布様の美観を有する二軸引伸ばし性の通気性積層体及びその製造方法
【課題】通気性弾性フィルムを不織表面材料に結合させることにより形成された、二軸弾性引伸ばし性、布様の美観、及び、流体障壁を有する通気性積層体を提供する。
【解決手段】表面材料は、本質的に機械方向及び機械交差方向に引伸ばし可能とすることができ、又は、機械交差方向の引伸ばし性を付与するためにネッキングされ、機械方向の引伸ばし性を付与するためにしぼ寄せ又は捲縮することができる。代替的に、積層体の機械方向の引伸ばし性は、予め引伸ばされた状態の弾性フィルムを表面材料に結合させることにより達成することができる。通気性積層体は、おむつ及び他のパーソナルケア製品の外側カバーとして特に有用である。
【解決手段】表面材料は、本質的に機械方向及び機械交差方向に引伸ばし可能とすることができ、又は、機械交差方向の引伸ばし性を付与するためにネッキングされ、機械方向の引伸ばし性を付与するためにしぼ寄せ又は捲縮することができる。代替的に、積層体の機械方向の引伸ばし性は、予め引伸ばされた状態の弾性フィルムを表面材料に結合させることにより達成することができる。通気性積層体は、おむつ及び他のパーソナルケア製品の外側カバーとして特に有用である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多重方向に弾力性を与え、制御されたレベルの通気性を有する布様の流体障壁に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸収性物品の外側カバーを作製するのに使用される材料については、種々の材料特性のうちのいくつかが必要である。例えば、ズボン様衣類では、縦方向の適合性が衣類の股部分のたるみや膨らみを防止するので、機械方向の引伸ばし性が必要である。同様に、横方向の適合性は、着用者の尻部周りの心地よい快適なフィット性を維持するので、機械交差方向の引伸ばし性が必要である。更に、全方向の引伸ばし性、より具体的には弾力性は、製品に弾性構成要素を付加する必要性を排除する。
【０００３】
通気性は、吸収性物品において特に必要な材料特性である。通気性フィルム及び積層体は、おむつ又は同様な吸収性衣類に使用された時、非通気性のフィルム及び積層体で作られたそのような衣類に比較して衣類内部の相対湿度及び温度を低下させる。
流体障壁は、吸収性物品の本質的に必要な材料特性である。流体障壁は、吸収性衣類の表面から着用者の衣服上まで透過する液体を阻むように作用する。
布様の美観は、吸収性物品の外側カバーに関して特に必要な更に別の材料特性である。布様の感触及び外見を有する材料は、着用者及び介護人の両方に対して吸収性物品をより快適にする。更に、布様材料は、吸収性物品に使用された非布様材料に通常ありがちな擦る雑音を低減又は排除する傾向がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
当業技術では組み合わせた特性を有する様々な種類の材料が公知である。例えば、引伸ばし結合積層体（ＳＢＬ）は、機械方向に引伸ばし可能で通気性を有する複合材をもたらすが、これらは流体障壁及び機械交差方向の引伸ばし性を有しない。より最近のネッキング結合積層体は、機械交差方向に引伸ばし可能な流体障壁をもたらすが、これらは機械方向に引伸ばし可能ではない。他の複合材は、布様で通気性障壁であると主張するが、それらは機械方向又は機械交差方向の何れかに引伸ばされない。
【０００５】
１９９２年５月１９日にモーマンに付与された米国特許第５，１１４，７８１号は、少なくとも２方向に引伸ばすことができる積層体を開示している。この積層体は、可逆的にネッキングした材料と弾性シートとを含む。
１９９２年５月２６日にモーマンに付与された米国特許第５，１１６，６６２号はまた、少なくとも２方向に引伸ばすことができる積層体を開示している。この積層体は、ネッキングした材料及び弾性シートを含む。
【０００６】
１９９９年３月１６日にモーマン他に付与された米国特許第５，８８３，０２８号はまた、少なくとも２方向に引伸ばすことができる積層体を開示している。この積層体は、機械交差方向にネッキングした不織材料を、機械方向に引伸ばされた水蒸気可溶性フィルムに付着させることによって形成される。
単一の複合材における多様な特性、すなわち、高通気性、流体障壁、布様の美観、及び、二軸引伸ばし性をもたらす材料に対する必要性又は要望が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、おむつ及び他のパーソナルケア製品のための外側カバーとして有用な、高通気性、流体障壁、布様の美観、及び、二軸弾性引伸ばし性を有する材料に関する。この材料は、機械方向及び機械交差方向に引伸ばし可能な不織表面材料に積層された通気性弾性フィルムから形成された積層体である。
このフィルムは、本質的に通気性を有する弾性ポリマー（例えば、細孔を有しない一体構造フィルム）から作り出すことができ、又は、任意の弾性ポリマーから作られた微孔性フィルムとすることができる。好適なフィルムは、約５から２０グラム／平方メートルであって本質的に非常に軽量であり、以下に説明する「Ｍｏｃｏｎ」のＷＶＴＲ試験手順を用いて約１，０００から４０，０００グラム／平方メートル−２４時間の範囲の水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）として表される通気性をもたらすことができる。好適で本質的に通気性を有するフィルムは、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）族、ポリエーテルアミド族、又は、ポリエステルエラストマー族のポリマーを含むことができる。
【０００８】
機械方向及び機械交差方向に伸張可能な不織表面材料は、繊維性不織材料を機械方向に引伸ばし、機械交差方向にネッキング（及び、伸張性）を生じさせることにより提供することができる。代替的に、この不織材料は、材料を機械交差方向に引伸ばすことができるように機械交差方向に不連続に結合された繊維の非常に緩い集合とすることができる。機械交差方向の伸張性を付与された同様な不織材料は、機械方向の伸張性を生じさせるように機械方向に捲縮又はしぼ寄せすることができる。積層体の二軸弾力性はまた、機械交差方向に伸張可能な不織表面材を機械方向に予め引伸ばされた弾性フィルムに積層し、得られた複合材を収縮させ、それによって復元可能な機械方向及び機械交差方向の弾力性を生じさせることにより達成することができる。
【０００９】
不織表面材料はまた、機械方向及び機械交差方向の弾力特性を与える弾性ポリマーを用いて作製することができる。このことは、弾性繊維マトリックスを作り出す、熱可塑性エラストマーから製造されたスパンボンド不織材によって実証することができる。この用途に好適なポリマーは、エチレン−アルファ・オレフィンコポリマーのようなシングルサイト触媒によるエラストマー、及び、熱可塑性ポリウレタンなどとすることができる。
フィルム及び不織表面材料は、押出しコーティングを通じて熱的に、又は、接着剤を用いるなどにより、互いに結合することができる。最適化された層及び処理法が使用された時には、非常に「均等な」積層体、すなわち、機械方向及び機械交差方向に同様な弾力特性を有する積層体が得られる。
【００１０】
上述の内容に鑑みて、二軸弾性引伸ばし、布様の美観、及び、流体障壁を有する通気性積層体を提供することが本発明の特徴及び利点である。
広範囲の様々なおむつ用外側カバー、他のパーソナルケア製品、手術用上着、及び、他の通気性用途に有用な改良された通気性積層体を提供することもまた本発明の特徴及び利点である。
本発明の上記及び他の特徴及び利点は、現時点の好ましい実施形態に対する以下の詳細説明を実施例及び図面と併せて読むことにより更に明らかになるであろう。
【００１１】
定義
本明細書に関する範囲において、以下の各用語又は熟語は、次の１つ又は複数の意味を含むものとする。
「二軸弾性引伸ばし性」は、互いに直交する２方向における引伸ばし性、例えば、機械方向及び機械交差方向における引伸ばし性を意味する。
「結合された」とは、２つの要素の接合、接着、接続、又は、付着などを意味する。２つの要素は、それらが直接互いに結合されるか、又は、各々が直接に中間要素に結合された時のように間接的に互いに結合された時、互いに結合されたとみなすことになる。
【００１２】
「機械交差方向」は、布地が製造される方向の布地の長さを意味する「機械方向」に対して、布地が製造される方向とほぼ垂直な方向における布地の幅を意味する。
「弾力性の」、「弾力性を持たせた」、及び、「弾力性」は、材料又は複合材に変形を引き起こした力が取り除かれた後、その元の大きさ及び形状を回復しようとする材料又は複合材の特性を意味する。
【００１３】
「エラストマー性の」とは、弛緩時の長さの少なくとも５０％だけ伸びることができ、加えられた力が解かれると、その伸びの少なくとも４０％が回復することになる材料又は複合材を意味する。エラストマー性材料又は複合材は、その弛緩時の長さの少なくとも１００％、より好ましくは、少なくとも３００％だけ伸びることが可能であり、加えられた力が解かれるとその伸びの少なくとも５０％が回復することが一般的に好ましい。
【００１４】
「フィルム」は、キャストフィルム又はブローンフィルム押出工程のような、フィルム押出及び／又は成形工程を用いて製造された熱可塑性又は熱硬化性フィルムを意味する。本発明の目的に対しては、この用語は、一体構造（無孔性）フィルム、及び、液体障壁として作用する通気性の微孔性フィルムを含む。
「層」は、単数形で使用された時、単一要素又は複数要素の２重の意味を有することができる。
【００１５】
「液体不透過性」は、層又は多層積層体の説明に使用される時、尿のような液体が、通常の使用条件の下で液体接触の点において層又は積層体の平面とほぼ垂直な方向に層又は積層体を通過しないことを意味する。液体又は尿は、液体不透過層又は積層体の平面と平行に拡がるか又は移送される場合があるが、これは、本明細書で用いられる場合には「液体不透過性」の意味に含まれるとは見なされない。
「機械方向」は、布地が製造される方向の布地の長さを意味し、この機械方向とほぼ垂直な方向の布の幅を意味する「機械交差方向」に対するものである。
【００１６】
「メルトブローン繊維」は、溶融熱可塑性材料を、複数の細い通常円形のダイ毛管を通して、収束する高速加熱気体（例えば空気）の流れの中に溶融糸又はフィラメントとして押し出すことによって形成された繊維を意味し、この高速加熱気体の流れが、溶融熱可塑性材料のフィラメントを細くし、その直径を場合によってはマイクロ繊維の直径にまで減少させる。その後、メルトブローン繊維は、高速気体流により運ばれて捕集面に堆積し、不規則に分散したメルトブローン繊維のウェブを形成する。このような工程は、例えば、ブティン他に付与された米国特許第３，８４９，２４１号に開示されている。メルトブローン繊維は、連続又は不連続としてもよく、一般に約０．６デニールよりも小さく、捕集面に堆積する時は一般に自己結合するマイクロ繊維である。本発明で用いるメルトブローン繊維は、長さが実質的に連続的であるとしてもよい。
【００１７】
「不織材」及び「不織ウェブ」とは、繊維の織り又は編み工程の助けを借りずに形成された繊維性材料及び繊維性材料のウェブを意味する。
「ポリマー」には、以下に限定されないが、ホモポリマー、例えば、ブロック、グラフト、不規則、及び、交互コポリマーのようなコポリマー、ターポリマーなど、及び、それらの配合物及び修飾物が含まれる。更に、特に断らない限り、「ポリマー］という用語は、その材料の全ての可能な幾何学的構成を含むものとする。このような構成には、以下に限定されないが、アイソタクチック、シンジオタクチック、及び、アタクチック対称が含まれる。
【００１８】
「スパンボンデッド繊維」とは、円形又は他の形態を有する紡糸口金の複数の細い毛管から溶融熱可塑性材料をフィラメントとして押し出し、次に、本明細書においてその全内容が引用により組み込まれる、例えば、アッペル他に付与された米国特許第４，３４０，５６３号、ドーシュナー他に付与された米国特許３，６９２，６１８号、マツキ他に付与された米国特許第３，８０２，８１７号、キニーに付与された米国特許第３，３３８，９９２号及び第３，３４１，３９４号、ハートマンに付与された米国特許第３，５０２，７６３号、ピーターセンに付与された米国特許第３，５０２，５３８号、及び、ドボ他に付与された米国特許第３，５４２，６１５号におけるように、押し出したフィラメントの直径を急速に減少させることによって形成された直径の小さな繊維を意味する。スパンボンド繊維は、急冷されて、捕集面上に堆積する時には一般にべとつかない。スパンボンド繊維は、ほぼ連続的であり、多くの場合に平均デニールが約０．３よりも大きく、より詳細には約０．６と１０との間である。
【００１９】
「引伸ばし可能」又は「伸張可能」とは、材料を破断することなく、少なくとも一方向に（その最初の（引伸ばされていない）長さの少なくとも１５０％まで）少なくとも５０％、適切には（その最初の長さの少なくとも１７０％まで）少なくとも７０％、望ましくは（その最初の長さの少なくとも２００％まで）少なくとも１００％だけ材料を引伸ばすことができることを意味する。この用語は、弾性材料、及び、引伸ばされるがあまり収縮しない材料を含む。
【００２０】
「超吸収材」又は「超吸収性材料」とは、水膨潤性で水不溶性の有機又は無機材料であって、最も好ましい条件の下で、０．９重量％の塩化ナトリウムを含有する水溶液中でその重量の少なくとも約１５倍、より望ましくは、その重量の少なくとも約３０倍を吸収することができるものを意味する。超吸収性材料は、天然、合成、及び、修飾天然のポリマー及び材料とすることができる。更に、超吸収性材料は、シリカゲルのような無機材料、又は、架橋ポリマーのような有機化合物とすることができる。
【００２１】
「表面」には、空気、気体、及び／又は、液体に対して透過又は不透過であるか否かに関わらず、あらゆる層、フィルム、織物、不織材、積層体、又は、複合材などが含まれる。
「熱可塑性の」とは、熱に露出されると柔らかくなり、室温まで冷えると柔らかくない状態まで実質的に戻る材料を表す。
