(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の突出フック(34)を含む雄部材と、
第１の方向に移送可能な可撓性素材の基材(24)と、前記基材(24)上に堆積され、前記基材(24)に接続された複数の自由形成ループ部材(22)とを含む雌部材と、を含み、前記ループ部材は、
(a)前記部材を前記の移送可能な基材(24)に取り付ける面を規定するベース(26)が、前記基材と接続され、
(b)前記ベースおよび端末部(30)と連続する基端部を有するシャンク(28)を有し、前記シャンクは、前記ベース(26)と前記基材(24)から、基材(24)から離れるベクトル成分を有して突出し、前記端末部(30)は、前記シャンク(28)の後部または前記ベース(26)に融着しており、それによって、前記フック(34)の少なくとも１つが雄部材と雌部材とを締結する態様で接触する際に、通り抜けて突出することができる開口部(32)を提供する、
点に特徴を有するファスナーシステム(10)。
【請求項２】
前記の雌自由形成ループ(22)が熱可塑性プラスチック素材から作られる請求項１に記載のファスナーシステム。
【請求項３】
複数のループ(22)が一緒に接続されており、それによって前記ループの少なくとも２つが角度を変えて基材から突出する請求項１または２に記載のファスナーシステム。
【請求項４】
雄部材の突出フック(34)が、側面から見てほぼ弧状をなす枝部を有する請求項１〜３のいずれか１に記載のファスナーシステム。
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
この発明は、雄部材と雌部材からなる反復締結が可能なファスナーシステムに関し、また、より特別には自由に形成されたループを含む雌部材と、そのような雌部材の製造方法に関する。
発明の技術的背景
多様なフックとループを利用する反復締結が可能なファスナーデバイスは広く使用されている。そのような反復締結が可能なファスナーデバイスは、衣服、使い捨て物品、およびベルトのような雑貨製品などに使用されている。そのようなデバイスは、２つまたはそれ以上の物品または同じ物品の幾つかの面の間に、反復締結を創出することが望ましいときに使用される。或る応用例においては、これらの反復締結が可能なファスナーデバイスは、従来のバックル、ジッパー、ボタン、スナップ、タイファスナーおよび縫製にとって代わる。
反復締結が可能な接着状態を創出するために機械的な絡み合いを利用する現在広く使用される機械的ファスナーのよく知られたタイプは、商標名´VELCRO´の下に販売されている。VELCROファスナー装置は、US特許第2,717,437号、US特許第3,009,235号、US特許第3,266,113号、US特許第3,550,837号、US特許第4,169,303号およびUS特許第4,984,339号その他にに極めて詳細に記載されている。
VELCROファスナーは、２つの部材すなわち雄部材と雌部材を利用する。雄雌両部材はしばしば、それぞれフック部材、ループ部材と呼ばれる。フック部材は、複数の可撓性があって直立するフック状部片を含む布地で構成される。ファスナーデバイスの雌部材は、布地表面に複数の直立したループを含む布地で構成される。ファスナーデバイスを閉じるために、フック部材とループ部材が互いに向き合う関係で一緒に押圧されると、フックがループと絡み合って個々のフックとループに間に複数の機械的接着状態を形成する。これらの接着状態が作り出されると、これらの部材は通常の状態の下では一般に容易に離開しない。しかしながら、これらの部材に緩慢な剥離力が作用すると、離開が容易に起きる。剥離力の下では、フックが可撓素材からなっているので、容易に開いてループを釈放する。
VELCRO型ファスナーデバイスは、使い捨ておむつ、使い捨てパッケージ、カートンなどに取り付けることが比較的有利なことが判っているが、使い捨て物品にVELCRO型ファスナーデバイスを用いるには、そのようなファスナーデバイスの製造が比較的高価であるという事実のために限界がある。この高価な製品コストは、これらのデバイスのフックとループの両部材と典型的に関係がある。
多様なフックとループを利用する従来のファスナーデバイスは、基布から外側に向かって突出する多様の織成ループを備える布地を製造することによって形成されている。これらのループは、ループを形成するための添加糸を含む基布を織成するか、または、基布にループを編み込むことによって提供することができる。他のフックとループ部材においては、ループは、プリーツ加工またはコルゲート加工によって形成することができ、この場合、ループが切断されてフック部材を形成する。
これらのプロセスは進行が緩慢なので、製造されるフックおよびループ素材は一般に高価である。そのようなファスナーデバイスのフックおよびループ部材もまた、通常は同じ比較的高価な素材から作り出される。この素材は、一般にフック部材用には比較的高価である。何故ならばフック部材に用いられる素材は、デバイスが離開されるときフックがループから外れることが可能なように可撓性でなければならないからである。さらには、前記の素材は、それがファスナーデバイスに作用する力を受けたとき係合しているフックを保持できるほど強くなければならないので一般には比較的高価である。
ファスナーデバイス用の雌部材の代替タイプを製造する幾つかの試みがなされた。しかしながら、そのような試みは一般的にみて多様の欠点に悩まされている。
そのような試みの１つが、1973年1月9日Ribich等に付与されたUS特許第3,708,833号に記載されている。Ribich等の特許は、基布層に固定された網目状のウレタンフォームを含む雌部材を有する反復締結可能なファスナーデバイスを開示している。Ribich等の特許に開示された雌部材は、フォームが一般に従来のフック部材のフックが貫通するに足りる開口部を持たないという欠点に悩んでいる。網目状のフォームはまた、ファスナーデバイスが力が作用したとき、そのようなフックを保持する充分な強度を持たない。さらに、網目状のフォームの製造も比較的高価なプロセスである。
1975年9月16日Brumlikに付与されたUS特許第3,905,071号は、「押圧自己グリップデバイス」(press through self-gripping device)を開示する。Brumlikの特許に開示されたデバイスは、可撓性のフックを備える従来の対をなすフック部材利用する反復締結可能なファスナーデバイスには適当であるようには見えない。Brumlikの特許に開示されたデバイスは、グリップ部材と収容部材の間の１またはそれ以上の枚数のシートを締結することを意図している。Brumlikの特許に開示されたグリップ部材は、剛性を持つ硬質のグリップ部材用のニードル状グリップ部材である。これらのニードル状部材は、使い捨て用吸収物に取り付けるファスナーデバイスに使用するには特に不適切である。Brumlikの特許における開示は、したがって、数枚の素材シートを貫通して通り抜け収容部材内にとどまるように適応するグリップ部材を採用するデバイスに限定されるように思われる。
したがって、使い捨て物品用の低コストのファスナーデバイスのためのニーズが存在する。特に、商業的に利用できる、より高価なファスナーデバイスに比肩できる態様で挙動するような低コストのファスナーデバイスに対するニーズが存在する。
ファスナーデバイスのための改良された低コストの雌部材を提供することがこの発明の目的の１つである。
商業的に利用できる可撓性のある個々のフックを備えるフック部材のみならず、現在主として利用されているフックよりも弾力に乏しいフックを備える、より高価でないフックと一緒に使用できる、ファスナーデバイスの雌部材を提供することが、この発明の別の目的である。
現存するファスナーデバイスよりも効率的に素材を利用し、高価な素材の使用量を減少する低コストの雌部材を提供することが、この発明のさらに別の目的である。
素材を、現在使用されているフック部材のフックを絡み合わせ、係合するようなある所望の特徴を備えるように、互いに積層することによって、ファスナーデバイスのための反復締結が可能な低コストの雌部材を形成することが、この発明のさらに別の目的である。
そのような雌部材を製造するための低コストな改良された方法を提供することが、この発明のさらに別の目的である。
