(57)【要約】  ウェブの１つ以上の領域（２６、２７）を延伸するための装置および方法、ならびに延伸領域を１つ以上含むウェブを提供する。ウェブ内の延伸領域のそれぞれは、クロスウェブ方向に、すなわち、ダウンウェブ方向（ｍｂ）を横断する方向（ｃｄ）に延伸される。延伸は、ウェブが装置を通じてダウンウェブ方向に前進するとき、ウェブ上で連続的に実施することができる。延伸可能なウェブを横断方向に延伸するための方法は一般に、実質的に連続し横断方向に延伸可能なウェブ上で実施される。このウェブは、第１のダウンウェブ方向に第１の速度で移動する。延伸可能なウェブは、幅および第１のダウンウェブ方向に実質的に連続した長さを有している。クロスウェブ延伸は、少なくとも２つの動いているニップ点（２８、２９、３０）の間に設けられる配向領域（２６、２７）において実施される。ニップ点は、先導ニップ（２８）が後続ニップ（２９、３０）のダウンウェブに位置し、少なくとも２個のニップが横断方向にオフセットする状態で、ウェブの平面に設けられる。先導ニップは後続ニップよりも速い速度で移動し、配向領域内のクロスウェブ配向の角度は、少なくとも先導ニップの速度の後続ニップの速度に対する比に比例する。
2009504934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
延伸可能なウェブを横断方向に配向させるための方法であって、
第１の速度でダウンウェブ方向に移動する延伸可能なウェブを供給する工程であって、そこでは前記延伸可能なウェブは、幅と第１の方向に実質的に連続した長さを有する、および、
少なくとも２つのニップを前記ウェブの横断方向にオフセットさせる工程であって、そこでは少なくとも１つの先導ニップは後続ニップよりも速い速度で移動し、クロスウェブ配向の程度は前記先導ニップの速度と前記後続ニップの速度の比に比例し、クロスウェブ配向領域を形成する、
を含む、方法。
【請求項２】
前記先導ニップの速度の後続ニップの速度に対する比は、少なくとも１．１である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記先導ニップの速度の後続ニップの速度に対する比は、少なくとも１．２である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記先導ニップの速度の後続ニップの速度に対する比は、１０未満である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記先導ニップの速度の後続ニップの速度に対する比は、５未満である、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記先導ニップと前記後続ニップは、前記ダウンウェブ方向に少なくとも０．１ｃｍ離れている、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記先導ニップと前記後続ニップは、前記クロスウェブ方向に少なくとも０．５ｃｍ離れている、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
少なくとも前記先導ニップと前記後続ニップは前記ダウンウェブ方向に０．１〜２０ｃｍ離れ、かつ前記クロスウェブ方向に少なくとも１ｃｍ離れている、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記先導ニップと前記後続ニップは、前記クロスウェブ方向に少なくとも２ｃｍ離れている、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記先導ニップから前記後続ニップまでのダウンウェブクロスウェブ方向の距離は、０．５〜１０ｃｍである、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記先導ニップの速度は、前記延伸可能なウェブの前記第１の速度を上回る、請求項２に記載の方法。
【請求項１２】
前記後続ニップの速度は、前記延伸可能なウェブの前記第１の速度以下である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ウェブは、前記配向領域において前記横断方向に少なくとも１０％延伸される、請求項２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ウェブは、前記配向領域において前記横断方向に少なくとも５０％延伸される、請求項２に記載の方法。
【請求項１５】
前記ウェブの前記横断方向に２つ以上の配向領域が設けられる、請求項２に記載の方法。
【請求項１６】
前記ダウンウェブ方向に２つ以上の配向領域が設けられる、請求項２に記載の方法。
【請求項１７】
前記ダウンウェブ方向に設けられた２つ以上の配向領域は、少なくとも部分的に重複する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記２つ以上の配向領域は同一平面に存在する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
すべての前記配向領域と前記配向領域に出入りする前記延伸可能なウェブは、ほぼ同一平面に存在する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記延伸可能なウェブは、弾性的延伸性を有するウェブと比較的非弾性的なウェブとで構成される積層体である、請求項２に記載の方法。
【請求項２１】
少なくとも前記先導ニップは、前記ダウンウェブ方向の領域として広がる、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
少なくとも前記先導ニップ領域は、前記ダウンウェブ方向に広がり、０〜１ｍの長さを有する配向領域を作成する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
少なくとも前記先導ニップ領域は、前記ダウンウェブ方向に広がり、０．１〜０．５ｍの長さを有する配向領域を作成する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
延伸可能なウェブを横断方向に配向させるための装置であって、
第１の速度でダウンウェブ方向に移動する延伸可能なウェブのウェブ経路を提供するための供給手段であって、そこでは前記延伸可能なウェブは、幅と第１の方向に実質的に連続した長さを有する、および
前記ウェブ経路の横断方向にオフセットした少なくとも２つのニップであって、そこでは少なくとも１つの先導ニップは後続ニップよりも速い速度で移動し、クロスウェブ配向の程度は前記先導ニップの速度の前記後続ニップの速度に対する比に比例し、クロスウェブ配向領域を形成する、
を含む、装置。
【請求項２５】
前記先導ニップの速度の後続ニップの速度に対する比は、少なくとも１．１である、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記先導ニップの速度の後続ニップの速度に対する比は、少なくとも１．２である、請求項２４に記載の装置。
【請求項２７】
前記先導ニップの速度の後続ニップの速度に対する比は、１０未満である、請求項２４に記載の装置。
【請求項２８】
前記先導ニップの速度の後続ニップの速度に対する比は、５未満である、請求項２６に記載の装置。
【請求項２９】
前記先導ニップと前記後続ニップは、前記ダウンウェブ方向に少なくとも０．１ｃｍ離れている、請求項２６に記載の装置。
【請求項３０】
