリフィスストリップの第2組を備えた他の特徴を伴っている。小オリフィスに分配される水圧は、通常、500psigより大、好ましくは500−1600psigのオーダー以上である。大オリフィスに分配される水圧は、通常、500psigより小、好ましくは125−200psigのオーダーである。
【0042】
好ましい実施形態では孔開け装置は、ハニカムタイプ支持ドラム、三次元成形部材、幾らかの水噴射マニホールドおよびそのドラム内とドラムの円周の一部に沿って配置された対応する吸引スロットからなっている。その成形部材は図8−10に示したようにハニカム支持ドラム上に取付けられている彫刻スリーブである。吸引スロットはドラム内に取付けられ、ドラムの外側に配置された水噴射マニホールドと列をなしている。各水噴射マニホールドは複数のオリフィスを有する金属ストリップを備える。所定のマニホールではオリフィスサイズはストリップ全体を通して一定のままである。オリフィスストリップと彫刻スリーブの表面との間の距離は0.5ないし1インチが好ましい。水噴射マニホールドは熱湯でのポンプ作用によって加圧される。加圧水はオリフィスストリップ内の一連のオリフィスから出て、略柱状の水(湯)噴射となる。フィルムに当たる柱状湯噴射エネルギーによりフィルムが彫刻スリーブの表面に倣い、フィルムを伸ばし破断して非常に多くの不規則なサイズの孔になる。各マニホールドに供給される水の圧力と温度は個別に制御することができる。このプロセスのパラメーターは以下の通りである。
ラインの速度(ヤード/分):50−200
水温:155°−165°F
使用したマニホールドの最大数:3
マニホールドストリップとスリーブ表面間の距離:0.5インチ−1インチ
低圧マニホールド:
マニホールド数:1
オリフィスサイズ範囲(インチ):0.0145ないし0.030
圧力(psig):150±25
水量:8.0±2.0ガロン毎分、オリフィスストリップ1インチにつき(gpm/インチ)
吸引スロット真空(Hgインチ):5.0±2.0(-17±10.2kPa)
高圧マニホールド:
マニホールド数:最大2
オリフィスサイズ範囲(インチ):0.005ないし0.007
圧力(psig):1,150±350
水量:0.9±0.22ガロン毎分、オリフィスストリップ1インチにつき
吸引スロット真空(Hgインチ):5±3(-17±10.2kPa)
マニホールド使用シーケンス:
加圧水噴射マニホールドとそれに関連したオリフィスストリップは、ドラムに巻かれたフィルムが連続的に走行する方向に対して様々なシーケンスで配置することができる。次の5種類のシーケンスは何れもフィルムの孔開けに使用することができる。
1.低圧、高圧
2.低圧、高圧、高圧
3.高圧、低圧
4.高圧、低圧、高圧
5.高圧、高圧、低圧
【0043】
図8−図10を参照する。成形部材は、そのベース(底面)から立ち上がる複数の半径方向に延びる支持要素を有する三次元表面である。これらの支持要素は同時係属特許出願第08/417,404号に開示された対応要素と略同じである。
【0044】
図8は裏当て部材102に支持される出発フィルム100の分解斜視図である。出発フィルムはエンボス処理してあってもしてなくてもよい。また出発フィルム100の一部104は、図8の上部に示したようにエンボス106とエンボスのない領域108を備える。
【0045】
裏当て部材102は上面110aと下面110bを有するベース部分110を備える。裏当て部材102はさらに、上面110aから下面110bまでのベースの厚みを貫通する複数の孔112を有する。後にわかるように、孔112は、本発明による孔開きフィルムの製造時に、水を除去するために設けられる。裏当て部材102も複数の半径方向に延びる支持要素114を備える。これらの支持要素は部分110の上面110aの面に一致するベース116と1対の傾斜側壁118、120(図9と10で最もよくわかる)を備える。側壁118、120はベース116から外側に延在してランド部分あるいはリッジ122で交わる。支持要素114は平行に並んでおり、互いに等距離間隔である。それらの支持要素114は裏当て部材の側面に平行でも、垂直でもまたいかなる角度であってもよい。図8と9に示すように、これらの支持要素114は、平面で見た場合、配置が通常は正弦状あるいは波状である。支持要素は他の配置、例えば直線、ジグザグなどの配置で設けることができる。成形領域の詳細な説明は同時継続特許出願第08/417,404号に開示されている。
【0046】
図11A−Dを参照すると、本発明の教示により出発フィルム124を引いて孔を開ける工程(過程)が示されている。図11Aを参照すると、出発フィルム124は初め裏当て部材に横たえてある。図11Bを参照するとフィルム124柱状水噴射によって変形し、下向きに一部引かれ(すなわち伸び)支持要素間のスペースに入り込む。図11Cを参照すると、フィルム124が引かれるにつれそのフィルムはより薄くなる。図11Dを参照する。フィルムがさらに引かれ、さらに薄くなるとフィルムは破れて開き、孔を形成し始める。このプロセスは、フィルム材料の微細ストリップあるいはフィブリルで囲まれた微小孔の形成が説明されている同時継続特許出願第08/417,404号にさらに詳細に説明してある。
【0047】
成形部材の垂直要素により本発明のフィルムは、このプロセスを離れると同時に膨らむ(すなわち孔を開けていない前駆フィルムの元の厚さに対しz方向にかなりの寸法が与えられる)。幾つかの先行技術プロセスではz方向の膨らみを個別のエンボス処理工程(例えば米国特許第4,609,518号を参照のこと)で達成しなければならない。膨らんだ上面シートは装着者と吸収層の間の接触を制限し、それによってそのシートを組入れた製品の乾燥感を上げる。
【0048】
本明細書で開示したフィルムと吸収性製品と方法では、フィルムの孔は微小孔(ミクロホール)と大きなサイズの孔の両方があり、また大きなサイズの孔だけでもよい。微小孔は、前に説明したオリフィスストリップの小さなオリフィスから出る柱状水噴射を向けてフィルム材料を引くことにより主に作られると思われる。フィルム材料を引くことにより同様に作られる大きなサイズの孔は、前に説明したオリフィスストリップの小さなオリフィスよりは大きなオリフィスから出る柱状水噴射を向けることにより主に作られると思われる。
【0049】
結果として得られた孔開きフィルムには、平均EHDが約7ミルから約30ミルまでの大きなサイズの孔と、平均EHDが約1ミルから約7ミルまでのミクロサイズの孔とも呼ばれる小さなサイズの孔が組合わせてある。そのような孔開きフィルムには約3%から約13%までの範囲の開口面積ができている。直径が約10ミルから25ミルまでの範囲のオリフィスを有するオリフィスストリップを使えば、平均EHDが約7ミルないし約17ミルのフィルムの孔を作ることができることがわかった。微小孔と大きなサイズの孔を囲み形成するフィブリルは同時係属出願第08/417,404号に詳細に説明されている。フィブリルは長さが約0.005インチ(0.013cm)から約0.05インチ(0.127cm)までの範囲にあり、幅が約0.001インチ(0.003cm)から約0.035インチ(0.089cm)までの範囲にあり、厚さは約0.00025インチ(0.006cm)から約0.002インチ(0.005cm)までの範囲にある。図12−図18の写真は孔開きフィルムの微小孔と大きなサイズの孔の組合せを示す。
【0050】
上記寸法を有する大きなサイズの孔と微小孔の組合せにより生理用ナプキンの上面シートとしてフィルムを使用すればそのフィルムのクリーン特性とドライ特性が改良される。得られた開口面積は3ないし13%の範囲内にある。微小孔のみを有する先行技術フィルム(同時係属出願第08/417,404号を参照のこと)では、5ミル径の柱状水噴射を使用すると得られた孔開きフィルムは、平均EHDが3ミルの微小孔で開口面積が約3%である。本発明により微小孔と組合わせた大きなサイズの孔を有する孔開きフィルムの孔サイズと開口面積を大きくすると、有利なバランス、すなわち月経流体の流れを素早く受け、ナプキンの吸収コアにその流れを送るのに十分大きな孔であるが、吸収パッドの汚れを覆って消費者に清潔感を与えるのに十分小さな孔であるようなバランスに当たるように、孔サイズと開口面積のレベルが改良される。従って、本発明の孔開きフィルムで製造した本発明の吸収製品によりクリーン特性とドライ特性が非常に改良される。
【0051】
