(57)【要約】【課題】  表面形態を有する不織材料を提供する。【解決手段】  ０．０４グラム／立方センチメートルよりも小さい局所的嵩密度、及び、ｘｙ平面とｘｙ平面から延びる少なくとも１つの巨視的表面形態とを形成する上側ベース表面を有する三次元不織ウェブが提供され、巨視的表面形態は、上側ベース表面のｘｙ平面の上方に少なくとも約１ミリメートル延びる頂部を有する形態として特徴付けられる。この巨視的形態は、１．２ｋＰａの荷重（Ｐｆ）の下で上側ベース表面のｘｙ平面の上方に少なくとも１ミリメートルの高さを維持し、１．２ｋＰａの荷重（Ｐｆ）で巨視的表面形態上に載る物品に対する不織ウェブの百分率接触面積が物品を支持する不織ウェブの全体面積の５０パーセントよりも小さいような巨視的形態上に載る物体の接触をもたらす。【特許請求の範囲】
【請求項１】
０．０４グラム／立方センチメートルよりも小さい局所的嵩密度を有する三次元不織ウェブであって、
ｘｙ平面を定める上側ベース表面と、
該ｘｙ平面から外に延びる少なくとも１つの巨視的表面形態と、
を含み、
一つの巨視的表面形態は、前記上側ベース表面の前記ｘｙ平面の上方に少なくとも約１ミリメートル延び、１．２ｋＰａの荷重（Ｐf）の下で該上側ベース表面の該ｘｙ平面の上方に少なくとも１ミリメートルの高さを維持する頂部を有する形態として特徴付けられ、
前記少なくとも１つの巨視的形態は、１．２ｋＰａの荷重（Ｐf）で前記巨視的表面形態上に載る物品に対する不織ウェブの百分率接触面積が、不織ウェブにおける該物品を支持する全体面積の５０パーセントよりも小さくなるような前記巨視的形態上に載る物体の接触をもたらす、
ことを特徴とするウェブ。
【請求項２】
巨視的形態が、前記ｘｙ平面の上方に少なくとも１．５ミリメートル延びる頂部を有する形態として特徴付けられた請求項１に記載の不織ウェブ。
【請求項３】
巨視的形態が、前記ｘｙ平面の上方に少なくとも３ミリメートル延びる頂部を有する形態として特徴付けられた請求項１に記載の不織ウェブ。
【請求項４】
巨視的形態が、前記ｘｙ平面の上方に少なくとも５ミリメートル延びる頂部を有する形態として特徴付けられた請求項１に記載の不織ウェブ。
【請求項５】
巨視的形態が、前記ｘｙ平面の上方に少なくとも約６ミリメートル延びる頂部を有する形態として特徴付けられた請求項１に記載の不織ウェブ。
【請求項６】
１．２ｋＰａの荷重（Ｐf）で前記巨視的表面形態上に載る物品に対する不織ウェブの前記百分率接触面積は、不織ウェブにおける該物品を支持する全体面積の４０パーセントよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の不織ウェブ。
【請求項７】
１．２ｋＰａの荷重（Ｐf）で前記巨視的表面形態上に載る物品に対する不織ウェブの前記百分率接触面積は、不織ウェブにおける該物品を支持する全体面積の３０パーセントよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の不織ウェブ。
【請求項８】
１．２ｋＰａの荷重（Ｐf）で前記巨視的表面形態上に載る物品に対する不織ウェブの前記百分率接触面積は、不織ウェブにおける該物品を支持する全体面積の２５パーセントよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の不織ウェブ。
【請求項９】
複数の巨視的形態を含み、これら巨視的形態の頻度は、前記ｘｙ平面において不織ウェブ１００平方センチメートルあたり少なくとも１つの巨視的表面形態であることを特徴とする請求項１に記載の不織ウェブ。
【請求項１０】
複数の巨視的形態を含み、これら巨視的形態の頻度は、前記ｘｙ平面において不織ウェブ５０平方センチメートルあたり少なくとも１つの巨視的表面形態であることを特徴とする請求項１に記載の不織ウェブ。
【請求項１１】
複数の巨視的形態を含み、これら巨視的形態の頻度は、前記ｘｙ平面において不織ウェブ１０平方センチメートルあたり少なくとも１つの巨視的表面形態であることを特徴とする請求項１に記載の不織ウェブ。
【請求項１２】
複数の巨視的形態を含み、これら巨視的形態の頻度は、前記ｘｙ平面において不織ウェブ１平方センチメートルあたり少なくとも１つの巨視的表面形態であることを特徴とする請求項１に記載の不織ウェブ。
【請求項１３】
局所的嵩密度が、０．０３グラム／立方センチメートルよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の不織ウェブ。
【請求項１４】
局所的嵩密度が、０．０２グラム／立方センチメートルよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の不織ウェブ。
【請求項１５】
前記巨視的形態は、１．２ｋＰａの荷重（Ｐf）の下で前記上側ベース表面の前記ｘｙ平面の上方に少なくとも１．５ミリメートルの高さを維持することを特徴とする請求項９に記載の不織ウェブ。
【請求項１６】
前記巨視的形態は、１．２ｋＰａの荷重（Ｐf）の下で前記上側ベース表面の前記ｘｙ平面の上方に少なくとも３ミリメートルの高さを維持することを特徴とする請求項９に記載の不織ウェブ。
【請求項１７】
前記巨視的形態は、１．２ｋＰａの荷重（Ｐf）の下で前記上側ベース表面の前記ｘｙ平面の上方に少なくとも６ミリメートルの高さを維持することを特徴とする請求項９に記載の不織ウェブ。
【請求項１８】
前記巨視的形態は、１．８ｋＰａの荷重（Ｐf）の下で前記上側ベース表面の前記ｘｙ平面の上方に少なくとも１ミリメートルの高さを維持することを特徴とする請求項１に記載の不織ウェブ。
【請求項１９】
前記巨視的形態は、１．８ｋＰａの荷重（Ｐf）の下で前記上側ベース表面の前記ｘｙ平面の上方に少なくとも１．５ミリメートルの高さを維持することを特徴とする請求項１に記載の不織ウェブ。
【請求項２０】
前記巨視的形態は、１．８ｋＰａの荷重（Ｐf）の下で前記上側ベース表面の前記ｘｙ平面の上方に少なくとも３ミリメートルの高さを維持することを特徴とする請求項１に記載の不織ウェブ。
【請求項２１】
前記巨視的形態は、１．８ｋＰａの荷重（Ｐf）の下で前記上側ベース表面の前記ｘｙ平面の上方に少なくとも６ミリメートルの高さを維持することを特徴とする請求項１に記載の不織ウェブ。
【請求項２２】
前記巨視的形態は、１０ｋＰａの荷重（Ｐf）の下で前記上側ベース表面の前記ｘｙ平面の上方に少なくとも１ミリメートルの高さを維持することを特徴とする請求項１に記載の不織ウェブ。
【請求項２３】
前記巨視的形態は、１０ｋＰａの荷重（Ｐf）の下で前記上側ベース表面の前記ｘｙ平面の上方に少なくとも１．５ミリメートルの高さを維持することを特徴とする請求項１に記載の不織ウェブ。
【請求項２４】
前記巨視的形態は、１０ｋＰａの荷重（Ｐf）の下で前記上側ベース表面の前記ｘｙ平面の上方に少なくとも３ミリメートルの高さを維持することを特徴とする請求項１に記載の不織ウェブ。
【請求項２５】
前記巨視的形態は、１０ｋＰａの荷重（Ｐf）の下で前記上側ベース表面の前記ｘｙ平面の上方に少なくとも６ミリメートルの高さを維持することを特徴とする請求項１に記載の不織ウェブ。
【請求項２６】
前記巨視的形態は、不織ウェブの上面と、不織ウェブの接触面積に対する物品の不織ウェブ１．０平方センチメートルあたり１．２ｋＰａの荷重（Ｐf）で該巨視的表面形態上に載る物品との間に少なくとも０．０８立方センチメートルの空隙を形成することを特徴とする請求項９に記載の不織ウェブ。
【請求項２７】
前記巨視的形態は、不織ウェブの上面と、不織ウェブの接触面積に対する物品の不織ウェブ１．０平方センチメートルあたり１．２ｋＰａの荷重（Ｐf）で該巨視的表面形態上に載る物品との間に少なくとも０．０９立方センチメートルの空隙を形成することを特徴とする請求項９に記載の不織ウェブ。
【請求項２８】
前記巨視的形態は、不織ウェブの上面と、不織ウェブの接触面積に対する物品の不織ウェブ１．０平方センチメートルあたり１．２ｋＰａの荷重（Ｐf）で該巨視的表面形態上に載る物品との間に少なくとも０．１０立方センチメートルの空隙を形成することを特徴とする請求項９に記載の不織ウェブ。
【請求項２９】
ｘ及びｙ方向に均一な組成を有することを特徴とする請求項１に記載の不織ウェブ。
【請求項３０】
積層体を含むことを特徴とする請求項１に記載の不織ウェブ。
【請求項３１】
二成分繊維を含むことを特徴とする請求項１に記載の不織ウェブ。
【請求項３２】
０．０３グラム／立方センチメートルよりも小さい局所的嵩密度を有する三次元不織ウェブであって、
ｘｙ平面を形成する上側ベース表面と、
不織ウェブ１００平方センチメートルあたり少なくとも１つの巨視的形態の頻度で該ｘｙ平面から外に延びる複数の巨視的表面形態と、
を含み、
一つの巨視的表面特徴は、前記上側ベース表面の前記ｘｙ平面の上方に少なくとも約３ミリメートル延び、１．２ｋＰａの荷重（Ｐf）の下で該上側ベース表面の該ｘｙ平面の上方に少なくとも３ミリメートルの高さを維持する頂部を有する形態として特徴付けられ、
前記巨視的形態は、１．２ｋＰａの荷重（Ｐf）で前記巨視的表面形態上に載る物品に対する不織ウェブの百分率接触面積が、該物品を支持する不織ウェブの全体面積の４０パーセントよりも小さくなるような前記巨視的形態上に載る物体との接触をもたらす、
ことを特徴とするウェブ。
【請求項３３】
巨視的形態が、前記ｘｙ平面の上方に少なくとも５ミリメートル延びる頂部を有する形態として特徴付けられた請求項３２に記載の不織ウェブ。
【請求項３４】
巨視的形態が、前記ｘｙ平面の上方に少なくとも約６ミリメートル延びる頂部を有する形態として特徴付けられた請求項３２に記載の不織ウェブ。
【請求項３５】
１．２ｋＰａの荷重（Ｐf）で前記巨視的表面形態上に載る物品に対する不織ウェブの前記百分率接触面積は、該物品を支持する不織ウェブの全体面積の３０パーセントよりも小さいことを特徴とする請求項３２に記載の不織ウェブ。
【請求項３６】
１．２ｋＰａの荷重（Ｐf）で前記巨視的表面形態上に載る物品に対する不織ウェブの前記百分率接触面積は、該物品を支持する不織ウェブの全体面積の２５パーセントよりも小さいことを特徴とする請求項３２に記載の不織ウェブ。
【請求項３７】
０．０３グラム／立方センチメートルよりも小さい局所的嵩密度を有する三次元エンボス不織ウェブであって、
ｘｙ平面を形成する上側ベース表面と、
不織ウェブ１平方センチメートルあたり少なくとも１つの巨視的形態の頻度で該ｘｙ平面から外に延びる複数の巨視的表面形態と、
を含み、
