JP2004536728A5

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Publication number: JP2004536728A5
Application number: JP2003516797A
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Filing date: 2002-07-19
Publication date: 2006-01-05

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多層拭取デバイス

（関連出願との相互参照）
本出願は、２００１年７月３０日に出願した米国仮出願第６０／３０８，７４９号明細書の利益を享受する。

（発明の分野）
多層物品。より具体的には、吸収性のセルロース性ウェブである少なくとも１つの層と、多プライ積層体である少なくとも１つの層とを有する物品であり、該多プライ積層体は開口されている中央プライを含む少なくとも３プライを有する。

隔離されたウェブ層をなす関係で結合することにより形成される積層物品は、当業界において周知である。積層物品は、異なる材料の積層体を包含する。その材料は、機械的引張り特性、熱特性、または視覚／触覚特性が異なることもある。例えば、比較的固い布地に不織布を結合して、布地に柔軟な表面の感触をもたらすことも可能である。

異なる材料は、融解結合、接着剤結合、超音波結合等によって結合することもできる。結合方法は、材料自体によって決定されることが多く、接着剤結合を必要とすることが多い。例えば、融解特性が大きく異なる材料の積層体は、積層体の層間に接着剤層を必要とすることがある。不織布及び熱可塑性フィルム材料のような類似の融解特性を有する材料でさえ、不必要な層間剥離を防ぐための十分な結合を目的として接着剤により結合させることが多い。接着剤が必要であっても、このような加工法は接着剤を加えるが故に高価になり得ると共に、結果として得られる積層体は、積層体の材料及び加えた接着剤のレベルに応じて、比較的固いことが多い。

積層物品は、構成層の特性を組み合わせて相乗利益の達成が企図されていることが多い。例えば、複数層の不織布を積層した物品は、織物ウェブのような織布ウェブの代用としての使用を企図することができる。熱可塑性の人工繊維の層とセルロース主体の繊維の層からなるウェブが知られている。セルロース主体の繊維の層は、間隔を置いた位置で熱可塑性の人工繊維の層（複数）に熱結合することが開示されている。しかし必要な結合を生じさせるためには、全ての層間での熱結合が必要なようである。

ハク（Haq）らに対して発行された欧州特許公開第１１２,６５４号明細書は、非常に多孔性で、任意に液体を含有するポリマーであることも可能な中実コア材料をその間に挟む、２枚の不織布などを含む積層体を開示している。外側の２枚のシートは、複数の小さな間隔を置いた結合点、例えばスポット溶着により、コア材料を巻き込まずに相互に結合される。好ましくは、コア材料は、連続するシートの形態であり、結合場所を提供するために穿孔されている。しかし、コア材料の穿孔を通して外側層を結合させるために、コア材料の穿孔の位置を合わせるという重要な加工上の問題を提起しているようである。

不織布ウェブは、おむつ、失禁用ブリーフ、トレーニング用パンツ、女性用生理衣類などの使い捨て消費者製品、並びに使い捨てのウェットタオルなどの拭取り布の構成要素として有益である。しかしながら、単独で用いる場合、そのような不織布は、既知の製造方法の限界があるが故に、特に織布または編物と比較すると、視覚、触覚、強度、または吸収特性を含む有益な特性での範囲が限られる。重要なことには、使い捨て消費者製品に使用するための不織布ウェブと他の材料の積層体は、非両立性の材料（例えば熱的に異なる材料）、コストでの考慮（例えば接着積層コスト）、または触覚特性（例えば柔軟性及び視覚的な美意識）を含む加工の限界があるが故に、これまでは制限があった。

当該分野でやはり知られているのは、結合プロセス中に中央または内部層に形成された開口を貫通して相互に結合された最外層を有する、少なくとも３層の積層体である。そのような積層体は、外側層及び内側層の材料の選択にもよるが、様々な特性の可能性を有する。不織布外側層を使用することにより柔軟な布様の手触りを達成することが可能であり、バウンティ（BOUNTY：登録商標）紙タオルに類似のセルロース性中央層を使用することにより吸収性の追加も可能である。しかしながら、内側層の連続性は、内側層が両外側層間の結合部位で開口されることにより遮られる。

それ故に、構造的な一体性のために各構成層の熱的な適合性には依存しない、異なる材料特性のウェブによる積層物品を有することが望ましい。

加えて、不織布ウェブ及びセルロース性ウェブの両方を含む積層物品を有することが望ましい。

その上、接着剤なしに構成層を結合することにより形成される積層ウェブを有することが望ましい。

更に、不織布層の柔軟性及び耐久性と連続セルロース性層の吸収性とを組み合わせた多層ウェブを有することが望ましい。

洗浄用に使用するために充分に、使い捨てであり、柔軟であり、吸収性であり、耐久性である多層物品。その物品は、相互に結合された少なくとも第一の層及び第二の層を有する。第一の層は更に、第一のプライ、第二のプライ、及び第三の材料からなる。第一のプライと第二のプライは、面対面の関係に複数の隔離された結合部位で結合される。第一のプライと第二のプライは、それらの間に内部領域を形成し、第三の材料が実質的に該内部領域を満たしている。

第三の材料は、熱特性、伸び特性、弾性特性、または伝導特性から選択される少なくとも１つの材料特性により、第一のプライまたは第二のプライと区別される。第三の材料は、セルロース性のウェブとすることができる。第三の材料は、第一のプライと第二のプライの結合部位に一致する領域で開口される。第一のプライと第二のプライは、開口を貫通して相互に結合される。

