(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１布層と、
複数の第１ストランドと複数の第２ストランドとを交差してなるメッシュとを含み、
所定の接合圧力が加えられた場合において、前記第１ストランドが軟化する温度である、前記第１ストランドの軟化温度と、前記所定の接合圧力が加えられた場合において、前記第２ストランドが軟化する温度である、前記第２ストランドの軟化温度とは、互いに異なる温度であり、
前記所定の接合圧力における前記第１ストランドの前記軟化温度は前記第２ストランドの前記軟化温度より低い温度であり、
前記第１ストランドの少なくとも１つを、前記所定の接合圧力における前記第２ストランドの前記軟化温度より低い前記第１ストランドの前記軟化温度で、前記所定の接合圧力を加えることによって、前記第１布層に一体状に接合することを特徴とするラミネート構造体。
【請求項２】
第１布層と、
複数の高分子第１ストランドと複数の高分子第２ストランドとを交差してなるメッシュとを含み、
前記第１ストランドは非弾性的であり、一方、前記第２ストランドは弾性的であり、
所定の接合圧力が加えられた場合において、前記第１ストランドが軟化する温度である、上前記第１ストランドの軟化温度と、前記所定の接合圧力が加えられた場合において、前記第２ストランドが軟化する温度である、前記第２ストランドの軟化温度とは、互いに異なる温度であり、
前記所定の接合圧力に対する前記第１ストランドの前記軟化温度は前記第２ストランドの前記軟化温度より低い温度であり、
前記メッシュは、前記第１ストランドのストランド密度が２ないし１０本／ｃｍで、前記第１ストランドの少なくとも１つのストランド断面積が０．０００５ｃｍ2ないし０．０３ｃｍ2であり、
前記第１ストランドのうちの少なくとも１つは、前記所定の接合圧力における前記第２ストランドの前記軟化温度より低い前記第１ストランドの前記軟化温度で、前記所定の接合圧力を加えることによって、前記第１布層に一体状に接合され、
前記第１ストランドのうちの少なくとも１つはほぼ平坦な形状であることを特徴とするラミネート構造体。
【請求項３】
第１布層を準備する段階と、
所定の接合圧力に対して、複数の第１ストランドと複数の第２ストランドとを交差させてなるメッシュを準備する段階であって、所定の接合圧力が加えられた場合において、前記第１ストランドが軟化する温度である、前記第１ストランドの軟化温度は、前記所定の接合圧力が加えられた場合において、前記第２ストランドが軟化する温度である、前記第２ストランドの軟化温度より低い、メッシュを準備する段階と、
該メッシュを前記第１ストランドの前記軟化温度に加熱する段階と、
前記第１ストランドに前記所定の接合圧力を加える段階と、
前記所定の接合圧力における前記第２ストランドの前記軟化温度り低い前記第１ストランドの前記軟化温度で、前記所定の接合圧力を加えることによって、前記第１ストランドの少なくとも１つを前記第１布層に一体状に接合する段階と
を含むことを特徴とするラミネート構造体の製造方法。
【請求項４】
前記第１ストランドのうちの少なくとも１つはほぼ平坦な形状であることを特徴とする請求項１記載のラミネート構造体。
【請求項５】
前記布層は、前記第１ストランドが一体状に接合される表面である布内表面を有しており、
前記第１ストランドのうちの少なくとも１つは該布内表面とほぼ同一平面上にあることを特徴とする請求項１記載のラミネート構造体。
【請求項６】
前記メッシュは１ｃｍ当たり２ないし１０本の第１ストランドを有することを特徴とする請求項１記載のラミネート構造体。
【請求項７】
前記第１ストランドの少なくとも１つは、断面積が０．０００５ｃｍ2ないし０．０３ｃｍ2であることを特徴とする請求項１記載のラミネート構造体。
【請求項８】
前記第１ストランドはストランド被覆率が５０％であり、
ここで、ストランド被覆率は、前記第１ストランドが一体状に接合される表面である布内表面において、前記第１ストランドと接触している前記布内表面の表面積の量の比率であることを特徴とする請求項１記載のラミネート構造体。
【請求項９】
対応する第１ストランドおよび第２ストランドは所定のほぼ均一角度で交差することを特徴とする請求項１記載のラミネート構造体。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、ラミネート構造体の分野、特に、快適さを犠牲にすることなく弾性を改善することができるものであって、高分子メッシュと少なくとも１つの布層から形成された弾性ラミネート構造体に関する。
発明の背景
ラミネート構造体は、従来よりスウェットバンド、包帯、おむつ、失禁用品等の弾性吸収構造体を含む様々な製品に使用されてきた。現在ではこれらのラミネート構造体を製造する方法がいくつかある。例えば、ワイドマン(Wideman)の米国特許第４，６０６，６９４号は、引き伸ばした弾性ウェブの各側に縮み可能な材料を結合することを教示している。縮み可能な材料は、予め引き伸ばされた状態で、自己付着化合物、接着剤または熱接着によって弾性ウェブに結合される。結合後に弾性ウェブの引張り力を解除すると、ウェブは、収縮して縮み可能な材料をしわの寄った状態に縮める。
ケック(Keck)他の米国特許第４，５２２，８６３号は、一方側にティッシュ層を、他方側にマイクロファイバー層を付着させたメッシュを有するラミネート構造体を開示している。ティッシュおよびマイクロファイバーは、接着剤でメッシュに付着されており、層の一部は、メッシュに未接着状態に残って柔らかい布様の感触および外観を与えている。
