張力による活性化可能な基材
【課題】輸送時に高密度であり、消費者の使用時に表面積の増加及び低密度であるティッシュ製品を得る。
【解決手段】一連のスリット４４又は他の脆弱線４２が引張り線に平行な方向へ伸びて、ティッシュ４０が示強性の第２の状態を達成することができる。示強性の第２の状態の値は、活性化後には異なる。強い特性値の変化により、高い密度の製品が消費者へ輸送されるので、輸送の節約ができる。使用時点で、消費者が製品を活性化して、表面積の増加及び低密度を達成する。表面積の増加及びこれに伴う密度の低下により、清浄における有効性が増加する。塑性的に活性化可能な状態は、ティッシュ４０中の一連のスリット４４又は他の脆弱線４２により提供され得る。そのティッシュは、フェイシャル・ティッシュ、バス・ティッシュ、紙タオル、ナプキン、身体拭き、モップヘッドなどとして使用することができる。
【解決手段】一連のスリット４４又は他の脆弱線４２が引張り線に平行な方向へ伸びて、ティッシュ４０が示強性の第２の状態を達成することができる。示強性の第２の状態の値は、活性化後には異なる。強い特性値の変化により、高い密度の製品が消費者へ輸送されるので、輸送の節約ができる。使用時点で、消費者が製品を活性化して、表面積の増加及び低密度を達成する。表面積の増加及びこれに伴う密度の低下により、清浄における有効性が増加する。塑性的に活性化可能な状態は、ティッシュ４０中の一連のスリット４４又は他の脆弱線４２により提供され得る。そのティッシュは、フェイシャル・ティッシュ、バス・ティッシュ、紙タオル、ナプキン、身体拭き、モップヘッドなどとして使用することができる。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
（関連出願に対する相互参考）
本出願は、２０００年１１月３日にジュナン・カオ（Ｊｕｎａｎ Ｋａｏ）らの名で出願された「張力による活性化可能な基材（Ｔｅｎｓｉｏｎ Ａｃｔｉｖａｔａｂｌｅ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）」という名称の先願の一部継続出願である。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、示強性の第１の状態から示強性の第２の状態へ使用者が活性化可能な可撓性基材に関する。
【０００３】
（発明の背景）
不織基材、特にティッシュ・ペーパーは、当該技術分野で周知である。ティッシュ・ペーパーは、フェイシャル・ティッシュ、バス・ティッシュ、紙タオル、ナプキン、及び拭取り紙として、一般に使用されている。より最近では、合成不織布が、シャワーで人の肌を洗うプーフ（ｐｏｏｆ）として、床や他の硬質表面を清浄するための使い捨てモップヘッドとして使用されてきた。好適な身体洗い用具が、１９９７年７月２２日にゴードン（Ｇｏｒｄｏｎ）らへ発行され、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第５，６５０，３８４号、及び本発明の譲受人に譲渡されたＰＣＴ国際公開公報ＷＯ９８／１５２６２、ＷＯ９９／２５３１８、ＷＯ９９／０６７９３に開示されており、その全てを参照として本明細書に組み込む。使い捨て不織基材を有する代表的なモップが、２０００年８月１５日にポリエイチオ（Ｐｏｌｉｅｉｃｃｈｉｏ）らへ発行されて本発明の譲受人に譲渡された米国特許第６，１０１，６６１号、及び１９９９年５月４日にキングリ（Ｋｉｎｇｒｙ）らへ発行された米国特許第Ｄｅｓ．４０９，３４３号の双方に参照として本明細書に組込まれ、本出願人によってスィッファー（Ｓｗｉｆｆｅｒ）モップとして市販され、例示されている。別個の孔あき不織基材が、１９９９年４月２０日にトロクハン（Ｔｒｏｋｈａｎ）へ発行されて本発明の譲受人に譲渡された米国特許第５，８９５，６２７号にも例示されており、参照として本明細書に組み込む。１９９８年３月２６日にシェリー（Ｓｈｅｒｒｙ）の名で公開されて本発明の譲受人に譲渡された、ＰＣＴ国際公開公報ＷＯ９８／１１８１３では、湿らせることができる洗浄パッドを有する洗浄器具が開示されており、参照として本明細書に組み込む。
【０００４】
低密度を有する、又は高い嵩を有するともいう、ティッシュ・ペーパーを製造することが、ティッシュ・ペーパー製造技術でのかねてからの目標であった。密度を下げることによりティッシュを改良する当該技術分野で最初の試みの１つは、１９６７年１月３１日にサンフォード（Ｓａｎｆｏｒｄ）らへ発行されて本発明の譲受人に譲渡された米国特許第３，３０１，７４６号に見られ、参照として本明細書に組み込む。サンフォード（Ｓａｎｆｏｒｄ）らは、従来のプレスフェルトで乾燥したティッシュよりも実質的に低い全体密度を有する、通風で乾燥した紙を開示している。１９８０年３月４日にトロクハン（Ｔｒｏｋｈａｎ）へ発行された米国特許第４，１９１，６０９号では通風で乾燥する低密度の紙の改良が開示されており、参照として本明細書に組み込む。この特許が開示している紙は、柔軟性を増加する２軸的に千鳥状パターンの低密度域を有して作られる。
【０００５】
更に別の一連の本発明の譲受人に譲渡された特許では、感光性樹脂を有するベルトを使用することによる低密度抄紙が例示される。この技術は、それまで入手不可能だった柔軟性を抄紙用工程へ与えた。そのような技術を示している代表的な特許として、本発明の譲受人に譲渡された米国特許群、１９８５年７月１６日にトロクハン（Ｔｒｏｋｈａｎ）へ発行された第４，５２９，４８０号、１９８７年１月２０日にトロクハンへ発行された第４，６３７，８５９号、１９９４年１１月１５日にスマルコスキー（Ｓｍｕｒｋｏｓｋｉ）らへ発行された第５，３６４，５０４号、１９９６年６月２５日にトロクハンらへ発行された第５，５２９，６６４号、１９９７年１０月２１日にラッシュ（Ｒａｓｃｈ）らへ発行された第５，６７９，２２２号、１９９８年２月３日にエイヤース（Ａｙｅｒｓ）らへ発行された第５，７１４，０４１号、及び１９９９年５月２５日にトロクハンへ発行された第５，９０６，７１０号が挙げられ、参照として本明細書に組み込む。
【０００６】
低密度ティッシュを達成したとされる更に別の技術が、１９９９年８月３日にファーリングトン（Ｆａｒｒｉｎｇｔｏｎ）ジュニアらへ発行された米国特許第５，９３２，０６８号に見られる。この特許によれば、クレープ加工無しの低密度ティッシュの製造を意味している。
【０００７】
しかしながら、前述のティッシュ・ペーパーの各開示によれば、単一セットの示強性だけを有するティッシュ・ペーパーが使用者へ提供される。示強性として、密度、厚さ、摩擦係数、体積（単位面積基準で）、表面積（単位面積基準で）、及び空隙容量が挙げられるが、これには限定されない。
【０００８】
より具体的には、従来技術のティッシュ・ペーパーは、単一の全体密度又はかさ密度だけを有する。使用者は、製造プロセスが一旦完了すると、ティッシュ・ペーパーの密度に大きな影響を与えることはできない。しかし、使用者は、購入時点で最初から存在する密度とは異なる密度のティッシュ・ペーパーを望むときがある。例えば、使用者は、輸送及び貯蔵には高い密度のティッシュ・ペーパーを望み、最終使用には低い密度のティッシュ・ペーパーを望むことがある。その場合、第１の密度で提供され第２の十分に低い密度に変形可能なティッシュ・ペーパー・シートを有することができれば、消費者にとって便利である。
【０００９】
同様に、使用者は、ティッシュ・ペーパーを第１の体積から第２の体積及び／又は厚さに変形することを望むこともある。第２の体積及び／又は厚さは、第１のものより大きくてもよい。体積増加及び／又は厚さ増加は、使用者の使用時点以前では、第１の、並びにより小さい体積及び／又は厚さで輸送及び貯蔵するという利益を提供することができる。使用時点で、消費者は、ティッシュ・ペーパーを第２、並びにより大きい体積及び／又は厚さへ、活性化することができる。体積及び／又は厚さのかかる増加があると、例えば、体積増加及び／又は厚さ増加が使用中の使用者の手を保護できるという利益をもたらす。このことは、製品をバス・ティッシュとして又は他の表面の洗浄に使用する場合に、特に有利であり得る。
【００１０】
同様に、使用者は、製造工程が一旦完了すると、ティッシュ・ペーパーの表面積を著しく変更することは通常できない。本明細書で使用する用語「表面積」は、そのティッシュ・ペーパーの平らな平面への単位投影面積内に含まれる、トポグラフィーを考慮したティッシュ・ペーパーの表面域の広さを指す。表面域のこの広さは、一般的に、ティッシュ・ペーパーの投影された平面寸法を測定することによって得られる表面積よりも広い。使用者は、輸送及び貯蔵には第１の表面積を、及び使用には第２の表面積を望むことがある。
【００１１】
同様に、使用者は、清浄のために提供することができる、複数の外部に出た端部を有するティッシュ・ペーパーを望むことがある。その端部は、清浄される物質を除去するための剥ぎ取り作用を提供する。このことは、製品をバス・ティッシュ又は他のクリーニング用具として使用する場合に、特に有利であり得る。活性化した時に本発明のティッシュ・ペーパーにもたらされる、より広い表面積が、最終的に、清浄のためのより広い使用可能面積を生み出すと考えられる。特に、スリットの各端部が清浄される表面から異物を剥ぎ取る機会を提供する。スリット間の空隙に異物を捕捉することができるので、清浄の有効性を増すことができる。この清浄有効性の改善は、ティッシュ・ペーパーの摩擦係数の増加として表されることも可能である。
【００１２】
同様に、本発明によるティッシュ・ペーパーがバス・ティッシュとして使用する場合、活性化したときの高い空隙容量により水流し性の改善がもたらされることは、予期できるものである。水流し性を改善したトイレットペーパーを製造する当該技術分野での１つの試みが、１９９７年７月２９日にツェング（Ｔｓｅｎｇ）へ発行された米国特許第５，６５２，０３５号に見られる。この特許では、四分区間に分割されたバスティッシュ・ペーパーが開示されている。対角的に向き合う四分区間が、平行なスリット群を有する。そのティッシュは、２対の対角的に向き合う四分区間を有する。各対は、対角的に向き合う四分区間内のスリットと互いに平行であって、隣接する四分区間内のスリットと互いに垂直である、スリット群を有する。この配置により水流し性の改善を提供することができるが、消費者は引張り力をかけることによりティッシュ・ペーパーを容易に活性化することはできない。使用者がティッシュを掴んで引き離すと、引張り力の線に垂直のスリットはティッシュ・ペーパーを開く傾向があるが、引張り力の適用に並行のスリットには、通常伸張性はない。そのティッシュは以降、説明するように、適切には活性化されない。
【００１３】
１９７５年７月１５日にガイサー（Ｇａｉｓｓｅｒ）へ発行されて本発明の譲受人に譲渡された米国特許第３，８９５，１２８号では、乾燥機に添加する布地軟化剤として使用可能な布地コンディショニング物品が開示されており、参考として本明細書に組み込む。１９７６年３月１６日にマックアリ（ＭｃＱｕｅａｒｙ）へ発行された米国特許第３，９４４，６９４号及び１９７６年５月１１日にマックアリ（ＭｃＱｕｅａｒｙ）へ発行された米国特許第３，９５６，５５６号では、スリット及び穿孔をその中に有する、布地コンディショニング物品が開示されており、双方が本発明の譲受人に譲渡され、参照として本明細書に組み込む。これらの布地コンディショナー物品も又、乾燥機に添加する布地軟化剤として使用可能である。スリット及び穿孔の目的は、布地コンディショニング物品を貫通する空気の流れを可能にするためであり、これにより、乾燥機に添加する布地軟化剤として使用するときに排気の妨げを防ぐ。
【００１４】
本発明による基材が乾燥機に添加する布地軟化剤として使用される場合、使用時点での基材の活性化により、低密度／高空隙空間の基材が提供され、乾燥機での使用の最中に、乾燥機を貫通する空気流に特に良く適する。
【００１５】
スリット加工技術の他の適用が、１９９７年９月１６日にグッドリッヒ（Ｇｏｏｄｒｉｃｈ）らへ発行された米国特許第５，６６７，８７１号に見られる。グッドリッヒ（Ｇｏｏｄｒｉｃｈ）らは、代表的な７０ポンド（３２ｋｇ）普通クラフト紙を使用して、充填材を形成する。その材料は、梱包の内部などの中空空間を満たすのに使用される。同様に、１９９４年１１月２２日にマイダ（Ｍａｉｄａ）らへ発行された米国特許第５，３６５，８１９号は、多数のスリットを使用するパッキング材を形成する方法を教示する。スリットにより、その材料が、荷重を支えると共に弾力性がある三次元形状に拡大することができる。
【００１６】
スリット加工技術の更に別の例が、１９９４年１２月２０日にシュッド（Ｓｃｈｕｌｄ）らへ発行された米国特許第５，３７４，３８１号に示されている。シュッド（Ｓｃｈｕｌｄ）らは、特に加湿器内で有用な蒸発エレメント又はカートリッジを教示する。そのエレメントは、多数層のスリットと、吸取り型の紙で作られた拡大された毛管作用材料を含む。構造強度のために、金属層又は他のフレームが設けられる。
【００１７】
本発明による基材は、バス・ティッシュ、フェイシャル・ティッシュ、紙タオル、ナプキン、雑巾、スポンジ、ごしごし洗い、プーフ、身体洗い、フィルター、顔マスク、枕材料、詰め物、保温材、パッキング材、包帯、傷包帯材、乾燥機添加布地軟化剤、おむつや衛生ナプキンやタンポンなどの吸収性製品用コア、屋外使用排水媒体、植物苗床等として使用することができる。その基材は、最終用途に関わらず、使用時点で、又は製造工程の中間点で、活性化が可能である。
【００１８】
（発明の概要）
本発明は、ティッシュ・ペーパーの概ね平面的な基材を含む。ティッシュ・ペーパーは、セルロース繊維及び／又は合成繊維を含むことができる。ティッシュ・ペーパーは、脆弱線のパターンを備える。脆弱線は、長軸を有することができる。脆弱線は、格子状に配置することができ、同一の長さ及びピッチにしてもよく、又は様々な大きさ及び形状を有することができる。脆弱線の長軸は、真っ直ぐであり、平行及び／又は共通の方向に向けることができる。脆弱線は、曲線状であり、様々な斜め関係に向けることもできる。
【００１９】
ティッシュは、張力で塑性的に活性化することができる。活性化の方向は、脆弱線の長軸に概ね垂直とすることができる。活性化すると、ティッシュ・ペーパーは、示強性の第１の状態から示強性の第２の状態へ変形される。例えば、活性化すると、ティッシュ・ペーパーのＺ方向の厚さは、増加する。
【００２０】
（詳細な説明）
図１〜図１２を参照すると、本発明は、可撓性の、巨視的には平面上の基材シートを含む。その基材は、以降、第１の実施でティッシュ・ペーパー４０として説明されるが、代替実施及び材料も特許請求する発明の範囲内にあることを理解されたい。ティッシュ・ペーパー・シート４０は、縦方向及びこれに直交する幅方向を有する。集合的には、これら２つの方向は、ＸＹ平面と、ＸＹ平面に直交するＺ方向とを画定する。ティッシュ・ペーパー４０は、不定の長さとすることができる。長方形のティッシュ・ペーパー４０が描かれているが、円、定形及び異形多角形などの他の形状も、本発明の範囲内であることを理解されたい。
【００２１】
ティッシュ・ペーパー４０は、ティッシュ・ペーパー４０の厚さを十分に又は完全に貫通してＺ方向に延びる、複数の脆弱線４２を有する。脆弱線４２は、ティッシュ・ペーパー４０内のスリット４４、切り込み、穿孔、開口、坪量をかなり減量した域、又はいずれかの他の人工物とすることができ、これにより、以降説明するように活性化した時に、網状組織全体に分散した穴を有する基本的に連続の網状組織を形成することができる。
【００２２】
ティッシュ・ペーパー４０の活性化は、ティッシュ・ペーパー４０の１つ以上の示強性の塑性的変化を指す。ティッシュ・ペーパー４０を活性化するには、引張り力を適用することにより、張力で伸張させる。適用する引張り力は、脆弱線４２の長軸に概ね垂直とすることができ、その結果、最大の伸びが生じる。
【００２３】
活性化の間、ティッシュは、対向する引張り力により塑性的に伸ばされる。引張り力は、脆弱線４２の長軸に垂直に、好ましくは完全に垂直に、ベクトル構成成分を有する方向に生じる。塑性的な伸張により、ティッシュ・ペーパー４０が対向する引張り力の適用に応じて、長さ又は厚さを永久的に増加することを意味する。増加した長さは、適用された引張り力が除かれた後に、ある程度は弛緩し得、ティッシュ・ペーパー４０は、元の長さには戻らない。
【００２４】