一つの巨視的表面形態は、前記上側ベース表面の前記ｘｙ平面の上方に少なくとも約３ミリメートル延び、１．８ｋＰａの荷重（Ｐf）の下で該上側ベース表面の該ｘｙ平面の上方に少なくとも５ミリメートルの高さを維持する頂部を有する形態として特徴付けられ、
前記巨視的形態は、１．８ｋＰａの荷重（Ｐf）で前記巨視的表面形態上に載る物品に対する不織ウェブの百分率接触面積が、該物品を支持する不織ウェブの全体面積の４０パーセントよりも小さくなるような前記巨視的形態上に載る物体との接触をもたらす、
ことを特徴とするウェブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、本明細書において引用により組み込まれる、本出願と同時に速達郵便手続「ＥＬ４７１２１３６８０ＵＳ」によって出願された「表面形態を有する表面上に不織材料を製造する方法及び表面形態を有する不織材料」という名称の本出願人に譲渡された米国特許出願一連番号第１０／１３６，７０２号に関連する。
本発明は、表面形態を有する不織材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
不織布は、吸収性パーソナルケア製品、衣類、医療用製品、及び清掃製品を含む広範な用途に有用である。不織パーソナルケア製品には、おむつのような乳児用ケア品目、トレーニングパンツのような小児用ケア品目、生理用ナプキンのような女性用ケア品目、及び失禁用製品のような大人用ケア品目が含まれる。不織衣類には、保護作業着及び手術用上着のような医療用衣類が含まれる。他の不織医療用製品には、不織創傷包帯及び外科用包帯が含まれる。不織布を含む清掃製品には、タオル及びワイプが含まれる。不織布の更に他の用途も公知である。以上列挙したものは、網羅的であるとは見なされない。
【０００３】
不織布の様々な特性により、不織布の様々な用途に対する適性が判断される。不織布は、異なる必要性に合わせて異なる性質の組合せを有するように設計することができる。不織布の可変の特性には、濡れ性、分配性、及び吸収性のような液体処理特性、引張強度及び引裂き強度のような強度特性、柔軟性、耐摩耗性のような耐久性、及び美的特性が含まれる。また、不織布の物理的形状も不織布の機能性及び美的特性に影響を及ぼす。不織布は、最初にシートに作られ、このシートは、平らな表面に置いた時に実質的に平面状の特徴のない表面か、又は、穿孔又は突起或いはその両方のような表面形態のアレイを有することができる。穿孔又は突起を有する不織布は、三次元又は成形不織布と呼ばれることが多い。本発明は、三次元又は成形不織布に関する。
【０００４】
不織布の製造は、高度に進歩した技術である。一般に、不織ウェブ及びその製造には、フィラメント又は繊維を形成する段階と、フィラメント又は繊維の重なり又は交絡を生じるような方法でフィラメント及び繊維を担体上に堆積させる段階とを伴う。望ましいウェブの一体性の程度により、ウェブのフィラメント又は繊維は、次に、接着剤、熱又は圧力或いはその両方の付加、超音波結合技術、又は、針又は水ジェットによる交絡法などのような手段で結合させることができる。この全体的な説明の範囲において、繊維又はフィラメントを生成するいくつかの方法が存在するが、一般的に用いられる２つの工程は、スパンボンド法及びメルトブローン法として知られており、得られる不織布は、それぞれ、スパンボンド布及びメルトブローン布として公知である。
【０００５】
一般的に説明すると、スパンボンド不織布を製造する工程には、口金を通して熱可塑性材料を押し出す段階と、押し出した材料を高速空気の流れで急冷してフィラメントに引き延ばし、形成表面上にランダムウェブを形成する段階とが含まれる。このような方法は、溶融紡糸と呼ばれる。スパンボンド工程は、例えば、マツキ他に付与された米国特許第３，８０２，８１７号、ドーシュナー他に付与された米国特許第４，６９２，６１８号、アッペル他に付与された米国特許第４，３４０，５６３号、キニーに付与された米国特許第３，３３８，９９２号及び第３，３４１，３９４号、レビーに付与された米国特許第３，５０２，５３８号、ハートマンに付与された米国特許第３，５０２，７６３号及び第３，９０９，００９号、ドボ他に付与された米国特許第３，５４２，６１５号、及びハーモンに付与されたカナダ特許第８０３，７１４号を含む多くの特許において、一般的に定義されている。
【０００６】
一方、メルトブローン不織布は、１つ又はそれ以上のダイを通して熱可塑性材料を押し出し、通常は加熱空気である空気の高速流を押し出しダイを通過するように吹きつけて、空気で運ばれるメルトブローン繊維のカーテンを生成し、この繊維のカーテンを形成表面上に堆積させてランダム不織ウェブを形成することにより作られる。メルトブローン工程は、例えば、米国ワシントンＤＣの海軍研究試験所で行われた研究を説明した「Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  ａｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ」第４８巻、第８号（１９５６年）、１３４２〜１３４６頁掲載のヴェント著「超極細熱可塑性繊維」という名称の論文、１９５４年４月１５日付けの海軍研究試験所報告１１１４３７、米国特許第４，０４１，２０３号、第３，７１５，２５１号、第３，７０４，１９８号、第３，６７６，２４２号、及び第３，５９５，２４５号、及び英国特許明細書第１，２１７，８９２号を含む多くの文献に一般的に説明されている。
【０００７】
スパンボンド及びメルトブローン不織布は、通常は、布を形成するフィラメント又は繊維の直径及び分子配向により区別することができる。スパンボンド及びメルトブローンフィラメント又は繊維の直径は、平均断面寸法である。スパンボンドフィラメント又は繊維の平均直径は、一般的に６ミクロンよりも大きく、多くの場合、１２から４０ミクロンの範囲である。メルトブローン繊維の平均直径は、一般的に６ミクロンよりも小さい。しかし、直径が少なくとも６ミクロンのより大きなメルトブローン繊維も生成することができるので、同様の直径のスパンボンド及びメルトブローンフィラメント及び繊維を区別するために分子配向を用いることができる。任意の繊維又はフィラメントの大きさ及びポリマーに対して、スパンボンド繊維又はフィラメントの分子配向は、一般的にメルトブローン繊維の分子配向よりも大きい。ポリマー繊維又はフィラメントの相対分子配向は、直径が同じ繊維又はフィラメントの引張強度及び複屈折を測定することによって判断することができる。
【０００８】
繊維及びフィラメントの引張強度は、繊維又はフィラメントが破断するまで繊維又はフィラメントを延伸するのに必要な応力の尺度である。複屈折数は、「不織物研究のＩＮＤＡ学会誌」（第３巻、第２号、２７頁）の１９９１年春号に説明された方法に従って計算される。ポリマー繊維及びフィラメントの引張強度及び複屈折数は、特定のポリマー及び他の因子により変動するが、任意の繊維又はフィラメントの大きさ及びポリマーに対して、スパンボンド繊維又はフィラメントの引張強度は、一般的にメルトブローン繊維の引張強度よりも大きく、スパンボンド繊維又はフィラメントの複屈折数も、一般的にメルトブローン繊維の複屈折数よりも大きい。
【０００９】
成形又は三次元不織布を作る方法は、幾つかの特許、例えば、グリースバック他に付与された米国特許第５，５７５，８７４号及び第５，６４３，６５３号、エンゲルバート他に付与された米国特許第４，７４１，９４１号、及びコーシュキ他に付与された米国特許第６，３３１，２６８号、第６，３３１，３４５号、及び第６，４５５，３１９号に説明されている。当業技術でのこれまでの進歩にも関わらず、表面形態を有する改良不織布及びこのような不織布を形成する方法が依然として必要とされている。
【００１０】
混乱を避けるために、圧力及び荷重を説明する際に本出願の全体を通して用いられる用語を明らかにすることが重要である。これらの値を判断するのに用いられる一般的慣例は、方法の節で詳細に説明する。表面形態の弾力性を説明する目的では、表面形態に及ぼされる平均圧力はＰfで表される。ウェブの材料を特徴付けする目的及び圧縮率測定に用いられる技術に対しては、異なる圧力が記録される。これは、ウェブに及ぼされる圧力、すなわちＰwである。Ｐwは、荷重又は力に１００パーセント接触する平坦な材料に及ぼされると考えられる圧力である。
【００１１】
【特許文献１】米国特許出願一連番号第１０／１３６，７０２号
【特許文献２】米国特許第３，８０２，８１７号
【特許文献３】米国特許第４，６９２，６１８号
【特許文献４】米国特許第４，３４０，５６３号
【特許文献５】米国特許第３，３３８，９９２号
【特許文献６】米国特許第３，３４１，３９４号
【特許文献７】米国特許第３，５０２，５３８号
【特許文献８】米国特許第３，５０２，７６３号
【特許文献９】米国特許第３，９０９，００９号
【特許文献１０】米国特許第３，５４２，６１５号
【特許文献１１】カナダ特許第８０３，７１４号
【特許文献１２】米国特許第４，０４１，２０３号
【特許文献１３】米国特許第３，７１５，２５１号
【特許文献１４】米国特許第３，７０４，１９８号
【特許文献１５】米国特許第３，６７６，２４２号
【特許文献１６】米国特許第３，５９５，２４５号
【特許文献１７】英国特許明細書第１，２１７，８９２号
【特許文献１８】米国特許第５，５７５，８７４号
【特許文献１９】米国特許第５，６４３，６５３号
【特許文献２０】米国特許第４，７４１，９４１号
【特許文献２１】米国特許第６，３３１，２６８号
【特許文献２２】米国特許第６，３３１，３４５号
【特許文献２３】米国特許第６，４５５，３１９号
【特許文献２４】米国特許第４，６４０，８１０号
【特許文献２５】米国特許第３，８４９，２４１号
【特許文献２６】米国特許第５，１６９，７０６号
【特許文献２７】米国特許第５，１４５，７２７号
【特許文献２８】米国特許第５，１７８，９３１号
【特許文献２９】米国特許第５，１８８，８８５号
【特許文献３０】米国特許第３，６９２，６１８号
【特許文献３１】米国特許第３，８０２，８１７号
【特許文献３２】米国特許第５，３８２，４００号
【特許文献３３】米国特許第５，０５７，３６１号
【特許文献３４】米国特許第５，８２７，２５９号
【特許文献３５】米国特許第６，１５２，９０４号
【非特許文献１】ヴェント著「超極細熱可塑性繊維」、「Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  ａｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ」、第４８巻、第８号、１３４２〜１３４６頁、１９５６年
