(57)【要約】制御された分布で不織布ウェブに接合された複数の弾性ストランドを包含するエラストマー不織布積層体を製造するための装置及び方法が提供される。この装置は、複数の弾性ストランドを、回転するドラムの冷却表面上に押し出すための押出機を備え、この押出機は、ストランドを平行な配列で、平行な軸の周りを回転する２つのローラーの間に形成されたニップまで移送する。ドラムは、複数のストランドを制御された分布でニップまで移送し、そこでストランドは不織布と結合される。
2006525895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの不織布と複数の弾性ストランドとを備えた不織布エラストマー積層体を製造するための装置であって、
ａ）表面速度Ｖ１で軸の周りを回転する表面が冷却されたドラムであって、１２時から３時の間の第１の四分円と、３時から６時の間の第２の四分円と、６時から９時の間の第３の四分円と、９時から１２時の間の第４の四分円と、を有する表面が冷却されたドラムと、
ｂ）前記第１の四分円と第２の四分円との間の前記ドラムの冷却された表面上に複数の弾性ストランドを平行な配列で押し出す押出機と、
ｃ）前記ドラムの冷却表面に近接して配置された第１ローラー、および前記第１ローラーとの間でニップを形成する第２ローラーであって、それぞれ前記表面速度Ｖ１よりも大きい表面速度Ｖ２を有する第１ローラー及び第２ローラーと、
ｄ）第１接合面を有する第１不織布を、前記ニップを形成する前記第２ローラーに供給する第１不織布供給源と、
ｅ）前記ニップの前に、前記第１接合面に接着剤を供給するための第１接着剤供給源と、を備え、
前記ドラムは、前記複数の弾性ストランドを前記第１ローラーまで移送し、前記ドラムの冷却表面と前記第１ローラーとの間の支えられていないストランドのスパンは、前記ニップに進入し前記第１不織布の第１接合面に接合する弾性ストランドの制御された分布を付与するべく最小化される装置。
【請求項２】
前記押出機は、内蔵型計量ポンプ、バルブ及びノズル構成を備え、前記計量ポンプ及びバルブは、制御されたポリマーの排出を行うべく前記ノズルに近接して配置され、始動及び停止中にポリマーの流出を制限する請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ドラムの冷却表面と前記第１ローラーとの間の前記支えられていないストランドのスパンは、前記ドラムの冷却表面及び前記第１ローラーの両方に接触している請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記ドラムの冷却表面と前記第１ローラーとの間の前記支えられていないストランドのスパンは、約１０ｍｍ〜約２００ｍｍである請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記ドラムの冷却表面と前記第１ローラーとの間の支えられていないストランドのスパンは、約２０ｍｍ〜約５０ｍｍである請求項１に記載の装置。
【請求項６】
第２接合面を有する第２不織布を、前記ニップを形成する前記第１ローラーに供給する第２不織布供給源をさらに備え、前記第１不織布及び第２不織布の第１接合面及び第２接合面は、前記ニップのところで、前記複数の弾性ストランドを前記制御された分布で間に挟み、向かい合わせの配置で接合される請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記第２不織布供給源と前記ニップを形成する前記第１ローラーとの間に配置され、前記ニップに到達する前に前記第２接合面に接着剤を供給する第２接着剤供給源をさらに備えた請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記ニップに続いて配置され２つのＳ字状を形成する少なくとも２対のローラーをさらに備え、前記第１ローラー対の回転は表面速度Ｖ２を付与し、前記第２ローラー対の回転は、Ｖ２よりも大きい表面速度Ｖ３を付与し、前記Ｓ字状は前記エラストマー不織布積層体に対して過度な歪みを与え、その伸張性を少なくとも２０％増加させる請求項６に記載の装置。
【請求項９】
ａ）前記第１不織布供給源と前記第２ローラーとの間に、前記ドラムの冷却表面に近接して配置されたアイドラーローラーであって、前記第１接合面を前記ドラムの冷却表面と接触させ、これにより、何らかの理由により前記ニップを形成する前記第１ローラーへ移送することができなかったストランドを、前記第１接合面によって前記ドラムの冷却表面から取り除く、アイドラーローラーと、
ｂ）前記ニップを形成する前記第２ローラーに近接し前記アイドラーローラーから選択距離をもって配置されたピボットローラーであって、前記第２ローラーの近くで前記第１不織布の方向を反転させ、前記ドラムの冷却表面から集められたストランドを前記第１接合面から除去するピボットローラーと、