ティッシュ・ペーパー４０は、セルロース性のもので、従来型乾燥又は既知の抄紙用技術を使用する通風乾燥されたものである。ティッシュ・ペーパー４０は、一定又は変化する坪量及び／又は密度とすることが出来、特に好ましい多重坪量の実施態様を以降、説明する。本発明によるティッシュ・ペーパー４０は、本発明の譲受人に譲渡された次の任意の米国特許により製造することができ、次の開示を参照として本明細書に組み込む：１９８５年７月１６日にトロクハン（Ｔｒｏｋｈａｎ）へ発行された第４，５２９，４８０号、１９８７年１月２０日にトロクハンへ発行された第４，６３７，８５９号、１９９４年１１月１５日にスマルコスキー（Ｓｍｕｒｋｏｓｋｉ）らへ発行された第５，３６４，５０４号、１９９６年６月２５日にトロクハンらへ発行された第５，５２９，６６４号、１９９７年１０月２１日にラッシュ（Ｒａｓｃｈ）らへ発行された第５，６７９，２２２号、１９９８年２月３日にエイヤース（Ａｙｅｒｓ）らへ発行された第５，７１４，０４１号、１９９９年５月２５日にトロクハンへ発行された第５，９０６，７１０号、１９９９年１１月９日にワイスマン（Ｗｅｉｓｍａｎ）らへ発行された第５，９８０，６９１号、１９９６年８月２７日にファン（Ｐｈａｎ）へ発行された第５，５４９，７９０号、１９９６年９月１７日にトロクハンらへ発行された第５，５５６，５０９号、１９９６年１２月３日にアンプルスキー（Ａｍｐｕｌｓｋｉ）らへ発行された第５，５８０，４２３号、１９９７年３月１１日にファンへ発行された第５，６０９，７２５号、１９９７年５月１３日にトロクハンらへ発行された第５，６２９，０５２号、１９９７年７月１０日にアンプルスキーらへ発行された第５，６３７，１９４号、１９９７年１０月７日にマクファーランド（ＭｃＦａｒｌａｎｄ）らへ発行された第５，６７４，６６３号、１９９７年１２月２日にアンプルスキーらへ発行された第５，６９３，１８７号、１９９８年１月２０日にトロクハンらへ発行された第５，７０９，７７５号、１９９８年７月７日にアンプルスキーらへ発行された第５，７７６，３０７号、１９９８年８月１８日にアンプルスキーらへ発行された第５，７９５，４４０号、１９９８年９月２９日にファンへ発行された第５，８１４，１９０号、１９９８年１０月６日にトロクハンらへ発行された第５，８１７，３７７号、１９９８年１２月８日にアンプルスキーらへ発行された第５，８４６，３７９号、１９９９年１月５日にアンプルスキーらへ発行された第５，８５５，７３９号、１９９９年１月１９日にアンプルスキーらへ発行された第５，８６１，０８２号、１９９９年２月１６日にトロクハンらへ発行された第５，８７１，８８７号、１９９９年４月２７日にアンプルスキーらへ発行された第５，８９７，７４５号、１９９９年５月１８日にアンプルスキーらへ発行された第５，９０４，８１１号、及び２０００年４月１８日にアンプルスキーへ発行された第６，０５１，１０５号。
【００２５】
あるいは、そのティッシュは、クレープ加工無しで作ることもできる。クレープ加工無しで作られるティッシュが、１９９９年８月３日にファーリングトン（Ｆａｒｒｉｎｇｔｏｎ）ジュニアらに発行された米国特許第５，３９２，０６８号により例示される。
【００２６】
本発明で使用するために選定したティッシュ・ペーパー４０が以降説明するように多重密度又は多重坪量を含み通風乾燥された場合、当業者ならば、製造中のティッシュ・ペーパー４０から水を除去するために、ミクロポア乾燥を利用しようと考えるであろう。ミクロポア乾燥では、流れ制限体が、通風乾燥の空気流路中に置かれる。そのミクロポア媒体は、乾燥するティッシュ・ペーパー４０の間隙よりも小さい孔を有する。ミクロポア乾燥は、本発明の譲受人に譲渡された次の米国特許に従って実行することができ、これらを参考として本明細書に組み込む：１９９４年１月４日にエンサイン（Ｅｎｓｉｇｎ）らへ発行された第５，２７４，９３０号、１９９５年８月１日にエンサインらへ発行された第５，４３７，１０７号、１９９６年７月３０日にエンサインらへ発行された第５，５３９，９９６号、１９９６年１２月１０日にエンサインらへ発行された第５，５８１，９０６号、１９９６年１２月１７日にエンサインらへ発行された第５，５８４，１２６号、１９９６年１２月１７日にエンサインらへ発行された第５，５８４，１２８号、１９９７年５月６日にエンサインらへ発行された第５，６２５，９６１号、１９９９年６月１５日にトロクハン（Ｔｒｏｋｈａｎ）らへ発行された第５，９１２，０７２号、１９９９年８月２４日にエンサインらへ発行された第５，９４２，３２２号、２０００年２月８日にステルジェス（Ｓｔｅｌｌｊｅｓ）らへ発行された第６，０２１，５８３号、及び２０００年８月２２日にエンサインらへ発行された第６，１０５，２７６号。
【００２７】
あるいは、上述したように、全体又は部分が非セルロース性の基材も、本発明の範囲に包含される。本発明による基材は、セルロース繊維、合成繊維、及びこれらの混合物を含むことができる。本発明による不織布を製造するのに好適な１つの装置が、１９９９年４月２０日にトロクハン（Ｔｒｏｋｈａｎ）らへ発行されて本発明の譲受人に譲渡された米国特許第５，８９５，６２３号に示されており、参照として本明細書へ組み込む。
【００２８】
本発明によるティッシュを更に詳細に調べると、このティッシュは、複数の脆弱線４２を有する。脆弱線４２は以降、スリット４４として説明されるが、本発明はそのように限定されるものではないことを理解すべきである。脆弱線４２は、穿孔、開口などを含むことができる。本明細書で使用する穿孔は、ティッシュ中では不連続であったり中断していたりすることによって、ティッシュのＺ方向の全厚を貫通するものではなくＸＹ平面内で本質的に一次元である。穿孔は、切込むこと、又はティッシュ内の繊維を永久的に圧縮する／変形することにより作ることができる。スリットは、認識し得る第１の方向を有して基本的に線状であり、垂直方向には認識し得る寸法は殆どない。スリットは、ティッシュ・ペーパー４０のＺ方向の厚さを完全に貫いて延びる。スリット４４及び開口は、基本的に直線であっても、又は曲線であってもよい。対照的に、開口は、別の型の脆弱線である。開口は、Ｘ及びＹ両方向に認識し得る寸法を有する。開口は、ティッシュ・ペーパー４０の厚さを部分的に又は完全に貫通して延びる穴として考えることができる。したがって、止り穴及び通り穴両方が開口として包含される。穿孔、スリット４４、開口、又は他の脆弱線４２は、格子を形成することができる。脆弱線４２の間には、ランド部４８がある。ランド部４８は、活性化したときのティッシュの体積を画定する網目となる。
【００２９】
この議論の目的上、スリット４４は、縦方向を向いているとするが、スリット４４が幅方向を向いても、又は縦方向及び幅方向に関して斜め関係であってもよいと理解すべきである。あるいは、ティッシュ・ペーパー４０は、縦方向及び幅方向両方にスリット４４を有することができる。スリット４４は、一方向に互いにずれることができる。スリット４４が一方向にずれるとき、１つのスリットの端部は、スリット４４の長軸に垂直である隣接スリットの端部と交差しない。あるいは、スリット４４は、隣接スリット４４から二方向にずれてもよく、又は隣接スリット４４と整列してもよい。
【００３０】
図２７を参考して、発明のパターンを説明するために、次の記号を使用する。
【００３１】
Ｌは、スリット４４の長さ。
【００３２】
Ａは、活性化前のスリット４４の幅。スリットの幅は、極小量幅のスリットの場合、ゼロに近づく、又はゼロであるとみなす。
【００３３】
Ｄは、長さ方向の、隣接スリット４４との間の距離。
【００３４】
Ｗは、幅方向の隣接スリット４４との間の距離、すなわち、ランド部４８の幅を言う。一般的に、スリット長さＬは、スリットの間の距離Ｄよりも大きく、その結果、張力で活性化すると長い伸びが生じる。
【００３５】
ユニットセルは、互いに敷き詰めてランド４８及び脆弱線４２のＸＹパターンを形成することができる、最小繰返しユニットであるとする。
【００３６】
Ｉｍｘは、スリット４４の長さ方向のユニットセルの長さであるとし、数学的にはＬ＋Ｄの和と等価である。
【００３７】
Ｉｃｘは、幅方向のユニットセルの長さであり、数学的には２Ｗ＋２Ａの和であるとみなされる。
【００３８】
Ｎｍは、長さ方向にとったシートのユニットセルの数である。
【００３９】
Ｎｃは、幅方向にとったシートのユニットセルの数である。
【００４０】
スリットの長さＬが、活性化したときの開孔部の大きさを支配する。したがって、スリットの長さＬが、幅方向の全体の伸びに影響を与える。隣接スリットの間の距離Ｗが、ランド部４８の幅を画定し、活性化したときの、Ｚ方向の拡大の大きさとティッシュ・ペーパー４０の一般外観とを制御する。スリットの幅Ａは、一般的に、活性化前にはゼロであるとみなすことができる。この幅が、Ｚ方向の拡大になんらかの寄与をすることがあり、特定の型の網目を提供する。例えば、スリット４４が、異物やゴミなどを除去するための掻き集める動きを提供するのが望ましいこともある。スリットの間の距離Ｄが、幅方向の引張り強度を制御する。スリットの間の距離Ｗが、Ｚ方向拡大、長さ方向の引張り強度を制御し、活性化したときのいずれかのすくい部又はランド部４８の大きさに影響を与える。そのようなランド部４８は、活性化したとき、基材平面に対して約４５度を向く。
【００４１】
次の比は、活性化したときの、本発明によるティッシュの作用及び特性に影響する。Ｌ／Ｗは、隣接スリット４４の間の距離に対するスリットの長さの比であり、この距離はスリット４４の長軸に対して垂直にとる。Ｌ／Ｗの比は、活性化したときの、不透明度の程度又はシートの透き通って見える面積を制御する。Ｌ／Ｗ比がより低いと、活性化したときに不透明度がより高くなり、一方、Ｌ／Ｗ比がより高いと、活性化したときにより大きな開孔面積になり、したがって不透明度が低くなる。
【００４２】
Ｌ／Ｄは、スリット長さに対する、スリット４４に平行な方向のスリット４４の間の距離の比である。Ｌ／Ｄの比は、構造的な破壊が生じる前の、スリット４４の長軸に垂直な伸びの大きさを制御する１つの要因である。Ｌ／Ｄの比がより低いと、構造的な破壊が生じる前の、スリット４４に垂直の伸びがより少なくなるが、Ｌ／Ｗ比がより高いと、より大きな伸びが達成可能になる。
【００４３】
ランド部の幅Ｗが小さくなりすぎると、ティッシュ・ペーパー４０が、活性化の間に十分な強度を有さなく、活性化したとき、裂けて片となることがある。あるいは、ランド部の幅Ｗが大きすぎると、活性化するのに過度の引張り力が必要なことがある。同様に、隣接スリット４４の間の距離Ｄが小さすぎると、活性化したときに、ティッシュ・ペーパー４０が裂けることがある。
【００４４】
Ａ／Ｗは、スリットの幅に対する隣接スリット４４の間の距離の比であり、この距離はスリット４４の長軸に対して垂直になる。Ａ／Ｗは、活性化前のティッシュの開孔面積の大きさを制御する１つの要因である。Ａ／Ｗの比がより低いと、活性化前のシート開孔面積がより小さく、したがってより不透明になり、一方Ａ／Ｗ比がより高いと、活性化前の開孔面積がより大きくなる。
【００４５】
スリット４４は第１の方向に向く長さＬを有するが、ティッシュ・ペーパー４０は通常、長さＬすなわちスリット４４の長軸に垂直の方向に活性化されることを認識すべきである。したがって、ティッシュ・ペーパー４０の長さＬは、一般的に、スリット４４の長さＬに垂直になる。スリット４４又はティッシュ・ペーパー４０の幅方向は、スリット４４の長さ方向に垂直である。
【００４６】
次の表１は、図１〜図８の実施態様の場合の、上述のパラメータに対する既知の作用範囲を示す。第１の方向及び第２の方向の異なるユニットセルの数は、ティッシュ・ペーパー４０のパターンの複雑さに直接的に正比例する。縮退している場合には、巧妙なパターンは、シート全体を通じて１つのユニットセルを有することができる。
【００４７】
【表１】
図９〜図１２を参考すると、本発明によるティッシュ・ペーパー４０の代替実施態様が示される。この実施態様では、縦方向及び幅方向に対して斜めに向く脆弱線４２が例示される。この配置により提供される利点は、縦方向か、幅方向か、又は縦方向か横方向に対するある角度かに向けられた対向する引張り力により、ティッシュが活性化できることである。この配置は又、複数プライ・ティッシュの場合に、プライの著しい相互作用が生じるという利点を提供する。活性化すると、複数プライ積層体内の隣接プライとの相互作用により、１つのプライの連結極大点が、嵩又はＺ方向拡大を捕らえて維持すると考えられる。
【００４８】
図９及び図１０は、正弦波形で絡み合う脆弱線４２を有するティッシュ・ペーパー４０を示す。正弦波スリット４４を選定する場合、隣接スリット４４は、同位相か、１８０度位相ずれか、又は中間位相かである。あるいは、スリット４４は、曲線であって、円や楕円などの部分を描いてもよい。曲線スリット４４を選定する場合、スリット４４は、同じ方向の凹面で向くか、反対の凹面を有する交互のスリット４４で向くか、中間の向きかである。この配置により提供される利点も、縦方向か、幅方向か、又は縦方向か横方向に対するある角度かに向けられた対向する引張り力により、活性化可能なことである。正弦波パターンは、活性化したとき、ランド部４８の端部で丸い曲線を提供する。この配置により、使用中に消費者をすりむく粗い点がないという利点が得られる。あるいは、図１１及び図１２に示すように、スリット４４は、並行である必要はない。交互のスリット４４は、隣接スリット４４に対して、及び／又は縦方向に対して、及び／又は幅方向に対して、斜めに向けることができる。図１１及び図１２は、山形紋形状の脆弱線４２を有するティッシュ・ペーパー４０のパターンを示す。ヘリングボーン形の脆弱線４２のパターンも利用できることは、当業者には明らかであろう。
【００４９】
図２９Ａ及び図２９Ｂを参照すると、他の２つのパターンが例示されている。図２９Ａのパターンは、方向８２又は方向８４のいずれかに活性化可能である。方向８４への活性化は、方向８２への活性化よりも大きなひずみを、すなわち荷重のピークに達成しながら、破断せずに提供すると予想される。同様に図２９Ｂを参照すると、そのパターンは、半円形の脆弱線４２と、真っ直ぐ平行で、一方向にずれた脆弱線４２との両方を含む。真っ直ぐで一方向にずれた脆弱線４２に垂直に活性化するには、半円形の脆弱線４２からの寄与も又伴う。しかし、真っ直ぐな脆弱線４２に平行な方向への活性化は、半円形の脆弱線４２からのひずみへの寄与を伴うのみである。それ故に、真っ直ぐな脆弱線４２に垂直な方向への活性化は、真っ直ぐな脆弱線４２に平行な方向への活性化よりも、破断せずにより大きな伸びが可能であると予想される。したがって、図２９Ａ及び図２９Ｂの実施態様により、使用者が使用時点で望む特性に従って、どの角度の活性化を利用するか選択することが可能になる。
【００５０】
様々なパターンの脆弱線４２を同じティッシュ・ペーパー４０へ混入できることを、当業者は認識するであろう。例えば、ユニットセルは、真っ直ぐや曲線の脆弱線４２からなることができ、スリット４４や開口などを含むことができる。
【００５１】
次の表２は、本発明の６つの非制限的な代表的実施態様の場合の、スリット４４及びひも状物の寸法を示す。活性化前の寸法は、表１に示される。
【００５２】
【表２】
図１〜図１２を更に参照すると、本発明による上の６つのティッシュ・ペーパー４０の活性化の前及び後が示される。活性化前には、ティッシュ・ペーパー４０は、Ｚ方向に測定した第１の厚さを有する。
【００５３】
ティッシュ・ペーパー４０は、塑性拡大に応じてＺ方向厚さも増加する。Ｚ方向厚さのかかる増加は、従来のポアッソン効果の理論で予想されることに反する。代わりに、シートのＺ方向厚さは増加する。ティッシュ・ペーパー４０は、適用した引張り力を除いても元の厚さには戻らない。更に、ティッシュ・ペーパー４０は、適用した引張り力に平行な伸びよりも大きい量又はパーセントで、Ｚ方向へ拡大することもある。このように、ティッシュ・ペーパー４０は、二次元肥大特性を示す。
【００５４】
したがって、本発明により、ポアッソン効果による欠点がないティッシュ・ペーパー４０が得られる。活性化すると、Ｚ方向に薄くなるのではなく、本発明によるティッシュ・ペーパー４０は、Ｚ方向にむしろ厚くなる。この方法により、これまで得られたものよりも低い、極端に低い密度を有するティッシュ・ペーパー４０が結果として生じる。
【００５５】
表３は、図２７のティッシュ・ペーパー４０の１つのユニットセルの４つの異なる点での活性化効果を、厚さ、活性化方向の長さ、第２の方向の長さ、表３に記すティッシュ・ペーパー４０のユニットセルの体積に関して示す。図３のティッシュ・ペーパー４０は次の寸法を有する：Ｌ＝１．０ｃｍ、Ｄ＝０．２ｃｍ、Ｗ＝０．４ｃｍ、及びＡ＝０．０２ｃｍ。ティッシュ・ペーパー４０の長さ方向は、適用した引張り力の方向に平行とする。幅方向は、適用した引張り力の方向に垂直とする。
【００５６】
【表３】
これまでの議論は、単一プライのティッシュ・ペーパー４０の実施態様が対象である。複数プライ・ティッシュ・ペーパー４０の実施態様もまた可能である。複数プライ実施態様では、本製品は、少なくとも２つの、並びにいずれかの合理的な数までのティッシュ基材から構成することができる。複数プライを形成するティッシュ基材は、同一の材料組成でも、異なる材料組成でもよい。例えば、３つ（又はより多く）のプライの実施態様が利用できる。かかる実施態様は、２つの外側プライ及び１つ以上の中央プライを含むことができる。外側プライは、使用者の皮膚に対して柔らかく、表面をこするのに効果的であるなどの特性を備えることも可能である。中央プライは、強度を備えること、又は活性化した時クレンザー若しくは他の機能添加剤の放出を行うことができる。更に、当該技術分野で既知のように１つ又は両方の外側プライは、脆弱線４２無しのティッシュ・ペーパー４０を含むことができる。
【００５７】