【非特許文献２】海軍研究試験所報告１１１４３７
【非特許文献３】「不織物研究のＩＮＤＡ学会誌」、第３巻、第２号、２７頁、１９９１年春号
【非特許文献４】Ｂｕｒｇｅｎｉ及びＫａｐｕｒ、「Ｔｅｘｔｉｌｅ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｊｏｕｒｎａｌ」、第３７巻、３５６〜３６６ページ、１９６７年
【発明の開示】
【００１２】
従来技術で遭遇した困難及び問題に応えて、新しい不織材料が発見された。本発明によれば、１つ又はそれ以上の巨視的な表面形態を有する不織布が説明される。
本発明は、局所的嵩密度が０．０４グラム／立方センチメートルよりも小さく、ｘｙ平面を形成する上側ベース表面とｘｙ平面から延びる少なくとも１つの巨視的表面形態とを含む三次元不織ウェブを提供し、この巨視的表面形態は、上側ベース表面のｘｙ平面の上方に少なくとも約１ミリメートル延びて１．２ｋＰａ荷重（Ｐf）の下で上側ベース表面のｘｙ平面の上方に少なくとも１ｍｍの高さを維持する頂部を有する形態として特徴付けられ、この巨視的形態は、不織ウェブの接触面積に対する物品の１．２ｋＰａの荷重（Ｐf）で巨視的表面形態上に載った物品との不織ウェブの接触面積が、物品を支持する不織ウェブの全体面積の５０パーセントよりも小さくなるように、巨視的形態上に載る物体との接触を最小限にする。
【００１３】
一実施形態では、巨視的形態は、ｘｙ平面の上方に少なくとも１．５ミリメートル延びた頂部を有する形態として特徴付けられる。別の実施形態では、巨視的形態は、ｘｙ平面の上方に少なくとも３ミリメートル延びた頂部を有する形態として特徴付けられる。更に別の実施形態では、巨視的形態は、ｘｙ平面の上方に少なくとも５ミリメートル延びた頂部を有する形態として特徴付けられる。更に別の実施形態では、巨視的形態は、ｘｙ平面の上方に少なくとも約６ミリメートル延びた頂部を有する形態として特徴付けられる。
【００１４】
不織ウェブの接触面積に対する物品の１．２ｋＰａの荷重（Ｐf）で巨視的表面形態上に載った物品との不織ウェブの接触面積は、物品を支持する不織ウェブの全体面積の４０パーセントよりも少なく、３０パーセントよりも少なく、更には２５パーセントよりも少ないようにすることができる。不織ウェブは、複数の巨視的形態を含むことができ、巨視的形態の頻度は、ｘｙ平面において不織ウェブの１００、５０、１０、及び更に１平方センチメートルあたり、少なくとも１つの巨視的表面形態である。不織ウェブの局所的嵩密度は、０．０３グラム／立方センチメートルよりも小さく、更には０．０２グラム／立方センチメートルよりも小さいものとすることができる。
【００１５】
１つの特定の実施形態では、巨視的形態は、１．２ｋＰａ荷重（Ｐf）の下で上側ベース表面のｘｙ平面の上方に少なくとも１．５ミリメートルの高さを維持する。他の実施形態では、巨視的形態は、１．２ｋＰａ荷重（Ｐf）の下で上側ベース表面のｘｙ平面の上方に少なくとも３ミリメートル、更には６ミリメートルの高さを維持する。別の特定の実施形態では、巨視的形態は、１．８ｋＰａ荷重（Ｐf）の下で上側ベース表面のｘｙ平面の上方に少なくとも１ミリメートルの高さを維持する。他の実施形態では、巨視的形態は、１．８ｋＰａ荷重（Ｐf）の下で上側ベース表面のｘｙ平面の上方に少なくとも１．５ミリメートル、３ミリメートル、更には６ミリメートルの高さを維持する。更に別の特定の実施形態では、巨視的形態は、１０ｋＰａ荷重の下で上側ベース表面のｘｙ平面の上方に少なくとも１ミリメートルの高さを維持する。他の実施形態では、巨視的形態は、１０ｋＰａ荷重の下で上側ベース表面のｘｙ平面の上方に少なくとも１．５ミリメートル、３ミリメートル、更には６ミリメートルの高さを維持する。
【００１６】
本発明の不織ウェブは、不織ウェブの上面とウェブに対する０．３４５０ｋＰａの荷重（Ｐw）で巨視的表面形態上に載った物品との間に、１平方センチメートルあたり少なくとも０．０８立方センチメートルの空隙、０．０９立方センチメートルの空隙、更には０．１０立方センチメートルよりも大きい空隙を形成する巨視的形態を含むことができる。実施形態のいくつかにおいては、不織ウェブは、ｘ及びｙ方向に均一な組成を有する。また、実施形態のいくつかにおいては、不織ウェブは積層体である。不織ウェブは、二成分繊維で製造することができる。
【００１７】
定義
本明細書で用いる場合、以下の用語は、内容から異なる意味が定められる場合又は異なる意味が表されている場合を除いて特定の意味を有する。また、特に断らない限り、単数は、一般的に複数を含み、複数は、一般的に単数を含む。
「約」及び「実質的に」などのような程度を表す語は、本明細書に用いられる場合は、「説明された状況に固有の製造及び材料の許容範囲が与えられた時のその点、又はほぼその点」という意味で用いられ、本発明を理解するのを助けるように正確又は絶対的な数値を述べている本発明の開示内容を不徳な侵害者が不正に利用するのを防ぐために用いられる。
【００１８】
本発明で用いる場合、「吸収性製品」又は「パーソナルケア吸収性製品」という用語は、おむつ、トレーニングパンツ、水着、吸収性下着、大人用失禁製品、衛生ワイプ、ワイプ、女性用衛生製品、創傷包帯、授乳パッド、徐放性パッチ、包帯、埋葬用製品、獣医用製品、及び衛生用製品などを意味する。
本明細書で用いる場合、「空気堆積ウェブ」という用語は、「空気堆積」により作られた不織ウェブを意味する。空気堆積は、繊維不織層を形成することができる公知の処理である。空気堆積処理では、一般的に約３から約５２ミリメートル（ｍｍ）の範囲の長さの短い繊維の束を分離して供給空気に連行させ、次に、通常は供給真空の助けを借りて形成スクリーン上に堆積させる。不規則に堆積した繊維は、次に、例えば熱風又はスプレー接着剤を用いて互いに結合される。空気堆積は、例えば、ロールセン他に付与された米国特許第４，６４０，８１０号に教示されている。
【００１９】
本明細書で用いる場合、「頂部」という用語は、形態の最も高い又は最も遠い部分を意味し、点、及び、尖った端部ではない平面及び他の表面も含むものとする。
本明細書で用いる場合、「ボンデッドカーデッドウェブ」という用語は、ステープル長繊維を分離又は破断して機械方向に整列させ、ほぼ機械方向に向いた繊維性不織ウェブを形成するコーミング又はカーディングユニットを通されたステープル長繊維から作られたウェブを意味する。この材料は、点結合、通気結合、超音波結合、接着剤結合などを含む方法で互いに結合することができる。
【００２０】
本明細書で用いる場合、「含む」、「含んでいる」、及び基語「含む」の他の派生語は、任意の説明された特徴、要素、完全体、段階、又は構成要素の存在を特定する非制限的な用語であるものと意図されるが、１つ又はそれ以上の他の特徴、要素、完全体、段階、構成要素、又はそれらの群の存在又は追加を除外しない。
本明細書で用いる場合、「布」という用語は、織り繊維ウェブ、編み繊維ウェブ、及び不織繊維ウェブの全てを意味する。
【００２１】
本明細書で用いる場合、「親水性」という用語は、繊維又は他の材料と接触した水性液体によって濡れる繊維、材料、又は繊維材料の表面を説明する。次に、材料の濡れの程度は、関連する液体及び材料の接触角及び表面張力を用いて表すことができる。特定の繊維材料の濡れ性を測定するのに適する機器及び技術は、「Ｃａｈｎ  ＳＦＡ−２２２表面力解析装置システム」又は実質的に同等のシステムにより提供することができる。このシステムで測定する場合は、接触角が９０°よりも小さい繊維は、「濡れ性」又は親水性とされ、接触角が９０°に等しいか又はそれ以上の繊維は、「非濡れ性」又は疎水性であるとされる。
【００２２】
本明細書で用いる場合、「巨視的表面形態」という用語は、表面から延びて補助具なしの眼で見るか又は検査するのに十分な大きさの三次元形態をいい、望ましくは、このような形態は、１／３２インチ（〜１ｍｍ）よりも大きい少なくとも１つの寸法を有し、より望ましくは、このような形態は、１／１６インチ（〜１．５ｍｍ）よりも大きい少なくとも１つの寸法を有し、更に望ましくは、このような形態は、１／８インチ（〜３ｍｍ）よりも大きい少なくとも１つの寸法を有し、更に望ましくは、このような形態は、１／４インチ（〜６ｍｍ）よりも大きい少なくとも１つの寸法を有する。
【００２３】
本明細書で用いる場合、「メルトブローン繊維」という用語は、溶融熱可塑性材料を複数の細い通常円形のダイ毛管を通して溶融糸又はフィラメントとして収束する高速の通常高温の気体（例えば空気）の流れの中に押し出し、この気体流が溶融熱可塑性材料のフィラメントを細くし、その直径を場合によってはミクロ繊維の直径にまで減少させることによって形成された繊維を意味する。その後、溶融繊維は、高速気体流により運ばれて形成表面上に堆積し、不規則に分散したメルトブローン繊維のウェブを形成する。このような工程は、例えば、ブチン他に付与された米国特許第３，８４９，２４１号に開示されている。メルトブローン繊維は、連続又は不連続とすることができるミクロ繊維であり、平均直径は、一般的に１０ミクロンよりも小さく、形成表面上に堆積された時は、一般的に粘着性である。
【００２４】
本明細書で用いる場合、「多層積層体」とは、完成構造に積層された材料の２つ又はそれ以上の層を含む積層体を意味する。例えば、層の１つ又はそれ以上は、スパンボンド層とすることができ、及び／又は、層のいくつかは、メルトブローン層とすることができる。多層積層体の１つの特定の例は、スパンボンド／メルトブローン／スパンボンド（ＳＭＳ）積層体である。他の多層積層体は、ブロック他に付与された米国特許第４，０４１，２０３号、コリアー他に付与された米国特許第５，１６９，７０６号、ポッツ他に付与された米国特許第５，１４５，７２７号、パーキンス他に付与された米国特許第５，１７８，９３１号、及びティモンズ他に付与された米国特許第５，１８８，８８５号に開示されている。多層積層体は、移動形成ベルト上に、最初にスパンボンド布層、次にメルトブローン布層、最後に別のスパンボンド層を順次堆積し、その後に以下に説明する方法で積層体を結合することにより作ることができる。代替的に、布層を個々に作り、ロールに集め、別々の結合段階で組み合わせることができる。このような布の坪量は、通常は約０．１から１２オンス／平方ヤード（ｏｓｙ）（３から４００グラム／平方メートル（ｇｓｍ））であり、より詳細には、約０．７５ｏｓｙから約３ｏｓｙ（２５〜１０２グラム／平方メートル）である。また、多層積層体は、多くの異なる構成で様々な数のメルトブローン層又は多重のスパンボンド層を有することができ、フィルム（Ｆ）又はコフォーム材料のような他の材料、例えば、「ＳＭＭＳ」、「ＳＭ」、及び「ＳＦＳ」などを含むことができる。
