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全面結合された多成分溶融紡糸不織ウェブ
説明

全面結合された多成分溶融紡糸不織ウェブ

当該技術分野で知られているよりも小さい厚さで引裂強度および引張強度の改善された組み合わせを有する全面結合多成分不織布が提供される。全面結合多成分ウェブは、約3%〜56%の空隙パーセントと、少なくとも0.155m/分・mのフラジール透過率とを有する。全面結合多成分不織布は、平滑カレンダー加工法で作製することができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、少なくとも50重量パーセントの多成分繊維を含んでなる全面結合不織布に関する。全面結合不織布は、当該技術分野で一般に使用される温度よりも低い温度で結合され、当該技術分野で知られている全面結合材料よりも、所与の坪量に対して小さい厚さで改善された強度および引裂特性を有する。
【背景技術】
【0002】
芯ポリマーよりも低い温度で溶融する鞘ポリマーを含んでなる連続多成分鞘−芯繊維から形成されるスパンボンド不織布は、当該技術分野において既知である。例えば、バンサル(Bansal)らの特許文献1は、少なくとも30重量%が0.62dl/g未満の固有粘度を有するポリ(エチレンテレフタレート)である少なくとも75重量パーセントの溶融紡糸された実質的に連続の多成分繊維で構成される不織シートについて記載している。実質的に連続の多成分繊維は、鞘−芯繊維であり得る。不織ウェブは、ウェブ内の最低溶融温度ポリマーの融点のプラスマイナス20℃の範囲内の温度において、熱結合により結合させることができる。
【0003】
芯ポリマーよりも低い融点を有する鞘ポリマーを含んでなる鞘−芯ステープル繊維は、当該技術分野ではバインダ繊維としての使用で知られている。バインダ繊維は単独または他のステープル繊維とのブレンドで使用して不織ウェブを形成することができるステープル繊維であり、バインダ繊維を活性化するのに十分な温度に加熱して、バインダ繊維の表面を隣接する繊維に接着させることにより結合させることができる。
【0004】
低融点ポリマーおよび高融点ポリマーのブレンドから製造された繊維を含んで成る熱結合不織布を形成することも知られている。ゲスナー(Gessner)の特許文献2は、優勢な連続ポリマー相と、その中に分散された少なくとも1つの不連続相とを有する少なくとも2つの異なる非混和性熱可塑性ポリマーの高分散ブレンドで構成された多成分繊維を含んでなる熱結合不織布について記載している。不連続相のポリマーは、連続相のポリマー溶融温度よりも少なくとも30℃低いポリマー溶融温度を有し、繊維は、不連続相が繊維表面のかなりの部分を占めるように構成される。
【0005】
不織ウェブは、断続的なポイントまたはパターン結合、および平滑カレンダー加工を含む当該技術分野で既知の方法を用いて熱結合させることができる。ポイントまたはパターン結合は、ウェブ表面の別個の領域に熱および圧力を加えること、例えば、パターン化されたカレンダーロールと平滑ロールまたは2つのパターン化ロールの間に形成されるニップをウェブに通過させることによって達成することができる。ロールの一方または両方は、布表面の別個のポイント、ライン、領域などにおいて布を熱結合させるために加熱される。断続的に結合された不織布は、高空気透過率および快適性が望ましい特性である最終用途のために特に適切である。しかしながら、これらは特定の最終用途のためには十分に高い強度を有さない。特定の場合には、不織ウェブは、より平滑な仕上げで結合されるのが好ましいかもしれない。これは、少なくとも一方が加熱される2つの平滑ロールの間に形成されるニップを通過させることにより、不織ウェブが結合される平滑カレンダー加工法で達成することができる。熱可塑性高分子繊維を含んでなる不織ウェブでは、通常、不織ウェブ内の最低融点ポリマーの融点にほぼ等しい温度において平滑カレンダー加工およびポイント結合が行なわれる。
【0006】
マダーン(Maddern)らの特許文献3は、フルオロカーボンなどの熱安定剤で処理されて、熱パターン結合された後、平滑カレンダー加工されたスパンボンド−メルトブ
ローンラミネートについて記載している。平滑カレンダー加工は、平滑加熱ローラおよび非加熱ローラのニップに材料を通過させることによって行なわれる。好ましくは、ローラは、カレンダー加工される不織布層内の繊維のポリマーの融点と実質的に同じ温度に加熱される。熱安定剤の存在は、繊維を含んでなるポリマーのいくらかの流動を可能にして繊維と繊維の結合をもたらすが、同じ条件下でカレンダー加工される未処理の材料と比較して、完全なフィルムの形成を遅延させると考えられる。このような方法は、本発明で使用されるカレンダー加工温度と比較して高いカレンダー加工温度と、熱安定剤の使用とを必要とする。このような安定剤の使用は、特定の最終用途では望ましくないこともあり、熱結合ステップに加えて、熱安定剤を加えるための別の処理ステップを必要とする。
【0007】
リム(Lim)らの特許文献4は、ハウスラップまたは滅菌パッケージングとして使用するのに適したカレンダー加工済のポリプロピレンスパンボンド/メルトブローンラミネートについて記載している。複合スパンボンドシートは、約1.75×10−5〜3.5×10−5N/mのニップ負荷で非加熱弾性ロールに対して動作する140℃〜170℃の温度に加熱された平滑金属ロールを含んでなるカレンダーで結合される。
【0008】
ダンカン(Duncan)らの特許文献5は、不織布が作製されている材料の融点よりも低い温度、例えばその材料の軟化点よりも低い温度、および/またはその材料のために通常使用されるよりも低い圧力におけるスパンレイド不織布の熱カレンダー加工について記載している。このようなウェブは低い強度を有し、好ましくは、第2のウェブとの絡合の前に基本的なウェブの完全性を提供するのに十分なだけのポイントに最低限で結合される。