前記先導ニップと前記後続ニップは、前記クロスウェブ方向に少なくとも０．５ｃｍ離れている、請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
少なくとも前記先導ニップと前記後続ニップは前記ダウンウェブ方向に０．１〜２０ｃｍ離れ、かつ前記クロスウェブ方向に少なくとも１ｃｍ離れている、請求項２９に記載の装置。
【請求項３２】
前記先導ニップと前記後続ニップは、前記クロスウェブ方向に少なくとも２ｃｍ離れている、請求項２９に記載の装置。
【請求項３３】
前記先導ニップから前記後続ニップまでのダウンウェブクロスウェブ方向の距離は、０．５〜１０ｃｍである、請求項３１に記載の装置。
【請求項３４】
前記先導ニップの速度は、前記延伸可能なウェブの前記第１の速度を上回る、請求項２５に記載の装置。
【請求項３５】
前記後続ニップの速度は、前記延伸可能なウェブの前記第１の速度以下である、請求項３４に記載の装置。
【請求項３６】
前記ウェブの前記横断方向に２つ以上の配向領域が設けられる、請求項２５に記載の方法。
【請求項３７】
前記ダウンウェブ方向に２つ以上の配向領域が設けられる、請求項２５に記載の方法。
【請求項３８】
前記ダウンウェブ方向に設けられた２つ以上の配向領域は、少なくとも部分的に重複する、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
少なくとも前記先導ニップは、前記ダウンウェブ方向の領域として広がる、請求項２４に記載の方法。
【請求項４０】
少なくとも前記先導ニップ領域は、前記ダウンウェブ方向に広がり、０〜１ｍの長さを有する配向領域を作成する、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
少なくとも前記先導ニップ領域は、前記ダウンウェブ方向に広がり、０．１〜０．５ｍの長さを有する配向領域を作成する、請求項３９に記載の方法。
【請求項４２】
長さ方向と横断方向を有して領域が配向された実質的に連続するウェブであって、前記ウェブは、少なくとも１つの配向領域および横断方向に並んで隣接する領域を有し、前記少なくとも１つの配向領域は、分子配向方向が横断方向に対して少なくとも５度の角度をなす非弾性的ウェブ材料を含み、前記隣接する領域は分子配向の異なる角度および／または方向を有する、ウェブ。
【請求項４３】
前記非弾性的ウェブ材料の分子配向方向は、前記横断方向に対して１０〜７０度である、請求項４２に記載の領域が配向された実質的に連続するウェブ。
【請求項４４】
前記非弾性的ウェブ材料の分子配向方向は、前記横断方向に対して２０〜６０度である、請求項４２に記載の領域が配向された実質的に連続するウェブ。
【請求項４５】
前記非弾性的ウェブ材料の分子配向方向は、前記横断方向に対して５〜８０度である、請求項４２に記載の領域が配向された実質的に連続するウェブ。
【請求項４６】
前記ウェブは、弾性的延伸性ウェブ層と比較的非弾性的なウェブ層との積層体を含む弾性的延伸性ウェブである、請求項４３に記載の領域が配向された実質的に連続するウェブ。
【請求項４７】
前記ウェブは、前記横断方向に対して所定の角度をなす分子配向方向を有する非弾性的ウェブ材料をそれぞれ含む配向領域を少なくとも２つ有する、請求項４６に記載の領域が配向された実質的に連続するウェブ。
【請求項４８】
前記ウェブは、前記横断方向に対して所定の角度をなす分子配向方向を有する非弾性的ウェブ材料をそれぞれ含む配向領域を少なくとも２つ有し、かつそれぞれが異なる分子配向方向を有する、請求項４７に記載の領域が配向された実質的に連続するウェブ。
【請求項４９】
前記ウェブは、前記横断方向に対して所定の角度をなす分子配向方向を有する非弾性的ウェブ材料をそれぞれ含む配向領域を少なくとも２つ有し、かつそれぞれが、横断方向の反対側で広がる分子配向方向を有する、請求項４７に記載の領域が配向された実質的に連続するウェブ。
【請求項５０】
前記少なくとも１つの配向領域は、クロスウェブ方向に少なくとも０．５ｃｍ広がる、請求項４７に記載の領域が配向された実質的に連続するウェブ。
【請求項５１】
前記少なくとも１つの配向領域は、クロスウェブ方向に少なくとも１ｃｍ広がる、請求項４７に記載の領域が配向された実質的に連続するウェブ。
【請求項５２】
前記少なくとも１つの配向領域は、クロスウェブ方向に０．５〜２０ｃｍ広がる、請求項４７に記載の領域が配向された実質的に連続するウェブ。
【請求項５３】
前記少なくとも１つの配向領域は、クロスウェブ方向に０．５〜１０ｃｍ広がる、請求項４７に記載の領域が配向された実質的に連続するウェブ。
【請求項５４】
前記ウェブは少なくとも５つの配向領域を有する、請求項４７に記載の領域が配向された実質的に連続するウェブ。
【請求項５５】
前記ウェブは少なくとも１つの非配向領域を有する、請求項４７に記載の領域が配向された実質的に連続するウェブ。
【請求項５６】
前記ウェブは、２つの配向領域と隣接する非配向領域を少なくとも１つ有する、請求項５５に記載の領域が配向された実質的に連続するウェブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２００５年８月１９日に出願した係属中の米国特許出願１１／２０７，５０５の一部継続出願である。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、ウェブ、ウェブ加工方法、およびウェブ加工装置の分野に関する。より具体的には、本発明は、ウェブの１つ以上の領域をクロスウェブ方向に延伸するための装置および方法、ならびにそのように延伸されたウェブを提供する。
【背景技術】
【０００３】
多くの場合、加工中はウェブをクロスウェブ方向に延伸することが好ましい（横断方向、クロスウェブ方向および機械横方向はいずれも同じ意味で使用される）。たとえば、弾性材料が延伸されていない間に弾性層に積層されたまたは他の方法で取り付けられた非弾性的な材料の層を含むウェブ、例えば不織布ウェブは、典型的には、ウェブに弾性を付与するために延伸を必要とする。ウェブは、非弾性層、または１つもしくは複数の非弾性層内の結合材が破壊されるかないしは別の方法で分裂されるように延伸され、これにより弾性材料が自在に延伸することが可能となり、延伸されたウェブ積層体は依然として弾性のままである。そのようにウェブに弾性を付与するために延伸することは、一般に、ウェブの「活性化」と呼ばれている（ウェブの弾性は延伸によって「活性化」される）。活性化は、ウェブの機械方向もしくはウェブの横断方向またはその双方において行うことができる。横断方向の延伸または活性化は、例えば幅出しおよびリングロールを含む様々な既知の方法によって実施することができる。
【０００４】
幅出しは、典型的には、ウェブの縁部を把持し、そのウェブをダウンウェブ方向に（すなわちウェブの長さに沿って）前進させながらクロスウェブ方向に延伸することを含んでいる。幅出しでは、ウェブに誘起されるひずみの量を変化させることが可能であるが、同時に多数の欠点も伴う。たとえば、ウェブの縁部は、多くの場合、ウェブ内の縁部における損傷または不規則なひずみにより、幅出し後に廃棄しなければならない。別の潜在的欠点は、ウェブの選択した部分または領域内に、幅出しを使用してひずみを誘起することが困難または不可能となりうることである。さらに、幅出しの設備はコストを要すると共に複雑になることがあり、また、ウェブが加工中に横断方向に拡大するので、稼働するのに相当な床面積が必要となることがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