本発明の好ましい実施形態では、出発フィルムに大径の低圧柱状水噴射と小径の高圧柱状水噴射で孔を開ける。この高圧と低圧両方での水噴射の組合せによって、小径高圧水噴射だけで製造したフィルムより大きな孔で大きな開口面積ができる。この実施形態で製造されたフィルムはまた、使用者に大径低圧水噴射でのみ製造したフィルムより軟らかく感じる。
【0052】
図19は本発明の新規な孔開きフィルムを製造するためのプロセスでの幾つかのステップ(工程)を示すブロック図である。このプロセスの第1ステップは熱可塑性高分子材料からなる1枚の薄い伸張性フィルムを裏当てあるいは支持部材に配置することである(ボックス1)。伸張性フィルムを上に載せた支持部材を高圧流体噴射ノズル下方に通す(ボックス2)。好ましい流体は水である。水を支持部材から好ましくは真空を使用して送る(ボックス3)。フィルムを脱水するが、この目的には吸引が好ましい(ボックス4)。脱水された孔開きフィルムを支持部材から除去する(ボックス5)。残留した水を、孔開きフィルムから例えばそれにエア流を当てて除去する(ボックス6)。次に孔開きフィルムに界面活性剤を塗布する(ボックス7)。次に孔開きフィルムを巻上げて、それ自体としてあるいは生理用ナプキン、使い捨ておむつあるいは外傷用包帯などの他の製品の構造用部材としての使用を待つ(ボックス8)。
【0053】
図20と21を参照すると、木材パルプ繊維からなる吸収コア132、薄い流体不浸透性バリヤーフィルム134および本発明の孔を開けた何枚かのフィルムでできるカバー材料136を包含する生理用ナプキンが示されている。カバーフィルム材料は本明細書で図示し説明した構造をとっているのが好ましい。例えば薄いポリエチレンフィルムからなるバリヤーフィルム134は吸収コア132の下面に接触し、吸収コアの両縦側に伸び出している。カバー(被覆)材料136は図21に示したように吸収コア132の長さよりいくらか長く、吸収コアとバリヤーフィルム周囲を包んでいる。被覆材料136の縦エッジは通常方法でナプキンーの下面で重なり合いシールされる。図示の実施形態では被覆材料は生理用ナプキンの両端138、140でそれ自体にシールがなされている。図21に示したように生理用ナプキン130はそのナプキンを使用者の下着に接着させるための接着剤142の層を有する。接着剤142は使用前に取外しできる剥離ストリップ144で保護される。
【0054】
[実施例1]
本発明による孔開きフィルムの一実施形態では、出発材料はEMB-631 の名称でExxon Chemicalにより供給された厚さ0.95ミルのエンボス処理フィルムである。このフィルムの雄側をコロナ放電処理する。そのフィルムをTuriらによる同時係属出願第08/417,404号と08/417,408号に記載したように支持ドラムに取付けられる、図8−図10に示した成形部材に、フィルムのコロナ処理された雄側をその成形部材に向けて配置する。柱状水流をフィルムに向けるための2つのマニホールドを使用した。第1、すなわち上流のマニホールドは図7Dに示したオリフィス配置を有する。すなわち、各々のオリフィスの径が0.025インチであるオリフィス92’,94’の2つのずれた列92,94がある。このオリフィスは中心から中心までが0.038インチの距離だけ離れ、全体では1インチにつき52.6個の孔となっている。第2、すなわち下流のマニホールドは図7Aに示したオリフィス配置を有する。すなわち、各々のオリフィスの径が0.005インチである1列のオリフィスがある。このオリフィスは中心から中心まで0.020インチ離れている。全体では1インチにつき50個のオリフィスがある。165°Fの温度の湯を第1マニホールドに165psigの圧力でそして第2マニホールドに1400psigの圧力で供給する。そのフィルムをマニホールド下方に毎分435フィートの速度で通す。ドラム内の吸引圧力は水がマイナス50インチである。フィルムを図4に示した装置で脱水し、図5に示した装置で乾燥する。乾燥に続いてフィルムの雌側をTween-20の48.8%水溶液で接触コーティングして0.25mg/平方インチの溶液含浸量にした。次にフィルムを巻取り界面活性剤を雌側からコロナ処理された雄側に移動させる。界面活性剤溶液が乾燥した後、フィルムは正味の界面活性剤の含浸量(フィルムの全面で)が0.12mg/平方インチである。得られた孔開きフィルムは通気度が、水0.5インチの差圧(△P)で1平方フィートにつき毎分約325立方フィートである。個のフィルムは開口面積が6.24%で平均ECDが10−11ミルと測定された。ECD(等価円径)は孔の面積の測定に基づく計算された孔径である。この面積は同時径属出願第08/417,404号に開示されたEHD測定用のハードウェアとソフトウェアを使用して測定する。ECDの式はECD=√(4A)/πで、この式でAは測定された孔の面積である。1平方インチにつき平均500個の孔がある。正味厚さは14.5ミルである。
【0055】
以下に説明した実験で使用したオリフィスストリップの特性を表1示す。
【表1】
【0056】
フィルムのバッチ式成形に関する実験
以下の表2で報告する実験実験で使用されたバッチ式フィルム孔開け装置は図3に示した装置と同様であった。しかしながら、1つだけの水マニホールドと、利用できる真空スロットのうち1つだけを使用した。表1で「b」から「f」と表示したオリフィスストリップの各々を1つの水噴射マニホールドに取付け、表2に示した孔を開けた1枚以上のフィルムを製造するために使用した。出発フィルムと成形部材は実施例1で使用したものと同様のものとした。
【0057】
1枚の出発フィルムを、成形部材から出た一連のピンで成形部材の外面に載せた。載せたフィルムが1つのオリフィスストリップからはみ出るようにハニカム支持ドラムを回した。このハニカム支持ドラムの内側を真空に引いた。ハニカム支持ドラムモーターを回して出発フィルムをオリフィスストリップの下に一旦通した。得られたフィルムを成形部材から外し、空気乾燥した。フィルムを作るために使用したプロセス条件と得られたフィルム特性を以下の表2に示す。
【表2】
【0058】
このデータは以下の傾向を示す。すなわち、
・所定サイズのオリフィスストリップで流体圧を上げると開口面積が増える。
・オリフィス径を大きくすると所定の流体圧で開口面積が増える。
【0059】
孔を開けるプロセス時に生じる材料の伸びにより、フィルムの面積当たりの重量は約0.47oz/sq.ydに減少する。この値は単位面積当たりの初めのフィルム重量の65%である。表8の0.038インチ、0.050インチ、0.062インチおよび0.075インチ離れた0.025インチ径のオロフィスストリップを使用した場合、開口面積は13.1%からそれぞれ12.0、11.2および10.1%に減少する。
【0060】
フィルムの連続式製造に関する実験
フィルムの他の実施形態を、実施例1の出発フィルム、成形部材および通常の手順を使用して製造した。そのストリップの特性を上の表1に記載する。全ての実験を160°Fの湯を使用して、出発フィルムのコロナ処理雄側を成形部材面に向けないで製造した。使用したストリップの数とその特性と操作(運転)条件を次の表に示す。
【表3】
【0061】
空気乾燥に続いて、フィルムのコロナ処理された雄側を48.8%の濃度のTween-20界面活性剤水溶液で接触コーティングして、実施例1に関連して前に説明した0.12mg/平方インチの正味界面活性剤含浸量を得た。
【0062】
これらの実験で製造された孔開きフィルムを通気性、孔サイズ、開口面積、滲み通りおよび曲げ長さ(フィルムの剛性尺度)を評価した。当技術でよく知られた次の方法によりテストを行なった。通気性をASTM D737によりテストした。フィルム孔サイズと開口面積を測定して等価円径(ECD)を計算するために使用した。滲み通りは5ccのテスト流体が、羽毛砕木パルプに支持されたフィルムを通して吸収されるのに要する時間である。テスト流体は、繊維を除いた牛の血液75重量%と10重量%ポリビニルピロリドン(GAF ポビドンK−90)水溶液の25重量%の混合物である。縦方向(MD)と横方向(CD)の曲げ長さをASTM D1388により測定した。連続式実験で得られたフィルムの特性を以下表4−表7に示す。
【0063】
【表4】
表4のデータは大径と小径のオリフィスの組合せ(実験16、17、22、23)により小径オリフィスだけ(実験18−21)で製造したフィルムより通気性がよい目の粗いフィルムが得られることを示している。大径のオリフィスを使用することが、低水圧で使用したが、大きな孔ができる主な原因であることがわかる。さらに、小径のオリフィスを使用することが、より小さなミクロホールができる主な原因であることがわかる。
【0064】
【表5】