【0009】
【特許文献1】米国特許第6,548,431号明細書
【特許文献2】米国特許第5,108,827号明細書
【特許文献3】米国特許第5,589,258号明細書
【特許文献4】米国特許第5,308,691号明細書
【特許文献5】国際公開第01/49914号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
平滑で比較的薄いが大きい引張強度および引裂強度を保持する低コストの不織布が依然として必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【0011】
1つの実施形態では、本発明は、多成分ステープル繊維、多成分連続繊維、およびこれらの組み合わせよりなる群から選択される少なくとも50重量パーセントの溶融紡糸多成分繊維を有する全面結合不織シートを含んでなる全面結合多成分不織布に関する。多成分繊維は断面および長さを有して、第1の高分子成分および第2の高分子成分を含んでなり、第1および第2の高分子成分は多成分繊維の断面を横切って多成分繊維の長さに沿って実質的に連続して延在する、実質的に絶えることなく配置された別個のゾーンに配列される。第2の高分子成分は、第1の高分子成分の融点よりも少なくとも約10℃低い融点を有する。そして、多成分フィラメントの外周表面の少なくとも一部は第2の高分子成分を含んでなり、平均ストリップ引張強度の坪量に対する比は少なくとも1.05N/gsmであり、平均トラップ(trap)引裂強度の坪量に対する比は少なくとも0.329N/gsmである。
【0012】
第2の実施形態では、本発明は、熱結合された多成分不織布の作製方法に関し、
(a)第1の外側表面および反対の第2の外側表面を有する多成分不織布を提供するステップであって、多成分不織布が、多成分ステープル繊維、多成分連続繊維、およびこれらの組み合わせよりなる群から選択される少なくとも50重量パーセントの多成分溶融紡糸繊維を含んでなり、多成分繊維が断面および長さを有し、多成分繊維が第1の高分子成分および第2の高分子成分を含んでなり、第1および第2の高分子成分が、多成分繊維の断面を横切って多成分繊維の長さに沿って実質的に連続して延在する、実質的に絶えることなく配置された別個のゾーンに配列され、第2の高分子成分が、第1の高分子成分の融点よりも少なくとも約10℃低い融点Tを有し、そして多成分フィラメントの外周表面の少なくとも一部が第2の高分子成分を含んでなるステップと、
(b)多成分不織布の第1の外側表面を、35℃〜(T−40)℃の温度に予熱するステップと、
(c)予熱された不織布に、第1および第2の平滑表面カレンダーロールで形成される第1のニップを通過させることによって、多成分不織布の第1の外側表面を全面結合させるステップであって、第2のロールが加熱されず、第1のロールが不織布の第1の外側表面に接触して(T−40)℃以下の温度に保持され、約17.5〜約70N/mmの第1のニップ圧力が印加されるステップと、
(d)場合により、多成分不織布の第2の外側表面を、35℃〜(T−40)℃の温度に予熱するステップと、
(e)2回予熱された不織布に、第3および第4の平滑表面カレンダーロールで形成される第2のニップを通過させることによって、不織布の第2の外側表面を全面結合させるステップであって、第4のロールが加熱されず、第3のロールが不織布の第2の外側表面と接触して(T−40)℃以下の温度に保持され、約17.5〜約70N/mmの第2のニップ圧力が印加されるステップとを含んでなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
本発明は、少なくとも50重量パーセントの溶融紡糸多成分繊維を有する全面結合された不織シートを含んでなる全面結合された多成分不織布に関する。溶融紡糸多成分繊維は、多成分ステープル繊維、多成分連続繊維、およびこれらの組み合わせよりなる群から選択される。全面結合不織布は、2つの平滑表面の間でウェブに圧力を印加しながら、主に熱可塑性繊維で構成される不織布をカレンダー加工するために当該技術分野で使用される温度よりも低い温度で多成分不織ウェブを加熱することによって作製される。驚くことに、より低い結合温度にもかかわらず、本発明の全面結合多成分不織ウェブは、空気透過率を保持しながら、平均トラペゾイダル(trapezoidal)引裂強度の坪量に対する比と、平均グラブ(grab)引張強度の坪量に対する比との改善された組み合わせを有する。
【0014】
本明細書中で使用される「全面結合不織布」または「平滑カレンダー加工された不織布」という用語は、2つの実質的に平滑な結合表面の間で不織布に熱および圧力を加えることにより結合された不織布を指す。全面結合不織布は、繊維と繊維の結合によりその外側表面の実質的に100%にわたって結合される。平滑結合表面の使用の結果、全面結合不織布の各面は、実質的に均一に結合される。
【0015】
本明細書中で使用される「コポリマー」という用語は、2つもしくはそれ以上のコモノマーを重合して調製されるランダム、ブロック、交互、およびグラフトコポリマーを含み、従ってジポリマー、ターポリマーなどを含む。
【0016】
本明細書中で使用される「ポリエステル」という用語は、繰り返し単位の少なくとも85%が、エステル単位の形成により生じる結合を有するジカルボン酸およびジヒドロキシアルコールの縮合生成物であるポリマーを包含することが意図される。これには、芳香族、脂肪族、飽和および不飽和二酸およびジアルコールが含まれる。本明細書中で使用される「ポリエステル」という用語は、コポリマー(ブロック、グラフト、ランダムおよび交互コポリマーなど)、ブレンド、およびこれらの変形も含む。ポリエステルの例としては、エチレングリコールおよびテレフタル酸の縮合生成物であるポリ(エチレンテレフタレート)(PET)と、1,3−プロパンジオールおよびテレフタル酸の縮合生成物であるポリ(1,3−プロピレンテレフタレート)とがあげられる。