リングロールは、ウェブを横断方向に延伸するための幅出しに代わるものである。さまざまなリングロール装置が、例えば米国特許第４，２２３，０５９号（シュワルツ（Schwarz））、米国特許第４，９６８，３１３号（サビー（Sabee））、米国特許第５，１４３，６７９号（ウェーバー（Weber）ら）、米国特許第５，１５６，７９３号（ビューエル（Buell）ら）、および米国特許第５，１６７，８９７号（ウェーバー（Weber））に記載されている。リングロールまたは逐次延伸とは、一般に、相互に係合する歯を有するロールの間にウェブを配置することである。係合する歯は、一般的には歯の寸法、数およびピッチに基づいてウェブを延伸する。リングロールは、ウェブの選択した領域を延伸し横断方向にのみ延伸するために使用することができる。しかしながら、リングロールの歯はウェブを把持し、このようにリングロール装置がウェブと接触することにより、ウェブが引き裂かれ、ウェブの外観に望ましくない影響を及ぼすことがある。リングロールを使用してウェブ内に誘起され得るひずみの量は、特定のリングロールを使用することによって制限される。延伸の度合いを調整または変更するには、新たなリングロールを機械加工することが必要である。これは、当然ながら高価になり、柔軟性に欠くことである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ウェブの１つ以上の領域を延伸するための装置および方法、ならびに１つ以上の延伸領域を含むウェブを提供する。ウェブ内の延伸領域のそれぞれは、クロスウェブ方向に、すなわち、ダウンウェブ方向を横断する方向に延伸される。延伸は、ウェブが装置を通じてダウンウェブ方向に前進するとき、ウェブ上で連続的に実施することができる。
【０００７】
延伸可能なウェブを横断方向に延伸するための方法は一般に、実質的に連続して横断方向に延伸可能なウェブ上で実施される。このウェブは、第１のダウンウェブ方向に第１の速度で移動する。延伸可能なウェブは、幅および第１のダウンウェブ方向に実質的に連続した長さを有している。クロスウェブの延伸は、少なくとも２つのニップ点の間に設けられる配向領域において実施される。ニップ点は、先導ニップが後続ニップのダウンウェブに位置し、少なくとも２個のニップが横断方向にオフセットする状態で、ウェブの平面に設けられる。先導ニップは後続ニップよりも速い速度で移動し、配向領域内のクロスウェブ配向の角度は、少なくとも先導ニップの速度と後続ニップの速度の比に比例する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１に示すように、ウェブ２が供給源１から巻き出しされているが、この供給源１はウェブ材料のロールとすることができる。ウェブ２の張力は従動ロール３と従動ロール４の間で維持される。これにより、配向装置１２を通るウェブ２の速度が確定する。配向装置１２は、１つ以上の配向ユニット７、８、および／または９を含むことができる。スプレッダバーまたはロール１１は、配向装置１２への出入りの際や個々の配向ユニット７、８、および／または９の間（図示せず）でウェブの望まれる平坦な特性の維持が確実にされるようにするため、様々な場所に使用することができる。配向ウェブ１０は、その後、必要に応じてアイドラーロール５により運ばれ、ロール６などの適した形にまとめられる。上記のプロセスでは、一般に、ウェブはダウンウェブ方向（ｍｄ‐縦方向）に第１の速度で移動している。延伸は、少なくとも２個のニップにより定められる１つ以上の配向領域において実施され、そこには速度の速いダウンウェブニップと遅い後続ニップがあり、配向領域はこの両者によって形成される。ニップにより、ウェブがダウンウェブ方向に移動する際にウェブを駆動もしくは拘束するニップ点またはニップ領域が提供される。拘束を行う遅い後続ニップの速度は、ダウンウェブ方向への配向を防止するため、ウェブ全体の速度以下とすることができる。ただし、後続ニップの速度は、ある程度のダウンウェブ配向を生じさせるウェブ全体の速度よりも速くすることができる。配向領域を画定するには、配向領域を形成する少なくとも２個のニップ点の間に速度差を設けるだけでよい。
【０００９】
図２および図３には、２つの配向領域２６、２７の概略が示されている。配向領域２６は、線ａ、ｂ、ｄ、ｅにより境界をつけられている。配向領域２７は、線ｂ、ｃ、ｄ、ｅにより境界をつけられている。ホイール２１は、その下に位置するホイールまたはローラー（図示せず）との協働によりニップ点２８を形成する。このニップ点２８は、ホイール２０および２２によりそれぞれ形成される２個の後続ニップ点２９および３０に対する先導ニップ点として機能する。ニップ点２９および３０は、ホイール２０および２２によって、それらの下に位置するホイールまたはローラー（図示せず）の協働により形成される。ホイール２０、２１、および２２を、個別に、または組み合わせて駆動することができ、または、それらの下に位置するホイールまたはローラーを駆動することができ、もしくは、これらの両方を駆動することもできる。先導ニップ点２８は、後続ニップ点２９および３０と協働して、２つの配向領域２６および２７を形成する。このような配列により、２つの並んだ配向領域２６、２７が形成され、他のニップと組み合わせれば、さらに多数の配向領域を形成することができる。
【００１０】
ウェブについては、クロスウェブ方向に１つ以上の配向領域を形成することができ、各配向領域は、同様の対をなすニップにより形成される。これらの配向領域のそれぞれは、同一でも異なっていてもよい。異なる配向領域は、ニップの速度や間隔などを変化させることにより形成される。大型の複合的配向領域を形成する連続的な一連のニップを使用することで、複数の配向領域を作成することができる。あるいは、配向領域を形成する複数のニップを間隔をあけて配置することにより、別個の配向領域間に位置するウェブの別個の領域を、配向のない状態で残すことができる。配向領域はまた、互いのダウンウェブに、重なり合う関係または重なり合わない関係で配置してもよい。重なり合いは、２つの配向領域によって、ウェブにおける同一のクロスウェブ領域または範囲が連続的にある程度まで活性化されることを意味する。配向領域を重ね合わせることによって、さらなる配向を特定の領域に、たとえば着実に増加する配向レベルで付与して、ウェブ内の特定の領域または範囲をより穏やかに徐々に増やして延伸することが可能となる。
【００１１】
図２および図３（および開示されたその他の実施形態）に示された第１の実施形態の配向ユニットにおいて、ニップはウェブの平面内に位置する。ニップ間の配向領域における配向は、ウェブを平面外に移動させることでは発生しない。むしろ、クロスウェブ方向にある程度の間隔（１６または１７）をおいてオフセット配置されている、先導ニップと後続ニップの、ニップ点間の速度差により、先導ニップと後続ニップの間で剪断力が発生する。このオフセット距離１６または１７により配向領域の幅が定義され、さらにこれはいかなる距離でもよい。ただし、配向の程度を大きくする上では、オフセット距離の間隔を狭くすることが好ましい。また、先導ニップと後続ニップは互いにダウンウェブに位置する必要はないものの、先導ニップの先導縁部は、後続ニップの先導縁部から距離３３離れたダウンウェブに配置されることが好ましい。
【００１２】