スミス(Smith)の米国特許第４，９７７，０１１号は、低坪量の通気性のよい材料からなる外層と、中央弾性層と、全部の層を結合する接着層を有するラミネート構造体を教示している。弾性層は、ピンの間に１本の弾性ストランドを並べて多数の交差しない弾性線を形成するか、複数の弾性ストランドを直角に交差させて低坪量の通気性のよい材料に接着結合させることによって、形成することができる。
上記のラミネート構造体は、意図した目的には適するであろうが、さらなる利点および特徴を有する改良されたラミネート構造体を提供することが望ましい。例えば、上記構造体は、構造体を横切る異なる２方向に延在するストランドを備えている（あるいは、１本のストランドをピンの間で単一方向に並べるための複雑な方法を教示している）。しかし、これらのようなラミネート構造体を切断した時、ストランドの切断縁部が構造体の切り口で突出することによって、その構造体を包帯、ボディウェア、おむつ、失禁用品等のように身体に接するように装着した場合に刺激源になることがある。さらに、モジュラス値（すなわち、応力対ひずみ比）が大きい弾性ラミネート構造体が望まれる場合、一般的に断面積が大きい弾性ストランドが必要である。しかし、このような大きいストランドは、身体に触れた時にざらざらした、または「ごつごつした」感触を生じることがある。従って、断面積が大きいが、身体に装着したときに心地よい弾性ストランドを提供することができる弾性ラミネート構造体を提供することが望ましい。本発明は、上記の構造的特徴および利点を有する構造に適応できる改良構造体とその製造方法を提供している。
発明の概要
第１布層と、複数の第１ストランドを複数の第２ストランドと交差させてなるメッシュとを含むラミネート構造体が提供されている。第１および第２ストランドは、所定のほぼ均一角度で、好ましくは約９０°で、交差している。第１および第２ストランドを弾性的、非弾性的、または、その組み合わせにすることができるが、第１ストランドを非弾性的にする一方、第２ストランドを弾性的にするのが好ましい。このような構造は、第１ストランドの方向には非弾性的であるが、第２ストランドの方向に弾性的なラミネート構造体を提供する。
第１および第２ストランドは、接合圧力における軟化温度を備えているため、第１ストランドの軟化温度で接合圧力を加えることによって、第１ストランドの少なくとも１つが第１布層に一体状に接合する。さらに、接合圧力を加えることによって、第１ストランドの少なくとも１つを、第１布層の内表面と共平面的でもあるほぼ平坦な形状に変形することが望ましい。製造および処理を容易にするために、接合圧力での第１および第２ストランドの軟化温度が異なり、第１ストランドの軟化温度が第２ストランドの軟化温度より低いことが好ましい。接合圧力を加えることによって第１ストランドが変形したときに隣接した第１ストランドが重なり合ったり合体することを避けるために、第１ストランドは、ストランド密度が約２ないし約１０本／ｃｍ、断面積が約０．０００５ｃｍ２ないし約０．０３ｃｍ２であることが好ましい。
本発明のラミネート構造体は、静止プレート処理またはローラニップ処理で形成することができる。静止プレート処理では、第１表面がほぼ弾性的なプレートの形で提供され、第２表面がほぼ非弾性的なプレートの形で提供される。メッシュと布を重ねて置いて、第１表面を第２表面の方へ適当に移動させることによって、メッシュの第１ストランドに接合圧力を加える。第１ストランドが加えられた接合圧力における軟化温度となるように第１表面が加熱されているので、第１ストランドが第１布層に一体状に接合する。好ましくは、接合圧力を加えることによって、第１ストランドを第１布層と共平面的でもあるほぼ平坦な形状に変形し、第２ストランドをほぼ楕円形に変形する。
ニップ処理では、ローラの形態をなす３表面が提供されており、ほぼ弾性的な第１表面がほぼ非弾性的な第２表面と表面接触し（すなわち、干渉ニップを形成している）、そして、第２表面は、ほぼ非弾性的な第３表面に近接した位置にあって、その間にギャップが形成されている（すなわち、ギャップ付きニップを形成している）。第１布層とメッシュとは、重ねて配置され第３表面に送られる。なお、この第３表面は、第２ストランドが前記ギャップに加えられる変形圧力における軟化温度に達するような温度まで加熱されている。また、このギャップで第２ストランドに変形圧力を加えることによって、第２ストランドをほぼ楕円形に変形することが好ましい。次に、重ねて置いた布とメッシュは、第２表面へ送られる。なお、この第２表面は、第１ストランドが第１および第２表面間の干渉ニップで加えられる接合圧力での軟化温度に達することができるような温度まで加熱されている。軟化温度にある第１ストランドに接合圧力を加えることによって、第１ストランドが第１布層に一体状に接合される。また、接合圧力を加えることにより、第１ストランドを第１布層の内表面と共平面的でもあるほぼ平坦な形状に変形させることが好ましい。ほぼ平坦な形状であること、第１ストランドが第１布層に一体状に接合していること、第２ストランドがほぼ楕円形になっていることによって、刺激や他の不快感を伴わないで身体に装着できる（例えば、包帯、ボディウェア等の）ラミネート構造体が有利に提供される。
【図面の簡単な説明】
本明細書の結論は、特に本発明を指摘して明確に請求する請求の範囲に記載されているが、添付の図面を参照した以下の説明から本発明はさらに十分に理解されると思われる。
第１図は、本発明に従って形成されたラミネート構造体になる前のメッシュおよび第１布層の分解図である。