ｃ）前記ピボットローラーの近くに配置された一連のローラーであって、前記第１不織布を、初めに前記ピボットローラーから離間させ、次いで前記ニップを形成する前記第２ローラーまで戻して、前記第１接合面を前記ピボットローラーの下方に送り、これにより、前記ニップに進入する前に、前記ピボットローラーで除去された破断した弾性ストランドを前記第１接合面上に集めるように構成された一連のローラーと、をさらに備えた請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記アイドラーローラー及びピボットローラーは、前記第１不織布の第１接合面が、前記アイドラーローラーと前記ピボットローラーとの間の前記第２の四分円における前記ドラムの冷却表面と接触するように、連続して配置される請求項１０に記載の装置。
【請求項１１】
前記一連のローラーは、前記ピボットローラーに近づく第１不織布と、前記ピボットローラーから離れる前記第１不織布の角度と、が０°〜９０°であるように、前記ピボットローラーに対して配置される請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記第１不織布の第１接合面に接合された任意の２つの隣り合う弾性ストランド間の測定距離は、押出機から平行な配列で前記ドラムの冷却表面上に押し出された該２つの隣り合う弾性ストランド間の測定距離から３０％未満で変化する請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エラストマー不織布積層体を製造するための方法及び装置に関する。より詳細には、本発明は、複数の弾性ストランドと、不織布材料とを含むエラストマー不織布積層体を製造するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
使い捨て流体処理物品は、布地、フィルム、発泡体、弾性体などの連続するウェブを用いて、高速の変換ライン上で製造されることが多い。これら物品の多くは、好ましくは、弾性領域又は構成要素を包含する。典型的には、弾性構成要素は、少なくとも一方側、好ましくは両側を不織布に被覆されている。以下、この不織布及び弾性体の結合体をエラストマー不織布積層体と呼ぶ。
【０００３】
エラストマー不織布積層体は、典型的には、不織布に結合された弾性体を包含する。この弾性体としては弾性フィルム又は弾性ストランドが挙げられるが、一般には弾性ストランドの方が弾性フィルムよりも好ましい。その理由は、ストランドは必要とする材料がより少なく、配置の柔軟性及び延伸特性を有するからである。１つのかかる積層体において、複数の弾性ストランドは、延伸した状態のままで不織布に接合され、それにより、弾性ストランドが弛緩すると、不織布には、それが弾性ストランドに結合される位置の間に皺が寄り、波形部を形成する。結果生じた積層体は、波形部が弾性体の伸長を許容する程度まで延伸可能である。かかる積層体は、米国特許第４，７２０，４１５号（ヴァンダー・ウィーレン（Vander Wielen）ら、１９８８年１月１９日発行）に開示されている。
【０００４】
弾性ストランドを有するエラストマー不織布積層体は、加熱された複数のフィラメントをコンベア又はローラー上に押し出し、そこでフィラメントが冷却され、不織布まで移送されることにより製造されてもよい。あるいは、複数のストランドは、供給ロールから巻き出され、不織布に接合されてもよい。いずれの場合も、不織布上にストランドを均一に配置することは困難であり得る。弾性ストランドは、典型的には不織布まで移送され、その結合体を２つのロールの間に形成されたニップに通すことにより接合される。不織布までの移送中、典型的には、弾性ストランドは支えられていない。作業の振動及び速度により、ストランドは、隣り合うストランドとの整列、重なり、交絡及びまとまりを欠く傾向にある。更に、支えられていないストランドは破断するか、又はコンベアに貼着し、不織布のところまで全く移動しない場合もある。破断したストランドは、コンベア又は移送ロールなどの機器上に蓄積され、最終的には機器の動作不能時間を生じさせ得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、複数の連続する弾性ストランドを、制御された分布で、接合する不織布上に配置することができるエラストマー不織布積層体を製造するための方法及び装置を提供することが有益である。