【0017】
本明細書中で使用される「ポリアミド」という用語は、繰り返しのアミド(−CONH−)基を含有するポリマーを包含することが意図される。ポリアミドの1つの種類は、1つもしくはそれ以上のジカルボン酸と、1つもしくはそれ以上のジアミンとを共重合させることによって調製される。本発明で使用するのに適切なポリアミドの例としては、ポリ(ヘキサメチレンアジパミド)(ナイロン6,6)およびポリカプロラクタム(ナイロン6)があげられる。
【0018】
本明細書中で使用される「不織布、シート、層またはウェブ」という用語は、編布または織布とは対照的に、ランダムな方式で配置されて、識別可能なパターンを有することなく平面材料を形成する個々の繊維、フィラメント、またはスレッドの構造を意味する。不織布の例としては、メルトブローンウェブ、スパンボンドウェブ、カードウェブ、エアレイドウェブ、ウェットレイドウェブ、およびスパンレースウェブ、ならびに2つ以上の不織布層を含んでなる複合ウェブがあげられる。
【0019】
本明細書中で使用される「多層複合シート」という用語は、少なくとも第1および第2のシート状の層を含んでなり、少なくとも第1の層が不織布である多層構造を指す。第2の層は、不織布(第1の層と同じまたは異なる)、織布、編布、またはフィルムであり得る。
【0020】
「機械方向」(MD)という用語は、本明細書中では、不織ウェブが製造される方向(例えば、不織ウェブの形成中に繊維が積層される支持表面の移動方向)を指すために使用される。「横断方向」(XD)という用語は、ウェブの平面において機械方向に略垂直な方向を指す。
【0021】
本明細書中で使用される「スパンボンド繊維」という用語は、溶融した熱可塑性ポリマー材料を繊維として複数の細く、通常は円形のスピナレットの毛細管から押し出すことによって溶融紡糸される繊維を意味し、押し出された繊維の直径は、次に、繊維を延伸してから急冷することにより急速に小さくされる。楕円形、三葉形、多葉形、扁平、中空などのその他の繊維断面形状を使用することもできる。スパンボンド繊維は、一般に、実質的に連続であり、通常は約5マイクロメートルよりも大きい平均直径を有する。スパンボンド不織ウェブは、小孔のあるスクリーンまたはベルトなどの捕集表面にスパンボンド繊維をランダムに積層させることによって形成される。
【0022】
本明細書中で使用される「メルトブローン繊維」という用語は、溶融処理可能なポリマーを溶融ストリームとして複数の毛細管から高速ガス(例えば、空気)ストリーム内に押し出すことを含んでなるメルトブローイングによって溶融紡糸される繊維を意味する。高速ガスストリームは、溶融した熱可塑性ポリマー材料のストリームを細くしてその直径を減少させ、約0.5〜10マイクロメートルの直径を有するメルトブローン繊維を形成する。メルトブローン繊維は、一般に不連続繊維であるが、連続していてもよい。高速ガスストリームにより運ばれるメルトブローン繊維は、一般に、捕集表面上に付着されて、ランダムに分散した繊維のメルトブローンウェブを形成する。メルトブローン繊維は、捕集表面上に付着される際に粘着性であることができ、その結果、通常、メルトブローンウェブ内のメルトブローン繊維間に結合がもたらされる。メルトブローンウェブは、熱結合などの当該技術分野で既知の方法を用いて結合させることもできる。
【0023】
本明細書中で使用される「スパンボンド−メルトブローン−スパンボンド不織布」(「
SMS不織布」)という用語は、2つのスパンボンド層の間に挟まれてそれらに結合されたメルトブローン繊維のウェブを含んでなる多層複合シートを指す。SMS不織布は、移動する多孔性捕集表面上に、第1のスパンボンド繊維層、メルトブローン繊維層、および第2のスパンボンド繊維層を順次付着させることにより、インラインで形成され得る。構築された層は、2つのロールの間に形成されるニップを通過させることにより結合させることができる、ロールは加熱されても加熱されなくてもよく、平滑でもパターン化されていてもよい。あるいは、個々のスパンボンドおよびメルトブローン層は、あらかじめ形成し、場合により結合させ、巻取りロール上に布を巻き取ることなどによって、個々に捕集することもできる。個々の層は、後で層状にして一緒に結合することによって構築させ、SMS不織布を形成することができる。例えばスパンボンド−メルトブローン−メルトブローン−スパンボンド(「SMMS」)など、更なるスパンボンドおよび/またはメルトブローン層をSMS不織布に取り込むことができる。
【0024】
本明細書中で使用される「多成分繊維」という用語は、少なくとも2つの別個の高分子成分で構成され、一緒に紡糸されて単一の繊維を形成している繊維を指す。少なくとも2つの高分子成分は、多成分繊維の断面を横切って実質的に絶えることなく配置された別個のゾーンに配列され、ゾーンは繊維の長さに沿って実質的に連続して延在する。多成分スパンボンド繊維は、2つの別個のポリマー成分から製造される二成分繊維であり得る。当該技術分野で知られている二成分の断面の例は、鞘−芯断面である。鞘−芯繊維は、芯成分が繊維の内側に配置され、実質的に繊維の全長に伸びて、鞘成分により包囲された断面を有し、鞘成分が繊維の外周表面を形成する。当該技術分野で知られているもう1つの二成分断面は、第1の高分子成分が、第2の高分子成分により形成される少なくとも1つのセグメントに隣接する少なくとも1つのセグメントを形成するサイドバイサイド断面であり、各セグメントが繊維の長さに沿って実質的に連続し、両方のポリマーが繊維表面に露出している。多成分繊維は、単一の同種または異種高分子材料ブレンドから押出された繊維とは区別される。しかしながら、多成分繊維を形成するために使用される1つもしくはそれ以上の別個の高分子成分は、2つもしくはそれ以上の高分子材料のブレンドを含んでなることができる。例えば、鞘−芯繊維は、少なくとも2つの異なる高分子材料の第1のブレンドから製造される鞘、および/または少なくとも2つの異なる高分子材料の第2のブレンドから製造される芯を含んでなることができ、鞘の全体的な組成は、芯の全体的な組成とは異なる。本明細書中で使用される「多成分不織ウェブ」という用語は、多成分繊維を含んでなる不織ウェブを指す。本明細書中で使用される「二成分ウェブ」という用語は、二成分繊維を含んでなる不織ウェブを指す。多成分ウェブは、多成分繊維および単成分繊維の両方を含んでなることができる。