複数プライ実施態様を選定する場合、プライは、異なるパターンの脆弱線４２を備えてもよい。例えば、内側プライは、活性化した時にロフトと嵩を増進するパターンを備えることができる。外側プライは、触感が好ましく、又は特定の対象表面をこするのに効果的な、パターンを備えることもできる。複数プライシートの分析結果を次の表４に示す。平行で一方向にずらせたスリット４４を有する図２７に示したものと同様な幾何形状を試験した。スリット４４及びティッシュ・ペーパー４０は、活性化前に次のパラメータを有した：
【００５８】
【表４】
図２６を参照として、ティッシュ・ペーパー４０中のスリット４４又は他の脆弱線４２は、いずれかの好適な方法でティッシュ・ペーパー４０へ付与することができる。図２６は、バッキングロール５２に対して使用し、ティッシュ・ペーパー４０へスリット４４を付与することができるロータリナイフ５０を示す。ロータリナイフ５０上のブレードのパターンが、ティッシュ中のスリット４４に対応する。ブレードの間の間隔が、ティッシュ中のランド部４８に対応する。ティッシュはそのナイフに対して、好ましくはニップを通して動かされて、連続工程中にスリット４４が付与され得る。
【００５９】
あるいは、ナイフは平らであって、ティッシュ・ペーパー４０の内部にスリット４４をスタンプすることもできる。これはバッチ工法を必要とし、ティッシュ内部にスリット４４がスタンプされる。次に、ティッシュ・ペーパー４０はスタンプナイフに、あるいは、ナイフの下に置かれた新しいティッシュ・ペーパー４０に関連して動かされる。次にナイフが活性化されて、スリット４４をスタンプし、上述のようにパターン内部にランド部４８を残す。
【００６０】
更により好ましい実施では、脆弱線４２は、ティッシュ・ペーパー４０内部の低坪量領域を含むことができる。ティッシュ・ペーパー４０は、多重坪量を有して、高い坪量がランド部４８をつくり、低い坪量がスリット４４又は脆弱線４２をつくることができる。
【００６１】
好ましい実施態様では、ティッシュは、多重坪量のペーパーを含み、スリット４４を低坪量領域として、又は縮退した場合には開口としてさえも有する。多重坪量のペーパーを製造するためには、立ち上がった突出部を有するフォーミング・ワイヤを設ける。突出部は、幾つかの実施では少なくとも１０の縦横比を、別の実施では少なくとも２０を、更に別の実施では少なくとも３０を有することができる。フォーミング・ワイヤの突出部が脆弱線４２に対応し、一方突出部の間の間隔がランド部４８に対応する。特に好ましい方法では、ティッシュ・ペーパー４０の高坪量領域は、フォーミング・ワイヤの平面に垂直にとるときに、突出部の高さよりも低い又はわずかに高い高さを有することができる。特に好ましい実施では、低坪量領域は、突出部をわずかに覆ってブリッジを架けるだけであり、非常に低い坪量の領域を残してこれが活性化したときに開口となる。この配置により、開口の縁の繊維が、粗い縁ではなく柔軟性をもたらすという利点が得られる。その柔軟性は、部分的には、活性化によって破断する繊維結合のためであると考えられる。結合の破断は、繊維の一端を取付けたままにして、一端を自由にし、すなわち、本質的に片持ち状態とすることに起因する。そのような柔軟性は、活性化されたティッシュ・ペーパー４０が、バス・ティッシュ又は身体拭取り布で生じるように上皮清浄用具として使用されるものとする場合、特に望ましい。複数プライ製品の場合、スリット４４の縁の繊維は、隣接プライの対応する繊維に対して固定され得る。かかる固定は、活性化後の製品の嵩及びＺ方向厚さを維持する助けになると考えられる。
【００６２】
多重坪量紙は、本発明の譲受人に譲渡された次の米国特許のいずれかにより製造することができ、これらを参照として本明細書に組み込む：１９９３年９月１４日にトロクハン（Ｔｒｏｋｈａｎ）らへ発行された第５，２４５，０２５号、１９９６年６月１８日にトロクハンらへ発行された第５，５２７，４２８号、１９９６年７月９日にトロクハンらへ発行された第５，５３４，３２６号、１９９７年８月５日にトロクハンらへ発行された第５，６５４，０７６号、１９９８年１０月１３日にファン（Ｐｈａｎ）らへ発行された第５，８２０，７３０号、１９９４年１月１１日にファンらへ発行された第５，２７７，７６１号、１９９５年８月２２日にファンらへ発行された第５，４４３，６９１号、１９９８年９月８日にファンらへ発行された第５，８０４，０３６号、１９９６年４月２日にトロクハンらへ発行された第５，５０３，７１５号、１９９７年３月２５日にファンらへ発行された第５，６１４，０６１号、１９９８年９月８日にファンらへ発行された第５，８０４，２８１号、１９９９年４月２０日にトロクハンらへ発行された第５，８９５，６２３号、及び１９９９年５月４日にフストン（Ｈｕｓｔｏｎ）へ発行された第５，９００，１２２号。
【００６３】
試験方法
本発明は、次のように特徴付けることができる。第１の特徴付けは、荷重−伸び曲線から得られる、ピーク荷重時に生じる伸びを使用する。ひずみとも呼ばれるピーク時の伸びは、２つの直交方向に測定する。１つの方向は、活性化方向、すなわち破断しない最大のひずみ方向である。もう一つの方向は最大のひずみ方向に直交する。これらの方向は、幅方向及び縦方向とそれぞれ一致させることができる。活性化方向、例えば幅方向などの、以降に説明する荷重−伸び曲線のバンド幅７０をもまた、ピークまでの移動平均に関して、決定する。製品の活性化前及び後の両方の体積及び厚さを測定し、体積指数及び厚さ指数をそれぞれ得る。本発明は、摩擦係数、縦方向及び幅方向へ測定したときの可撓性、並びに縦方向及び幅方向の可撓性の比によっても、特徴付けることができる。
【００６４】
以降説明するそれぞれの試験に対して、指示がない限り、サンプルを選定して提供する。サンプルは、ティッシュ・ペーパー４０の脆弱線４２のパターンの少なくとも１つのユニットセルを含むものとし、消費者に提供される１つのユニットと一致していなければならない。パターンが近接していて、複数の脆弱線４２が単一の製品上にある場合、１つの製品をサンプルとして提供する。例えば、サンプルは、バス・ティッシュの単一のシート、単一の洗浄器具などとしてもよい。
【００６５】
ピーク荷重への伸びの測定は、次のように行う。試験するサンプルについて上に挙げた２つの方向を決定する。
【００６６】
張力試験器を使用して、荷重−伸び曲線データを測定する。張力試験器の爪の大きさは、サンプル幅に少なくとも等しく、サンプル幅は試験される方向に直交である。サンプルが張力試験器に対して大き過ぎる場合、６インチ（１５．２４ｃｍ）角に切り詰めてもよい。サンプルを６インチ（１５．２４ｃｍ）に切り詰める場合、試験するサンプルの一部分は、ＸＹ平面のいずれの方向に応力をかけたときでも最大のＺ方向変化を達成するサンプル部分の代表でなければならない。引張り試験器のゲージ長さは、試験するサンプルの長さの７５％と等しくする。サンプルは、第１の方向に向け、爪の部分で両方向に中心をとって、クランプする。クロスヘッドを、毎分２０インチ（５０．８ｃｍ）の一定速度で離し、結果として得られる荷重−伸び曲線を、毎秒２０データ点のサンプリング周波数で記録する。伸び試験の距離は、サンプルがピーク荷重に達成するように、十分大きくなければならない。
【００６７】
記録は、ペンシルバニア州（Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ， ＰＡ）フィラデルフィアのスィングアルバートインスツルメント社（Ｔｈｗｉｎｇ−Ａｌｂｅｒｔ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙ）から入手可能なアナリシスプレゼンテイションソフトウエア（Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ Ｓｏｆｔｗａｒｅ）・バージョン５．３を使用して行うことができる。このソフトウエアは、クロスヘッド移動量に対する絶対荷重としてデータを記録する。絶対荷重は、試験する方向に直交する初期サンプル幅によって荷重を割り、センチメートル当りのグラムに正規化する。クロスヘッド移動量は、クロスヘッド移動量を初期ゲージ長さで割り１００を乗じ、パーセントひずみに換算する。ピーク応力、又は荷重は、荷重−伸び曲線から見出される。ピーク荷重に対応する伸びを、得られたひずみとして記録する。この手順を第２の方向に繰り返す。各方向に５つのサンプルを試験し、結果を平均してその特定の方向におけるピーク荷重でのひずみを得る。ひずみ比とは、ピーク荷重時の縦方向伸びに対するピーク荷重時の幅方向伸びに対する比であって、単なる割り算により見出される。
【００６８】
次の表５は、様々な従来技術製品及び本発明の様々な実施態様についてのピーク荷重時における縦方向ひずみ及び幅方向ひずみを示す。従来技術によるティッシュ・ペーパー４０は通常、幅方向に比較的低いひずみ値を有した。これが生じるのは、製造工程中のクレープ加工、ラッシュトランスファー、ウエットマイクロコントラクションなどの、通常縦方向に生じる短縮のためである。
【００６９】
スリット４４の長さ及び幅方向、並びに／又はティッシュ・ペーパー４０の長さ及び幅方向が、縦方向及び幅方向と一致する必要がないことを、当業者は理解するであろう。しかしながら、これらの方向は、周知であって当業者に理解されるので、以降に示すサンプルで便宜上使用する。
【００７０】
しかし、本発明では、スリット４４は、縦方向に平行に向く長軸を有してもよく、通常は有する。スリット４４のそのような向きにより、幅方向への活性化が可能になる。この方向が好ましいのは、これにより、縦方向への不慮の活性化が生じる傾向が少なくなるからである。不慮の活性化は、例えば分配中に起こることもある。
【００７１】
表５に示すように、本発明によるティッシュ・ペーパー４０は、少なくとも３０％の、幾つかの実施では少なくとも６０％の、別の実施では少なくとも９０％の、別の実施では少なくとも１２０％の、更に別の実施では少なくとも１５０％の、幅方向のひずみを有することができる。同様に、本発明により、従来技術で得られるよりもほぼ一桁大きいひずみ比が得られる。ひずみ比は、ピーク荷重時の２つの直交する方向のひずみの比である。直交する方向は、縦方向及び幅方向と一致することができる。ひずみ比は少なくとも２、実施では少なくとも４、更に別の実施では少なくとも６とすることができる。
【００７２】
【表５】
図１３Ａ〜図１８を参照すると、従来技術及び本発明による幾つかの代表的な荷重−伸び曲線が示されている。荷重−伸び曲線は、より小さなピーク荷重値で、従来技術で得ることができる伸びよりも、本発明でいかに大きな伸びを得ることができるかを示す。
【００７３】
第２のパラメータであるバンド幅７０は、次のようにして測定する。前述の荷重−伸び曲線のピーク荷重までを、ローリング平均技法を使用して平滑化する。最初の３％のひずみは、ノイズ除去のために、削除する。全ての３つの連続データ点を相互に平均し、所与のデータ点の移動平均がそのデータ点の直前及び直後の点の平均に等しくなるよう曲線を平滑化する。
【００７４】
図１９〜図２４を参照すると、平滑化した曲線の上及び下への偏差の大きさが、ローリング平均から荷重を引き算してピーク荷重で割り算することによりピーク荷重のパーセントとして表わされ各データ点で見られる。図１９〜図２４では、Ｘ軸がローリング平均曲線を表す。ローリング平均よりも大きい（グラフ上の上）全ての点を再び相互に平均して、バンド幅７０の上限を得る。同様に、ローリング平均よりも小さい（グラフ上の下）全ての点を再び共に平均して、バンド幅７０の下限を得る。バンド幅７０は、上限及び下限の絶対値の合計として定義される。
【００７５】
当業者には周知の、ワシントン州レッドモンド（Ｒｅｄｍｏｎｄ， ＷＡ）のマイクロソフト社から入手可能なエクセルソフトウエア、又は他のいずれかのスプレッドシートが利用可能である。次の表６に示すように、荷重−伸び曲線からとったデータ点を、配列フォームにプロットすることができる。第１列は、各データ点のひずみを表す。本発明によるティッシュ・ペーパー４０の場合、荷重−伸び曲線全体は、従来技術では２００以上のデータ点を生み、本発明では１２００以上の個々のデータ点を生み出すことができる。しかし、ピーク荷重までのデータ点のみが考慮される。したがって、利用する点をｎとすると、ｎは２００以上程度である。従来技術のサンプルは通常、より少ない合計データ点を示し、２０以上程度であったことに留意すべきである。
【００７６】
表６の第１列は、ひずみである。荷重列のｎ番目のデータ点が荷重−伸び曲線上のピークデータ点に等しいときに、次の表６が終わっていることに注意されたい。第２列は、第１列の各ひずみに対応する荷重である。第３列は、第２列のそれぞれの３つの連続データ点に見られる荷重のローリング平均である。ローリング平均は、ひずみ曲線上の各点で、ひずみ曲線上の特定点の直前及び直後のデータ点を考慮する。第４列は、いずれかの特定データ点のローリング平均からの荷重の偏差を表す。かかる偏差は、第３列の値から第２列の値を引き、その差を第２列中のピーク荷重で割ることにより見出される。第５列は、第４列から得た全ての正の値を表す。これらの値を相互に平均して、バンド幅７０の上限を得る。第６列は、第４列から得た全ての負の値を表す。これらの値を相互に平均して、バンド幅７０の下限を得る。
【００７７】
【表６】
図１９〜図２５を参照すると、平滑化した荷重−伸び曲線は、ローリング平均を真直水平線として使用し、プロットすることができる。ピーク荷重に対するパーセントとして表したローリング平均からの偏差をプロットし、バンド幅の上限及び下限も同様にプロットする。
【００７８】
次の表７に見られるように、従来技術は通常、本発明よりはかなり小さいバンド幅７０を示す。好ましくは、本発明は、幾つかの実施で少なくとも０．５のバンド幅７０を有し、別の実施では少なくとも０．７、別の実施では少なくとも０．９を有する。本発明の比較的大きいバンド幅７０は、紐状物の漸増的破壊によるものであり、その結果、大きなランド部４８（個々の繊維よりも）が破壊する時に生じる、より小さな荷重支持容量になると考えられる。
【００７９】
【表７】
Ｚ方向厚さ及びサンプル体積は、次のように測定する。試験する未活性状態のサンプルを、平らな水平基準表面の上に置く。ティッシュ・ペーパー４０は、最大に記入された正方形を表示する。０．０１５インチ（０．０３８１ｃｍ）の厚さを有する、平らな正方形３０２ステンレス鋼のプラテン６０を準備する。プラテン６０は、前述の記入した正方形の１／９の大きさ及び面積を有する。サンプルの記された正方形に対してプラテン６０の大きさを決定するに際しては、様々な大きさの製品に対応する物差が入手できる。
【００８０】
図２８を参考すると、プラテン６０の中心が見られる。プラテン６０は、中心で交差してプラテン６０の各コーナーへ延びる対角線で記されている。対角線には、中心から各コーナーへ２／３の距離の位置と、中心の、合計５つの位置に印を入れてある。これら５つの位置は、引き続く厚さ測定の測定点を示す。
【００８１】
ステンレス鋼プラテン６０を基準表面の上に置き、日本の（株）ミツトヨにて製造されるデジマチックハイトゲージモデルＮｏ．ＨＤＳ−８"Ｍを使用して、板自体の自厚をゼロとする。ハイトゲージの触診先端を、サンプルの上に静置した時にプラテン６０と接触する点まで落とす。プラテン６０の中心上でゲージをゼロとすることにより、プラテン６０の平面性を試験する。他の全ての測定点表示が＋／−０．０１インチ（０．２５４ｍｍ）であるならば、プラテン６０は平らであるとする。サンプルを、基準面の上に置き、破損前の最大％ひずみの方向が測定者の左右となるような向きとする。
【００８２】
図２８を参照すると、サンプルは、接着テープをサンプルの全幅に沿って使用して、最左縁及び最右縁で基準表面に固定されている。接着テープは、サンプル全長の１２．５％を左右両側で固定し、サンプル中間の７５％を分析のためのゲージ長さとして残すべきである。プラテン６０を、サンプルを乱さないように注意して、サンプルの上に置く。プラテン６０は、プラテン６０の縁が前述の第１及び第２の方向と揃うように、サンプル上で中心をとる。プラテン６０の高さは、自厚を勘定に入れたときサンプルの厚さを表しており、プラテン６０上に表示した５点のそれぞれで測定する。５つの読みの平均高さは、プラテン６０がこの位置の時のＺ方向厚さを表しており、このプラテン６０の位置に記録される。
【００８３】
プラテン６０が各位置にある間に、プラテン６０のそれぞれの側の、このセグメント（プラテン６０の増分方向に垂直）に対するサンプルの平均幅も測定する。最後に、サンプルの長さを決定する。サンプルの長さは、測定しているプラテン６０の側の長さに等しい。サンプルの長さ及び幅は、マサチューセッツ州アソール（Ａｔｈｏｌ， ＭＡ．）のスターレット社（Ｔｈｅ Ｓｔａｒｒｅｔｔ Ｃｏｍｐａｎｙ）から入手可能な普通スケールを使用して、１．６ｍｍの精度まで測定することができる。
【００８４】