更に、不織布まで移送することができなかった弾性ストランドを自動的に捕捉し、通す（threading）ことができる方法及び装置を提供することが有益である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、制御された分布で不織布ウェブに結合された複数の弾性ストランドを包含するエラストマー不織布積層体を製造するための方法及び装置を提供する。この装置は、複数の弾性ストランドをドラムの冷却表面上に押し出すための押出機を備え、この押出機は、複数のストランドを、第２ロールと共にニップを形成する第１ローラーまで運ぶ。第１不織布は、第１不織布供給源から第２ローラーまで供給される。第１ローラーは、ドラムの冷却表面の近くに配置され、移送中の支えられていないストランドの最小スパンを許容しつつ、複数の弾性ストランドを受け取る。装置は、第２接合面を有する第２不織布を、第２ローラーと共にニップを形成する第１ローラーに供給する第２不織布供給源を備えてもよい。この実施形態の場合、複数の弾性ストランドは、第２不織布が第１ローラーを通り過ぎる時に、第２接合面上に直接運ばれる。第１不織布及び第２不織布は、第１の速度Ｖ１でドラムの冷却表面から運ばれた弾性ストランドをその間に挟んだ状態で、第２の速度Ｖ２で向かい合わせの配置でニップを通過する。ここで、Ｖ２はＶ１よりも大きい。
【０００７】
好ましい実施形態において、装置は、ドラムの冷却表面に近接し、複数のストランドが第１ローラーに移送される点から反時計周りに配置されるアイドラーローラーを備える。アイドラーローラーは、第１不織布の第１接合面をドラムの冷却表面に接触させ、第１接合面が、ドラムの冷却表面に貼着して、第１ローラーまで移送することができなかった弾性ストランドを除去することを可能にする。ドラムの冷却表面を一掃した後、ニップを形成する第２ローラーに隣接して配置されたピボットローラーは、第１不織布の方向を反転させ、第１接合面上に集められたストランドがそこから排除されることを可能とする。一連のローラーは、まず第１接合面をピボットローラーの下に送ることにより、第１不織布を、初めにピボットローラーから離間させ、次いでニップを形成する第２ローラーの辺りまで戻し、ピボットローラーで排除された弾性ストランドを再収集する。ドラムの冷却表面を一掃することは、ドラム表面を、弾性ストランドのない状態に保つだけでなく、始動中、複数の弾性ストランドを第１ローラーまで通すための手段を提供する。
【０００８】
代替実施形態において、複数の弾性ストランドを間に挟んだ第１及び第２不織布を含むエラストマー不織布積層体は、ニップから、Ｓ字状を形成する少なくとも２対のローラーまで進められることができる。Ｓ字状を形成する第１ロール対は、Ｖ２にほぼ等しい表面速度を付与する速度で回転する。Ｓ字状を形成する第２ロール対は、Ｖ２よりも大きい表面速度Ｖ３を付与する速度で回転する。加速は、積層体に対して過度な歪みを与え、更なる延伸を引き起こす。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本明細書は、本発明と見なされる主題を特に指摘し明確に請求する特許請求の範囲をもって結論とするが、本発明は、添付の図面と関連させた次の説明から更によく理解されると考えられる。いずれの図面も必ずしも一律の縮尺に従ってはいない。
【００１０】
本発明の方法及び装置は、使い捨て流体処理物品を含む様々な物品での使用に適する、消費者にとってより望ましいエラストマー不織布積層体を提供するべく設計される。エラストマー不織布積層体は、複数の弾性ストランドからなる少なくとも１つの層と、不織布材料からなる少なくとも１つの層とから構成された不織布及び弾性体を含む。本方法及び装置は、制御された分布の弾性ストランドを有するエラストマー不織布積層体を効果的に製造することができる。
【００１１】
（定義）
以下の専門用語は、本明細書において、各用語の明らかな意味と矛盾せず、本明細書に示される更なる詳細を伴って使用される。
【００１２】
「ライブ延伸」は、弾性体を延伸し、延伸した弾性体を不織布に結合することを包含する。結合の後、延伸した弾性体は解放され、それにより弾性体が収縮し、結果として「波形化された」不織布が得られる。不織布が少なくとも１つの元来のフラットな寸法に達する点近くまで、波形化された部分が引っ張られると、波形化された不織布は延伸し得る。
【００１３】
「連続するフィラメント」は、連続して成形されたポリマーフィラメントのストランドを指す。かかるフィラメントは、ある一定の種類及び構成の毛管孔を内部に有するダイヘッドを通して溶融材料を押し出すことによって成形される。
【００１４】
「制御された分布」は、ストランドの重なり又は束を有さない弾性ストランドの平行な配置を指し、弾性ストランド間の距離の変化は、押出点から積層点までが最小である。
【００１５】