表5のデータは大径と小径のオリフィスの組合せ(実験16、17、22、23)により小径オリフィスだけ(実験18−21)で製造したフィルムより孔サイズが大きく開口面積が大きなフィルムが得られることを示している。
【0065】
図22、23および24は、それぞれ5ミル径オリフィスストリップ(実験No.20)、20ミル径オリフィスストリップ(実験No.15)および5ミル径オリフィスストリップが後に続く20ミル径オリフィスストリップの組合せ(実験No.16)を用いてこれらの実験で製造されたフィルムの孔サイズ分布を示している(上記表3参照)。これらのグラフからわかるように、異なった径のオリフィスストリップを用いて製造した孔開きフィルムは、様々な個々のオリフィス径の効果を受けた孔サイズを有する。5ミルオリフィスストリップだけで製造されたフィルム(実験No.20)は、殆ど孔の径が10ミル未満である(図22)。20ミル径オリフィスストリップだけで製造されたフィルム(実験No.15)は、約9ミルと約23ミルにピークを付けた広い孔径分布を有する(図23)。5ミルオリフィスストリップと20ミルオリフィスストリップを組合せて製造されたフィルム(実験No.16)は、12ミル未満で主に集中する孔径分布となっており、約23ミル径で僅かな集中がある(図24)。これらの3つのグラフで5ミルオリフィスはミクロホール(微小孔)を主に作り、20ミルオリフィスは主に大きなサイズの孔を作り、5ミルオリフィスストリップと20ミルオリフィスストリップの組合せではミクロホールと大きなサイズの孔の混合が作られることを示している。比較データを図25に示すが、この図は、市販の製造ラインで製造された本発明によるミクロホールと大きなサイズ孔を有する孔開きフィルムサンプル内の孔サイズ分布を示す。
【0066】
【表6】
表6のデータは、大径オリフィスだけか大径と小径のオリフィスの組合せ(実験16、17、22、23)により小径オリフィスだけ(実験18−21)で製造したフィルムより浸透時間が早いフィルムが得られることを示している。
【0067】
【表7】
このデータは実験15−23のフィルムのMD曲げ長さが他の市販の生理用ナプキンプラスチックカバーの曲げ長さに匹敵し、フィルムのCD曲げ長さが同等の市販フィルムより低いことが示している。従って、本発明のフィルムの剛性と期待される心地よさは孔を開けた他の市販のフィルムのそれらに匹敵するか優れていることが予想される。
【0068】
他の実験結果を図26に示す。これらの実験では、オリフィス間の間隔を変えてフィルムの開口面積に対する効果を測定した。2個の水噴射マニホールドをこれらの実験に使用した。第1の上流のマニホールドには、ストリップの縦中央線のそれぞれの側に2列のオリフィスを備えた1つのオリフィスストリップがあり、その2列のオリは図7B−7Dに示したようにオフセットしてあり、すなわちこのオフセット距離はオリフィスの中心間が列内で径の1.5倍であった。各実験のオリフィス中心間の間隔は表8のように変えた。
【0069】
第2の下流のマニホールドは1列のオリフィスを備えた1枚のオリフィスストリップであった。オリフィスは各々直径が0.005インチで、中心間の間隔が0.020インチであった。水を第1マニホールドに150psigで供給した。また第2マニホールドには水を1000psigで供給した。フィルムは150ft/分で走行した。ドラムの真空度は水60インチであった。次の表8は開口面積、平方インチ当たりの孔数、ECDおよび得られた孔開きフィルムの通気性を示す。
【表8】
【0070】
通気性をASTM D737 により測定した。その結果をフィルムの平方フィート当たり毎分立方フィートで示す。150psigと150ft/分で孔開きフィルムの通気性は25ミル径オリフィスストリップ(のみ)(0.038インチ間隔)対照基準の場合、310cfm/sfであり、0.075インチ間隔の場合は、略直線的に245cfm/sfに低下した。5ミル径オリフィスを追加した場合、対照基準間隔では通気性が505cfm/sfに上昇した。0.075インチ間隔では435cfm/sfに低下した。150ft/分で、大径の25ミル径の対照基準ストリップと5ミルストリップを組合わせると、大径のストリップだけで測定した通気性より約195cfm/sf大きい。上記データは大きなオリフィスの間隔が大きくなるにつれ、大きなサイズ孔が少なくなり、それにより開口面積が減少することを示している。
【0071】
孔を開けていないフィルムの界面活性剤処理による湿潤性
次の表9は雄側がコロナ放電処理されたExxon EMB−631をテストした結果を示している。接触角と、雄側と雌側間の界面活性剤分布を、巻取り後、テストした。接触角はまた、フィルムに界面活性剤を塗布していない状態で雄側と雌側で測定した。
【表9】
【0072】
上記データはコロナ放電処理によりフィルムの接触角が小さくなることを示している。上記データはさらに、コロナ処理面かコロナ処理しない側に界面活性剤を塗布して次にそのフィルムを巻取りを行なうと、65%以上の界面活性剤がコロナ処理面になる界面活性剤分布となることを示している。さらに、このデータは界面活性剤を塗布すると未コロナ処理面で接触角が実質的に小さくなり、コロナ処理面でゼロに下がることを示す。接触角がフィルムのコロナ処理面で実質的に小さくなる接触角の勾配がフィルムを介したz方向への流れを容易にする好ましい「親水性勾配」を生むと思われる。さらに、フィルムの両面で接触角を小さくすると、フィルムの上面と下面に沿ったxとy方向流が実質的に改良されると考えられる。孔開きフィルムのコロナ処理面が吸収コアに面する生理用ナプキンでは、xとy方向に流体がよく分散するためz方向の流体の流れがフィルムの下面に隣接する吸収コアに増すことが期待される。
【0073】
表面接触角、下面接触角、フィルム孔パターンおよびエンボス処理パターンを様々に組合せて望ましい流体分布特性を作ることができる。フィルムの体に面する面のカップ状雌エンボス処理パターンと、70°以下の上面フィルム/空気/合成月経流体の接触角と、40°以下の下接触角を、本発明による微小孔と大きなサイズの孔開きフィルム(上雌側に界面活性剤が塗布され、そのフィルムを巻取り界面活性剤を雄コロナ処理面に移す)で下接触角を上接触角以下にして使用すると、体に面する面の孔を開けていない領域(図29と30参照)で流体分散が制限され、またz方向の湿潤性差あるいは「親水性勾配」と、孔開きフィルムの吸収コアの優れた流体吸上げ特性を備えたフィルムになる。これらのファクターを組合わせて、漏れが減少し、流体貫通特性、クリーン/ドライ特性が優れた吸収製品カバー材料ができる。このカバー材料は、水平吸込みを向上させるように設計された他の内部吸収部材と組合せると特に有効である。
【0074】
直前に説明した実施例では、パルプ吸収コア構造か水苔ベースの吸収構造で、界面活性剤処理をしていないフィルムより約45%だけ改良された流体貫通速度(同時係属特許出願第08/417,404号に開示した5cc合成月経流体浸透時間−テスト法により測定)が得られる。
【0075】
次の表10は合成月経流体の1滴の吸収に要する時間を測定した液滴テストの結果を包含している。表10ではカバーは孔開きフィルム材料を示す。カバーは全て微小孔と大きなサイズの孔を有している。カバー3と4は本発明により製造されるが、界面活性剤を表面に初めに塗布した点で相違する。このテストは流体を吸収するのに要した時間を判断するもので少ない時間が好ましく、大きな吸収性を示している。
【表10】
【0076】
カバー3と4の吸収時間が減少していることからわかるように、上記データでは界面活性剤を下に塗布する利点と孔開きフィルムの上面シートをコロナ処理面にする利点が示されている。
【0077】
本発明の具体的な実施態様は以下の通りである。
1.伸張性熱可塑性高分子材料から孔開きフィルムを製造する方法であって、
a)前記伸張性熱可塑性高分子材料からなり、上面とコロナ放電処理した下面を有する出発フィルムを供給する工程と、
b)前記出発フィルムを支持するために配置された支持領域と、流体を当てることによりフィルムがその内部に変形する凹み領域と、前記当てられた流体が移動できる手段を備えた裏当て部材を供給する工程と、
c)前記裏当て部材上の前記出発フィルムを、前記裏当て部材の支持領域と接触している前記フィルムの下面の複数部分と、前記裏当て部材に面していない前記フィルムの上面とで支持する工程と、