【００２５】
本明細書で用いる場合、「不織」及び「不織布又はウェブ」という用語は、互いに差し込まれているが編地のように識別可能な状態ではない個々の繊維、フィラメント、又は糸の特定の構造を有するウェブを意味する。不織布又はウェブは、例えば、メルトブローン工程、スパンボンド工程、ボンデッドカーデッドウェブ工程のような多くの工程で形成されてきた。不織布の坪量は、通常は材料のオンス数／平方ヤード（ｏｓｙ）、又はグラム数／平方メートル（ｇｓｍ）で表され、有効繊維直径は、通常はミクロンで表される。（ｏｓｙからｇｓｍに変換するには、ｏｓｙに３３．９１を掛けることに注意すべきである）。
【００２６】
本明細書で用いる場合、「中実」という用語は、突起内部の空隙又は空洞の存在を完全には排除しない。逆に、当業者には明らかであろうが、突起を形成すると、処理のばらつきのために突起内に空隙又は空洞が残る場合が十分にある。従って、本明細書で用いる場合の「中実」という用語は、ベース材料と比較した時に、任意の突起の内部に繊維又はフィラメント又は他の個体が実質的にないということではないことを意味する。
【００２７】
本明細書で用いる場合、「スパンボンデッドウェブ」という用語は、例えば、アッペル他に付与された米国特許第４，３４０，５６３号、ドーシュナー他に付与された米国特許第３，６９２，６１８号、マツキ他に付与された米国特許第３，８０２，８１７号、キニーに付与された米国特許第３，３３８，９９２号及び第３，３４１，３９４号、ハートマンに付与された米国特許第３，５０２，７６３号、及びドボ他に付与された米国特許第３，５４２，６１５号におけるように、溶融熱可塑性材料を口金の複数の細い通常は円形の毛管からフィラメントとして押し出し、次に、この押出したフィラメントの直径を急速に減少させることによって形成された直径の小さな繊維を含むウェブを意味する。スパンボンド繊維は、形成表面上に堆積された時は、一般的に粘着性ではない。スパンボンド繊維は、ほぼ連続的であり、平均直径が７ミクロンよりも大きく（少なくとも１０個の繊維のサンプルから）、多くの場合に約１０と２０ミクロンの間である。
これらの用語は、本明細書の残りの部分で更に別の言葉を用いて定義される場合がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
上述のように、本発明は、１つ又はそれ以上の巨視的表面形態を有する三次元不織布を提供する。表面形態は、大きさが巨視的であり、不織布表面の大部分と不織布に接触する身体部分との間の分離をもたらすことが望ましい。このような不織布は、おむつやパンティライナなどのようなパーソナルケア物品の身体側ライナとして特に有用である。本発明の不織布は、巨視的形態に加えて穿孔及び非巨視的突起を更に含むことができる。また、本発明の不織布は、衣類、医療用製品、清掃製品、包装材料、及び、防音及び断熱材のような建築材料などの製造にも有用である。
【００２９】
本発明の例示的な不織ウェブを図１Ａ、図１Ｂ、及び図１Ｃ、図５Ａ、図５Ｂ、及び図５Ｃ、並びに図８に示している。本発明は、図１Ａ、図１Ｂ、及び図１Ｃに示す例示的な不織ウェブに関して説明することにする。この不織ウェブは、ｘｙ平面を形成する上側ベース表面１０４と、ｘｙ平面から延びる少なくとも１つの巨視的表面形態１２０とを含む三次元不織ウェブ１００であり、巨視的表面形態１２０は、上側ベース表面１０６のｘｙ平面の上方に少なくとも約１ミリメートル延びる頂部１０６を有する形態として特徴付けられる。図１Ａ、図１Ｂ、及び図１Ｃに示され、実施例１として詳細に説明される不織ウェブは、上側ベース表面１０４のｘｙ平面の上方に少なくとも約２ミリメートル延びる頂部１０６を有する巨視的形態を含む。図５Ａ、図５Ｂ、及び図５Ｃに示され、実施例５として詳細に説明される不織ウェブは、上側ベース表面１０４のｘｙ平面の上方に少なくとも約３ミリメートル延びる頂部１０６を有する巨視的形態を含む。いくつかの実施形態では、巨視的形態は、ｘｙ平面の上方に少なくとも約１、１．５、３、５、又は更に約６ミリメートル延びる頂部を有する。巨視的形態１２０の高さを高くして、分離を大きくすることが望ましい。巨視的形態の高さが高くなると、ウェブの嵩厚さＴが大きくなり、従って不織ウェブの嵩密度が減少する。例えば、本発明の不織ウェブの局所的嵩密度は、０．０４グラム／立方センチメートルよりも小さく、０．０３グラム／立方センチメートルよりも小さく、又は更に０．０２グラム／立方センチメートルよりも小さいものとすることができる。
【００３０】
また、巨視的形態１２０は、不織ウェブ１００に圧力が加わった時の接触を最小限にするために、特定の荷重下、例えば１．２ｋＰａ荷重（Ｐf）の下で上側ベース表面１０４のｘｙ平面の上方に少なくとも１ミリメートルの高さを維持することが望ましい。いくつかの実施形態では、巨視的形態は、荷重下で上側ベース表面１０４のｘｙ平面の上方に少なくとも約１、１．５、３、５、又は更に６ミリメートルの高さｈを維持する。図１Ａ、図１Ｂ、及び図１Ｃの不織ウェブ上に置かれた実質的に平面の物品を図２Ａ、図２Ｂ、及び図２Ｃに図示し、本発明の不織ウェブの形態のいくつかを実際に示している。物体Ｐと不織シート１００との接触面積は、不織シート上、より詳細には、巨視的形態１２０上に置かれた物体Ｐが直接接触する不織シートの面積１０６の合計である。例えば、不織ウェブ１００の表面形態１２０により支持された物体Ｐの接触面積は、不織ウェブの全ての形態と、もしあれば形態１２０上に置かれた物体Ｐに直接接触するあらゆる他の部品との面積の合計である。図２Ａでは、物体Ｐの不織布１００との接触面積は、図２Ａ及び図２Ｃに示す陰影をつけた面積の合計である。物体ＰとＰを形態１２０で支持する不織ウェブとの百分率接触面積は、上述の接触面積を物品と直接接触するシートの点の全てを連結する平坦な連続面積で割ることにより求められる。例えば、物体が１６個の巨視的形態１２０で支持されていれば、物体ｐを支持する形態を含む不織ウェブの面積は、物体を支持する１６個の形態全て又は１６個の形態の一部を連結する不織ベース平面に平行な平面で測定した連続「全体面積」（Ｌp×Ｗp）である。従って、百分率接触面積は、接触面積を全体面積（Ｌp×Ｗp）で割ったものとなる。図２Ｃでは、不織布により支持された物体Ｐがシートに伝達する圧力Ｐwは、支持された物体Ｐの重量を物体の下方の平坦な連続面積（Ｌp×Ｗp）で割ることにより求められる。表面形態で観察される平均圧力Ｐfは、荷重と接触する実際の面積に対して補正することにより求められる。表面形態で観察される平均圧力Ｐfは、Ｐwを百分率接触面積で割ることにより求めることができる。
【００３１】
望ましくは、巨視的形態１２０により、形態上に置かれた物体の接触が最小限になり、不織ウェブと所定の荷重で巨視的表面形態上に置かれた物品との接触面積が、物品を支持する不織ウェブの全体面積（Ｌp×Ｗp）の５０パーセントよりも小さくなるようにする。更に望ましくは、不織ウェブと不織ウェブの接触面積に対する物品の所定の荷重で巨視的表面形態上に載った物品との接触面積は、物品を支持する不織ウェブの全体面積の４０パーセントよりも小さく、３０パーセント、更には２５パーセントよりも小さいとすることができる。従って、不織ウェブ及び不織ウェブの巨視的形態は、この形態によって所定の荷重下で接触面積が最小限になり、分離がもたらされるように、所定の荷重下で完全には圧縮されないことが望ましい。また、形態には弾力性があり、３．４５ｋＰａの荷重をウェブに加えた後に何らかの測定可能な高さｈ、望ましくは１ｍｍよりも大きい高さに戻り、従って、ウェブに３．４５ｋＰａを加えてその後除いた時に、形態が分離をもたらすことが望ましい。
【００３２】
不織ウェブは、複数の巨視的形態を含み、大きな区域に亘って分離するか、又は支持を増大させることができる。巨視的形態の頻度は、大きく変えることができる。例えば、本発明の不織ウェブは、ｘｙ平面内に１、１０、５０、更には１００平方センチメートルの不織ウェブあたり１つという少ない巨視的表面形態を含むことができると考えられる。ウェブ単位面積あたりの巨視的形態の数を減少させて、接触面積を減少させることが望ましい。以下の実施例１〜３の巨視的形態の頻度は、約２形態／平方センチメートルであり、実施例４及び５では、約１形態／平方センチメートルとした。図８に示す巨視的形態の頻度は、１形態／５００平方センチメートルとすることができる。
【００３３】
図８に示すように、ウェブ１００の全表面１０４に亘って巨視的形態１２０を設ける必要はない。例えば、１つ又はそれ以上の巨視的形態を特定の部位、例えばおむつライナの目標区域に設け、図８に示すようにその部位で分離させることができる。図８は、外側幅に沿って約１０センチメートル×１０センチメートルの寸法を有し、内側開口部寸法が約９センチメートル×９センチメートルのただ１つの巨視的表面形態１２０を含む不織ウェブ１００を図示する。巨視的形態１２０の高さは、約４ミリメートルである。単一の巨視的形態１２０は、望ましくは、おむつライナの目標区域に位置して、赤ちゃんの殿部とおむつライナ表面及び目標区域のライナの下に位置する任意の吸収性材料との間を分離すべきである。
【００３４】
１つの特定の実施形態では、巨視的形態は、１．２ｋＰａ荷重（Ｐf）の下で上側ベース表面のｘｙ平面の上方に少なくとも１ミリメートルの高さを維持する。別の実施形態では、巨視的形態は、１．２ｋＰａ荷重（Ｐf）の下で上側ベース表面のｘｙ平面の上方に少なくとも１．５ミリメートルの高さを維持する。更に他の実施形態では、巨視的形態は、１．２ｋＰａ荷重（Ｐf）の下で上側ベース表面のｘｙ平面の上方に少なくとも３、５、更には６ミリメートルの高さを維持する。別の特定の実施形態では、巨視的形態は、１．８ｋＰａ荷重（Ｐf）の下で上側ベース表面のｘｙ平面の上方に少なくとも１ミリメートルの高さを維持する。他の実施形態では、巨視的形態は、１．８ｋＰａ荷重（Ｐf）の下で上側ベース表面のｘｙ平面の上方に少なくとも１．５、３、更には６ミリメートルの高さを維持する。更に別の特定の実施形態では、巨視的形態は、１０ｋＰａ荷重の下で上側ベース表面のｘｙ平面の上方に少なくとも１ミリメートルの高さを維持する。他の実施形態では、巨視的形態は、１０ｋＰａ荷重下で上側ベース表面のｘｙ平面の上方に少なくとも１．５、３、更には６ミリメートルの高さを維持する。本発明の不織ウェブは、不織ウェブの上面と、ウェブに対する０．３４５０ｋＰａの荷重（Ｐw）で巨視的表面形態上に載った物品との間に１平方センチメートル当たり少なくとも０．０８、０．０９、更には０．１０立方センチメートルよりも大きい空隙をもたらす巨視的形態を含むことができる。