これらの用語は、本明細書の残りの部分において、更に言葉を追加して定義される場合がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明は、布様の美観及び流体障壁を有する、二軸弾性引伸ばし性の通気性積層体に関する。本発明の材料は、使い捨て吸収性物品のための外側カバーとしての使用に特に適する。そのような適切な物品の例には、おむつ、トレーニングパンツ、失禁用製品、水着、又は、他のパーソナルケア又はヘルスケア衣類などが含まれる。
図１を参照すると、布様の美観及び流体障壁を有する二軸弾性引伸ばし性の通気性積層体４０を形成する工程が１０として概略的に示されている。不織表面材料１２は、供給ロール１４から巻き解かれ、供給ロール１４が方向を示す矢印の方向に回転すると、表面材料１２は、方向を示す矢印の方向に移動する。不織表面材料１２は、駆動ローラ２０及び２２で形成された駆動ローラ構成１８のニップ１６を通過し、次いで結合ローラ２８及び３０で形成された結合ローラ構成２６のニップ２４に向かって送られ、そこで材料１２は、通気性弾性フィルム３２と合わさってそれに結合される。
【００２３】
不織表面材料１２は、スパンボンドウェブとしてもよく、公知のスパンボンド工程によって形成することができる。不織材料１２はまた、メルトブローンウェブ、空気堆積ウェブ、ボンデッドカーデッドウェブ、又は、２つ又はそれ以上の不織層の積層体としてもよい。材料１２は、最初に供給ロールに保管されることなく、直接にニップ１６を通過させることができる。不織材料１２は、以下で更に説明するように機械方向及び機械交差方向の両方に伸張可能にすることができ、弾性であってもなくてもよい。不織表面材料１２は、本発明の積層体上に布様の感触及び外観を与える。
【００２４】
通気性弾性フィルム３２は、供給ロール３４から巻き解くことができ、供給ロール３４が方向を示す矢印の方向に回転する時、フィルム３２は、方向を示す矢印の方向に移動する。通気性弾性フィルム３２は、結合ローラ２８及び３０によって形成された結合ローラ構成２６のニップ２４を通過する。通気性弾性フィルム３２は、例えばフィルム押出工程のような押出工程によって形成されてもよく、最初に供給ロール上に保管されることなく、直接にニップ２４を通過させることができる。弾性フィルム３２は、以下で更に説明するように、不織材料１２に結合される前に一方向（例えば、機械方向）に引伸ばすことができる。
【００２５】
表面材料１２及び通気性弾性フィルム３２が結合ローラ構成２６のニップ２４に接近すると、結合装置３６は、表面材料１２を間隔を空けた複数の位置で通気性弾性フィルム３２に結合する。このように、表面材料１２及び通気性弾性フィルム３２が互いに結合されて結合ローラ構成２６を通過すると、布様の美観及び流体障壁を有する二軸弾性引伸ばし性の通気性積層体４０が形成される。積層体４０の二軸弾性引伸ばし性を達成するために、通気性フィルム３２は弾性を有し、表面材料１２は、二軸引伸ばし性を有する材料とすることができる。通気性弾性フィルム３２に結合された二軸引伸ばし性表面材料１２は、二軸弾性引伸ばし性の通気性積層体４０をもたらす。
【００２６】
上述のように、表面材料１２と通気性弾性フィルム３２とのいくつかの異なる組合せは、本発明の二軸弾性引伸ばし性の通気性積層体４０を製造するのに使用することができる。まず第１に、不織表面材料１２は、機械方向及び機械交差方向の両方に引伸ばし可能なエラストマー性スパンボンドウェブとすることができる。そのような表面材料１２が機械方向及び機械交差方向の両方にエラストマー性のフィルム３２に結合される時、二軸弾性引伸ばし性の通気性積層体４０が生成される。
【００２７】
表面材料１２と通気性弾性フィルム３２との第２の組合せは、機械方向にネッキングされ、それによって機械交差方向の引伸ばし性が材料１２に付与された不織表面材料１２である。代替的に、溝付きロール延伸工程を使用して、材料１２に機械交差方向引伸ばし性を付与することができる。ネッキングの工程は、本明細書において引用により組み込まれる、モーマンに付与された米国特許第５，２２６，９９２号に説明されている。ネッキングされた材料１２は、間隔を空けた複数の位置で、機械方向に予め引伸ばされた弾性フィルム３２に結合させることができる。ネッキングされた材料１２とフィルム３２とが結合された後、得られた複合材４０を収縮させることができ、それにより復元可能な機械方向及び機械交差方向の弾力性が生み出される。
【００２８】
表面材料１２と弾性フィルム３２との更に別の組合せでは、不織表面材料１２は、機械方向にネッキングされて機械交差方向の引伸ばし性が得られ、また、機械方向にしぼ寄せ又は捲縮されて機械方向の引伸ばし性が得られる。付与された機械方向及び機械交差方向の引伸ばし性を有する表面材料１２は、機械方向及び機械交差方向の両方にエラストマー性の弾性フィルム３２に結合させることができ、それによって、得られた積層体４０に機械方向及び機械交差方向の弾性を付与する。捲縮する技術は当業技術において公知である。しぼ寄せする技術は、例えば、本明細書において引用により組み込まれるコバヤシ他に付与された米国特許第４，８１０，５５６号で教示されている。基本的に、しぼ寄せ工程は、不織布を潤滑剤でコーティングする段階と、次に、コーティングされた布を駆動ロールと粗いサンドペーパー様表面を有するプレートとの間で押圧する段階とを伴う。不織布は、押圧によって生じる摩擦力により、布の移動方向に波状の形体でしわが寄せられる。
本明細書で用いられる場合、「機械交差方向」という用語は、材料が製造される方向の材料の長さを意味する「機械方向」に対して、材料が製造される方向にほぼ垂直な方向の材料の幅を意味する。ちなみに、図１及び図２において矢印４９は機械方向を表し、一方、図１及び図２における機械交差方向は、図の平面と基本的に垂直であり、従ってページの中に向ってページから出るように延びる。
【００２９】
図２に示された工程においては、表面材料１２は、スタックローラ２０及び２２に付けられた回転方向矢印によって示すような逆Ｓ字経路でＳ字ロール構成１８のニップ１６を通過する。表面材料１２は、Ｓ字ロール構成１８からネックローラ構成５２で形成された圧力ニップ５０を通過する。Ｓ字ロール構成１８のローラの周辺線速度は、Ｓ字ロール構成１８とネックロール構成５２の圧力ニップとの間で表面材料１２に張力がかかるように、ネックローラ構成５２のローラの周辺線速度よりも小さくなるように制御することができる。ローラの速度の差を調節することにより、表面材料１２に張力をかけることができ、それによって表面材料は、目標とする量でネッキングされ、次いでしぼ寄せ工程に従って潤滑剤でコーティングされて駆動ロール５４と粗いサンドペーパー様表面を有するプレート５６との間で押圧される。機械的に操作された機械方向及び機械交差方向の引伸ばし性を有する表面材料１２は、次に、それらが結合ローラ構成２６を通過する間に通気性弾性フィルム３２と接合され、二軸弾性引伸ばし性の通気性積層体４０を形成する。
図１及び図２の装置と共に利用し得る従来型の駆動装置及び他の従来型装置は公知であり、明快さのために図１及び図２の概略図には示されていない。
【００３０】
不織表面材料１２がネッキングされる場合、材料１２の繊維は、ネッキングに耐えることのできる密着したウェブ構造を形成するように繊維間結合によって接合されなければならない。繊維間結合は、個々のメルトブローン繊維間の交絡によって生み出すことができる。繊維の交絡は、メルトブローン工程には本来備わっているが、例えば水圧交絡法又はニードルパンチ法のような工程によって生み出すか又は増大させてもよい。代替的及び／又は追加的に、結合剤を使用して目標とする結合力を増大させることができる。スパンボンドウェブは、スパンボンド工程における繊維の熱的結合で生じる繊維間結合を有する。
【００３１】
好適な態様においては、表面材料１２は、熱可塑性エラストマーを含むスパンボンドウェブとすることができる。上述のように、表面材料１２は、機械方向及び機械交差方向に引伸ばし性とすることができる。例えば、表面材料１２は、一次側及び二次側を有する並列二成分スパンボンド繊維とすることができる。一次側は、ポリプロピレンを含むことができ、二次側は、可撓性ポリオレフィンのような、ポリプロピレンとは異なる方法で硬化するポリマーを含むことができる。有用なポリプロピレンには、例えば、エクソン・ケミカル・カンパニーから「エクソン３４４５」の商品名で入手できるポリプロピレン、及び、シェル・ケミカル・カンパニーから「ＤＸ ５Ａ０９」の商品名で入手できるポリプロピレンが含まれる。
【００３２】
表面材料１２は、例えば弾性繊維マトリックスを作り出す熱可塑性エラストマーから製造されたスパンボンド不織材のように、本質的に弾性を有することができる。弾性表面材料１２の調製に使用するのに適切な材料には、シェル・ケミカル・カンパニーから「ＫＲＡＴＯＮ（登録商標）」エラストマー樹脂の商品名で入手し得る、スチレン−イソプレン−スチレン、スチレン−ブタジエン−スチレン、スチレン−エチレン／ブチレン−エチレン、又は、スチレン−エチレン／プロピレン−スチレンを含む２ブロック、３ブロック、又は、多ブロックのエラストマー性コポリマーと、Ｅ・Ｉ・デュポン・デ・ネモア・カンパニーから「ＬＹＣＲＡ（登録商標）」ポリウレタンの商品名で入手できるものを含むポリウレタンと、アトー・ケミカル・カンパニーから「ＰＥＢＡＸ（登録商標）」ポリエーテルブロックアミドの商品名で入手できるポリエーテルブロックアミドを含むポリアミドと、Ｅ・Ｉ・デュポン・デ・ネモア・カンパニーから「ＨＹＴＲＥＬ（登録商標）」ポリエステルの商品名で入手できるものなどのポリエステルと、ダウ・ケミカル・カンパニーから「ＡＦＦＩＮＩＴＹ（登録商標）」の商品名で入手できる、約０．８９グラム／立方センチメートルよりも小さい密度を有するシングルサイト又はメタロセン触媒によるポリオレフィンとが含まれる。
【００３３】
本発明に有用な弾性表面材料１２を調製するのに、いくつかのブロックコポリマーを使用することができる。そのようなブロックコポリマーは、一般的に、エラストマー性の中間ブロック部分と熱可塑性の末端ブロック部分とを含む。本発明に用いられるブロックコポリマーは、一般的に３次元の物理的架橋構造を有し、末端ブロック部分のガラス転移温度（Ｔ2）よりも下ではエラストマー性である。このブロックコポリマーはまた、それらが物理的性質の変化をほとんど又は全く起こすことなく（酸化分解を最小と仮定して）、数回に亘って溶融、成形、及び、再固化することができるという意味で熱可塑性である。
【００３４】
このようなブロックコポリマーを合成する１つの方法は、エラストマー性中間ブロック部分とは別に熱可塑性末端ブロック部分を重合させることである。中間ブロック部分及び末端ブロック部分が別々に形成された状態で、それらを連結させることができる。一般的に、中間ブロック部分は、例えば、ブタジエン及びイソプレンなどのようなジエン、及び、１、３、５−ヘプタトリエンなどのようなトリエンのような、ジ及びトリ不飽和Ｃ4−Ｃ10炭化水素を重合させることにより得ることができる。末端ブロック部分Ａが中間ブロック部分Ｂに接合された時、Ａ−Ｂブロックコポリマー単位が形成され、その単位を種々の技術により又は種々のカップリング剤Ｃで連結してＡ−Ｂ−Ａのような構造を形成することができ、これは、互いにテール・ツー・テールのＡ−Ｂ−Ｃ−Ｂ−Ａ配置に接合された２つのＡ−Ｂブロックを含むと考えられている。同様な技術により、Ｃをハブ又は中心多官能性カップリング剤、ｎを２よりも大きい数とした化学式（Ａ−Ｂ）nＣを有する放射状ブロックコポリマーを形成することができる。カップリング剤の技術を用いる時は、Ｃの官能性がＡ−Ｂの分枝の数を決める。
【００３５】
末端ブロック部分Ａは、ポリスチレンのような平均分子量１，０００から６０，０００を有するポリ（ビニルアレーン）を一般的に含む。中間ブロック部分Ｂは、平均分子量約５，０００から約４５０，０００を有する、ポリイソプレン、エチレン／プロピレン・ポリマー、エチレン／ブチレン・ポリマー、ポリブタジエンなど、又は、それらの混合物のような実質的にアモルファスなポリオレフィンを一般的に含む。ブロックコポリマーの全分子量は、好適には約１０，０００から約５００，０００であり、より好適には約２００，０００から約３００，０００である。ブロックコポリマーの中間ブロック部分のいかなる残留不飽和部分も選択的に水素化することができ、それによってブロックコポリマーのオレフィン性二重結合の含量は、残存割合が５％よりも少なく、好適には約２％よりも少なくなるように低減させることができる。このような水素化は、酸化分解に対する感受性を低減させる傾向があり、エラストマー性に関して有益な効果を有することができる。
【００３６】
本発明に使用される適切なブロックコポリマーは、少なくとも２つの実質的にポリスチレンの末端ブロック部分と、少なくとも１つの実質的にエチレン／ブチレンの中間ブロック部分とを含む。一例として、エチレン／ブチレンは、そのようなブロックコポリマーにおける反復する単位の主要な量を一般的に構成することができ、ブロックコポリマーの例えば７０重量％又はそれ以上を構成することができる。ブロックコポリマーは、３つ又はそれ以上のアームを有することができ、例えば、４、５、又は、６つのアームで良好な結果を得ることができる。必要に応じて、中間ブロック部分は水素化することができる。
【００３７】
Ａ−Ｂ−Ａ、又は、Ａ−Ｂ−Ａ−Ｂ−Ａなどのような線状ブロックコポリマーは、末端ブロック含量を基準にして適切に選択され、より大きい末端ブロックが好ましい。ポリスチレン−エチレン／ブチレン−ポリスチレン・ブロックコポリマーについては、約１２から約３０重量％のような、約１０重量％を超えるスチレン含量が好適である。より高いスチレン含量を用いると、ポリスチレン末端ブロック部分は、一般的に比較的大きな分子量を有する。そのような線状ブロックコポリマーの市販されている例は、スチレン単位を約１３重量％含有して基本的に残りがエチレン／ブチレン単位であるスチレン−エチレン／ブチレン−スチレン・ブロックコポリマーであり、「ＫＲＡＴＯＮ（登録商標）Ｇ１６５７」エラストマー樹脂の商品名でシェル・ケミカル・カンパニーから市販されている。「ＫＲＡＴＯＮ（登録商標）Ｇ１６５７」エラストマー樹脂の典型的な特性は、３４００ポンド／平方インチ（２×１０6キログラム／平方メートル）の引張強さ、３５０ポンド／平方インチ（１．４×１０5キログラム／平方メートル）の３００％引張応力、破断時の７５０％の伸び、６５のショアＡ硬度、及び、トルエン溶液中で２５重量％の濃度の時に室温で約４２００センチポアズの「ブルックフィールド」粘度を含むと報告されている。別の好適なエラストマーである「ＫＲＡＴＯＮ（登録商標）Ｇ２７４０」は、粘着付与剤及び低密度ポリエチレンと配合されたスチレンブタジエンブロックコポリマーである。
