弾性伸張可能なオムツファスナー要素を打ち抜き可能なウェブ状材料の製造方法

【課題】止着部の固定のための非弾性でかつ強化された接続領域を具備する弾性伸張可能なオムツファスナー要素を打ち抜き可能なウェブ状材料の製造方法を提供する。
【解決手段】並行な及び互いに間隔を開けた弾性伸張可能なポリマーでできたフィルムストリップ８が、不織布でできた二つのカバー層６、７の間に積層挿入されているウェブ状材料１２を製造する方法であって、ポリマー性キャリア層１５と少なくとも一面にポリエチレンでできた外側層１６とを具備する強化フィルム１０からなるストリップがカバー層の間に導入される。強化フィルムからなるストリップは、それぞれ、二つの弾性フィルムストリップ間の間隔を橋掛けし、そして両側の重なり合い領域１１において隣接するフィルムストリップと結合している。不織布でできたカバー層は、超音波溶接または熱溶接によって強化フィルムと結合させる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、止着部の固定のための非弾性でかつ強化された接続領域を具備する弾性伸張可能なオムツファスナー要素を打ち抜き可能なウェブ状材料であって、この際、弾性伸張可能なポリマーからなる並行でかつ互いに間隔を開けたフィルムストリップが、不織布からなる二つのカバー層の間に積層挿入されているウェブ状材料の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
オムツファスナー要素を製造するための冒頭に記載の特徴を有する方法がＤＥ１０２００４０３５６４９Ａ１（特許文献１）から既知である。弾性フィルムストリップの間のウェブ部分において、不織布ウェブが互いに直接接着される。そのウェブ状材料から打ち抜かれるオムツファスナー要素は、それぞれ弾性伸張可能な部分と、両面側に隣接した不織布からなる接続領域とを有する。そのオムツファスナー要素は、ストリップとして形成できるかまたはいわゆるオムツ耳部（Ｗｉｎｄｅｌｏｈｒｅｎ）の形態を有することができ、オムツへのその接続領域は、止着部の固定のための接続領域よりも幅が広い。止着部を介して、大きな力がオムツファスナー要素に伝達される。オムツファスナー要素への均一な力の導入のためには、高い引っ張り強度の曲げ抵抗性接続領域が有利である。更に、オムツファスナー要素が、使用時に弾性領域の降伏点まで伸ばされた時に、不織布からできた接続領域が、ほつれないかまたは可塑伸張しないことに配慮すべきである。
【０００３】
コア層としての弾性フィルムと、このコア層の両面に積層された不織布層とを有するオムツファスナー要素がＥＰ１２５２０１５Ｂ１（特許文献２）から既知である。不織布層及びコア層は同じ外寸を有する。すなわち、弾性コア層は、伸張方向においても同様に、不織布からなる両面に積層された層と同じ幅である。止着部のための接続領域も、オムツに固定するための接続領域と同様に、非弾性ポリマーでできた層によって不撓化される。この不撓化は、抗張力性のフィルム、例えばポリプロピレンホモポリマーでできたフィルムを用いて行われ、このフィルムは、弾性フィルムと両方のカバー層との間の接続領域に積層挿入され、そして弾性コア層の弾性を妨害する。弾性ポリマーは比較的高価な材料であるため、複合体中の弾性ポリマーの割合を、複合材料の弾性及び機械的性質に不利に作用させることなく、できだけ少なく抑える必要がある。
【０００４】
ＥＰ１０２１１５３Ｂ１（特許文献３）からは、弾性領域と非弾性領域とを有するキャリアを持つオムツファスナー要素が知られている。このキャリアは、特に、弾性コア層及び非弾性カバー層とを有する共押出しされたフィルムからなる。キャリアの片面上には、テキスタイル材料が積層される。キャリアの他の面上には、止着部が固定される。キャリアの非弾性カバー層と積層された不織布とが部分的に過剰伸張される局所的な延伸によって、弾性伸張可能な部分が生ずる。これは、選択的機械的活性化と称される。この場合、弾性キャリアが、非弾性接続領域も含めてオムツファスナー要素の全幅にわたって延びることも欠点である。更に、オムツファスナー要素が片面にのみテキスタイル表面を有することも欠点である。
【０００５】
ＵＳ６８７５７１０Ｂ２（特許文献４）には、テキスタイルキャリア、例えば不織布でできたテキスタイルキャリアを具備するオムツファスナー要素が記載されている。所定の領域において、キャリアは、熱可塑性の状態で施与された非弾性ポリマーでできた層によって強化され、これは、不織布層の繊維構造を少なくとも部分的に浸透する。それから隔たった他の部分では、キャリアは、熱可塑性エラストマーでできたコーティングを有し、これも同様に、不織布の繊維構造を少なくとも部分的に浸透して、弾性伸張可能な部分を形成する。この材料が弾性領域の降伏点まで伸張されると、弾性領域と非弾性領域との間の不織布のみからなる材料が塑性変形して、破壊されてしまう恐れがある。