【0025】
本発明の不織布は、少なくとも50重量パーセントの溶融紡糸熱可塑性高分子多成分繊維を含んでなる不織ウェブを全面結合させることによって作製される。多成分繊維は、不連続(ステープル)繊維、連続繊維、またはこれらの組み合わせであり得る。1つの実施形態では、不織布は、本質的にスパンボンド不織布などの連続多成分繊維からなる。もう1つの実施形態では、不織布は、スパンボンド層の一方または両方が多成分繊維を含んでなるSMS不織布を含んでなる。1つのこのような実施形態では、スパンボンド層はいずれも、本質的に連続多成分スパンボンド繊維からなる。
【0026】
ステープルベースの不織布は、溶融紡糸繊維を含む繊維のカーディングまたはガーネッティング(garneting)、空気積層、もしくは湿式積層を含む当該技術分野で既知の多数の方法で作製することができる。ステープル繊維は、好ましくは、約0.5〜6.0のデニール/フィラメントおよび約0.25インチ(0.6cm)〜4インチ(10.1cm)の繊維長を有する。
【0027】
連続フィラメント不織ウェブは、スパンボンド法などの当該技術分野で既知の方法を用
いて作製することができる。本発明の不織布を作製するのに適切な連続フィラメントウェブは、好ましくは、約0.5〜20、より好ましくは約1〜5のデニール/フィラメントを有する連続フィラメントを含んでなる。本発明の全面結合不織布を作製するために適切な多成分スパンボンドウェブは、例えば、参照によって本明細書に援用されるバンサル(Bansal)らの米国特許第6,548,431号明細書に記載されているような当該技術分野で既知のスパンボンド法を用いて作製することができる。多成分スパンボンド法は、別個の高分子成分が押出オリフィスからの押出の前に接触される1つもしくはそれ以上の前合着(pre−coalescent)ダイ、あるいは別個の高分子成分が別々の押出オリフィスから押出され、毛細管を押出した後に接触されて多成分繊維を形成する1つもしくはそれ以上の後合着(post−coalescent)ダイを用いて実行することができる。
【0028】
本発明の不織布を作製するために適切な多成分繊維は、サイドバイサイド、鞘−芯、または当該技術分野で既知のその他の多成分繊維断面で配列された高分子成分を有することができる。多成分繊維の外周表面は、少なくとも部分的に最低融点高分子成分を含んでなる。例えば、高分子成分が鞘−芯構成で配列される場合、鞘は低融点高分子成分を含んでなり、芯は低融点成分を含んでなる。1つの実施形態では、多成分繊維は、二成分鞘−芯繊維を含んでなり、該二成分繊維は、約5〜60重量パーセントの低融点鞘成分と、約40〜95重量パーセントの高融点芯成分とを含んで成る。より好ましくは、二成分繊維は、約15〜40重量パーセントの鞘成分と、約60〜85重量パーセントの芯成分とを含んでなる。低融点または最低融点高分子成分は、好ましくは、高融点または最高融点成分の融点よりも少なくとも10℃低い融点を有し、より好ましくは、高融点または最高融点成分の融点よりも少なくとも20℃低い融点を有する。低融点または最低融点高分子成分は、好ましくは、少なくとも120℃の融点を有し、全面結合多成分不織布が、強度を著しく損失することなく高温で加工および/または使用されるのを可能にする。
【0029】
低融点または最低融点ポリマー成分として使用するのに適切なポリマーとしては、ポリ(エチレンテレフタレート)コポリマー、ポリ(1,4−ブチレンテレフタレート)(4GT)、およびポリ(1,3−プロピレンテレフタレート)(3GT)などのポリエステル、ならびにポリカプロラクタム(ナイロン6)などのポリアミドがあげられる。高融点または最高融点高分子成分として使用するのに適切なポリマーとしては、ポリ(エチレンテレフタレート)(2GT)などのポリエステル、およびポリ(ヘキサメチレンアジパミド)(ナイロン6,6)などのポリアミドがあげられる。
【0030】
1つの実施形態では、高融点または最高融点高分子成分は、0.4〜0.7dl/g、より好ましくは0.55〜0.68dl/gの範囲の初期固有粘度(毛細管粘度計において30℃で25体積%のトリフルオロ酢酸および75体積%の塩化メチレンを用いて、ASTM D2857に従って測定)を有するポリ(エチレンテレフタレート)を含んでなる。
【0031】
もう1つの実施形態では、低融点または最低融点高分子成分は、本質的に、ポリ(エチレンテレフタレート)コポリマー、ポリ(1,4−ブチレンテレフタレート)、およびポリ(1,3−プロピレンテレフタレート)、ならびにポリカプロラクタムよりなる群から選択されるポリマーからなり、最高融点高分子成分は、本質的に、ポリ(エチレンテレフタレート)およびポリ(ヘキサメチレンアジパミド)よりなる群から選択されるポリマーからなる。
【0032】
本発明の多成分不織布において低融点または最低融点高分子成分として使用するのに適切なポリ(エチレンテレフタレート)コポリマーとしては、アモルファスおよび半結晶性ポリ(エチレンテレフタレート)コポリマーがあげられる。例えば、二酸成分を基準にし