【００３８】
また、他の適切なエラストマー性ポリマーを使用して弾性表面材料１２を製造してもよい。これらには、以下に限定されないが、約０．８９グラム／立方センチメートルよりも小さい密度を有するエラストマー性（シングルサイト又はメタロセン触媒による）ポリプロピレン、ポリエチレン、及び、他のアルファ−オレフィンのホモポリマー及びコポリマーと、エチレン酢酸ビニルコポリマーと、エチレン−プロピレン、ブテン−プロピレン、及び、エチレン−プロピレン−ブテンの実質的にアモルファスなコポリマー及びターポリマーとが含まれる。
【００３９】
メタロセン触媒によるエラストマー性ポリマーは比較的新しく、現時点で好ましいものであろう。ポリオレフィンを製造するためのメタロセン処理は、共触媒によって活性化される（すなわち、イオン化される）メタロセン触媒を使用する。
メタロセン触媒を用いて生成されたポリマーは、狭い分子量分布を有する。「狭い分子量分布のポリマー」とは、約３．５よりも小さい分子量分布を示すポリマーを意味する。当業技術で公知のように、ポリマーの分子量分布とは、ポリマーの数量平均分子量に対するポリマーの重量平均分子量の比である。分子量分布を判断する方法は、「高分子科学及び工学事典」第３巻、２９９〜３００ページ（１９８５年）に説明されている。狭い分子量分布のポリオレフィンの例には、メタロセン触媒によるポリオレフィン、シングルサイト触媒によるポリオレフィン、及び、上述の幾何学的に拘束された触媒によるポリオレフィンが含まれる。当業技術で公知のように、メタロセン触媒によるポリオレフィン及び幾何学的に拘束された触媒によるポリオレフィンは、シングルサイト触媒によるポリマーの一種と呼ばれることがある。メタロセンで生成したポリマーについては、３．５よりも小さく、更に２よりも小さい多分散性（Ｍw／Ｍn）が可能である。これらのポリマーはまた、他の点では同様のチーグラー・ナッタ法で生成されたポリマーと比較すると狭い短鎖分枝分布を有する。
【００４０】
メタロセン触媒には、とりわけ、ビス（ｎ−ブチルシクロペンタジエニル）チタニウム・ジクロライド、ビス（ｎ−ブチルシクロペンタジエニル）ジルコニウム・ジクロライド、ビス（シクロペンタジニエル）スカンジウム・クロライド、ビス（インデニル）ジルコニウム・ジクロライド、ビス（メチルシクロペンタジニエル）チタニウム・ジクロライド、ビス（メチルシクロペンタジニエル）ジルコニウム・ジクロライド、コバルトセン、シクロペンタジニエルチタニウム・トリクロライド、フェロセン、ハフノセン・ジクロライド、イソプロピル−（シクロペンタジニエル1−１−フルオレニル）ジルコニウム・ジクロライド、モリブドセン・ジクロライド、ニケロセン、ニオボセン・ジクロライド、ルテノセン、チタノセン・ジクロライド、ジルコノセン・クロライド・ハイドライド、ジルコノセン・ジクロライドが含まれる。このような化合物の更に完全なリストは、ローゼン他に付与されてダウ・ケミカル・カンパニーに譲渡された米国特許第５，３７４，６９６号に含まれている。このような化合物はまた、スチーブンス他に付与されて同じくダウに譲渡された米国特許第５，０６４，８０２号で検討されている。
【００４１】
メタロセン処理、特にその触媒及び触媒サポートシステムは、いくつかの特許の対象になっている。カミンスキー他に付与された米国特許第４，５４２，１９９号は、Ｍｅを遷移金属、Ｈａｌをハロゲン、Ｒをシクロペンタジニエル又はＣ１からＣ６のアルキルラジカル又はハロゲンとした一般式（シクロペンタジニエル）２ＭｅＲＨａｌを有するメタロセン触媒がポリエチレンを形成するのに使用されている方法を説明している。ラポアンテ他に付与されてダウ・ケミカルに譲渡された米国特許第５，１８９，１９２号は、金属中心酸化を通じて付加重合触媒を調製する工程を説明している。エクソン・ケミカル・パテンツ・インコーポレーテッドに付与された米国特許第５，３５２，７４９号は、流動床においてモノマーを重合する方法を説明している。米国特許第５，３４９，１００号は、キラルメタロセン化合物と、エナンチオ選択性ヒドリド移動でキラル中心を作り出すことによるその調製とを説明している。
【００４２】
共触媒は、最も一般的なメチルアルミノキサン（ＭＡＯ）と、他のアルキルアルミニウムと、トリス（ペンタフルオロフェニル）ホウ素、リチウム・テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ホウ素、及び、ジメチルアニリニウム・テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ホウ素などのホウ素含有化合物というような材料である。他の共触媒システム、又は、取扱い及び製品汚染の問題の理由からアルキルアルミニムを最少化又は更に排除する可能性については研究が継続されている。重要な点は、重合される１つ又は複数のモノマーとの反応のために、メタロセン触媒がカチオン形態に活性化又はイオン化されることである。
【００４３】
メタロセンポリマーの商業生産は、やや限定されているが増加を見せている。そのようなポリマーは、ポリプロピレン系ポリマーについては「ＥＸＸＰＯＬ（登録商標）」、及び、ポリエチレン系ポリマーについては「ＥＸＡＣＴ（登録商標）」の商品名で米国テキサス州ベイタウン所在のエクソン・ケミカル・カンパニーから入手可能である。米国ミシガン州ミッドランド所在のダウ・ケミカル・カンパニーは、「ＥＮＧＡＧＥ（登録商標）」の名称で市販されているポリマーを持っている。これらの材料は、非立体選択的メタロセン触媒を用いて生産されていると思われる。エクソンは、同社のメタロセン触媒技術を「シングルサイト」触媒と一般的に称するが、ダウは、同社の触媒を「ＩＮＳＩＧＨＴ（登録商標）」の名称の下で「幾何学的に拘束された」触媒と称し、それらを多重反応部位を有する従来のチーグラー・ナッタ触媒と区別している。フィナ・オイル、ＢＡＳＦ、アモコ、ヘキスト、及び、モービルのような他の製造業者もこの分野において活発であり、この技術で生成されるポリマーの利用可能性は、今後１０年間で十分に大きくなるであろう。
【００４４】
メタロセン系のエラストマー性ポリマーに関して、カミンスキー他に付与された米国特許第５，２０４，４２９号は、立体固定キラルメタロセン遷移金属化合物である触媒とアルミノキサンとを用いて、シクロオレフィン及び線状オレフィンから弾性コポリマーを生成し得る処理を説明している。この重合は、トルエンなどの脂肪族炭化水素系溶剤又は脂環式炭化水素系溶剤のような不活性溶媒内で行われる。この反応はまた、重合されるモノマーを溶媒として用いて気相中で起こすこともできる。ライ他に付与されてダウ・ケミカルに譲渡された「弾性を有する実質的に線状のオレフィンポリマー」という名称の米国特許第５，２７８，２７２号及び第５，２７２，２３６号は、特定の弾力特性を有するポリマーを説明している。ダウはまた、「ＥＮＧＡＧＥ（登録商標）」の商品名で一連のエラストマー性ポリオレフィンを商業生産している。
【００４５】
エラストマー性繊維は、実質的に連続か又はステープル長としてもよいが、実質的に連続であることが好ましい。実質的に連続なフィラメントは、ステープル長繊維と比べて、より良好なセルロース繊維及び超吸収性材料の閉じ込め性を示し、より良好な弾力復帰性を有し、液体のより良好な分配をもたらす。エラストマー性繊維は、スパンボンド工程、メルトブローン工程、又は、別の適切な工程を用いて製造することができる。エラストマー性繊維は、約１〜７５ミクロン、好ましくは約１〜４０ミクロン、より好ましくは約１〜３０ミクロンの平均直径を有することができる。
【００４６】
表面材料１２はまた、２つ又はそれ以上の異なる繊維の混合物か、又は、繊維及び微粒子の混合物から作られた複合材料としてもよい。そのような混合物は、繊維及び／又は微粒子をメルトブローン繊維が運ばれている気体流に添加することにより形成することができ、それによって、メルトブローン繊維と他の材料、例えば、木材パルプ、ステープル長繊維、及び、例えば一般的に超吸収性材料と呼ばれる親水コロイド（ヒドロゲル）粒子のような微粒子との密接な交絡混合がメルトブローン繊維の収集装置上への収集前に起き、不規則に分散されたメルトブローン繊維と、本明細書においてその開示内容が引用により組み込まれる米国特許第４，１００，３２４号で開示されているような他の材料との密着したウェブを形成する。
【００４７】
通気性弾性フィルム３２は、好適には、液体不透過性で水蒸気透過性であり、それによって液体に対する明確な障壁がもたらされ、その一方で水蒸気が通過することを可能にする。適切な液体不透過性フィルムは、米国バージニア州ニューポートニューズ所在のハンツマン・パッケージングから市販されている０．２ミリメートルのポリエチレンフィルムである。適切な「通気性」材料は、微孔性ポリマーフィルムか、又は、コーティングされるか又は他の方法で処理されて目標とするレベルの液体不透過性を付与された不織布から構成される。適切な微孔性フィルムは、日本東京所在の三井東圧化学から市販されている「ＰＭＰ−１」フィルム材料、又は、米国ミネソタ州ミネアポリス所在の３Ｍ・カンパニーから市販されている「ＸＫＯ−８０４４」ポリオレフィンフィルムである。通気性弾性フィルム３２は、エンボス加工及び／又はマット仕上げされて、より布様の外観を与えることができる。
【００４８】
通気性弾性フィルム３２は、好適には、微孔性エラストマーのようなエラストマー性ポリマーを含む。通常は、そのような通気性の弾性フィルム３２は、約５から２０グラム／平方メートルの範囲の坪量を有する軽量のものである。低い坪量のフィルムは、より高い通気性と経済的な理由から有利であり、使い捨て製品に特に有用である。更に、例えば約２１から約１００グラム／平方メートルのような大きな坪量を有する弾性シートを使用してもよい。
【００４９】
通気性弾性フィルム３２は、好適には、水蒸気透過性ポリマーから作られ、以下で説明する「Ｍｏｃｏｎ」ＷＶＴＲ試験手順を用いて、約５００グラム／平方メートル−２４時間を超えるか、好適には約７５０から５０，０００グラム／平方メートル−２４時間の範囲か、より好適には約１，０００から４０，０００グラム／平方メートル−２４時間の範囲の水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）を有するべきである。ＷＶＴＲは、フィルムの厚み及びポリマーの種類の両方の関数である。有用なフィルム厚みの範囲に亘って必要なＷＶＴＲを示す好ましいフィルムには、以下に限定されないが、熱可塑性ポリウレタン、ポリエーテルアミド、ポリエステルエラストマー、及び、それらの組合せが含まれる。エラストマー熱可塑性ポリウレタン、ポリエーテルアミド、及び、ポリエステルエラストマーのいくつかの例は上述のように列挙されており、「ＲＥＢＡＸ（登録商標）」ポリエーテルブロックアミド及び「ＨＹＴＲＥＬ（登録商標）」ポリエステルを含む。
【００５０】
水蒸気透過性を有することに加えて、通気性弾性フィルム３２は、その水蒸気の透過を実質的に損なうほど厚くてはならない。通気性ポリマーを使用して作られた一体構造フィルムに関しては、フィルムの特定の組成物のＷＶＴＲは、その厚みに対してほぼ逆比例する。従って、上記で列挙した範囲よりも幾分小さい水蒸気透過性を有するポリマーは、適切な水蒸気透過を得るためにより薄いフィルムに作られるべきである。例えば、水蒸気透過性フィルムは、フィルムの強度及びポリマーの水蒸気透過性により、厚みが約２５．４ミクロンよりも小さいか、又は、約１２．７ミクロンよりも小さいか、又は、約７．６２ミクロンよりも小さいとすることができる。
【００５１】
水蒸気透過性ポリマーフィルムは、そのポリマーにより、架橋されるか又は熱可塑性とされる場合がある。架橋は、フィルムをオーブンに入れるなどして熱処理を加えることにより達成することができる。ポリウレタンは、熱可塑性でも架橋されてもよい。ポリエーテルアミド及びポリエステルエラストマーは、一般的に熱可塑性である。
透過性の弾性フィルム３２はまた、それが２つ又はそれ以上の個々の密着ウェブ又はフィルムを含むという点で多層材料とすることができる。更に、通気性弾性フィルム３２は、１つ又はそれ以上の層が弾性及び非弾性繊維又は微粒子の混合物を含む多層材料としてもよい。
【００５２】
積層体４０の表面材料１２の構成要素は、通常は隙間があり多孔性であって、積層体４０の通気性に顕著に影響を及ぼさない。換言すると、フィルム３２の水分の通気性が積層体４０の通気性を決めるはずである。しかし、積層体４０の通気性を顕著に乱さない技術を用いてフィルム３２と表面材料１２とを互いに結合するように注意すべきである。接着剤が使用される場合は、その接着剤は、全フィルム面積の一部分のみを覆うべきであり、できるだけ薄く塗布されるべきである。例えばポリウレタンフィルムをスパンボンドウェブに取り付けるための好ましい接着剤は、米国マサチューセッツ州ブリッジウォーター所在のショーマット・ミルズから入手できる反応性ポリウレタン系接着剤である。接着剤は、使用される時には、坪量が約１０．０グラム／平方メートル（ｇｓｍ）よりも小さいか、好適には約５．０ｇｓｍよりも小さいか、最も好適には約１．０ｇｓｍよりも小さい坪量で塗布されるべきである。接着剤自身が非常に水分透過性でなければ、接着剤は、好適にはフィルム表面の約７５％を超えない部分を覆うべきである。更に、使用される結合法がどのような種類の結合法であっても、それが粘着的、熱的、又は、他のいかなる種類にも関わらず、その結合は、適切には不連続であり、それにより表面材料１２は、複数の間隔の空いた位置でフィルム３２に結合される。この不連続結合は、特にフィルム３２がエラストマー性であり表面材料１２が引伸ばし可能あるがそれ自体は収縮しない時、連続的結合がするように各層の同時の動きを妨げたり又は限定したりしない。
【００５３】
熱的結合法が用いられる時、結合条件は、表面材料１２が不必要に圧縮されるか又は互いに融合されず、フィルム３２が水分の通気性を顕著に損なう方法で損傷又は変形されないようなものであるべきである。熱的カレンダー結合は好ましい技術であり、約２５％よりも小さい全界面面積、好ましくは約２０％よりも小さい全界面面積、最も好ましくは約１５％よりも小さい全界面面積でウェブ１２とフィルム３２とを互いに付着させる間隔の空いた結合パターンが使用される。図３には、例えば正弦曲線結合パターン５８が示されている。このパターン５８は、平方インチ当り約７５個のピンを有し、各ピンの直径は約０．０５９インチであって、約２０．５％の結合表面積をもたらす。