動作時は、速い先導ニップの裏にあるウェブが、遅い後続ニップのダウンウェブ方向へと無制限に進められる。横断方向の後続ニップ点をオフセット配置または間隔をあけて配置することにより、遅いアップウェブのニップに隣接し、第１のニップのアップウェブに直接位置するウェブの対向部分を、先導ニップ方向へ無制限に移動させることが可能となる。すなわち、速い先導ニップ２８のアップウェブに直接位置するウェブは、ウェブの機械方向（ＭＤ）の配向がほとんどまたは全くなくなるように、そのニップ２８に向かって無制限に進むことが可能となる。ただし、横断方向のウェブは配向抵抗力の影響を受ける。この抵抗力は、２個のニップ点２９と２８または３０と２８のそれぞれの間の速度差によって生み出され、横断方向の延伸力へと変換される。これは、２個のニップ点（２９と２８または３０と２８のそれぞれの）間のウェブが２個のニップ間で本当に回転するときに発生し、クロスウェブ方向の配向抵抗力または引っ張り力を生み出す。回転したウェブは、次に、速いニップの方向に引っ張られ、図２および図３に示したようにクロスウェブ方向の延伸が生じる。この配向の詳細は、図２および図３に示したように、極細の線区分１３、１４、１８、１９および１５により、ウェブ２上に理想的な形態で図示されている。線区分１４および１３は、それぞれ、ダウンウェブのニップ２８とニップ２９により形成された配向領域２６にウェブが入る前の段階での、機械方向および横断方向におけるウェブ２の理想化された寸法を示している。線区分１８および１９は、配向領域１７における機械方向および機械横方向のウェブの寸法を示している。配向領域２６の外側に位置するウェブ２の線区分１４の長さ３５は、配向領域２６の内側に位置する線区分１８の長さ３６と実質的に等しい。このことは、配向領域全体を通してウェブに当てはまる。これに対し、ウェブの横断方向の線区分１３の幅３７は、配向領域２６の範囲内にある線区分１９の寸法３８と比較した場合、配向領域２６の外側で実質的に変化する。長さにおけるこのような変化は、ウェブ全体の幅寸法には現れず、むしろ、ウェブは、２個のニップ２８と２９、および／または２８と３０の間で回転して延伸され、ウェブをダウンウェブ方向の前方へと引っ張る先導ニップ２８により、幅寸法３７が引っ張られることとなる。ウェブの性質に起因する永久ひずみを別として、ウェブが弾性層およびその結果としての収縮力を有する場合、ウェブ２が配向領域２６を離れるやいなや、ウェブの線区分１５は、一般に、幅または横断方向（ＣＤ）の元の寸法３７に戻る。
【００１３】
図５〜７の実施形態において、ニップベルト４１と４２の間のそれぞれに形成されたニップ領域５１と５２、およびその下のロール４８がニップに相当する。ロール４８には、ニップ領域５３と５４のそれぞれを形成するため、ベルト４１と４２とそれぞれに係合する少なくとも２つのホイール４９と５０が取り付けられている。各ニップ領域５３および５４を備えることから、速度は従動ロール４８（このロールはホイール４９および／または５０を駆動可能）および／または従動ベルト４１および４２により決定され、対向し合うベルトとホイールの場合は、一般に、その両方が駆動されるのではなく、一方または他方が駆動され、さらに対向し合うベルトまたはホイールは自由に回転可能とされる。ホイール４９および５０は、一般に環状ホイールであり、ロール４８に固定されるか、もしくは自由に回転可能な状態とされてよい。ベルト４１および４２もまた、自由に回転可能な状態であってよく、あるいはギア４５と４６または４７と４６’のいずれか一方もしくは両方によって駆動されてもよい。ウェブ５５は、一般に、所定の長さ４９だけ伸ばす遅い後続ニップ領域５３と係合する。先導ニップ領域５４は、第２の所定の長さだけ伸ばし、この長さは一般に第１の先導ニップ領域の長さよりも短い。２つのニップ領域５３および５４により形成された配向領域において作り出される配向は、上述した２つのニップ領域間の速度差と関連付けられる他、先導ニップ領域５４が後続ニップ領域５３と協働する長さとも関連付けられる。図６において、これは点５７と５６の間の距離に相当し、これは両ニップ領域が点５６で終了し、２つのニップ領域の重複範囲が点５７から開始するためである。この実施形態では、配向領域の長さと先導ニップ領域５４の長さとが一致する。この配向領域の長さはいかなる長さに設定することも可能であるが、実際は０〜１ｍまたは０．０１〜０．５ｍとされる。図５に示したように、上述した第１の実施形態の場合と同様に、ウェブには１つ以上の配向領域を設けることができる。配向ベルトは間隔をつめて配置されているが、第１の実施形態のような間隔で配置することも可能である。
【００１４】
図５に示す配向ユニットの動作は、第１の実施形態の動作と同じであるが、速度差が配向領域の長さの倍数であり、配向レベルが実質的に高くなる点で異なる。一般に、クロスウェブの分離を所定の程度とする場合、配向の程度は、ウェブが配向領域内に滞在した時間の長さによって決定される。この時間の長さは、一般に、先導ニップの速度と、先導ニップ領域の長さによって決まる（速度÷長さ）。配向の程度は、次に、ウェブが配向領域内に滞在する時間である先導ニップ期間と後続ニップ期間の間の速度差により決定される。
【００１５】
クロスウェブ配向の程度は、一般に、先導ニップの後続ニップに対する速度比率に比例し、また配向領域の長さにも比例する。先導ニップの後続ニップに対する速度比率は、一般に、少なくとも１．１または少なくとも１．２である。これにより、少なくともある程度の配向が２個のニップ間で確実に発生する。一般に、少なくとも１０％、もしくは少なくとも５０％の配向が望ましい。先導ニップの後続ニップに対する速度比率は、一般に１０対１未満、もしくは５対１１である。配向領域が広い場合は、先導ニップの後続ニップに対する速度比率を遅くすることができ、これにより、配向レベルが潜在的に高くなっている間に歪みが生じる機会が低減される。速度比率が高すぎると、ウェブは歪んだり、裂けたりする。
【００１６】
少なくとも部分的に非弾性なウェブについては、少なくとも実質的に連続した非弾性ウェブ構成要素またはある程度まで非弾性的に伸長する非弾性ウェブ層を含む非弾性ウェブ材料でウェブが形成されるように、分子全体の配向方向およびこれらの非弾性ウェブ材料の程度によって、分子の配向も特徴付けられる。少なくとも部分的に非弾性なウェブは、１つの非弾性層のみでもよいし、不織布などのさらなる材料と結合されてもよい。発明の方法で向きが定められる、非弾性ウェブ材料の分子の配向方向は、一般に、図３に示したクロスウェブ方向ｘ（図２のｃｄ方向）に対する傾斜角となる。定義上、クロスウェブ方向は、ダウンウェブ方向ｙに対して９０度をなす角度となる。この傾斜角は、平均して、一般に５度以上もしくは１０度以上である。しかし、この角度は、一般に８０度未満もしくは７０度未満である。傾斜角として可能な範囲は、５〜８０度、１０〜７０度、２０〜６０度のいずれかである。傾斜角方向および分子配向の程度は、配向領域（延伸済みの領域）を形成する２個の隣接し合うニップ点のクロスウェブ（ｃｄ）方向およびダウンウェブ（ｍｄ）方向の間隔ならびに速度によって決まる。ウェブ全体は、異なる配向領域および／または配向領域と非配向領域を含んで並び合う複数の領域を有する。非配向領域には、一般に、フィルム形成プロセスによって生み出された分子の配向がある程度存在する。非配向領域におけるこの分子配向は、比較的低く、ダウンウェブ方向ｙと並行になる。本発明固有の特徴は、隣接し合う配向領域で分子配向の方向を変えられるように、先導ニップ／後続ニップと、直列の後続ニップ／先導ニップによって、隣接し合う２つの配向領域を交互に作成できることであり、分子配向の方向は、図１２に示したように、横断方向の反対側に伸びている。配向領域も、非配向領域と共に挿入されたり、横断方向に対して同一側または反対側のいずれかに伸びる複数の配向領域を含んだりしてもよい。隣接し合う配向領域も、配向領域を形成する交互ニップの間隔と速度に変化をもたせることにより、異なる角度の分子配向を有することができる。図１２に示すように、領域ａは、フィルムのｍｄ方向と平行な分子の配向方向を有し、領域ａは非配向領域である。フィルム形成プロセスに起因して、小さなｍｄ配向が生ずる。領域ｂ、ｃおよびｄでは、分子の配向方向がｃｄ方向となっており、この分子配向は互いに異なることができ、発明のプロセスで形成された配向領域と一致することができる。２以上〜５以上〜２０以上の範囲で、配向領域をいくつでも形成することができる。一般に、配向領域の幅は、ニップのクロスウェブ方向間隔によって決定される。