第２図は、本発明に従って形成されたラミネート構造体の部分斜視図であって、一体状に接合した第１ストランドを示すために布層の一部が破断されている。
第２ａ図は、第２図のラミネート構造体の一体状に接合した第１ストランドの拡大部分斜視図である。
第３図は、第２図のラミネート構造体を形成するための本発明によるギャップ付きニップ処理の概略図である。
第４図は、第２図のラミネート構造体を形成するための本発明によるプレート処理の概略図である。
好適な実施例の詳細な説明
次に、添付図面に示されている本発明の好適な実施例を詳細に説明するが、全図面を通して同一番号は同一部材を表している。第１図は、形成前のラミネート構造体２０の構成要素の分解図である（ラミネート構造体２０は第２図に示されている）。図示のように、ラミネート構造体２０は、第１布層２２と、複数の第１ストランド２６および複数の第２ストランド２８を有する開放セル形メッシュ２４から形成されている。第２図に示されているように、ラミネート構造体２０は、少なくとも１つの構造方向Ｄを備えており、構造方向Ｄの少なくとも一部分が弾性的であることが好ましい。ラミネート構造体２０は、第２ストランド２８の方向全長に沿って弾性的な構造方向Ｄを備えていることが好ましい。ここで使用する「構造方向」（例えばＤ）は、第１布層２２の外側布表面３１の平面にほぼ沿ってそれに平行に延在する方向を意味している。ラミネート構造体２０は、長さ方向に沿って部分的または全体的に弾性的な少なくとも１つの構造方向を備えることが望ましい様々な製品（図示せず）に組み込むことができる。このような製品の例として、弾性おむつ、失禁用品、包帯、ボディウェア等がある。
ラミネート構造体２０は弾性的な構造方向Ｄを少なくとも１つ備えていることが好ましいが、ラミネート構造体２０は、弾性構造方向を全く備えていない非弾性的なものでもよい。あるいは、ラミネート構造体２０は、長さの一部分が弾性的でって他の部分が非弾性的である構造方向を備えるものでもよい。ここで使用する「弾性的」とは、部分または構造体が５０％を超えるひずみ百分率ε％を受けた後に、その方向の原長Ｌｏの約１０％以内の復元率を有する方向特性を意味している。ここで使用するひずみ百分率ε％は次のように定められる。
ε％＝［（Ｌｆ−Ｌｏ）／Ｌｏ］・１００
但し、Ｌｆ＝伸長時の長さ、Ｌｏ＝原長である。
一致性および比較のため、部分または構造体の復元率は、部分または構造体の伸長時の長さＬｆから解放して３０秒後に測定することが好ましい。他の全ての部分または構造体は、５０％のひずみ百分率ε％から解放されて３０秒以内にそれの原長Ｌｏの約１０％以内まで復元しない場合、非弾性的と見なされる。また、非弾性的な部分または構造体は、５０％のひずみ百分率ε％を受けた場合に、部分的または全体的に分離し、破損し、または、永久的または可塑的に変形する部分または構造体を含む。
次に、第２図を参照すると、メッシュ２４は複数の第１ストランド２６を含む。この第１ストランド２６は、結節３０において複数の第２ストランド２８と所定角度αで交差、すなわち、交わって（接合する場合も、しない場合もある）、複数の開口３２を有する網状の開放構造体を形成している。各開口３２は、少なくとも２つの隣接した第１ストランド（例えば、３４および３６）と少なくとも２つの隣接した第２ストランド（例えば、３８および４０）によって定められているため、開口３２はほぼ矩形（好ましくは正方形）である。他の開口形状、例えば平行四辺形または円弧形にすることもできる。このような形状は、非線形弾性構造方向を与える場合に役立つ。第１ストランド２６は、ほぼ直線的で、互いに平行であることが好ましく、さらに、第２ストランド２８もほぼ直線的で、互いに平行であることことがより好ましい。また、第１ストランド２６が結節３０で約９０度の所定角度αで第２ストランド２８と交差しているのが好ましい。各結節３０は、オーバーレイ結節であって、第１ストランド２６と第２ストランド２８とが交点で結合または接合されるが（結合または接合は必要ないと考えられるが）、結節でストランドが個々に区別できる状態であることが好ましい。しかし、融合や、融合とオーバーレイの組み合わせ等の他の結節構造も同様に適していると考えられる。
第１および第２ストランドは、ほぼ直線的で平行であり、そして、約９０度の角度αで交差していることが好ましいが、第１および第２ストランドは他の角度αで交差していてもよく、また、第１ストランド２６および第２ストランド２８の両方またはいずれか一方を、互いに円形、楕円形または他の非線形パターンで配列してもよいことに注意されたい。製造を容易にするために、第１ストランドおよび第２ストランド２８は、（第１図に示されているように）ラミネート構造体２０に組み込む前はほぼ円形の断面形状を有すると考えられるが、第１および第２ストランドを、楕円形、正方形、三角形またはそれらの組み合わせ等の他の断面形状としてもよい。
本発明に組み込むメッシュ２４を製造する方法は、第１および第２ストランドに適した材料の選択段階を含む。また、第１ストランド２６の材料は、第１ストランド２６が第２ストランド２８をラミネート構造体２０の形成前の相対的な整合位置に維持できるように選択されるのが好ましい。また、第１および第２ストランドの材料は、詳細を後述するように、所定の圧力、または、熱流束と組み合わせた圧力を加えた場合に、所望形状に変形（または初期成形）できることが望ましい。これらの変形形状（例えば、楕円形の第２ストランド、ほぼ平坦な第１ストランド等）は、刺激や他の不快感を伴わずに身体に快適に装着できるラミネート構造体２０を提供する。さらに、第１ストランド２６に選択された材料は、変形した第２ストランド２９の第２ストランド外表面４４の一部を第１布層内表面４６の一部に結合させる接着剤様の特性を備えていることが望ましい。