プラテン６０を、その最初の位置の左（又は右）へ完全に一位置分動かして、ｎ＋１の位置にする。そのセグメントの５点の高さ、並びに長さ及び幅を、再び測定する。プラテン６０を再び左（又は右）へ完全に一位置分動かして、５点を測定して平均する。この手順を、サンプルの縁に達するまで続ける。プラテン６０の外側及び増分方向に垂直のサンプルの厚さは測定しない。接着テープで固定したサンプルの部分は測定しない。サンプルの縁では、サンプルの内側にあるプラテン６０上の点だけを考慮する。縁の場合、セグメントの長さは、プラテン６０の片側の長さに等しくなくてもよい。プラテン６０がサンプルをオーバーハングする場合、サンプルの外側にあるいずれの点も、高さ測定に考慮しない。次に、プラテン６０を中心位置の右（又は左）へ一位置分戻してｎ−１の位置とし、手順をサンプルの反対側の縁に達するまで繰り返す。各位置の高さ測定値を平均して、プラテン６０の各位置に対する１つの高さを得る。
【００８５】
プラテン６０の各位置で、高さと幅と長さを乗ずる。このようにして、プラテン６０の各増分位置に対する体積が見出される。増分位置でのこれらの体積を合計して、サンプルの最終体積を得る。
【００８６】
次に、サンプルを張力で活性化する。まず、サンプルを固定していた接着テープを取り除いて、サンプルの全幅に沿ってサンプルをクランプする（再び、その形状の最左端及び最右端上の１２．５％で）。次に、クランプを毎分５０．８ｃｍで動かして離し、サンプルを張力で活性化する。適切なひずみを見つけるために、前述の荷重−伸び曲線を使用する。伸びは、本発明による製品の使用中に通常生じる活性化方向で測定する。
【００８７】
サンプルのゲージ長さを、上記ピーク値に達するのに必要なひずみの７５％まで、張力で伸ばす。この伸びを、７５％ピーク伸びと呼ぶ。張力荷重による破損は生じない。サンプルのゲージ長さを、７５％ピーク伸びから６７％ピーク伸びまで弛緩させる。製品内部の固有のばね力によって弛緩が生じない場合、手で弛緩を誘起することができる。次に、サンプルを、水平な基準面上の所定の位置に必要に応じて接着テープを使用して、注意深く６７％ピーク伸びに保持する。上述したように体積測定を繰り返す。
【００８８】
それぞれの状態で３つのサンプルを試験する。状態１の３つの体積を平均する。状態２の３つの体積を平均する。体積指数は、状態２の平均体積を状態１の平均体積で割ったものとして考えることができる。体積指数は、サンプルの伸ばされた部分の体積の変化を表す。
【００８９】
厚さ指数は、次のようにして見出される。状態１の３つのサンプルのそれぞれに対して、プラテン６０のいずれかの位置での最大の厚さを見つける。上の体積測定の厚さデータを使用することができ、又は新しい厚さ測定を行うことができる。
【００９０】
活性化した３つのサンプルのそれぞれに対して、プラテン６０のいずれかの位置での最大の厚さを見つける。次に、３つのサンプルのそれぞれに対して、これら最大値の比を得る。次に、３つの比を相互に平均して、３つのサンプルに基づくその製品を代表する厚さ指数を得る。
【００９１】
次の表８を参照すると、従来技術による製品は、引張り力を適用した時に、目立った活性化をしない又は示強性を変化させないことがわかる。それ故に、従来技術サンプルの体積指数はほぼ１に等しい。本発明は、少なくとも５の、別の実施では少なくとも１０の、別の実施では少なくとも１５の、別の実施では少なくとも２０の、及び別の実施では少なくとも２５の、体積指数を有することができる。
【００９２】
次の表８を更に参照すると、状態１及び状態２の平均の厚さは、各プラテン６０位置に対する厚さ及び面積を合計して各プラテン６０の位置に対する面積の合計で割ることで表される平均である。これは、概念的には、各プラテン６０の位置の面積で割り算した、体積の重みつき平均と考えることができる。再び、状態１及び状態２の厚さのそれぞれの３つのサンプルの平均が表される。
【００９３】
状態１及び状態２の最大の厚さは、それぞれの状態における３つの同一サンプルの最大の厚さの平均である。しかし、厚さ指数を決定するためには、それぞれのサンプルに対して１つの、つまり３つの厚さ指数を上述のように見出し、次に平均することが認識されるべきである。
【００９４】
本発明によるティッシュ・ペーパー４０は、少なくとも２の、幾つかの実施では少なくとも４の、幾つかの実施では少なくとも６の、幾つかの実施では少なくとも８の、幾つかの実施では少なくとも１０の、及び更に別の実施では少なくとも１２の、厚さ指数を有することができる。
【００９５】
【表８】
本発明によるティッシュ・ペーパー４０の厚さは、プライ数によって決まる。本明細書で説明して特許請求する実施態様の場合、１つ、２つ、又はｎプライ、ここでｎは約２と約８との間の整数を有する実施態様、及び幾つかの実施では４と６との間が好適であることが判明した。本明細書で説明して特許請求する複数プライ実施態様の場合、本発明によるティッシュ・ペーパー４０は、上述のように測定する状態２の任意の場所での厚さとして、少なくとも約０．５ｃｍ、幾つかの実施では約１ｃｍ、別の実施では少なくとも約１．３ｃｍ、別の実施では少なくとも約１．５ｃｍ、及び更に別の実施では少なくとも約１．７ｃｍを有することができる。単一プライ実施態様の場合、その厚さは、少なくとも約０．３ｃｍ、別の実施では少なくとも約０．４ｃｍ、更に別の実施では少なくとも約０．５ｃｍ、及び更に別の実施では少なくとも約０．６ｃｍとすることができる。一般的に、脆弱線の間の垂直距離Ｗが増すにつれて、ティッシュ・ペーパー４０の厚さも同様に増加する。活性化するとランド域Ｗがティッシュ・ペーパー４０の平面外へ変形する傾向があるので、厚さの増加に対応するために、スリット長さは十分に長くなければならないことを当業者は理解するであろう。
【００９６】
更に、本発明のティッシュ・ペーパー４０は、活性化の後、従来技術で見られるよりも低い密度を有する。考慮中のティッシュの密度を測定するために、次の手順を用いる。ティッシュの体積を、上で説明したように決定する。ティッシュの質量を、デジタル天秤を使用してグラムで決定する。好適な天秤は、０．０００１ｇの分解能を有し、デラウエア州ゲッティンゲン（Ｇｏｅｔｔｉｎｇｅｎ，ＤＥ）のサートリアス社（Ｔｈｅ Ｓａｒｔｏｒｉｕｓ Ｃｏｍｐａｎｙ）から入手可能である。密度は、単にサンプルの質量を体積で割り算したものである。表９を参照すると、従来技術による様々な製品、及び特許請求する発明による様々な製品の密度が示されている。活性化すると、本発明による製品は、従来技術のものよりもほぼ一桁小さい密度を有する。本発明による製品は、バス・ティッシュやフェイシャル・ティッシュや硬質表面クリーナー用などの低密度基材として使用するとき、特に有利である。
【００９７】
【表９】
上の表９で見ることができるように、本発明は、０．０１ｇ／ｃｍ3未満の、幾つかの実施では０．００９ｇ／ｃｍ3未満の、別の実施では０．００８ｇ／ｃｍ3未満の、別の実施では０．００７ｇ／ｃｍ3未満の、及び更に別の実施では０．００６ｇ／ｃｍ3未満の密度を有することができる。
【００９８】
更に別のパラメータを参照すると、本発明は又、活性化すると比較的高い摩擦係数を有する。平均摩擦係数は、縦方向及び幅方向に測定した摩擦係数の平均である。摩擦係数は、カトーテック（株）から入手可能なカワバタエバリュエイションシステム（ＫＥＳ）試験器を使用して測定する。サンプルを水平基準表面上に固定する。焼結ガラス製の約１２．２グラム重量のプローブ及びアームを使用する。プローブは、２０ｍｍの直径及びポロシティＣを有する焼結したガラスであって、ニュージャージー州ヴァインランド（Ｖｉｎｅｌａｎｄ， ＮＪ）のエースグラス社（Ａｃｅ Ｇｌａｓｓ，Ｉｎｃ．）からカタログ番号７１７６−１４で入手可能である。図３０Ａ及び図３０Ｂを参照すると、プローブは、角を面取りするために修正してある。プローブの底周辺の角は、１００グリットサンドペーパーを使用して面取りする。ノートンアブレーシブ（Ｎｏｒｔｏｎ Ａｂｒａｓｉｖｅｓ）のＫ２２４ １００−Ｊサンドペーパーが好適であると判明している。そのプローブを、サンプルに沿って毎分０．１ｃｍの速度で２．０ｃｍの距離を引く。プローブの方向は逆転され、２方向試験パターンとする。異なるサンプルを提供する。このサンプルは、第１のサンプルに対して９０度の向きとし、試験を繰り返す。それぞれの方向に前向き及び後ろ向きのトレース（４試験点）を平均して、そのサンプルの摩擦係数を得る。３つのそのようなサンプルの平均により、ティッシュ・ペーパー４０の摩擦係数が得られる。次の表１０に示すように、本発明は活性化すると、少なくとも１．８、幾つかの実施では２．０を超え、別の実施では２．２を超え、更に別の実施では２．４を超える摩擦係数を有する。
【００９９】
【表１０】
サンプルの剛性は、ＡＳＴＭ Ｂ１３８８−６４から適合させたカンチレバードレープ試験器を使用して測定することができる。サンプルは、２．５４ｃｍの幅、及び水平から４５度の垂れを生じるに十分な長さを有する。ティッシュの場合１０．１６ｃｍの長さ、及び紙タオルの場合１５．２４ｃｍが、十分であると判明している。サンプルは、縦方向か幅方向かいずれかに平行な長軸を有する。３０００平方フィート当りのポンド（６２５０平方センチメートル当りのグラム）でのサンプル坪量は、当業者に周知の技法を使用して決定され、本明細書では繰り返さない。サンプルは、サンプルのオーバーハングを生じることができる９０度自由隅部を有する、水平試験台の上に置く。サンプルを、毎秒１／２インチ（１．２７ｃｍ）の速度で自由端を越えて動かし、サンプルのオーバーハング部分が水平から４５度垂れるまで行う。サンプルのオーバーハングの長さを、０．５ｃｍの正確さで測定する。
【０１００】
サンプルの厚さを、上述のように測定する。次に、曲げ率を、次の式により見出す：
曲げ率（ｋｇ／ｃｍ2）＝｛（オーバーハングの長さ（ｃｍ）／２）3×坪量（ポンド／３０００平方フィート）×１１９．２４｝／［厚さ（１／１０００インチすなわちミル）］3
次の表１１に見られるように、本発明は、従来技術で得ることができものよりもほぼ一桁小さい幅方向曲げ率を有する。本発明は、０．０１ｋｇ／ｃｍ2未満、０．００５ｋｇ／ｃｍ2未満の、幾つかの実施では０．００１ｋｇ／ｃｍ2未満、幾つかの実施では０．０００５ｋｇ／ｃｍ2未満、幾つかの実施では０．０００１ｋｇ／ｃｍ2未満、及び幾つかの実施では０．００００５ｋｇ／ｃｍ2未満の幅方向の曲げ率を有することができる。しかし、幅方向に対する縦方向の曲げ率の比は、従来技術で得ることができものよりもほぼ一桁大きい。幅方向に対する縦方向の曲げ率の比は、幾つかの実施では少なくとも約５、幾つかの実施では少なくとも約１０、別の実施では少なくとも約１５、及び別の実施では少なくとも２０とすることができる。
【０１０１】
【表１１】
ＭＤ曲げ率及びＣＤ曲げ率の状態１／状態２の比も、次の表ＶＩＢに示す。表１２に示すように、少なくとも４、幾つかの実施では少なくとも５、及び別の実施では少なくとも６の、ＣＤ可撓性の状態１／状態２の比を得ることができる。
【０１０２】
【表１２】
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】真っ直ぐで平行な及び一方向にずれているスリットを有する、本発明による代表的なティッシュ・ペーパーの、活性化前の断片的な上部平面図である。図１のスリットは、抄紙中に低坪量領域としてつくられた。
【図２】図１のティッシュ・ペーパーの、活性化後の、断片的な上部平面図である。
【図３】真っ直ぐで平行な、一方向にずれているスリットを有する、本発明による代表的なティッシュ・ペーパーの、活性化前の断片的な上部平面図であり、図３のティッシュ・ペーパーは識別可能な幅を有する。図３のスリットは、抄紙工程中に低坪量領域として作られたものであるが、図１の対応するスリットよりは高い坪量を有する。
【図４】図３のティッシュ・ペーパーの、活性化後の、断片的な上部平面図である。
【図５】真っ直ぐで平行な、一方向にずれているスリットを有する本発明による代表的なティッシュ・ペーパーの、活性化前の、断片的な上部平面図であり、図５のティッシュ・ペーパーは識別可能な幅を有する。図５のスリットは、抄紙工程中に低坪量領域として作られたものであって、図３のスリットの長さの１／２の長さである。
【図６】図５のティッシュ・ペーパーの、活性化後の、断片的な上部平面図である。
【図７】真っ直ぐで平行な、一方向にずれているスリットを有する、本発明による代表的なティッシュ・ペーパーの、活性化前の、断片的な上部平面図である。図７のティッシュ・ペーパーの基材は、チャーミンウルトラ（Ｃｈａｒｍｉｎ Ｕｌｔｒａ）型バス・ティッシュであり、フォーミング・ワイヤ側がこちらに面している。図７のティッシュ・ペーパーは、ロータリスリッターを使用して製造した。
【図８】図７のティッシュ・ペーパーの、活性化後の、断片的な上部平面図である。
【図９】中断した正弦パターンを形成するスリットを有するティッシュ・ペーパーの断片的な上部平面図である。図９のティッシュ・ペーパーの基材は、チャーミン（Ｃｈａｒｍｉｎ）型バス・ティッシュであり、フォーミング・ワイヤ側がこちらに面している。図９のティッシュ・ペーパーは、レーザーカッターを使用して製造した。
【図１０】図９のティッシュ・ペーパーの、活性化後の、断片的な上部平面図である。
【図１１】絡み合って二方向に交互に配置された山形紋パターンのスリットを有する、本発明によるティッシュ・ペーパー４０の断片的な上部平面図である。図１１のティッシュ・ペーパーの基材は、チャーミン（Ｃｈａｒｍｉｎ）型バスティッシュで作られており、フォーミング・ワイヤ側がビューアの反対側に面している。図１１のティッシュ・ペーパーは、レーザーカッターを使用して製造した。
【図１２】図１１のティッシュ・ペーパーの、活性化後の、断片的な上部平面図である。
【図１３Ａ】図１及び図２のティッシュ・ペーパーの活性化への反応を示す、荷重−伸び曲線である。図１３Ａは又、フォートジェイムス社（Ｆｏｒｔ Ｊａｍｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）により作られたキルテッドノーザーンウルトラ（Ｑｕｉｌｔｅｄ Ｎｏｒｔｈｅｒｎ Ｕｌｔｒａ）バス・ティッシュとブラウニー（Ｂｒａｗｎｙ）紙タオルの双方、並びにキンバリークラーク社（Ｋｉｍｂｅｒｌｙ Ｃｌａｒｋ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）により作られたクリネックス（Ｋｌｅｅｎｅｘ）フェイシャル・ティッシュの活性化への反応を示す。
【図１３Ｂ】図１３Ａの荷重−伸び曲線であり、ひずみスケールを圧縮している。
【図１４】図３及び図４のティッシュ・ペーパーの活性化への反応を示す、荷重−伸びである。
【図１５】図１５は、図５及び図６のティッシュ・ペーパーの活性化への反応を示す、荷重−伸びである。
【図１６】図７及び図８のティッシュ・ペーパーの活性化への反応を示す、荷重−伸びである。
【図１７】図９及び図１０のティッシュ・ペーパーの活性化への反応を示す、荷重−伸びである。
【図１８】図１１及び図１２のティッシュ・ペーパーの活性化への反応を示す、荷重−伸びである。
【図１９】図１３Ａ及び図１３Ｂに示した荷重−伸びのバンド幅のグラフである。
【図２０】図１４に示した荷重−伸びのバンド幅のグラフである。
【図２１】図１５に示した荷重−伸びのバンド幅のグラフである。
【図２２】図１６に示した荷重−伸びのバンド幅のグラフである。
【図２３】図１７に示した荷重−伸びのバンド幅のグラフである。
【図２４】図１８に示した荷重−伸びのバンド幅のグラフである。
【図２５】図１９の本発明、及び従来技術サンプルのバンド幅のグラフである。
【図２６】本発明のティッシュにスリットを作ることに使用できる、ロータリナイフの斜視図である。
【図２７】分析に使用した寸法を示す、代表的なスリットパターンの上部平面略図である。
【図２８】厚さ測定をどのようにして行うかを示す、ティッシュ・ペーパー及びプラテンの上部平面略図である。
【図２９Ａ】第１の方向及び第２の方向に直交して向けられたスリットを有するティッシュ・ペーパーの部分的な平面図であり、第１の方向のスリットが第２の方向のスリットよりも著しい長さを有する。
【図２９Ｂ】第１の方向に向けられた真っ直ぐなスリットと真っ直ぐなスリットの間に挿入された曲線状スリットとを有する、ティッシュ・ペーパーの断片的な上部平面図である。
【図３０Ａ】摩擦係数試験工程で使用されるプローブの底面略図である。
【図３０Ｂ】図３０Ａのプローブの、線３０Ｂ−３０Ｂに沿って見る縦断面図である。
【背景技術】
【０００１】
（関連出願に対する相互参考）
本出願は、２０００年１１月３日にジュナン・カオ（Ｊｕｎａｎ Ｋａｏ）らの名で出願された「張力による活性化可能な基材（Ｔｅｎｓｉｏｎ Ａｃｔｉｖａｔａｂｌｅ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）」という名称の先願の一部継続出願である。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、示強性の第１の状態から示強性の第２の状態へ使用者が活性化可能な可撓性基材に関する。
【０００３】
（発明の背景）