【０００６】
本発明は、止着部のための曲げ抵抗性及び抗張力性の接続領域をもった弾性オムツファスナー要素の製造のための費用効果の高い方法を提供するという課題に基づくものである。
【０００７】
本発明の対象及び上記課題の解決策は、請求項１に記載の方法である。
【０００８】
本発明の方法では、キャリア層と少なくとも一つの面にポリエチレンでできた外側層とを有する強化フィルムからなるストリップが、カバー層の間に導入される。強化フィルムからなるストリップは、それぞれ、二つの弾性フィルムストリップの間の間隔を橋掛けし、そして両側の重なり合い領域において隣接する弾性フィルムストリップと結合する。不織布でできたカバー層は、更に、超音波溶接または熱溶接によって強化フィルムと結合される。強化層のポリエチレン層と結合されるカバー層は、二成分繊維からなり、これは、ポリプロピレンでできた繊維コアと、ポリエチレンでできた繊維シースとを有する。強化フィルムのキャリア層はポリマー製であり、このポリマーは、弾性フィルムストリップの機械的性質と比較して、より高い曲げ抵抗性及び引っ張り強さを特色とし、そして外側層のポリエチレンよりも高い融点を有するものである。好ましくは、キャリア層は、ポリプロピレン系から、特にプロプロピレンホモポリマーからできている。更に、キャリア材料としての使用には、シクロオレフィンコポリマー、スチレンポリマー、ポリアミド、ポリラクチド、熱可塑性ポリウレタン、並びにこれらのポリマーの混合物も適している。
【０００９】
強化フィルムのポリエチレンでできた外側層は、熱または超音波によって生じさせた溶接箇所において、二成分繊維の同様にポリエチレンでできた繊維シースと堅固に結合し、不織布カバー層はこの二成分繊維から作られている。局所的な溶融によって、材料は堅い結合を結び、この際、点状、楕円状または棒状の結合箇所の均一なパターンが形成される。ポリエチレンの融点が低いために、超音波溶接または熱溶接では低いエネルギー入力で十分である。超音波溶接は、強化フィルムのキャリア層、並びに二成分繊維のポリプロピレンでできたコアは溶融させないで行われる。熱溶接法の使用の場合も同様である。ポリプロピレンでできた繊維コアは、繊維がその構造を保持しかつ破壊されないことを保証する。強化フィルムのポリエチレン製外側層には、また不織布カバー層の二成分繊維のシース材料にも、特に、低密度のポリエチレン（ＬＤ−ＰＥ）、低密度線状ポリエチレン（ＬＬＤ−ＰＥ）、または非常に密度が低いポリエチレン（ＶＬＤ−ＰＥ）を使用することができる。ポリエチレンは、１０５℃〜１４５℃の範囲の融点を有し、他方、ポリポロピレンの融点はより高い。
【００１０】
強化フィルムのキャリア層は、止着層のための曲げ抵抗性で抗張力性接続領域を形成する材料部分において該材料に所望の機械的特性を与え、そして該キャリア層は、当該領域の引き裂き伝播抵抗及び曲げ抵抗にとって特に重要である。これは、強化フィルムのキャリア層が、所望の不撓性を達成するために、十分な層厚を持たなければならず、他方、強化フィルムの外側層は、不織布でできたカバー層との確かな熱結合だけを確実にしなければならないことと理解される。強化フィルムのポリエチレンでできた外側層は、有利には２〜２０μｍの層厚を有し、他方、不撓化のために設けられるキャリア層は２０〜１００μｍの厚さを有するのがよい。
【００１１】
コア−シース型の二成分繊維からできたカバー層は、ポリプロピレン繊維でできた不織布よりも、より有利な使用特性を有する。該二成分繊維のポリエチレン部分は、不織布の靱性及び破断伸びを向上し、そして不織布により良好な摩擦及び摩耗挙動を与える。ポリプロピレンでできた繊維コア及びポリエチレンでできた繊維シースを有する繊維を持つ二成分繊維から形成される不織布は、ウェブ状材料が弾性の向上のために機械的に活性化された時にその繊維構造を保持する。機械的活性化の際、ウェブ状材料は、溝付ロール装置に案内され、この溝付ロールは、ウェブ状材料の弾性伸張可能な領域に作用しそしてこの領域を局所的に強く過剰延伸して、そうしてポリプロピレン繊維が裂ける。該二成分繊維の比較的強靱なポリエチレンシースによって、その繊維構造を、機械的活性化の際の過剰伸張にも拘わらず、維持することができる。
【００１２】