「変換設備」は、順次組立てられて使い捨て流体処理物品の完成品となる、使い捨て流体処理物品の１つ以上の構成要素を製造するあらゆる製造機器を指す。それはまた、消費者が使用するのに完全である使い捨て流体処理物品の完成品を製造してもよい。
【００１６】
「弾性体」、「エラストマー」又は「エラストマーの」は、弾性的な特性を呈するポリマーを指す。それらは、その弛緩した状態の初期の長さに力を加えると、初期の長さよりも１０％を超えて長い伸長された長さへと延伸又は伸長することができ、加えられた力を解放すると、ほぼその初期の長さまで実質的に回復するあらゆる材料を含む。
【００１７】
「押出装置」又は「押出機」は、本明細書において、１つ以上の押出ダイを通してポリマーのような材料の溶融流を押出すことができるあらゆる機械を指す。
【００１８】
用語「押し出す」又は「押し出し」は、本明細書において、加熱されたエラストマーが１つ以上の押出しダイに入れられて、弾性体の溶融流を形成し、この弾性体の溶融流が冷却して固体となるプロセスを指す。
【００１９】
用語「溶融流」は、本明細書において、押出装置を出たポリマーのような加熱された液体材料の直線的な溶着物を指す。この溶融流は、ポリマー材料の連続するフィラメント、不連続的な繊維又は連続するフィルムが挙げられる。冷却されると、溶融流は弾性ストランドを形成する。
【００２０】
用語「接合された」は、本明細書において、材料又は構成要素が、別の材料又は構成要素に直接的又は（１つ以上の中間部材により）間接的に固定される構成を包含する。間接的な接合の例は接着剤である。直接的な結合としては、熱及び／又は圧力結合が挙げられる。接合には、例えば接着剤、熱結合、圧力結合、超音波結合などの当該技術分野において既知のあらゆる手段が含まれる。
【００２１】
用語「不織布」は、本明細書において、スパンボンド、メルトブロウンなどの方法によって、連続する（長い）フィラメント（繊維）及び／又は不連続の（短い）フィラメント（繊維）から作成された材料を指す。不織布は、織った又は編んだフィラメントパターンを有さない。
【００２２】
不織布は、典型的には、機械方向及び機械横方向を有するものとして記載される。機械方向は、不織布が製造される方向である。横断方向は、機械方向に直交する方向である。不織布は、典型的には、製造時の長い方向又はロールされる方向に相当する機械方向を伴って形成される。機械方向はまた、不織布における繊維の配向の主たる方向である。
【００２３】
図１は、エラストマー不織布積層体２０を製造するための、本発明による装置１００の側面図を示す。装置１００は、軸１１４の周りを回転し、表面速度Ｖ１を有するドラム１１０を備える。ドラム１１０はグリコール冷却され、冷却された外側表面１１２を提供する。冷却された外側表面の温度は、０℃〜５℃に維持される。配向の目的で、ドラム１１０は、１２時から３時の間の第１の四分円１１１ａと、３時から６時の間の第２の四分円１１１ｂと、６時から９時の間の第３の四分円１１１ｃと、９時から１２時の間の第４の四分円１１１ｄとを有する。
【００２４】
ドラム１１０は、あらゆるサイズの積層体又は加工設備（process set up）に適応するようなサイズに形成され得る。例えば、エラストマー不織布積層体が今後の使用のためにロール上又はボックス内に保管されるオフラインの材料製造作業用に、より大きなドラム１１０を利用してもよい。変換作業の上流工程が組み込まれたオンライン作業には、より小さなドラムサイズが必要とされることもある。オフライン作業の場合、ドラムの直径はおよそ１ｍ以上であってもよく、一方、オンライン作業の場合、ドラムの直径はおよそ０．５ｍ以下であってもよい。同様に、オフライン作業の場合、ドラムの幅はおよそ１ｍ以上であってもよく、一方、オンライン作業の場合、ドラムの幅はおよそ１ｍ以下に制限されてもよい。ドラム１１０の回転は、作業者の需要に応じて速度の増減（ramping up or down）が可能な変速モータにより駆動され得る。
【００２５】
装置１００は、エラストマーポリマーの溶融流を押し出すための押出機１２０を備える。押出機１２０は、複数のノズル１２２を通してポリマーの溶融流を押し出して、複数の弾性ストランド２３を形成し、それらストランド２３は平行な配列で、回転するドラム１１０の冷却表面１１２上に流出する。好ましくは、弾性ストランドは、隣接する任意の２つのストランド間の距離が約１ｍｍ〜約３ｍｍであるように、ドラム１１０の冷却表面１１２上に押し出される。より好ましくは、任意の隣り合う２つのストランド間の距離は、約１．５ｍｍである。押出機１２０は、第１四分円１１１ａと第４の１１１ｄの間に設置され、複数のストランド２３を１２時近くのドラム１１０の冷却表面１１２上に配列する。
【００２６】