この発明のこれらの、またその他の目的の数々は、以下の説明に照らして考察を行い添付図面を参照するとき容易に明らかとなろう。
発明の概要
この発明は、補助的な収容面に取り付けるためのファスナーシステムを含む。このファスナーシステムは、基材と、ベース、シャンク、端末部を含む多数の部材を融着することによって形成される複数個のループを含んでいる。枝部のベースは、基材と接続され、シャンクは、ベースと連続しベースから外側へ突出する。端末部はシャンクに接続され、シャンクの周辺部を越えて実質的に横方向に突出する。シャンクは、大体直角以外の角度で基材の面に対しては配向される。シャンクは、先端縁部と後端縁部を有し、これらが、互いに実質的に異なる先端角と後端角とを規定するので、シャンクの両側面は平行ではない。ファスナーシステムはオプションによって、複数個のフックを含む雄部材と単一の基材から突出する複数のループを含む雌部材を含むことができ、この場合、フックは工業上は枝部(prongs)と称されることもある本質的な非融着部材である。
このファスナーシステムは、熱的感受性を有する素材を、好ましくは少なくともその融点まで加熱して、加工ができるようにその粘性を充分に低下させ、一定の分離量を所望のッループ配置にしたがって、予定の配列構造に配置されたアパーチャーを通して基材に付与することからなるプロセスにしたがって製造される。素材が接続される基材は、素材を堆積する手段に対して第１の方向に移送され、素材が基材上に堆積される。素材は、一旦堆積されると基材面にほぼ平行する部材を有する方向にストレッチされ、ストレッチを受けた素材が切断されて端末部を形成する。素材堆積手段および、熱的感受性を有する素材が通過して放出されるアパーチャーを含むこれに相当する手段は、相対的に高速で駆動され、枝部の端末部が隣接部またはそれ自身に所望通りに乗り上げて意図するるーぷが形成されるが、これについては以下に詳述する。
この発明のプロセスによって製造されるファスナーシステムの図示される適切な使用は、オムツのような使い捨て製品と関連する。この発明の非限定的な使用例についても以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
本件明細書は、この発明を構成すると見做される主題を明確に指摘し、請求する請求の範囲を以て結論とするが、この発明は、添付図面に関連する下記の説明からもよりよく理解されるであろうと信じるものである。
図１は、複数のループを含む雌部材と複数のフックを含む雄部材とを含むこの発明のファスナーシステムの斜視図である。
図２は、同じ基材に配置した雄部材と雌部材を含むこの発明のファスナーシステムの斜視図である。
図３は、この発明の雌ループの配列を示す側部立面図である。
図４は、この発明の雄の枝状部の側部立面図である。
図５は、この発明のファスナーシステムの製造に使用することができる装置の側部立面図である。
図６は、図５のプリントシリンダー面に含まれるループ形成用アパーチャーの代替配置を示す図である。
図７は、線をなして形成された雌ループの互いにオフセットされた配向列を示す上面図である。
図８は、塊状のループを列を示す上面図である。
図９は、図５のプリントシリンダー装置上に含まれる単一の基材上にあるフックとループの両方を形成するためのアパーチャーの代替配向列を示す図である。
図１０は、自己包含性ループ列を示す側部立面図であり、
図１１は、トップシートとコアを部分的に切り欠いて示す、この発明のファスナーシステムを利用する使い捨て吸収物品の図である。
発明の詳細な説明
１．反復締結可能なファスナーシステムの全般的な特徴
この発明の反復締結可能なファスナーシステムの好ましくは実施例が図１に示される。ファスナーシステム１０は、雌部材２０とと補助的な雄部材３４を含む。
デバイスの雄部分、すなわち、一方では枝部材(prong)として当業界に知られるフックファスナー部材（または単に「フック部材」）３４は、（図４に示されるように）第１の面４０と第２の面４２を有する布地３８のようなベース３６を含む。布地３８は、第１の面４０から突出する複数の顕在的な係合部材すなわち「フック」４４を含む。フック４４は、第１の面から突出するシャンクすなわち幹部４６の先端に設けられたヘッド４８を有する。特に好ましいフックファスナー素材およびそのようなフックファスナー素材の製造方法はは、1994年6月5日Dennis A.Thomas等に付与されたUS特許第5,236,415号、1994年6月7日Dennis A.Thomasに付与されたUS特許第5,318,741号、1993年6月27日Dennis A.Thomasに付与されたUS特許第5,230,851号、1991年10月22日Denis A.Thomasに付与されたUS特許第5,058,247号、1992年5月26日Dennis A.Thomasに付与されたUS特許第5,116,567号に開示されている。これらはすべて、オハイオ州シンシナティーのプロクター・エンド・ギャンブル社に譲渡されており、これらの特許はここでは引用によって組み込まれる。
ファスナーシステム１０の雌部分２０は、フック部材３４のフック４４を収容し、これによって係合されるループ自由に形成された複数のループ部材（または単に「ループ部材」または「雌部材」）２２を含む。図１に示される雌部材２２は、予定のパターンをなして基材２４に接合された自由形成ループ２２の列を含む。
図３に特別に示すように、ループ２２はベース２６、シャンク２８および他のベースまたはシャンクと融合する端末部３０を有する。ループ２２Ａのベース２６は基材２４と接してこれに付着し、シャンク２８の基端部を支持する。シャンク２８は、弓状態様で基材２４トベース２６から外側へ突出する。シャンク２８は、端末部３０に終わる。シャンク２８の弓状突出部は、その端末部３０を１つまたはそれ以上の隣接ループ２２と接触してこれと接続されるか、または、それ自体と融着して、それによって、この後で詳細に説明されるように、フック４４のヘッド４８を収容する単数または複数の開口部３２を形成する。
ループ２２の配列は、この後で説明され請求の範囲に記載される自由形成部材２２Ａを発生する方法によって製造される。ここで用いられるように、用語「自由形成」とは、基材上に堆積される素材から形成され、固定した形状をなして、または、規定された形を伴ってモールドキャビティーまたは押し出しダイから離れるのではない構造を意味する。自由形成部材２２Ａは、この後で詳細に論じられる基材２４上に溶融した、好ましくは液状をなして堆積され、固化して他の隣接自由形成部材２２Ａまたはそれ自体の後部と融着し、冷却すると硬化して、この後で説明するように所望の構造と形態を持つようになる。
ループ２２の自由形成列は好ましくは回転スクリーンプリント法として普通に知られるプロセスと類似した製造プロセスによって製造される。このプロセスは、ここではプリントシリンダー６０として参照されるほぼシリンダー状のスクリーンの形態をなす堆積部材を使用する。このプロセスを用いて、反対側に２つの面を有する基材２４が、図５に示すようにプリントシリンダー６０とバックロール６２の間のニップ点５８を通過する。プリントシリンダー６０とバックロール６２は、ほぼ平行する中心線を持ち、ニップ点５８を通過する基材２４と接する関係に維持される。ここではプリントシリンダー６０として参照される堆積部材は、図６に、アパーチャー５６として、もっと明確に示されるように孔の列を有する。孔またはアパーチャー５６は配列が異なってもよいが、これらを、図６に示すようにリニアーなオフセット列に設けることが、単位面積当たり最大数の閉じたループが形成されることが見出だされている。
バックロール６２として参照される第２のロールは、基材２４がニップ点５８を通過するとき基材２４をプリントシリンダー６０に抗して配置するために、プリントシリンダー６０に抗する作用をもたらす。熱的に感受性のある液体、好ましくは、ループ２２が、たまたまそれから形成される熱可塑性プラスチック素材が、加熱された圧力バー７２のような加熱供給源から供給される。熱的に感受性を有する素材は、プリントシリンダー６０がその中心線の周囲に回転するとき、ドクターブレード７４によってアパーチャー５６内に強制的に圧入される。この熱的に感受性を有する素材は、次ぎに、アパーチャー５６から所望のパターンをなして基材２４に押し出される。