第二の層は、セルロース性のウェブからなり、そのウェブは更に複数のプライからなることもできる。第一の層と類似または同一の第三の層を含むこともできる。

少なくとも第一の層及び第二の層からなる多層物品。層は、面対面の関係に、１つまたは複数の結合部位で相互に結合される。結合部位は、物品の面上で巨視的なパターンを有する。

そのパターンは、物品の縁部に沿う結合、並びに物品の内部面を横切って配置された結合を含むこともある。物品の縁部は、物品の周辺から内側に約２５ｍｍ（１インチ）延びる物品域であるとする。物品の残りの域は、物品の内部面であるとする。縁部に沿う結合は物品の縁部における層間剥離を防ぐ。層間剥離すなわち物品の層の分離は、物品の一体感を減少するので好ましくない。

層は連続的に相互に結合することもできる。連続結合の例として、物品の全周囲に沿って妨げられずに延在する、縁部における結合を有する物品がある。

層は、複数の隔離された結合部位からなるパターンで結合することもできる。結合部位の形状は、本発明にとって重要ではない。正方形、楕円形、円形、三角形、線区分、及び孤区分は全て、許容される物品を生産することが判明している。物品の結合部位は、第一の層の結合部位よりも面積が大きくなければならない。第一の層の結合部位よりも小さくて、第一の層の結合部位に一致する物品の結合部位は、第一の層を貫通する開口を生じると考えられる。そのような場合には、第一の層と第二の層との間の結合は生じない。

本明細書で使用する物品の結合面積は、第一の層と第二の層との間の全結合部位の面積の合計を物品の全面積で割ったものとして定義される。結合面積は百分率で表わされる。例えば、６５平方センチメートル（１０平方インチ）の面積を有する物品は、層間の全結合部位の面積の合計が６．５平方センチメートル（１平方インチ）の場合、結合面積は１０％である。第一の層の第一のプライと第二のプライとの間の結合部位は、この計算には含まれない。

より高い結合面積があれば、より一体的な物品となる。より高い結合面積はまた、物品のより大きな部分の厚さを減少することにより、物品の全吸収容量を減らす。より高い結合面積はまた、結果としてより固い物品になり、物品の柔軟性を減少する。これは、結合部位領域で物品の第一の層及び第二の層の表面特性の低下または変化があるからである。第一の層の繊維が融解すると、物品の柔軟性が低下し、第二の層の厚さが減少すると、物品の吸収容量が低下する。

縁部においてのみ結合している物品は、２％という低い結合面積を有することがある。縁部と共に内部面全体に亘って結合を有する物品においては、約６０％もの高い結合面積を有することがある。柔軟で吸収性があり布様の感触を有する物品の特定の一実施形態では、３％〜１０％の結合面積を有する。そのような実施形態の実際の結合面積は、縁部に沿う結合の形状及び個数によって決まる。

物品の内部全体に亘って配置された結合部位は、構造的な単一性を物品にもたらす。これらの部位は、織物または布に更によく似た、より一体的な手触り感を物品に与える。内部結合部位のパターンは本発明にとって重要ではなく、物品の吸収容量または柔軟性を妥協せずに所望のレベルの一体感を生じる、任意の部位のパターンを使用することができる。幾何学的に規則的なパターンを使用することも、不規則的なパターンを使用することもできる。一連の隔離された結合部位からなるいかなる形のパターンも、いかなる形状によるパターンも使用することが可能である。

図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の一実施形態の結合部位の形状及び結合部位のパターンを示す。かかる実施形態では、寸法３００及び４００は、約８ｍｍ（０．３１２５インチ）である。かかる実施形態における結合部位は、図４Ｂに示すパターンに類似の、物品の内部面を横切るパターンで配列されている。そのようなパターンでは、１２．５ｍｍ（０．５インチ）離れた間隔の中心に結合部位が位置する。パターン内の部位の行と列は、約５０〜７５ｍｍ（２〜３インチ）の間隔である。かかる実施形態では、同様な形状であるがより大きい結合部位が、物品の縁部に沿って使用される。このより大きい結合部位は、約１２．５ｍｍ（０．５インチ）の寸法３００及び４００を有し、１６ｍｍ（０．６２５インチ）間隔に置かれた中心上に配置される。

層の連続性は、連続及び隔離された結合の両方で維持される。第二の層の厚さは結合部位で低下しているが、層の吸収能力は残存する。層には穴があいておらず、層の連続性が維持される。セルロース性の第二の層の場合、この連続性により、吸収された流体がシート全体を容易に移動する。この流体移動の容易性は、セルロース性ウェブ及び物品の吸収速度を維持するために重要である。

（第一の層）
本発明の第一の層は、２０００年１２月２０日にキュロ（Curro）らにより出願された米国特許出願第０９／０８９，３５６．１号明細書における開示により作製することができ、前記出願を参考として本明細書に組み入れる。

本発明の第一の層１０は、図２に示すように面対面の関係で層状に配置された少なくとも３つのプライを含む。プライは、本明細書に記述する加工が可能なように十分薄くすべきであるが、いかなる実際の厚さ（すなわち、キャリパー）も制限になるとは考えられない。第一の外側プライ２０は、好ましくは熱結合可能であり、充分な量の熱可塑性材料を含む不織布ウェブとすることができ、予め定められた伸長性及び破断伸びを有する。「充分な量」とは、一体の層を作り出すために熱及び／または圧力をかけるとき充分な熱結合を可能にするのに適切な熱可塑性材料の量を意味する。第二の外側プライ４０は、好ましくは第一の外側プライ２０と同一材料であるが、異なる材料であることも可能で、熱結合可能でもあり予め定められた伸長性及び破断伸びを有する。