押出機１２０は、好ましくは、内蔵型計量ポンプ、バルブ及びノズル構成を包含し、計量ポンプ及びバルブは、ポリマーの制御された排出を行うために、ノズルに近接して配置される。ポリマーの制御された排出は、特に始動及び停止中、十分な供給量のポリマーがドラムの冷却表面に供給されることを保証する。停止中の過剰なポリマーの流出は、ドラムの冷却表面の局部的な加熱を引き起こす可能性があり、ドラムの表面に貼着した弾性ストランドによるポリマーの蓄積につながり得る。
【００２７】
第１及び第２ローラー１３０、１３２は、第３の四分円１１１ｃのドラム１１０の冷却表面１１２の近くに設置される。第１及び第２ローラー１３０、１３２は、２つの平行な軸の周りを回転し、それらの間にニップ１３４を形成し、各々は表面速度Ｖ２を付与する。各ローラーの表面速度Ｖ２は、ドラムの表面速度Ｖ１よりも大きい。
【００２８】
第１ローラー１３０は、ドラム１１０の冷却表面１１２から第１ローラー１３０まで移動する、支えられていないストランドのスパン１５０を最小にするべく、ドラム１１０の冷却表面１１２に近接して配置される。好ましくは、第１ローラーは、実際に接触することなく、できる限りドラムの冷却表面の近くに配置される。実際に測定された２つを隔てる距離は、ドラム及び第１ローラーのサイズによって変わる。例えば、ドラムの直径が１ｍであり、且つ第１ローラーの直径が１５０ｍｍである場合、ドラム１１０の冷却表面１１２と第１ローラー１３０との距離は、約０．５ｍｍ〜約５ｍｍであり得る。支えられていないストランドのスパン１５０の対応する長さは、約１８ｍｍ〜約７５ｍｍであり得る。より小さいサイズのドラムの場合、支えられていないストランドのスパン１５０の長さはより短くなり得る。例えば、１５０ｍｍの第１ローラー１３０と直径０．５ｍのドラムは、第１ローラー１３０が、ドラム１１０の冷却表面１１２までほぼ１ｍｍのところに配置されることを可能とし、支えられていないストランドのスパン１５０の長さを約２２ｍｍに制限することができる。
【００２９】
第１ローラー１３０は、ドラム１１０の冷却表面１１２の近くで複数のストランド２３を受け取り、ドラム１１０の冷却表面１１２と第１ローラー１３０の間の支えられていないストランドのスパン１５０を最小にする。好ましくは、複数のストランド２３は、ドラム１１０の冷却表面１１２から第１ローラーまで移動し、それにより、ストランドは、ドラムの冷却表面及び第１ローラー１３０の表面の両方にほぼ接触し、支えられていない弾性ストランド２３のスパン１５０の長さは、約１０ｍｍ〜約２００ｍｍと最小である。好ましくは、移動中の支えられていない弾性ストランド２３のスパン１５０の長さは、約２０ｍｍ〜約５０ｍｍである。移動中の支えられていないストランドのスパンの長さを最小にすることにより、弾性ストランドは、制御された分布で第１ローラーまで移動されることができ、隣接する任意の２つのストランド間の測定距離は、押出点から積層点までの間３０％以下で変化する。例えば、押出機での元来の間隔が１ｍｍに設定されている場合、隣接する任意の２つのストランドの間隔は、０．７ｍｍ〜１．３ｍｍである。
【００３０】
第１不織布供給源１４０は、第１接合面３２を有する第１不織布２１を、第１ローラー１３０と共にニップ１３４を形成する第２ローラー１３２に供給する。第１不織布供給源１４０と第２ローラー１３２の間に位置する第１接着剤供給源１４２は、第１接合面２２に接着剤を供給する。第１不織布２１及び複数の弾性ストランド２３は、第１ローラー１３０及び第２ローラー１３２により形成されるニップ１３４を通過し、積層体を形成する。ドラム１１０の冷却表面１１２の表面速度Ｖ１と、第１ローラー１３０及び第２ローラー１３２の表面速度Ｖ２の速度差により、複数の弾性ストランド２３はニップのところで歪みを与えられる。ストランドから歪みが軽減されると、不織布に波形部が形成され、エラストマー不織布積層体２０を提供する。
【００３１】
ニップ１３４を出ると、エラストマー不織布積層体２０は変換作業に直接運ばれてもよく、この変換作業は、積層体を処理して、弾性ウエストバンド、弾性カフ又は弾性サイドパネルのような使い捨て吸収性物品の構成要素を形成する。あるいは、エラストマー不織布積層体２０は、第２不織布又は他の材料と接合され、今後の使用のためにロール上又はボックス内に保管されてもよい。
【００３２】
複数のストランド２３を第１接合面２２に接合する工程から生じた、弾性ストランド２３間における第１接合面２２上の露出した接着剤は、下流の変換作業を妨害し、エラストマー不織布積層体がロール上に保管されるのを実質的に不可能にする可能性がある。従って、第１不織布２１の第１接合面２２上に曝される弾性ストランド２３を被覆することが好ましい。かかる被覆としては、ニップ１３４の下流で第１接合面２２に接合される可撓性剥離紙が挙げられる。この剥離紙は、積層体がロール上に保管されることを可能とし、また、後続の作業で除去され得る。