【００１７】
先導ニップおよび後続ニップをダウンウェブ方向に分離する必要はないが、少なくとも０．１ｃｍまたは１ｃｍないし２ｃｍ分離することができ、あるいは、ダウンウェブ方向に０．１〜２０ｃｍおよびクロスウェブ方向に０．５〜２０ｃｍまたは０．５〜１０ｃｍ分離されている。クロスウェブ方向の分離１６または１７により、配向が広い範囲に広がる。ニップをクロスウェブ方向に分離させることにより、横断方向の配向が優先的に発生する。クロスウェブ方向の分離間隔が広がれば、ダウンウェブ方向または機械方向の配向がより発生しにくくなる。個々の配向領域におけるクロスウェブ方向の分離間隔が広い場合は、ウェブの広い部分にわたって配向が発生する。ウェブの横断方向の範囲に拡大する配向も、図２および図３の１部分に示されるように、互いに隣接して配置される複数の配向領域を使用することによって実現することができる。一般に、従来の幅出し装置にあったような間隔上の制限は存在せず、これは、配向領域を形成するニップが、ウェブを平面外や横断方向に伸ばさないからである。
【００１８】
非弾性ウェブの配向は、配向領域内でウェブを加熱することにより助長することができる。これは、温風、温熱ロール、放射加熱またはこれらのようなものを使用して実施できる。
【００１９】
上述のように、ウェブの横断方向に設けられた２つ以上の配向領域と、ダウンウェブ方向に設けられた２つ以上の配向領域が存在してよく、ダウンウェブ方向に設けられた２つ以上の配向領域は、少なくとも部分的に重複してもよい。一般に、２つ以上の配向領域は同一平面に存在するが、必要に応じてそれぞれ別の平面に存在させることもできる。例えば、ダウンウェブ方向の配向領域を交互に設け、ジグザグ移動の各移動工程を形成することにより、スペースを節約するため、ウェブをジグザグ状に移動させることができる。ただし、本発明の方法では、配向や延伸を作り出す上で、ウェブの一部をそのウェブの別の部分から平面外へ移動させることに依存しない。また、ウェブの配向領域内で物理的接触がない場合には、本発明の延伸も発生する。物理的接触がないことにより、延伸時のウェブの歪みやマーキングの発生が防止される。本発明の装置および方法が持つ別の潜在的なメリットは、配向領域においてウェブ層に発生したひずみを、互いのダウンウェブに配置された複数の配向領域を使用することにより、徐々に導入できることであり、これに対し、領域の延伸を急激に行う場合は、ウェブやウェブ層が裂けたり、破裂したりする恐れがある。
【００２０】
本発明の装置および方法の別なメリットは、ウェブの加工中であっても、装置の変更を必要とせずに、配向の量を容易に調整できることである。作動中に、つまり動的に配向を調整する機能が特に有用な場合としては、例えば、延伸されたウェブの望ましい特性を維持するために、配向やその他の特徴を監視するフィードバック制御システムと結び付けられ、供給ウェブまたは排出ウェブについて予め定められた望ましい末端部特性および／または変更と関連付けられた場合が挙げられる。また、これはプロセスを開始する際にも有用である。なぜなら、延伸された部分のまったくない状態でウェブが装置にセットされ、装置を通ってウェブが移動するにつれて延伸量が次第に増加するからである。
【００２１】
図４は、別の実施形態であって、この実施形態では、ウェブ２をホイール２１に巻きつけることにより二次配向が形成されている。これは、先導ニップ点２８と後続ニップ点２９および３０の間にできたウェブパスからウェブを迂回させることにより、二次配向作用を生み出す。この場合は、ホイール２１もまたウェブ迂回装置として機能する。先導ニップ点２８と後続ニップ点２９および３０の間で、他のウェブ迂回装置を使用することもできる。ウェブパス全体からの迂回（Ｈ）の度合いによって、一般に、生じ得る横断方向の延伸の量が決まる。しかしながら、迂回の持続時間および非迂回部から末端の迂回部までの変化率（Ｈ）もまた、配向効果に影響を及ぼし得る。迂回の全体的な度合い（Ｈ）が過度に高い場合は、ウェブがダウンウェブ配向（ｍｄ方向）する危険性がより高くなり、さらにウェブが破れたり損傷を受けたりする危険性が増加する。迂回ユニットはある輪郭を有することができ、すなわち、ひずみ速度を減少させるのを支援し、より穏やかな配向をもたらすように、頂点４０へと全体的に徐々に増加する迂回経路を形成することができる。
【００２２】
迂回装置は、いかなる形状または形式のものであってもよく、例えば、頂点へと漸次的に増加する傾斜板であってもよい。この傾斜板は、中実の固定工具であってもよく、また、ホイール、ローラーなどの１つ以上の別個の要素によって形成されていてもよい。また、迂回装置は、１つ以上の隣接ユニットとして設けられていてもよく、その隣接ユニットは、一体物または機械的に孤立したユニットであってもよい。
【００２３】
ホイール２１のようなホイールタイプの迂回装置は、好ましい実施形態では回転可能となっているが、ニップホイール２１以外の分離ユニットの場合は固定することも可能である。ホイールは、平坦な面を有してもよいし、Ｘ方向の輪郭を有してもよい。ウェブに接触するホイールの縁部は、好ましくは、鋭利な縁部でウェブが引き裂かれることを防止するために、丸みがつけられている。ホイールタイプの迂回装置を用いると、ウェブ材料は、ある範囲にわたってホイールに巻き付く。この巻付きは、ホイールの上に供給されるウェブの方向によって決まるが、その方向は、ウェブがそこから迂回装置に送り込まれるロール２０および２２またはその他の装置の位置、ならびにウェブの送り先である先導ニップ２８によって決まる。この巻付きは、５度〜３００度、または１０度〜９０度とすることができる。ウェブパスから張り出した迂回装置の頂点４０の高さ（Ｈ）は、ウェブの迂回が可能な限り、どのような値をとることも可能であるが、一般には１〜１００ｃｍ、または５〜２０ｃｍであり、この高さにより迂回の程度が決まる。
【００２４】
延伸可能なウェブは、好ましい実施形態では、弾性的延伸性を有するウェブと比較的非弾性的な１つ以上のウェブとで構成される積層体である。この場合は、「活性化された」領域が活性化後に横断方向の弾性を優先的に示すようにウェブの領域を活性化させるため、本発明の配向装置および配向方法を使用することができる。活性化とは、非弾性的な層、または非弾性的な１つまたは複数の層内の接合材が破壊されるかないしは別の方法で分裂され、それによって、ウェブ弾性材料の延伸された部分が、例えば、活性化のための延伸後に回復する、積層体内にある弾性材料または層に起因して、依然として弾性のままであるような、ウエブが延伸している状態である。非弾性的な１つまたは複数の層は、ここで破断されているかないしは別の方法で分裂されており、ウェブの後続の弾性的な延伸に対して有意な抵抗をもたらすことはない。本明細書で使用するとき、ウェブ内の非弾性的な領域は、延伸の後、ウェブの延伸された領域が少なくとも幾分かの弾性挙動を示すように延伸されている場合に「活性化」される。弾性的挙動とはつまり、活性化領域を延伸した後、その活性化領域が、任意の拘束力の無い状態でその弛緩寸法に少なくとも部分的に戻ることを意味する。