熱可塑性の不織布材料に加えて、第一の層の外側プライは、例えばポリオレフィン（例えばＰＰまたはＰＥ）薄フィルムのようなポリマー・フィルムを含むことができる。外側プライ全体が均一に熱可塑性でない場合でも、融解結合が有効になるために少なくとも充分な量が熱可塑性でなければならない。外側層の熱結合を助長するために、バイコンポーネント繊維などの複合繊維を外側層に使用することができる。第一の層の外側プライは、１９８６年１２月１６日にキュロ（Curro）らに対して発行され本発明の譲受人に譲渡された米国特許第４，６２９，６４３号明細書、及び１９８６年９月２日にキュロらに対して発行された第４，６０９，５１８号明細書に記載されるような、微小開口を有する３次元成形フィルムなどの成形フィルムを含むことができ、これら両特許を参考として本明細書に組み入れる。

不織布外側プライは、弾性であることも、高度に弾性であることも、または非弾性であることも可能である。不織布プライは、スパンボンドプライ、メルトブローンプライ、またはカード加工結合プライを含む、溶融可能ないずれかのウェブとすることもできる。不織布プライがメルトブローン繊維のウェブである場合は、メルトブローン微小繊維を含むこともできる。不織布プライは、例えばポリオレフィンのような繊維を形成するポリマーで作製することができる。代表的なポリオレフィンとして、ポリプロピレン、ポリエチレン、エチレンコポリマー、プロピレンコポリマー、及びブテンコポリマーの１つまたは複数が含まれる。不織布プライは、合成セルロース繊維、または押出し加工されたスターチ繊維も含むことができる。不織布プライは、平方メートル当り約１０〜約９０グラム（ｇｓｍ）の坪量を有することができ、または他の実施形態では約１５〜約３０ｇｓｍの坪量を有することができる。

不織布の外側プライはそれ自体が、例えば、メルトブローンウェブ、カード加工結合ウェブ、または他の好適な材料の少なくとも１層に結合したスパンボンドウェブの少なくとも１層を有する、複数層の材料であることも可能である。例えば、不織布プライは、平方メートル当り約７〜約２７０グラム（平方ヤード当り約０．２〜約８オンス）の坪量を有するスパンボンドされたポリプロピレンの第一の層と、平方メートル当り約７〜約１３５グラム（平方ヤード当り約０．２〜約４オンス）の坪量を有するメルトブローンされたポリプロピレンのプライと、平方メートル当り約７〜約２７０グラム（平方ヤード当り約０．２〜約８オンス）の坪量を有するスパンボンドされたポリプロピレンの第二のプライとを有する複数層ウェブとすることができる。あるいは、不織布プライは、例えば、平方メートル当り約７〜約３４０グラム（平方ヤード当り約０．２〜約１０オンス）の坪量を有するスパンボンドプライ、または平方メートル当り約７〜約２７０グラム（平方ヤード当り約０．２〜約８オンス）の坪量を有するメルトブローンプライなどの、単一層の材料でも可能である。

不織布外側プライは、２つ以上の異なる繊維の混合物、または繊維及び粒子の混合物からなる複合体とすることもできる。そのような混合物は、メルトブローン繊維またはスパンボンド繊維が運ばれているガス流に繊維及び／または粒子を添加し、その結果、繊維と他の材料（例えば、木材パルプ、短繊維、合成セルロース、スターチ繊維、及び粒子）が密接に絡み合った共混合物が繊維の集合の前に生じることにより、形成することができる。繊維の不織布ウェブ外側プライは、加工の前に結合によって繋ぎ合わせ、凝集性のウェブ構造を形成することができる。好適な結合技法には、化学的結合、ポイントカレンダー加工などの熱結合、水流交絡、及びニードル加工が含まれるが、それらに限定されない。

少なくとも１つの第３の中央プライ３０が、２つの外側プライの間に配置される。第一の層１０は、超音波溶着または熱カレンダー加工などの結合手段によって加工されて、外側プライ２０と４０を連結する働きをする複数の融解結合部位５０を備え、これによって構成プライを一体の層に形成する。２つの外側プライは結合する時、その間に内部領域を形成する。内部領域は、結合部位５０を包囲する外側プライ間の空間である。好ましい一実施形態では、中央層３０は、実質的に内部領域を満たし、結合部位５０と一致する開口がある。

第一の層１０は、主として不織布プライ及び複合材という背景で開示されているが、原理的には、本明細書で開示する要求事項（例えば、融解特性、伸長性）を満たす任意の材料で作製することができる。例えば、外側プライ２０及び４０は、熱可塑性フィルム、微小多孔性フィルム、開口フィルムなどとすることができる。中央プライ３０は、ティッシュペーパーを含む紙、金属箔を含む金属、その他の非熱可塑性ウェブ材料、織布などとすることができる。一般的には、外側プライ材料は、本明細書に記述するような加工をするために、充分に可撓性であることを必要とする。