【００３５】
例示的な実施形態では、不織ウェブは、ｘ、ｙ、及びｚ方向に均一な組成を有する単層ウェブとして示されている。しかし、本発明の不織ウェブは、ｘ及びｙ方向に均一な組成を有する積層体とすることができる。例示的な実施形態では、本発明の不織ウェブはまた、二成分スパンボンド不織ウェブである。しかし、本発明の不織ウェブは、スパンボンド法以外の方法で作ることができ、単成分及び／又は多成分の繊維、フィラメント、及び層を含むことができる。
【００３６】
スパンボンド不織ウェブは、溶融紡糸の連続多成分ポリマー繊維を形成表面上に堆積させることにより形成される。二成分繊維及び溶融紡糸は公知であり、本明細書においてその全内容が引用により組み込まれる、グリースバック他に付与された米国特許第５，５７５，８７４号及び第５，６４３，６５３号に説明されている。多成分溶融紡糸不織布及び多成分溶融紡糸不織布を作る方法も公知であり、同じく本明細書においてその全内容が引用により組み込まれる、パイク他に付与された米国特許第５，３８２，４００号に説明されている。また、多成分ポリマーフィラメントを押し出す方法も公知である。本発明の不織布の二成分フィラメントを調製するのに適する材料には、米国テキサス州ヒューストン所在のエクソン・モービルから入手可能な「ＰＤ−３１５５」ポリプロピレン、米国ミシガン州ミッドランド所在のダウ・ケミカル・カンパニーから入手可能な「ＡＳＰＵＮ  ６８１１Ａ」、「２５５３  ＬＬＤＰＥ」、及び「６１８００」ポリエチレンという名称の鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、及びダウ・ケミカル・カンパニーから入手可能な「２５３５５」及び「１２３５０」ＨＤＰＥが含まれる。ポリプロピレンが成分Ａであり、ポリエチレンが成分Ｂである場合、二成分フィラメントは、重量で約２０から約８０パーセントのポリプロピレン、及び約８０から約２０パーセントのポリエチレンで構成することができる。更に望ましくは、このフィラメントは、重量で約４０から約６０パーセントのポリプロピレン、及び重量で約６０から４０パーセントのポリエチレンで構成することができる。
【００３７】
不織ウェブのフィラメントを捲縮し、嵩高い不織物にすることが望ましい。本発明を実行する説明した方法は、捲縮した多成分フィラメントを含むが、本発明は、非捲縮繊維、及び、例えば機械的捲縮繊維のような他の方法で捲縮した繊維も含む。捲縮繊維及び繊維を捲縮する方法は、当業技術で公知である。また、本発明は、他の方法で作られた不織ウェブ、例えば、ボンデッドカーデッドウェブ、メルトブローンウェブ、及び非捲縮フィラメント及び／又は単成分フィラメントで製造したウェブを用いることも意図する。スパンボンドフィラメントを捲縮すると、本発明の布は、比較的嵩高く、しかも比較的弾力性のある材料をもたらすという利点が得られる。フィラメントの捲縮により、フィラメント間に実質的に空隙部分を有する開放されたウェブ構造が生じ、フィラメントは、フィラメントの接触点で結合される。ここでもまた、上述の不織布はスパンボンド二成分フィラメントで作られているが、本発明の不織布は、単成分スパンボンドフィラメント、メルトブローンフィラメント、ボンデッドカーデッドウェブ、空気堆積ウェブなどで作ることができることを理解すべきである。例えば、単成分スパンボンドフィラメントは、単成分フィラメントの製造に適応させて口金を変えることを除き、実施例に説明するものと同じ方法で作ることができる。例えば、スパンボンド工程に関して上述した特許を参照することができる。更に、繊維は、別の方法で接着剤ポリマー成分を加えることにより結合させることができる。
【００３８】
スパンボンド／メルトブローン／スパンボンド（ＳＭＳ）積層体不織布は、巨視的表面形態を含むように作ることができる。不織布を作るメルトブローン工程及び「ＳＭＳ」不織布は公知である。適切なメルトブローン技術及び「ＳＭＳ」布は、本明細書においてその開示内容が引用により組み込まれる米国特許第４，０４１，２０３号に開示されている。米国特許第４，０４１，２０３号は、同じく本明細書において引用により組み込まれるメルトブローン技術に関する以下の出版物、すなわち、米国ワシントンＤＣの米国海軍研究試験所で行われた研究を説明した「Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ」第４８巻、第８号、１３４２〜１３４６頁に掲載の「超極細熱可塑性繊維」という名称の論文、１９５４年４月１５日付けの海軍研究試験所報告１１１４３７、米国特許第３，７１５，２５１号、第３，７０４，１９８号、第３，６７６，２４２号、及び第３，５９５，２４５号、及び英国特許明細書第１，２１７，８９２号を参照している。
【００３９】
上述のグリースバック他に付与された米国特許５，５７５，８７４号及び第５，６４３，６５３号には、スパンボンドメルトブローン一体化複合物（ＳＭＩＣ）材料が説明及び図解されている。一般的に、「ＳＭＩＣ」材料は、両側にスパンボンドフィラメントのカーテンを有するメルトブローン材料により生成することができる。スパンボンドフィラメントカーテンの両側に対称的にメルトブローンダイを配置し、「ＳＭＩＣ」布を生成することができる。この工程は、本明細書において引用により組み込まれる、グリースバック他に付与された米国特許第５，５７５，８７４号及び５，６４３，６５３号に更に詳細に説明されている。形成された「ＳＭＩＣ」布は、形態的特徴を含む表面上に配置され、熱風で結合して表面形態を含む「ＳＭＩＣ」布を作ることができる。
【００４０】
液体吸収性物品を作るのに用いる場合は、本発明の不織布は、従来の表面処理剤で処理することができ、又は従来のポリマー接着剤を含ませて布の濡れ性を向上させることができる。例えば、米国特許第５，０５７，３６１号に開示されているポリアルキレンオキシド修飾ポリジメチルシロキサンのようなポリアルキレンオキシド修飾シロキサン及びシランで不織布を処理することができる。このような表面処理は、布の濡れ性を高める。不織ウェブは、それが製品に組み込まれる前に処理することができる。
【００４１】
本発明の不織布は、異なる液体処理特性の区域を有する不織布を含むことができる。より詳細には、本発明の不織布は、布の３方向全てに沿って、すなわち、着用区域と同一平面上の布の長さに沿って、着用区域と同一平面上の布の幅に沿って、かつ布の厚さ又は深さを通して流れを誘導する布を含むことができる。異なる液体処理能力のこれらの区域は、形態的に表面形成した区域により作り出される。これらの形態的領域では、坪量、密度、及び／又はフィラメント配向を変えることができる。更に、形態的特徴は、異なる疎水性を有することができ、これが更に流体処理を強化する。
【００４２】
上述のように、本発明の不織布は、分離層又は身体側ライナ材料として用いることができ、１つの大きな突起又は比較的少数の間隔を空けて配置された突起を有する材料を含むことができる。本発明には、１つの表面を別の表面から、例えば、乳児の殿部をおむつの吸収層から分離するために用いることができる巨視的表面形態を有する不織構造が含まれる。いくつかの望ましい実施形態では、この構造は、身体側ライナとしての使用、及び、おむつと、トレーニングパンツと、失禁用パッドと、女性用パッド、生理用ナプキン、及びパンティライナのような女性用衛生製品と、その他のような使い捨て吸収性製品におけるサージ材料又はライナ／サージの組合せとしての使用に特に望ましい物理的、美観的、及び機能的属性を有する。
【００４３】
以下では、主に図７及び図８に示すような使い捨ておむつ４００に具体的に用いられている独特の水分透過性上面シート構造１００として本発明を用いることに関して説明する。これは、望ましい利用法の１つであると考えられているが、本発明は、生理用ナプキン、月経用タンポン、失禁用製品などのような使い捨て及び再利用可能の両方の様々な吸収性装置、並びに、工業用材料、防音材、耐熱材、包装材などのような非吸収性装置に用いることができることを理解すべきである。上面シート構造７００及びその使い捨ておむつ４００での利用を詳細に説明するので、当業者は、本発明を他の装置に対しても容易に適応させることができるであろう。
【００４４】
上述のように、本発明のウェブの表面形態は圧縮に抵抗性を有するので、おむつ又は他の吸収性製品の身体側ライナとしてこのウェブを用い、吸収性製品の吸収部分を着用者の皮膚から分離させることができる。使い捨て吸収性製品、例えば、おむつ４００の図を図６に示す。この特定の実施形態の構造的詳細を更に明確に示すために、様々な層を切り欠いている。本発明の新規な上面シート、すなわち、身体側ライナを７００で示す。使い捨ておむつ４００の他の２つの主要構成要素は、吸収性要素すなわちパッド４１０、及び裏面シート４３０である。図６のおむつ４００の図は、使い捨ておむつを簡略化して例示的に示すものである。使い捨ておむつの更に詳細な説明は、本明細書において引用により組み込まれる、ロークス他に付与された米国特許第５，８２７，２５９号に含まれている。
【００４５】
図７は、図６の線７−７を通して切った断面図を示している。表面形態７２０は、着用者の皮膚４５０をライナ７００の下に配置された吸収性材料４１０から分離させる。ライナ４２０は、ベース区域７０２で吸収性材料４１０上に載っている。望ましくは、表面形態の接触面積は、ベース区域の接触面積よりも小さい。より詳細には、不織ウェブ７００は、荷重下で接触面積を最小にする巨視的表面形態７２０が着用者４５０に向くように向きが合わせられるのが望ましい。また、着用者がライナと接触する面積は、ライナ上の着用者の表面積又はフットプリントの５０パーセントよりも小さいことが望ましく、より望ましくは、接触面積は４０パーセントよりも小さく、３０パーセントよりも小さく、更に望ましくは、接触面積は２５パーセントよりも小さい。着用者の皮膚とおむつの濡れるか又は湿った部分との間の接触面積が小さくなると、着用者の皮膚健康が改善すると考えられる。また、分離は、吸収性物品の流体処理を改善することになると考えられる。
【００４６】