該強化フィルムは、共押出フィルムからなることができ、そのキャリア層はポリプロピレンからできていて、そしてポリプロピレン繊維からできた不織布と結合される。本発明方法のこの実施形態では、異なって形成された二つのカバー層を有するウェブ状材料が生ずる。第一のカバー層は、ポリプロピレンでできた繊維コア及びポリエチレンでできた繊維シースを有する二成分繊維でできた不織布でできている。キャリア層と直接結合される第二のカバー層は、ポリプロピレン繊維でできた不織布でできている。強化フィルムのポリエチレン層に対する第一のカバー層の付着強さは、ポリプロピレンでできた不織布層と、強化フィルムの同様にポリプロピレンでできたキャリア層との間の結合の付着強さよりも強い。強化フィルムの片面での付着強さの的確な低減は、積層体の引き裂き伝播抵抗に対し有利に作用し得る。
【００１３】
強化フィルムは、ポリプロピレンでできたキャリア層と、外側ポリエチレン層との間に一つまたはそれ以上の層を有することができる。特に、強化層は、外側ポリエチレン層、ポリプロピレンでできたキャリア層、及び剛性ポリマーからできた不撓化のための中間層を有することができる。
【００１４】
該強化フィルムは、コアとしてのキャリア層とその両面にポリエチレン製の積層とを有する多層フィルムからなることもできる。両カバー層のためには、ポリプロピレンでできた繊維コアとポリエチレンでできた繊維シースとを有する二成分繊維でできた不織布が使用される。超音波溶接のエネルギー入力は、ポリエチレンでできた接触面が少なくとも溶融し始めるかまたは溶融するように調節され、この際、二成分繊維のシースと、強化フィルムの隣接するポリエチレン積層との間の密接な結合が生ずる。結果として、不織布でできた両カバー層に強化ストリップが格別堅固に固定される。
【００１５】
弾性フィルムストリップは、好ましくは、不織布でできたカバー層と接着される。超音波溶接または熱溶接は、オムツファスナーの取り扱い時に高い剥離力に曝される積層体部分に限定される。
【００１６】
本発明方法の更に別の有利な形態では、強化フィルムは、両方の重なり合い領域において弾性フィルムストリップと接着される。重なり合い領域での接着結合は、超音波溶接に後から有利に働く。超音波溶接の際、不織布でできたカバー層及び強化フィルムは、ソノトロードとピクセルロール（そのロール表面は、凸部及び／または凹部からなる構造を有する）との間を通り抜けさせる。入口間隙（Ｅｉｎｌａｕｆｓｐａｌｔ）において、繊維材料は堰き止められ得る。互いに結合するべき材料層の周縁側接着は、ソノトロードとピクセルロールとの間の入口領域への材料の供給に有利に働く。万一の皺の形成を防ぐためには、強化フィルムを超音波溶接によって二つのカバー層と堅固に結合する前に、ストライプ状に塗布された接着剤を具備する強化フィルムを少なくとも一つのカバー相に固定しておくと有利であり得る。
【００１７】
超音波溶接のためには、高周波機械振動の導入によって共鳴振動されるソノトロードが使用される。このソノトロードは、凸部及び凹部からなる構造を持つ表面を有するピクセルロールに作用を及ぼす。ピクセルロールの表面構造は、溶接点の形と配置を決める。本発明の方法は、平滑な圧接面を有するソノトロードを用いて実施することができる。積層体へのエネルギー入力量が多すぎる場合には、溶融したポリエチレンがソノトロードに堆積する恐れがある。堆積物は長い旗状物を形成し得、これは、或る程度時間が経つと剥がれて、ウェブ状材料を汚染する。ソノトロードとピクセルロールとの間で材料が堰止まるリスクは、ソノトロードとしてロール型の回転式ソノトロードを使用した時に小さくなる。それ故、回転式ソノトロードの使用は、本発明方法の好ましい実施形態である。
【００１８】
記載の方法によって製造できる、請求項１１のウェブ状材料も対象である。
【００１９】
以下、本発明を、単に実施例を示す図面に基づいて説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、止着部の固定のための非弾性で強化された接続領域を具備する弾性オムツファスナー要素の伸張方向での縦断面の図示である。
【図２】図２は、図１のオムツファスナー要素を打ち抜きすることができるウェブ状材料の上面図である。
【図３】図３は、非弾性で強化された接続領域におけるウェブ状材料の層構成の図示である。
【図４】図４は、図３に示した材料層の超音波溶接のための工具配置図である。
【図５】図５は、図３に示した材料層の超音波溶接のための代替の工具配置図である。
【図６】図６は、図３に示した層構成の一実施変形図である。
【００２１】