d)第1組のオリフィスが各々、10ミルより大きな直径であり、そのオリフィスに供給される流体が500psig未満の圧力があり前記出発フィルムに大きなサイズの孔を形成し、第2組のオリフィスが各々、10ミル以下の直径であり、そのオリフィスに供給される流体が少なくとも500psigの圧力があり前記出発フィルムに微小孔を形成し、それにより前記出発フィルムに大きなサイズの孔と微小孔を共に形成する、少なくとも2組のオリフィスから柱状流の形で流体を接触域にある前記出発フィルムの上面に向ける工程と、 e)前記フィルムを前記接触域から移動させる工程と、
f)前記孔開きフィルムの上面に界面活性剤をコーティングする工程と、
g)前記下面と上面が面接触している状態で前記孔開きフィルムをロールに巻取り、それにより少なくとも前記界面活性剤をフィルムの上面からフィルムの下面に移す工程を有する方法。
2.前記出発フィルムは雄側と雌側を有するようにエンボス処理される実施態様1に記載の方法。
3.前記出発フィルムの下面は雄側であり、前記出発フィルムの上面は雌側である実施態様2に記載の方法。
4.前記流体を向ける工程は、前記第2組のオリフィスから前記フィルムに流体を向ける前に、前記第1組のオリフィスから前記出発フィルムに流体を向ける工程を有する実施態様1に記載の方法。
5.前記孔開きフィルムをコーティングする工程は、水ベースの溶液の界面活性剤を塗布することにより行なわれる実施態様1に記載の方法。
6.前記界面活性剤は孔開きフィルムの上面に一様に塗布される実施態様1に記載の方法。
7.a)コロナ放電処理された雄側と、雌側を有するエンボス処理された出発フィルムを供給する工程と、
b)三次元成形部材に前記エンボス処理された出発フィルムを、前記フィルムのコロナ放電処理された雄側が前記形成部材に面するように支持する工程と、
c)前記フィルムに孔を形成するのに十分な圧力で柱状噴射の形で流体を前記フィルムの雌側に向ける工程と、
d)前記孔開きフィルムを乾燥させる工程と、
e)界面活性剤を前記孔開きフィルムの雌側に塗布する工程と、
f)前記孔開きフィルムを、前記雄側と雌側が面接触した状態でロールに巻取り、それにより前記界面活性剤の少なくとも一部分をフィルムの雌側からフィルムの雄側に移す工程を有する改良された流体分布特性を有する孔開きフィルムを製造する方法。
8.a)雄側と雌側を有するエンボス処理された出発フィルムを供給する工程と、
b)前記出発フィルムの少なくとも雄側にコロナ放電処理を行なう工程と、
c)三次元成形部材に前記エンボス処理された出発フィルムを、前記フィルムのコロナ放電処理された雄側が前記形成部材に面するように支持する工程と、
d)前記フィルムに孔を形成するのに十分な圧力で柱状噴射の形で流体を前記フィルムの雌側に向ける工程と、
e)前記孔開きフィルムを乾燥させる工程と、
f)界面活性剤を前記孔開きフィルムの片面に塗布する工程と、
g)前記孔開きフィルムをロールに巻取る工程を有する改良された流体分布特性を有する孔開きフィルムを製造する方法。
9.前記界面活性剤は前記孔開きフィルムの雄側に直接塗布される実施態様8に記載の方法。
10.前記巻取り工程は前記界面活性剤の少なくとも一部分を前記孔開きフィルムの他方の面に移す工程を有する実施態様8に記載の方法。
11.前記界面活性剤は前記孔開きフィルムの雌側にコーティングすることによって塗布される実施態様8に記載の方法。
12.前記界面活性剤の少なくとも一部分を、前記孔を開けた孔をロールに巻取る際に、前記孔開きフィルムの雄側に移す工程を有する実施態様11に記載の方法。
13.50%より多くの前記界面活性剤が前記孔開きフィルムの雄側に移される実施態様12に記載の方法。
14.前記孔開きフィルムは大きなサイズの孔を有する実施態様8に記載の方法。
15.前記界面活性剤は前記フィルムの雄側と雌側の両方に塗布される実施態様8に記載の方法。
16.50%より多くの前記界面活性剤が前記雄側に分配される実施態様15に記載の方法。
17.75%より多くの前記界面活性剤が前記雄側に分配される実施態様15に記載の方法。
18.前記孔は大きなサイズの孔と微小孔を含む実施態様8に記載の方法。
19.前記を開けたフィルムにコーティングする工程は水ベースの溶液で界面活性剤を塗布することにより行なわれる実施態様8に記載の方法。
20.前記界面活性剤は前記孔開きフィルムのコロナ放電処理された面に一様に塗布される実施態様8に記載の方法。
21.伸張性熱可塑性高分子材料から孔開きフィルムを製造する方法であって、
a)前記伸張性熱可塑性高分子材料からなり上面とコロナ放電処理した下面を有する出発フィルムを供給する工程と、
b)前記出発フィルムを支持するために配置された支持領域と、流体を当てることによりフィルムがその内部に変形する凹み領域と、前記当てられた流体が移動できる手段を備えた裏当て部材を供給する工程と、
c)前記裏当て部材上の前記出発フィルムを、前記裏当て部材の支持領域と接触している前記フィルムの下面の複数部分と、前記裏当て部材に面していない前記フィルムの上面とで支持する工程と、
d)第1組のオリフィスが各々、10ミルより大きな直径であり、そのオリフィスに供給される流体が500psig未満の圧力があり前記出発フィルムに大きなサイズの孔を形成し、第2組のオリフィスが各々、10ミル以下の直径であり、そのオリフィスに供給される流体が少なくとも500psigの圧力があり前記出発フィルムに微小孔を形成し、それにより前記出発フィルムに大きなサイズの孔と微小孔を共に形成する、少なくとも2組のオリフィスから柱状流の形で流体を接触域にある前記出発フィルムの上面に向ける工程と、 e)前記フィルムを前記接触域から移動させる工程と、
f)前記孔開きフィルムの上面に界面活性剤をコーティングする工程を有する方法。
22.前記孔開きフィルムの片面に前記界面活性剤をコーティングし、前記孔開きフィルムは、前記下面と上面が面接触している状態でロールに巻取られ、それにより前記界面活性剤の少なくとも一部分がフィルムの片面からフィルムの他の面に移される実施態様21に記載の方法。
23.前記コロナ放電された下面に前記界面活性剤を初めにコーティングする実施態様22に記載の方法。
24.前記上面に前記界面活性剤を初めにコーティングする実施態様22に記載の方法。
25.雄側と雌側を有するように前記出発フィルムはエンボス処理される実施態様21に記載の方法。
26.前記を開けたフィルムにコーティングする工程は水ベースの溶液で界面活性剤を塗布することにより行なわれる実施態様14に記載の方法。
27.前記界面活性剤は前記孔開きフィルムのコロナ放電処理された面に一様に塗布される実施態様14に記載の方法。
28.反対側に主面を有する吸収コアと、前記主面の少なくとも1枚を覆う孔開きフィルムを有しており、前記孔開きフィルムは外側に面する体接触面と前記コアに向かって内側に面する反対面を有し、前記孔開きフィルムはエンボス処理された伸張性高分子材料の出発フィルムから作られ、前記出発フィルムは所定の厚さと雄側および雌側を有し、前記孔開きフィルムの内側に向いた面はコロナ放電処理がなされており、前記フィルムの両面はその面に界面活性剤を有し、前記孔開きフィルムは前記フィルムの厚さを通して延在する複数の孔を有し、前記複数の孔は第1群と第2群の孔を包含し、前記第1群の孔は前記第2群の孔のサイズより大きなサイズであり、前記第1群と第2群の孔は前記熱可塑性高分子材料から作られたフィブリルによって形成される吸収製品。
29.前記孔開きフィルムは、前記出発フィルムの所定の厚さより全体の厚さが厚い実施態様28に記載の吸収製品。
30.前記孔開きフィルムの前記内側に面する面は雄側であり、前記孔開きフィルムの前記雌側より界面活性剤が多い実施態様28に記載の吸収製品。
31.反対側に主面を有する吸収コアと、前記主面の少なくとも1枚を覆う孔開きフィルムを有しており、前記孔開きフィルムは外側に面する体接触面と前記コアに向かって内側に面する反対面を有し、前記孔開きフィルムは、エンボス処理され雄側と雌側を有する伸張性高分子材料の出発フィルムから作られ、前記孔開きフィルムの前記雌側は外側に面する体接触面であり、前記孔開きフィルムの前記雄側は、コロナ放電処理され前記コアに向かって内側に面しており、前記フィルムの少なくとも雄側はその面に界面活性剤を有し、前記フィルムの孔は前記熱可塑性高分子材料から作られたフィブリルによって形成される吸収製品。
32.反対側に主面を有する吸収コアと、前記主面の少なくとも1枚を覆う孔開きフィルムを有しており、前記孔開きフィルムは外側に面する体接触面と前記コアに向かって内側に面する反対面を有し、前記孔開きフィルムは、伸張性高分子材料の出発フィルムから作られ、前記出発フィルムは所定の厚さであり、前記孔開きフィルムの内側に面する面はコロナ放電処理がなされ、前記フィルムの両面に界面活性剤を有し、前記孔開きフィルムは前記フィルムの厚さを通して延在する複数の孔を有する吸収製品。