【００５４】
熱的結合に関しては、材料又は少なくともその結合部位が加熱結合に対して加熱される温度は、１つ又は複数の加熱ロール又は他の熱供給装置の温度のみならず、材料の加熱表面での滞留時間、材料の坪量、及び、その比熱及び熱伝導度にも依存することになるのを当業者は理解するであろう。しかし、本明細書に含まれる開示内容を鑑みると、所定の材料の組合せに対しては、満足な結合を達成するのに必要な処理条件は、当業者が容易に判断することができる。
表面材料１２とフィルム３２とを互いに結合する別の好適な方法には、フィルム３２が溶融状態で表面材料１２上に薄膜状に押出される押出コーティング工程が含まれる。
【００５５】
表面材料１２の元の寸法と引張力を加えた後の寸法との間の関係が、複合二軸弾性引伸ばし性の通気性材料４０の引伸ばし性の概略の限界を決める。表面材料１２は、例えば機械方向及び機械交差方向のような方向に引伸ばされ、かつその引伸ばされない寸法まで戻ることができるので、複合二軸弾性引伸ばし性の通気性材料４０は、表面材料１２とほぼ同じ方向に引伸ばし可能であることになる。
例えば、図４、図５、図６、及び、図７を参照すると、機械交差方向にその最初の幅の約１５０％、及び、機械方向にその最初の長さの約１５０％まで引伸ばすことができる複合二軸弾性引伸ばし性の通気性材料４０を調製することが必要な場合、例えば２５０センチメートルのような幅「Ａ」及び例えば４００センチメートルの長さ「Ｃ」を有する、概略的で必ずしも縮尺通りではない図４に示す表面材料の一片は、それが図５に示すように約１００センチメートルの幅「Ｂ」までネッキングして減らされ、約５００センチメートルの長さ「Ｄ」まで長くされるように引張力が加えられる。このネッキングされた材料は、次いで、本明細書において引用により組み込まれるモーマンに付与された米国特許第４，９６５，１２２号に教示されているような可逆的にネッキングされたスパンボンドを作るためにヒートセットされる。図５に示された表面材料は、上述のように約５００センチメートルの長さ「Ｄ」を有し、図６に示すように、約２００センチメートルの長さ「Ｅ」までしぼ寄せされるか又は他の方法で収縮される。図６に示す得られた表面材料は、次に、少なくとも２５０センチメートルの幅まで引伸ばし可能な約１００センチメートルの幅に有し、少なくとも５００センチメートルの長さまで引伸ばし可能な約２００センチメートルの長さを有する通気性弾性フィルム（図示せず）に接合される。概略的で必ずしも縮尺通りではない図７に示す得られた複合二軸弾性引伸ばし性の通気性材料は、約１００センチメートルの幅「Ｂ」を有して、少なくとも、約１５０％の機械交差方向の伸びである表面材料の元の２５０センチメートル幅「Ａ」まで引伸ばし可能であり、また、約２００センチメートルの長さ「Ｅ」を有して、少なくとも、約１５０％の機械方向の伸びである長くなった表面材料の５００センチメートルの長さ「Ｄ」まで引伸ばし可能である。この例で見られるように、通気性フィルムの弾性限界は、複合二軸弾性引伸ばし性の通気性材料の最小必要弾性限界と同じ大きさであることだけが必要である。
【００５６】
好適な態様においては、本発明の二軸弾性引伸ばし性の通気性積層体は、機械方向に約５０％を越えて引伸ばすことができ、より好適には約７０％から２００％の間、最も好適には約１００％から１５０％の間で引伸ばすことができる。同様に、機械交差方向における積層体の引伸ばし性は、好適には、機械交差方向に約５０％を越え、より好適には約７０％から２００％の間、最も好適には約１００％から１５０％の間である。この積層体は、機械方向及び機械交差方向の両方において、収縮に際して好適にはその伸びの少なくとも４０％を回復し、より好適にはその伸びの少なくとも５０％を回復する。弾性張力は、フィルム構成要素の種類及び坪量によって一般に判断されるが、上面材の種類及び積層方法が、得られた積層体の引張り特性、永久変形、及び、ヒステリシス特性に影響を与える可能性がある。結果として、機械方向及び機械交差方向の特性は、使用される上面材の種類及び積層技術によって変更することができる。好適な態様においては、非常に「均等な」積層体、すなわち、機械方向及び機械交差方向に同様な弾力特性を有する積層体を形成することができる。
【００５７】
説明のために与えられた上述の実施形態の詳細は、本発明の範囲を限定するように解釈されるべきではないことが認められるであろう。本発明の数例の例示的実施形態のみが詳細に上述の通り説明されたが、本発明の新規な教示及び利点から実質的に逸脱することなく例示的な実施形態に多くの変更が可能であることを当業者は容易に認めるであろう。従って、全てのそのような変更は、特許請求の範囲とその全ての均等物とで規定された本発明の範囲に含まれるものとする。更に、いくつかの実施形態、特に好ましい実施形態の全ての利点を達成していない多くの実施形態を考えることができるが、特定の利点の欠如のためにこのような実施形態が本発明の範囲外であると必ず意味するようには解釈されないことが認識される。
【００５８】
水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）の試験手順
本発明のフィルム又は積層体材料のＷＶＴＲ（水蒸気透過率）値を判断するための適切な技術は、本明細書において引用により組み込まれる、「ガードフィルム及び蒸気圧センサを用いた不織及びプラスチックフィルムを通過する水蒸気透過率の標準試験法」という名称の番号ＩＳＴ−７０．４−９９を有するＩＮＤＡ（不織布工業協会）により規格化された試験手順である。このＩＮＤＡ手順は、水蒸気に対するフィルムの透水性であるＷＶＴＲ、及び、均質材料に関しては水蒸気透過係数の測定法を準備する。
【００５９】
ＩＮＤＡ試験方法は公知であり、本明細書で詳細には説明しない。しかし、以下のように試験手順を要約する。乾燥チャンバが、永久ガードフィルム及び試験されるサンプル材料によって既知の温度及び湿度を有する湿潤チャンバから分離される。ガードフィルムの目的は、明確な空隙を形成し、空隙が特徴付けされる間の空隙内の空気を静める又は静止させることである。乾燥チャンバ、ガードフィルム、及び、湿潤チャンバは、試験フィルムが内部に密閉された拡散セルを構成する。サンプル保持器は、米国ミネソタ州ミネアポリス所在のモーコン／モダン・コントロールズ・インコーポレーテッドによって製作された「パーマトラン−Ｗ 型式１００Ｋ」として公知である。最初の試験は、ガードフィルムと１００％の相対湿度を発生する蒸発器アセンブリの間の空隙とのＷＶＴＲから成っている。水蒸気は、空隙とガードフィルムとを通って拡散し、次に、水蒸気濃度に比例する乾燥気体流と混合する。電気信号が処理のためにコンピュータに経路指定される。コンピュータは、空隙及びガードフィルムの透過率を計算し、更なる使用のためにその値を記憶する。
【００６０】
ガードフィルム及び空隙の透過率は、コンピュータに「ＣａｌＣ」として記憶される。次いで、サンプル材料が試験セルに密閉される。再び水蒸気が空隙を通ってガードフィルム及び試験材料まで拡散し、次に、試験材料を一掃する乾燥気体流と混合する。また、この混合物は、再び蒸気センサまで運ばれる。コンピュータは、次に、空隙、ガードフィルム、及び、試験材料の組合せの透過率を計算する。この情報は、次に、試験材料を通って水分が透過される透過率を次式に従って計算するために使用される。
ＴＲ-1試験材料＝ＴＲ-1試験材料、ガードフィルム、空隙−ＴＲ-1ガードフィルム、空隙
【００６１】
計算
ＷＶＴＲ：ＷＶＴＲの計算は次の公式を用いる。
ＷＶＴＲ＝Ｆｐsat（Ｔ）ＲＨ／Ａｐsat（Ｔ）（１−ＲＨ）
ここで、以下を用いる。
Ｆ＝立方センチメートル／分で示した水蒸気の流量、
ｐsat（Ｔ）＝温度Ｔの飽和空気における水の密度、
ＲＨ＝セル内の特定位置での相対湿度、
Ａ＝セルの断面積、及び
ｐsat（Ｔ）＝温度Ｔでの水蒸気の飽和蒸気圧。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】多方向に弾力性をもたらし、制御されたレベルの通気性を有する複合布様流体障壁を形成するための例示的工程を示す概略図である。
【図２】多方向に弾力性をもたらし、制御されたレベルの通気性を有する複合布様流体障壁を形成するための例示的な工程を示す別の概略図である。
【図３】正弦曲線結合パターンを示す図である。
【図４】引張り及びネッキングを行う前の例示的な表面材料の平面図である。
【図５】機械方向にネッキングされた例示的な表面材料の平面図である。
【図６】機械交差方向にネッキングされた例示的な表面材料の平面図である。
【図７】機械交差方向及び機械方向に部分的に引伸ばされた時の例示的な複合材料の平面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１２ 不織表面材料
１４ 供給ロール
１６ ニップ
１８ 駆動ローラ構成
２０ 駆動ローラ
２４ ニップ
２６ 結合ローラ構成
２８ 結合ローラ
３２ 通気弾性フィルム
３４ 供給ロール
４０ 通気性積層体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多重方向に弾力性を与え、制御されたレベルの通気性を有する布様の流体障壁に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸収性物品の外側カバーを作製するのに使用される材料については、種々の材料特性のうちのいくつかが必要である。例えば、ズボン様衣類では、縦方向の適合性が衣類の股部分のたるみや膨らみを防止するので、機械方向の引伸ばし性が必要である。同様に、横方向の適合性は、着用者の尻部周りの心地よい快適なフィット性を維持するので、機械交差方向の引伸ばし性が必要である。更に、全方向の引伸ばし性、より具体的には弾力性は、製品に弾性構成要素を付加する必要性を排除する。
【０００３】
通気性は、吸収性物品において特に必要な材料特性である。通気性フィルム及び積層体は、おむつ又は同様な吸収性衣類に使用された時、非通気性のフィルム及び積層体で作られたそのような衣類に比較して衣類内部の相対湿度及び温度を低下させる。
流体障壁は、吸収性物品の本質的に必要な材料特性である。流体障壁は、吸収性衣類の表面から着用者の衣服上まで透過する液体を阻むように作用する。
布様の美観は、吸収性物品の外側カバーに関して特に必要な更に別の材料特性である。布様の感触及び外見を有する材料は、着用者及び介護人の両方に対して吸収性物品をより快適にする。更に、布様材料は、吸収性物品に使用された非布様材料に通常ありがちな擦る雑音を低減又は排除する傾向がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
当業技術では組み合わせた特性を有する様々な種類の材料が公知である。例えば、引伸ばし結合積層体（ＳＢＬ）は、機械方向に引伸ばし可能で通気性を有する複合材をもたらすが、これらは流体障壁及び機械交差方向の引伸ばし性を有しない。より最近のネッキング結合積層体は、機械交差方向に引伸ばし可能な流体障壁をもたらすが、これらは機械方向に引伸ばし可能ではない。他の複合材は、布様で通気性障壁であると主張するが、それらは機械方向又は機械交差方向の何れかに引伸ばされない。
【０００５】
１９９２年５月１９日にモーマンに付与された米国特許第５，１１４，７８１号は、少なくとも２方向に引伸ばすことができる積層体を開示している。この積層体は、可逆的にネッキングした材料と弾性シートとを含む。
１９９２年５月２６日にモーマンに付与された米国特許第５，１１６，６６２号はまた、少なくとも２方向に引伸ばすことができる積層体を開示している。この積層体は、ネッキングした材料及び弾性シートを含む。
【０００６】
１９９９年３月１６日にモーマン他に付与された米国特許第５，８８３，０２８号はまた、少なくとも２方向に引伸ばすことができる積層体を開示している。この積層体は、機械交差方向にネッキングした不織材料を、機械方向に引伸ばされた水蒸気可溶性フィルムに付着させることによって形成される。
単一の複合材における多様な特性、すなわち、高通気性、流体障壁、布様の美観、及び、二軸引伸ばし性をもたらす材料に対する必要性又は要望が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、おむつ及び他のパーソナルケア製品のための外側カバーとして有用な、高通気性、流体障壁、布様の美観、及び、二軸弾性引伸ばし性を有する材料に関する。この材料は、機械方向及び機械交差方向に引伸ばし可能な不織表面材料に積層された通気性弾性フィルムから形成された積層体である。
このフィルムは、本質的に通気性を有する弾性ポリマー（例えば、細孔を有しない一体構造フィルム）から作り出すことができ、又は、任意の弾性ポリマーから作られた微孔性フィルムとすることができる。好適なフィルムは、約５から２０グラム／平方メートルであって本質的に非常に軽量であり、以下に説明する「Ｍｏｃｏｎ」のＷＶＴＲ試験手順を用いて約１，０００から４０，０００グラム／平方メートル−２４時間の範囲の水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）として表される通気性をもたらすことができる。好適で本質的に通気性を有するフィルムは、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）族、ポリエーテルアミド族、又は、ポリエステルエラストマー族のポリマーを含むことができる。
【０００８】
機械方向及び機械交差方向に伸張可能な不織表面材料は、繊維性不織材料を機械方向に引伸ばし、機械交差方向にネッキング（及び、伸張性）を生じさせることにより提供することができる。代替的に、この不織材料は、材料を機械交差方向に引伸ばすことができるように機械交差方向に不連続に結合された繊維の非常に緩い集合とすることができる。機械交差方向の伸張性を付与された同様な不織材料は、機械方向の伸張性を生じさせるように機械方向に捲縮又はしぼ寄せすることができる。積層体の二軸弾力性はまた、機械交差方向に伸張可能な不織表面材を機械方向に予め引伸ばされた弾性フィルムに積層し、得られた複合材を収縮させ、それによって復元可能な機械方向及び機械交差方向の弾力性を生じさせることにより達成することができる。
【０００９】