表面形態は、圧縮に対して完全な抵抗性を有する必要はない。表面形態は、圧縮力がこの形態に加えられると圧縮されることもある。例えば、乳児が座ると、乳児の体重の大部分が表面形態に伝達され、ライナ表面及び形態が十分に圧縮されることにより、ライナ表面と着用者の皮膚との間はほとんど分離しないこともある。しかし、形態は、通常の使用時には完全には圧縮されず、ある程度の分離が形態によってもたらされることが望ましい。また、表面形態には弾力性があり、通常の使用時に表面形態に伝達される可能性が高い力によって永久的には変形しないことが望ましい。より詳細には、変形は、表面形態及び付随する構造の弾性限界内であることが望ましい。すなわち、着用者の皮膚は、使用中には表面形態によりライナ表面のかなりの部分から分離される。表面形態は、乳児が静止している時、這っている時又は歩いている時、及び、望ましくは乳児の体重の大部分が表面形態又はライナに伝達される時でさえも、ある程度の分離をもたらすことが必要である。
【００４７】
例示的な実施形態の不織布ウェブは、エンボス加工されたスパンボンドウェブにより作られているが、本発明の不織ウェブは、他の方法で作ることもできる。本発明の不織ウェブは、スパンボンド法以外の他のウェブ製造方法、及びエンボス加工以外の方法を用いて作ることができることを当業者は理解するであろう。例えば、表面の巨視的表面形態を有する不織ウェブは、本明細書において引用により組み込まれる、本出願と同時に速達郵便手続「ＥＬ４７１２１３６８０ＵＳ」によって出願された「表面形態を有する表面上に不織材料を製造する方法及び表面形態を有する不織材料」という名称の米国特許出願一連番号第１０／１３６，７０２号に説明されている方法により作ることができる。ここでもまた、不織ウェブを作る他の処理を適応させて、本発明の範囲内の表面形態を含むウェブを製造することができる。例えば、不織ウェブは、ボンデッドカーデッドウェブ（ＢＣＷ）、コフォームウェブ、空気堆積ウェブ、及びスパンボンド／メルトブローン／スパンボンド（ＳＭＳ）ウェブなどとすることができる。更に、ウェブは、様々な材料、セルロース、パルプ繊維、及び二成分繊維などで形成するか又はそれらを含むことができる。当業者に公知の他の変更及び処理を本発明と共に用いることができる。
【００４８】
安定化した三次元の巨視的な形態的特長を有する不織布は、平坦な不織ベースシートを熱形成することにより生成することができる。不織ベースシートは、ボンデッドカーデッドウェブ（ＢＣＷ）、コフォームウェブ、空気堆積ウェブ、及びスパンボンド／メルトブローン／スパンボンド（ＳＭＳ）ウェブなどとすることができる。望ましくは、ウェブは、ウェブの５０パーセントよりも少ない面積、より望ましくは、４０パーセントよりも少ない面積、更に望ましくは、３０パーセントよりも少ない面積、最も望ましくは２５パーセントよりも少ない面積に亘って表面形態を有するように熱形成される。また、望ましくは、ウェブ及び熱形成されるパターンの材料及び坪量は、形態に掛かる圧力（Ｐf）が１．２ｋＰａで形態が完全には圧縮されずに分離をもたらし、より望ましくは１．８ｋＰａで、更には１０ｋＰａで完全には圧縮されずに分離をもたらすように選択される。また、熱形成された表面形態の高さは、少なくとも１ｍｍであり、不織材料表面の大部分と不織材料表面に接触する身体との間の分離及び空気循環の増大をもたらすことが望ましい。高さが少なくとも１．５ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍ、更には６ｍｍの表面形態を形成することが更に望ましいであろう。
【００４９】
不織ベースシートは、巨視的形態を有する加熱表面、例えば加熱プレス上に表面形態を有する合わせプレート上で巨視的形態を含むように熱形成することができる。加熱プレスは、当業技術で公知であり、容易に入手可能である。プレスは、不織ウェブを永久的に変形させるのに十分に高温であるが、不織ウェブの望ましい特性、例えば通気性を損なうほど高くない温度に設定すべきである。形成プレートは、不織布に表面形態を付与するための様々な形態のいずれかを含むことができる。表面形態の第１のパターンは、図３Ａ、図３Ｂ、及び図３Ｃに示されており、表面形態の第２のパターンは、図４Ａ及び図４Ｂに示されている。プレートの各組は、例えば正方形又は三角形の表面形態のアレイをそれぞれ有する第１のプレート及び第２のプレートを含む。形態の１つ又はそれ以上が巨視的であるという条件で、様々な他のパターン、例えば六角形及びひし形も可能である。これらのプレートを形成するために、２つの基本的なプレートデザイン、すなわち、標準的な雄及び雌プレート、又は係合プレートを用いることができる。本明細書に説明する例では、係合プレートを用いて四角形及び三角形の繰返しパターンを形成した。不織ベースシートは、プレート間に配置され、熱及び圧力を付加してこのベースシートを熱形成する。実施例では、安定化した巨視的形態を有する三次元不織シートが生成された。図示の不織布は、ｘ方向及びｙ方向の両方に均一に分布する表面形態を含むが、本発明の不織布は、一方向のみに均一に分布する形態を含むことができる。更に、本発明の不織布は、布表面に均一に形成されたり分布されず、任意のパターンで形成されて分布することができる形態を含むことができる。
【００５０】
巨視的表面形態を含む本発明の不織ウェブは、任意的な処理剤及び／又は添加剤で処理し、ウェブの１つ又はそれ以上の特性を変更することができる。例えば、ウェブの非隆起区域を親水性処理剤で処理し、流体の取り込みを増大させることができる。得られる未処理隆起区域、すなわち、表面形態は、処理された非隆起区域よりも疎水性が大きいことになる。すなわち、このウェブは、より乾燥した隆起表面接触区域をもたらし、全体的な皮膚乾燥度を改善する。表面形態は、構造の長さ又は幅全体に及ぶことができる。表面形態は、形態及び不織ウェブの重量支持能力を増大又は減少させるために剛性を変えることができる。
本発明の不織ウェブのいくつかの特徴のより良い理解をもたらすために、非限定的に以下の実施例及びデータを提供する。
【００５１】
比較例Ａ
比較例の「比較例Ａ」としておむつライナ材料を用いた。「比較例Ａ」は、米国テキサス州ヒューストン所在のエクソンから得られる「３１５５」ポリプロピレン９８重量パーセントと二酸化チタン２重量パーセントで形成された０．５ｏｓｙ不織合成布ウェブであった。０．５ｏｓｙ不織合成布ウェブは、スパンボンデッド処理で形成した。丸い断面を有する繊維を用いてウェブを形成し、平均直径は、ほぼ２２ミクロン（３ｄｐｆ）であった。ウェブは、連続フィラメントを不規則に堆積させ、次に、不規則に堆積したフィラメントを熱点結合することにより形成された。ウェブの熱点結合は、結合面積１４〜２１パーセント及びピン密度４６０ピン／平方インチを有するパターンで達成された。ピンの幾何学的形状は、ひし形の形状であった。ライナ材料の更なる詳細は、本明細書において引用により組み込まれる米国特許第６，１５２，９０４号に見出すことができる。
【実施例１】
【００５２】
最初に、アンダーボンデッド二成分スパンボンドウェブを形成し、次に、このアンダーボンデッドウェブ内に巨視的形態をエンボス加工することにより、巨視的表面形態を有する不織合成布ウェブを調製した。巨視的表面形態は、プレートの１つが少なくとも１つの巨視的形態を有する加熱プレートによって付加される熱及び圧力を用いてウェブ内にエンボス加工され、ウェブ内に永久的に変形した巨視的突起を付与する。
【００５３】
アンダーボンデッド二成分スパンボンド不織布ウェブは、連続二成分フィラメントで形成された。連続二成分フィラメントは、並列構成のほぼ等量の２つのポリマー成分で作られた。第１のポリマー成分の組成は、米国テキサス州ヒューストン所在のエクソンから得られる「３１５５」ポリプロピレン９８重量パーセントと二酸化チタン２重量パーセントであった。第２の成分の組成は、米国ミシガン州ミッドランド所在のダウ・ケミカル・カンパニーから得られる「６１８００」ポリエチレン１００重量パーセントであった。紡糸パックの紡糸穴の幾何学的形状は、直径が０．６ｍｍ、長さ対直径（Ｌ／Ｄ）比が４：１であり、紡糸口金は、機械横断方向に５０穴／インチ（１９．ｌ６８５穴／センチメートル）を有した。紡糸パック内の溶融温度は、４１０°Ｆ（２１０℃）であり、収量は、０．６グラム／穴／分（ｇｈｍ）であった。形成高さは、１２インチ（３０．５ｃｍ）であった。空気冷却装置の冷却空気流速度は、３２標準立方フィート／分（ｓｃｆｍ）であり、温度は５０°Ｆ（１０℃）であった。吸引装置温度は、周囲温度で約７５°Ｆ（２３．９℃）であり、吸引装置圧力は、３．５ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）（２４．３１ｋＰａ）であった。７インチ水頭（１７，４４０ダイン／平方センチメートル）でのワイヤ下の真空を用いて、形成ワイヤ上にフィラメントを收集した。２７０°Ｆ（１３２．２℃）の吸入空気、排出空気温度が１８０°Ｆ（８２．２℃）、圧力が０．８ｐｓｉ（５．５２ｋＰａ）、及びワイヤ上方の高さが１．５インチ（３．８ｃｍ）のホットエアナイフ（ＨＡＫ）を用いて、フィラメントを一体化してアンダーボンデッドウェブにするのを助けた。未結合不織ウェブは、次に「通気結合装置（ＴＡＢ）」に誘導された。「ＴＡＢ」は、空気温度約２７０°Ｆ（１３２．２℃）、空気圧０．５ｐｓｉ（３４．４７０ダイン／平方センチメートル）に設定され、繊維をアンダーボンデッドであるが一体化したウェブに形成するように排気する。ライン速度は、０．５オンス／ヤード（ｏａｙ）（１７グラム／平方メートル（ｇｓｍ））の不織材料を生成するように、約２９０フィート／分（８８．５メートル／分）に調節された。
【００５４】
このアンダーボンデッドウェブは、次に、図３Ａ及び図３Ｂに示す加熱係合プレート３００及び３５０により付加された熱及び圧力を用いて三次元「正方形」パターンをウェブ内にエンボス加工することにより、安定化した巨視的形態を有する三次元不織シートに熱形成された。各係合プレートには、反対側のプレート上の同様の突起パターンと噛み合った突起パターンが含まれていた。第１のプレート３００は、図３Ａに示すような正方形突起のチェス盤パターンを含む。第１のプレート上の各突起３１０は、高さが約３ミリメートル、ベースの測定値が約５ミリメートル×５ミリメートルであり、測定値が３ミリメートル×３ミリメートルよりも僅かに大きい（約３．５ｍｍ×３．５ｍｍ）の正方形先端上面３２０で終端される。突起は、ｘ及びｙ方向の両方に、中心と中心との間が約９．５ミリメートルの間隔で配置された。図３Ｂに示す第２のプレート３５０は、高さが約４ミリメートルの交互する正方形突起３１０の類似パターンを含み、各突起３１０は、ベースでの測定値が約４ミリメートル×４ミリメートルであり、測定値が３ミリメートル×３ミリメートルよりも僅かに小さい（約２．９ｍｍ×２．９ｍｍ）の正方形先端上面３２０で終端する。