33.前記孔開きフィルムは、前記出発フィルムの所定の厚さより全体の厚さが厚い実施態様32に記載の吸収製品。
34.前記出発フィルムはエンボス処理され雄側と雌側を有し、前記雄側は内側に面している実施態様32に記載の吸収製品。
35.コロナ処理された面とコロナ処理されていない面を有する熱可塑性高分子材料のエンボス処理された出発フィルムからなり、前記出発材料は両面に界面活性在をコーティングしてあり、前記出発フィルムを曲げ孔を形成するように前記出発フィルムはそのコロナ処理されていない面に柱状流体噴射を向けることによって孔を開けてあり、前記フィルムの前記孔は前記熱可塑性高分子材料から作られるフィブリルによって形成される孔開きフィルム。
36.前記孔は微小孔と大きなサイズの孔を有する実施態様35に記載の孔開きフィルム。
37.前記微小孔は平均EHDが約1ミルないし約7ミルである実施態様36に記載の孔開きフィルム。
38.前記微小孔は平均EHDが約4ミルないし約6ミルである実施態様37に記載の孔開きフィルム。
39.前記大きなサイズの孔は平均EHDが約7ミルないし約30ミルである実施態様36に記載の孔開きフィルム。
40.前記大きなサイズの孔は平均EHDが約10ミルないし約25ミルである実施態様36に記載の孔開きフィルム。
41.前記フィブリルは長さが約0.005インチないし約0.05インチの範囲内にある実施態様35に記載の孔開きフィルム。
42.前記フィブリルは幅が約0.001インチないし約0.035インチの範囲内にある実施態様35に記載の孔開きフィルム。
43.前記フィブリルは厚さが約0.00025インチないし約0.002インチの範囲内にある実施態様35に記載の孔開きフィルム。
44.前記界面活性剤は前記出発フィルムの前記コロナ処理されていない面に初めに塗布されてあり、前記出発フィルムは前記コロナ処理面とコロナ処理されていない面が面接触されている状態でロールに巻取られ、それにより前記界面活性剤の少なくとも一部分を、前記フィルムの前記コロナ処理されていない面から前記フィルムの前記コロナ処理された面に移した実施態様35に記載の孔開きフィルム。
45.少なくとも50%の前記界面活性剤を前記フィルムの前記コロナ処理されていない面から前記コロナ処理された面に移した実施態様44に記載の孔開きフィルム。
46.少なくとも75%の前記界面活性剤を前記フィルムの前記コロナ処理されていない面から前記コロナ処理された面に移した実施態様44に記載の孔開きフィルム。
47.前記孔開きフィルムの前記前記コロナ処理されていない面の接触角が90度未満である実施態様35に記載の孔開きフィルム。
48.前記孔開きフィルムの前記前記コロナ処理された面の接触角が40度未満である実施態様35に記載の孔開きフィルム。
49.前記孔開きフィルムの前記前記コロナ処理された面の接触角がゼロ度である実施態様35に記載の孔開きフィルム。
【図面の簡単な説明】
【0078】
【図1】図1は本発明による孔開きフィルムを製造するための製造ラインの側面図である。
【図2】図2は本発明の孔開きフィルムを製造するための装置の巻出しセクションを拡大スケールで示した側面図である。
【図3】図3は本発明の孔開きフィルムを製造するために使用した装置の孔開けセクションの拡大側面図である。
【図4】図4は本発明の孔開きフィルムを製造するために使用した装置の脱水セクションの拡大側面図である。
【図5】図5は本発明の孔開きフィルムを製造するために使用した装置の乾燥セクションの拡大側面図である。
【図6】図6は本発明の孔開きフィルムを製造するために使用した装置のスリッター/巻直し機の拡大側面図である。
【図7A】図7Aは本発明の孔開きフィルムの1枚を製造するために装置で使用したオリフィスストリップの概略図である。
【図7B】図7Bは本発明の孔開きフィルムを製造するために装置で使用できるオリフィスパターンの拡大図である。
【図7C】図7Cは本発明の孔開きフィルムを製造するために装置で使用できるオリフィスパターンの拡大図である。
【図7D】図7Dは本発明の孔開きフィルムを製造するために装置で使用できるオリフィスパターンの拡大図である。
【図7E】図7Eは本発明の孔開きフィルムを製造するために装置で使用できるオリフィスパターンの拡大図である。
【図8】図8は本発明による加工のために裏当て部材に配置された出発フィルムの分解斜視図である。
【図9】図9は図8の下部に示される裏当て部材の上面図である。
【図10】図10は図9の線10−10に沿って切った拡大断面図である。
【図11A】図11Aは本発明による孔を形成するために出発フィルムを引く連続段階を示す図10と同様の図である。
【図11B】図11Bは本発明による孔を形成するために出発フィルムを引く連続段階を示す図10と同様の図である。
【図11C】図11Cは本発明による孔を形成するために出発フィルムを引く連続段階を示す図10と同様の図である。
【図11D】図11Dは本発明による孔を形成するために出発フィルムを引く連続段階を示す図10と同様の図である。
【図12】図12は7.5倍の倍率で形成した孔開きフィルムの上面写真である。
【図13】図13は図12の孔開きフィルムの端面写真である。
【図14】図14は図13の孔開きフィルムの15倍の倍率の端部立面写真である。
【図15】図15は孔を開けた他のフィルムの7.5倍の倍率の上面写真である。
【図16】図16は図15の孔開きフィルムの端部立面写真である。
【図17】図17は図15の孔開きフィルムの15倍の倍率の端部立面写真である。
【図18A】図18Aは、関連する成形部材に向けたフィルムの雄側を備えたエンボス処理出発フィルムから本発明により形成された孔開きフィルムの10倍の倍率でとった写真であり、図18Aは水噴射を向けたフィルム面である。
【図18B】図18は、関連する成形部材に向けたフィルムの雄側を備えたエンボス処理出発フィルムから本発明により形成された孔開きフィルムの10倍の倍率でとった写真であり、図18Bは関連する成形部材に面して配置されたフィルム面である。
【図19】図19は本発明による孔開きフィルムを製造するためのプロセスの様々な工程(ステップ)を示すブロック図である。
【図20】図20は本発明による孔開きフィルムを包含する生理用ナプキンの斜視図である。
【図21】図21は図20の線21−21に沿って切った断面図である。
【図22】図22は、各々が複数のオリフィスを有し、その全てのオリフィスの径が5ミルの3つのオリフィスストリップを使用し、そのオリフィスストリップが図7Aに示されている装置で、875psigで製造した孔開きフィルムのサンプルの孔サイズ分布を示すグラフである。
【図23】図23は、各々径が20ミルの複数のオリフィスを有し、そのオリフィスが図7Cに示されている1つのオリフィスストリップを有する装置で製造した孔開きフィルムのサンプルの孔サイズ分布を示すグラフである。
【図24】図24は、全ての径が20ミルの複数のオリフィスを有する第1オリフィスストリップ(図7Cに図示)と、全ての径が5ミルの複数のオリフィスを有しており、第1ストリップから下流の第2オリフィスストリップ(図7Aに図示)を備えた装置で製造した孔開きフィルムのサンプルの孔サイズ分布を示すグラフである。
【図25】図25は本発明により製造した孔開きフィルムのサンプルの孔サイズ分布を示すグラフである。
【図26】図26は、オリフィスストリップを備えたオリフィスの間隔を変えて比較した結果を示すグラフである。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
伸張性熱可塑性高分子材料から孔開きフィルムを製造する方法において、
(a)前記伸張性熱可塑性高分子材料を含み、コロナ放電処理した下面とコロナ放電処理していない上面とを有する出発フィルムを供給することと、
(b)前記出発フィルムを支持するための支持領域と、流体を当てることにより前記出発フィルムがその内部に変形し得る凹み領域と、前記流体を裏当て部材から移動できる手段とを備えた裏当て部材を供給することと、
(c)前記裏当て部材上に、前記出発フィルムを、前記出発フィルムの下面の複数部分が前記裏当て部材の支持領域と接触し、前記出発フィルムの上面が前記裏当て部材に面していないようにして支持することと、