図１に示したオムツファスナー要素１は、弾性伸張可能な部分２、オムツに固定するための非弾性接続領域３、並びに止着部５の接続のための同様に非弾性でかつ強化された接続領域４を具備する。このオムツファスナー要素は多層に構成されており、そして不織布でできたカバー層６、７、並びにカバー層６、７の間に積層挿入された弾性伸張可能なポリマーでできたフィルムストリップ８を具備する。カバー層６、７は、伸張方向において、積層挿入された弾性フィルムストリップ８よりも幅広く、そして非弾性接続領域３、４を形成する張り出し部分において互いに結合している。オムツに固定するための第一の接続領域３は柔らくかつ可撓性であり、単に、互いに結合された二つの不織布層６、７から構成されている。これに対し、止着部５のための接続領域４は、強化フィルム１０によって不撓化されており、このフィルム１０は、重なり合い領域１１において、積層挿入された弾性フィルムストリップ８と結合されている。重なり合い領域１１の幅はおおよそ２ｍｍ〜１０ｍｍである。強化フィルム１０は、弾性フィルムストリップ８の機械的性質と比べて、かなりより高い曲げ抵抗性及びより大きい引っ張り強さを特色とするポリマーからなる。このオムツファスナー要素の弾性伸張可能な部分２は、積層体の単軸延伸によって活性化されたものである。局所的に限定された延伸によって、不織布層６、７の繊維は機械的活性化によって過剰伸張され、この際、この領域での積層体の伸張抵抗は減少する。この延伸された領域は、弾性フィルムストリップよりも幅が狭く、そして重なり合い領域１１の前で終わっている。
【００２２】
該オムツファスナー要素１は、幅広のウェブ状材料１２から打ち抜きされ、これは、図２において上面図で示される。図２に示したウェブ状材料１２を製造するためには、弾性伸張可能なポリマーからできた並行なかつ互いに間隔を開けたフィルムストリップ８を、不織布でできた二つのカバー層６、７の間に積層挿入する。更に、強化フィルム１０からなるストリップを、カバー層６、７の間に導入する。これらのストリップは、それぞれ、二つの弾性フィルムストリップ８の間の間隔を橋掛けし、そして両側の重なり合い領域１１において隣接する弾性フィルムストリップ８と接着される。不織布でできたカバー層６、７は、超音波溶接によって強化フィルムと結合される。このためには、不織布からできたカバー層６、７及び強化フィルム１０を、ソノトロード１３、１３’とピクセルロール１４（そのロール表面は、凸部及び／または凹部からなる構造を有する）との間を通り抜けさせる。図４及び５には、超音波溶接のための工具配置を示す。図４の実施例では、平滑な圧接面を有する静止型のソノトロード１３が使用される。図５の実施例では、ソノトロードとして、ロール型回転式ソノトロード１３’が使用される。
【００２３】
非弾性で強化された接続領域４におけるウェブ状材料１２の層構成を図３に拡大して示す。強化フィルム１０は、ポリプロピレンでできたキャリア層１５と、両側にポリエチレンでできた外側層１６を具備する。両不織布カバー層６、７は、ポリプロピレンでできたコアとポリエチレンでできたシースを有する二成分繊維でできている。不織布層６、７は、強化フィルム１０のポリエチレンでできた外側層１６と、超音波溶接によって結合されている。両側の重なり合い領域１１では、強化フィルム１０は、弾性フィルムストリップ８と接着される。他方、弾性フィルムストリップ８自体は、カバー層６、７と接着面１７で接着されている。
【００２４】
図６の実施例では、強化フィルム１０は、ポリプロピレンでできたキャリア層１５と、片面のみにポリエチレンでできた外側層１６を具備する。強化フィルム１０のポリエチレン層と結合したカバー層６は、この場合も、ポリプロピレンでできた繊維コアとポリエチレンでできた繊維シースとを有する二成分繊維でできている。強化フィルム１０のキャリア層１５は、ポリプロピレン繊維でできた不織布７’と結合している。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
止着部（５）を固定するための非弾性でかつ強化された接続領域（４）を備えた弾性伸張可能なオムツファスナー要素（１）を打ち抜き可能なウェブ状材料（１２）であって、この際、弾性伸張可能なポリマーでできた並行な及び互いに間隔を開けたフィルムストリップ（８）が、不織布でできた二つのカバー層（６、７）の間に積層挿入されているウェブ状材料（１２）を製造する方法であって、