基材２４とプリントシリンダー６０の間の相対的な移動が増大すると、たまたまループ２２となる部材２２Ａを形成する素材が、横方向のベクトル成分を持ち、基材の面にほぼ平行な方向にストレッチされてシャンク２８と端末部３０を形成する。最後に、ループを形成する素材の部分(moil)が切断手段７０によって端末部３０から切断される。熱可塑性プラスチックの粘弾性的な性質が原因となって、素材が元に戻り、係合部分３０が図３に示すように隣接ループ素材に接触してループ２２の配列を形成する。ループ素材は、重力の影響の下に元に戻り、冷却される間に収縮が起きると信じられる。部材２２Ａの形態をなす素材が、ひとたび隣接部材２２Ａと、またはその後部に融着すると、素材は次ぎに、冷却し、好ましくは、雄のフック部材を収容することができるオリフィスまたは開口部３２を備える硬質のループ構造体２２に固まる。開口部３２によって、フック部材のフック４４が、雌部材２０の面内に入り込むことができ、他方においては、ループ２２のシャンク２８が、ユーザーが望んで剥離するか雌部材２０の剪断力が上回るようになるまで、フック４４の抜けまたは釈放を防ぐ。
雌部材２０の基材２４をもっと詳しく調べるために図３を参照すると、ファスナーシステム２０の基材２４は、雌部材２０の個々のループ２２の間が裂けたり、分離したりしないように充分強くなければならず、ループ２２が容易に粘着する面でなければならず、ユーザーの所望通りにしっかりと物品に接続する能力を持たなければならない。ここで使用されるように、「接続」とは、第１の部材または部品が、第２の部材または部品に、直接または間接に取り付けられることを意味し、この場合、第１の部材または部品が、第２の部材または部品に取り付けられまたは接続される１つの中間部材または部品に取り付けられまたは接続される。第１の部材または部品と、第２の部材または部品との関係は、好ましくは、物品の寿命が続く間は残ることが意図される。この「基材」は、１つまたはそれ以上のループ２２が接続されるならば、どのような露出面であってもよい。
基材２４は、従来の製造プロセスを使用可能とするために巻き取ることができなければならず、基材２４が所望の形に曲げたり変形するように湾曲できなければならない。しかしながら、カードボードなどのようなもっと硬質な構造体も使用される。基材２４は、ループ２２が固まるまで融解またはその他の有害な影響を招くことなく、基材に載置される、ループ２２を形成する液状素材の熱に耐えることができなければならない。しかしながら、バックロール６２は、そうでなければ、液状ループ２２の熱に耐えられない基材２４を収容することができるように冷却することもできる。基材２４は、また、色々な幅のものが利用できなければならない。適切な基材２４は、編み地、織り地、不織布素材、ゴム、ビニールを含み、またポリオレフィンフィルム、特に、そして好ましくはポリエステルフィルムを含むフィルムを含む。１平方メートル当たり17.1g（１平方ヤード当たり14.26g）のベース重量、および、0.008mmから約0.15mm(0.003inchから0.006inch)の厚さを備えるポリエステルフィルム基材２４が適切なことがわかった。そのような素材は、南キャロライナ州、29651のHoechst Celanese of Greerから商業的に入手可能であり、商品名Hostaphan 2400  ポリエステルフィルムの下に販売されている。
ベース２６は、基材２４に取り付けられ、ループのシャンク２８の端末部と隣接している、ほぼ平面状の部分である。ここで使用されるように、用語「ベース」は、最初に基材２４と直接接触しループ２２のシャンク２８を支持するループ２２の部分を称する。ベース２６とシャンク２８の間を区別することは不必要である。シャンク２８がベース２６から分離しないことと、ベース２６が使用中に基材２４から分離しないことが好ましい。
基材２４上のベース２６の足跡の形状は、ほぼプリントシリンダー６０の面にあるアパーチャーの形状に一致する。ここで用いられるように、「足跡」とは、基材２４上のベース２６における平面状の接触区域をいう。足跡の側部の特徴的な割合が増大すると、ループ２２は、重力のように、足跡の短い方の寸法に平行な方向に力を受けると不安定になる。
ここに説明する具体例については、ほぼ円形で、直径が0.10mmから0.30mm(0.004inchから0.012inch)の足跡を有するベース２６が適当である。もし、特定方向における大きな剥離強度や剪断力を有する雌部材を製造することを望むならば、ベース２６の断面区域が、そのような方向を増大するように変形されてよく、したがって、そのような方向に平行な軸に対する強度と構造の一体化が増大する。この変形はループ２２がベース２６の増大した方向に引っ張ると強くなる原因となる。
シャンク２８は、ベース２６と隣接しており、ベース２６と基材２４から外側に突出する。ここで用いられるように、用語「シャンク」は、ベース２６と端末部３０の中間で、これらと隣接するループ２２の部分をいう。端末部３０は、一方の端部に沿ってシャンク２８に接続され、図７、８、９に示すように、隣接のループ２２に取り付けられるか、または、図１０に示す第２の端部に沿って同じループ２２のシャンクに取り付けられる。
ループ２２の配列は、ファスナーシステム１０を特別に適用するために必要な剥離強度と剪断力とを実現するために、所望通りの種々のパターンと実度を備えることができる。個々のループ２２は、緩衝し合う程密接配置すべきではなく、雄部材３４のフック４４を、雌部材２０のシャンク２８を妨げることから守らなければならない。逆に、ループ２２は、適切な剪断力と剥離強度を備えるファスナーシステムを提供するために基材２４の過剰な区域を必要とする程離れて配置すべきではない。
ループ２２を列５２をなすように配列することが有利であり、したがって、各ループ２２は一般に隣接ループと等間隔に配列される。列５２は、説明される製造プロセスにしたがって、一般に機械の配置方向と機械を横断する方向に配向される。一般的に、ループ２２の機械方向と機械の横断方向は、実質的にループ２２の機械方向と隣接の機械方向から等距離を隔てており、一般に、分離する力が雌部材２０と雄部材３４に作用するとき、雌部材２０と雄部材３４を通じて均一な歪み区域をもたらす。
ここに用いるように、用語「ピッチ」は、隣接する２つの列をなすループ２２のベース２６の足跡の２つの中心の間において、機械の方向または機械の横断方向のどちらかで測定した距離を意味する。典型的には、両方向において、約1.0mmから約2.0mm（0.039inchから0.078inch）の範囲内のピッチでループ２２の配列を有する雌部材２０が適切であり、約0.64mm(0.025inch)のピッチが好ましい。隣接機械の方向の列は、好ましくは、機械方向において約1/2ピッチだけオフセットすることが好ましく、隣接する機械方向の間においては横断方向の距離の２倍である。このコンセプトは図６に示されている。
ループ２２は、機械方向および機械の横断方向の両方において１cm当たりループ２２の２列から約２０列（１inch当たり５列から５０列）を備えるループ２２の配列を有する１平方センチの格子上にマトリクスをなして配置されると考えられる。しかしながら、ループ２２を有するファスナーシステムが使い捨ておむつまたは以下にもっと完全に説明する失禁用ブリーフとして使用されたとき、またはパンティー着用者のパンティーに衛生ナプキンを固定するための手段として衛生ナプキンに使用されたときは、「皮膚に友好的」（´skin friendly´）なファスナーシステムを有することが望ましい。ここで用いられるように、「皮膚に友好的」（´skin friendly´）とは、実質的に人間の皮膚に焦燥感や摩擦感覚を感じさせないファスナーシステムを意味する。各方向に１cm当たり８から４０（１inch当たり２０から１００列）のループ列を備えるループ２２の配列を有するファスナーシステムが、実質的に人間の皮膚に焦燥感や摩擦感覚を感じさせないファスナーシステムを作り出すことがわかっている。この格子は、基材２４の１平方cm当たり約６４から約１６００（１平方inch当たり４００から１０，０００）の枝部を有するファスナーシステムという結果になる。