(d)少なくとも第1組のオリフィスと第2組のオリフィスであって、当該第1組のオリフィスが、各々、10ミル(換算値は250μm)より大きな直径であり、そのオリフィスに供給される流体が500psig(換算値は3.5MPa)未満の圧力があって、前記出発フィルムに複数の大きなサイズの孔を形成するものであり、当該第2組のオリフィスが、各々、10ミル以下の直径であり、そのオリフィスに供給される流体が少なくとも500psigの圧力があって、前記出発フィルムに複数の微小孔を形成するものである、少なくとも第1組のオリフィスと第2組のオリフィスとから、柱状流の形で流体を、接触域にある前記出発フィルムの上面に向けることにより、前記出発フィルムに不規則なサイズの複数の微小孔と複数の大きなサイズの孔とを形成し、それにより、前記出発フィルムに、複数の大きなサイズの孔と複数の微小孔を共に形成して下面と上面とを有する孔開きフィルムを得ることと、
(e)前記孔開きフィルムを前記接触域から移動させることと、
(f)コロナ放電処理していない前記孔開きフィルムの上面に、外部源からの液状の界面活性剤をコーティングすることと、
(g)前記下面と上面とが面接触している状態で前記孔開きフィルムをロールに巻取り、それにより、前記界面活性剤の少なくとも一部分を、前記孔開きフィルムの上面からその下面に移すことと
を含む、方法。
【請求項2】
請求項1に記載の方法において、前記出発フィルムは、雄側面とその反対側にある雌側面とを有するようにエンボス処理される、方法。
【請求項3】
請求項2に記載の方法において、前記出発フィルムの下面が前記雄側面であり、前記出発フィルムの上面が前記雌側面である、方法。
【請求項4】
請求項1〜3のいずれかに記載の方法において、流体を向ける前記(d)には、前記第2組のオリフィスから前記出発フィルムに前記流体を向ける前に、前記第1組のオリフィスから前記出発フィルムに前記流体を向けることが含まれる、方法。
【請求項5】
請求項1〜4のいずれかに記載の方法において、前記孔開きフィルムをコーティングすることは、水ベースの溶液の界面活性剤を塗布することにより行なわれる、方法。
【請求項6】
請求項1〜5のいずれかに記載の方法において、前記界面活性剤は前記孔開きフィルムの上面に一様に塗布される、方法。
【請求項7】
改良された流体分布特性を有する孔開きフィルムを製造する方法において、
(a)コロナ放電処理された雄側面と、その反対側にあるコロナ放電処理されていない雌側面とを有する、エンボス処理された出発フィルムを供給することと、
(b)三次元成形部材に、前記エンボス処理された出発フィルムを、前記フィルムのコロナ放電処理された雄側面が前記成形部材に面するように支持することと、
(c)前記出発フィルムに複数の孔を形成するのに十分な圧力で、柱状噴射の形で流体を前記出発フィルムの雌側面に向け、前記出発フィルムの雄側面と雌側面とに対応する雄側面と雌側面とを有する孔開きフィルムを得ることと、
(d)前記孔開きフィルムを乾燥させることと、
(e)外部源からの液状界面活性剤を前記孔開きフィルムのコロナ放電処理されていない雌側面に塗布することと、
(f)前記孔開きフィルムを、前記雄側面と雌側面が面接触した状態でロールに巻取り、それにより、前記界面活性剤の少なくとも一部分を前記孔開きフィルムの雌側面からその雄側面に移すことと
を含む、方法。
【請求項8】
改良された流体分布特性を有する孔開きフィルムを製造する方法において、
(a)雄側面とその反対側にある雌側面とを有するエンボス処理された出発フィルムを供給することと、
(b)前記出発フィルムの雌側面ではなく雄側面にコロナ放電処理を行なうことと、
(c)三次元成形部材に、前記エンボス処理された出発フィルムを、前記出発フィルムのコロナ放電処理された雄側面が前記成形部材に面し、前記雌側面が前記成形部材に面していないように支持することと、
(d)前記出発フィルムに複数の孔を形成するのに十分な圧力で、柱状噴射の形で流体を、前記出発フィルムの外側に面する雌側面に向け、前記出発フィルムの雄側面と雌側面とに対応する雄側面と雌側面とを有する孔開きフィルムを得ることと、
(e)前記孔開きフィルムを乾燥させることと、
(f)前記(e)の後、外部源からの液状界面活性剤を前記孔開きフィルムの雄側面と雌側面とにおける一方の露出面に塗布することと、
(g)前記孔開きフィルムをロールに巻取ることと
を含む、方法。
【請求項9】
請求項8に記載の方法において、前記(f)で、前記界面活性剤は前記孔開きフィルムの雄側面に直接塗布される、方法。
【請求項10】
請求項8または9に記載の方法において、前記巻取りをすることは、前記界面活性剤の少なくとも一部分を、前記孔開きフィルムの雄側面と雌側面とにおける他方の面に移すことを含む、方法。
【請求項11】
請求項8に記載の方法において、前記(f)で、前記界面活性剤は、前記孔開きフィルムの雌側面にコーティングすることによって塗布される、方法。
【請求項12】
請求項11に記載の方法において、前記界面活性剤の少なくとも一部分を、前記孔開きフィルムをロールに巻取る際に、前記孔開きフィルムの雄側面に移すことを含む、方法。
【請求項13】
請求項12に記載の方法において、50%より多くの前記界面活性剤が前記孔開きフィルムの雄側面に移される、方法。
【請求項14】
請求項8〜13のいずれかに記載の方法において、前記孔が、大きなサイズの孔を含む、方法。
【請求項15】
請求項8〜14のいずれかに記載の方法において、前記界面活性剤は、前記孔開きフィルムをロールに巻取った後に前記孔開きフィルムの雄側面と雌側面との両方に塗布される、方法。
【請求項16】
請求項15に記載の方法において、50%より多くの前記界面活性剤が前記雄側面に分配される、方法。
【請求項17】
請求項15に記載の方法において、75%より多くの前記界面活性剤が前記雄側面に分配される、方法。
【請求項18】
請求項14〜17のいずれかに記載の方法において、前記孔が、大きなサイズの孔と微小孔とを含む、方法。
【請求項19】
請求項8〜18のいずれかに記載の方法において、前記孔開きフィルムに前記界面活性剤を塗布することは、水ベースの溶液の界面活性剤を塗布することにより行なわれる、方法。
【請求項20】
請求項8に記載の方法において、前記界面活性剤は、前記孔開きフィルムの片面に前記界面活性剤を塗布するときに、前記孔開きフィルムのコロナ放電処理された面に一様に塗布される、方法。
【請求項21】
伸張性熱可塑性高分子材料から孔開きフィルムを製造する方法において、
(a)前記伸張性熱可塑性高分子材料を含み、上面と、コロナ放電処理した下面とを有する出発フィルムを供給することと、
(b)前記出発フィルムを支持するための支持領域と、流体を当てることにより前記出発フィルムがその内部に変形し得る凹み領域と、前記流体を裏当て部材から移動できる手段とを備えた裏当て部材を供給することと、
(c)前記裏当て部材上に、前記出発フィルムを、前記出発フィルムの下面の複数部分が前記裏当て部材の支持領域と接触し、前記出発フィルムの上面が前記裏当て部材に面していないようにして支持することと、
(d)少なくとも第1組のオリフィスと第2組のオリフィスであって、当該第1組のオリフィスが、各々、10ミル(換算値は250μm)より大きな直径であり、そのオリフィスに供給される流体が500psig(換算値は3.5MPa)未満の圧力があって、前記出発フィルムに複数の大きなサイズの孔を形成するものであり、当該第2組のオリフィスが、各々、10ミル以下の直径であり、そのオリフィスに供給される流体が少なくとも500psigの圧力があって、前記出発フィルムに複数の微小孔を形成するものである、少なくとも第1組のオリフィスと第2組のオリフィスとから、柱状流の形で流体を、接触域にある前記出発フィルムの上面に向けることにより、前記出発フィルムに不規則なサイズの複数の微小孔と複数の大きなサイズの孔とを形成し、それにより、前記出発フィルムに複数の大きなサイズの孔と複数の微小孔を共に形成して、前記出発フィルムの下面と上面とに対応する下面と上面とを有する孔開きフィルムを得ることと、
(e)前記孔開きフィルムを前記接触域から移動させて前記孔開きフィルムを乾燥させることと、
(f)前記(e)後に、前記孔開きフィルムの上面と下面との両方の露出面に外部源からの液状界面活性剤をコーティングすることと
を含む、方法。
【請求項22】
請求項21に記載の方法において、前記孔開きフィルムの上面と下面との両方の露出面に液状界面活性剤をコーティングすることが、前記孔開きフィルムの上面と下面との一方に前記界面活性剤を塗布して、界面活性剤が塗布された面と塗布されていない面とを有する孔開きフィルムを形成し、当該界面活性剤が塗布された面と塗布されていない面とを有する孔開きフィルムを、当該界面活性剤が塗布された面と塗布されていない面とが面接触している状態でロールに巻取り、それにより、前記界面活性剤の少なくとも一部分が、前記界面活性剤が塗布された面から前記塗布されていない面に移され、前記孔開きフィルムの両面に前記界面活性剤をコーティングすることが完成することを含む、方法。