不織表面材料はまた、機械方向及び機械交差方向の弾力特性を与える弾性ポリマーを用いて作製することができる。このことは、弾性繊維マトリックスを作り出す、熱可塑性エラストマーから製造されたスパンボンド不織材によって実証することができる。この用途に好適なポリマーは、エチレン−アルファ・オレフィンコポリマーのようなシングルサイト触媒によるエラストマー、及び、熱可塑性ポリウレタンなどとすることができる。
フィルム及び不織表面材料は、押出しコーティングを通じて熱的に、又は、接着剤を用いるなどにより、互いに結合することができる。最適化された層及び処理法が使用された時には、非常に「均等な」積層体、すなわち、機械方向及び機械交差方向に同様な弾力特性を有する積層体が得られる。
【００１０】
上述の内容に鑑みて、二軸弾性引伸ばし、布様の美観、及び、流体障壁を有する通気性積層体を提供することが本発明の特徴及び利点である。
広範囲の様々なおむつ用外側カバー、他のパーソナルケア製品、手術用上着、及び、他の通気性用途に有用な改良された通気性積層体を提供することもまた本発明の特徴及び利点である。
本発明の上記及び他の特徴及び利点は、現時点の好ましい実施形態に対する以下の詳細説明を実施例及び図面と併せて読むことにより更に明らかになるであろう。
【００１１】
定義
本明細書に関する範囲において、以下の各用語又は熟語は、次の１つ又は複数の意味を含むものとする。
「二軸弾性引伸ばし性」は、互いに直交する２方向における引伸ばし性、例えば、機械方向及び機械交差方向における引伸ばし性を意味する。
「結合された」とは、２つの要素の接合、接着、接続、又は、付着などを意味する。２つの要素は、それらが直接互いに結合されるか、又は、各々が直接に中間要素に結合された時のように間接的に互いに結合された時、互いに結合されたとみなすことになる。
【００１２】
「機械交差方向」は、布地が製造される方向の布地の長さを意味する「機械方向」に対して、布地が製造される方向とほぼ垂直な方向における布地の幅を意味する。
「弾力性の」、「弾力性を持たせた」、及び、「弾力性」は、材料又は複合材に変形を引き起こした力が取り除かれた後、その元の大きさ及び形状を回復しようとする材料又は複合材の特性を意味する。
【００１３】
「エラストマー性の」とは、弛緩時の長さの少なくとも５０％だけ伸びることができ、加えられた力が解かれると、その伸びの少なくとも４０％が回復することになる材料又は複合材を意味する。エラストマー性材料又は複合材は、その弛緩時の長さの少なくとも１００％、より好ましくは、少なくとも３００％だけ伸びることが可能であり、加えられた力が解かれるとその伸びの少なくとも５０％が回復することが一般的に好ましい。
【００１４】
「フィルム」は、キャストフィルム又はブローンフィルム押出工程のような、フィルム押出及び／又は成形工程を用いて製造された熱可塑性又は熱硬化性フィルムを意味する。本発明の目的に対しては、この用語は、一体構造（無孔性）フィルム、及び、液体障壁として作用する通気性の微孔性フィルムを含む。
「層」は、単数形で使用された時、単一要素又は複数要素の２重の意味を有することができる。
【００１５】
「液体不透過性」は、層又は多層積層体の説明に使用される時、尿のような液体が、通常の使用条件の下で液体接触の点において層又は積層体の平面とほぼ垂直な方向に層又は積層体を通過しないことを意味する。液体又は尿は、液体不透過層又は積層体の平面と平行に拡がるか又は移送される場合があるが、これは、本明細書で用いられる場合には「液体不透過性」の意味に含まれるとは見なされない。
「機械方向」は、布地が製造される方向の布地の長さを意味し、この機械方向とほぼ垂直な方向の布の幅を意味する「機械交差方向」に対するものである。
【００１６】
「メルトブローン繊維」は、溶融熱可塑性材料を、複数の細い通常円形のダイ毛管を通して、収束する高速加熱気体（例えば空気）の流れの中に溶融糸又はフィラメントとして押し出すことによって形成された繊維を意味し、この高速加熱気体の流れが、溶融熱可塑性材料のフィラメントを細くし、その直径を場合によってはマイクロ繊維の直径にまで減少させる。その後、メルトブローン繊維は、高速気体流により運ばれて捕集面に堆積し、不規則に分散したメルトブローン繊維のウェブを形成する。このような工程は、例えば、ブティン他に付与された米国特許第３，８４９，２４１号に開示されている。メルトブローン繊維は、連続又は不連続としてもよく、一般に約０．６デニールよりも小さく、捕集面に堆積する時は一般に自己結合するマイクロ繊維である。本発明で用いるメルトブローン繊維は、長さが実質的に連続的であるとしてもよい。
【００１７】
「不織材」及び「不織ウェブ」とは、繊維の織り又は編み工程の助けを借りずに形成された繊維性材料及び繊維性材料のウェブを意味する。
「ポリマー」には、以下に限定されないが、ホモポリマー、例えば、ブロック、グラフト、不規則、及び、交互コポリマーのようなコポリマー、ターポリマーなど、及び、それらの配合物及び修飾物が含まれる。更に、特に断らない限り、「ポリマー］という用語は、その材料の全ての可能な幾何学的構成を含むものとする。このような構成には、以下に限定されないが、アイソタクチック、シンジオタクチック、及び、アタクチック対称が含まれる。
【００１８】
「スパンボンデッド繊維」とは、円形又は他の形態を有する紡糸口金の複数の細い毛管から溶融熱可塑性材料をフィラメントとして押し出し、次に、本明細書においてその全内容が引用により組み込まれる、例えば、アッペル他に付与された米国特許第４，３４０，５６３号、ドーシュナー他に付与された米国特許３，６９２，６１８号、マツキ他に付与された米国特許第３，８０２，８１７号、キニーに付与された米国特許第３，３３８，９９２号及び第３，３４１，３９４号、ハートマンに付与された米国特許第３，５０２，７６３号、ピーターセンに付与された米国特許第３，５０２，５３８号、及び、ドボ他に付与された米国特許第３，５４２，６１５号におけるように、押し出したフィラメントの直径を急速に減少させることによって形成された直径の小さな繊維を意味する。スパンボンド繊維は、急冷されて、捕集面上に堆積する時には一般にべとつかない。スパンボンド繊維は、ほぼ連続的であり、多くの場合に平均デニールが約０．３よりも大きく、より詳細には約０．６と１０との間である。
【００１９】
「引伸ばし可能」又は「伸張可能」とは、材料を破断することなく、少なくとも一方向に（その最初の（引伸ばされていない）長さの少なくとも１５０％まで）少なくとも５０％、適切には（その最初の長さの少なくとも１７０％まで）少なくとも７０％、望ましくは（その最初の長さの少なくとも２００％まで）少なくとも１００％だけ材料を引伸ばすことができることを意味する。この用語は、弾性材料、及び、引伸ばされるがあまり収縮しない材料を含む。
【００２０】
「超吸収材」又は「超吸収性材料」とは、水膨潤性で水不溶性の有機又は無機材料であって、最も好ましい条件の下で、０．９重量％の塩化ナトリウムを含有する水溶液中でその重量の少なくとも約１５倍、より望ましくは、その重量の少なくとも約３０倍を吸収することができるものを意味する。超吸収性材料は、天然、合成、及び、修飾天然のポリマー及び材料とすることができる。更に、超吸収性材料は、シリカゲルのような無機材料、又は、架橋ポリマーのような有機化合物とすることができる。
【００２１】
「表面」には、空気、気体、及び／又は、液体に対して透過又は不透過であるか否かに関わらず、あらゆる層、フィルム、織物、不織材、積層体、又は、複合材などが含まれる。
「熱可塑性の」とは、熱に露出されると柔らかくなり、室温まで冷えると柔らかくない状態まで実質的に戻る材料を表す。
これらの用語は、本明細書の残りの部分において、更に言葉を追加して定義される場合がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明は、布様の美観及び流体障壁を有する、二軸弾性引伸ばし性の通気性積層体に関する。本発明の材料は、使い捨て吸収性物品のための外側カバーとしての使用に特に適する。そのような適切な物品の例には、おむつ、トレーニングパンツ、失禁用製品、水着、又は、他のパーソナルケア又はヘルスケア衣類などが含まれる。
図１を参照すると、布様の美観及び流体障壁を有する二軸弾性引伸ばし性の通気性積層体４０を形成する工程が１０として概略的に示されている。不織表面材料１２は、供給ロール１４から巻き解かれ、供給ロール１４が方向を示す矢印の方向に回転すると、表面材料１２は、方向を示す矢印の方向に移動する。不織表面材料１２は、駆動ローラ２０及び２２で形成された駆動ローラ構成１８のニップ１６を通過し、次いで結合ローラ２８及び３０で形成された結合ローラ構成２６のニップ２４に向かって送られ、そこで材料１２は、通気性弾性フィルム３２と合わさってそれに結合される。
【００２３】
不織表面材料１２は、スパンボンドウェブとしてもよく、公知のスパンボンド工程によって形成することができる。不織材料１２はまた、メルトブローンウェブ、空気堆積ウェブ、ボンデッドカーデッドウェブ、又は、２つ又はそれ以上の不織層の積層体としてもよい。材料１２は、最初に供給ロールに保管されることなく、直接にニップ１６を通過させることができる。不織材料１２は、以下で更に説明するように機械方向及び機械交差方向の両方に伸張可能にすることができ、弾性であってもなくてもよい。不織表面材料１２は、本発明の積層体上に布様の感触及び外観を与える。
【００２４】
通気性弾性フィルム３２は、供給ロール３４から巻き解くことができ、供給ロール３４が方向を示す矢印の方向に回転する時、フィルム３２は、方向を示す矢印の方向に移動する。通気性弾性フィルム３２は、結合ローラ２８及び３０によって形成された結合ローラ構成２６のニップ２４を通過する。通気性弾性フィルム３２は、例えばフィルム押出工程のような押出工程によって形成されてもよく、最初に供給ロール上に保管されることなく、直接にニップ２４を通過させることができる。弾性フィルム３２は、以下で更に説明するように、不織材料１２に結合される前に一方向（例えば、機械方向）に引伸ばすことができる。
【００２５】
表面材料１２及び通気性弾性フィルム３２が結合ローラ構成２６のニップ２４に接近すると、結合装置３６は、表面材料１２を間隔を空けた複数の位置で通気性弾性フィルム３２に結合する。このように、表面材料１２及び通気性弾性フィルム３２が互いに結合されて結合ローラ構成２６を通過すると、布様の美観及び流体障壁を有する二軸弾性引伸ばし性の通気性積層体４０が形成される。積層体４０の二軸弾性引伸ばし性を達成するために、通気性フィルム３２は弾性を有し、表面材料１２は、二軸引伸ばし性を有する材料とすることができる。通気性弾性フィルム３２に結合された二軸引伸ばし性表面材料１２は、二軸弾性引伸ばし性の通気性積層体４０をもたらす。
【００２６】
上述のように、表面材料１２と通気性弾性フィルム３２とのいくつかの異なる組合せは、本発明の二軸弾性引伸ばし性の通気性積層体４０を製造するのに使用することができる。まず第１に、不織表面材料１２は、機械方向及び機械交差方向の両方に引伸ばし可能なエラストマー性スパンボンドウェブとすることができる。そのような表面材料１２が機械方向及び機械交差方向の両方にエラストマー性のフィルム３２に結合される時、二軸弾性引伸ばし性の通気性積層体４０が生成される。
【００２７】
表面材料１２と通気性弾性フィルム３２との第２の組合せは、機械方向にネッキングされ、それによって機械交差方向の引伸ばし性が材料１２に付与された不織表面材料１２である。代替的に、溝付きロール延伸工程を使用して、材料１２に機械交差方向引伸ばし性を付与することができる。ネッキングの工程は、本明細書において引用により組み込まれる、モーマンに付与された米国特許第５，２２６，９９２号に説明されている。ネッキングされた材料１２は、間隔を空けた複数の位置で、機械方向に予め引伸ばされた弾性フィルム３２に結合させることができる。ネッキングされた材料１２とフィルム３２とが結合された後、得られた複合材４０を収縮させることができ、それにより復元可能な機械方向及び機械交差方向の弾力性が生み出される。
【００２８】
表面材料１２と弾性フィルム３２との更に別の組合せでは、不織表面材料１２は、機械方向にネッキングされて機械交差方向の引伸ばし性が得られ、また、機械方向にしぼ寄せ又は捲縮されて機械方向の引伸ばし性が得られる。付与された機械方向及び機械交差方向の引伸ばし性を有する表面材料１２は、機械方向及び機械交差方向の両方にエラストマー性の弾性フィルム３２に結合させることができ、それによって、得られた積層体４０に機械方向及び機械交差方向の弾性を付与する。捲縮する技術は当業技術において公知である。しぼ寄せする技術は、例えば、本明細書において引用により組み込まれるコバヤシ他に付与された米国特許第４，８１０，５５６号で教示されている。基本的に、しぼ寄せ工程は、不織布を潤滑剤でコーティングする段階と、次に、コーティングされた布を駆動ロールと粗いサンドペーパー様表面を有するプレートとの間で押圧する段階とを伴う。不織布は、押圧によって生じる摩擦力により、布の移動方向に波状の形体でしわが寄せられる。
本明細書で用いられる場合、「機械交差方向」という用語は、材料が製造される方向の材料の長さを意味する「機械方向」に対して、材料が製造される方向にほぼ垂直な方向の材料の幅を意味する。ちなみに、図１及び図２において矢印４９は機械方向を表し、一方、図１及び図２における機械交差方向は、図の平面と基本的に垂直であり、従ってページの中に向ってページから出るように延びる。
【００２９】
図２に示された工程においては、表面材料１２は、スタックローラ２０及び２２に付けられた回転方向矢印によって示すような逆Ｓ字経路でＳ字ロール構成１８のニップ１６を通過する。表面材料１２は、Ｓ字ロール構成１８からネックローラ構成５２で形成された圧力ニップ５０を通過する。Ｓ字ロール構成１８のローラの周辺線速度は、Ｓ字ロール構成１８とネックロール構成５２の圧力ニップとの間で表面材料１２に張力がかかるように、ネックローラ構成５２のローラの周辺線速度よりも小さくなるように制御することができる。ローラの速度の差を調節することにより、表面材料１２に張力をかけることができ、それによって表面材料は、目標とする量でネッキングされ、次いでしぼ寄せ工程に従って潤滑剤でコーティングされて駆動ロール５４と粗いサンドペーパー様表面を有するプレート５６との間で押圧される。機械的に操作された機械方向及び機械交差方向の引伸ばし性を有する表面材料１２は、次に、それらが結合ローラ構成２６を通過する間に通気性弾性フィルム３２と接合され、二軸弾性引伸ばし性の通気性積層体４０を形成する。