不織基材、特にティッシュ・ペーパーは、当該技術分野で周知である。ティッシュ・ペーパーは、フェイシャル・ティッシュ、バス・ティッシュ、紙タオル、ナプキン、及び拭取り紙として、一般に使用されている。より最近では、合成不織布が、シャワーで人の肌を洗うプーフ（ｐｏｏｆ）として、床や他の硬質表面を清浄するための使い捨てモップヘッドとして使用されてきた。好適な身体洗い用具が、１９９７年７月２２日にゴードン（Ｇｏｒｄｏｎ）らへ発行され、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第５，６５０，３８４号、及び本発明の譲受人に譲渡されたＰＣＴ国際公開公報ＷＯ９８／１５２６２、ＷＯ９９／２５３１８、ＷＯ９９／０６７９３に開示されており、その全てを参照として本明細書に組み込む。使い捨て不織基材を有する代表的なモップが、２０００年８月１５日にポリエイチオ（Ｐｏｌｉｅｉｃｃｈｉｏ）らへ発行されて本発明の譲受人に譲渡された米国特許第６，１０１，６６１号、及び１９９９年５月４日にキングリ（Ｋｉｎｇｒｙ）らへ発行された米国特許第Ｄｅｓ．４０９，３４３号の双方に参照として本明細書に組込まれ、本出願人によってスィッファー（Ｓｗｉｆｆｅｒ）モップとして市販され、例示されている。別個の孔あき不織基材が、１９９９年４月２０日にトロクハン（Ｔｒｏｋｈａｎ）へ発行されて本発明の譲受人に譲渡された米国特許第５，８９５，６２７号にも例示されており、参照として本明細書に組み込む。１９９８年３月２６日にシェリー（Ｓｈｅｒｒｙ）の名で公開されて本発明の譲受人に譲渡された、ＰＣＴ国際公開公報ＷＯ９８／１１８１３では、湿らせることができる洗浄パッドを有する洗浄器具が開示されており、参照として本明細書に組み込む。
【０００４】
低密度を有する、又は高い嵩を有するともいう、ティッシュ・ペーパーを製造することが、ティッシュ・ペーパー製造技術でのかねてからの目標であった。密度を下げることによりティッシュを改良する当該技術分野で最初の試みの１つは、１９６７年１月３１日にサンフォード（Ｓａｎｆｏｒｄ）らへ発行されて本発明の譲受人に譲渡された米国特許第３，３０１，７４６号に見られ、参照として本明細書に組み込む。サンフォード（Ｓａｎｆｏｒｄ）らは、従来のプレスフェルトで乾燥したティッシュよりも実質的に低い全体密度を有する、通風で乾燥した紙を開示している。１９８０年３月４日にトロクハン（Ｔｒｏｋｈａｎ）へ発行された米国特許第４，１９１，６０９号では通風で乾燥する低密度の紙の改良が開示されており、参照として本明細書に組み込む。この特許が開示している紙は、柔軟性を増加する２軸的に千鳥状パターンの低密度域を有して作られる。
【０００５】
更に別の一連の本発明の譲受人に譲渡された特許では、感光性樹脂を有するベルトを使用することによる低密度抄紙が例示される。この技術は、それまで入手不可能だった柔軟性を抄紙用工程へ与えた。そのような技術を示している代表的な特許として、本発明の譲受人に譲渡された米国特許群、１９８５年７月１６日にトロクハン（Ｔｒｏｋｈａｎ）へ発行された第４，５２９，４８０号、１９８７年１月２０日にトロクハンへ発行された第４，６３７，８５９号、１９９４年１１月１５日にスマルコスキー（Ｓｍｕｒｋｏｓｋｉ）らへ発行された第５，３６４，５０４号、１９９６年６月２５日にトロクハンらへ発行された第５，５２９，６６４号、１９９７年１０月２１日にラッシュ（Ｒａｓｃｈ）らへ発行された第５，６７９，２２２号、１９９８年２月３日にエイヤース（Ａｙｅｒｓ）らへ発行された第５，７１４，０４１号、及び１９９９年５月２５日にトロクハンへ発行された第５，９０６，７１０号が挙げられ、参照として本明細書に組み込む。
【０００６】
低密度ティッシュを達成したとされる更に別の技術が、１９９９年８月３日にファーリングトン（Ｆａｒｒｉｎｇｔｏｎ）ジュニアらへ発行された米国特許第５，９３２，０６８号に見られる。この特許によれば、クレープ加工無しの低密度ティッシュの製造を意味している。
【０００７】
しかしながら、前述のティッシュ・ペーパーの各開示によれば、単一セットの示強性だけを有するティッシュ・ペーパーが使用者へ提供される。示強性として、密度、厚さ、摩擦係数、体積（単位面積基準で）、表面積（単位面積基準で）、及び空隙容量が挙げられるが、これには限定されない。
【０００８】
より具体的には、従来技術のティッシュ・ペーパーは、単一の全体密度又はかさ密度だけを有する。使用者は、製造プロセスが一旦完了すると、ティッシュ・ペーパーの密度に大きな影響を与えることはできない。しかし、使用者は、購入時点で最初から存在する密度とは異なる密度のティッシュ・ペーパーを望むときがある。例えば、使用者は、輸送及び貯蔵には高い密度のティッシュ・ペーパーを望み、最終使用には低い密度のティッシュ・ペーパーを望むことがある。その場合、第１の密度で提供され第２の十分に低い密度に変形可能なティッシュ・ペーパー・シートを有することができれば、消費者にとって便利である。
【０００９】
同様に、使用者は、ティッシュ・ペーパーを第１の体積から第２の体積及び／又は厚さに変形することを望むこともある。第２の体積及び／又は厚さは、第１のものより大きくてもよい。体積増加及び／又は厚さ増加は、使用者の使用時点以前では、第１の、並びにより小さい体積及び／又は厚さで輸送及び貯蔵するという利益を提供することができる。使用時点で、消費者は、ティッシュ・ペーパーを第２、並びにより大きい体積及び／又は厚さへ、活性化することができる。体積及び／又は厚さのかかる増加があると、例えば、体積増加及び／又は厚さ増加が使用中の使用者の手を保護できるという利益をもたらす。このことは、製品をバス・ティッシュとして又は他の表面の洗浄に使用する場合に、特に有利であり得る。
【００１０】
同様に、使用者は、製造工程が一旦完了すると、ティッシュ・ペーパーの表面積を著しく変更することは通常できない。本明細書で使用する用語「表面積」は、そのティッシュ・ペーパーの平らな平面への単位投影面積内に含まれる、トポグラフィーを考慮したティッシュ・ペーパーの表面域の広さを指す。表面域のこの広さは、一般的に、ティッシュ・ペーパーの投影された平面寸法を測定することによって得られる表面積よりも広い。使用者は、輸送及び貯蔵には第１の表面積を、及び使用には第２の表面積を望むことがある。
【００１１】
同様に、使用者は、清浄のために提供することができる、複数の外部に出た端部を有するティッシュ・ペーパーを望むことがある。その端部は、清浄される物質を除去するための剥ぎ取り作用を提供する。このことは、製品をバス・ティッシュ又は他のクリーニング用具として使用する場合に、特に有利であり得る。活性化した時に本発明のティッシュ・ペーパーにもたらされる、より広い表面積が、最終的に、清浄のためのより広い使用可能面積を生み出すと考えられる。特に、スリットの各端部が清浄される表面から異物を剥ぎ取る機会を提供する。スリット間の空隙に異物を捕捉することができるので、清浄の有効性を増すことができる。この清浄有効性の改善は、ティッシュ・ペーパーの摩擦係数の増加として表されることも可能である。
【００１２】
同様に、本発明によるティッシュ・ペーパーがバス・ティッシュとして使用する場合、活性化したときの高い空隙容量により水流し性の改善がもたらされることは、予期できるものである。水流し性を改善したトイレットペーパーを製造する当該技術分野での１つの試みが、１９９７年７月２９日にツェング（Ｔｓｅｎｇ）へ発行された米国特許第５，６５２，０３５号に見られる。この特許では、四分区間に分割されたバスティッシュ・ペーパーが開示されている。対角的に向き合う四分区間が、平行なスリット群を有する。そのティッシュは、２対の対角的に向き合う四分区間を有する。各対は、対角的に向き合う四分区間内のスリットと互いに平行であって、隣接する四分区間内のスリットと互いに垂直である、スリット群を有する。この配置により水流し性の改善を提供することができるが、消費者は引張り力をかけることによりティッシュ・ペーパーを容易に活性化することはできない。使用者がティッシュを掴んで引き離すと、引張り力の線に垂直のスリットはティッシュ・ペーパーを開く傾向があるが、引張り力の適用に並行のスリットには、通常伸張性はない。そのティッシュは以降、説明するように、適切には活性化されない。
【００１３】
１９７５年７月１５日にガイサー（Ｇａｉｓｓｅｒ）へ発行されて本発明の譲受人に譲渡された米国特許第３，８９５，１２８号では、乾燥機に添加する布地軟化剤として使用可能な布地コンディショニング物品が開示されており、参考として本明細書に組み込む。１９７６年３月１６日にマックアリ（ＭｃＱｕｅａｒｙ）へ発行された米国特許第３，９４４，６９４号及び１９７６年５月１１日にマックアリ（ＭｃＱｕｅａｒｙ）へ発行された米国特許第３，９５６，５５６号では、スリット及び穿孔をその中に有する、布地コンディショニング物品が開示されており、双方が本発明の譲受人に譲渡され、参照として本明細書に組み込む。これらの布地コンディショナー物品も又、乾燥機に添加する布地軟化剤として使用可能である。スリット及び穿孔の目的は、布地コンディショニング物品を貫通する空気の流れを可能にするためであり、これにより、乾燥機に添加する布地軟化剤として使用するときに排気の妨げを防ぐ。
【００１４】
本発明による基材が乾燥機に添加する布地軟化剤として使用される場合、使用時点での基材の活性化により、低密度／高空隙空間の基材が提供され、乾燥機での使用の最中に、乾燥機を貫通する空気流に特に良く適する。
【００１５】
スリット加工技術の他の適用が、１９９７年９月１６日にグッドリッヒ（Ｇｏｏｄｒｉｃｈ）らへ発行された米国特許第５，６６７，８７１号に見られる。グッドリッヒ（Ｇｏｏｄｒｉｃｈ）らは、代表的な７０ポンド（３２ｋｇ）普通クラフト紙を使用して、充填材を形成する。その材料は、梱包の内部などの中空空間を満たすのに使用される。同様に、１９９４年１１月２２日にマイダ（Ｍａｉｄａ）らへ発行された米国特許第５，３６５，８１９号は、多数のスリットを使用するパッキング材を形成する方法を教示する。スリットにより、その材料が、荷重を支えると共に弾力性がある三次元形状に拡大することができる。
【００１６】
スリット加工技術の更に別の例が、１９９４年１２月２０日にシュッド（Ｓｃｈｕｌｄ）らへ発行された米国特許第５，３７４，３８１号に示されている。シュッド（Ｓｃｈｕｌｄ）らは、特に加湿器内で有用な蒸発エレメント又はカートリッジを教示する。そのエレメントは、多数層のスリットと、吸取り型の紙で作られた拡大された毛管作用材料を含む。構造強度のために、金属層又は他のフレームが設けられる。
【００１７】
本発明による基材は、バス・ティッシュ、フェイシャル・ティッシュ、紙タオル、ナプキン、雑巾、スポンジ、ごしごし洗い、プーフ、身体洗い、フィルター、顔マスク、枕材料、詰め物、保温材、パッキング材、包帯、傷包帯材、乾燥機添加布地軟化剤、おむつや衛生ナプキンやタンポンなどの吸収性製品用コア、屋外使用排水媒体、植物苗床等として使用することができる。その基材は、最終用途に関わらず、使用時点で、又は製造工程の中間点で、活性化が可能である。
【００１８】
（発明の概要）
本発明は、ティッシュ・ペーパーの概ね平面的な基材を含む。ティッシュ・ペーパーは、セルロース繊維及び／又は合成繊維を含むことができる。ティッシュ・ペーパーは、脆弱線のパターンを備える。脆弱線は、長軸を有することができる。脆弱線は、格子状に配置することができ、同一の長さ及びピッチにしてもよく、又は様々な大きさ及び形状を有することができる。脆弱線の長軸は、真っ直ぐであり、平行及び／又は共通の方向に向けることができる。脆弱線は、曲線状であり、様々な斜め関係に向けることもできる。
【００１９】
ティッシュは、張力で塑性的に活性化することができる。活性化の方向は、脆弱線の長軸に概ね垂直とすることができる。活性化すると、ティッシュ・ペーパーは、示強性の第１の状態から示強性の第２の状態へ変形される。例えば、活性化すると、ティッシュ・ペーパーのＺ方向の厚さは、増加する。
【００２０】
（詳細な説明）
図１〜図１２を参照すると、本発明は、可撓性の、巨視的には平面上の基材シートを含む。その基材は、以降、第１の実施でティッシュ・ペーパー４０として説明されるが、代替実施及び材料も特許請求する発明の範囲内にあることを理解されたい。ティッシュ・ペーパー・シート４０は、縦方向及びこれに直交する幅方向を有する。集合的には、これら２つの方向は、ＸＹ平面と、ＸＹ平面に直交するＺ方向とを画定する。ティッシュ・ペーパー４０は、不定の長さとすることができる。長方形のティッシュ・ペーパー４０が描かれているが、円、定形及び異形多角形などの他の形状も、本発明の範囲内であることを理解されたい。
【００２１】
ティッシュ・ペーパー４０は、ティッシュ・ペーパー４０の厚さを十分に又は完全に貫通してＺ方向に延びる、複数の脆弱線４２を有する。脆弱線４２は、ティッシュ・ペーパー４０内のスリット４４、切り込み、穿孔、開口、坪量をかなり減量した域、又はいずれかの他の人工物とすることができ、これにより、以降説明するように活性化した時に、網状組織全体に分散した穴を有する基本的に連続の網状組織を形成することができる。
【００２２】
ティッシュ・ペーパー４０の活性化は、ティッシュ・ペーパー４０の１つ以上の示強性の塑性的変化を指す。ティッシュ・ペーパー４０を活性化するには、引張り力を適用することにより、張力で伸張させる。適用する引張り力は、脆弱線４２の長軸に概ね垂直とすることができ、その結果、最大の伸びが生じる。
【００２３】
活性化の間、ティッシュは、対向する引張り力により塑性的に伸ばされる。引張り力は、脆弱線４２の長軸に垂直に、好ましくは完全に垂直に、ベクトル構成成分を有する方向に生じる。塑性的な伸張により、ティッシュ・ペーパー４０が対向する引張り力の適用に応じて、長さ又は厚さを永久的に増加することを意味する。増加した長さは、適用された引張り力が除かれた後に、ある程度は弛緩し得、ティッシュ・ペーパー４０は、元の長さには戻らない。
【００２４】
ティッシュ・ペーパー４０は、セルロース性のもので、従来型乾燥又は既知の抄紙用技術を使用する通風乾燥されたものである。ティッシュ・ペーパー４０は、一定又は変化する坪量及び／又は密度とすることが出来、特に好ましい多重坪量の実施態様を以降、説明する。本発明によるティッシュ・ペーパー４０は、本発明の譲受人に譲渡された次の任意の米国特許により製造することができ、次の開示を参照として本明細書に組み込む：１９８５年７月１６日にトロクハン（Ｔｒｏｋｈａｎ）へ発行された第４，５２９，４８０号、１９８７年１月２０日にトロクハンへ発行された第４，６３７，８５９号、１９９４年１１月１５日にスマルコスキー（Ｓｍｕｒｋｏｓｋｉ）らへ発行された第５，３６４，５０４号、１９９６年６月２５日にトロクハンらへ発行された第５，５２９，６６４号、１９９７年１０月２１日にラッシュ（Ｒａｓｃｈ）らへ発行された第５，６７９，２２２号、１９９８年２月３日にエイヤース（Ａｙｅｒｓ）らへ発行された第５，７１４，０４１号、１９９９年５月２５日にトロクハンへ発行された第５，９０６，７１０号、１９９９年１１月９日にワイスマン（Ｗｅｉｓｍａｎ）らへ発行された第５，９８０，６９１号、１９９６年８月２７日にファン（Ｐｈａｎ）へ発行された第５，５４９，７９０号、１９９６年９月１７日にトロクハンらへ発行された第５，５５６，５０９号、１９９６年１２月３日にアンプルスキー（Ａｍｐｕｌｓｋｉ）らへ発行された第５，５８０，４２３号、１９９７年３月１１日にファンへ発行された第５，６０９，７２５号、１９９７年５月１３日にトロクハンらへ発行された第５，６２９，０５２号、１９９７年７月１０日にアンプルスキーらへ発行された第５，６３７，１９４号、１９９７年１０月７日にマクファーランド（ＭｃＦａｒｌａｎｄ）らへ発行された第５，６７４，６６３号、１９９７年１２月２日にアンプルスキーらへ発行された第５，６９３，１８７号、１９９８年１月２０日にトロクハンらへ発行された第５，７０９，７７５号、１９９８年７月７日にアンプルスキーらへ発行された第５，７７６，３０７号、１９９８年８月１８日にアンプルスキーらへ発行された第５，７９５，４４０号、１９９８年９月２９日にファンへ発行された第５，８１４，１９０号、１９９８年１０月６日にトロクハンらへ発行された第５，８１７，３７７号、１９９８年１２月８日にアンプルスキーらへ発行された第５，８４６，３７９号、１９９９年１月５日にアンプルスキーらへ発行された第５，８５５，７３９号、１９９９年１月１９日にアンプルスキーらへ発行された第５，８６１，０８２号、１９９９年２月１６日にトロクハンらへ発行された第５，８７１，８８７号、１９９９年４月２７日にアンプルスキーらへ発行された第５，８９７，７４５号、１９９９年５月１８日にアンプルスキーらへ発行された第５，９０４，８１１号、及び２０００年４月１８日にアンプルスキーへ発行された第６，０５１，１０５号。
【００２５】
あるいは、そのティッシュは、クレープ加工無しで作ることもできる。クレープ加工無しで作られるティッシュが、１９９９年８月３日にファーリングトン（Ｆａｒｒｉｎｇｔｏｎ）ジュニアらに発行された米国特許第５，３９２，０６８号により例示される。
【００２６】