【００３３】
あるいは、第１不織布２１及び複数の弾性ストランド２３と接合されるべき第２不織布２４を供給するべく、第２不織布供給源１６０が設けられてもよい。図２に示すように、第２不織布供給源１６０は、第２接合面２５を有する第２不織布２４を、第２ロール１３２と共にニップ１３４を形成する第１ローラー１３０に供給する。第１不織布２１及び第２不織布２４は、複数の弾性ストランド２３を間に挟んで、第１ローラー１３０及び第２ローラー１３２によって形成されたニップ１３４を通過する。ニップ１３４において、機械方向４０に伸張された結果として、第１の歪みが弾性ストランド２３上に生じる。この歪みは、第１速度Ｖ１でドラム１１０の冷却表面１１２上を移動する弾性ストランド２３と、第２速度Ｖ２で第２ローラー１３２及び第１ローラー１３０のそれぞれの上を移動する第１不織布２１及び第２不織布２４との速度差の結果として誘発される。第１速度Ｖ１と第２速度Ｖ２との速度差が大きい程、結果生じる歪みも大きい。本発明の場合、速度差は、約２０％〜約５００％の歪みを複数の弾性ストランド２３上に生成する。
【００３４】
ニップ１３４を出ると、エラストマー不織布積層体の伸張性は、ウェブに対して過度な歪みを与えることにより、更に大きくなり得る。例えば、図２に示す実施形態において、ニップ１３４の下流でＳ字状を形成する少なくとも２対の回転するローラー２１０、２２０に積層体を通すことにより、エラストマー不織布積層体２０は第２の歪みに曝される。第１Ｓ字状２１２を形成する第１ローラー対２１０は表面速度Ｖ２を付与し、第２Ｓ字状２２２を形成する第２ローラー対２２０はＶ２よりも大きい表面速度Ｖ３を付与する。積層体がＳ字状２１２、２２２を通って運ばれる時に経験する速度の増加は、積層体２０に対して過度な歪みを与え、積層体の伸張性を少なくとも２０％増加させることができる。
【００３５】
破断し、ドラムの表面に貼着して、第１ローラーまで移動し損なう傾向を有する弾性ストランドによって引き起こされるドラム上での蓄積の結果として、弾性ストランドを押出機から回転ドラムを介して第１ローラーまで運ぶことを長時間にわたって継続するのは困難である。更に、軽量の弾性ストランドがドラムの表面に貼着するので、始動時には、第１ローラー上への移送を自動的に行うのではなく、弾性ストランドをドラムの冷却表面から第１ローラーまで手で通すことがしばしば必要とされる。従って、通常作業中はロールの清潔さを維持し、始動中はストランドを自動で通すための更なる装置を包含する代替実施形態が図３に示される。図３に例証する実施形態は、第１不織布２１と、第２不織布２４とを含むエラストマー積層体を生成するが、この装置は、単一の不織布を含むエラストマー不織布積層体を製造するための、図１に例証される装置に等しく適用可能である。
【００３６】
図３に示すように、アイドラーローラー１７０は、第１不織布供給源１４０と第２ローラー１３２の間に位置し、ドラム１１０の冷却表面１１２の第２の四分円１１１ｂに近接して配置される。アイドラーローラー１７０は、第１不織布２１の第１接合面２２を、第２ローラー１３２に到達する前に、ドラム１１０の冷却表面１１２と接触させる。ドラム１１０の冷却表面１１２と接触させることにより、第１接合面２２は、ドラム１１０の冷却表面１１２に貼着し、第１ローラー１３０及び第２ローラー１３２により形成されたニップ１３４まで移送することができなった弾性ストランドを除去することができる。
【００３７】
ドラム１１０の冷却表面１１２から浮遊ストランドを除去した後、第１不織布２１はピボットローラー１８０まで進められることができ、このピボットローラー１８０は、ニップ１３４を形成する第２ローラー１３２に近接し、アイドラーローラー１７０から選択距離をもって配置される。ピボットローラー１８０は、第２ローラー１３２の近くで第１不織布２１を反転方向に押しやり、それによってドラム１１０の冷却表面１１２から集められた浮遊ストランドを、第１接合面２２から排除するように配置され得る。ピボットローラーは、約２０ｍｍ未満の直径を有する小さいものが好ましい。代替実施形態において、ピボットローラーの代わりに静電板又はシートを使用することができるが、静電板又はシートは不織布上に歪みを誘発してネッキングを引き起こす可能性があるので、ローラーが好ましい。
【００３８】