（開口されていない実施形態）
一実施形態では、図２の断面に示すように、２つの外側プライを開口することなく中央プライ３０を開口することができ、中央プライ３０が開口されている反面、第一の層１０は（全体として）開口されていないことを特徴とする３プライ積層体が提供される。重要なことであるが、第一の層は、確実に中央プライ３０の開口を貫通する外側プライを結合するためにプライと材料の位置合せをする必要性がなく作製することができる。上述した層１０の実施形態を説明する一つの方法は、およそ５０ｃｍの距離から人の裸眼で直角に単体ウェブ１０を見る時、積層体全体に亘る開口または穿孔は見えないにもかかわらず、結合部位５０が見られることである。

図２に示すように、中央プライ３０は、層１０の構成プライを加工する時に、中央プライ３０の部分が融解結合部位５０の領域で分離して、融解結合部位５０における２つの材料の界面５２にて第１の外側プライ２０が第２の外側プライ４０に、結果として直接的に融解接着できるように選択される。このように、中央プライ３０での開口は、外側プライが結合する直前の移動によって、積層段階中に形成される。この方法では、中央プライ３０は、開口なしのプライとして供給され、積層時に結合部位と開口位置を整列させる複雑な位置合せ段階を回避することができる。更に、第三の材料３０は、外側プライ２０及び４０と熱的に適合性がある必要がない。中央層は熱可塑性材料である必要がなく、融点を有する必要すらない。以下に詳述する加工装置が及ぼす力によって移動可能なことだけが必要である。従って、本発明の第一の層を説明する一つの方法は、熱特性または伸び特性から適切に選択される少なくとも一つの材料特性により、中央プライを、第一のプライまたは第二のプライの材料とは区別される材料であるとして識別することである。「熱特性」とは、主として熱融解特性を意味し、中央プライは融点を有さない。または融点を有する場合は、いずれかの外側プライより好ましくは少なくとも約１０℃、より好ましくは少なくとも約２０℃高く、いずれかの外側プライより１００℃高いことが可能である。「伸び特性」により、中央プライの材料が引張り中に、いずれかの外側プライより少なくとも１０％少ない、より好ましくは５０％少ない破断伸びを示し、且ついずれかの外側プライより１００％を超えて少ないことが可能であることを意味する。このように中央プライは伸長性であり得る一方、いずれかの外側プライは高度に伸長性であり得る。

そのような積層ウェブの長所は、いくつかの実施形態では、例えば中実コアの中央プライ３０の材料（即ち連続シート、つまり実質的な開口、裂け目、または他の空所を有しない）の場合、外側プライ２０及び４０と完全に密接して接触する開口中央プライ３０を有する一体ウェブを得ることである。「完全（満ちる：full)」及び「密接」により、中央プライ３０が外側プライ２０と４０との間の全ての非結合領域を満たし、その結果、外側プライ２０と４０が結合部位５０以外では接触しないことを意味する。もちろん、関与する多数の材料は有意の空気含有量を有し、外側プライ２０と４０との間の非結合領域の「全て」を満たすことが全ての空気含有量を排除するという意味ではないことは認識されている。

中央プライ層３０は、外側プライ２０と４０との間の結合に巻き込まれる、または加わることができる。「巻き込まれる」ことにより、中央プライは、一方または両方のすぐ外側のプライとある程度は密接に接触し得る、並びに場合によっては部分的に併合し得ることを意味する。この巻き込みは、結合部位５０の周辺の実際の融解結合によるものでもよく（例えば熱可塑性中央プライ３０の場合）、結合部位５０の周辺の絡み合いのような機械的相互作用によるものでもよい（例えば繊維性の不織布プライ間のセルロース性繊維中央プライ３０の場合）。

中央プライ３０のそのような分離は、せん断、切断、或いは中央プライ３０の破裂により、及び２つの外側プライ２０と４０が熱結合できるように十分に中央プライ３０の材料が移動することにより生じ得る。したがって、中央プライ３０は、そのような移動を可能にする特性を有するように選択されなければならない。故に、中央プライ３０は、比較的低い伸長性、比較的高いもろさ、または比較的高い変形性のうち一つ以上の特性を有する結果、中央プライ３０の材料が熱結合部位５０の領域から「絞られる」、或いは移動できるようにすべきである。重要なことであるが、中央プライ３０は熱結合部位の領域から溶け出す必要はない。したがって、中央プライは、希望する最終結果及び結果として得られる一体ウェブの目的次第で、弾性にも、高度に弾性にも、伸長性にも、または高度に伸長性にもすることができる。

理論に縛られる訳ではないが、中央プライ３０の移動を達成し開口をそこに形成して外側プライを結合するために、以下に説明する熱ポイントカレンダー加工は、狭い幅寸法Ｗ及び高い縦横比を有する熱結合部位を形成すべきであると考えられている。例えば、図３に示す単一の融解結合部位５０の融解域は、狭い幅寸法Ｗ及び高い縦横比を有し、すなわち、長さＬが幅Ｗよりもはるかに大きい。長さＬは、十分な結合面積を可能にするよう選択されるべきであり、一方、幅Ｗは充分に狭い結果結合部位（以下に説明する）の形成に使用する突出部が、以下に説明する方法による結合部位の領域で中央プライ３０を切断、せん断、移動する、或いは穴を開けることができる。幅Ｗは、約０．００７６ｃｍ（０．００３インチ）〜０．０５１ｃｍ（０．０２０インチ）とすることができるが、好ましい実施形態では、約０．０１３ｃｍ（０．００５インチ）〜０．０２５ｃｍ（０．０１０インチ）であり、中央プライ３０の特性に従って調整することができる。