本発明で使用するために選定したティッシュ・ペーパー４０が以降説明するように多重密度又は多重坪量を含み通風乾燥された場合、当業者ならば、製造中のティッシュ・ペーパー４０から水を除去するために、ミクロポア乾燥を利用しようと考えるであろう。ミクロポア乾燥では、流れ制限体が、通風乾燥の空気流路中に置かれる。そのミクロポア媒体は、乾燥するティッシュ・ペーパー４０の間隙よりも小さい孔を有する。ミクロポア乾燥は、本発明の譲受人に譲渡された次の米国特許に従って実行することができ、これらを参考として本明細書に組み込む：１９９４年１月４日にエンサイン（Ｅｎｓｉｇｎ）らへ発行された第５，２７４，９３０号、１９９５年８月１日にエンサインらへ発行された第５，４３７，１０７号、１９９６年７月３０日にエンサインらへ発行された第５，５３９，９９６号、１９９６年１２月１０日にエンサインらへ発行された第５，５８１，９０６号、１９９６年１２月１７日にエンサインらへ発行された第５，５８４，１２６号、１９９６年１２月１７日にエンサインらへ発行された第５，５８４，１２８号、１９９７年５月６日にエンサインらへ発行された第５，６２５，９６１号、１９９９年６月１５日にトロクハン（Ｔｒｏｋｈａｎ）らへ発行された第５，９１２，０７２号、１９９９年８月２４日にエンサインらへ発行された第５，９４２，３２２号、２０００年２月８日にステルジェス（Ｓｔｅｌｌｊｅｓ）らへ発行された第６，０２１，５８３号、及び２０００年８月２２日にエンサインらへ発行された第６，１０５，２７６号。
【００２７】
あるいは、上述したように、全体又は部分が非セルロース性の基材も、本発明の範囲に包含される。本発明による基材は、セルロース繊維、合成繊維、及びこれらの混合物を含むことができる。本発明による不織布を製造するのに好適な１つの装置が、１９９９年４月２０日にトロクハン（Ｔｒｏｋｈａｎ）らへ発行されて本発明の譲受人に譲渡された米国特許第５，８９５，６２３号に示されており、参照として本明細書へ組み込む。
【００２８】
本発明によるティッシュを更に詳細に調べると、このティッシュは、複数の脆弱線４２を有する。脆弱線４２は以降、スリット４４として説明されるが、本発明はそのように限定されるものではないことを理解すべきである。脆弱線４２は、穿孔、開口などを含むことができる。本明細書で使用する穿孔は、ティッシュ中では不連続であったり中断していたりすることによって、ティッシュのＺ方向の全厚を貫通するものではなくＸＹ平面内で本質的に一次元である。穿孔は、切込むこと、又はティッシュ内の繊維を永久的に圧縮する／変形することにより作ることができる。スリットは、認識し得る第１の方向を有して基本的に線状であり、垂直方向には認識し得る寸法は殆どない。スリットは、ティッシュ・ペーパー４０のＺ方向の厚さを完全に貫いて延びる。スリット４４及び開口は、基本的に直線であっても、又は曲線であってもよい。対照的に、開口は、別の型の脆弱線である。開口は、Ｘ及びＹ両方向に認識し得る寸法を有する。開口は、ティッシュ・ペーパー４０の厚さを部分的に又は完全に貫通して延びる穴として考えることができる。したがって、止り穴及び通り穴両方が開口として包含される。穿孔、スリット４４、開口、又は他の脆弱線４２は、格子を形成することができる。脆弱線４２の間には、ランド部４８がある。ランド部４８は、活性化したときのティッシュの体積を画定する網目となる。
【００２９】
この議論の目的上、スリット４４は、縦方向を向いているとするが、スリット４４が幅方向を向いても、又は縦方向及び幅方向に関して斜め関係であってもよいと理解すべきである。あるいは、ティッシュ・ペーパー４０は、縦方向及び幅方向両方にスリット４４を有することができる。スリット４４は、一方向に互いにずれることができる。スリット４４が一方向にずれるとき、１つのスリットの端部は、スリット４４の長軸に垂直である隣接スリットの端部と交差しない。あるいは、スリット４４は、隣接スリット４４から二方向にずれてもよく、又は隣接スリット４４と整列してもよい。
【００３０】
図２７を参考して、発明のパターンを説明するために、次の記号を使用する。
【００３１】
Ｌは、スリット４４の長さ。
【００３２】
Ａは、活性化前のスリット４４の幅。スリットの幅は、極小量幅のスリットの場合、ゼロに近づく、又はゼロであるとみなす。
【００３３】
Ｄは、長さ方向の、隣接スリット４４との間の距離。
【００３４】
Ｗは、幅方向の隣接スリット４４との間の距離、すなわち、ランド部４８の幅を言う。一般的に、スリット長さＬは、スリットの間の距離Ｄよりも大きく、その結果、張力で活性化すると長い伸びが生じる。
【００３５】
ユニットセルは、互いに敷き詰めてランド４８及び脆弱線４２のＸＹパターンを形成することができる、最小繰返しユニットであるとする。
【００３６】
Ｉｍｘは、スリット４４の長さ方向のユニットセルの長さであるとし、数学的にはＬ＋Ｄの和と等価である。
【００３７】
Ｉｃｘは、幅方向のユニットセルの長さであり、数学的には２Ｗ＋２Ａの和であるとみなされる。
【００３８】
Ｎｍは、長さ方向にとったシートのユニットセルの数である。
【００３９】
Ｎｃは、幅方向にとったシートのユニットセルの数である。
【００４０】
スリットの長さＬが、活性化したときの開孔部の大きさを支配する。したがって、スリットの長さＬが、幅方向の全体の伸びに影響を与える。隣接スリットの間の距離Ｗが、ランド部４８の幅を画定し、活性化したときの、Ｚ方向の拡大の大きさとティッシュ・ペーパー４０の一般外観とを制御する。スリットの幅Ａは、一般的に、活性化前にはゼロであるとみなすことができる。この幅が、Ｚ方向の拡大になんらかの寄与をすることがあり、特定の型の網目を提供する。例えば、スリット４４が、異物やゴミなどを除去するための掻き集める動きを提供するのが望ましいこともある。スリットの間の距離Ｄが、幅方向の引張り強度を制御する。スリットの間の距離Ｗが、Ｚ方向拡大、長さ方向の引張り強度を制御し、活性化したときのいずれかのすくい部又はランド部４８の大きさに影響を与える。そのようなランド部４８は、活性化したとき、基材平面に対して約４５度を向く。
【００４１】
次の比は、活性化したときの、本発明によるティッシュの作用及び特性に影響する。Ｌ／Ｗは、隣接スリット４４の間の距離に対するスリットの長さの比であり、この距離はスリット４４の長軸に対して垂直にとる。Ｌ／Ｗの比は、活性化したときの、不透明度の程度又はシートの透き通って見える面積を制御する。Ｌ／Ｗ比がより低いと、活性化したときに不透明度がより高くなり、一方、Ｌ／Ｗ比がより高いと、活性化したときにより大きな開孔面積になり、したがって不透明度が低くなる。
【００４２】
Ｌ／Ｄは、スリット長さに対する、スリット４４に平行な方向のスリット４４の間の距離の比である。Ｌ／Ｄの比は、構造的な破壊が生じる前の、スリット４４の長軸に垂直な伸びの大きさを制御する１つの要因である。Ｌ／Ｄの比がより低いと、構造的な破壊が生じる前の、スリット４４に垂直の伸びがより少なくなるが、Ｌ／Ｗ比がより高いと、より大きな伸びが達成可能になる。
【００４３】
ランド部の幅Ｗが小さくなりすぎると、ティッシュ・ペーパー４０が、活性化の間に十分な強度を有さなく、活性化したとき、裂けて片となることがある。あるいは、ランド部の幅Ｗが大きすぎると、活性化するのに過度の引張り力が必要なことがある。同様に、隣接スリット４４の間の距離Ｄが小さすぎると、活性化したときに、ティッシュ・ペーパー４０が裂けることがある。
【００４４】
Ａ／Ｗは、スリットの幅に対する隣接スリット４４の間の距離の比であり、この距離はスリット４４の長軸に対して垂直になる。Ａ／Ｗは、活性化前のティッシュの開孔面積の大きさを制御する１つの要因である。Ａ／Ｗの比がより低いと、活性化前のシート開孔面積がより小さく、したがってより不透明になり、一方Ａ／Ｗ比がより高いと、活性化前の開孔面積がより大きくなる。
【００４５】
スリット４４は第１の方向に向く長さＬを有するが、ティッシュ・ペーパー４０は通常、長さＬすなわちスリット４４の長軸に垂直の方向に活性化されることを認識すべきである。したがって、ティッシュ・ペーパー４０の長さＬは、一般的に、スリット４４の長さＬに垂直になる。スリット４４又はティッシュ・ペーパー４０の幅方向は、スリット４４の長さ方向に垂直である。
【００４６】
次の表１は、図１〜図８の実施態様の場合の、上述のパラメータに対する既知の作用範囲を示す。第１の方向及び第２の方向の異なるユニットセルの数は、ティッシュ・ペーパー４０のパターンの複雑さに直接的に正比例する。縮退している場合には、巧妙なパターンは、シート全体を通じて１つのユニットセルを有することができる。
【００４７】
【表１】
図９〜図１２を参考すると、本発明によるティッシュ・ペーパー４０の代替実施態様が示される。この実施態様では、縦方向及び幅方向に対して斜めに向く脆弱線４２が例示される。この配置により提供される利点は、縦方向か、幅方向か、又は縦方向か横方向に対するある角度かに向けられた対向する引張り力により、ティッシュが活性化できることである。この配置は又、複数プライ・ティッシュの場合に、プライの著しい相互作用が生じるという利点を提供する。活性化すると、複数プライ積層体内の隣接プライとの相互作用により、１つのプライの連結極大点が、嵩又はＺ方向拡大を捕らえて維持すると考えられる。
【００４８】
図９及び図１０は、正弦波形で絡み合う脆弱線４２を有するティッシュ・ペーパー４０を示す。正弦波スリット４４を選定する場合、隣接スリット４４は、同位相か、１８０度位相ずれか、又は中間位相かである。あるいは、スリット４４は、曲線であって、円や楕円などの部分を描いてもよい。曲線スリット４４を選定する場合、スリット４４は、同じ方向の凹面で向くか、反対の凹面を有する交互のスリット４４で向くか、中間の向きかである。この配置により提供される利点も、縦方向か、幅方向か、又は縦方向か横方向に対するある角度かに向けられた対向する引張り力により、活性化可能なことである。正弦波パターンは、活性化したとき、ランド部４８の端部で丸い曲線を提供する。この配置により、使用中に消費者をすりむく粗い点がないという利点が得られる。あるいは、図１１及び図１２に示すように、スリット４４は、並行である必要はない。交互のスリット４４は、隣接スリット４４に対して、及び／又は縦方向に対して、及び／又は幅方向に対して、斜めに向けることができる。図１１及び図１２は、山形紋形状の脆弱線４２を有するティッシュ・ペーパー４０のパターンを示す。ヘリングボーン形の脆弱線４２のパターンも利用できることは、当業者には明らかであろう。
【００４９】
図２９Ａ及び図２９Ｂを参照すると、他の２つのパターンが例示されている。図２９Ａのパターンは、方向８２又は方向８４のいずれかに活性化可能である。方向８４への活性化は、方向８２への活性化よりも大きなひずみを、すなわち荷重のピークに達成しながら、破断せずに提供すると予想される。同様に図２９Ｂを参照すると、そのパターンは、半円形の脆弱線４２と、真っ直ぐ平行で、一方向にずれた脆弱線４２との両方を含む。真っ直ぐで一方向にずれた脆弱線４２に垂直に活性化するには、半円形の脆弱線４２からの寄与も又伴う。しかし、真っ直ぐな脆弱線４２に平行な方向への活性化は、半円形の脆弱線４２からのひずみへの寄与を伴うのみである。それ故に、真っ直ぐな脆弱線４２に垂直な方向への活性化は、真っ直ぐな脆弱線４２に平行な方向への活性化よりも、破断せずにより大きな伸びが可能であると予想される。したがって、図２９Ａ及び図２９Ｂの実施態様により、使用者が使用時点で望む特性に従って、どの角度の活性化を利用するか選択することが可能になる。
【００５０】
様々なパターンの脆弱線４２を同じティッシュ・ペーパー４０へ混入できることを、当業者は認識するであろう。例えば、ユニットセルは、真っ直ぐや曲線の脆弱線４２からなることができ、スリット４４や開口などを含むことができる。
【００５１】
次の表２は、本発明の６つの非制限的な代表的実施態様の場合の、スリット４４及びひも状物の寸法を示す。活性化前の寸法は、表１に示される。
【００５２】
【表２】
図１〜図１２を更に参照すると、本発明による上の６つのティッシュ・ペーパー４０の活性化の前及び後が示される。活性化前には、ティッシュ・ペーパー４０は、Ｚ方向に測定した第１の厚さを有する。
【００５３】
ティッシュ・ペーパー４０は、塑性拡大に応じてＺ方向厚さも増加する。Ｚ方向厚さのかかる増加は、従来のポアッソン効果の理論で予想されることに反する。代わりに、シートのＺ方向厚さは増加する。ティッシュ・ペーパー４０は、適用した引張り力を除いても元の厚さには戻らない。更に、ティッシュ・ペーパー４０は、適用した引張り力に平行な伸びよりも大きい量又はパーセントで、Ｚ方向へ拡大することもある。このように、ティッシュ・ペーパー４０は、二次元肥大特性を示す。
【００５４】
したがって、本発明により、ポアッソン効果による欠点がないティッシュ・ペーパー４０が得られる。活性化すると、Ｚ方向に薄くなるのではなく、本発明によるティッシュ・ペーパー４０は、Ｚ方向にむしろ厚くなる。この方法により、これまで得られたものよりも低い、極端に低い密度を有するティッシュ・ペーパー４０が結果として生じる。
【００５５】
表３は、図２７のティッシュ・ペーパー４０の１つのユニットセルの４つの異なる点での活性化効果を、厚さ、活性化方向の長さ、第２の方向の長さ、表３に記すティッシュ・ペーパー４０のユニットセルの体積に関して示す。図３のティッシュ・ペーパー４０は次の寸法を有する：Ｌ＝１．０ｃｍ、Ｄ＝０．２ｃｍ、Ｗ＝０．４ｃｍ、及びＡ＝０．０２ｃｍ。ティッシュ・ペーパー４０の長さ方向は、適用した引張り力の方向に平行とする。幅方向は、適用した引張り力の方向に垂直とする。
【００５６】
【表３】
これまでの議論は、単一プライのティッシュ・ペーパー４０の実施態様が対象である。複数プライ・ティッシュ・ペーパー４０の実施態様もまた可能である。複数プライ実施態様では、本製品は、少なくとも２つの、並びにいずれかの合理的な数までのティッシュ基材から構成することができる。複数プライを形成するティッシュ基材は、同一の材料組成でも、異なる材料組成でもよい。例えば、３つ（又はより多く）のプライの実施態様が利用できる。かかる実施態様は、２つの外側プライ及び１つ以上の中央プライを含むことができる。外側プライは、使用者の皮膚に対して柔らかく、表面をこするのに効果的であるなどの特性を備えることも可能である。中央プライは、強度を備えること、又は活性化した時クレンザー若しくは他の機能添加剤の放出を行うことができる。更に、当該技術分野で既知のように１つ又は両方の外側プライは、脆弱線４２無しのティッシュ・ペーパー４０を含むことができる。
【００５７】
複数プライ実施態様を選定する場合、プライは、異なるパターンの脆弱線４２を備えてもよい。例えば、内側プライは、活性化した時にロフトと嵩を増進するパターンを備えることができる。外側プライは、触感が好ましく、又は特定の対象表面をこするのに効果的な、パターンを備えることもできる。複数プライシートの分析結果を次の表４に示す。平行で一方向にずらせたスリット４４を有する図２７に示したものと同様な幾何形状を試験した。スリット４４及びティッシュ・ペーパー４０は、活性化前に次のパラメータを有した：
【００５８】
【表４】
図２６を参照として、ティッシュ・ペーパー４０中のスリット４４又は他の脆弱線４２は、いずれかの好適な方法でティッシュ・ペーパー４０へ付与することができる。図２６は、バッキングロール５２に対して使用し、ティッシュ・ペーパー４０へスリット４４を付与することができるロータリナイフ５０を示す。ロータリナイフ５０上のブレードのパターンが、ティッシュ中のスリット４４に対応する。ブレードの間の間隔が、ティッシュ中のランド部４８に対応する。ティッシュはそのナイフに対して、好ましくはニップを通して動かされて、連続工程中にスリット４４が付与され得る。
【００５９】
あるいは、ナイフは平らであって、ティッシュ・ペーパー４０の内部にスリット４４をスタンプすることもできる。これはバッチ工法を必要とし、ティッシュ内部にスリット４４がスタンプされる。次に、ティッシュ・ペーパー４０はスタンプナイフに、あるいは、ナイフの下に置かれた新しいティッシュ・ペーパー４０に関連して動かされる。次にナイフが活性化されて、スリット４４をスタンプし、上述のようにパターン内部にランド部４８を残す。
【００６０】
更により好ましい実施では、脆弱線４２は、ティッシュ・ペーパー４０内部の低坪量領域を含むことができる。ティッシュ・ペーパー４０は、多重坪量を有して、高い坪量がランド部４８をつくり、低い坪量がスリット４４又は脆弱線４２をつくることができる。
【００６１】
好ましい実施態様では、ティッシュは、多重坪量のペーパーを含み、スリット４４を低坪量領域として、又は縮退した場合には開口としてさえも有する。多重坪量のペーパーを製造するためには、立ち上がった突出部を有するフォーミング・ワイヤを設ける。突出部は、幾つかの実施では少なくとも１０の縦横比を、別の実施では少なくとも２０を、更に別の実施では少なくとも３０を有することができる。フォーミング・ワイヤの突出部が脆弱線４２に対応し、一方突出部の間の間隔がランド部４８に対応する。特に好ましい方法では、ティッシュ・ペーパー４０の高坪量領域は、フォーミング・ワイヤの平面に垂直にとるときに、突出部の高さよりも低い又はわずかに高い高さを有することができる。特に好ましい実施では、低坪量領域は、突出部をわずかに覆ってブリッジを架けるだけであり、非常に低い坪量の領域を残してこれが活性化したときに開口となる。この配置により、開口の縁の繊維が、粗い縁ではなく柔軟性をもたらすという利点が得られる。その柔軟性は、部分的には、活性化によって破断する繊維結合のためであると考えられる。結合の破断は、繊維の一端を取付けたままにして、一端を自由にし、すなわち、本質的に片持ち状態とすることに起因する。そのような柔軟性は、活性化されたティッシュ・ペーパー４０が、バス・ティッシュ又は身体拭取り布で生じるように上皮清浄用具として使用されるものとする場合、特に望ましい。複数プライ製品の場合、スリット４４の縁の繊維は、隣接プライの対応する繊維に対して固定され得る。かかる固定は、活性化後の製品の嵩及びＺ方向厚さを維持する助けになると考えられる。