【００５５】
パターン化したプレートは、約２７５°Ｆ（１３５℃）の温度まで加熱され、アンダーボンデッドウェブが、この加熱プレートの１つに置かれた。次に、反対側の加熱プレートが、図３Ｃに示すように、第２のプレート上の突起が第１のプレート上の突起と噛み合うようにウェブを覆って配置された。次に、約１１５ｐｓｉ（７９３ｋＰａ）のエンボス加工圧力が約３５秒間プレートに印加された。ウェブを変形させるのに十分な熱及び圧力が付加された後に、プレートが分離され、プレートの間からウェブが取り除かれた。巨視的形態を有する得られた三次元材料は、図１Ａ，図１Ｂ、及び図１Ｃに示されており、その有効嵩厚さは７６ミル（１．９３ｍｍ）であった。有効嵩厚さを判断する方法には、「ＳＴＡＲＲＥＴ（登録商標）」型のバルクテスター、及び、０．０５ポンド／平方インチ（３．４５０ダイン／平方センチメートル）の圧力（Ｐw）が使用された。
【実施例２】
【００５６】
形成ワイヤ及び「ＴＡＢ」のライン速度を約１２０フィート／分（３６．６メートル／分）に調節して１．２オンス／ヤード（ｏｓｙ）（４０．７グラム／平方メートル（ｇｓｍ））の材料を生成することを除き、実施例１が繰り返された。実施例２の１．２ｏｓｙアンダーボンデッド材料は、実施例１に説明したような正方形パターンを用いて熱形成された。巨視的形態を有する得られた三次元材料は、図１Ａ，図１Ｂ、及び図１Ｃに示されており、その有効嵩厚さは、８０ミル（２．０ｍｍ）であった。
【実施例３】
【００５７】
形成ワイヤ及び「ＴＡＢ」のライン速度を約５８フィート／分（１７．７メートル／分）に調節して２．５オンス／ヤード（ｏｓｙ）（８５グラム／平方メートル（ｇｓｍ））の材料を生成することを除き、実施例１が繰り返された。実施例３の２．５ｏｓｙアンダーボンデッド材料は、実施例１に説明したような正方形パターンを用いて熱形成された。巨視的形態を有する得られた三次元材料は、図１Ａ，図１Ｂ、及び図１Ｃに示されており、その有効嵩厚さは、９８ミル（２．５ｍｍ）であった。
【実施例４】
【００５８】
図４Ａ及び図４Ｂに示す加熱係合プレート４００及び４５０で印加された熱及び圧力を用いて三次元「三角形」パターンをウェブ内にエンボス加工することにより、１．２ｏｓｙアンダーボンデッドウェブを熱形成して、安定化した巨視的形態を有する三次元不織シートにしたことを除き、実施例２が繰り返された。
図４Ａ及び図４Ｂに示す加熱係合プレート４００及び４５０で印加された熱及び圧力を用いて三次元「三角形」パターンをウェブ内にエンボス加工することにより、１．２ｏｓｙ（４０．７ｇｓｍ）アンダーボンデッドウェブを熱形成し、安定化した巨視的形態を有する三次元不織シートにした。各係合プレートは、反対側プレート上の三角形突起の類似パターンと噛み合った三角形突起のパターンを含む。第１のプレート４００は、図４Ａに示す三角形の歯のような突起のパターンを含む。第１のプレート上の各三角形突起４１０は、高さが約３ミリメートルであり、いずれの一辺に沿っても約８ミリメートルの長さを有する正三角形のベースを有し、いずれの一辺に沿っても約５ミリメートルの長さを有する正三角形の先端上面４２０で終端する。突起は、ｘ方向及びｙ方向の両方に中心から中心まで約９ミリメートルの間隔を空けて配置された。図４８に示す第２のプレート４５０は、高さが約４ミリメートルの交互する三角形突起４１０の類似パターンを含み、各突起４１０は、いずれの一辺に沿っても約８．５ミリメートルの長さを有する正三角形ベースを有し、いずれの一辺に沿っても約５ミリメートルの長さを有する正三角形の先端上面４２０で終端する。
巨視的形態を有する得られた三次元材料は、図５Ａ、図５Ｂ、及び図５Ｃに示されており、その有効嵩厚さは、１２０ミル（３．０５ｍｍ）であった。
【実施例５】
【００５９】
図４Ａ及び図４Ｂに示す加熱係合プレート４００及び４５０で印加された熱及び圧力を用いて三次元「三角形」パターンをウェブ内にエンボス加工することにより、２．５ｏｓｙ（８５ｇｓｍ）アンダーボンデッドウェブを熱形成して、安定化した巨視的形態を有する三次元不織シートにしたことを除き、実施例３が繰り返された。巨視的形態を有する得られた三次元材料は、図５Ａ、図５Ｂ、及び図５Ｃに示されており、その有効嵩厚さは、１３３ミル（３．３８ｍｍ）であった。
【００６０】
試験方法
坪量
実施例の坪量は、材料の各サンプルから３インチ（７．６ｃｍ）直径の円形サンプルを測って切り取ることにより判断された。各３インチサンプルは、天秤を用いて計量した。サンプルの重量は、グラム単位で記録され、次にサンプル面積で割ってサンプルの坪量が与えられた。各材料実施例の５つのサンプルは、この手順を用いて測定及び計量され、不織材料の各実施例に対する平均坪量を得た。
キャリパー
実施例の材料キャリパーすなわち厚さも測定された。実施例の材料のキャリパーは、「ＳＴＡＲＲＥＴ（登録商標）」型のバルクテスターを用いて０．０５ｐｓｉ（３，４５０ダイン／平方センチメートル）の荷重（Ｐw）の下で実施例の材料（ウェブ）の厚さを測定することによって判断された。材料のサンプルは、４インチ×４インチ（１０．２ｃｍ×１０．２ｃｍ）の正方形に切り取られた。５つのサンプルは、切り取られて上述の手順を用いて測定され、平均して各実施例に対する平均厚さを与えた。
【００６１】
嵩密度
実施例の不織材料の嵩密度は、グラム／平方メートル（ｇｓｍ）で表された不織材料サンプルの重量／単位面積を、ミリメートル（ｍｍ）で表された材料サンプルのキャリパーで割ることによって計算された。ウェブキャリパーは、キャリパーを判断する際に説明したように、０．０５ｐｓｉ（３，４５０ダイン／平方センチメートル）で測定された。値をグラム／立方センチメートル（ｇ／ｃｃ）に変換するために、結果に０．００１を掛けた。各実施例の５つのサンプルの合計を求め、平均して密度値を得た。
【００６２】
接触面積
実施例の不織材料の接触表面積も測定された。試験機器には、最小厚さが１／４”インチ（６．３５ｍｍ）の３”×４”（７．６ｃｍ×１０．２ｃｍ）サンプルステージ、「ＬＵＣＩＴＥ（登録商標）」の１２．２５”×５”×３／１６”（３１ｃｍ×１２．７ｃｍ×０．４８ｃｍ）片、３”×４”（７．６ｃｍ×１０．２ｃｍ）の矩形に切り取った各材料のサンプル、嵩圧縮計、温度計、細書きペン、３”×４”（７．６ｃｍ×１０．２ｃｍ）の矩形に切り取った透かし紙、及び、ｒＨゲージ（湿度計）が含まれた。この手順を用いて測定した全ての接触面積は、名目上の接触面積である。すなわち、この接触面積は、表面形態がその形態上に載った平坦な表面と接触することによって形成されるものである。これは、厳密にはサンプルの突起面積を覆う平坦表面と接触する個々の繊維面積の合計ではなく、個々の繊維間の面積を含むものである。
【００６３】
初期測定及び設定
１）７４±４°Ｆ（２３．３±２．２℃）及び５０±１０％ｒＨの制御環境で試験を行う。
２）サンプルは、それらが形成ラインから取り出されて巻かれるか又は包装される前の、生成した材料を代表する材料から調製されるものとする。
３）サンプルは、均一で親材料を代表するウェブの部分から切り取られる。
４）各実施例の親材料から３つの３”×４”（７．６ｃｍ×１０．２ｃｍ）矩形サンプルを切り取る。
５）嵩圧縮計を用いて各サンプルの初期の嵩を測定する。
６）荷重を加え、４秒間読みが安定した時にその値を記録する。値を記録した後に、サンプルを直ちに荷重から取り除く。
【００６４】
初期接触表面／面積
７）３”×４”（７．６ｃｍ×１０．２ｃｍ）サンプルステージを平坦で水平な表面の上に置く。
８）次に、３”×４”（７．６ｃｍ×１０．２ｃｍ）サンプルをステージに並べてその上に置く。
９）サンプルの上面を覆って平坦で透明な表面を置くことにより初期表面接触面積が取られる。この方法には、一枚の透かし紙を用いた。
１０）この材料は、初期読取りに対して材料上に０．００３ｐｓｉよりも小さい荷重をもたらす。
１１）各接触する形態的な表面の特徴を直接上から見て、細書きペンで周囲を型取りすることにより材料の表面接触の周囲を記録する。
１２）次に、平坦表面に接触する材料の面積を初期接触面積として記録する。この面積は、段階１１で行われた型取りから判断される。
１３）この初期接触面積をサンプルの突起面積（すなわち、１２平方インチ）で割り、サンプルに対する接触表面／面積の百分率を得る。
【００６５】
増大荷重の下での接触表面
１４）荷重が更に重い場合の付加的な接触面積測定に対して、平坦で矩形の「Ｌｕｃｉｔｅ（登録商標）」材料片をサンプル材料の上に置く。
１５）矩形の「Ｌｕｃｉｔｅ（登録商標）」材料片の中心を測定する。
１６）３”×４”（７．６ｃｍ×１０．２ｃｍ）の矩形を矩形の「Ｌｕｃｉｔｅ（登録商標）」材料片の中心に置いて型取りをする。型取りした周囲の縁部は、「Ｌｕｃｉｔｅ（登録商標）」材料の矩形の縁部に平行である。
１７）「Ｌｕｃｉｔｅ（登録商標）」材料の寸法は、１２．２５”×５”×３／１６”（３１ｃｍ×１２．７ｃｍ×０．４８ｃｍ）であり、重さは、０．６ポンド（２７３グラム）である。
１８）形態の周囲を紙の上に記録することができるように、１枚の透かし紙を「Ｌｕｃｉｔｅ」材料の上に置く。
１９）接触する形態的な表面の特徴の各々を上から直接見て、表面接触の周囲を材料に関して細書きペンを用いて記録する。
２０）次に、平坦表面に接触する材料の面積を材料に関して記録し、荷重条件も同じく記録する。
２１）この荷重下の接触面積をサンプルの突起面積（すなわち、１２平方インチ又は７７．４平方センチメートル）で割り、サンプルに対する接触表面／面積の百分率を得る。
２２）表面形態が受ける真の平均荷重は、サンプルに及ぼすプレートの重量を平坦荷重に接触するサンプル面積で割ることによって判断される。例えば、２０％の接触面積を有する１２平方インチのサンプルに対する０．６ポンドは、圧力０．２５ｐｓｉ（０．６ポンド／（１２平方インチ×２０％））での２０％の接触面積を表すであろう。
【００６６】
２つの異なる重錘である１．２ポンド及び６ポンド（０．５４５及び２．７３キログラム）を用いて付加的な接触面積測定が行われた。接触面積は、重りが６ポンドになるか又は接触面積が９０パーセントよりも大きくなるまで測定される。