【００２５】
ウェブの一部分を延伸するために使用する、本発明による配向装置は、他のウェブ加工設備とインラインで使用するか、または、おむつラインなどの既存の多機能ラインに容易に配置することができる。たとえばウェブ加工装置は、たとえば先在するウェブを、たとえば既存のウェブを加熱すること、冷却すること、カレンダー加工すること、既存のウェブに材料を加える（たとえば、熱、超音波、ホットメルトまたは感圧性接着剤によって材料を積層する）ことなどによって加工できる装置の下流に位置していてもよい。場合によっては、その装置は、次いで現状のままでまたは積層された形で本発明によるウェブ加工装置内に送られるウェブを（たとえば、弾性的なウェブを押出成形すること、スパンボンディングすること、カーディングすること、メルトブローすること、ウィービングすること、不織布または他の非弾性的なウェブを弾性的なウェブに積層することなどによって）製造することができる。
【００２６】
本発明によるウェブ加工装置はまた、ウェブの一部分が本発明の原理に従って延伸された後にウェブに作用する別の加工装置の上流に位置していてもよい。たとえば、１つ以上の位置でウェブにスリットを付け、ウェブを穿孔し、および／またはウェブを孔開けするための装置、またはウェブに材料を積層する（たとえば、フックなどのファスナ材料を取り付けるなど）、ダイ打抜きするなどするための装置である。本発明による配向装置は、おむつ組立てラインなどの組立てラインに容易に配置して、いくらかの所定の横断方向領域を特定的に配向または活性化することができる。
【００２７】
上に簡潔に言及したように、本発明は、均質ウェブ、単層ウェブ、多層ウェブ、複合ウェブを含め、いかなる適した延伸可能なウェブを加工するために使用することができる。これには、延伸可能な特定の領域または範囲を有する組立て物品も含まれる。
【００２８】
先行する特定の実施形態は本発明の実施の説明となる。本発明は、本文書において具体的に述べられていない任意の要素または品目の無い状態においても適して実施することができる。全ての特許、特許出願、および刊行物の全部の開示は、個々に全体として組み込まれたかのように、参照によって本明細書中に組み込まれる。
【実施例】
【００２９】
本発明の理解を高めるために以下の実施例を示す。それらの実施例は、本発明の範囲を限定することを意図したものではない。
【００３０】
試験方法
ヒステリシス：
弾性／不織布積層体のヒステリシス特性を測定した。幅５０ｍｍ、長さ１００ｍｍの積層体の一片を、上部および下部のつめを４０ｍｍ離した引張り試験機（インストロン社（Instron Corp.）から入手可能なＩＮＳＴＲＯＮ  Ｍｏｄｅｌ  ５５Ｒ１１２２）に装着した。つめ内での滑りおよび破損を最小にするために、線接触式のつめを使用した。次いでつめを、１５ニュートンの荷重が記録されるまで、５１ｃｍ／分の速度で分離させた。次いでつめを１秒間にわたって静止させると、後につめは伸び率ゼロの位置へ戻った。再びつめを１秒間にわたって静止させ、１６ニュートンの荷重が記録されるまで、次いで同じ速度で分離させた。その周期をさらに２回、合計で３周期にわたって繰り返した。２つの反復試験の結果を図８および図９に示す。延伸されていない積層体を対照標準として、またさらに、以下で述べる延伸された積層体（実施例１および２）を試験した。図８および図９は、所定の負荷で延伸プロセスを実施した結果、延伸の程度が極めて高い積層体が形成されることを示しており、このことは、ラベル１’、２’および３’の曲線とラベル１、２および３の曲線とを比較すれば明らかである。延伸された材料もまた、延伸されていない材料に比べて極めて平坦な（なだらかな傾斜）応力−ひずみ（ヒステリシス）曲線を描き、これは、多数の用途において弾性材に望まれる特性である。
【００３１】
（実施例１）
ＰＣＴ公報ＷＯ２００４／０８２９１８に開示された方法を用いて、弾性／不織布積層ウェブを調製した。
【００３２】
ギヤポンプを取り付けた直径４０ｍｍの２軸押出し機を使用して、スチレン−エチレンブチレン−スチレンブロックコポリマー（テキサス州ヒューストン（Houston）のクラトン・ポリマー社（Kraton Polymers）のＫＲＡＴＯＮ  Ｇ−１６５７、７０％）と超低密度ポリエチレン（テキサス州ヒューストン（Houston）のエクソン・ポリマーズ社（Exxon Polymers Inc.）のＥｎｇａｇｅ  ８４５２、３０％）とからなる、７５ｇ／ｍ２の溶融弾性ポリマーのブレンドを、約２４６℃の溶解温度でダイに送った。そのダイは、溶解ポリマーのフィルムが、加熱したドクターブレードと冷却した成形ロールとの境界面範囲内へと、垂直下向きに押出しされるように配置されていた。ドクターブレードは、２４６℃の温度に維持された。さらに、フォーミングロールは、ロールの内部に冷水を循環させることにより、３０℃の温度に維持された。ドクターブレードは、７８８ニュートン／線ｃｍ（線インチあたり４５０ポンド）の圧力で成形ロールに対して保持した。
【００３３】
一連の楕円形形状のポストをロールの周辺部の周りに配置するために、成形ロールの外面の幅約１５ｃｍを化学的にエッチングした。ポストは幅が１．６ｍｍであり、ロールの周りに周囲方向に（ダウンウェブ方向）３．２ｍｍ、ロールに沿って軸方向に（クロスウェブ方向）５ｍｍ離間した。ポストの高さは６３ミクロンであった。ドクターブレードが押出し物をロールから取り去ったとき、ポストのランドに押出し物が残存せず、結果として幅１５ｃｍの有孔ポリマーフィルムが得られるように、ポストの最上部（またはランド）は、ロールの機械加工されない最も外側の範囲と同じ高さであった。押出し物は、整合したバックアップロール（７５ショアＡのジュロ硬度を有するゴムカバーを備えたスチール製の芯）で形成されたニップにおいて、ＢＢＡノンウーブンズ社（BBA Nonwovens）（サウスカロライナ州シンプソンビル（Simpsonville））による秤量２７ｇ／ｍ２、幅２２ｃｍの、軽く接合された高延伸カード（ＨＥＣ）不織布ポリプロピレン基材（製品ＦＰＮ  ３３２Ｄ）に、成形ロールから移送した。バックアップロールの芯は、温度５℃の水を循環させることによって冷却した。成形ロールとバックアップロールとの間のニップに加えられる圧力は、２５ニュートン／線ｃｍ（線インチ当たり１４ポンド）であった。押出し物と不織布との間の接合を高めるために、不織布にホットメルト接着剤（ウィスコンシン州ウォーワトサ（Wauwatosa）のボスティック社（Bostik）によるＨ９３８８、４．５ｇ／ｍ２）を不織布の全幅（２２ｃｍ）にわたって渦巻き模様で吹き付けた。１５ｃｍの押出し物を幅２２ｃｍの不織布と中心を合わせ、結果として、エラストマーのない最も外側の縁部領域は約６ｃｍとなった。次いで、同様に接着剤を吹き付けた、同じタイプの不織布の第２の層（幅２２ｃｍ）を、ゴムロール／スチールロールニップを使用して先に作製した積層体のエラストマー側に積層し、結果として、ウェブの中央１５ｃｍは３層の積層体、ウェブの最も外側の６ｃｍは２層の積層体とした。
【００３４】