図１及び図２の装置と共に利用し得る従来型の駆動装置及び他の従来型装置は公知であり、明快さのために図１及び図２の概略図には示されていない。
【００３０】
不織表面材料１２がネッキングされる場合、材料１２の繊維は、ネッキングに耐えることのできる密着したウェブ構造を形成するように繊維間結合によって接合されなければならない。繊維間結合は、個々のメルトブローン繊維間の交絡によって生み出すことができる。繊維の交絡は、メルトブローン工程には本来備わっているが、例えば水圧交絡法又はニードルパンチ法のような工程によって生み出すか又は増大させてもよい。代替的及び／又は追加的に、結合剤を使用して目標とする結合力を増大させることができる。スパンボンドウェブは、スパンボンド工程における繊維の熱的結合で生じる繊維間結合を有する。
【００３１】
好適な態様においては、表面材料１２は、熱可塑性エラストマーを含むスパンボンドウェブとすることができる。上述のように、表面材料１２は、機械方向及び機械交差方向に引伸ばし性とすることができる。例えば、表面材料１２は、一次側及び二次側を有する並列二成分スパンボンド繊維とすることができる。一次側は、ポリプロピレンを含むことができ、二次側は、可撓性ポリオレフィンのような、ポリプロピレンとは異なる方法で硬化するポリマーを含むことができる。有用なポリプロピレンには、例えば、エクソン・ケミカル・カンパニーから「エクソン３４４５」の商品名で入手できるポリプロピレン、及び、シェル・ケミカル・カンパニーから「ＤＸ ５Ａ０９」の商品名で入手できるポリプロピレンが含まれる。
【００３２】
表面材料１２は、例えば弾性繊維マトリックスを作り出す熱可塑性エラストマーから製造されたスパンボンド不織材のように、本質的に弾性を有することができる。弾性表面材料１２の調製に使用するのに適切な材料には、シェル・ケミカル・カンパニーから「ＫＲＡＴＯＮ（登録商標）」エラストマー樹脂の商品名で入手し得る、スチレン−イソプレン−スチレン、スチレン−ブタジエン−スチレン、スチレン−エチレン／ブチレン−エチレン、又は、スチレン−エチレン／プロピレン−スチレンを含む２ブロック、３ブロック、又は、多ブロックのエラストマー性コポリマーと、Ｅ・Ｉ・デュポン・デ・ネモア・カンパニーから「ＬＹＣＲＡ（登録商標）」ポリウレタンの商品名で入手できるものを含むポリウレタンと、アトー・ケミカル・カンパニーから「ＰＥＢＡＸ（登録商標）」ポリエーテルブロックアミドの商品名で入手できるポリエーテルブロックアミドを含むポリアミドと、Ｅ・Ｉ・デュポン・デ・ネモア・カンパニーから「ＨＹＴＲＥＬ（登録商標）」ポリエステルの商品名で入手できるものなどのポリエステルと、ダウ・ケミカル・カンパニーから「ＡＦＦＩＮＩＴＹ（登録商標）」の商品名で入手できる、約０．８９グラム／立方センチメートルよりも小さい密度を有するシングルサイト又はメタロセン触媒によるポリオレフィンとが含まれる。
【００３３】
本発明に有用な弾性表面材料１２を調製するのに、いくつかのブロックコポリマーを使用することができる。そのようなブロックコポリマーは、一般的に、エラストマー性の中間ブロック部分と熱可塑性の末端ブロック部分とを含む。本発明に用いられるブロックコポリマーは、一般的に３次元の物理的架橋構造を有し、末端ブロック部分のガラス転移温度（Ｔ2）よりも下ではエラストマー性である。このブロックコポリマーはまた、それらが物理的性質の変化をほとんど又は全く起こすことなく（酸化分解を最小と仮定して）、数回に亘って溶融、成形、及び、再固化することができるという意味で熱可塑性である。
【００３４】
このようなブロックコポリマーを合成する１つの方法は、エラストマー性中間ブロック部分とは別に熱可塑性末端ブロック部分を重合させることである。中間ブロック部分及び末端ブロック部分が別々に形成された状態で、それらを連結させることができる。一般的に、中間ブロック部分は、例えば、ブタジエン及びイソプレンなどのようなジエン、及び、１、３、５−ヘプタトリエンなどのようなトリエンのような、ジ及びトリ不飽和Ｃ4−Ｃ10炭化水素を重合させることにより得ることができる。末端ブロック部分Ａが中間ブロック部分Ｂに接合された時、Ａ−Ｂブロックコポリマー単位が形成され、その単位を種々の技術により又は種々のカップリング剤Ｃで連結してＡ−Ｂ−Ａのような構造を形成することができ、これは、互いにテール・ツー・テールのＡ−Ｂ−Ｃ−Ｂ−Ａ配置に接合された２つのＡ−Ｂブロックを含むと考えられている。同様な技術により、Ｃをハブ又は中心多官能性カップリング剤、ｎを２よりも大きい数とした化学式（Ａ−Ｂ）nＣを有する放射状ブロックコポリマーを形成することができる。カップリング剤の技術を用いる時は、Ｃの官能性がＡ−Ｂの分枝の数を決める。
【００３５】
末端ブロック部分Ａは、ポリスチレンのような平均分子量１，０００から６０，０００を有するポリ（ビニルアレーン）を一般的に含む。中間ブロック部分Ｂは、平均分子量約５，０００から約４５０，０００を有する、ポリイソプレン、エチレン／プロピレン・ポリマー、エチレン／ブチレン・ポリマー、ポリブタジエンなど、又は、それらの混合物のような実質的にアモルファスなポリオレフィンを一般的に含む。ブロックコポリマーの全分子量は、好適には約１０，０００から約５００，０００であり、より好適には約２００，０００から約３００，０００である。ブロックコポリマーの中間ブロック部分のいかなる残留不飽和部分も選択的に水素化することができ、それによってブロックコポリマーのオレフィン性二重結合の含量は、残存割合が５％よりも少なく、好適には約２％よりも少なくなるように低減させることができる。このような水素化は、酸化分解に対する感受性を低減させる傾向があり、エラストマー性に関して有益な効果を有することができる。
【００３６】
本発明に使用される適切なブロックコポリマーは、少なくとも２つの実質的にポリスチレンの末端ブロック部分と、少なくとも１つの実質的にエチレン／ブチレンの中間ブロック部分とを含む。一例として、エチレン／ブチレンは、そのようなブロックコポリマーにおける反復する単位の主要な量を一般的に構成することができ、ブロックコポリマーの例えば７０重量％又はそれ以上を構成することができる。ブロックコポリマーは、３つ又はそれ以上のアームを有することができ、例えば、４、５、又は、６つのアームで良好な結果を得ることができる。必要に応じて、中間ブロック部分は水素化することができる。
【００３７】
Ａ−Ｂ−Ａ、又は、Ａ−Ｂ−Ａ−Ｂ−Ａなどのような線状ブロックコポリマーは、末端ブロック含量を基準にして適切に選択され、より大きい末端ブロックが好ましい。ポリスチレン−エチレン／ブチレン−ポリスチレン・ブロックコポリマーについては、約１２から約３０重量％のような、約１０重量％を超えるスチレン含量が好適である。より高いスチレン含量を用いると、ポリスチレン末端ブロック部分は、一般的に比較的大きな分子量を有する。そのような線状ブロックコポリマーの市販されている例は、スチレン単位を約１３重量％含有して基本的に残りがエチレン／ブチレン単位であるスチレン−エチレン／ブチレン−スチレン・ブロックコポリマーであり、「ＫＲＡＴＯＮ（登録商標）Ｇ１６５７」エラストマー樹脂の商品名でシェル・ケミカル・カンパニーから市販されている。「ＫＲＡＴＯＮ（登録商標）Ｇ１６５７」エラストマー樹脂の典型的な特性は、３４００ポンド／平方インチ（２×１０6キログラム／平方メートル）の引張強さ、３５０ポンド／平方インチ（１．４×１０5キログラム／平方メートル）の３００％引張応力、破断時の７５０％の伸び、６５のショアＡ硬度、及び、トルエン溶液中で２５重量％の濃度の時に室温で約４２００センチポアズの「ブルックフィールド」粘度を含むと報告されている。別の好適なエラストマーである「ＫＲＡＴＯＮ（登録商標）Ｇ２７４０」は、粘着付与剤及び低密度ポリエチレンと配合されたスチレンブタジエンブロックコポリマーである。
【００３８】
また、他の適切なエラストマー性ポリマーを使用して弾性表面材料１２を製造してもよい。これらには、以下に限定されないが、約０．８９グラム／立方センチメートルよりも小さい密度を有するエラストマー性（シングルサイト又はメタロセン触媒による）ポリプロピレン、ポリエチレン、及び、他のアルファ−オレフィンのホモポリマー及びコポリマーと、エチレン酢酸ビニルコポリマーと、エチレン−プロピレン、ブテン−プロピレン、及び、エチレン−プロピレン−ブテンの実質的にアモルファスなコポリマー及びターポリマーとが含まれる。
【００３９】
メタロセン触媒によるエラストマー性ポリマーは比較的新しく、現時点で好ましいものであろう。ポリオレフィンを製造するためのメタロセン処理は、共触媒によって活性化される（すなわち、イオン化される）メタロセン触媒を使用する。
メタロセン触媒を用いて生成されたポリマーは、狭い分子量分布を有する。「狭い分子量分布のポリマー」とは、約３．５よりも小さい分子量分布を示すポリマーを意味する。当業技術で公知のように、ポリマーの分子量分布とは、ポリマーの数量平均分子量に対するポリマーの重量平均分子量の比である。分子量分布を判断する方法は、「高分子科学及び工学事典」第３巻、２９９〜３００ページ（１９８５年）に説明されている。狭い分子量分布のポリオレフィンの例には、メタロセン触媒によるポリオレフィン、シングルサイト触媒によるポリオレフィン、及び、上述の幾何学的に拘束された触媒によるポリオレフィンが含まれる。当業技術で公知のように、メタロセン触媒によるポリオレフィン及び幾何学的に拘束された触媒によるポリオレフィンは、シングルサイト触媒によるポリマーの一種と呼ばれることがある。メタロセンで生成したポリマーについては、３．５よりも小さく、更に２よりも小さい多分散性（Ｍw／Ｍn）が可能である。これらのポリマーはまた、他の点では同様のチーグラー・ナッタ法で生成されたポリマーと比較すると狭い短鎖分枝分布を有する。
【００４０】
メタロセン触媒には、とりわけ、ビス（ｎ−ブチルシクロペンタジエニル）チタニウム・ジクロライド、ビス（ｎ−ブチルシクロペンタジエニル）ジルコニウム・ジクロライド、ビス（シクロペンタジニエル）スカンジウム・クロライド、ビス（インデニル）ジルコニウム・ジクロライド、ビス（メチルシクロペンタジニエル）チタニウム・ジクロライド、ビス（メチルシクロペンタジニエル）ジルコニウム・ジクロライド、コバルトセン、シクロペンタジニエルチタニウム・トリクロライド、フェロセン、ハフノセン・ジクロライド、イソプロピル−（シクロペンタジニエル1−１−フルオレニル）ジルコニウム・ジクロライド、モリブドセン・ジクロライド、ニケロセン、ニオボセン・ジクロライド、ルテノセン、チタノセン・ジクロライド、ジルコノセン・クロライド・ハイドライド、ジルコノセン・ジクロライドが含まれる。このような化合物の更に完全なリストは、ローゼン他に付与されてダウ・ケミカル・カンパニーに譲渡された米国特許第５，３７４，６９６号に含まれている。このような化合物はまた、スチーブンス他に付与されて同じくダウに譲渡された米国特許第５，０６４，８０２号で検討されている。
【００４１】
メタロセン処理、特にその触媒及び触媒サポートシステムは、いくつかの特許の対象になっている。カミンスキー他に付与された米国特許第４，５４２，１９９号は、Ｍｅを遷移金属、Ｈａｌをハロゲン、Ｒをシクロペンタジニエル又はＣ１からＣ６のアルキルラジカル又はハロゲンとした一般式（シクロペンタジニエル）２ＭｅＲＨａｌを有するメタロセン触媒がポリエチレンを形成するのに使用されている方法を説明している。ラポアンテ他に付与されてダウ・ケミカルに譲渡された米国特許第５，１８９，１９２号は、金属中心酸化を通じて付加重合触媒を調製する工程を説明している。エクソン・ケミカル・パテンツ・インコーポレーテッドに付与された米国特許第５，３５２，７４９号は、流動床においてモノマーを重合する方法を説明している。米国特許第５，３４９，１００号は、キラルメタロセン化合物と、エナンチオ選択性ヒドリド移動でキラル中心を作り出すことによるその調製とを説明している。
【００４２】
共触媒は、最も一般的なメチルアルミノキサン（ＭＡＯ）と、他のアルキルアルミニウムと、トリス（ペンタフルオロフェニル）ホウ素、リチウム・テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ホウ素、及び、ジメチルアニリニウム・テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ホウ素などのホウ素含有化合物というような材料である。他の共触媒システム、又は、取扱い及び製品汚染の問題の理由からアルキルアルミニムを最少化又は更に排除する可能性については研究が継続されている。重要な点は、重合される１つ又は複数のモノマーとの反応のために、メタロセン触媒がカチオン形態に活性化又はイオン化されることである。
【００４３】
メタロセンポリマーの商業生産は、やや限定されているが増加を見せている。そのようなポリマーは、ポリプロピレン系ポリマーについては「ＥＸＸＰＯＬ（登録商標）」、及び、ポリエチレン系ポリマーについては「ＥＸＡＣＴ（登録商標）」の商品名で米国テキサス州ベイタウン所在のエクソン・ケミカル・カンパニーから入手可能である。米国ミシガン州ミッドランド所在のダウ・ケミカル・カンパニーは、「ＥＮＧＡＧＥ（登録商標）」の名称で市販されているポリマーを持っている。これらの材料は、非立体選択的メタロセン触媒を用いて生産されていると思われる。エクソンは、同社のメタロセン触媒技術を「シングルサイト」触媒と一般的に称するが、ダウは、同社の触媒を「ＩＮＳＩＧＨＴ（登録商標）」の名称の下で「幾何学的に拘束された」触媒と称し、それらを多重反応部位を有する従来のチーグラー・ナッタ触媒と区別している。フィナ・オイル、ＢＡＳＦ、アモコ、ヘキスト、及び、モービルのような他の製造業者もこの分野において活発であり、この技術で生成されるポリマーの利用可能性は、今後１０年間で十分に大きくなるであろう。
【００４４】