融解結合部位５０の縦横比は、約３（即ちＬ／Ｗの比は３／１に等しい）に低くすることができると考えられる。それは約４〜２０であり得る。好ましい一実施形態では、縦横比は約１０であった。結合部位５０の縦横比は、以下に詳述するようなカレンダーローラのポイント結合突出部の対応する縦横比によってのみ制限されると考えられる。

一実施形態において、結合部位５０の長さ寸法に直接対応する各結合部位の長手方向軸線ｌは、図１に示すように機械方向ＭＤに概ね平行に向く規則的な繰り返しパターンで配置する。しかし、各結合部位の長手方向軸線は、機械横方向に向く規則的な繰返しパターンで、または機械方向と横方向が混合する無作為な向きに配置することもできる。例えば結合部位５０は、「ヘリンボーン」パターンに配置することができる。

不織布ウェブを第一の層１０の構成プライとして使用するときには、本発明の方法によって外側プライ２０と４０を共に結合する結合部位５０と、構成プライ自体の中に存在することも可能な熱結合部位との間で重要な区別を行うべきである。例えば、不織布ウェブは、通常は、ハンセン（Hansen）らに対する米国特許第３，８５５，０４６号明細書に開示されるパターン、及びレビー（Levy）らに対する米国特許第５，６２０，７７９号明細書の図５で概ね示されるパターンのような、隔離された空間を置いた融合結合域の規則的なパターンでの熱結合によって圧密される。他のフィルム、不織布ウェブなどは、審美的な理由から熱エンボス加工を行うこともできる。故に、一体ウェブ１０には多くの熱結合部位が存在することも可能で、あるものは結合部位５０であり、あるものは例えばベース不織布中の結合部位である。

ベース不織布の結合部位は、通常は約１より大きい縦横比を有さず、これらの結合は、以下に開示する伸張段階中に、構成プライに開口を通常は形成しない。また、このような結合部位の間隔は、通常は結合域と非結合域の繰り返しパターンであり、非結合域の縦列の隣に結合域の機械方向（ＭＤ）の縦列が存在しても、或いはしなくても可能である。しかし、結合部位５０の形成後には、非結合域のいずれの顕著なＭＤの縦列もないことが多く、いずれの構成不織布の結合模様全体も、既存の結合域と結合部位５０の組み合わせである。一緒になった二組の結合部位は、縦列、規則、または均一と記述することもしないこともある、結合部位の複雑なパターンとなる。

結果として得られる第一の層のウェブは、図２の断面に示すように、それ自体は開口されていない積層ウェブ１０であるが、中央プライ３０は結合部位５０の領域と一致して開口されている。上述のように、「開孔されていない」とは、積層ウェブ１０が全体として開口されていないとみなされることを意味する。第一の層の開口されていない積層ウェブ１０は、材料及び加工のばらつき、または積層後の処理のために、結合部位５０で局部的に切断または引裂きが起こることもあると認識されている。理想的には、ウェブ全体のこのような切断は最小化され、解消される。同様に、ある場合では、結合部位５０の全ての位置で中央プライ３０の完全な移動がないことがある結果、中央プライ３０の幾つかの局部的な部分は、開口（及び結合していない外側層）しないこともあると認識されている。それでもなお、本明細書の説明は、積層ウェブ１０全体につきなされており、可能性のある材料または加工のばらつきのための逸脱または異常によって制限されることを意図しない。

中央プライ３０自体は、外側プライと熱的に適合性がある必要はない。中央プライ３０は、融解加工可能である必要さえない。中央プライ３０は、例えば、紙のようなセルロース性材料、金属箔のような金属材料、木綿またはレーヨン混紡のような織物または編物材料、またはポリエステル若しくは芳香族ポリアミドフイルムのような熱硬化性材料、またはスターチ繊維からなるウェブとすることができる。中央プライ３０は、開口プライに加工するのに好適な特性を有する、別の不織布とすることができる。中央プライ３０が融点を有する場合には、融点は、好ましくは外側プライより少なくとも約１０℃、より好ましくは約２０℃高い。しかし、中央プライ３０は、融点を有する必要がなく、積層体を結合するために必要なカレンダー加工温度で単に軟化することもできる。

（開口された実施形態）
更なる利益は、上述の熱結合した積層体の開口されていない第一の層を、融解結合部位５０の長手方向軸線ｌに概ね直交する方向に引き伸ばすまたは延伸する時に得られる。融解結合部位５０における融解結合は、結合部位において層の局所的な脆弱部分を作る傾向がある。従って、結合部位５０の長手方向軸線ｌに概ね直交する方向に層１０の部分が延伸されるにつれて、結合部位における材料は張力で損傷し、開口が形成される。融解結合部位５０の比較的高い縦横比により、十分に伸長されると、比較的大きな開口の形成が可能である。層１０が均一に引っ張られると、結果は、融解結合部位５０のパターンに対応する複数の開口４５の規則的なパターンとなる。