て約5〜30モルパーセントがジメチルイソフタル酸から形成されるポリ(エチレンテレフタレート)コポリマーと、グリコール成分を基準にして約5〜60モルパーセントが1,4−シクロヘキサンジメタノールから形成されるポリ(エチレンテレフタレート)コポリマーとは、多成分繊維における低融点または最低融点成分として使用するのに適する。1,4−シクロヘキサンジメタノールで変性されたポリ(エチレンテレフタレート)コポリマーは、イーストマン・ケミカルズ(Eastman Chemicals)(テネシー州キングズポート(Kingsport,TN))からPETGコポリマーとして入手可能である。ジメチルイソフタル酸で変性されたポリ(エチレンテレフタレート)コポリマーは、E.I.デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー(E.I.du Pont de Nemours and Company)(デラウェア州ウィルミントン(Wilmington,DE))からクリスター(Crystar(登録商標))ポリエステルコポリマーとして入手可能である。
【0033】
多成分繊維を形成するために使用される1つもしくはそれ以上の高分子成分は、2つもしくはそれ以上のポリマーのブレンドでもあり得る。ポリマーのブレンドが2つ以上の融点を示す場合には、ブレンドの融点は、ブレンドに対して測定される融点のうちの最も低いものであるとみなされる。ポリマーブレンドは、混合押出機、ブラベンダー(Brabender)ミキサー、バンバリー(Banbury)ミキサー、ロールミルなどを含む当該技術分野で既知の方法により作製することができる。溶融ブレンドは押出することができ、押出物は切断されてペレットを形成し、ペレットは紡糸工程に供給され得る。あるいは、ブレンドを形成する個々のポリマーのペレットを乾燥ブレンドして、ペレットのブレンドとして紡糸工程に供給することもできるし、紡糸工程において添加剤フィーダーを用いて、ブレンドを形成するポリマーの一方のペレットをもう一方のポリマーの溶融ストリームに押出機内で添加することもできる。
【0034】
多成分繊維を形成する高分子成分は、染料、顔料、酸化防止剤、紫外線安定剤、紡糸仕上げ剤などの従来の添加剤を含むことができる。
【0035】
本発明の全面結合多成分不織ウェブは、約3%〜56%の空隙パーセントと、少なくとも1.05N/(g/m)である平均ストリップ引張強度の坪量に対する比と、少なくとも0.155m/分・m、好ましくは少なくとも0.310m/分・mのフラジール(Frazier)空気透過率と、少なくとも0.329N/(g/m)である平均トラップ引裂強度の坪量に対する比とを有することができる。1つの実施形態では、本発明の全面結合多成分不織ウェブは、約35%〜55%の空隙パーセントを有することができる。本発明の全面結合多成分ウェブの空隙パーセントは、高いカレンダー加工温度を用いて不織布材料を全面結合させる場合に形成され得るフィルム状の構造よりも高く、通常80%よりも大きい空隙パーセントを有するポイント結合された不織ウェブの空隙パーセントよりも低い。空隙パーセントは、以下の試験方法において与えられる式を用いて、不織ウェブの坪量および厚さならびに繊維の密度から計算することができる。40重量パーセントのポリ(エチレンテレフタレート)コポリマー鞘および60重量パーセントのポリ(エチレンテレフタレート)芯からなる鞘−芯繊維からなる以下の実施例で作製される不織布では、3%〜56%の空隙パーセントは、約0.00068mm/gsm〜0.0015mm/gsmである坪量に対する厚さの比に相当し、ここで「gsm」はg/mである。
【0036】
本発明の全面結合多成分不織ウェブは、2つの実質的に平行な平滑結合表面の間でウェブに熱および圧力を加えて多成分溶融紡糸不織ウェブを結合させることによって作製される。結合圧力は、好ましくは、約17.5〜70N/mmである。平滑結合表面は、(T−40℃)以下の温度に保持される。ここでTは最低融点高分子成分の融点であり、上記の所望の特性を有する全面結合不織布をもたらすために十分に高い。2つの平滑表面
の間でウェブを全面結合させる前に、ウェブは、好ましくは予熱される。ウェブの予熱は、全面結合の前に、ウェブを加熱ロールなどの加熱表面と接触させることによって達成することができる。あるいは、ウェブは、ウェブ上にまたはウェブを通して加熱空気などの加熱ガスを吹き付けることによって、もしくは赤外放射または他の加熱手段の使用によって予熱することもできる。一般に、約35℃よりも高く、(T−40)℃以下の予熱および結合温度が適切である。1つの実施形態では、予熱温度は全面結合温度と同じである。
【0037】
本発明の1つの実施形態では、全面結合多成分不織布は、図1に示される平滑カレンダー加工法を用いて作製される。実質的に平滑なカレンダーロール5および7により形成されるニップ6にスパンボンド不織布を通過させる前に、多成分不織シート2は方向転換ロール1上を通過され、熱ロール3のまわりに部分的に巻きつけられ、場合により不織シートの第1の面を35℃〜(T−40)℃の温度に予熱する。カレンダーロール5および7の一方または両方は、(T−40)℃以下で、所望の不織布特性を提供するのに十分高い温度に加熱される。1つの実施形態では、カレンダーロール5は加熱金属ロールであり、カレンダーロール7は非加熱バッキングロールである。バッキングロールは、好ましくは弾性表面、例えば、約75〜90のショアD硬度を有する弾性材料を有する。例えば、高密度に充填された綿、羊毛、またはポリアミドロールが適切である。弾性バッキングロールの硬度は、「フットプリント」、すなわちカレンダー加工されている瞬間的な領域を決定する。硬度が低下されると、接触領域は増大され、圧力は低下する。図1に示される工程が用いられる場合、不織布はこの工程を2回通過され、第2の通過では布を反転させて布の第2の面を結合させる。
【0038】