積層体は、次に、図１に示す装置と同種の装置を使用して横断方向に延伸された。配向装置１２は、従動ローラー７、８、および９の３セットで構成された。各ローラーセットは、図１ａに示したように、３個の先導ニップローラー７”、８”、および９”を含む列（部分集合）と、４個の後続ニップローラー７’、８’、および９’を含む列とで構成された。すべてのニップローラーはアルミニウム製であり、その直径は７．６ｃｍ、厚さは６．４ｍｍで、直径２．５ｃｍのシャフトに取り付けられていた。各ニップローラーの最も外側の縁部またはランド（４ｍｍ幅）には、機械加工によりクロスハッチング形式の刻み模様が施され、これは、延伸時の積層体に対するローラーの摩擦係数を増大させるためである。各ニップローラー列は、ポリウレタンゴムでコーティングされた、直径５．０ｃｍ、長さ２５．４ｃｍのスチールロール５（ジュロ硬度３０）に対してニップされた。先導のローラー列と後続のローラー列は、シャフトの中心間の距離が７．５ｃｍとなるように間隔をあけて配置された。各シャフトに取り付けられた個々のローラーは、１．１ｃｍ離して配置された。図１ａに示したように、各セットにおいて、先導のローラー列は、配向領域ができるよう、後続のローラー列から横断方向にオフセットされた。ローラーセット８は、ローラーセット７から横断方向に約４ｍｍオフセットされた。ローラーセット９も、ローラーセット８から同様にオフセットされた。先導のローラー列は、後続のローラー列に対する速度比率が１．６：１となる速度で駆動された。供給ウェブ全体の速度は１０ｍ／分であった。速度が６０％超過することにより、ウェブにおいて機械方向の張力が発生し、この張力は次に横断方向の抵抗力へと変換され、最終的にウェブが横断方向に延伸された。３セットのローラーを通過した結果、積層ウェブの幅は約４．５ｃｍ延伸された。延伸されたウェブは、次に、図８に示したように、ヒステリシス試験に備えてロールにまとめられた。
【００３５】
（実施例２）
上記の実施例１で説明したように、ＰＣＴ公報ＷＯ２００４／０８２９１８に開示された方法を用いて、弾性／不織布積層ウェブを調製した。
【００３６】
積層体は、次に、図５および図６に示す装置と同種の装置を使用して横断方向に延伸された。配向装置は、その下のアルミニウム製の駆動ロール４８で構成され、ロール４８は、長さ２５．５ｃｍ、直径１５ｃｍであり、７個の環状ホイール４９および５０が取り付けられ、ホイール４９および５０は、ロール４８と同軸であり、１５ｃｍの長さと１ｃｍの厚さまたは幅を有していた。ホイールの外側表面には、装置を通って加工されている不織布積層体との摩擦係数を増加させるため、水平溝と隆起部が刻まれた。最も外側のものを含め、ホイール４９は、ロール４８が固定されているシャフトと同一のシャフトに固定された。ホイール５０はシャフトに固定されず、そのため、ロール４８の回転から独立して自由に回転した。この装置は、７本のゴム製タイミングベルトも含んでおり、タイミングベルトは、幅５ｍｍ、長さ４０ｃｍであり、図５には４本（４１、４２、４３、４６）のみが示されており、これらのタイミングベルトは、不織布積層体を環状ホイールにニップのためまたは押し付けるために使用された。この装置には、タイミングベルトと協働する、直径が５ｃｍ、幅または厚さが１ｃｍのアルミニウム製のタイミングギアが４セット設けられた。第１のセットは、従動シャフトに取り付けられた４個のギア４６を含み、第２のセットは３個のギア４６’を含んでおり、ギア４６’は、ギア４６と同一のシャフトに取り付けられ、ギア４６と交互に配置された。ギア４６はシャフトに固定されておらず、そのため、固定されたホイール４９と協働する場合に、ロール４８と同じ速度で自由に回転した。ギア４６’はシャフトに固定されており、自由に回転するホイール５０と協働する場合に、ロール４８に対する超過速度比率が１．５：１となる速度で駆動された。第３のセットは、シャフトに固定された状態で取り付けられた４個のギア４５を含んでいた。第４のセットは、シャフトに固定された状態で取り付けられた３個のギア４７を含んでいた。ゴム製のタイミングベルトは、第１のギアセットと第３のギアセットの接続、および、第２のギアセットと第４のギアセットの接続に使用され、ニップ領域を形成した。
【００３７】
上述の長さ６０ｃｍの弾性／不織布積層体シートは、ベルトと駆動ロール４８により形成された装置のニップ領域内に、５ｍ／分の速度で手動で送り込まれた。第２のギアセット４６’は、対応するベルトセットと協働するものであり、下に位置する駆動ロール４８よりも速い速度で駆動され、この第２のギアセット４６’により、積層体が、ニップ領域の形成に使用されるベルトと同一の幅（５ｍｍ）を有する先導ニップレーン内で機械方向に進められた。ウェブのこのような前進は、下にあるホイール５０がギア４６’および対応するベルトと同じ速度で自由に回転することにより可能となった。先導ニップレーンに隣接する材料の後続ニップレーンは、第１のギアセット４６および対応するベルトによって形成され、この後続ニップレーンは遅い駆動ロール４８と同じ速度に保たれたが、これは、自由に回転するギアとベルトを駆動する下のホイール４９が、遅いロール４８と同一のシャフトに固定されていたことによる。ギア４６’の超過速度が５０％になると、先導ニップレーン内で積層体に加えられる機械方向の張力によって配向領域が形成され、この張力は、後続ニップレーンと共同で、横断方向の抵抗力または剪断力へと変換され、最終的に、積層体を横切る約５ｍｍ幅の交互のバンドにおいてウェブが横断方向に延伸された。装置を通り抜けた後は、活性化されている積層体によって配向領域が収縮し、ほぼ元の寸法に戻り、弾性が回復した。活性化された積層体シートは、その後、この装置に２回および３回かけられ、積層体をさらに活性化させるために、毎回３ｍｍオフセットされた。図９に示したように、活性化された積層体は、その後、ヒステリシス試験または弾性特性試験が実施された。
【００３８】
上に簡潔に言及したように、本発明は、均質ウェブ、単層ウェブ、多層ウェブ、および複合ウェブを含め、いかなる適した延伸可能なウェブを加工するためにも使用することができる。これには、延伸可能な特定の領域または範囲を有する組立て物品も含まれる。
【００３９】
（実施例３）
以下の方法により、多層フィルムを作成して配向を付けた（活性化ともいう）。まず、米国特許第５，３７６，４３０号に記載されているような従来の多層同時押出成形技術を利用して、２つの非弾性外表面薄層を有する３層フィルムと、エラストマーコア層を作成した。外側層はポリプロピレンホモポリマー（テキサス州ヒューストンのエクソンモービル社（ExxonMobil）の３１５５  ＰＰ）で構成され、コア層は、スチレン−エチレンブチレン−スチレンブロックコポリマー（テキサス州ヒューストンのクラトン・ポリマー社（Kraton Polymers Inc.）のＫＲＡＴＯＮ  Ｇ−１６５７、９５％）およびポリプロピレンホモポリマー（トータル・ペトロケミカルズ社（Total Petrochemicals）の３７６１  ＰＰ、５％）で構成された。フィルム全体の厚さは６８．６μ（２．７ｍｉｌ）、外表面／コアの厚さの比率（両方の外表面を含む）は１：１６であった。
【００４０】
このフィルムのサンプルは、実施例２で述べた装置／方法を使用して活性化された。実施例２では７本のゴム製タイミングベルトを使用していたが、このサンプルは、５本のベルトを使用する幅に設定された。サンプルは、ベルトと駆動ロールにより形成された装置のニップ領域内に、３ｍ／分の速度で手動で送り込まれた。ベルトの速度差は、引っ張り率が１．６６：１となるように設定された。この結果、非配向材料（すなわち、ベルト／駆動ニップ領域を直接通過したため、延伸／配向が施されていない材料）の領域によって分離された、活性化された材料（すなわち、隣接し合うニップ領域間を通り、延伸／配向が施された材料）の４つの配向領域を作り出す製品が形成された。
【００４１】
比較実施例１の作成