ピボットローラー１８０から、第１不織布２４は、一連のローラー１９０まで進められることができる。一連のローラー１９０は、ピボットローラー１８０に近づく第１不織布２１と、ピボットローラー１８０から離れる第１不織布２１との角度１８５が０°〜９０°になるように、ピボットローラー１８０に対して配置される。図３に示すように、一連のローラー１９０は、ピボットローラー１８０の下に第１接合面２２を送る経路に沿って、第１不織布２１を、初めにピボットローラー１８０から離間させ、次いでニップ１３４を形成する第２ローラー１３２まで戻し、それにより、ピボットローラー１８０で第１接合面２２から排除されたストランドは、第２ローラー１３２に到達する前に、第１接合面２２上に再収集されることができる。一連のローラー１９０はまた、ピボットローラー１８０の下を通る前に、第１接合面２２に第１接着剤を供給する第１接着剤アプリケータ１４２まで第１不織布２１を導くように配置されることができる。
【００３９】
第１不織布２１の第１接合面２２を押しやり、第２の四分円１１１ｂのドラム１１０の冷却表面１１２と接触させることは、初期始動中に装置がそれ自身で自動的に通すことを可能にするなどの他の利点を有する。初期始動中、弾性ストランド２３は、自動的にドラム１１０の冷却表面１１２から離間させ、第１ローラー１３０まで移動する程重くはない。結果として、弾性ストランド２３は、第３の四分円１１１ｃにある第１ローラー１３０を迂回して、ドラム１１０の冷却表面１１２に貼着する。第１接合面２２を、第２の四分円１１１ｂのドラム１１０の冷却表面１１２と接触させることにより、弾性ストランド２３は、ドラム１１０の冷却表面１１２から除去され、第１ローラー１３０及び第２ローラー１３２の間に形成されたニップ１３４の方に再び導かれる。
【００４０】
１つの実施形態において、ニップ１３４の下流に位置し、Ｓ字状（Ｓ字経路）を形成する少なくとも２対の回転するローラー２００にエラストマー積層体を通すことにより、第１不織布２１と第２不織布２４の間に挟まれた複数の弾性ストランド２３は、第２の歪みに曝される。第１のＳ字状２１２を形成する第１ローラー対２１０は表面速度Ｖ２を付与し、第２のＳ字状２２２を形成する第２ローラー対２２０は、Ｖ２よりも大きい表面速度Ｖ３を付与する。速度の増加は積層体２０に対して過度な歪みを与え（ｏｖｅｒｓｔｒａｉｎｓ）、積層体の伸張性を少なくとも２０％増加させることができる。
【００４１】
本発明の装置及び方法を使用して製造されたエラストマー不織布積層体が、図４ａ及び図４ｂに例証されている。図４ａは、第１不織布２１及び第２不織布２４が弾性ストランド２３に接合された後に生じる波形部の丘２８と波形部の谷２９を有する、第１不織布２１及び第２不織布２４の波形部を誇張した形で示している。波形部は、交互に並ぶ不規則な波形部の丘２８及び波形部の谷２９を説明するのに用いられる。示すように、第１不織布２１及び第２不織布２４は、波形部の丘２８及び波形部の谷２９が機械方向４０に交互に並んだ状態で、横断方向４５に波形化されている。エラストマー積層体２０上において機械方向４０に歪みが生じると、波形部は、第１不織布２１及び第２不織布２４が複数の弾性ストランド２３と共に少なくとも力の壁（force wall）に到達する点まで伸張することを可能とし、この力の壁は、ほぼ、波形部が平らになるところである。歪みが除去されると、複数の弾性ストランド２３は、概ね元来の弛緩した長さまで収縮して戻る。この収縮が、観察された第１不織布２１及び第２不織布２４の波形部を生じさせる。
【００４２】
歪みは、負荷を受けた複数の弾性ストランド２３における長さの増加分の百分率として測定される。例えば、延伸可能なストランドの自由長さが１５センチメートル（ｃｍ）であるストランドが負荷を受けると、１５ｃｍのストランド弾性体は１８ｃｍ長になる。この３ｃｍという長さの増加分は、１５ｃｍの２０％（３／１５）、即ち、２０％の歪みである。本発明に従って製造されたエラストマー不織布２０は、約２０％〜約５００％、好ましくは約１００％〜約４００％、より好ましくは約２００％〜約４００％の歪みを有し得る。
【００４３】
エラストマー不織布積層体２０の主要な機能は延伸可能であることであり、エラストマー不織布積層体２０は、力の壁に到達する前、少なくとも５０％の歪みを有することができる。力の壁は、一般に、波形部がほぼ平らになる点として記載されているが、力の壁は、典型的には、歪みが１０％増加するのに必要とされる力が、少なくとも約２０％増加する時に生じる。設計上の選択及びエラストマー不織布積層体の特定用途に応じて、エラストマー不織布積層体２０は、力の壁に到達する前、５０％、１００％、２００％又は３００％よりも大きい歪みに耐えるように作成されることができる。好ましくは、本発明に従って製造されたエラストマー不織布積層体２０は、力の壁に到達する前、少なくとも１００％の歪みを有することができる。より好ましくは、エラストマー不織布積層体２０は、力の壁に到達する前、少なくとも２００％の歪みを有することができる。
【００４４】