図８は、本発明の第一の層の開口した積層体の部分切り欠き図を示す。図に示すように、部分的な切り欠きによって、平面図中において各プライを見ることができる。図８に示す第一の層１０は、熱結合した積層体を融解結合部位の長手方向軸線に直交する方向に、この場合は機械横方向ＣＤに、開口を形成するのに充分な伸張方向の伸びで引き伸ばした後に作り出される。図に示されるように、相対的に弱い結合部位が張力で損傷するにつれて、以前融解結合部位５０だった場所に開口４５が作り出される。また図に示されるように、中央層３０は、中央層３０の材料特性にもよるが、積層体１０の中で概ね均一に分布したまま残ることができる。例えば、中央層３０は、外側層２０または４０より伸長性がある場合は、弾性的または塑性変形いずれかによって単純に伸張するが、ウェブ１０の開口なしの領域では概ね均等に分布されたままである。例えば、熱可塑性フィルムを中央層３０として使用する場合には、このフィルムは（フィルムの種類に応じて）塑性変形的にか、または弾性的にか、いずれかで伸びるが、例えば密度または坪量については概ね均一のまま保つことができる。

開口４５が形成される時、外側層２０及び４０の熱結合した部分は、主として結合部位５０の長さ寸法に対応する開口周辺の部分上に残る。従って、各開口４５は、周辺は熱結合した材料ではないが、図８の６２で表されるように一部だけは結合したまま残る。かかる積層ウェブの有益な特性の１つは、一旦開口すると、中央層との流体連通が助長されることである。このようにして、吸収性の中央層３０は、２つの相対的に非吸収性の外側層の間で使用することができる。

中央層３０は、外側層２０と４０との間のいずれかの結合に巻き込まれる、または参加する程度に、図９に示される結合部分６２の残余にも加わる。この巻き込みは、ある程度は結合部位５０の周辺付近の実際の融解結合によって（例えば熱可塑性の中央層３０の場合）、絡み合いのような機械的相互作用（例えば、繊維性の不織布層間のセルロース性繊維の中央層３０の場合）よって起こることもある。

図８に関連して説明したように、第一の層もまた伸長することができ、中央層３０は、２つの外側層のいずれかよりも小さい、且つ実際の伸長の大きさよりも小さい、破断伸びを有するように選択される。したがって、外側層２０及び４０内に（従って全積層ウェブ１０に）開口を形成するのに充分であるように、長手方向軸線ｌに概ね直交して積層ウェブを伸長すると、中央層３０は張力で損傷する。故に、中央層３０は、充分な伸長で破壊する（即ち、張力で損傷する）結果、伸長後には、積層ウェブ１０の開口なしの領域上にもはや均等には分布されない。

図５に示すものに似た構造を有するウェブ１０の一例は、相対的に伸長性である不織布の外側層を有し、相対的に伸長性の低いティシュペーパーの中央層を有するウェブである。特に興味深い１つの構造は、吸収性の高い中央層と組み合わせた疎水性の高い外側層を組み込むことである。好適な疎水性材料が、デットレ（Dettre）らの米国特許第３，３５４，０２２号明細書に記載されている。このような材料は、９０度より大きい固有の前進水接触角、及び少なくとも７５度の固有の後退水接触角を持つ撥水表面を有する。このような材料は、ロータス属の植物の葉の上に存在することが知られている作用に似た疎水特性を顕著に表す。このような材料を、バウンティ（BOUNTY：登録商標）ペーパータオルティッシュ層のような吸収性の中央層と組み合わせると、得られる複合物は、高度に吸収性がある一方、非常に清潔で乾燥した外面を維持することができる。外側層の坪量及び多孔性は、異なる程度の吸収性を達成するために変化させる事ができる。

一般的に、第一の層１０が、融解結合部位５０の機械方向ＭＤに延びる概ね平行な列を有し（この結合部位を伸長した時に概ね平行な列の開口が対応して形成され）、且つ外側層よりも低い破断伸びの中央層を有する場合には、結果として得られる伸長されて開口した層１０は、機械方向ＭＤの開口の間の一般的に低坪量で低密度の領域を特徴とする。同様に、このような積層ウェブ１０は、機械横方向ＣＤの隣接する開口の列の間の相対的に高坪量で高密度の領域を特徴とする。中央層の材料３０の選択により、場合によっては積層後の操作たとえばエンボス加工の選択により、積層ウェブの厚さも同様に変化させることができ、厚い領域ほど一般に高い密度の領域に対応する。

（セルロース性ウェブ）
第二の層は、吸収性のセルロース性繊維ウェブからなる。セルロース性繊維ウェブは、繊維性であって、巨視的には二次元であり平面状であるが、必ずしも平らとは限らない。そのようなウェブは、第三の寸法にある厚さを有する。しかし、この厚さは、実際の最初の２つの寸法と比較して非常に薄い。繊維構造内では、坪量、密度、投影平均孔径、または厚さなどの示強性により見分けられる、少なくとも２つの領域があることもある。そのようなウェブは、１９９４年１月１１日にバンファン（Van Phan）らに対して発行された米国特許第５，２７７，７６１号明細書に開示されており、参考として本明細書に組み入れる。

二次元セルロース性ウェブは繊維からなり、その繊維は線形要素により近似される。その繊維は、二次元繊維性ウェブの構成要素であり、他の相対的に非常に小さい２つの寸法（相互に垂直であって両方とも半径方向かつ繊維の長手方向軸線に垂直）に比較して非常に大きい（繊維の長手方向軸線に沿う）１つの寸法を有し、したがって線形性により近似される。繊維を顕微鏡検査すると他の２つの寸法を見ることができるが、これらは繊維の主寸法に比較して小さく、そのような他の２つの小さな寸法は、実質的に等しいことも、繊維の軸の長さに亘って一定であることも必要ではない。繊維がその軸線の周りで曲げられ得ること、並びに他の繊維に結合し得ることだけが重要である。