また、第１ストランド２６の材料は、ラミネート構造体２０を形成する一部として、第１布層２２と一体状に接合できなければならない。さらに詳細を後述するように、圧力を、または熱流束と組み合わせた圧力を加えることによって、第１ストランド２６を第１布層２２に一体状に接合することができる。ここで使用する「一体状に接合」およびその派生的表現は、一体状に接合したストランド（例えば、一体状に接合した第１ストランド２７）のストランド外表面（例えば、第１ストランド外表面４２）の一部が、第１布層２２に貫入または接合していることを意味する。一体状に接合したストランドのストランド外表面において第１布層２２に貫入している部分は、第２ａ図に示されているように、機械的に（例えば、封入、包囲または他の巻き込みによって）、または、化学的に（例えば、重合化、融解または他の化学反応）第１布層２２の繊維４３と接合することができる。貫入に関し、一体状に接合とは、好ましくは、ストランド外表面の一部が、ラミネート構造体２０において第１布層２２の布構造厚さＴの少なくとも約１０％貫入していることを意味し、さらに好ましくは、ストランド外表面の一部が布構造厚さＴの少なくとも約２５％に貫入していることを意味する（様々な貫入量が第２図に概略的に示されている）。また、最も好ましくは、ストランド外表面の一部が布構造厚さＴの約１００％に貫入していることを意味する。さらに、一体状に接合したストランドは、身体に装着された場合に、ラミネート構造体２０の快適さを向上させるので、第１ストランド２６の約１０％ないし約５０％が、ラミネート構造体２０の第１布層２２に一体状に接合することが好ましい。また、第１ストランド２６の約５０％ないし約９０％が第１布層２２に一体状に接合することがより好ましく、更に、第１ストランド２６の約１００％が一体状に接合することが最も好ましい。
上記利点は、ラミネート構造体２０を形成するために使用した処理圧力に早退する第２ストランド２８の軟化温度より低い軟化温度を有する第１ストランド材料を選択することによって得ることができる。ここで使用する「軟化温度」は、加圧状態で材料が流れるか、変形する温度を意味する。一般的に、軟化温度を得るために熱を材料に加える。これは、一般的に、材料の粘度の低下を生じるが、材料の「溶解」を伴っても、伴わなくてもよく、また、この溶解は融解潜熱に関係している。熱可塑性材料は、温度の上昇によって粘度が低下し、加圧されると流れる傾向がある。また、加える圧力が高くなるにつれ、材料の軟化温度が低下する、従って、１つの材料が複数の軟化温度を有するのは、加える圧力に対し軟化温度が変化するためである。製造および処理を容易にし、かつ、ストランド２６および２８用に一般的に高分子材料が使用される場合に、第１ストランド２６の材料と第２ストランド２８の材料の間の軟化温度の差は、両材料に同じ圧力を（例えば、処理圧力）を加えたときに少なくとも約１０℃あることが望ましい。また、この第１および第２ストランド間の軟化温度の差は、少なくとも約２０℃であると、より好ましい。理解されるように、第１ストランド２６と第２ストランド２８との材料間で軟化温度に差があることによって、両ストランドに所定圧力または所定の圧力および熱流束を加えたときに、第２ストランド２８が第１布層に一体状に接合することなく、第１ストランド２６が第１布層２２に一体状に接合することが容易になる。軟化点に関する第１および第２ストランド材料の選択に加えて、第２ストランド２８に適当な弾性を与える材料でこの第２ストランド２８を形成することによって、ラミネート構造体２０は、第２ストランド２８の方向に沿った構造方向に所望の弾性を備えることができる。
ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステルおよびゴム（例えば、スチレン・ブタジエンゴム、ポリブタジエンゴム、ポリクロロプレンゴム、ニトリルゴム等）等の重合体が、メッシュ２２の第１および第２ストランドを形成するのに適した材料であることが分かっている。異なった相対軟化温度または弾性を有する他の材料または化合物（例えば、接着性の第１ストランド）も、それが上記の利点を備えたものであれば、代用することができる。また、第１および第２ストランドを含む基材に添加物（例えば、顔料、染料、光沢剤、ヘビーワックス(heavy wax)等の混合物）を加えて、他の望ましい視覚的、構造的または機能的特徴を与えることができる。メッシュ２２は、当該技術で周知の様々な方法の１つで形成することができる。
メッシュ２２を第１布層２２に一体状に接合するために、第１布層２２は、坪量が約１００ｇｍ／ｍ２未満で、厚さが約０．１ｃｍ未満であり、繊維太さが約２０デニール／フィラメント(denier per filament)未満の繊維を有することが望ましい。さらに好ましくは、ボディウェアや包帯等の製品用の第１布層は、坪量が約５０ｇｍ／ｍ２未満で、繊維太さが約５デニール／フィラメント未満で、厚さが約０．０２ｃｍ未満とする。製造の容易性とコスト効率のため、第１布層２２は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン・テレフタレート、ナイロン、レーヨン、綿または羊毛製の繊維を有する不織布から製造されることが望ましい。これらの繊維は、第１布層２２を形成するために接着剤、熱接合、ニードリング／フェルトまたは当該技術で周知の他の方法で結合される。第１布層２２を不織布で形成することが好ましいが、織物、三次元成形フィルム、および二次元穿孔平面フィルム等の他の布も同様に適当であろう。