【００６２】
多重坪量紙は、本発明の譲受人に譲渡された次の米国特許のいずれかにより製造することができ、これらを参照として本明細書に組み込む：１９９３年９月１４日にトロクハン（Ｔｒｏｋｈａｎ）らへ発行された第５，２４５，０２５号、１９９６年６月１８日にトロクハンらへ発行された第５，５２７，４２８号、１９９６年７月９日にトロクハンらへ発行された第５，５３４，３２６号、１９９７年８月５日にトロクハンらへ発行された第５，６５４，０７６号、１９９８年１０月１３日にファン（Ｐｈａｎ）らへ発行された第５，８２０，７３０号、１９９４年１月１１日にファンらへ発行された第５，２７７，７６１号、１９９５年８月２２日にファンらへ発行された第５，４４３，６９１号、１９９８年９月８日にファンらへ発行された第５，８０４，０３６号、１９９６年４月２日にトロクハンらへ発行された第５，５０３，７１５号、１９９７年３月２５日にファンらへ発行された第５，６１４，０６１号、１９９８年９月８日にファンらへ発行された第５，８０４，２８１号、１９９９年４月２０日にトロクハンらへ発行された第５，８９５，６２３号、及び１９９９年５月４日にフストン（Ｈｕｓｔｏｎ）へ発行された第５，９００，１２２号。
【００６３】
試験方法
本発明は、次のように特徴付けることができる。第１の特徴付けは、荷重−伸び曲線から得られる、ピーク荷重時に生じる伸びを使用する。ひずみとも呼ばれるピーク時の伸びは、２つの直交方向に測定する。１つの方向は、活性化方向、すなわち破断しない最大のひずみ方向である。もう一つの方向は最大のひずみ方向に直交する。これらの方向は、幅方向及び縦方向とそれぞれ一致させることができる。活性化方向、例えば幅方向などの、以降に説明する荷重−伸び曲線のバンド幅７０をもまた、ピークまでの移動平均に関して、決定する。製品の活性化前及び後の両方の体積及び厚さを測定し、体積指数及び厚さ指数をそれぞれ得る。本発明は、摩擦係数、縦方向及び幅方向へ測定したときの可撓性、並びに縦方向及び幅方向の可撓性の比によっても、特徴付けることができる。
【００６４】
以降説明するそれぞれの試験に対して、指示がない限り、サンプルを選定して提供する。サンプルは、ティッシュ・ペーパー４０の脆弱線４２のパターンの少なくとも１つのユニットセルを含むものとし、消費者に提供される１つのユニットと一致していなければならない。パターンが近接していて、複数の脆弱線４２が単一の製品上にある場合、１つの製品をサンプルとして提供する。例えば、サンプルは、バス・ティッシュの単一のシート、単一の洗浄器具などとしてもよい。
【００６５】
ピーク荷重への伸びの測定は、次のように行う。試験するサンプルについて上に挙げた２つの方向を決定する。
【００６６】
張力試験器を使用して、荷重−伸び曲線データを測定する。張力試験器の爪の大きさは、サンプル幅に少なくとも等しく、サンプル幅は試験される方向に直交である。サンプルが張力試験器に対して大き過ぎる場合、６インチ（１５．２４ｃｍ）角に切り詰めてもよい。サンプルを６インチ（１５．２４ｃｍ）に切り詰める場合、試験するサンプルの一部分は、ＸＹ平面のいずれの方向に応力をかけたときでも最大のＺ方向変化を達成するサンプル部分の代表でなければならない。引張り試験器のゲージ長さは、試験するサンプルの長さの７５％と等しくする。サンプルは、第１の方向に向け、爪の部分で両方向に中心をとって、クランプする。クロスヘッドを、毎分２０インチ（５０．８ｃｍ）の一定速度で離し、結果として得られる荷重−伸び曲線を、毎秒２０データ点のサンプリング周波数で記録する。伸び試験の距離は、サンプルがピーク荷重に達成するように、十分大きくなければならない。
【００６７】
記録は、ペンシルバニア州（Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ， ＰＡ）フィラデルフィアのスィングアルバートインスツルメント社（Ｔｈｗｉｎｇ−Ａｌｂｅｒｔ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙ）から入手可能なアナリシスプレゼンテイションソフトウエア（Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ Ｓｏｆｔｗａｒｅ）・バージョン５．３を使用して行うことができる。このソフトウエアは、クロスヘッド移動量に対する絶対荷重としてデータを記録する。絶対荷重は、試験する方向に直交する初期サンプル幅によって荷重を割り、センチメートル当りのグラムに正規化する。クロスヘッド移動量は、クロスヘッド移動量を初期ゲージ長さで割り１００を乗じ、パーセントひずみに換算する。ピーク応力、又は荷重は、荷重−伸び曲線から見出される。ピーク荷重に対応する伸びを、得られたひずみとして記録する。この手順を第２の方向に繰り返す。各方向に５つのサンプルを試験し、結果を平均してその特定の方向におけるピーク荷重でのひずみを得る。ひずみ比とは、ピーク荷重時の縦方向伸びに対するピーク荷重時の幅方向伸びに対する比であって、単なる割り算により見出される。
【００６８】
次の表５は、様々な従来技術製品及び本発明の様々な実施態様についてのピーク荷重時における縦方向ひずみ及び幅方向ひずみを示す。従来技術によるティッシュ・ペーパー４０は通常、幅方向に比較的低いひずみ値を有した。これが生じるのは、製造工程中のクレープ加工、ラッシュトランスファー、ウエットマイクロコントラクションなどの、通常縦方向に生じる短縮のためである。
【００６９】
スリット４４の長さ及び幅方向、並びに／又はティッシュ・ペーパー４０の長さ及び幅方向が、縦方向及び幅方向と一致する必要がないことを、当業者は理解するであろう。しかしながら、これらの方向は、周知であって当業者に理解されるので、以降に示すサンプルで便宜上使用する。
【００７０】
しかし、本発明では、スリット４４は、縦方向に平行に向く長軸を有してもよく、通常は有する。スリット４４のそのような向きにより、幅方向への活性化が可能になる。この方向が好ましいのは、これにより、縦方向への不慮の活性化が生じる傾向が少なくなるからである。不慮の活性化は、例えば分配中に起こることもある。
【００７１】
表５に示すように、本発明によるティッシュ・ペーパー４０は、少なくとも３０％の、幾つかの実施では少なくとも６０％の、別の実施では少なくとも９０％の、別の実施では少なくとも１２０％の、更に別の実施では少なくとも１５０％の、幅方向のひずみを有することができる。同様に、本発明により、従来技術で得られるよりもほぼ一桁大きいひずみ比が得られる。ひずみ比は、ピーク荷重時の２つの直交する方向のひずみの比である。直交する方向は、縦方向及び幅方向と一致することができる。ひずみ比は少なくとも２、実施では少なくとも４、更に別の実施では少なくとも６とすることができる。
【００７２】
【表５】
図１３Ａ〜図１８を参照すると、従来技術及び本発明による幾つかの代表的な荷重−伸び曲線が示されている。荷重−伸び曲線は、より小さなピーク荷重値で、従来技術で得ることができる伸びよりも、本発明でいかに大きな伸びを得ることができるかを示す。
【００７３】
第２のパラメータであるバンド幅７０は、次のようにして測定する。前述の荷重−伸び曲線のピーク荷重までを、ローリング平均技法を使用して平滑化する。最初の３％のひずみは、ノイズ除去のために、削除する。全ての３つの連続データ点を相互に平均し、所与のデータ点の移動平均がそのデータ点の直前及び直後の点の平均に等しくなるよう曲線を平滑化する。
【００７４】
図１９〜図２４を参照すると、平滑化した曲線の上及び下への偏差の大きさが、ローリング平均から荷重を引き算してピーク荷重で割り算することによりピーク荷重のパーセントとして表わされ各データ点で見られる。図１９〜図２４では、Ｘ軸がローリング平均曲線を表す。ローリング平均よりも大きい（グラフ上の上）全ての点を再び相互に平均して、バンド幅７０の上限を得る。同様に、ローリング平均よりも小さい（グラフ上の下）全ての点を再び共に平均して、バンド幅７０の下限を得る。バンド幅７０は、上限及び下限の絶対値の合計として定義される。
【００７５】
当業者には周知の、ワシントン州レッドモンド（Ｒｅｄｍｏｎｄ， ＷＡ）のマイクロソフト社から入手可能なエクセルソフトウエア、又は他のいずれかのスプレッドシートが利用可能である。次の表６に示すように、荷重−伸び曲線からとったデータ点を、配列フォームにプロットすることができる。第１列は、各データ点のひずみを表す。本発明によるティッシュ・ペーパー４０の場合、荷重−伸び曲線全体は、従来技術では２００以上のデータ点を生み、本発明では１２００以上の個々のデータ点を生み出すことができる。しかし、ピーク荷重までのデータ点のみが考慮される。したがって、利用する点をｎとすると、ｎは２００以上程度である。従来技術のサンプルは通常、より少ない合計データ点を示し、２０以上程度であったことに留意すべきである。
【００７６】
表６の第１列は、ひずみである。荷重列のｎ番目のデータ点が荷重−伸び曲線上のピークデータ点に等しいときに、次の表６が終わっていることに注意されたい。第２列は、第１列の各ひずみに対応する荷重である。第３列は、第２列のそれぞれの３つの連続データ点に見られる荷重のローリング平均である。ローリング平均は、ひずみ曲線上の各点で、ひずみ曲線上の特定点の直前及び直後のデータ点を考慮する。第４列は、いずれかの特定データ点のローリング平均からの荷重の偏差を表す。かかる偏差は、第３列の値から第２列の値を引き、その差を第２列中のピーク荷重で割ることにより見出される。第５列は、第４列から得た全ての正の値を表す。これらの値を相互に平均して、バンド幅７０の上限を得る。第６列は、第４列から得た全ての負の値を表す。これらの値を相互に平均して、バンド幅７０の下限を得る。
【００７７】
【表６】
図１９〜図２５を参照すると、平滑化した荷重−伸び曲線は、ローリング平均を真直水平線として使用し、プロットすることができる。ピーク荷重に対するパーセントとして表したローリング平均からの偏差をプロットし、バンド幅の上限及び下限も同様にプロットする。
【００７８】
次の表７に見られるように、従来技術は通常、本発明よりはかなり小さいバンド幅７０を示す。好ましくは、本発明は、幾つかの実施で少なくとも０．５のバンド幅７０を有し、別の実施では少なくとも０．７、別の実施では少なくとも０．９を有する。本発明の比較的大きいバンド幅７０は、紐状物の漸増的破壊によるものであり、その結果、大きなランド部４８（個々の繊維よりも）が破壊する時に生じる、より小さな荷重支持容量になると考えられる。
【００７９】
【表７】
Ｚ方向厚さ及びサンプル体積は、次のように測定する。試験する未活性状態のサンプルを、平らな水平基準表面の上に置く。ティッシュ・ペーパー４０は、最大に記入された正方形を表示する。０．０１５インチ（０．０３８１ｃｍ）の厚さを有する、平らな正方形３０２ステンレス鋼のプラテン６０を準備する。プラテン６０は、前述の記入した正方形の１／９の大きさ及び面積を有する。サンプルの記された正方形に対してプラテン６０の大きさを決定するに際しては、様々な大きさの製品に対応する物差が入手できる。
【００８０】
図２８を参考すると、プラテン６０の中心が見られる。プラテン６０は、中心で交差してプラテン６０の各コーナーへ延びる対角線で記されている。対角線には、中心から各コーナーへ２／３の距離の位置と、中心の、合計５つの位置に印を入れてある。これら５つの位置は、引き続く厚さ測定の測定点を示す。
【００８１】
ステンレス鋼プラテン６０を基準表面の上に置き、日本の（株）ミツトヨにて製造されるデジマチックハイトゲージモデルＮｏ．ＨＤＳ−８"Ｍを使用して、板自体の自厚をゼロとする。ハイトゲージの触診先端を、サンプルの上に静置した時にプラテン６０と接触する点まで落とす。プラテン６０の中心上でゲージをゼロとすることにより、プラテン６０の平面性を試験する。他の全ての測定点表示が＋／−０．０１インチ（０．２５４ｍｍ）であるならば、プラテン６０は平らであるとする。サンプルを、基準面の上に置き、破損前の最大％ひずみの方向が測定者の左右となるような向きとする。
【００８２】
図２８を参照すると、サンプルは、接着テープをサンプルの全幅に沿って使用して、最左縁及び最右縁で基準表面に固定されている。接着テープは、サンプル全長の１２．５％を左右両側で固定し、サンプル中間の７５％を分析のためのゲージ長さとして残すべきである。プラテン６０を、サンプルを乱さないように注意して、サンプルの上に置く。プラテン６０は、プラテン６０の縁が前述の第１及び第２の方向と揃うように、サンプル上で中心をとる。プラテン６０の高さは、自厚を勘定に入れたときサンプルの厚さを表しており、プラテン６０上に表示した５点のそれぞれで測定する。５つの読みの平均高さは、プラテン６０がこの位置の時のＺ方向厚さを表しており、このプラテン６０の位置に記録される。
【００８３】
プラテン６０が各位置にある間に、プラテン６０のそれぞれの側の、このセグメント（プラテン６０の増分方向に垂直）に対するサンプルの平均幅も測定する。最後に、サンプルの長さを決定する。サンプルの長さは、測定しているプラテン６０の側の長さに等しい。サンプルの長さ及び幅は、マサチューセッツ州アソール（Ａｔｈｏｌ， ＭＡ．）のスターレット社（Ｔｈｅ Ｓｔａｒｒｅｔｔ Ｃｏｍｐａｎｙ）から入手可能な普通スケールを使用して、１．６ｍｍの精度まで測定することができる。
【００８４】
プラテン６０を、その最初の位置の左（又は右）へ完全に一位置分動かして、ｎ＋１の位置にする。そのセグメントの５点の高さ、並びに長さ及び幅を、再び測定する。プラテン６０を再び左（又は右）へ完全に一位置分動かして、５点を測定して平均する。この手順を、サンプルの縁に達するまで続ける。プラテン６０の外側及び増分方向に垂直のサンプルの厚さは測定しない。接着テープで固定したサンプルの部分は測定しない。サンプルの縁では、サンプルの内側にあるプラテン６０上の点だけを考慮する。縁の場合、セグメントの長さは、プラテン６０の片側の長さに等しくなくてもよい。プラテン６０がサンプルをオーバーハングする場合、サンプルの外側にあるいずれの点も、高さ測定に考慮しない。次に、プラテン６０を中心位置の右（又は左）へ一位置分戻してｎ−１の位置とし、手順をサンプルの反対側の縁に達するまで繰り返す。各位置の高さ測定値を平均して、プラテン６０の各位置に対する１つの高さを得る。
【００８５】
プラテン６０の各位置で、高さと幅と長さを乗ずる。このようにして、プラテン６０の各増分位置に対する体積が見出される。増分位置でのこれらの体積を合計して、サンプルの最終体積を得る。
【００８６】
次に、サンプルを張力で活性化する。まず、サンプルを固定していた接着テープを取り除いて、サンプルの全幅に沿ってサンプルをクランプする（再び、その形状の最左端及び最右端上の１２．５％で）。次に、クランプを毎分５０．８ｃｍで動かして離し、サンプルを張力で活性化する。適切なひずみを見つけるために、前述の荷重−伸び曲線を使用する。伸びは、本発明による製品の使用中に通常生じる活性化方向で測定する。
【００８７】
サンプルのゲージ長さを、上記ピーク値に達するのに必要なひずみの７５％まで、張力で伸ばす。この伸びを、７５％ピーク伸びと呼ぶ。張力荷重による破損は生じない。サンプルのゲージ長さを、７５％ピーク伸びから６７％ピーク伸びまで弛緩させる。製品内部の固有のばね力によって弛緩が生じない場合、手で弛緩を誘起することができる。次に、サンプルを、水平な基準面上の所定の位置に必要に応じて接着テープを使用して、注意深く６７％ピーク伸びに保持する。上述したように体積測定を繰り返す。
【００８８】
それぞれの状態で３つのサンプルを試験する。状態１の３つの体積を平均する。状態２の３つの体積を平均する。体積指数は、状態２の平均体積を状態１の平均体積で割ったものとして考えることができる。体積指数は、サンプルの伸ばされた部分の体積の変化を表す。
【００８９】
厚さ指数は、次のようにして見出される。状態１の３つのサンプルのそれぞれに対して、プラテン６０のいずれかの位置での最大の厚さを見つける。上の体積測定の厚さデータを使用することができ、又は新しい厚さ測定を行うことができる。
【００９０】
活性化した３つのサンプルのそれぞれに対して、プラテン６０のいずれかの位置での最大の厚さを見つける。次に、３つのサンプルのそれぞれに対して、これら最大値の比を得る。次に、３つの比を相互に平均して、３つのサンプルに基づくその製品を代表する厚さ指数を得る。
【００９１】