第１不織布２１及び第２不織布２４は、当該技術分野において既知のあらゆる不織布材料を含んでもよい。第１不織布２１及び第２不織布２４は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、ナイロン、セルロース、ポリアミド又はかかる材料の組み合わせから作成される繊維を含んでもよい。１つの材料の繊維、又は異なる材料若しくは材料の組み合わせの繊維が、第１不織布２１及び／又は第２不織布２４に使用されてもよい。
【００４５】
第１不織布２１及び／又は第２不織布２４を作成するために、当該技術分野において既知のいかなる方法を使用してもよい。代表的な方法としては、スパンボンド、スパンボンド・メルトブロウン・スパンボンド（ＳＭＳ）、スパンボンド・メルトブロウン・メルトブロウン・スパンボンド（ＳＭＭＳ）、カードなどが挙げられる。特に許容可能な不織布としては、高伸長カード（ＨＥＣ）不織布及び深活性化（deep activation）ポリプロピレン（ＤＡＰＰ）不織布などが挙げられる。
【００４６】
第１不織布２１及び第２不織布２４は、内的に結合される繊維を含み、これらの繊維には、ニードルパンチ繊維、水交絡繊維、スパンボンド繊維、熱結合繊維、ラテックス結合、粉末結合などの様々な種類の化学的結合によって結合される繊維が含まれる。好ましくは、第１不織布２１及び／又は第２不織布２４の坪量は、約１０ｇｓｍ〜約３０ｇｓｍの範囲にある。
【００４７】
弾性ストランド２３は、好ましくは、第１不織布２１及び第２不織布２４の間に、平行且つ均一に離間した配置で延在する。しかしながら、弾性ストランド２３は、あらゆる所望の構成で配置されてもよい。例えば、ストランドは、個々のストランドの厚さ又はそれらの間の間隔を変えることにより、エラストマー不織布積層体２０に特定の力特性を付与するように配置されてもよい。
【００４８】
更に、弾性ストランド２３の形状は制限されない。例えば、典型的な弾性ストランド２３は円形の横断面形状を有するが、それら複数の弾性ストランドは、三葉形状又は平坦な（即ち、「リボン」状の）形状などの異なる形状を有する場合もある。更に、弾性ストランド２３の厚さ又は直径は、特定用途に適応するべく変更してもよい。
【００４９】
複数の弾性ストランド２３は、好ましくは、弾力的な弾性熱可塑性材料から作成される。弾性ストランドは液状弾性体から作成されてもよく、この液状弾性体は、ダイを通して押し出され、ストランド弾性体の所望の直径及び／又は形状を達成することができる。弾性ストランドは、好ましくは、スチレンブロックコポリマー、ポリウレタン又はラテックスゴムであって、約０．１５ｍｍ〜約０．５ｍｍの直径及び約６００ｋｇ／ｍ３〜約１２５０ｋｇ／ｍ３の密度を有する。
【００５０】
第１不織布２１、第２不織布２４及び複数の弾性ストランド２３は接着剤で結合されるものとして記載されているが、それらは、当該技術分野において既知のあらゆる接合手段により接合されてもよい。適した接合手段及び／又は接合方法の幾つかの例として、接着剤、粘着剤、熱結合、圧力結合、機械的結合、超音波結合、高周波結合及び／又はかかる材料を接合する既知の方法のあらゆる組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【００５１】
本明細書で引用される全ての文献は、その関連部分において本明細書に参考として組み込まれるが、いかなる文献の引用も、それが本発明に関する先行技術であるということの容認として解釈されるべきでない。
【００５２】
本発明の特定の実施形態について説明し記載したが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、その他の様々な変更及び修正を実施できることが、当業者には自明である。したがって、本発明の範囲内にあるそのようなすべての変更及び修正を、添付の特許請求の範囲で扱うものとする。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】不織布と複数の弾性体のストランドを積層し、本発明によるエラストマー不織布積層体を形成するための装置の概略的な側面立面図。
【図２】複数の弾性ストランドが間に挟まれた状態で、第１不織布及び第２不織布を積層するための装置の概略的な側面立面図。
【図３】図２の装置の概略的な側面立面図であり、この装置は、ニップで複数の弾性ストランドと接合する前に、第１不織布が、残った弾性ストランドをドラムから一掃することを可能とする機構を包含する。
【図４ａ】図１〜図３に示す装置上で製造されたエラストマー不織布積層体の側面図。
【図４ｂ】図４ａに示すエラストマー不織布積層体の横断面図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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