（当該処理圧力での）第１布層２２の軟化温度は、ラミネート構造体２０を形成する際にメッシュ２２に加えられるいずれの処理温度よりも高くなければならない。また、本発明の第１布層２２は、ラミネート構造体２０に形成される場合に、第２ストランド２８に沿った方向に少なくとも約１の単位歪みεｕ（すなわち、Ｌｆ＝２ｘＬｏ）において約１００ｇｆ／ｃｍ未満のモジュラスを有することが好ましい。ここで使用する「モジュラス」は、加えられた応力σ対生じた単位歪みεｕの比を意味するものであり、応力σおよび単位歪みεｕは次の通りである。
σ＝Ｆ／Ｗ
εｕ＝（Ｌｆ−Ｌｏ）／Ｌｏ
但し、Ｆ＝加えた力
Ｗ＝力Ｆを受けた部分または構造体の直角方向の寸法（一般的に構造体の幅）
Ｌｆ＝伸長時の長さ
Ｌｏ＝原長
例えば、５ｃｍ幅の布に直交方向に２０グラムの力を加えた時、応力σは４ｇｆ／ｃｍになる。さらに、力Ｆを加える方向と同じ方向の原長Ｌｏが４ｃｍで、得られた伸長時の長さＬｆが１２ｃｍであった場合、生じた単位歪みεｕは２で、モジュラスは２ｇｆ／ｃｍになる。
当該布方向におけるモジュラスが約１００ｇｆ／ｃｍ未満である第１布層は、当該布方向をラミネート構造体２０において弾性的な第２ストランド２８と同一方向に並べた時、第２ストランド２８の方向に沿ったモジュラスが第２ストランド２８の材料特性、寸法および配置に大きく左右されるラミネート構造２０を与えると考えられる。言い換えると、第１布層２２のモジュラスは十分に低いため、第２ストランドのモジュラスがラミネート構造体２０の当該方向のモジュラスをほぼ決定する。ラミネート構造体２０がラミネート第２ストランド２９の方向に沿った弾性構造方向を備えていることが望まれる場合、この構造は特に有用である。
第１布層２２が本来的に望ましいモジュラスを備えていない場合、ラミネート構造体２０形成の前後に第１布層に活性化処理を加えることができる。例えば、１９８９年５月３０日にサビー(Sabee)に発行されて、内容が参考として本説明に含まれる米国特許第４，８３４，７４１号に教示されているように、第１布層２２に活性化処理を（ラミネート構造体２０とは別に、またはその一部として）加えることによって、第１布層２２が可塑性的に変形されて、所望のモジュラスが得られる。サビー特許に教示されているような活性化処理では、第１布層２２（または、それを組み込んだラミネート構造体）を波形ロールの間に通して、第１布層２２を機械の横方向に側方へ引き伸ばすことによって、それに伸展性を与える。第１布層２２は、段階的に引き伸ばされて、機械の横方向の永久的な伸びおよび布繊維整列を備える。この処理は、ラミネート構造体２０に結合する前またはその後に第１布層２２（または多重布層）を引き伸ばすために使用することができる。このようにすることにより、布層２２（および追加布層）を最初に弾性構造方向に「活性化」すなわち分離しているので、最小の力で弾性構造方向に伸びることができるラミネート構造体２０が得られる。従って、弾性構造方向のモジュラスが低くなって、ラミネート構造体のモジュラスが主にラミネート第２ストランド２９に応じて決まることになる。
ラミネート構造体２０は、第１布層２２とメッシュ２４を重ねて置き、選択したメッシュおよび布の材料に応じて決まる所定の圧力を加えて、または、所定の圧力および熱流束を加えて、第１ストランド２６を第１布層２２に一体状に接合させることによって形成されることが好ましい。この処理は、第１ストランド２６を第１布層２２に一体状に接合するのに加えて、一体状に接合した第１ストランド外表面４２の形状がほぼ平坦になるように、第１ストランド２６を変形させることが望ましい。本説明で使用される「ほぼ平坦」およびそれの派生的表現は、一体状に接合した第１ストランド２７の大寸法Ｍ（すなわち、第２図に示されているストランド断面の長軸に平行な最大寸法）が小寸法Ｎ（すなわち、第２図に示されているストランド断面の短軸に平行な最小寸法）の少なくとも約２倍であることを意味している。このため、一体状に接合した第１ストランド２７は、外表面４２に凹凸（すなわち、第２ａ図に示されているような頂部および谷部等）を有することができ、このほぼ平坦の意味に含まれることは明白である。さらに、一体状に接合した第１ストランド２７の外表面４２の一部分は、第１布層内表面４６とほぼ共平面的であるので、小寸法Ｎが第１布層２２の構造厚さＴとほぼ同じか、それより小さくなり、第２図に概略的に示されているように、小寸法Ｎのほぼ全体が構造厚さＴ内に入ることが望ましい。さらに、一体状に接合した第１ストランド２７のほぼ平坦で共平面的な形状のばらつきが、これらの寸法の範囲から逸脱しないで第１ストランド２７の長さ方向に発生することがあると考えられる。言い換えると、処理のばらつきにより、一体状に接合された第１ストランド２７にほぼ平坦または共平面的である部分と、そうでない部分があることが分かっている。しかしながら、これらの構造も、上記のほぼ平坦で共平面的であるという定義に入ると考えられる。
一体状に接合した第１ストランド２７の上記形状によって、ラミネート構造体２０を切断して（それによって一体状に接合した第１ストランド２７の端部が露出して）身体に装着した場合に、刺激や他の不快感の原因になるようなストランド２７の突出がないラミネート構造体２０が好都合に提供される。そのため、一体状に接合された第１ストランド２７の少なくとも約５０％がほぼ平坦で共平面的であることが好ましく、一体状に接合された第１ストランド２７の少なくとも約７５％がほぼ平坦で共平面的であることがさらに好ましい。また、一体状に接合された第１ストランド２７の約１００％がほぼ平坦で共平面的であることが最も好ましい。