繊維は、ポリオレフィンまたはポリエステルのように合成であることも、綿リンター、レーヨン、若しくはバガスのようなセルロース性であることも、あるいは針葉樹（裸子植物若しくは球果植物）または広葉樹（被子植物若しくは落葉樹）などの木材パルプまたはそれらの層であることもできる。本明細書で使用する「繊維性ウェブ」は、上記の繊維を含むがこれに限定されず、セルロース性繊維を繊維性ウェブが少なくとも約５０重量％または少なくとも約５０体積％含む場合に、「セルロース性」であるとする。長さが約２．０〜約４．５ｍｍで直径が約２５〜約５０μｍの針葉樹繊維と、長さが約１ｍｍ未満で直径が約１２〜約２５μｍの広葉樹繊維とを含む、木材パルプ繊維のセルロース性混合物が、本明細書で記述する繊維性ウェブとして良好に機能することが判明している。

そのようなウェブは、単一プライから、或いは複数プライからなることもできる。その層は、エンボス加工してもしなくても可能である。そのような層は、米国（Cincinnati Ohio,USA）のプロクター・アンド・ギャンブル社（The Procter & Gamble Co.）から入手可能なバウンティ（BOUNTY：登録商標）紙タオルのようなティッシュペーパーからなり得る。バウンティ（BOUNTY：登録商標）紙タオルは、米国特許第４，５２９，４８０号明細書、第４，６３７，８５９号明細書、第４，６８７，１５３号明細書、第５，２２３，０９６号明細書、及び第５，２４０，５６２号明細書の保護の下に製造されており、前記特許を参考として本明細書に組み入れる。

そのような実施形態の有益な特性の１つは、バウンティ（BOUNTY：登録商標）シートが多くの吸収性を維持していることである。バウンティ（BOUNTY：登録商標）の連続ウェブは、非連続的な結合パターンによって妨げられない。したがって、バウンティ（BOUNTY：登録商標）シートは、多くの吸収容量を維持する。

本発明の一実施形態では、第一の層の第一のプライと第二のプライとの間に配置される第三の材料もまた、セルロース性のウェブである。好ましくは、第三の材料であるそのセルロース性ウェブは、約２０ｇｓｍ〜約５０ｇｓｍの範囲の坪量を有し、針葉樹パルプ繊維と広葉樹パルプ繊維の混合物を、好ましくは針葉樹をウェブの約５０〜約９０％と広葉樹をウェブの約１０〜約５０％含む。本発明のセルロース性ウェブは、通風乾燥法、ヤンキー伝導乾燥法、または当該分野で既知のいずれか他の紙製造方法により作り出すことができる。一実施形態では、セルロース性ウェブの単一プライを、第一の層の第三の材料として使用して、第二の層としてのバウンティ（BOUNTY：登録商標）紙タオルのシートに結合する。代表的なバウンティ（BOUNTY：登録商標）紙タオルは、通風乾燥法によって製造され、坪量が４２ｇｓｍであり、針葉樹繊維を７０％及び広葉樹繊維を３０％含む。そのような実施形態の吸収速度は、２枚のシートのバウンティ（BOUNTY：登録商標）の吸収速度に等しい。この実施形態の吸収容量は、同等量のセルロース性材料単独の吸収容量を上回る。これは驚くべきことである。この実施形態は２枚のシートのバウンティ（BOUNTY：登録商標）よりも吸収性のセルロース性構造の含有が少なく、第一の層の不織布プライは吸収容量を追加しないからである。

第一の層は、第二の層よりも耐久性があり、従って、洗浄表面として機能することができ、機械的に強い洗浄が、紙タオルなどのセルロース性拭取り用品においてよりもこの物品において可能になる。第一の層に不織布外側プライを使用すると、本発明において柔軟な外側表面が得られる。

一実施形態では、セルロース性の第二の層はまた、本発明の外側層を有する。そのような実施形態では、吸収性のセルロース性ウェブが流体に直接曝されることにより、高速吸収を示す。

（３層のものの実施形態）
第一の層に実質的に類似しているまたは同一の第三の層を、外側層として加えることもできる。そのような実施形態では、第二の層は、第一の層と第三の層との間に配置される。そのような実施形態では、第二の層は、第二の層を開口することなく、第一の層及び第三の層のそれぞれと結合する。

そのような実施形態では、物品の両側が柔軟な布様の感触であるという利点を有する。加えて、第三の層の第三の材料がセルロース性ウェブである時には、物品が追加の吸収容量を得る。

（製造方法）
その積層物品は、２つの層の単体ウェブへの結合が接着剤なしに達成可能であることを更なる特徴とする。すなわち、ある実施形態では、層を共に結合するための接着剤を必要とせず、融解結合部位において２つの層を熱融解結合するような、構成層へのエネルギー入力により結合が達成される。別の実施形態では、エネルギー入力は、超音波結合、赤外線結合、または圧力結合によることができる。それ故に、本発明の顕著な利益は、接着剤を使用せずに形成される一体物品である積層物品を提供することである。これにより、加工法が簡単化して、積層物品のコストが低減するのみならず、より可撓性があって柔軟な物品にもなる。

図５は、本発明の積層物品の製造方法を概略的に示す。第１の層１２０が供給ロール１０４から巻き戻され、供給ロール１０４がそれに関連する矢印で示される方向に回転するにつれて、その方向に進む。同様に、第２の層１４０が供給ロール１０５から巻き戻される。２つの構成要素（または、２つより多い層を用いる場合にはそれより多い）が、ローラ１１０と１１２で形成される熱ポイント結合ローラ配置１０８のニップ１０６を通過する。