この発明の方法は、先行技術の方法によって製造することができるよりも高密度なループの配列を有する雌部材を製造することとがきる。これは、この発明のループ配列の密度が実質的に堆積部材中に作り出すことができるメッシュすなわちアパーチャーの数によってのみ制限を受けるからである。現在では、１平方cm当たり約１６００メッシュ（１平方inch当たり１０，０００メッシュ）までの堆積部材の製造が可能である。したがって、この発明を使用して、１平方cm当たり約１６００個のループ（１平方inch当たり１０，０００ループ）を備える雌部材が製造可能であると信じられる。
好ましくは、ファスナーシステム１０は、基材２４の１平方cm当たり約６０から１６００個のループ（１平方inch当たり４００から１０，０００ループ）を備えるであろう。より好ましくは、雌部材２０は、１平方cm当たり約１０から約３０のループ列（１平方inch当たり２５から７５列）を備えるであろう。この格子は、結果的に基材の１平方cm当たり約１００から９００個のループ（１平方inch当たり６２５から５６２５個のループ）を有するであろう。最も好ましくは、雌部材２０は、１cm当たり１２から２４（１inch当たり３０から６０列）のループ列を備えるであろう。この格子は、結果的に、基材のの１平方cm当たり約１４４から５７８個のループ（１平方inch当たり９００〜３６００ループ）を備える雌部材を持つであろう。好ましい実施例においては、雌部材が、各列に約１６のループ列（１incj当たり４０列）を備えるであろう。この格子は、結果として１cm当たり約２５６個のループを持つ雌部材を得ることになるであろう。
ループ２２は、安定しており硬化時に保形性を有するが、雌部材を分離しようとする力が作用するとき欠陥が発生するほど脆くはない熱的感受性のある素材であればどのような素材から作られてもよい。ここで用いられるように、「熱的感受性のある素材」とは、熱が作用した場合に固体状態から液体状態へと緩慢に変化する素材を意味する。欠陥は、ループ２２が折れたり、雌部材を分離しようとする力が作用するときもはや反応しない場合に発生すると考えられる。好ましくは、この素材は、ASTM Standard D-638にしたがって測定した場合、１平方m当たり約２４，６００，０００Kgから約３１，６００，０００Kg（１平方inch当たり３５，０００から４５，０００ポンド）の弾性引っ張り係数を備える。
さらに、ループ素材は加工が容易であるような低融点と、素材の融点近傍温度においてねばねばした強い粘稠性をもたらす比較的高い粘性を具備しなければならず、したがって、以下に引用する製造方法によって、シャンク２８が引っ張られてループ２２が容易に形成される。ループ２２が、ループの構造に影響するパラメーターを改変する余地があるような粘弾性体であることも重要である。基材２４に適用される温度において、約２０から約１００パスカル秒の複雑な粘性をゆうする素材が適切である。
粘度は、ダイナミック作用モードが、１０ヘルツのサンプリング周波数で、１０％の材料歪みであるRheometrics Model 800 Mechanical Spectrometerで測定される。
ループ２２は、熱可塑性プラスチック素材からなることが好ましい。用語「熱可塑性プラスチック」とは、熱と圧力の下で流動する熱的感受性を有する架橋を持たないポリマーを意味する。ホットメルト型の接着性熱可塑性プラスチックは、この発明の雌部材２０を、特に、以下に説明しクレームされるプロセスにしたがって、製造するのに特に好適である。ここで用いられるように、「ホットメルト型接着剤」とは、通常室温では固体であるが昇温に伴って流動性を帯び、溶融状態で付与される熱可塑性プラスチック化合物を意味する。ホットメルト型接着剤の例は、ここで参照する1977年ニューヨーク市10020、ニューヨーク50番街135、のVan Nostrand Reinhold社発行、Irving Skeist著、´Handbook Of Adhesives´第２版に見出だすことができる。ポリエステルとポリアミドホットメルト接着剤が特に適切であり好ましい。ここで用いられるように、「ポリエステル」および「ポリアミド」とは、それぞれ反復されるエステル単位とアミド単位を有する連鎖である。
もし、ポリエステル型ホットメルト接着剤が選択される場合は、約１９４度Ｃで約２３±２パスカル秒の複合粘度を有する接着剤が良好に作用することが分かっている。第７１９９号としてマサチューセット州、Bostic Company of Middletonから市販されているポリエステル型ホットメルト型接着剤も良好に作用することが分かっている。
製造のプロセス
図５は、この発明の方法によるループの製造に使用される特に好ましい装置の概略的な図の側部立面図である。図５は、ニップ点５８を形成するプリントシリンダー６０とバックアップローラー６２を示しており、前記ニップ点を基材２４が通過する。プリントシリンダー６０とバックアップローラー６２は、それらの軸を中心に廻転するので、プリントシリンダー６０のアパーチャー５６を介して移動する基材２４へ押し出された溶融したループ素材は、基材２４の面に平行なベクトル成分を有する方向に引き伸ばされ切断手段７０によって切断されて、隣接するループのシャンクまたはそれ自身と接続する端末部３０を有する複数のループを製造する。これについてはこの後に詳細に説明する。ここで用いるように、用語「押し出し」は、物質を強制して、物質に賦形- 少なくとも一部はアパーチャーによって生じる- を生じる原因をなすアパーチャーを通過させることを意味する。
プリントシリンダー６０は、この発明の方法とともに使用することができる特に好ましい堆積部材の１例である。この堆積部材は、金属または溶融したループ素材の高温を受け入れることが可能な適当な素材で作られるべきであり、機械方向および機械の横断方向の両方向において、複数のループ２２の間に実質的に一様なピッチをもたらし、そして配列内にループ２２の所望の密度を生じなければならない。
ここに用いられるように、用語「堆積部材」とは、個々のループ２２に対応した定量をなして押し出される液体ループ素材が通過する部材を意味する。この堆積部材は一般に、孔すなわちアパーチャー５６を有する滑らかで比較的薄い金属片、または、その他の素材であり、これを通して溶融したループ素材が基材に押し出される。堆積部材はフラットなベッドスクリーン、（連続した帯条、ベルト、またはアパーチャーを備える）ベルトスクリーンまたはスクリーンプリント技術に使用される回転スクリーンであってもよい。堆積部材はしかしながら、溶融ループ素材とともに供給される連続圧力の貯留部を内部に備える多孔性の、または焼結ローラーの形態をなしてもよい。前記溶融ループ素材は、次いでローラーの孔を通って移動中の基材に押し出される。ここで用いられるように、用語「堆積する」とは、ループ素材を膨隆形態から変形し、ループ２２を形成する部分２２Ａと一致するユニットとして基材２４に付与することを意味する。
堆積部材は回転スクリーンまたはプリントシリンダーであることが好ましい。特に好ましいプリントシリンダー６０は、好ましくはニッケル製の、業界周知の適当な手段によって、好ましくは写真製版によって作られた複数個のアパーチャー５６を有する金属製シリンダーであろう。好ましくは、各シリンダーの端部に丸いフレームが装着されて、このフレームが、構造支持体を備えるスクリーンを提供し、スクリーンのシリンダー形状を維持し、そしてまた、スクリーンを定位置に保持し、ブレードアセンブリー７４を邪魔することなくスクリーンをその軸を中心に廻転する手段を提供するであろう。説明の便宜上、この発明の堆積部材はプリントシリンダー６０として説明する。しかしながら、この発明が溶融ループ素材を基材上に押し出して自由形成ループを有する雌部材を製造するすべての方法に適用される点を理解すべきである。
プリントシリンダー６０とバックアップローラー６２は、（図示しない）外部動力のような周知の手段によって駆動されるか、またはバックアップローラー６２が、外部動力によって駆動され、プリントシリンダーがバックアップローラー６２との摩擦係合によって駆動されてもよく、またその逆でもよい。この発明の方法と共用して変形される回転スクリーンプリント装置は、Graco/LTI Micro-Print hot melt adhesive applicatorのように、Graco/LTI Corporation,P.O.Box 1828,Monteray,CA 93940から商業的に入手可能である。