次の表８を参照すると、従来技術による製品は、引張り力を適用した時に、目立った活性化をしない又は示強性を変化させないことがわかる。それ故に、従来技術サンプルの体積指数はほぼ１に等しい。本発明は、少なくとも５の、別の実施では少なくとも１０の、別の実施では少なくとも１５の、別の実施では少なくとも２０の、及び別の実施では少なくとも２５の、体積指数を有することができる。
【００９２】
次の表８を更に参照すると、状態１及び状態２の平均の厚さは、各プラテン６０位置に対する厚さ及び面積を合計して各プラテン６０の位置に対する面積の合計で割ることで表される平均である。これは、概念的には、各プラテン６０の位置の面積で割り算した、体積の重みつき平均と考えることができる。再び、状態１及び状態２の厚さのそれぞれの３つのサンプルの平均が表される。
【００９３】
状態１及び状態２の最大の厚さは、それぞれの状態における３つの同一サンプルの最大の厚さの平均である。しかし、厚さ指数を決定するためには、それぞれのサンプルに対して１つの、つまり３つの厚さ指数を上述のように見出し、次に平均することが認識されるべきである。
【００９４】
本発明によるティッシュ・ペーパー４０は、少なくとも２の、幾つかの実施では少なくとも４の、幾つかの実施では少なくとも６の、幾つかの実施では少なくとも８の、幾つかの実施では少なくとも１０の、及び更に別の実施では少なくとも１２の、厚さ指数を有することができる。
【００９５】
【表８】
本発明によるティッシュ・ペーパー４０の厚さは、プライ数によって決まる。本明細書で説明して特許請求する実施態様の場合、１つ、２つ、又はｎプライ、ここでｎは約２と約８との間の整数を有する実施態様、及び幾つかの実施では４と６との間が好適であることが判明した。本明細書で説明して特許請求する複数プライ実施態様の場合、本発明によるティッシュ・ペーパー４０は、上述のように測定する状態２の任意の場所での厚さとして、少なくとも約０．５ｃｍ、幾つかの実施では約１ｃｍ、別の実施では少なくとも約１．３ｃｍ、別の実施では少なくとも約１．５ｃｍ、及び更に別の実施では少なくとも約１．７ｃｍを有することができる。単一プライ実施態様の場合、その厚さは、少なくとも約０．３ｃｍ、別の実施では少なくとも約０．４ｃｍ、更に別の実施では少なくとも約０．５ｃｍ、及び更に別の実施では少なくとも約０．６ｃｍとすることができる。一般的に、脆弱線の間の垂直距離Ｗが増すにつれて、ティッシュ・ペーパー４０の厚さも同様に増加する。活性化するとランド域Ｗがティッシュ・ペーパー４０の平面外へ変形する傾向があるので、厚さの増加に対応するために、スリット長さは十分に長くなければならないことを当業者は理解するであろう。
【００９６】
更に、本発明のティッシュ・ペーパー４０は、活性化の後、従来技術で見られるよりも低い密度を有する。考慮中のティッシュの密度を測定するために、次の手順を用いる。ティッシュの体積を、上で説明したように決定する。ティッシュの質量を、デジタル天秤を使用してグラムで決定する。好適な天秤は、０．０００１ｇの分解能を有し、デラウエア州ゲッティンゲン（Ｇｏｅｔｔｉｎｇｅｎ，ＤＥ）のサートリアス社（Ｔｈｅ Ｓａｒｔｏｒｉｕｓ Ｃｏｍｐａｎｙ）から入手可能である。密度は、単にサンプルの質量を体積で割り算したものである。表９を参照すると、従来技術による様々な製品、及び特許請求する発明による様々な製品の密度が示されている。活性化すると、本発明による製品は、従来技術のものよりもほぼ一桁小さい密度を有する。本発明による製品は、バス・ティッシュやフェイシャル・ティッシュや硬質表面クリーナー用などの低密度基材として使用するとき、特に有利である。
【００９７】
【表９】
上の表９で見ることができるように、本発明は、０．０１ｇ／ｃｍ3未満の、幾つかの実施では０．００９ｇ／ｃｍ3未満の、別の実施では０．００８ｇ／ｃｍ3未満の、別の実施では０．００７ｇ／ｃｍ3未満の、及び更に別の実施では０．００６ｇ／ｃｍ3未満の密度を有することができる。
【００９８】
更に別のパラメータを参照すると、本発明は又、活性化すると比較的高い摩擦係数を有する。平均摩擦係数は、縦方向及び幅方向に測定した摩擦係数の平均である。摩擦係数は、カトーテック（株）から入手可能なカワバタエバリュエイションシステム（ＫＥＳ）試験器を使用して測定する。サンプルを水平基準表面上に固定する。焼結ガラス製の約１２．２グラム重量のプローブ及びアームを使用する。プローブは、２０ｍｍの直径及びポロシティＣを有する焼結したガラスであって、ニュージャージー州ヴァインランド（Ｖｉｎｅｌａｎｄ， ＮＪ）のエースグラス社（Ａｃｅ Ｇｌａｓｓ，Ｉｎｃ．）からカタログ番号７１７６−１４で入手可能である。図３０Ａ及び図３０Ｂを参照すると、プローブは、角を面取りするために修正してある。プローブの底周辺の角は、１００グリットサンドペーパーを使用して面取りする。ノートンアブレーシブ（Ｎｏｒｔｏｎ Ａｂｒａｓｉｖｅｓ）のＫ２２４ １００−Ｊサンドペーパーが好適であると判明している。そのプローブを、サンプルに沿って毎分０．１ｃｍの速度で２．０ｃｍの距離を引く。プローブの方向は逆転され、２方向試験パターンとする。異なるサンプルを提供する。このサンプルは、第１のサンプルに対して９０度の向きとし、試験を繰り返す。それぞれの方向に前向き及び後ろ向きのトレース（４試験点）を平均して、そのサンプルの摩擦係数を得る。３つのそのようなサンプルの平均により、ティッシュ・ペーパー４０の摩擦係数が得られる。次の表１０に示すように、本発明は活性化すると、少なくとも１．８、幾つかの実施では２．０を超え、別の実施では２．２を超え、更に別の実施では２．４を超える摩擦係数を有する。
【００９９】
【表１０】
サンプルの剛性は、ＡＳＴＭ Ｂ１３８８−６４から適合させたカンチレバードレープ試験器を使用して測定することができる。サンプルは、２．５４ｃｍの幅、及び水平から４５度の垂れを生じるに十分な長さを有する。ティッシュの場合１０．１６ｃｍの長さ、及び紙タオルの場合１５．２４ｃｍが、十分であると判明している。サンプルは、縦方向か幅方向かいずれかに平行な長軸を有する。３０００平方フィート当りのポンド（６２５０平方センチメートル当りのグラム）でのサンプル坪量は、当業者に周知の技法を使用して決定され、本明細書では繰り返さない。サンプルは、サンプルのオーバーハングを生じることができる９０度自由隅部を有する、水平試験台の上に置く。サンプルを、毎秒１／２インチ（１．２７ｃｍ）の速度で自由端を越えて動かし、サンプルのオーバーハング部分が水平から４５度垂れるまで行う。サンプルのオーバーハングの長さを、０．５ｃｍの正確さで測定する。
【０１００】
サンプルの厚さを、上述のように測定する。次に、曲げ率を、次の式により見出す：
曲げ率（ｋｇ／ｃｍ2）＝｛（オーバーハングの長さ（ｃｍ）／２）3×坪量（ポンド／３０００平方フィート）×１１９．２４｝／［厚さ（１／１０００インチすなわちミル）］3
次の表１１に見られるように、本発明は、従来技術で得ることができものよりもほぼ一桁小さい幅方向曲げ率を有する。本発明は、０．０１ｋｇ／ｃｍ2未満、０．００５ｋｇ／ｃｍ2未満の、幾つかの実施では０．００１ｋｇ／ｃｍ2未満、幾つかの実施では０．０００５ｋｇ／ｃｍ2未満、幾つかの実施では０．０００１ｋｇ／ｃｍ2未満、及び幾つかの実施では０．００００５ｋｇ／ｃｍ2未満の幅方向の曲げ率を有することができる。しかし、幅方向に対する縦方向の曲げ率の比は、従来技術で得ることができものよりもほぼ一桁大きい。幅方向に対する縦方向の曲げ率の比は、幾つかの実施では少なくとも約５、幾つかの実施では少なくとも約１０、別の実施では少なくとも約１５、及び別の実施では少なくとも２０とすることができる。
【０１０１】
【表１１】
ＭＤ曲げ率及びＣＤ曲げ率の状態１／状態２の比も、次の表ＶＩＢに示す。表１２に示すように、少なくとも４、幾つかの実施では少なくとも５、及び別の実施では少なくとも６の、ＣＤ可撓性の状態１／状態２の比を得ることができる。
【０１０２】
【表１２】
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】真っ直ぐで平行な及び一方向にずれているスリットを有する、本発明による代表的なティッシュ・ペーパーの、活性化前の断片的な上部平面図である。図１のスリットは、抄紙中に低坪量領域としてつくられた。
【図２】図１のティッシュ・ペーパーの、活性化後の、断片的な上部平面図である。
【図３】真っ直ぐで平行な、一方向にずれているスリットを有する、本発明による代表的なティッシュ・ペーパーの、活性化前の断片的な上部平面図であり、図３のティッシュ・ペーパーは識別可能な幅を有する。図３のスリットは、抄紙工程中に低坪量領域として作られたものであるが、図１の対応するスリットよりは高い坪量を有する。
【図４】図３のティッシュ・ペーパーの、活性化後の、断片的な上部平面図である。
【図５】真っ直ぐで平行な、一方向にずれているスリットを有する本発明による代表的なティッシュ・ペーパーの、活性化前の、断片的な上部平面図であり、図５のティッシュ・ペーパーは識別可能な幅を有する。図５のスリットは、抄紙工程中に低坪量領域として作られたものであって、図３のスリットの長さの１／２の長さである。
【図６】図５のティッシュ・ペーパーの、活性化後の、断片的な上部平面図である。
【図７】真っ直ぐで平行な、一方向にずれているスリットを有する、本発明による代表的なティッシュ・ペーパーの、活性化前の、断片的な上部平面図である。図７のティッシュ・ペーパーの基材は、チャーミンウルトラ（Ｃｈａｒｍｉｎ Ｕｌｔｒａ）型バス・ティッシュであり、フォーミング・ワイヤ側がこちらに面している。図７のティッシュ・ペーパーは、ロータリスリッターを使用して製造した。
【図８】図７のティッシュ・ペーパーの、活性化後の、断片的な上部平面図である。
【図９】中断した正弦パターンを形成するスリットを有するティッシュ・ペーパーの断片的な上部平面図である。図９のティッシュ・ペーパーの基材は、チャーミン（Ｃｈａｒｍｉｎ）型バス・ティッシュであり、フォーミング・ワイヤ側がこちらに面している。図９のティッシュ・ペーパーは、レーザーカッターを使用して製造した。
【図１０】図９のティッシュ・ペーパーの、活性化後の、断片的な上部平面図である。
【図１１】絡み合って二方向に交互に配置された山形紋パターンのスリットを有する、本発明によるティッシュ・ペーパー４０の断片的な上部平面図である。図１１のティッシュ・ペーパーの基材は、チャーミン（Ｃｈａｒｍｉｎ）型バスティッシュで作られており、フォーミング・ワイヤ側がビューアの反対側に面している。図１１のティッシュ・ペーパーは、レーザーカッターを使用して製造した。
【図１２】図１１のティッシュ・ペーパーの、活性化後の、断片的な上部平面図である。
【図１３Ａ】図１及び図２のティッシュ・ペーパーの活性化への反応を示す、荷重−伸び曲線である。図１３Ａは又、フォートジェイムス社（Ｆｏｒｔ Ｊａｍｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）により作られたキルテッドノーザーンウルトラ（Ｑｕｉｌｔｅｄ Ｎｏｒｔｈｅｒｎ Ｕｌｔｒａ）バス・ティッシュとブラウニー（Ｂｒａｗｎｙ）紙タオルの双方、並びにキンバリークラーク社（Ｋｉｍｂｅｒｌｙ Ｃｌａｒｋ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）により作られたクリネックス（Ｋｌｅｅｎｅｘ）フェイシャル・ティッシュの活性化への反応を示す。
【図１３Ｂ】図１３Ａの荷重−伸び曲線であり、ひずみスケールを圧縮している。
【図１４】図３及び図４のティッシュ・ペーパーの活性化への反応を示す、荷重−伸びである。
【図１５】図１５は、図５及び図６のティッシュ・ペーパーの活性化への反応を示す、荷重−伸びである。
【図１６】図７及び図８のティッシュ・ペーパーの活性化への反応を示す、荷重−伸びである。
【図１７】図９及び図１０のティッシュ・ペーパーの活性化への反応を示す、荷重−伸びである。
【図１８】図１１及び図１２のティッシュ・ペーパーの活性化への反応を示す、荷重−伸びである。
【図１９】図１３Ａ及び図１３Ｂに示した荷重−伸びのバンド幅のグラフである。
【図２０】図１４に示した荷重−伸びのバンド幅のグラフである。
【図２１】図１５に示した荷重−伸びのバンド幅のグラフである。
【図２２】図１６に示した荷重−伸びのバンド幅のグラフである。
【図２３】図１７に示した荷重−伸びのバンド幅のグラフである。
【図２４】図１８に示した荷重−伸びのバンド幅のグラフである。
【図２５】図１９の本発明、及び従来技術サンプルのバンド幅のグラフである。
【図２６】本発明のティッシュにスリットを作ることに使用できる、ロータリナイフの斜視図である。
【図２７】分析に使用した寸法を示す、代表的なスリットパターンの上部平面略図である。
【図２８】厚さ測定をどのようにして行うかを示す、ティッシュ・ペーパー及びプラテンの上部平面略図である。
【図２９Ａ】第１の方向及び第２の方向に直交して向けられたスリットを有するティッシュ・ペーパーの部分的な平面図であり、第１の方向のスリットが第２の方向のスリットよりも著しい長さを有する。
【図２９Ｂ】第１の方向に向けられた真っ直ぐなスリットと真っ直ぐなスリットの間に挿入された曲線状スリットとを有する、ティッシュ・ペーパーの断片的な上部平面図である。
【図３０Ａ】摩擦係数試験工程で使用されるプローブの底面略図である。
【図３０Ｂ】図３０Ａのプローブの、線３０Ｂ−３０Ｂに沿って見る縦断面図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数プライ・ティッシュ製品であって、前記複数プライ・ティッシュ製品が、ＸＹ平面及びＸＹ平面に垂直なＺ方向を画定し、少なくとも２ｍｍの厚さ及び０．０１ｇ／ｃｍ3未満の密度を有するティッシュ製品。
【請求項２】
縦方向及び縦方向に直交する幅方向を有し、０．０１ｋｇ／ｃｍ2未満の幅方向の可撓性を有する、請求項１に記載の複数プライ・ティッシュ製品。
【請求項３】
貫通する開口を有する複数プライ・ティッシュ・ペーパーであって、少なくとも１．８の摩擦係数を有する複数プライ・ティッシュ・ペーパー。
【請求項４】
少なくとも２．２の摩擦係数を有する、請求項３に記載の複数プライ・ティッシュ・ペーパー。
【請求項５】
前記複数プライ・ティッシュ・ペーパーが、荷重−伸び曲線を生じながら第１の状態から第２の状態へ活性化可能であり、前記荷重−伸び曲線が、少なくとも０．５、好ましくは少なくとも０．９のバンド幅を有する、請求項３または４のいずれか１項に記載のティッシュ・ペーパー。
【請求項６】
前記荷重−伸び曲線が、少なくとも０．９のバンド幅を有する、請求項５に記載のティッシュ・ペーパー。
【請求項１】
複数プライ・ティッシュ製品であって、前記複数プライ・ティッシュ製品が、ＸＹ平面及びＸＹ平面に垂直なＺ方向を画定し、少なくとも２ｍｍの厚さ及び０．０１ｇ／ｃｍ3未満の密度を有するティッシュ製品。
【請求項２】
縦方向及び縦方向に直交する幅方向を有し、０．０１ｋｇ／ｃｍ2未満の幅方向の可撓性を有する、請求項１に記載の複数プライ・ティッシュ製品。
【請求項３】
貫通する開口を有する複数プライ・ティッシュ・ペーパーであって、少なくとも１．８の摩擦係数を有する複数プライ・ティッシュ・ペーパー。
【請求項４】
少なくとも２．２の摩擦係数を有する、請求項３に記載の複数プライ・ティッシュ・ペーパー。
【請求項５】
前記複数プライ・ティッシュ・ペーパーが、荷重−伸び曲線を生じながら第１の状態から第２の状態へ活性化可能であり、前記荷重−伸び曲線が、少なくとも０．５、好ましくは少なくとも０．９のバンド幅を有する、請求項３または４のいずれか１項に記載のティッシュ・ペーパー。
【請求項６】
前記荷重−伸び曲線が、少なくとも０．９のバンド幅を有する、請求項５に記載のティッシュ・ペーパー。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９Ａ】
【図２９Ｂ】
【図３０Ａ】
【図３０Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９Ａ】
【図２９Ｂ】
【図３０Ａ】
【図３０Ｂ】
【公開番号】特開２００８−２３７９０３（Ｐ２００８−２３７９０３Ａ）
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６３４８３（Ｐ２００８−６３４８３）
【出願日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【分割の表示】特願２００２−５３８８９６（Ｐ２００２−５３８８９６）の分割
【原出願日】平成１３年１０月３１日（２００１．１０．３１）
【出願人】（５９０００５０５８）ザ プロクター アンド ギャンブル カンパニー (2,280)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【分割の表示】特願２００２−５３８８９６（Ｐ２００２−５３８８９６）の分割
【原出願日】平成１３年１０月３１日（２００１．１０．３１）
【出願人】（５９０００５０５８）ザ プロクター アンド ギャンブル カンパニー (2,280)
【Ｆターム（参考）】
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