本発明の全面結合不織布を製造するために、他のカレンダーロール構成を用いることができる。例えば、加熱カレンダーロール5および非加熱カレンダーロール7は、布の予熱された面が加熱カレンダーロール5と接触するように逆にされてもよい。カレンダーの第2の通過を行うことなく両方の表面が全面結合されるように、更なる予熱ロールおよび平滑カレンダーロールのセットが、図1に示される予熱ロールおよび平滑カレンダーロール直列に追加されてもよい。例えば、ウェブの第1の表面を予熱ロールと接触させることによりウェブの第1の外側表面を35℃〜(T−40)℃の温度に予熱し、次に予熱された不織布に、第1および第2の平滑表面カレンダーロールで形成される第1のニップを通過させる(ここで、第2のカレンダーロールは加熱されず、第1のカレンダーロールは不織布の第1の外側表面と接触し、(T−40)℃以下で上記の特性を有する全面結合多成分不織布を提供するのに十分高い温度に保持され、約17.5〜約70N/mmの第1のニップ圧力が印加される)ことにより第1の表面を全面結合させ、その後、第2の外側表面を第2の予熱ロールと接触させることにより多成分不織布の第2の外側表面を35℃〜(T−40)℃の温度に予熱し、次に2回予熱された不織布に、第3および第4の平滑表面カレンダーロールで形成される第2のニップを通過させる(ここで、第4のロールは加熱されず、第3のロールは不織布の第2の外側表面と接触し、(T−40)℃以下であるが、上記の特性を有する全面結合多成分不織布を提供するのに十分高い温度に保持され、約17.5〜約70N/mmの第2のニップ圧力が印加される)ことにより不織布の第2の外側表面を全面結合させる方法で、多成分不織ウェブを全面結合させることができる。あるいは、多成分不織ウェブは、2つの加熱された予熱ロールで形成される第1のニップにウェブを通過させることによって両面を同時に予熱し、(a)予熱されたウェブに、2つの平滑カレンダーロールで形成される第2のニップを約17.5〜70N/mmの第2のニップ圧力で通過させる(平滑カレンダーロールのそれぞれは、(T−40)℃以下であるが上記の特性を有する全面結合多成分不織布を提供するのに十分に高い温度に加熱される)か、あるいは(b)予熱されたウェブに第1および第2の平滑カレンダーロールで形成される第2のニップを通過させ(ここで、第1のロールは(T−40)℃以下の温度に加熱され、予熱されたウェブの第1の表面と接触し、そして第2のロールは加熱されない)、次に、第3および第4の平滑カレンダーロールで形成される第3のニップを通過させる(ここで、第3のロールは(T−40)℃以下の温度に加熱され、ウェブの第2の表面と接触し、そして第4のロールは加熱されない)かのいずれかによって全面結合させることができる。第1および第3のロールは、上記の特性を有する全面結合多成分不織布を提供するのに十分な温度に加熱され、第2および第3のニップのニップ圧力は、約17.5〜70N/mmである。上記の特性の組み合わせを有する全面結合ウェブを提供するために上記の範囲内に温度および圧力が保持される限りは、当該技術分野で既知の他の平滑カレンダー加工法を用いて、多成分溶融紡糸不織ウェブを全面結合させることができる。代わりのカレンダー加工法は、参照によって本明細書に援用されるジャニス(Janis)の米国特許第5,972,147号明細書に記載されている。この特許はポリオレフィン繊維シートを結合させるための方法を記載しているが、記載されるロール構成は、本発明の全面結合多成分不織布材料を製造するように適合され得る。
【0039】
カレンダー加工法の主要な動作パラメータは、ライン速度、温度、および圧力であり、所望の特性を達成するために調整することができる。カレンダー加工温度が高すぎると、不織ウェブ内の最低融点高分子成分が溶融および流動して、空気の透過性が少ないか全くなく、そして引裂強度が低いフィルム状構造が形成され得る。またこのような構造は脆弱であり、亀裂が入りやすい。カレンダー加工速度が高すぎ、そして温度が低すぎると、ウェブは不十分に結合されて、低い強度を有するであろう。予熱ステップは、カレンダーにおける熱負荷を低減する。多成分不織ウェブは、好ましくは、カレンダーロールなどの結合表面を用いて全面結合され、カレンダー加工圧力は約17.5〜70N/mmである。17.5N/mmよりも低い圧力ではシートは決して完全に結合されず、70N/mmよりも高いカレンダー加工圧力では、シートは低い引裂強度を有し得る。約10〜400m/分のライン速度を使用することができる。ライン速度は、所与のカレンダー加工温度および圧力に対して特性の所望の組み合わせを与えるように調整することができる。
【0040】
不織シートのカレンダー加工は、一般に、連続ロールツーロール法を用いて実施されるが、加熱および加圧ベルトを用いる連続法で行なうこともできる。あるいは、多成分不織シートのサンプルは、ホットプレスまたは他の装置において全面結合させることもでき、不織シートは、2つの実質的に平滑および平行な表面の間に挟持され、上記の所望の不織ウェブ特性をもたらす条件下で圧力をかけながらその少なくとも1つの表面が加熱される。
【0041】
全面結合の前に、本発明の全面結合不織布を製造するために使用される多成分不織ウェブは、当該技術分野で既知の断続的な熱結合法によって予備結合され得る。例えば、スパンボンドウェブは、当該技術分野で既知の方法を用いて、ポイント、ラインの不連続パターン、または他の断続的な結合のパターンで熱結合させた後、上記の方法のうちの1つのような全面結合法を行なうことができる。断続的な熱結合は、例えば、パターン化カレンダーロールと平滑ロール、または2つのパターン化ロールで形成されるニップに層状構造を通過させる(ここで、ロールのうちの少なくとも1つが加熱される、あるいは超音波結合法におけるホーンおよび回転パターン化アンビルロール)ことにより、スパンボンドウェブ表面の別個のスポットに熱および圧力を加えることによって形成することができる。あるいは、多成分ウェブは、当該技術分野で既知のスルーエアー結合法を用いて予備結合させることができ、布を多孔質表面上に支持しながら、繊維がその交差点の互いに接触するところで繊維を一緒に結合させるのに十分な温度で、空気などの加熱ガスが布を通過される。全面結合の前に予備結合することは、次の加工で取り扱うための十分な強度を布に与え、例えば、ロールに巻き取られるのを可能にし、全面結合法で使用するために後で捲き戻すために望ましいであろう。あるいは、多成分不織ウェブは、ウェブ形成中に連続法で全面結合され得る。例えば、多成分溶融紡糸ウェブは、スパンボンドまたはSMS法において、ウェブに加熱平滑カレンダーロール間を通過させることにより、レイダウンの後であるがロールに巻き取られる前にインラインで全面結合され得る。