ラミネート構造体２０の一体状に接合された第１ストランド２７がほぼ平坦で共平面的であるのとは反対に、ラミネート第２ストランド２９は、上記圧力および熱流束を加えることによって、第２図に示されているように、第１布内表面４６に（一体状に接合されるのではなく）結合するだけであることが好ましい。しかし、所望ならば、第２ストランド２８も第１布層２２に一体状に接合することもできる。第１ストランド２６の第１布層２２への一体状の接合は、第１ストランド２６が結節３０で第２ストランド２８を第１布内表面４６に不連続的に結合する接着剤として作用するようにして行うこともできる。あるいは、第２ストランド２８が、第２ストランド外表面４４の一部を第１布層内表面４６に結合させる補助をする自己接着剤を含むこともできる。
第３図に示されているように、ラミネート構造体２０は、ほぼ弾性的な第１表面４８（例えば、シリコーンまたは他の変形可能なゴム製）と、ほぼ非弾性的な第２表面５０（例えば、鋼製等）と、ほぼ非弾性的な第３表面５２を含むギャップ付きニップ処理によって製造され、これらの表面はローラの形で与えられている。第１および第２表面は、互いに表面接触するように配置されていることによって干渉ニップ５４を形成しているのに対して、第２表面５０は第３表面５２に近接した位置に離設されているので、ギャップを有するニップ５６がその間に形成されている。ギャップの大きさは、小径の第１ストランド２６が容易に通り抜けることができるが、大径の第２ストランド２８が第２表面５０および第３表面５２と接触するように、定められているのが好ましい。また、第１、第２および第３表面を含むローラは、概略的に第３図に示されているように、互いに垂直方向に整合していることが好ましい。
第１布層２２をメッシュ２４に隣接するように並置して、第３図に示されているように、第３表面５２の周囲へ送ったときに、メッシュ２４が第３表面５２に近接する側になり、第３表面と第１布層の間に配置されるのが好ましい。第３表面５２は温度Ｔ３に加熱されている。そして、この温度Ｔ３により第２ストランド２８の温度を、重なった第１布層２２およびメッシュ２４が第３表面５２上を進む速度との組み合わせで、ギャップ付きニップ５６で第２ストランド２８に加えられる変形圧力Ｐｄにおける軟化温度まで上昇させる。第１ストランド２６は、好ましいことに、小径であることにより変形圧力Ｐｄより大幅に低い圧力を受ける、このため第１ストランド２６は、ニップで加えられる圧力が低くなり軟化温度に達していないので、そこでの変形があるとしてもごくわずかとなる。反対に、第２ストランド２８には、加えられた圧力下の軟化温度に達するように、変形圧力Ｐｄが十分に加えられるため、第２ストランド２８はギャップ付きニップ５６でほぼ楕円形に変形される。第１および第２ストランドがギャップ付きニップ５６においてほぼ同一の物理的温度であっても、それぞれに加えられる圧力が異なっているため、第２ストランド２８はそれの軟化温度に達しているが、第１ストランド２６はそうでないことは、容易に理解されるであろう。ラミネート構造体２０を身体に装着したときに、第２ストランドの未変形断面が「ごつごつした」またはざらざらした感触を生じる場合は、第２ストランド２８の断面形状は楕円形であることが望ましい。好ましくは、重なった第１布層２２およびメッシュ２４のニップ後の構造厚さＩは、ニップ前の構造厚さＳの約５０％である。
重なった第１布層２２およびメッシュ２４がギャップ付きニップ５６を通過するとき、第１布層２２が第２表面５０に隣接する向きになって、第２表面５０とメッシュ２４の間に配置されることが好ましい。第２表面５０は、重なった第１布層２２およびメッシュ２４が第２表面５０上を進む速度と組み合わされて、第１ストランド２６の温度を干渉ニップ５４で加えられる接合圧力Ｐｂにおける軟化温度まで上昇させるような温度Ｔ２に加熱されることが好ましい。この接合圧力Ｐｂが十分に低いことが好ましく、第２ストランド２８が干渉ニップ５４では軟化温度に達せずにそれ以上の変形を生じないことが好ましい。反対に、重なった第１布層２２およびメッシュ２４が干渉ニップ５４を通過するとき、第１ストランド２６は温度Ｔ２によって与えられる熱流束からそこで加えられる接合圧力Ｐｂに相対する軟化温度に達しているので、第１ストランド２６はニップで第１および第２表面から接合圧力Ｐｂを加えられることによって第１布層２２に一体状に接合する。弾性的な第１表面４８が与える接合圧力Ｐｂは、弾性的な第１表面４８の順応性により、第２ストランド２８間の第１ストランド２６に均一に加えられる。温度Ｔ２の第２表面５０から圧力Ｐｂおよび熱流束を十分加えることによって、第１ストランド２６をほぼ平坦な形状で一体状に接合した第１ストランド２７に変形させることが好ましい。また、圧力および熱流束を十分加えることによって、第１ストランド２６を第１布内表面４６とほぼ共平面的でもある一体状に接合した第１ストランド２７に変形させることが最も好ましい。
第１、第２および第３表面を通る重なった第１布層２２およびメッシュ２４の送り速度は、第１および第２ストランドが十分な滞留時間を持って高温の第２および第３表面に隣接して、第１および第２ストランドを上記のように軟化または変形するように調節することができる。しかし、この送り速度は、同じ相対圧力と第２ストランド２８の変形とを維持するために増速されるので、小さなギャップ付きニップ５６が要求されることが分かった。