図５及び図６を参照すると、不織布熱結合ローラ配置１０８は、パターン付きカレンダーローラ１１０及び滑らかなアンビルローラ１１２を備える。ローラ１１２は、滑らかな真円の鋼製円筒とすることができ、例えばウレタンのコーティングを有することも可能である。あるいは、ローラ１１２は、合致するパターンローラであることもできる。パターン付きカレンダーローラ１１０及びローラ１１２の一方または両方は、加熱することができ、複数の結合部位にて２つの層を融解結合するための所望の温度（あれば）と圧力を得るべく、いずれかのローラの温度及び２つのローラ間の圧力は周知の手段によって調整することができる。

パターン付きカレンダーローラ１１０は、円形の円筒状表面１１４及び表面１１４から外向きに延在する複数の突出部またはパターン要素１１６を有するように構成される。突出部１１６は、予め定められたパターンで配置され、各突出部１１６は、複数の位置にて２つの外側層を共に融解結合するように構成され配置される。突出物の一つのパターンを図４Ｂに概略的に示す。

図６に示すように、パターン付きのカレンダーローラ１１０は、表面１１４のほぼ全周囲に延在する突出部１１６の反復パターンを有することができる。別の方法としては、突出部１１６は、表面１１４の円周の一部分、または複数部分に延在することも可能である。

突出部の高さは、結合される積層体の厚さに基づいて選択すべきである。一般的には、適切な結合が結合部位で、並びに結合部位でのみ生じるように、高さ寸法はカレンダー加工間の積層ウェブの最大の厚さよりも大きくすべきである。

２つ（またはそれ以上）の構成ウェブ１２０及び１４０は、ニップ１０６を通過後に、一体積層ウェブ１０に形成されている。その加工法のこの時点では、図１及び図７に示すように、外側層は互いに熱結合し開口されていない。

本発明の積層物品の実施形態における１つの斜視図である。図１に示す積層物品の第一の層の実施形態における断面図である。本発明の第一の層の１つの結合部位を拡大した詳細図である。本発明の実施形態における１つ結合部位を拡大した平面図である。本発明の実施形態における結合部位のパターンの一部の平面図である。本発明の積層物品における製造方法の略図である。融解結合カレンダー装置の斜視図である。本発明の積層物品の断面図である。本発明における第一の層の別の実施形態の上面図である。図８に示す第一の層の一部の断面図である。

Claims

相互に結合された第一の層及び第二の層を含む多層物品であって、
前記第一の層が、
ａ）第一のプライと；
ｂ）前記第一のプライに面対面の関係で、複数の隔離された結合部位において結合される第二のプライと、前記第一のプライと前記第二のプライが前記第一のプライと前記第二のプライの間に内部領域を形成し；
ｃ）前記第一のプライと前記第二のプライとの間に配置される第三の材料と、前記第三の材料が、熱特性、伸び特性、弾性特性、または伝導特性から選択される少なくとも１つの材料特性により、前記第一のプライまたは前記第二のプライと区別され、前記第三の材料が前記内部領域を充填し；
ｄ）前記第三の材料が前記結合部位に一致する領域において開口される結果、前記第一のプライと前記第二のプライが前記開口を貫通して結合されることと；
を含むと共に、
前記第二の層が、セルロース性ウェブを含むことを特徴とする多層物品。
前記第一の層の前記第三の材料が、セルロース性である、請求項１に記載の多層物品。
前記第一の層と前記第二の層が、予め定められたパターンの隔離された結合部位で共に結合される、請求項１または２のいずれか一項に記載の多層物品。
ａ）前記第一の層の前記第一のプライ及び前記第二のプライが、熱可塑性繊維を含み、
ｂ）前記第一の層及び前記第二の層が、接着剤の添加なしに熱結合される、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の多層物品。
前記層が超音波エネルギーを使用して結合される、請求項４に記載の多層物品。
第三の層が、
ａ）第一のプライと；
ｂ）前記第一のプライに面対面の関係で、複数の隔離された結合部位において結合される第二のプライと、前記第一のプライと前記第二のプライが前記第一のプライと前記第二のプライの間に内部領域を形成し；
ｃ）前記第一のプライと前記第二のプライとの間に配置された第三の材料と、前記第三の材料が、熱特性、伸び特性、弾性特性、または伝導特性から選択される少なくとも１つの材料特性により、前記第一のプライまたは前記第二のプライと区別され、前記第三の材料が前記内部領域を充填し；
ｄ）前記第三の材料が前記結合部位に一致する領域において開口される結果、前記第一のプライと前記第二のプライが前記開口を貫通して結合されることと；
を含み、
ここで、前記第二の層が前記第一の層と前記第三の層との間に配置され、
ここで、前記第一の層が前記第二の層に結合され、かつ前記第二の層が前記第三の層に結合される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の多層物品。
前記第一の層が、開口される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の多層物品。
前記第三の層が、開口される、請求項６または７のいずれか一項に記載の多層物品。
前記第三の層の前記第三の材料が、セルロース性である、請求項６〜８のいずれか一項に記載の多層物品。
ａ）前記第一の層と前記第三の層とにおける前記第一のプライと第二のプライとが、熱可塑性繊維を含み、
ｂ）前記第一の層、前記第二の層、及び前記第三の層が、接着剤の添加なしに熱結合される、請求項６〜９のいずれか一項に記載の多層物品。