プリントシリンダー６０のアパーチャー５６の大きさ、形状およびパターンは、大きさ、ループの形状および所望される特別な雌部材に必要とされる配列内におけるループ２２の密度によって変更されてよい。プリントシリンダー６０の外面において切断されたアパーチャー５６の断面区域は、ループ２２のベース２６の足跡の形状と大体一致する。
ここに記載されるループの具体例を製造するためには、ほぼシリンダー状のアパーチャー５６が適当である。しかしながら、もし希望するならアパーチャー５６は、シリンダー６０の外面またはシリンダー６０の内面における断面よりも多少とも大きな断面を持つ截頭円錐形のテーパーが形状に付与されてもよい。ここに説明するプリントシリンダーの具体例については、約0.15mmから約2.0mm（0.006inchから0.079inch）の直径を有するアパーチャー５６が適切なループ２２を製造する。
溶融したループ素材をプリントシリンダー６０に供給するのに適当な異なった方法と装置が存在するが、これらは業界によく知られている。適当な装置の１つは、ここに引用される1989年10月31日Claasenに対して発行されたUS特許第4,876,982号に開示されている。別の特に好ましい装置が、図５に示す加熱加圧バー７２である。この加熱加圧バー７２は、プリントシリンダー６０の内部に設けられており、プリントシリンダー６０に実質的に平行である。加熱加圧バー７２は、液状ループ素材が供給される（図示しない）内部の貯留部と、そこから液状ループ素材がプリントシリンダー６０の内側面７６に均一に流れ込む（図示しない）放出部とを有する。加熱加圧バー７２には、ドクターブレード７４が付属する。プリントシリンダー６０が回転すると、ドクターブレード７４は、溶融ループ素材をプリントシリンダー６０の内側面７６に沿って絞り、液状ループ素材をアパーチャー５６内に強制的に送り込む。ドクターブレードアセンブリー７４は、溶融ループ素材をアパーチャー５６に強制的に送り込むだけではなく、ニップ点５８においてプリントシリンダー６０がバックローラー６２に押圧されて歪んだり変形したりしないように、プリントシリンダー６０に支持をもたらすように機能する。バックローラー６２は、金属そのたの適当な素材で構成することができる。４０から６０のShore A硬度計硬度を有するゴム被覆層を備えるバックロール６２もまた使用可能である。好ましくは、ドクターブレード７４は、基材２４がニップ点５８を通過するとき１平方inch当たり約８０ポンドの力でプリントシリンダーに押圧される。適切な加熱加圧バー７２とドクターブレードアセンブリー７４は、Graco/LTI Corporation,P.O.Box 1828,Monteray,CA 93940から商業的に入手可能である。
加熱加圧バー７２の内部貯留部は、熱的感受性を有する素材をゆっくりと供給すべきである。このことは、スクリーン印刷またはホットメルト接着剤の技術分野において周知であるすべての手段によってもたらされるが、加熱加圧バーに適用する特に好ましい方法は、（図示しない）加熱ホースアセンブリー、（図示しない）加熱タンクおよび（図示しない）歯車ポンプである。この歯車ポンプは、（図示しない）可変速DCモーターによって駆動することができ、加熱加圧バー７２の放出部において均整な速度で常に均一な出力をもたらさなければならない。加熱タンク、加熱ホースアセンブリーおよび加熱加圧バー７２は、溶融ループ素材を所望の作用温度に維持しなければならない。典型的には素材の融点をやや上回る温度であることが望ましい。素材は、その全体または一部が液状である場合は融点温度またはそれ以上の温度にあると考えられる。もし、ループ素材の維持温度が高すぎると、ループ２２を付随してループ２２を形成する部分２２Ａを形成するのに充分な程には高粘度ではなく、素材は小さい、多少とも球に近い形状の液状の溜まりとなって流動し、ループは形成されないであろう。これとは逆に、もし、ループ素材の温度が低すぎると、ループ素材は加圧バー７２からドクターブレードアセンブリー７４またはプリントシリンダー６０へ移送されないか、またはこれに伴ってプリントシリンダー６０から所望の配列またはパターンをなして基材２４に移送されないこともあり、または、端末部３０の隣接ループ２２、または、それ自身の後部に融着しないかもしれない。
プリントシリンダー６０は、ループ素材が加熱加圧バー７２から基材２４に移送される間、ループ２２の硬化を防止するために加熱されることが好ましい。一般的に、供給源素材に近いプリントシリンダーの表面温度が望ましい。約１７８度Ｃのプリントシリンダー温度が、No.7199号として、Bostik Company of Middleton,Massachusettsから市販されているポリエステル接着剤には良好に作用することが分かっている。しかしながら、プリントシリンダー６０の作用温度は使用される特別なループ素材によって変化してよい。プリントシリンダー６０を加熱するには多くの方法があるが、これらは当業者には明らかである。プリントシリンダー６０の特に好ましい加熱方法は、（図示しない）赤外線ヒーターによる方法である。
もしも、ループ素材からの伝達熱によって基材２４が逆に影響を受けるような場合は冷たいローラーが必要になる点を認識すべきである。もし冷たいローラーが望ましい場合には、技術上よく知られている手段を使用するバックローラー６２と組み合わせることが可能である。もし、ポリプロピレン、ポリエチレンその他のポリオレフィン系基材２４を使用する場合は、この装置がしばしば必要になる。
素材は、基材２４上に堆積された後、切断手段によって堆積手段から切断される。素材は切断されて雌部材２０のシャンク２８と端末部３０とを含む部分２２Ａと、残余体(moil)を形成する。ここに用いられるように、用語「残余体(moil)」とは、ループ２２から切り離された雌部材の一部を形成しないすべての素材を意味する。
切断手段７０は、種々の大きさのループ２２に適用できるように調節が可能でなければならず、また、この後に詳しく説明するように、配列体の機械を横断する全方向に亘って均一性を持たなければならない。用語「切断手段」とは、雌部材２０から長手方向に残余体を分離するすべての手段を意味する。用語「切断する」とは、上に述べたように部分２２Ａから残余体を分離する行為を意味する。切断手段７０は、清浄でなければならず、ループ２２に錆、酸化物すなわち腐食物、および（残余体のような）汚染物を付与してはならない。適切な切断手段は、シリンダー６０とローラー６２とにほぼ平行して配置され、硬化したループ２２の基材２４上における直立高さよりも大きい垂直距離を隔てるように基材２４から離れて設けられたワイヤー７８である。
ワイヤー７８は、切断手段７８上に残余素材が堆積することを防ぐために電気的に加熱されることが好ましく、このワイヤー７８は、ループ素材が加熱加圧バーを離れて切断が行われる時間内に発生する冷却ループに適用可能であり、またシャンク２８の横方向のストレッチを促進する。切断手段７８の加熱はまた、横断方向における均一な温度分布をもたらさなければならず、これによって実質的に均一な幾何学的模様を有するループ２２の配列体が製造される。
一般的にいって、ループ素材の温度が上昇するにつれて、相対的に低温のホットワイヤー７８の切断手段を利用することができる。また、基材２４の速度が低下すると、同じ温度では相対的に低いワット数のホットワイヤーの方がより適切であるから、各部分２２Ａと残余体とが切り離されるにつれて、ホットワイヤー７８の冷却頻度は低下する。切断手段７８が切断を行うために実際に部分２２Ａと接触する必要はない。ループ２２は、切断手段７８から発する放射熱によって切断される。
ここで説明する具体例用には、約３４３度Ｃから約４４０度Ｃの温度に加熱された約0.64mm(0.025inch)の直径を有する断面が円であるニッケル- クローム製のワイヤー７８が適切なことが判明している。ナイフ、レーザー光切断その他の切断手段が上記のホットワイヤー７８と代替可能であることは明らかである。
切断手段７８は、ループ２２が残余体から切断される前にループ素材のストレッチが起きる位置に配置することが重要である。もしも、切断手段７８が基材２４の面にあまりに近寄って配置されると、切断手段７８が、シャンク２８を切り取ってしまうので、このシャンクは短すぎてループ２２を形成できない。