上記のニップ処理に基づいて、以下のものが、ラミネート第２ストランド２９の方向に沿った弾性構造方向を有する満足できるラミネート構造体２０を形成することが分かった。すなわち、カード不織布第１布層２２は、熱接着ポリプロピレン製であって、坪量が３２グラム／ｍ２、繊維太さが約２．２デニール／フィラメント、厚さが約０．０１ｃｍないし約０．０３ｃｍ、モジュラスが単位歪みεｕ１で約１００ｇｆ／ｃｍであり（このような布は、例えば、ニュージャージー州、ランディスビルのファイバーテック(Fibertech)がフォビック(Phobic)Ｑ−１の名前で販売されている）、また、メッシュ２４は、ポリエチレン製の第１ストランド２６とスチレンまたはブタジエンブロックの共重合体製の第２ストランド２８を含む（このようなメッシュは、例えば、ミネソタ州、ミネアポリスのコンウェッド(Conwed)がＴ５００１８の名前で製造されている）。特に、予め成形された構造厚さＳが０．１２ｃｍの重ねたフォビックＱ−１布およびＴ５００１８メッシュを、約５ないし約１５ｍ／分の速度で、約９０℃の温度Ｔ３に加熱されている第３表面５２へ送る。好適な構造では、重なった布およびメッシュは、ギャップが約０．０１ｃｍないし約０．０２ｃｍのニップ５６を通過し、約０．０５６ｃｍの中間構造厚さＩでニップから出る。重なった布およびメッシュが第２表面５０上を通って干渉ギャップ５４を通過するとき、第２表面５０は約１３５℃の温度Ｔ２に加熱されていると好ましい。
上記の二重ニップ処理によって本発明のラミネート構造体を形成するのに加えて、このようなラミネート構造体は、第４図に示されているような対応プレートの形の第１表面（例えば４８）と第２表面（例えば５０）とを与える処理によって形成することもできる。前述したように、第１表面４８はほぼ弾性的であることが好ましいのに対して、第２表面５０はほぼ非弾性的である。第１布層２２をメッシュ２４と重ねて、第１布層２２を第２表面５０に隣接させる。第１表面４８は温度Ｔ１に加熱されており、第１表面４８を第２プレート表面５０の方へ適当に移動させることにより、接合圧力Ｐｂが重なった布およびメッシュに加えられている。そして、前記温度Ｔ１により、第１ストランド２６が、加えられた接合圧力Ｐｂにおける軟化温度に加熱され、接合圧力Ｐｂを加えることによって第１布層２２に一体状に接合される。さらに、接合圧力Ｐｂを加えることによって、第１ストランド２６を第１布層の内表面４６と共平面的でもあるほぼ平坦な形状に変形することがより好ましい。また、接合圧力Ｐｂを加えることによって、第２ストランドをもほぼ楕円形に変形することが最も好ましい。
上記のフォビックＱ−１布およびＴ５００１８メッシュの組み合わせを用いた場合、第１表面４８を約１２０℃の温度Ｔ１に加熱し、３５０ないし７００ｇｆ／ｃｍ２の接着圧力Ｐｂを約１０ないし約２０秒間加えることによって、第１ストランド２６が第１布層２２に一体状に接合した満足できるラミネート構造体２０を提供できる。
第２ストランド２８の方向に沿った弾性構造方向を有するラミネート構造体２０を提供するために、第１ストランド２６のストランド密度、ストランド断面積および（第１ストランド２６が重合体から形成されている場合）メルトインデックスまたはそのいずれかを適当に選択することが必要であると考えられる。第１ストランドのストランド密度、ストランド断面積およびメルトインデックスまたはそのいずれかの選択が不適切であると、一体状に接合した第１ストランド２７の一部がラミネート構造体２０内で重なったり合体したラミネート構造になることがある。一体状に接合した第１ストランド２７がそのように合体したり重なると、このような重なりがなければほぼすべてのラミネート第２ストランド２９のほぼ全長に沿って伸びが分布するにもかかわらず、引張り力を受けたときにラミネート第２ストランド２９のわずかな部分しか伸展することができなくなる。この状態を最小限に抑えるため、一体状に接合した第１ストランド２７のストランド被覆率Ｓが約５０％未満になるように、第１ストランド２６のストランド密度、ストランド断面積およびメルトインデックスまたはそのいずれかを選択しなければならない。ここで使用する「ストランド被覆率」は、本発明の一体状に接合した第１ストランド２７と接触している第１布層内表面４６の表面積の量の比率である。ストランド被覆率Ｓｃは次のように定められる。
Ｓｃ＝（Ｅ−Ｆ）／Ｅ・１００
但し、Ｅ＝第２図に示されているように、一体状に接合した隣接第１ストランド２７間のストランド中心線距離、
Ｆ＝第２図に示されているように、一体状に接合した隣接第１ストランド２７間のストランド縁部距離Ｆである。
ＥおよびＦの測定は、本発明のラミネート構造体２０の断面の、一体状に接合した隣接第１ストランド２７間で行うことができる。
ここで使用する「ストランド密度」は、当該ストランドを横切る１本のストランドが当該ストランドを横切る１ｃｍ当たりの当該ストランドの本数を意味する。例えば、第１ストランド２６は、第２図に示されているように第２ストランド２８の所定長さＡで測定することができるストランド密度を有している。同様に、第２ストランド２８は、第１ストランド２６の所定長さＢで測定することができるストランド密度を有している。ここで使用する「ストランド断面積」は、当該分野で周知の技術によって測定したときのメッシュ２４の第１ストランド２６の断面積を意味する。例えば、選択したストランドを樹脂内に封入し、薄切りにして、その断面積を光学顕微鏡または走査型電子顕微鏡等の拡大器具によって測定することができる。