【請求項23】
請求項22に記載の方法において、前記コロナ放電された下面が、前記界面活性剤で塗布された面である、方法。
【請求項24】
請求項22に記載の方法において、前記孔開きフィルムの上面が、前記界面活性剤で塗布された面である、方法。
【請求項25】
請求項21〜24のいずれかに記載の方法において、前記出発フィルムは、雄側面とその反対側にある雌側面とを有するようにエンボス処理される、方法。
【請求項26】
請求項21〜25のいずれかに記載の方法において、前記孔開きフィルムに前記界面活性剤を塗布することは、水ベースの溶液の界面活性剤を塗布することにより行なわれる、方法。
【請求項27】
請求項21〜26のいずれかに記載の方法において、前記界面活性剤は、前記孔開きフィルムのコロナ放電処理された下面に一様に塗布される、方法。
【請求項28】
吸収製品において、互いに反対側を向く主面を有する吸収コアと、前記主面の少なくとも1枚を覆う孔開きフィルムとを有しており、前記孔開きフィルムは外側に面する体接触面と前記コアに向かって内側に面する反対面とを有し、前記孔開きフィルムは伸張性高分子材料の出発フィルムから作られ、前記孔開きフィルムの内側に向いた面はコロナ放電処理がなされており、その面に界面活性剤を有し、前記孔開きフィルムは、その厚さ方向に貫通して延在する複数の孔を有する、吸収製品。
【請求項29】
請求項28に記載の吸収製品において、前記出発フィルムは、前記内側に向いた面である雄側面と、前記外側に向いた面である雌側面とを有するように、エンボス処理されている、吸収製品。
【請求項30】
請求項28または29に記載の吸収製品において、前記孔は、前記熱可塑性材料から作られたフィブリルによって形成されている、吸収製品。
【請求項31】
請求項28〜30のいずれかに記載の吸収製品において、前記複数の孔が、第1群の孔と第2群の孔とを含み、前記第1群の孔のサイズが、前記第2群の孔のサイズより大きい、吸収製品。
【請求項32】
請求項28〜31のいずれかに記載の吸収製品において、前記孔開きフィルムの全体の厚さが、前記出発フィルムの当初の厚さより厚い、吸収製品。
【請求項33】
請求項28〜32のいずれかに記載の吸収製品において、前記孔開きフィルムの両面に界面活性剤を有する、吸収製品。
【請求項34】
請求項33に記載の吸収製品において、前記孔開きフィルムの前記内側に向いた面の上の界面活性剤が、前記外側に向いた面の上の界面活性剤より多い、吸収製品。
【請求項1】
伸張性熱可塑性高分子材料から孔開きフィルムを製造する方法において、
(a)前記伸張性熱可塑性高分子材料を含み、コロナ放電処理した下面とコロナ放電処理していない上面とを有する出発フィルムを供給することと、
(b)前記出発フィルムを支持するための支持領域と、流体を当てることにより前記出発フィルムがその内部に変形し得る凹み領域と、前記流体を裏当て部材から移動できる手段とを備えた裏当て部材を供給することと、
(c)前記裏当て部材上に、前記出発フィルムを、前記出発フィルムの下面の複数部分が前記裏当て部材の支持領域と接触し、前記出発フィルムの上面が前記裏当て部材に面していないようにして支持することと、
(d)少なくとも第1組のオリフィスと第2組のオリフィスであって、当該第1組のオリフィスが、各々、10ミル(換算値は250μm)より大きな直径であり、そのオリフィスに供給される流体が500psig(換算値は3.5MPa)未満の圧力があって、前記出発フィルムに複数の大きなサイズの孔を形成するものであり、当該第2組のオリフィスが、各々、10ミル以下の直径であり、そのオリフィスに供給される流体が少なくとも500psigの圧力があって、前記出発フィルムに複数の微小孔を形成するものである、少なくとも第1組のオリフィスと第2組のオリフィスとから、柱状流の形で流体を、接触域にある前記出発フィルムの上面に向けることにより、前記出発フィルムに不規則なサイズの複数の微小孔と複数の大きなサイズの孔とを形成し、それにより、前記出発フィルムに、複数の大きなサイズの孔と複数の微小孔を共に形成して下面と上面とを有する孔開きフィルムを得ることと、
(e)前記孔開きフィルムを前記接触域から移動させることと、
(f)コロナ放電処理していない前記孔開きフィルムの上面に、外部源からの液状の界面活性剤をコーティングすることと、
(g)前記下面と上面とが面接触している状態で前記孔開きフィルムをロールに巻取り、それにより、前記界面活性剤の少なくとも一部分を、前記孔開きフィルムの上面からその下面に移すことと
を含む、方法。
【請求項2】
請求項1に記載の方法において、前記出発フィルムは、雄側面とその反対側にある雌側面とを有するようにエンボス処理される、方法。
【請求項3】
請求項2に記載の方法において、前記出発フィルムの下面が前記雄側面であり、前記出発フィルムの上面が前記雌側面である、方法。
【請求項4】
請求項1〜3のいずれかに記載の方法において、流体を向ける前記(d)には、前記第2組のオリフィスから前記出発フィルムに前記流体を向ける前に、前記第1組のオリフィスから前記出発フィルムに前記流体を向けることが含まれる、方法。
【請求項5】
請求項1〜4のいずれかに記載の方法において、前記孔開きフィルムをコーティングすることは、水ベースの溶液の界面活性剤を塗布することにより行なわれる、方法。
【請求項6】
請求項1〜5のいずれかに記載の方法において、前記界面活性剤は前記孔開きフィルムの上面に一様に塗布される、方法。
【請求項7】
改良された流体分布特性を有する孔開きフィルムを製造する方法において、
(a)コロナ放電処理された雄側面と、その反対側にあるコロナ放電処理されていない雌側面とを有する、エンボス処理された出発フィルムを供給することと、
(b)三次元成形部材に、前記エンボス処理された出発フィルムを、前記フィルムのコロナ放電処理された雄側面が前記成形部材に面するように支持することと、
(c)前記出発フィルムに複数の孔を形成するのに十分な圧力で、柱状噴射の形で流体を前記出発フィルムの雌側面に向け、前記出発フィルムの雄側面と雌側面とに対応する雄側面と雌側面とを有する孔開きフィルムを得ることと、
(d)前記孔開きフィルムを乾燥させることと、
(e)外部源からの液状界面活性剤を前記孔開きフィルムのコロナ放電処理されていない雌側面に塗布することと、
(f)前記孔開きフィルムを、前記雄側面と雌側面が面接触した状態でロールに巻取り、それにより、前記界面活性剤の少なくとも一部分を前記孔開きフィルムの雌側面からその雄側面に移すことと
を含む、方法。
【請求項8】
改良された流体分布特性を有する孔開きフィルムを製造する方法において、
(a)雄側面とその反対側にある雌側面とを有するエンボス処理された出発フィルムを供給することと、
(b)前記出発フィルムの雌側面ではなく雄側面にコロナ放電処理を行なうことと、
(c)三次元成形部材に、前記エンボス処理された出発フィルムを、前記出発フィルムのコロナ放電処理された雄側面が前記成形部材に面し、前記雌側面が前記成形部材に面していないように支持することと、
(d)前記出発フィルムに複数の孔を形成するのに十分な圧力で、柱状噴射の形で流体を、前記出発フィルムの外側に面する雌側面に向け、前記出発フィルムの雄側面と雌側面とに対応する雄側面と雌側面とを有する孔開きフィルムを得ることと、
(e)前記孔開きフィルムを乾燥させることと、
(f)前記(e)の後、外部源からの液状界面活性剤を前記孔開きフィルムの雄側面と雌側面とにおける一方の露出面に塗布することと、
(g)前記孔開きフィルムをロールに巻取ることと
を含む、方法。
【請求項9】
請求項8に記載の方法において、前記(f)で、前記界面活性剤は前記孔開きフィルムの雄側面に直接塗布される、方法。
【請求項10】
請求項8または9に記載の方法において、前記巻取りをすることは、前記界面活性剤の少なくとも一部分を、前記孔開きフィルムの雄側面と雌側面とにおける他方の面に移すことを含む、方法。
【請求項11】
請求項8に記載の方法において、前記(f)で、前記界面活性剤は、前記孔開きフィルムの雌側面にコーティングすることによって塗布される、方法。
【請求項12】
請求項11に記載の方法において、前記界面活性剤の少なくとも一部分を、前記孔開きフィルムをロールに巻取る際に、前記孔開きフィルムの雄側面に移すことを含む、方法。
【請求項13】
請求項12に記載の方法において、50%より多くの前記界面活性剤が前記孔開きフィルムの雄側面に移される、方法。
【請求項14】