２３）平坦で矩形の「Ｌｕｃｉｔｅ（登録商標）」材料片をサンプル材料の上に置く。
２４）矩形の「Ｌｕｃｉｔｅ（登録商標）」材料片の中心を測定して判断する。
２５）３”×４”（７．６ｃｍ×１０．２ｃｍ）の矩形を矩形の「Ｌｕｃｉｔｅ（登録商標）」片の中心に置いて型取りをする。型取りした周囲の縁部は、「Ｌｕｃｉｔｅ（登録商標）」の矩形の縁部に平行である。
２６）「Ｌｕｃｉｔｅ（登録商標）」の寸法は、１２．２５”×５”×３／１６”（３１ｃｍ×１２．７ｃｍ×０．４８ｃｍ）であり、重さは、０．６ポンド（２７３グラム）である。
２７）「Ｌｕｃｉｔｅ（登録商標）」材料の縁部において、０．３ポンド（１３６．３５グラム）の重りが各端部上に加えられ、全重量１．２ポンドの力が１２平方インチのウェブに置かれる。
２８）形態の周囲を紙に記録することができるように、１枚の透かし紙を「Ｌｕｃｉｔｅ」材料の上に置く。
２９）接触する形態的な表面の特徴の各々を上から直接見て、表面接触の周囲を材料に関して細書きペンを用いて記録する。
３０）次に、平坦表面に接触する材料の面積を材料に関して記録し、荷重条件も同じく記録する。
３１）この荷重下の接触面積をサンプルの突起面積（すなわち、１２平方インチ）で割り、サンプルに対する接触表面／面積の百分率を得る。
３２）表面形態が受ける真の平均荷重は、サンプルに及ぼすプレートの重量を平坦荷重に接触するサンプル面積で割ることによって判断される。例えば、２０％の接触面積を有する１２平方インチのサンプルに対する６ポンドは、圧力２．５ｐｓｉ（６ポンド／（１２平方インチ×２０％））での２０％の接触面積を表すであろう。
３３）全荷重を６ポンド（２．７２ｋｇ）にするために両側に２．７ポンド（１２２７グラム）の重りを与えるように段階２６を変更し、段階２２〜３０を繰り戻す。
３４）サンプルに対する全荷重が６ポンドになるか、又はサンプルが平坦な材料に接触する名目上の接触面積が９０パーセントよりも大きくなるまで実験を実行する。
３５）段階２９の後の最大５分間で材料の（ウェブの）嵩を取って記録する。
【００６７】
ウェブに印加される圧力（Ｐw）
図２Ａを参照すると、物体Ｐが不織ウェブ１００と接触する接触面積は、図２Ａ及び図２Ｃに示す斜線をつけた面積の合計である。形態１２０に支持された物体Ｐが不織ウェブ１００に伝達する圧力は、支持された物体Ｐの重量を、物品に直接接触するシートの点の全てを連結する平坦な連続面積で割ることにより測定される。例えば、物体が１６個の巨視的形態１００で支持されている場合、物体Ｐを支持する不織ウェブの面積は、物体を支持する１６個の形態の全て又は１６個の形態の一部を連結する不織ベース平面に平行な平面で測定した連続面積（Ｗp×Ｌp）である。図２Ｃでは、不織ウェブによって支持された物体Ｐがシートに伝達する圧力は、支持された物体Ｐの重量を物体の下の連続面積Ｌp×Ｗpで割ることによって測定される。
【００６８】
表面形態によって観察される平均圧力（Ｐf）
表面形態が受ける真の平均荷重は、サンプルに及ぼすプレート重量を平坦荷重に接触するサンプル面積で割ることにより判断される。表面形態によって観察される平均圧力Ｐfは、荷重Ｐwに接触する実際の面積に関して補正することにより判断される。これは、Ｐwを百分率接触面積で割ることにより行われる。
ウェブ容積測定方法
不織ウェブ容積は、ウェブ内部の空隙容積及び繊維が占める容積を測定することにより判断される。繊維容積は、ウェブの重量を繊維密度で割ることにより計算される。高度に形態を有するウェブについては、内部空隙容積は、内部孔に含まれていない液体を測定から除外する液体飽和実験で測定される。
これは、Ｂｕｒｇｅｎｉ及びＫａｐｕｒにより「Ｔｅｘｔｉｌｅ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｊｏｕｒｎａｌ」、第３７巻、３５６〜３６６ページ（１９６７年）に報告された多孔性プレート法に基づく装置を用いて判断することができ、その開示内容は引用により組み込まれる。この装置には、プログラマブルステッパモータに接続された可動ステージと、コンピュータで制御される電子天秤とが含まれる。制御プログラムは、望ましい高さにステージを自動的に移動し、平衡に達するまで特定のサンプリング速度でデータを集め、次に、次の計算された高さまでステージを移動させる。制御可能なパラメータには、サンプリング速度、平衡判定基準、及び、吸収／脱離サイクル数が含まれる。
【００６９】
この解析のためのデータは、不織ウェブを完全に濡れ性にするための界面活性剤を含有する液体を用いて收集され、脱離モードで測定が行われた。すなわち、高さゼロで材料が飽和され、多孔性プレート（及び、サンプルに対する有効毛管張力）が、望ましい毛管半径又は毛管張力に応じた個々の段階で徐々に上げられた。高さゼロでは、不織ウェブの形態により、ウェブとプレートの間の境界に閉じ込められたある一定の量の液体が存在する。プレートを上げる時、サンプルから引き出される液体の量をモニタした。各高さでの読取りが１５秒毎に取られ、４回連続の読取りの変化の平均が０．００５ｇよりも小さい時に平衡に達したと見なされた。界面液体（飽和不織ウェブサンプルと多孔性プレートとの間の界面における）は、一般的にプレートを僅かに上げると（０．５〜０．７ｃｍ）除去される。内部空隙容積は、ｃｃ／グラムで表される。
不織ウェブ容積は、上述の内部空隙容積測定値及び繊維容積の合計である。
Ｖnw＝ウェブ容積（ｃｃ／ｇ）＝内部空隙容積＋（１／繊維密度）
【００７０】
嵩圧縮計を用いて測定されるライナと平坦表面の間の空間の容積
各実施例から円形サンプルを取り、サンプルの上部及び下部平面を分離することにより生じたサンプルの容積は、円（３”）の面積とサンプルのキャリパーｔ（ｔは、「ＳＴＡＲＲＥＴ（登録商標）」型バルクテスターを用いて判断された）とを掛け算することによって判断された。この容積はＶpで示され、成形された材料の上部及び下部平面を分離する空間の容積を表すものとする。
Ｖp（ｃｃ）＝ｔ（ｃｍ）×円の面積（ｃｍ2）
【００７１】
次に、２つの平面を分離する空間の容積（Ｖp）から上述の方法を用いて判断された不織ウェブ容積（Ｖnw）を引くと、２つの平面間でウェブによって占有されない空間の容積（Ｖs）が得られる。
Ｖs（ｃｃ）＝Ｖp（ｃｃ）−Ｖnw（ｃｃ）
Ｖnw及びＶpは、同じ円形サンプル面積を用いて決められたので、２つの平面間でウェブによって占有されない空間の容積（Ｖs）を面積で割算し、容積（ｃｃ）／面積（ｃｍ2）又はＶsaを判断することができる。
Ｖsa（ｃｃ／ｃｍ2）＝Ｖs（ｃｃ）／面積（ｃｍ2）
【００７２】
実施例で用いた材料は、ほぼ対称であった。従って、ライナの上面と皮膚の間の単位面積当たりの空間の容積Ｖtsは、Ｖsaを２で割ることによって判断される。
Ｖts（ｃｃ／ｃｍ2）＝Ｖsa（ｃｃ）／２
この仮定は、身体側に向く表面が身体との最小の接触量をもたらすために、実施例で用いたパターンに関しては安全側である。従って、両側が対称であると仮定して、ウェブ上方の真の容積が推定される。
【００７３】
回復百分率
嵩の回復を判断する方法は、Ｐw、すなわち、ウェブによって観察される荷重を用いる。３”の円にサンプルを切り取り、サンプルのキャリパー又は厚さを測定する。実施例材料のキャリパーは、「ＳＴＡＲＲＥＴ（登録商標）」型バルクテスターを用い、０．０５ｐｓｉ（３，４５０ダイン／平方センチメートル）の荷重（Ｐw）の下で実施例材料（ウェブ）の厚さを測定することによって判断される。厚さは、インチの千分の１の単位で測定される。記録されたデータは、材料に対する初期嵩厚さ（嵩0）を与える。
【００７４】
サンプルは、次に、取り除かれて３．４５ｋＰａの荷重Ｐwの下に置かれる。この荷重は、５分間を印加されてその後取り除かれる。材料は、５分間周囲条件で回復させられた。材料のキャリパーは、次に、最終的な厚さ（嵩f）をもたらすために、バルクテスターを用いて０．０５ｐｓｉ（３，４５０ダイン／平方センチメートル）の荷重（Ｐw）の下でもう一度測定される。
最終的な厚さを初期厚さで割ると、嵩の回復百分率が得られる。
％回復＝嵩f／嵩0
【００７５】
試験結果
実施例に関する試験の試験結果を以下の表Ａに示す。材料が分離をもたらさない場合は、表Ａに記号「−」で示されている。
【００７６】
2006503989.tif 000002
【００７７】
従って、本発明によって巨視的表面形態を有する不織布が提供されたことが明らかである。本発明を特定の実施形態に関して説明したが、当業者には、以上の説明に照らして多くの代替形態、変更、及び変形が明らかになることは明白である。従って、全てのこのような代替形態、変更、及び変形は、特許請求の範囲の精神及び広義の範囲に該当するように含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１Ａ】本発明の不織ウェブの斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示す不織ウェブの断面図である。
【図１Ｃ】図１Ａに示す不織ウェブの上側平面図である。
【図２Ａ】図１Ａ、図１Ｂ、及び図１Ｃの不織ウェブ上に支持された実質的に平面の物品の斜視図である。
【図２Ｂ】図１Ａ、図１Ｂ、及び図１Ｃの不織ウェブ上に支持された実質的に平面の物品の断面図である。
【図２Ｃ】図１Ａ、図１Ｂ、及び図１Ｃの不織ウェブ上に支持された実質的に平面の物品の上側平面図である。
【図３Ａ】打出しプレートの斜視図である。
【図３Ｂ】反対側打出しプレートの斜視図である。
【図３Ｃ】本発明の不織ウェブを形成する図３Ａ及び図３Ｂの打出しプレートの断面図である。
【図４Ａ】別の打出しプレートの斜視図である。
【図４Ｂ】別の反対側打出しプレートの斜視図である。
【図５Ａ】本発明の別の不織ウェブの斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示す不織ウェブの断面図である。
【図５Ｃ】図５Ａに示す不織ウェブの上側平面図である。
【図６】本発明の不織布を組み込んだ吸収性物品の切欠図である。
【図７】図６の吸収性物品の部分断面図である。
【図８】本発明の更に別の不織ウェブの斜視図である。
【符号の説明】
【００７９】
１００  三次元不織ウェブ
１０４  上側ベース表面
１０６  頂部
１２０  巨視的表面形態
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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