メタロセン系のエラストマー性ポリマーに関して、カミンスキー他に付与された米国特許第５，２０４，４２９号は、立体固定キラルメタロセン遷移金属化合物である触媒とアルミノキサンとを用いて、シクロオレフィン及び線状オレフィンから弾性コポリマーを生成し得る処理を説明している。この重合は、トルエンなどの脂肪族炭化水素系溶剤又は脂環式炭化水素系溶剤のような不活性溶媒内で行われる。この反応はまた、重合されるモノマーを溶媒として用いて気相中で起こすこともできる。ライ他に付与されてダウ・ケミカルに譲渡された「弾性を有する実質的に線状のオレフィンポリマー」という名称の米国特許第５，２７８，２７２号及び第５，２７２，２３６号は、特定の弾力特性を有するポリマーを説明している。ダウはまた、「ＥＮＧＡＧＥ（登録商標）」の商品名で一連のエラストマー性ポリオレフィンを商業生産している。
【００４５】
エラストマー性繊維は、実質的に連続か又はステープル長としてもよいが、実質的に連続であることが好ましい。実質的に連続なフィラメントは、ステープル長繊維と比べて、より良好なセルロース繊維及び超吸収性材料の閉じ込め性を示し、より良好な弾力復帰性を有し、液体のより良好な分配をもたらす。エラストマー性繊維は、スパンボンド工程、メルトブローン工程、又は、別の適切な工程を用いて製造することができる。エラストマー性繊維は、約１〜７５ミクロン、好ましくは約１〜４０ミクロン、より好ましくは約１〜３０ミクロンの平均直径を有することができる。
【００４６】
表面材料１２はまた、２つ又はそれ以上の異なる繊維の混合物か、又は、繊維及び微粒子の混合物から作られた複合材料としてもよい。そのような混合物は、繊維及び／又は微粒子をメルトブローン繊維が運ばれている気体流に添加することにより形成することができ、それによって、メルトブローン繊維と他の材料、例えば、木材パルプ、ステープル長繊維、及び、例えば一般的に超吸収性材料と呼ばれる親水コロイド（ヒドロゲル）粒子のような微粒子との密接な交絡混合がメルトブローン繊維の収集装置上への収集前に起き、不規則に分散されたメルトブローン繊維と、本明細書においてその開示内容が引用により組み込まれる米国特許第４，１００，３２４号で開示されているような他の材料との密着したウェブを形成する。
【００４７】
通気性弾性フィルム３２は、好適には、液体不透過性で水蒸気透過性であり、それによって液体に対する明確な障壁がもたらされ、その一方で水蒸気が通過することを可能にする。適切な液体不透過性フィルムは、米国バージニア州ニューポートニューズ所在のハンツマン・パッケージングから市販されている０．２ミリメートルのポリエチレンフィルムである。適切な「通気性」材料は、微孔性ポリマーフィルムか、又は、コーティングされるか又は他の方法で処理されて目標とするレベルの液体不透過性を付与された不織布から構成される。適切な微孔性フィルムは、日本東京所在の三井東圧化学から市販されている「ＰＭＰ−１」フィルム材料、又は、米国ミネソタ州ミネアポリス所在の３Ｍ・カンパニーから市販されている「ＸＫＯ−８０４４」ポリオレフィンフィルムである。通気性弾性フィルム３２は、エンボス加工及び／又はマット仕上げされて、より布様の外観を与えることができる。
【００４８】
通気性弾性フィルム３２は、好適には、微孔性エラストマーのようなエラストマー性ポリマーを含む。通常は、そのような通気性の弾性フィルム３２は、約５から２０グラム／平方メートルの範囲の坪量を有する軽量のものである。低い坪量のフィルムは、より高い通気性と経済的な理由から有利であり、使い捨て製品に特に有用である。更に、例えば約２１から約１００グラム／平方メートルのような大きな坪量を有する弾性シートを使用してもよい。
【００４９】
通気性弾性フィルム３２は、好適には、水蒸気透過性ポリマーから作られ、以下で説明する「Ｍｏｃｏｎ」ＷＶＴＲ試験手順を用いて、約５００グラム／平方メートル−２４時間を超えるか、好適には約７５０から５０，０００グラム／平方メートル−２４時間の範囲か、より好適には約１，０００から４０，０００グラム／平方メートル−２４時間の範囲の水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）を有するべきである。ＷＶＴＲは、フィルムの厚み及びポリマーの種類の両方の関数である。有用なフィルム厚みの範囲に亘って必要なＷＶＴＲを示す好ましいフィルムには、以下に限定されないが、熱可塑性ポリウレタン、ポリエーテルアミド、ポリエステルエラストマー、及び、それらの組合せが含まれる。エラストマー熱可塑性ポリウレタン、ポリエーテルアミド、及び、ポリエステルエラストマーのいくつかの例は上述のように列挙されており、「ＲＥＢＡＸ（登録商標）」ポリエーテルブロックアミド及び「ＨＹＴＲＥＬ（登録商標）」ポリエステルを含む。
【００５０】
水蒸気透過性を有することに加えて、通気性弾性フィルム３２は、その水蒸気の透過を実質的に損なうほど厚くてはならない。通気性ポリマーを使用して作られた一体構造フィルムに関しては、フィルムの特定の組成物のＷＶＴＲは、その厚みに対してほぼ逆比例する。従って、上記で列挙した範囲よりも幾分小さい水蒸気透過性を有するポリマーは、適切な水蒸気透過を得るためにより薄いフィルムに作られるべきである。例えば、水蒸気透過性フィルムは、フィルムの強度及びポリマーの水蒸気透過性により、厚みが約２５．４ミクロンよりも小さいか、又は、約１２．７ミクロンよりも小さいか、又は、約７．６２ミクロンよりも小さいとすることができる。
【００５１】
水蒸気透過性ポリマーフィルムは、そのポリマーにより、架橋されるか又は熱可塑性とされる場合がある。架橋は、フィルムをオーブンに入れるなどして熱処理を加えることにより達成することができる。ポリウレタンは、熱可塑性でも架橋されてもよい。ポリエーテルアミド及びポリエステルエラストマーは、一般的に熱可塑性である。
透過性の弾性フィルム３２はまた、それが２つ又はそれ以上の個々の密着ウェブ又はフィルムを含むという点で多層材料とすることができる。更に、通気性弾性フィルム３２は、１つ又はそれ以上の層が弾性及び非弾性繊維又は微粒子の混合物を含む多層材料としてもよい。
【００５２】
積層体４０の表面材料１２の構成要素は、通常は隙間があり多孔性であって、積層体４０の通気性に顕著に影響を及ぼさない。換言すると、フィルム３２の水分の通気性が積層体４０の通気性を決めるはずである。しかし、積層体４０の通気性を顕著に乱さない技術を用いてフィルム３２と表面材料１２とを互いに結合するように注意すべきである。接着剤が使用される場合は、その接着剤は、全フィルム面積の一部分のみを覆うべきであり、できるだけ薄く塗布されるべきである。例えばポリウレタンフィルムをスパンボンドウェブに取り付けるための好ましい接着剤は、米国マサチューセッツ州ブリッジウォーター所在のショーマット・ミルズから入手できる反応性ポリウレタン系接着剤である。接着剤は、使用される時には、坪量が約１０．０グラム／平方メートル（ｇｓｍ）よりも小さいか、好適には約５．０ｇｓｍよりも小さいか、最も好適には約１．０ｇｓｍよりも小さい坪量で塗布されるべきである。接着剤自身が非常に水分透過性でなければ、接着剤は、好適にはフィルム表面の約７５％を超えない部分を覆うべきである。更に、使用される結合法がどのような種類の結合法であっても、それが粘着的、熱的、又は、他のいかなる種類にも関わらず、その結合は、適切には不連続であり、それにより表面材料１２は、複数の間隔の空いた位置でフィルム３２に結合される。この不連続結合は、特にフィルム３２がエラストマー性であり表面材料１２が引伸ばし可能あるがそれ自体は収縮しない時、連続的結合がするように各層の同時の動きを妨げたり又は限定したりしない。
【００５３】
熱的結合法が用いられる時、結合条件は、表面材料１２が不必要に圧縮されるか又は互いに融合されず、フィルム３２が水分の通気性を顕著に損なう方法で損傷又は変形されないようなものであるべきである。熱的カレンダー結合は好ましい技術であり、約２５％よりも小さい全界面面積、好ましくは約２０％よりも小さい全界面面積、最も好ましくは約１５％よりも小さい全界面面積でウェブ１２とフィルム３２とを互いに付着させる間隔の空いた結合パターンが使用される。図３には、例えば正弦曲線結合パターン５８が示されている。このパターン５８は、平方インチ当り約７５個のピンを有し、各ピンの直径は約０．０５９インチであって、約２０．５％の結合表面積をもたらす。
【００５４】
熱的結合に関しては、材料又は少なくともその結合部位が加熱結合に対して加熱される温度は、１つ又は複数の加熱ロール又は他の熱供給装置の温度のみならず、材料の加熱表面での滞留時間、材料の坪量、及び、その比熱及び熱伝導度にも依存することになるのを当業者は理解するであろう。しかし、本明細書に含まれる開示内容を鑑みると、所定の材料の組合せに対しては、満足な結合を達成するのに必要な処理条件は、当業者が容易に判断することができる。
表面材料１２とフィルム３２とを互いに結合する別の好適な方法には、フィルム３２が溶融状態で表面材料１２上に薄膜状に押出される押出コーティング工程が含まれる。
【００５５】
表面材料１２の元の寸法と引張力を加えた後の寸法との間の関係が、複合二軸弾性引伸ばし性の通気性材料４０の引伸ばし性の概略の限界を決める。表面材料１２は、例えば機械方向及び機械交差方向のような方向に引伸ばされ、かつその引伸ばされない寸法まで戻ることができるので、複合二軸弾性引伸ばし性の通気性材料４０は、表面材料１２とほぼ同じ方向に引伸ばし可能であることになる。
例えば、図４、図５、図６、及び、図７を参照すると、機械交差方向にその最初の幅の約１５０％、及び、機械方向にその最初の長さの約１５０％まで引伸ばすことができる複合二軸弾性引伸ばし性の通気性材料４０を調製することが必要な場合、例えば２５０センチメートルのような幅「Ａ」及び例えば４００センチメートルの長さ「Ｃ」を有する、概略的で必ずしも縮尺通りではない図４に示す表面材料の一片は、それが図５に示すように約１００センチメートルの幅「Ｂ」までネッキングして減らされ、約５００センチメートルの長さ「Ｄ」まで長くされるように引張力が加えられる。このネッキングされた材料は、次いで、本明細書において引用により組み込まれるモーマンに付与された米国特許第４，９６５，１２２号に教示されているような可逆的にネッキングされたスパンボンドを作るためにヒートセットされる。図５に示された表面材料は、上述のように約５００センチメートルの長さ「Ｄ」を有し、図６に示すように、約２００センチメートルの長さ「Ｅ」までしぼ寄せされるか又は他の方法で収縮される。図６に示す得られた表面材料は、次に、少なくとも２５０センチメートルの幅まで引伸ばし可能な約１００センチメートルの幅に有し、少なくとも５００センチメートルの長さまで引伸ばし可能な約２００センチメートルの長さを有する通気性弾性フィルム（図示せず）に接合される。概略的で必ずしも縮尺通りではない図７に示す得られた複合二軸弾性引伸ばし性の通気性材料は、約１００センチメートルの幅「Ｂ」を有して、少なくとも、約１５０％の機械交差方向の伸びである表面材料の元の２５０センチメートル幅「Ａ」まで引伸ばし可能であり、また、約２００センチメートルの長さ「Ｅ」を有して、少なくとも、約１５０％の機械方向の伸びである長くなった表面材料の５００センチメートルの長さ「Ｄ」まで引伸ばし可能である。この例で見られるように、通気性フィルムの弾性限界は、複合二軸弾性引伸ばし性の通気性材料の最小必要弾性限界と同じ大きさであることだけが必要である。
【００５６】
好適な態様においては、本発明の二軸弾性引伸ばし性の通気性積層体は、機械方向に約５０％を越えて引伸ばすことができ、より好適には約７０％から２００％の間、最も好適には約１００％から１５０％の間で引伸ばすことができる。同様に、機械交差方向における積層体の引伸ばし性は、好適には、機械交差方向に約５０％を越え、より好適には約７０％から２００％の間、最も好適には約１００％から１５０％の間である。この積層体は、機械方向及び機械交差方向の両方において、収縮に際して好適にはその伸びの少なくとも４０％を回復し、より好適にはその伸びの少なくとも５０％を回復する。弾性張力は、フィルム構成要素の種類及び坪量によって一般に判断されるが、上面材の種類及び積層方法が、得られた積層体の引張り特性、永久変形、及び、ヒステリシス特性に影響を与える可能性がある。結果として、機械方向及び機械交差方向の特性は、使用される上面材の種類及び積層技術によって変更することができる。好適な態様においては、非常に「均等な」積層体、すなわち、機械方向及び機械交差方向に同様な弾力特性を有する積層体を形成することができる。
【００５７】
説明のために与えられた上述の実施形態の詳細は、本発明の範囲を限定するように解釈されるべきではないことが認められるであろう。本発明の数例の例示的実施形態のみが詳細に上述の通り説明されたが、本発明の新規な教示及び利点から実質的に逸脱することなく例示的な実施形態に多くの変更が可能であることを当業者は容易に認めるであろう。従って、全てのそのような変更は、特許請求の範囲とその全ての均等物とで規定された本発明の範囲に含まれるものとする。更に、いくつかの実施形態、特に好ましい実施形態の全ての利点を達成していない多くの実施形態を考えることができるが、特定の利点の欠如のためにこのような実施形態が本発明の範囲外であると必ず意味するようには解釈されないことが認識される。
【００５８】
水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）の試験手順
本発明のフィルム又は積層体材料のＷＶＴＲ（水蒸気透過率）値を判断するための適切な技術は、本明細書において引用により組み込まれる、「ガードフィルム及び蒸気圧センサを用いた不織及びプラスチックフィルムを通過する水蒸気透過率の標準試験法」という名称の番号ＩＳＴ−７０．４−９９を有するＩＮＤＡ（不織布工業協会）により規格化された試験手順である。このＩＮＤＡ手順は、水蒸気に対するフィルムの透水性であるＷＶＴＲ、及び、均質材料に関しては水蒸気透過係数の測定法を準備する。
【００５９】
ＩＮＤＡ試験方法は公知であり、本明細書で詳細には説明しない。しかし、以下のように試験手順を要約する。乾燥チャンバが、永久ガードフィルム及び試験されるサンプル材料によって既知の温度及び湿度を有する湿潤チャンバから分離される。ガードフィルムの目的は、明確な空隙を形成し、空隙が特徴付けされる間の空隙内の空気を静める又は静止させることである。乾燥チャンバ、ガードフィルム、及び、湿潤チャンバは、試験フィルムが内部に密閉された拡散セルを構成する。サンプル保持器は、米国ミネソタ州ミネアポリス所在のモーコン／モダン・コントロールズ・インコーポレーテッドによって製作された「パーマトラン−Ｗ 型式１００Ｋ」として公知である。最初の試験は、ガードフィルムと１００％の相対湿度を発生する蒸発器アセンブリの間の空隙とのＷＶＴＲから成っている。水蒸気は、空隙とガードフィルムとを通って拡散し、次に、水蒸気濃度に比例する乾燥気体流と混合する。電気信号が処理のためにコンピュータに経路指定される。コンピュータは、空隙及びガードフィルムの透過率を計算し、更なる使用のためにその値を記憶する。