【0042】
本発明の全面結合溶融紡糸多成分不織ウェブは、1つもしくはそれ以上の更なるシート状層と組み合わせて、多層複合シートを形成することができる。1つもしくはそれ以上の更なるシート状層は、熱結合法において、または接着または押出結合層の使用によって、1つもしくはそれ以上の本発明の全面結合ウェブに結合させることができる。例えば、本発明の全面結合多成分ウェブは、メルトブローン不織ウェブ、スパンボンド不織ウェブ、カード不織ウェブ、エアレイド不織ウェブ、ウェットレイド不織ウェブ、スパンレース不織ウェブ、編布、織布、およびフィルムよりなる群から選択される1つもしくはそれ以上の更なる層に結合させることができる。例えば、多成分スパンボンド布は、通気性の微小孔性フィルムに結合させることができる。微小孔性フィルムは、微粒子充填剤を含有するポリオレフィン(例えば、ポリエチレン)フィルムから形成されるものなど、当該技術分野においてよく知られている。
【0043】
本発明の全面結合多成分不織布は、その高い引張および引裂強度により、子供に安全なパッケージングにおける使用に特に適切にされる。1つの実施形態では、1つもしくはそれ以上の本発明の全面結合多成分ウェブはバリア層に結合され、ブリスターパッケージングにおける閉蓋構成要素として使用される。例えば、子供に安全なブリスターパッケージは、本発明の全面結合多成分不織シートを含んでなる閉蓋構成要素をブリスター構成要素にヒートシールすることによって形成することができる。閉蓋構成要素は、さらに、バリア層と、全面結合不織布とバリア層との間の任意的な接着結合層と、閉蓋構成要素をブリスター構成要素にヒートシールするための全面結合不織布とは反対側のバリア層の面上のヒートシール層とを含んでなることができる。全面結合溶融紡糸不織ウェブの高い引張および引裂強度は、子供によるパッケージの開封または損傷に対して高度の耐性を付与する。また全面結合多成分不織布は、高強度、耐引裂性、および空気透過性の組み合わせを必要とする他の用途においても適切である。
【0044】
もう1つの実施形態では、多層複合シートは、本発明の全面結合多成分スパンボンドウェブをメルトブローンウェブに熱結合することによって作製される。あるいは、スパンボンド層の少なくとも1つが本発明の全面結合多成分スパンボンドウェブを含んでなるSMS不織布を形成することができる。メルトブローンウェブは、単成分メルトブローンウェブまたは多成分メルトブローンウェブであり得る。1つの実施形態では、多層複合シートは、二成分メルトブローンウェブを本発明の2つの全面結合多成分スパンボンドウェブの間に挟持して、層を一緒に結合させることによって形成される。1つのこのような実施形態では、二成分メルトブローンウェブは、ポリエステルコポリマー成分およびポリエステル(例えば、ポリ(エチレンテレフタレート)成分を含んでなる実質的にサイドバイサイド構成を有するメルトブローン繊維から構成され、多成分スパンボンドウェブは、連続溶融紡糸鞘−芯繊維を含んでなり、鞘成分はポリエステルコポリマーを含んでなり、芯成分はポリエステル(例えば、ポリ(エチレンテレフタレート)を含んでなる。スパンボンド不織布層は、メルトブローン層に結合させる前に全面結合させることができる。あるいは、SMS、SMMSなどの不織シートがまず形成され、次に、SMS、SMMSなどの不織シートを形成する層のレイダウン後にインラインで、または別々の全面結合法で、上記の方法の1つを用いて全面結合され得る。不織シートがその後の加工で全面結合される場合、不織シートを軽く予備結合して、上記のように、更なる加工に耐えるのに十分な強度を提供することが望ましいであろう。
【0045】
試験方法
上記の説明および以下の実施例において、次の試験方法を用いて、報告される様々な特徴および特性を決定した。ASTMは、米国材料試験協会を指す。
【0046】
坪量は、布またはシートの単位面積あたりの質量の尺度であり、参照によって本明細書に援用されるASTM D−3776によって決定し、g/m(gsm)で報告される。
【0047】
ストリップ引張強度はシートの破壊強度の尺度であり、参照によって本明細書に援用されるASTM D5035に従って測定し、ニュートンで報告される。ストリップ引張強度は、機械方向および横断方向の両方で、5つのサンプルについて測定した。平均MDおよび平均XD引張強度を計算し、次に平均して平均ストリップ引張強度を得た。
【0048】
トラペゾイダル(Trapezoidal)引裂強度または「トラップ(trap)」引裂強度は、不織布の引裂を広げるために必要とされる力の尺度であり、ASTM D5733−99に従って測定し、ニュートンで報告される。トラップ引裂強度は、機械方向および横断方向の両方で、5つのサンプルについて測定した。平均MDおよび平均XDトラップ引裂強度を計算し、次に平均して平均トラップ引裂強度を得た。
【0049】
フラジール空気透過率は、シートの表面間の規定された圧力差においてシートを通過する空気の流れの尺度であり、参照によって本明細書に援用される125kPaの圧力差を用いるASTM D737に従って実施し、m/分・mで報告される。
【0050】
ショアD硬度はゴム硬度の尺度であり、参照によって本明細書に援用されるASTM D2240に従って測定される。
【0051】
本明細書で報告されるポリマーの融点は、参照によって本明細書に援用されるASTM
D3418−99に従って、示差走査熱量測定(DSC)によって測定され、DSC曲線のピークとして摂氏温度で報告される。融点は、ポリマーペレットおよび10℃/分の加熱速度を用いて測定した。