ポリマー性キャリア層（１５）と少なくとも片面にポリエチレンでできた外側層（１６）とを具備する強化フィルム（１０）からなるストリップが、カバー層（６、７）の間に導入されており、この際、強化フィルム（１０）からなるストリップが、それぞれ、二つの弾性フィルムストリップ（８）間の間隔を橋掛けしており、そして両側の重なり合い領域（１１）において隣接するフィルムストリップ（８）と結合していること、及び不織布でできたカバー層（６、７）が、超音波溶接または熱溶接によって強化フィルム（１０）と結合しており、この際、強化フィルム（１０）のポリエチレンでできた外側層（１６）と結合したカバー層（６）は、二成分繊維でできており、この二成分繊維は、ポリプロピレンでできた繊維コアと、ポリエチレンでできた繊維シースとを有しており、及び強化フィルム（１６）のキャリア層（１５）は、外側層（１６）のポリエチレンよりも高い融点を有するポリマーでできていることを特徴とする、前記方法。
【請求項２】
キャリア層（１５）が、ポリプロピレン系、特にポリプロピレンホモポリマー、シクロオレフィンコポリマー、スチレンポリマー、ポリアミド、ポリラクチド、熱可塑性ポリウレタンまたは上記のポリマーの混合物でできていることを特徴とする、請求項１の方法。
【請求項３】
強化フィルム（１０）のキャリア層（１５）がポリプロピレンでできており、そしてポリプロピレン繊維でできた不織布（７’）と結合していることを特徴とする、請求項１の方法。
【請求項４】
強化フィルム（１０）が多層フィルムでできており、該多層フィルムは、コアとしてのキャリア層（１５）及び両面にポリエチレンでできた外側層（１６）を具備すること、及び両カバー層（６、７）には、ポリプロピレンでできた繊維コアとポリエチレンでできた繊維シースとを有する二成分繊維でできた不織布が使用されることを特徴とする、請求項１または２の方法。
【請求項５】
弾性フィルムストリップ（８）がカバー層（６、７）と接着されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つの方法。
【請求項６】
強化フィルム（１０）が、両側の重なり合い領域（１１）において弾性フィルムストリップ（８）と接着されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一つの方法。
【請求項７】
ストライプ状に接着剤が施用された強化フィルム（１０）が少なくとも一つのカバー層上に固定され、この際、強化フィルム（１０）は、超音波溶接または熱溶接（６、７）によって両カバー層と堅固に結合されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一つの方法。
【請求項８】
不織布でできたカバー層（６、７）及び強化フィルム（１０）を、超音波溶接のために、ソノトロード（１３、１３’）とピクセルロール（１４）（それのロール表面は、凸部及び／または凹部からなる構造を有する）との間を通り抜けさせることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一つの方法。
【請求項９】
平滑な圧接面を有する静止型ソノトロード（１３）が使用されることを特徴とする、請求項８の方法。
【請求項１０】
ソノトロードとして、ロール型回転式ソノトロード（１３’）が使用されることを特徴とする、請求項８の方法。
【請求項１１】
止着部（５）の固定のための非弾性でかつ強化された接続領域（４）を具備する弾性伸張可能なオムツファスナー要素（１）を打ち抜き可能であり、かつ不織布でできた二つのカバー層（６、７）の間に積層挿入された、弾性伸張可能なポリマーでできた並行な及び互いに間隔を開けたフィルムストリップ（８）を備えたウェブ状材料（１２）であって、
ポリマー性キャリア層（１５）と、少なくとも一面にポリエチレンでできた外側層（１６）とを具備する強化フィルム（１０）からなるストリップが、カバー層（６、７）の間に配置されており、この際、強化フィルム（１０）からなるストリップが、それぞれ、二つの弾性フィルムストリップ（８）間の間隔を橋掛けしており、及び両側の重なり合い領域（１１）において隣接するフィルムストリップ（８）と結合していること、及び
不織布でできたカバー層（６、７）は、超音波溶接または熱溶接によって強化フィルム（１０）と結合しており、この際、強化フィルム（１０）のポリエチレンでできた外側層（１６）と結合したカバー層（６）は、二成分繊維でできており、この二成分繊維は、ポリプロピレンでできた繊維コアと、ポリエチレンでできた繊維シースとを有し、及び強化フィルム（１６）のキャリア層（１５）は、外側層（１６）のポリエチレンよりも高い融点を有するポリマーでできていることを特徴とする、前記ウェブ状材料（１２）。

【図１】