機械方向に測ってニップ点５８からおよそ3.2mmから8.3mm(0.123-0.325inch)、好ましくは約5.7mm、バックローラー６２から径方向外方に測って1.4mmから6.5mm(0.056inch-0.256inch)、好ましくは約4.0mm(0.156inch)、そして、プリントシリンダー６０から径方向外方に測って約13.7mmから約18.6mm(0.534inch-0.734inch)、好ましくは約16.1mm(0.634inch)の位置にある切断手段７８が、ここに開示する製造プロセス用には適切に配置されている。
作用時に基材２４は堆積部材に対して第１の方向に移送される。さらに特別には、基材２４は、好ましくは（図示しない）取り上げローラーによって牽引されて、ニップ点５８を通過して移送される。このことによって基材２４の清浄な区域に、ループ素材の連続した堆積がもたらされ、これに伴って基材上に堆積する形成ループ２２を経て、ループ２２を有する基材の一部が除去される。基材２４がニップ点５８を通過するときの基材２４の主たる移送方向と大体平行する方向を「機械の方向」と称することに決める。図５において矢印６６で示す機械の方向は、プリントシリンダー６０とバックローラー６２の中心線に対してほぼ直角をなしている。機械の方向に対して直角であり、基材２４の面と平行である方向を「機械の横断方向」と称することに決める。
基材２４は、シリンダー６０およびローラー６２の表面速度よりも０％から約１０％大きい速度でニップ点５８から牽引して差し支えない。このことは、ループ素材を基材２４上に堆積するための手段から、部分２２Ａを切断する手段の近くまでの間において、基材２４の房(bunching)と皺(puckering)の発生を最小限にとどめるために行われる。基材２４は、約3m/minuteから約31m/minute(10-10Ofeet/minute)の速度で、ニップ点５８を通過して第１の方向に移送される。
切断後に形成されるシャンク２８の角度は、ニップ点５８を越えて移送される基材２４の速度によって影響される。もし、部分２２Ａが基材２４に対して直角に近いシャンク角αを備える場合は、第１の方向における基材２４のより緩慢な速度が好ましい。この場合とは反対に、移送速度が大きくなると、シャンク２８の角度は小さくなり、より大きな横方向の突出部を有する端末部３０が結果として発生するであろう。
もし所望ならば、基材２４は、ループ素材の粘性を利用して端末部３０を「横方向」のみならず長手方向にも適切に配向されるために、ニップ点５８の面からバックローラー６２に向かって、約３５度から約５５度の間の角度αだけ、好ましくは４５度傾斜させることができる。「長手方向」とは、ここでは基材２４から離れるベクトル成分を持つ方向として定義することに決める。この方向は、そうでなければ基材のそのような面に向かうベクトル成分を持つ方向として特定されない限り、ループのベース２６における基材２４の面の垂直距離を増大する。この装置はまた、ループ素材をアパーチャー５６から引き抜き、ループ素材をプリントシリンダー６０から牽引するために大きな力を提供する。シャンク２８の角度が減少するのに伴って、ニップ点５８の面からの角度αは増大すべきである。同様にまた、ニップ点５８の面からの偏差角度を増大することは、大きな横方向の突出部を備える端末部３０を製造するための弱いがしかし積極的な作用を有する。
ループ素材をアパーチャー５６から基材２４上に堆積した後、シリンダー６０トローラー６２は、図５において矢印６６によって示す方向に回転を続行する。このことは結果として、移送される基材２４とアパーチャー５６との間の相対的な変位が起きる時期であり、この（切断に先行する）時期の間にループ素材は基材２４とプリントシリンダー６０の両者に跨がる。この相対変位が継続していくとループ素材はトレッチされ、切断が行われると部分２２Ａがプリントシリンダー６０のアパーチャー５６から分離される。ここで用いられるように、用語「ストレッチ」とは、リニアーな寸法を増大することを意味し、少なくともこれによる増大部分は、雌部材２０の寿命が続く間は恒久化される。
上に説明したとおり、端末部３０を形成するプロセスの一部としてループ素材をプリントシリンダーから切断することも必要である。切断時には、部分２２Ａは、長手方向に２つの部分、すなわち、雌部材２０とともに残る端末部３０と、プリントシリンダー６０とともに残り、所望によってはリサイクルに供される（図示しない）残余体(moil)とに分割される。フィラメントから残余体から切断された後、雌部材２０は、端末部３０が隣接ループ素材に接触するか、それ自身のベースと融着した後に固まる。部分２２Ａが硬化した後ループ２２が形成され、基材２４は所望によって貯蔵ローラーに巻き取られる。
ここに説明し図６に開示した作用については、機械の方向および機械を横断する方向の両方向に１cm当たり約１５のアパーチャー（１inch当たり４０アパーチャー）の配列体を備え、１平方cm当たり約２３７個のアパーチャー（１平方inch当たり１６００アパーチャー）の格子を生じるプリントシリンダー６０が適切である。この格子密度は、壁の厚さ約0.16mm(0.004inch)、直径約20.3cm(8.0inch)、で直径が0.30mm(0.012inch)のアパーチャー５６を備えるプリントシリンダー６０とともに有利に使用される。直径約20.3cm(8inch)で垂直方向に組み合わされたバックローラー６２が、上記のプリントシリンダーと一緒に使用すると良好に作用することが分かっている。基材２４の移送速度は、約10.7m/minute(35feet/minute)である。
約0.6mm(0.025inch)の直径を有し、ニップ点５８から機械方向に約5.7mm(0.255inch)、プリントシリンダー６０から径方向外方に16.1mm(0.634inch)、バックローラー６２から約4.0mm(0.156inch)のところに配置されたニッケル- クローム製のホットワイヤー７８が約４３０度Ｃの温度に加熱される。この作用によって製造される雌部材２０は、実質的に図１に描かれたものと同様であり、この雌部材２０は、次ぎに論じる図示の物品と有利に組み合わせることができる。
図７、８および１０に示すように、ループ２２は、プリントシリンダーの幾何学的形状、プリントシリンダーとバックローラーの回転速度、ホットメルト素材の温度その他の方法論のような幾つかの製造上のパラメーターを制御することによって色々の異なる形に形成することができる。例えば、図７に示すループ２２は、ループ２２の端末部３０が同じ列５２内に発生する隣接ループ２２と融着するように形成される。このループ２２を得るために、図５に示すプリントシリンダー６０が約45feet/min.の速度で作動的に回転され、バックローラー６２が約44feet/min.の速度で作動的に回転されるであろう。上に述べたホットメルト素材は約350度Ｆの温度に理想的に維持されるであろう。ホットメルト素材を支持基材上に堆積するとき、ホットワイヤー７０がホットメルト素材に作用する。好ましくは0.016inchの直径を備えるホットワイヤー７０は、直接ホットメルト素材と接触することは必要でなく、ホットメルト素材の切断を促すように、その充分近くに位置すればよい。ワイヤー７０をニップ点から約0.140inch、プリントシリンダーから0.395inchの所に配置し、プリントシリンダーとバックローラーを上に決めたとおりの速度で作動し、ワイヤー７０が一貫してホットメルト素材を切断すれば、図７に示すループ２２が結果として形成される。
図８を参照すれば、塊状のループ２２が、図５に示す１つの例と似た装置を利用し、同装置の作動条件を僅かに変更することによって形成される。塊状のループ２２を形成するために、プリントシリンダー６０とバックローラー６２は、約45ft./min.の速度で作動され、ホットメルト素材の温度は約340度Ｆに維持される。この温度は、図７の実施例よりも僅かに低い。直径が約0.160inchのままであるワイヤー７０は、ニップ点からは0.140inch、プリントシリンダーから0.395inch離れたままである。