重合体のメルトインデックスは、ある温度および圧力を受けた時に重合体が流れる能力を評価するものである。メルトインデックスが低い重合体は、メルトインデックスが高い重合体よりもある温度における粘度が高い（従って、それほど容易に流れない）。このため、メルトインデックスが高い重合体を含む第１ストランド２６は、ある圧力および熱流束を受けたときに、メルトインデックスが低い重合体を含み同じ圧力および熱流束を受ける第１ストランド２６よりも、合体または重なりが生じる傾向が高いであろう。この可変性のため、第１ストランド２６を形成する重合体は、ストランド密度およびストランド断面積と組み合わせて選択することによって、第１ストランド２６が第１布層２２に約５０％のストランド被覆率Ｓｃで一体状に接合できるような所定のメルトインデックスを備えることができる。また、同じ処理状態を維持しながら第１布層２２の密度を高くしたい場合、重合体メルトインデックスの変更が特に有用であろう。この状況では、第１ストランド２６の重合体を高いメルトインデックスになるように変更することによって、所定の圧力および熱流束を加えたとき、第１ストランド２６はさらに容易に布層２２に貫入して接合することができる。従って、第１布層２２の密度が高くなっても、処理状態を変更しないで同じレベルの一体状の接合を達成することができる。
以上の説明に基づいて、ストランド密度が約２ないし約１０本／ｃｍで、ストランド断面積が約０．０００５ないし約０．０３ｃｍ２になるように第１ストランド２６を並べることによって、ラミネート構造体２０内での一体状に接合した第１ストランド２７の合体または重なりを回避することができる。第１ストランド２６は、ストランド密度が約３ないし約６本／ｃｍで、ストランド断面積が約０．００１ないし約０．００５ｃｍ２であることがさらに好ましい。約２ないし１５のメルトインデックス（ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８に従って測定）を上記のストランド密度およびストランド断面積の値と組み合わせたものが満足できることが分かっている。
第２ストランド２８について述べると、第２ストランド２８のストランド密度、ストランド断面積およびモジュラスも、第２ストランドに沿った（すなわち、第２図の方向Ｄに沿った）方向のラミネート構造体２０の弾性特性（例えば構造体２０のモジュラス）に影響を与えることができると考えられる。例えば、第２ストランド２８のストランド密度およびストランド断面積の両方またはいずれか一方が増加すると、ラミネート構造体２０のモジュラスが低下する。身体に装着する製品に組み込まれる本発明のラミネート構造体では、単位歪みεｕ１で約１００ｇｆ／ｃｍないし約２５０ｇｆ／ｃｍのモジュラスを備えることが望ましい。ストランド密度が約２ないし約５で、ストランド断面積が約０．００３ｃｍ２ないし約０．０２ｃｍ２であって、スチレン・ブタジエンブロック共重合体を含む第２ストランド２８を準備することによって、第２ストランド２８に沿った方向に好適なモジュラスを有するラミネート構造体が得られると考えられる。ラミネート構造体２０のモジュラスは、当該分野では周知の技術によって測定することができる。例えば、ラミネート構造体２０のモジュラスは、汎用低速伸長テスター、例えば（マサチューセッツ州、カントンのインストロン・エンジニアリング社(Instron Engineering Corporation)製の）インストロン(Instron)モデル＃１１２２を用いて測定することができる。
ラミネート構造体２０に対して、当該技術では周知の様々な追加の製造後処理を加えることもできる。例えば、本発明に従って製造されたラミネート構造体に追加の布層を結合することによって、構造体の装着しやすさおよび快適性をさらに改善することもできる。追加する布層は、接着剤の均一な連続層、接着剤のパターン状の層、すなわち、接着剤の分離線、らせんまたはスポット配列によってラミネート構造体に固定することができる。満足できることが分かっている接着剤は、ウイスコンシン州、ウォーワトサ(Wauwatosa)のフィンドレイ・アドヘッシブズ(Findlay Adhesives)が製造してＨ２０３１の名前で販売している。あるいは、追加の布層は、熱接着、圧力接着、超音波接着、動的機械的接着、または当該技術で周知の他の適当な方法で取り付けることができる。
以上に本発明の好適な実施例を説明したが、当該技術の専門家であれば、本発明の範囲から逸脱しない適当な変更によって、改良ラミネート構造体のさらなる応用を行うことができる。また、以上に多くの変更例を記載したが、当該技術の専門家にとっては他の変更例も明らかであろう。例えば、本発明の好適な実施例として、本発明のラミネート構造体に対して広範囲の物理的に測定可能なパラメータを開示しているが、所望ならば、本発明の改良ラミネート構造体の他の好適な実施例を製造するために、ラミネート構造体の物理的パラメータを変更できると考えられる。また、第１ストランド２６の配置、特性および組成を第２ストランド２８のものと入れ替えたり、本発明に従って製造されたラミネート構造体の特性を変更または向上させるために追加ストランド（例えば、複数の第３ストランド等）を設けることができることも、容易に理解されるであろう。従って、本発明の範囲は請求項によって定義されるものとし、明細書および図面に示されている構造体および方法の詳細に制限されることはないことを理解されたい。
【図１】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図３】
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【図４】
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