請求項8〜13のいずれかに記載の方法において、前記孔が、大きなサイズの孔を含む、方法。
【請求項15】
請求項8〜14のいずれかに記載の方法において、前記界面活性剤は、前記孔開きフィルムをロールに巻取った後に前記孔開きフィルムの雄側面と雌側面との両方に塗布される、方法。
【請求項16】
請求項15に記載の方法において、50%より多くの前記界面活性剤が前記雄側面に分配される、方法。
【請求項17】
請求項15に記載の方法において、75%より多くの前記界面活性剤が前記雄側面に分配される、方法。
【請求項18】
請求項14〜17のいずれかに記載の方法において、前記孔が、大きなサイズの孔と微小孔とを含む、方法。
【請求項19】
請求項8〜18のいずれかに記載の方法において、前記孔開きフィルムに前記界面活性剤を塗布することは、水ベースの溶液の界面活性剤を塗布することにより行なわれる、方法。
【請求項20】
請求項8に記載の方法において、前記界面活性剤は、前記孔開きフィルムの片面に前記界面活性剤を塗布するときに、前記孔開きフィルムのコロナ放電処理された面に一様に塗布される、方法。
【請求項21】
伸張性熱可塑性高分子材料から孔開きフィルムを製造する方法において、
(a)前記伸張性熱可塑性高分子材料を含み、上面と、コロナ放電処理した下面とを有する出発フィルムを供給することと、
(b)前記出発フィルムを支持するための支持領域と、流体を当てることにより前記出発フィルムがその内部に変形し得る凹み領域と、前記流体を裏当て部材から移動できる手段とを備えた裏当て部材を供給することと、
(c)前記裏当て部材上に、前記出発フィルムを、前記出発フィルムの下面の複数部分が前記裏当て部材の支持領域と接触し、前記出発フィルムの上面が前記裏当て部材に面していないようにして支持することと、
(d)少なくとも第1組のオリフィスと第2組のオリフィスであって、当該第1組のオリフィスが、各々、10ミル(換算値は250μm)より大きな直径であり、そのオリフィスに供給される流体が500psig(換算値は3.5MPa)未満の圧力があって、前記出発フィルムに複数の大きなサイズの孔を形成するものであり、当該第2組のオリフィスが、各々、10ミル以下の直径であり、そのオリフィスに供給される流体が少なくとも500psigの圧力があって、前記出発フィルムに複数の微小孔を形成するものである、少なくとも第1組のオリフィスと第2組のオリフィスとから、柱状流の形で流体を、接触域にある前記出発フィルムの上面に向けることにより、前記出発フィルムに不規則なサイズの複数の微小孔と複数の大きなサイズの孔とを形成し、それにより、前記出発フィルムに複数の大きなサイズの孔と複数の微小孔を共に形成して、前記出発フィルムの下面と上面とに対応する下面と上面とを有する孔開きフィルムを得ることと、
(e)前記孔開きフィルムを前記接触域から移動させて前記孔開きフィルムを乾燥させることと、
(f)前記(e)後に、前記孔開きフィルムの上面と下面との両方の露出面に外部源からの液状界面活性剤をコーティングすることと
を含む、方法。
【請求項22】
請求項21に記載の方法において、前記孔開きフィルムの上面と下面との両方の露出面に液状界面活性剤をコーティングすることが、前記孔開きフィルムの上面と下面との一方に前記界面活性剤を塗布して、界面活性剤が塗布された面と塗布されていない面とを有する孔開きフィルムを形成し、当該界面活性剤が塗布された面と塗布されていない面とを有する孔開きフィルムを、当該界面活性剤が塗布された面と塗布されていない面とが面接触している状態でロールに巻取り、それにより、前記界面活性剤の少なくとも一部分が、前記界面活性剤が塗布された面から前記塗布されていない面に移され、前記孔開きフィルムの両面に前記界面活性剤をコーティングすることが完成することを含む、方法。
【請求項23】
請求項22に記載の方法において、前記コロナ放電された下面が、前記界面活性剤で塗布された面である、方法。
【請求項24】
請求項22に記載の方法において、前記孔開きフィルムの上面が、前記界面活性剤で塗布された面である、方法。
【請求項25】
請求項21〜24のいずれかに記載の方法において、前記出発フィルムは、雄側面とその反対側にある雌側面とを有するようにエンボス処理される、方法。
【請求項26】
請求項21〜25のいずれかに記載の方法において、前記孔開きフィルムに前記界面活性剤を塗布することは、水ベースの溶液の界面活性剤を塗布することにより行なわれる、方法。
【請求項27】
請求項21〜26のいずれかに記載の方法において、前記界面活性剤は、前記孔開きフィルムのコロナ放電処理された下面に一様に塗布される、方法。
【請求項28】
吸収製品において、互いに反対側を向く主面を有する吸収コアと、前記主面の少なくとも1枚を覆う孔開きフィルムとを有しており、前記孔開きフィルムは外側に面する体接触面と前記コアに向かって内側に面する反対面とを有し、前記孔開きフィルムは伸張性高分子材料の出発フィルムから作られ、前記孔開きフィルムの内側に向いた面はコロナ放電処理がなされており、その面に界面活性剤を有し、前記孔開きフィルムは、その厚さ方向に貫通して延在する複数の孔を有する、吸収製品。
【請求項29】
請求項28に記載の吸収製品において、前記出発フィルムは、前記内側に向いた面である雄側面と、前記外側に向いた面である雌側面とを有するように、エンボス処理されている、吸収製品。
【請求項30】
請求項28または29に記載の吸収製品において、前記孔は、前記熱可塑性材料から作られたフィブリルによって形成されている、吸収製品。
【請求項31】
請求項28〜30のいずれかに記載の吸収製品において、前記複数の孔が、第1群の孔と第2群の孔とを含み、前記第1群の孔のサイズが、前記第2群の孔のサイズより大きい、吸収製品。
【請求項32】
請求項28〜31のいずれかに記載の吸収製品において、前記孔開きフィルムの全体の厚さが、前記出発フィルムの当初の厚さより厚い、吸収製品。
【請求項33】
請求項28〜32のいずれかに記載の吸収製品において、前記孔開きフィルムの両面に界面活性剤を有する、吸収製品。
【請求項34】
請求項33に記載の吸収製品において、前記孔開きフィルムの前記内側に向いた面の上の界面活性剤が、前記外側に向いた面の上の界面活性剤より多い、吸収製品。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図7E】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図11D】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18A】
【図18B】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図7E】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図11D】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18A】
【図18B】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【公開番号】特開2009−72622(P2009−72622A)
【公開日】平成21年4月9日(2009.4.9)
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願2008−327153(P2008−327153)
【出願日】平成20年12月24日(2008.12.24)
【分割の表示】特願平9−511260の分割
【原出願日】平成8年8月27日(1996.8.27)
【出願人】(591252839)マクニール−ピーピーシー・インコーポレイテッド (69)
【氏名又は名称原語表記】MCNEIL−PPC,INCORPORATED
【Fターム(参考)】
【公開日】平成21年4月9日(2009.4.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−327153(P2008−327153)
【出願日】平成20年12月24日(2008.12.24)
【分割の表示】特願平9−511260の分割
【原出願日】平成8年8月27日(1996.8.27)
【出願人】(591252839)マクニール−ピーピーシー・インコーポレイテッド (69)
【氏名又は名称原語表記】MCNEIL−PPC,INCORPORATED
【Fターム(参考)】
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