端末部３０がシャンク２８とその後部で融着するか、またはシャンクがそこから突出するベース２６に融着して形成される複数のループ２２を示す図１０に関しては、図５に示す装置の作動条件が再び僅かながら変更される。いわゆる自己融着ループ２２を形成するために、プリントシリンダー６０は約45ft./min.で作動され、一方バックローラー６２は、約44ft./min.の速度で作動される。ホットメルト素材は、再び好ましくは約360度Ｆに維持される。直径が約0.016inchであるホットワイヤー７０は、依然としてプリントシリンダーから６０から約0.16inchだけ離れて設けられるが、それはニップ点からは、0.435inchだけ離れて配置される。
さらに、図２に立ち戻ると、雄部材および雌部材３４、２０が、同一の基材２４上で形成されることができる点に注目することが重要である。こうして、補助ファスナーと組み合わされる図２のファスナーシステム１０を製造するために、プリントシリンダー６０の面に設けられるアパーチャー５６は、図９に示すフックの形成に役立つ列８２の区画がループの形成に役立つ列８０の区画とは異なるように配置される。例えば、直径が約0.035inchである列８０のアパーチャー５６は、典型的には、それぞれ、リニヤーな列８４と８４Ａとにオフセットして配置される。列８４と８４Ａとは、参照符号８６で示される任意の列内の２つの連続したアパーチャーの中心点間の距離が約0.044inchであるように配置される。同様に、隣り合う２つの列８４、８４Ａ内に設けられる隣り合う２つのアパーチャーの中心点間の距離もまた、参照符号８８で示されるように、それぞれ約0.044inchである。さらに、オフセットの決め方を変更すると、列８４、８４Ａとの間の隣り合う２つのアパーチャーの中心点間の距離は参照符号９０で示されるように僅かに0.028inchである。
別の例によれば、列区画８２のアパーチャー５６は、オフセット列９２と９２Ａとに、それぞれ食い違い状に設けられているが、各アパーチャーの直径は0.035inchのままである。任意の列内の連続アパーチャー間の中心点間距離は参照符号９４で示すように約0.088inchに増大する。このように、任意の列内の２つの連続アパーチャー間には約0.044inchのキャップが発生する。これに加えて、とあり合う２つの列内の配置された２つの連続アパーチャー間の中心点間距離は、参照符号９６で示すように機械の横断方向において、約0.044inchのままであり、隣接する２つの列内に配置された隣接アパーチャー間の距離は、参照符号９８で示すように、プリント方向において、それらの各中心点から約0.022inchである。
加工上のパラメーターに関しては、図２に示すファスナーシステム１０は、プリントシリンダー６０を約44ft..min.で作動し、バックローラー６２を約45ft./min.で作動することによって、図９のアパーチャー配列を利用してすることができる。理想的には、ワイヤー７０がプリントシリンダー６０から0.140inch、ニップ点から約0.395inchのところに設けられ、ホットメルト素材の温度が350度Ｆに維持されることであろう。
図示の使用物品
この発明のファスナーシステム１０を製品に使用する場合の非限定的な使用例を図１１に示して以下に説明する。機械的なファスナーシステムは、Scripps氏の名において1987年12月18日に出願されたUS特許第4,846,815号に開示されたような使い捨て用吸収物品に有利に使用される。この参照例は、オムツ構造体１００を示すとともに、そのようなオムツ構造体１００に機械的なファスナーシステム１０が有利に適用されることを示す目的でここに引用され、組み合わされる。
例えば、機械的なファスナーシステムが、接着テープ型のファスナーシステムと較べて油脂や粉末によって汚染されにくく、さらには容易に反復使用できることが知られている。これらの特徴のすべてが、幼児に対する使用を意図するオムツに適用されたの利点を提供する。同時にまた、反復して締結することが可能なファスナーシステムは、着用時に幼児が使い捨てオムツ内に排便排尿をしたかどうかをチェックできる利点をもたらす。
図１１を参照すると、幼児によってその胴部の周囲に着用されることを意図する使い捨てオムツ１００が示されている。ここに用いられるように、用語「使い捨て吸収物品」とは、一般に幼児または失禁者によって着用され、着用者の両脚の間で引っ張られ、腰の周囲に締め付けられ、一回限りの使用後は捨てられることを意図しており、洗濯やし貯蔵の対象にはならない衣料を意味する。「使い捨てオムツ」は、幼児によって着用されることが予定された特別な使い捨て製品である。引用によって組み合わされるように、好ましい使い捨てオムツの数例が１９９２年９月２９日Buell等に発行されたUS特許第5,151,092号、１９９３年９月７日Weil等に付与されたUS特許第5,242,436号および１９７５年１月１４日Buell等に付与されたUS特許第3,860,003号に記載されており、これらが明確にここに参照され組み込まれる。
好ましいオムツ１００は、親水性トップシート１１２、非親水性バックシート１１６および親水性トップシート１１２と非親水性バックシート１１６との中間にある吸収性コア１１４とからなる。トップシート１１２とバックシート１１６は、コア１１４を定位置に保持できるように少なくとも一部の周辺部で接続されている。オムツ１００の諸部材は、当業者によく知られている色々な形に組み立てることができ、それらの好ましい形は、一般に、１９７５年１月１４日、Buell等に付与されたUS特許第3,860,003号、１９８７年１０月１３日、Toussant等に付与されたUS特許第4,699,622号に説明されており、これらの特許は、特に好ましいオムツの構造を開示するために参照によってここに組み込まれる。
オムツ１００のトップシート１１２とバックシート１１６は、一般に広がりを持っており、少なくとも一部の周辺部において上記のように互いに接続される。トップシート１１２とバックシート１１６との接続は、H.B.Fuller Company of Vadnais Heights,Minnesotaによって製造されるAdhesive No.1258のようなホットメルト型接着剤によってなされる。吸収性コア１１４は、一般にトップシート１１２、バックシート１１６よりはの長さと幅よりも小さい長さと幅とを備える。コア１１４は、固着された関係で、トップシート１１２とバックシート１１６の間に介装される。
オムツ１００の周辺部は、向き合って配置される第１および第２の端部１１８、１１８Ａを含む。オムツ１００は、それぞれが、オムツの周辺部の第１の端部１１８および第２の端部１１８Ａから、オムツ１００の長さの１／５から１／３の距離にあるオムツ１００の横方向の中央線に向って突出する第１の腰部１２２と第２の腰部１２４を有する。腰部１２２と１２４は、着用したとき、着用者の腰部を包囲し、着用者が立ち上がった状態にある場合にオムツ１００の最も高い位置になるような部分を部分を含む。オムツ１００の股部(crotch)１２６は、第１、第２も腰部１２２、１２４の間に位置するオムツ１００の部分であり、この部分は、着用したとき着用者の両脚の間に位置する。
吸収性「コア」は、体から滲出する液体を吸収し保持する何らかの手段である。吸収性コア１１４は、一般には圧縮性を持ち、形状順応的であり、着用者の皮膚に焦燥感を与えない。好ましいコア１１４は、第１および第２の向き合う両面を有してよく、もし所望ならばさらに、ティッシュ層で被覆されてもよい。コア１１４の向き合う面の一方は、トップシート１１２を指向しており、他方の面はバックシート１１６を指向している。
吸収性コア１１４は、バックシート１１６に積層されており、好ましくは接着剤のような技術上でよく知られた手段によって、バックシート１１６と接続される。特に好ましい具体例においては、コア１１４をバックシート１１６に接続する接着形態は、接着剤を螺旋状をなして付与することによって達成される。バックシート１１６は非親水性であり、吸収性コア１１４によって吸収され、これによって保持される液体が下着、衣服、ベッドその他のオムツ１００と接触する製品を濡らすことを防止する。ここで用いるように、用語「バックシート」とは、オムツが着用されたときコア１１４の外側に配置されてオムツの内部に保持される液体を保持するすべての障壁を意味することに決める。好ましくは、バックシート１１６は、厚さがおよそ0.025mmから0.030mm(0.001-0.0012inch)のポリオレフィン系フィルムである。ポリエチレンフィルムは特に好ましく、適当なフィルムが、Tredegar Industries of Richmond,Virginiaおよびthe Clopay Corporation of Cincinnati,Ohioによって製造されている。もし所望する場合は、バックシート１１６には、布帛状の外観をより与え、または、水蒸気の発散路を備えるように艶消し加工またはエンボス加工を施してもよい。