【００６０】
ガードフィルム及び空隙の透過率は、コンピュータに「ＣａｌＣ」として記憶される。次いで、サンプル材料が試験セルに密閉される。再び水蒸気が空隙を通ってガードフィルム及び試験材料まで拡散し、次に、試験材料を一掃する乾燥気体流と混合する。また、この混合物は、再び蒸気センサまで運ばれる。コンピュータは、次に、空隙、ガードフィルム、及び、試験材料の組合せの透過率を計算する。この情報は、次に、試験材料を通って水分が透過される透過率を次式に従って計算するために使用される。
ＴＲ-1試験材料＝ＴＲ-1試験材料、ガードフィルム、空隙−ＴＲ-1ガードフィルム、空隙
【００６１】
計算
ＷＶＴＲ：ＷＶＴＲの計算は次の公式を用いる。
ＷＶＴＲ＝Ｆｐsat（Ｔ）ＲＨ／Ａｐsat（Ｔ）（１−ＲＨ）
ここで、以下を用いる。
Ｆ＝立方センチメートル／分で示した水蒸気の流量、
ｐsat（Ｔ）＝温度Ｔの飽和空気における水の密度、
ＲＨ＝セル内の特定位置での相対湿度、
Ａ＝セルの断面積、及び
ｐsat（Ｔ）＝温度Ｔでの水蒸気の飽和蒸気圧。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】多方向に弾力性をもたらし、制御されたレベルの通気性を有する複合布様流体障壁を形成するための例示的工程を示す概略図である。
【図２】多方向に弾力性をもたらし、制御されたレベルの通気性を有する複合布様流体障壁を形成するための例示的な工程を示す別の概略図である。
【図３】正弦曲線結合パターンを示す図である。
【図４】引張り及びネッキングを行う前の例示的な表面材料の平面図である。
【図５】機械方向にネッキングされた例示的な表面材料の平面図である。
【図６】機械交差方向にネッキングされた例示的な表面材料の平面図である。
【図７】機械交差方向及び機械方向に部分的に引伸ばされた時の例示的な複合材料の平面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１２ 不織表面材料
１４ 供給ロール
１６ ニップ
１８ 駆動ローラ構成
２０ 駆動ローラ
２４ ニップ
２６ 結合ローラ構成
２８ 結合ローラ
３２ 通気弾性フィルム
３４ 供給ロール
４０ 通気性積層体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通気性弾性フィルムと、
前記フィルムに結合された、互いに直交する２方向に引伸ばし可能な不織表面材料と、を含む２軸弾性引伸ばし性の通気性積層体であって、
前記通気性弾性フィルムは、ポリウレタン、ポリエーテルアミド、ポリエステルエラストマー及びこれらの組合わせからなるグループから選択されたポリマーを含み、
前記不織表面材料は、該フィルムに結合され、機械方向の引伸ばし性と機械交差方向の引伸ばし性とを有するスパンボンド不織ウェブであり、該スパンボンド不織ウェブは、しぼ寄せにより前記機械方向の引伸ばし性を達成するようになっており、前記通気性弾性フィルムに結合されるものであり、前記スパンボンド不織ウェブは、一次側と二次側とを有する並列２成分スパンボンド繊維からなり、前記一次側はポリプロピレンからなり、前記二次側のポリマーは、ポリプロピレンとは異なるポリマーを含むポリオレフィンからなるものであることを特徴とする通気性積層体。
【請求項２】
前記フィルムとウェブは、互いに熱的に結合されることを特徴とする請求項１に記載の通気性積層体。
【請求項３】
前記フィルムとウェブは、互いに粘着的に結合されることを特徴とする請求項１に記載の積層体。
【請求項４】
前記フィルムとウェブは、押出コーティング処理を通じて互いに結合されることを特徴とする請求項１に記載の積層体。
【請求項５】
前記積層体の機械方向の引伸ばし性は、少なくとも５０％であることを特徴とする請求項１に記載の積層体。
【請求項６】
前記積層体の機械方向の引伸ばし性は、少なくとも７０％から２００％の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の積層体。
【請求項７】
前記積層体の機械方向の引伸ばし性は、少なくとも１００％から１５０％であることを特徴とする請求項１に記載の積層体。
【請求項８】
前記積層体の機械交差方向の引伸ばし性は、少なくとも５０％であることを特徴とする請求項１に記載の積層体。
【請求項９】
前記積層体の機械交差方向の引伸ばし性は、７０から２００％であることを特徴とする請求項１に記載の積層体。
【請求項１０】
前記積層体の機械交差方向の引伸ばし性は、１００から１５０％であることを特徴とする請求項１に記載の積層体。
【請求項１１】
前記積層体の機械方向の引伸ばし性、機械交差方向の引伸ばし性とほぼ等しいことを特徴とする請求項１に記載の積層体。
【請求項１２】
請求項１に記載の積層体を含むことを特徴とする、吸収性物品の外側カバー。
【請求項１３】
２軸弾性引伸ばし性の通気性積層流体障壁であって、
通気性弾性フィルムと、
機械方向にしぼ寄せすることにより機械方向に引伸ばし可能にされて前記フィルムに結合された、ネッキングされた不織表面材料と、からなり、前記表面材料は、一次側と二次側とを有する並列２成分スパンボンド繊維からなり、前記一次側はポリプロピレンを含み、前記二次側のポリマーは、ポリプロピレンとは異なるポリマーを含むポリオレフィンからなることを特徴とする通気性積層流体障壁。
【請求項１４】
２軸弾性引伸ばし性の通気性積層流体障壁であって、
通気性弾性フィルムと、
機械方向にしぼ寄せすることにより機械方向に引伸ばし可能にされて前記フィルムに結合された、ネッキングされた不織表面材料と、からなり、前記表面材料は、一次側と二次側とを有する並列２成分スパンボンド繊維からなり、前記一次側はポリプロピレンを含み、前記二次側のポリマーは、ポリプロピレンとは異なるポリマーを含むポリオレフィンからなるものであり、
前記フィルムは、前記表面材料に結合されるとき予め引伸ばされることを特徴とする通気性積層流体障壁。
【請求項１５】
前記フィルムは、熱可塑性ポリウレタンを含むことを特徴とする請求項１３に記載の障壁。
【請求項１６】
前記フィルムは、ポリエーテルアミドを含むことを特徴とする請求項１３に記載の障壁。
【請求項１７】
前記フィルムは、ポリエステルエラストマーを含むことを特徴とする請求項１３に記載の障壁。
【請求項１８】
前記フィルムは、通気性ポリマーを含む一体構造フィルムを含むことを特徴とする請求項１３に記載の障壁。
【請求項１９】
前記フィルムは、通気性の微孔性フィルムを含むことを特徴とする請求項１３に記載の障壁。
【請求項２０】
前記フィルムは、約７５０グラム/ｍ2−２４時間から約５０，０００グラム/ｍ2−２４時間の水蒸気透過率を有することを特徴とする請求項１３に記載の障壁。
【請求項２１】
前記フィルムは、約３７，０００グラム/ｍ2−２４時間から約４０，０００グラム/ｍ2−２４時間の水蒸気透過率を有することを特徴とする請求項１３に記載の障壁。
【請求項２２】
前記フィルムは５から２０グラム/平方メートルの範囲の坪量を有することを特徴とする請求項１３に記載の障壁。
【請求項２３】
前記表面材料は、機械交差方向に引伸ばし可能であることを特徴とする請求項１３に記載の障壁。
【請求項２４】
前記表面材料は、機械交差方向と機械方向に引伸ばし可能であることを特徴とする請求項１３に記載の障壁。
【請求項２５】
前記表面材料は、機械方向と機械交差方向とにエラストマー性を有するものであることを特徴とする請求項１３に記載の障壁。
【請求項２６】
前記表面材料はスパンボンド不織材を含むことを特徴とする請求項１３に記載の障壁。
【請求項１】
通気性弾性フィルムと、
前記フィルムに結合された、互いに直交する２方向に引伸ばし可能な不織表面材料と、を含む２軸弾性引伸ばし性の通気性積層体であって、
前記通気性弾性フィルムは、ポリウレタン、ポリエーテルアミド、ポリエステルエラストマー及びこれらの組合わせからなるグループから選択されたポリマーを含み、
前記不織表面材料は、該フィルムに結合され、機械方向の引伸ばし性と機械交差方向の引伸ばし性とを有するスパンボンド不織ウェブであり、該スパンボンド不織ウェブは、しぼ寄せにより前記機械方向の引伸ばし性を達成するようになっており、前記通気性弾性フィルムに結合されるものであり、前記スパンボンド不織ウェブは、一次側と二次側とを有する並列２成分スパンボンド繊維からなり、前記一次側はポリプロピレンからなり、前記二次側のポリマーは、ポリプロピレンとは異なるポリマーを含むポリオレフィンからなるものであることを特徴とする通気性積層体。
【請求項２】
前記フィルムとウェブは、互いに熱的に結合されることを特徴とする請求項１に記載の通気性積層体。
【請求項３】
前記フィルムとウェブは、互いに粘着的に結合されることを特徴とする請求項１に記載の積層体。
【請求項４】
前記フィルムとウェブは、押出コーティング処理を通じて互いに結合されることを特徴とする請求項１に記載の積層体。
【請求項５】
前記積層体の機械方向の引伸ばし性は、少なくとも５０％であることを特徴とする請求項１に記載の積層体。
【請求項６】
前記積層体の機械方向の引伸ばし性は、少なくとも７０％から２００％の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の積層体。
【請求項７】
前記積層体の機械方向の引伸ばし性は、少なくとも１００％から１５０％であることを特徴とする請求項１に記載の積層体。
【請求項８】
前記積層体の機械交差方向の引伸ばし性は、少なくとも５０％であることを特徴とする請求項１に記載の積層体。
【請求項９】
前記積層体の機械交差方向の引伸ばし性は、７０から２００％であることを特徴とする請求項１に記載の積層体。
【請求項１０】
前記積層体の機械交差方向の引伸ばし性は、１００から１５０％であることを特徴とする請求項１に記載の積層体。
【請求項１１】
前記積層体の機械方向の引伸ばし性、機械交差方向の引伸ばし性とほぼ等しいことを特徴とする請求項１に記載の積層体。
【請求項１２】
請求項１に記載の積層体を含むことを特徴とする、吸収性物品の外側カバー。
【請求項１３】
２軸弾性引伸ばし性の通気性積層流体障壁であって、
通気性弾性フィルムと、
機械方向にしぼ寄せすることにより機械方向に引伸ばし可能にされて前記フィルムに結合された、ネッキングされた不織表面材料と、からなり、前記表面材料は、一次側と二次側とを有する並列２成分スパンボンド繊維からなり、前記一次側はポリプロピレンを含み、前記二次側のポリマーは、ポリプロピレンとは異なるポリマーを含むポリオレフィンからなることを特徴とする通気性積層流体障壁。
【請求項１４】
２軸弾性引伸ばし性の通気性積層流体障壁であって、
通気性弾性フィルムと、
機械方向にしぼ寄せすることにより機械方向に引伸ばし可能にされて前記フィルムに結合された、ネッキングされた不織表面材料と、からなり、前記表面材料は、一次側と二次側とを有する並列２成分スパンボンド繊維からなり、前記一次側はポリプロピレンを含み、前記二次側のポリマーは、ポリプロピレンとは異なるポリマーを含むポリオレフィンからなるものであり、
前記フィルムは、前記表面材料に結合されるとき予め引伸ばされることを特徴とする通気性積層流体障壁。
【請求項１５】
前記フィルムは、熱可塑性ポリウレタンを含むことを特徴とする請求項１３に記載の障壁。
【請求項１６】
前記フィルムは、ポリエーテルアミドを含むことを特徴とする請求項１３に記載の障壁。
【請求項１７】
前記フィルムは、ポリエステルエラストマーを含むことを特徴とする請求項１３に記載の障壁。
【請求項１８】
前記フィルムは、通気性ポリマーを含む一体構造フィルムを含むことを特徴とする請求項１３に記載の障壁。
【請求項１９】
前記フィルムは、通気性の微孔性フィルムを含むことを特徴とする請求項１３に記載の障壁。
【請求項２０】
前記フィルムは、約７５０グラム/ｍ2−２４時間から約５０，０００グラム/ｍ2−２４時間の水蒸気透過率を有することを特徴とする請求項１３に記載の障壁。
【請求項２１】
前記フィルムは、約３７，０００グラム/ｍ2−２４時間から約４０，０００グラム/ｍ2−２４時間の水蒸気透過率を有することを特徴とする請求項１３に記載の障壁。
【請求項２２】
前記フィルムは５から２０グラム/平方メートルの範囲の坪量を有することを特徴とする請求項１３に記載の障壁。
【請求項２３】
前記表面材料は、機械交差方向に引伸ばし可能であることを特徴とする請求項１３に記載の障壁。
【請求項２４】
前記表面材料は、機械交差方向と機械方向に引伸ばし可能であることを特徴とする請求項１３に記載の障壁。
【請求項２５】
前記表面材料は、機械方向と機械交差方向とにエラストマー性を有するものであることを特徴とする請求項１３に記載の障壁。
【請求項２６】
前記表面材料はスパンボンド不織材を含むことを特徴とする請求項１３に記載の障壁。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−２７９７７４（Ｐ２００８−２７９７７４Ａ）
【公開日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６９９０１（Ｐ２００８−１６９９０１）
【出願日】平成２０年６月３０日（２００８．６．３０）
【分割の表示】特願２００２−５３７５３３（Ｐ２００２−５３７５３３）の分割
【原出願日】平成１３年１０月４日（２００１．１０．４）
【出願人】（５９７０８５１３２）キンバリー クラーク ワールドワイド インコーポレイテッド (17)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月３０日（２００８．６．３０）
【分割の表示】特願２００２−５３７５３３（Ｐ２００２−５３７５３３）の分割
【原出願日】平成１３年１０月４日（２００１．１０．４）
【出願人】（５９７０８５１３２）キンバリー クラーク ワールドワイド インコーポレイテッド (17)
【Ｆターム（参考）】
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