多層押出成形により作成された３層フィルムは、米国特許第４，２２３，０５９号（シュワルツ（Ｓｃｈｗａｒｚ））、米国特許第４，９６８，３１３号（サビー（Ｓａｂｅｅ））、米国特許第５，１４３，６７９号（ウエバー（Ｗｅｂｅｒ）他）、米国特許第５，１５６，７９３号（ビュレル（Ｂｕｅｌｌ）他）、米国特許第５，１６７，８９７号（ウエバー（Ｗｅｂｅｒ））に記載されたのと同様の装置と方法を使用して、従来のリングローリングにより活性化された。２つの非弾性外表面薄層と弾性コア層を有する３層フィルム（上述の実施例と同一のもの）は、機械方向にそろえられたリングとかみ合う２セットの歯を有するリングローリングユニットに対し、５ｍ／分の速度で手動で送りこまれた。ベルトは、ニップに入る際にフィルムを安定させるために使用された。リングのかみ合い量は８〜９ｍｍに設定された。これは、約４００％の延伸を目標としたことに対応している。
【００４２】
サンプルの分析
フィルムのサンプルは、表面の分析を可能とするため、コア層から表面薄層を取り除く加工が施された。この加工は、コア層が溶解するように、サンプルをＴＨＦに数時間浸すことで行われ、その後、残った表面薄層はＴＨＦ漕から取り出されて乾燥された。表面薄層サンプルは、次に、光学顕微鏡による分析にかけられた。
【００４３】
表面薄層サンプルは、それが持つ異方性光学特性、つまり、分子配向の程度と、分子配向の方向、に従って特徴付けられた。分子配向の程度は、複屈折により特徴付けられ、複屈折は、フィルム平面の遅い振動軸と速い振動軸に沿ったサンプルの屈折指数間の差として定義される。複屈折により、フィルム平面における異方性や分子配向の存在と程度が明らかとなる。分子配向の方向は、遅い振動軸の実方向または全体的方向により特徴付けられる。特に、このケースの場合は、複屈折および遅い振動軸の方向により、活性化または配向プロセスで付与された分子配向の影響の存在が明らかとなる。分子配向や複屈折の大きさは、通常、遅延をサンプルの厚さで割ったものにより測定される。
【００４４】
サンプルの光学特性の測定は、５４６ｎｍフィルターを用いて構成されたＬＣ−ＰｏｌＳｃｏｐｅ映像システム（マサチューセッツ州ウォーバーンのケンブリッジリサーチインストゥルメンツ（Cambridge Research Instruments））を使用して行われた。このシステムについては、製造元の指示に従って較正が行われた後、製造元より指定された既知の遅延基準に照らして再度検証が行われた。次に、バックグラウンド減算法を用いてサンプルの測定を行った。配向領域および非配向領域において、複数の測定値が得られた。表１に、本発明のサンプル、リングロールされたサンプル、および未加工のフィルムに関する光学的異方性データの平均値を示す。
【００４５】
【表１】
2009504934.tif 000003
【００４６】
図１０および図１１には、光学的異方性を示すデータが写実的に示されている。本発明のサンプルの場合（図１０）は、上述の映像システムにより得られたイメージが示されおり、サンプルの活性化された範囲（配向領域）および非配向範囲が表されている。活性化された範囲と非配向範囲が重なり合ったサンプルは、それぞれの範囲で測定された光学的異方性特性の平均値を表す印が示されている。この印は十字型をしている。それぞれの印において、十字の長い軸線は遅い振動方向全体に沿った配向を示し、短い軸線は対応する速い振動方向に沿った配向を示す。２本の軸線の長さの差は、遅延を表している。この印で表現されたデータは、サンプルの様々な部分で測定された光学的異方性特性の方向と大きさを示すものであり、つまり、配向領域および／または非配向領域における全体的（平均的）分子配向の程度と方向を示している。
【００４７】
図１０を参照すると、非配向範囲、または非配向領域では、配向特性が、元の非配向フィルムの配向特性と極めて類似していることが分かる。つまり、遅延値もしくは分子配向は極めて小さく、その上、遅い振動軸（これは、上述のように、分子配向の方向を示す）は、ダウンウェブ方向にそろえられていた。このことから、元のフィルム押出成形プロセスにおいて、ダウンウェブ方向のわずかな分子配向がフィルムに付与されたことが明らかとされている。
【００４８】
再度図１０を参照すると、配向範囲または配向領域では、非配向領域に対して比較的大きな遅延が現れていることが分かる。さらに、遅い振動軸には、平均角度約１３５度の配向が付けられた（フィルムのクロスウェブ方向と比較して測定）。配向角度の異なる配向範囲同士が直接隣り合う（つまり、非配向材料が間に存在しない）ように作成されたサンプルでは、１つおきに配置された配向領域は、一般に、配向角度は同一だが、クロスウェブ方向に対して反対方向となっていることが分かった。
【００４９】
図１１は、リングロールされたサンプルの光学的異方性特性を示している。非配向領域は、本来押出成形された状態のフィルムが持つ特性と極めてよく似た特性を示すことが分かった。活性化された範囲または配向領域は、本発明の場合に類似した遅延値を有することが分かった。しかしながら、遅い振動軸の配向がフィルムのクロスウェブ方向に極めて近い点で、本発明と著しく異なっていた。
【００５０】
上記の特定の実施形態は、本発明の実施を例示するものである。本発明は、本文書において具体的に述べられていない任意の要素または品目の無い状態においても適して実施することができる。全ての特許、特許出願、および刊行物の全部の開示は、個々に全体として組み込まれたかのように、参照によって本明細書中に組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の方法を実施して本発明のウェブを製造するための装置の概略図。
【図１ａ】図１の装置に使用されるホイールの平面図。
【図２】本発明の第１の実施形態の配向ユニットによって加工されているウェブの平面図。
【図３】本発明の第１の実施形態の配向ユニットによって加工されているウェブの斜視図。
【図４】本発明の第２の実施形態の配向ユニットによって加工されているウェブの斜視図。
【図５】本発明の第３の実施形態の配向ユニットの斜視図であり、ニップ領域がベルトによって形成されている。
【図６】図５の実施形態の側面図。
【図７】図５の実施形態の区分平面図。
【図８】第１の実施形態タイプの装置で加工されたウェブのヒステリシス特性を示すグラフである。
【図９】第３の実施形態タイプの装置で加工されたウェブのヒステリシス特性を示すグラフである。
【図１０】比較ウェブの、本発明の顕微鏡写真である。
【図１１】比較ウェブの、本発明の顕微鏡写真である。
【図１２ａ】本発明による、活性化された異なるウェブの概略的な上面図である。
【図１２ｂ】本発明による、活性化された異なるウェブの概略的な上面図である。
【図１２ｃ】本発明による、活性化された異なるウェブの概略的な上面図である。
【図１２ｄ】本発明による、活性化された異なるウェブの概略的な上面図である。
【図１】
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【図１ａ】
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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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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１２ｃ】
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【図１２ｄ】
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【国際調査報告】
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