トップシート１１２は、従順で快適な触感を備えており、着用者の皮膚に焦燥感を与えることはない。トップシート１１２は、吸収性コア１１４とその内部の液体が着用者の皮膚に触れることを防ぐ。トップシート１１２は、親水性であり液体が容易に浸透することができる。ここに用いられるように、用語「トップシート」とは、オムツ１００の着用中に着用者の皮膚に接するとともに、コア１１４が着用者の皮膚に触れることを防ぐすべての親水性の面を意味する。トップシート１１２は、織地、不織布、結合剤を用いない不織布、梳綿加工を施した素材で作られる。好ましいトップシート１１２は、不織布業界の当業者にはよく知られた手段によって作られる１００％ポリプロピレンの、不織布、梳綿加工を施した素材または結合剤を用いない不織布である。特に好ましいトップシート１１２は、１平方メートル当たり約21gから約24gの重量を有し、機械方向における1cm当たりの最小乾燥引っ張り強度が約138g、機械の横断方向における1cm当たりの湿潤引っ張り強度が少なくとも約80gである。
オムツ１００は、これが着用されたときに重ね合わされる第１の腰部１２２と第２の腰部１２４を保持するための雄部材１３４と雌部材１３６を含むファスナーシステム１１０を備えているので、オムツ１００が着用者に固定される。このように、オムツ１００は着用者に馴染み、雄部材１３４を雌部材１３６に固着すると側部の閉鎖状態が起きる。
このファスナーシステム１１０は、着用中に発生する分離使用とする力に抵抗しなければならない。用語「分離力」とは、雄部材１３４を雌部材１３６から分離し、緩め、または除去しようとしてファスナーシステム１１０に作用する力を意味する。分離力は剪断力と剥離力の両方を含む。用語「剪断力」とは、雌部材１３６のほぼ接線方向に作用する分力を意味し、この力は雌部材１３６の基材面に大体平行であると考えられる。用語「剥離力」とは、大体長手方向に作用する分力を意味し、この力は雌部材１３６と雄部材１３４の基材面に対して直角をなす。
剪断力は、雄部材１３４と雌部材１３６をそれぞれの基材面に大体平行に反対の方向へ引っ張るときの強度によって測定される。剪断力に対するファスナーシステム１１０の抵抗を決定する方法は、1987年10月13日、Toussant等に付与されたUS特許第4,699,622号により完全に開示されており、この特許を参考のために引用する。
剥離力は雄部材１３４を、約１３５度の角度で雌部材１３６から引っ張るときの強度で測定される。剥離力に対するファスナーシステム１１０の抵抗を決定する方法は、1987年11月18日、Scrippsの名の下に出願されたUS特許第4,846,815号により完全に開示されており、この特許を参考のためにここに引用する。
分離力は典型的には、オムツ１００を移動したり、または、緩めようとする着用者によって発生する。一般に、幼児は着用しているオムツ１００を緩めたり移動したりはしないし、着用中に発生する通常の分離力の下ではオムツが解けることもない。しかしながら、大人は、排尿排便が起きたときそれを交換したり、排尿排便が発生したかどうかをチェックするためにオムツを取り外さなければならない。一般には、ファスナーシステム１１０は、少なくとも200g、好ましくは少なくとも約500g、さらにより好ましくは少なくとも約700gの剥離力に抵抗しなければならない。さらには、ファスナーシステム１１０は、少なくとも500g、好ましくは約750g、より好ましくは少なくとも1,000gの剪断力に抵抗しなければならない。
雌部材１３６は、雌部材１３６が雄部材１３４と係合して第１および第２の腰部１２２、１２４を、それぞれ、重なり合った形態に維持する限り、オムツ１００の任意の第１位置に配置することができる。例えば、雌部１３６は、第２の腰部１２４の外側面、第１の腰部１２２の内側面、または雌部材１３６が雄部材１３４と係合するために配置されるオムツ１００の他の任意の位置に配置することが可能である。雌部材１３６の基材２４は、オムツ１００と一体であっても、オムツ１００に接続された別部材でもよく、あるいは分けることができない単一部材であってもよく、また、トップシート１１２またはバックシート１１６のように、オムツ１００と不連続ではない単一部材であってもよい。
雌部材１３６は種々の大きさ、形状をとってもよいが、雌部材１３６は、着用者の腰部において最大限にフィットするように第２の腰部１２４の外側を横断して配置された１つまたはそれ以上の一体のパッチを含むことが好ましい。図１１に示すように、雌部材１３６は、第２の腰部１２４の外側面に一体に固定した長方形状の細長いストリップであることが好ましい。
雌部１３６は、補助的な雄部材１３４と係合してオムツ１００をしっかりフィットさせることを意図する。雄部材１３４は、使い捨てオムツ１００上においてその側面を閉鎖するために利用される周知の形状であれば、どれを含んでも差し支えない。雄部材１３４の基材は、雌部材１３６と離れた関係になるようにオムツ１００と接続される。図１１に示すように、雄部材１３４は、オムツ１００の第１、第２の両方の長手方向側部に配置することが好ましい。雄部材１３４を好ましい形状に形成すれば、それによって、雄部材１３４の枝部すなわちフックと装着者の皮膚の間の潜在的な接触を最小化する。雄部材１３４の好ましい形状は、さらに1974年11月19日、Buellに発行されたUS特許第3,848,594号に記載されている。雄部材１３４の好ましい代替構造が、1987年10月13日、Toussant等に付与されたUS特許第4,699,622号に詳細に記載されており、さらに別の高度に好ましい雄部材の構造が、1993年7月27日、Dennis A.Thomasに付与されたUS特許第5,230,851号に記載されており、これらの各特許は、使い捨てオムツ１００上における雄部材１３４の色々な配置手段を示すためにここに引用して組み合わせる。特に好ましい雄部材１３４の配置手段はオムツの一方の側にのみ取り付けた単一のテープタブである。このタイプのファスナーシステム構造は、使い捨てオムツの技術分野においては周知のものであり、このタイプのファスナーシステム構造の非限定的な例が1989年7月11日、Scrippsに付与されたUS特許第4,846,815号に記載されており、ここに参照して組み込む。
図１１の雄部材１３４は、製造者用の端部１３８と、その反対側にユーザー用の端部１４０とを有する。製造者用の端部１３８は、好ましくは第１の腰部１２２と平行にオムツ１００に接続される。ユーザー用の端部１４０は自由な端部であり、オムツ１００が着用者に固定されるとき雌部材１３６に固定される。
オムツ１００が着用者の腰まわりにフィットした後、雄部材１３４のユーザー用の端部１４０が雌部材１３４にしかるべく固定されて第２の腰部１２４に好ましく配置され、それによってオムツ１００が着用者の腰部を包囲することとなる。オムツ１００は、こうして側部を閉じることになる。図４に示す枝部すなわちフックは、ユーザー用の端部１４０の雌部材１３４から突出しているので、枝部すなわちフックが、雌部材１３６上に含まれるループのシャンクを遮断する。
使用に際しては、第１の腰部１２２を着用者の背中の周りに配置し、第２の腰部１２４が着用者の前部をを横断して配置されるように、着用者の両脚の間にあるオムツ１００の残りの部分を引っ張る。雄部材１３４のユーザー用の端部１４０が、次に第２の腰部１２４の外側において雌部材１３６に固定されて側部の閉鎖を生じる。
この発明の特別な具体例を図示して説明を行ったが、発明の精神および範囲を逸脱することなく変形と改変が可能であることが当業者には明らかであろう。したがって、この発明の範囲内にあるそのようなすべての変形と改変は付属の請求の範囲に包合することを意図する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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