【0052】
不織布の厚さは、参照によって本明細書に援用されるASTM D−5729−97に従って測定した。
【0053】
ポリマー密度は、ASTM D1505−98e1に従って測定される。高分子成分「A」および「B」を含んでなる多成分繊維のポリマー密度は、
【0054】
【数1】

【0055】
として計算することができる。式中、xはポリマー「A」の重量分率であり、ρはポリマー「A」の密度であり、ρはポリマー「B」の密度である。また、上記の式は、2つのポリマーのブレンドの密度を得るためにも使用することができる。
【0056】
空隙パーセントは、次式によって計算した。
【0057】
【数2】

【実施例】
【0058】
実施例1〜4
実施例1〜4は、布を全面結合させるための平滑カレンダー加工法を用いて、本発明に従う全面結合された二成分ポリエステルスパンボンド不織布の作製を実証する。
【0059】
繊維がポリ(エチレンテレフタレート)(PET)芯成分およびコポリエステル鞘成分を有する連続芯/鞘繊維であるスパンボンド二成分不織シートを作製した。PET芯成分は、0.61dl/g(参照によって本明細書に援用される米国特許第4,743,504号明細書において測定される)の固有粘度および約260℃の融点を有するクリスター(Crystar(登録商標))ポリエステル(マージ(Merge)4405、デラウェア州ウィルミントンのE.I.デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー(E.I.du Pont de Nemours and Company,Wilmington,DE)から入手可能)であった。PET樹脂は、120℃の空気温度のスルーエアードライヤーで、50ppm未満のポリマー含水量になるように乾燥させた。鞘成分で使用されるコポリエステルポリマーは、230℃の融点を有する17モルパーセントの変性ジメチルイソフタレートPETポリマーであるクリスター(Crystar(登録商標))コポリエステル(マージ(Merge)4446、デラウェア州ウィルミントンのE.I.デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニーから入手可能)であった。コポリエステル樹脂は、100℃の温度のスルーエアードライヤーで、50ppm未満のポリマー含水量になるように乾燥させた。別々の押出機において、PETポリマーを290℃に加熱し、コポリエステルポリマーを275℃に加熱した。2つのポリマーを別々に押出してスピンパックアセンブリに計量供給し、そこで2つの溶融物のストリームは別々にろ過され、次に分配板の束を介して合わせられ、PETポリエステル成分が芯を形成してコポリエステル成分が鞘を形成する芯−鞘断面繊維の多数の列を提供する。
【0060】
スピンパックアセンブリは、全部で2016本の円形毛細管開孔(各列に72本の毛細管が28列)で構成した。機械方向のスピンパックの幅は、11.3cmであり、横断方向の幅は50.4cmであった。それぞれの毛細管は、直径0.35mmおよび長さ1.40mmを有した。スピンパックアセンブリを295℃に加熱し、0.5g/孔/分のポリマー吐出速度で各毛細管からポリマーを紡糸した。コポリエステル鞘成分は、繊維の40重量パーセントを構成した。スパンボンド繊維を、19インチ(48.3cm)の長さにわたって延在するクロスフロークエンチ(cross−flow quench)で冷却した。矩形スロットジェットによりスパンボンド繊維の束に減衰力を提供した。スピンパックとジェットの入口の間の距離は、25インチ(63.5cm)であった。
【0061】
ジェットを出る繊維を成形ベルト上に捕集した。ベルトの下を真空にして、二成分スパンボンド繊維をベルトに固定するのを助けた。ベルト速度は、所望の不織シート坪量をもたらすように調整した。次に、エンボス加工ロールおよびアンビルロールセットの間で繊維を軽く熱結合させた。結合ロールは両方とも、145℃ロール温度の温度に加熱し、そして100ポンド/リニアーインチ(17.5N/mm)のニップ圧力を用いた。これに
より非常に軽い熱結合が提供され、シートを巻取り機にロールで捕集して次の加工において取り扱うことができるようにする。実施例1および3で作製された不織スパンボンドウェブは、65g/mのカレンダー加工前の坪量を有し、実施例2および4で作製された不織スパンボンドウェブは、85g/mのカレンダー加工前の坪量を有した。
【0062】
次に、図1に示される方法を用いて、不織ウェブを平滑カレンダー加工し、布の両面を完全に結合させた。シートは、スパンボンド不織布にカレンダーロール5および7で形成されるニップを通過させる前に、方向転換ロール1上、およびステンレス鋼予熱ロール3のまわりを通過させてスパンボンド繊維の第1の面を予熱した。カレンダーロール5は、予熱ロール3と同じ温度に加熱される平滑ステンレス鋼ロールであった。カレンダーロール7は、90のショアD硬度を有する平滑な非加熱複合ロールであった。実施例1および2では、予熱ロールおよび加熱カレンダーロールはいずれも、190℃(コポリエステルポリマーの融点よりも40℃低い)に加熱した。実施例3および4では、予熱ロールおよび加熱カレンダーロールはいずれも、170℃(コポリエステルの融点よりも60℃低い)に加熱した。カレンダーのライン速度は50ft/分(15.4m/分)であり、ニップ圧力は、400ポンド/リニアーインチ(70N/mm)であった。布の第2の面は、第2の面が予熱ロールと接触するように布を反転させてカレンダーの2回目の通過を行なうことにより結合させた。カレンダー加工された不織シートの特性は、以下の表1に報告される。
【0063】
【表1】

【0064】
比較例1A〜4A
比較例1A〜4Aは、布を全面結合させるための平滑カレンダー加工法を用いて、単成分フィラメントの混合物(実施例1〜4で使用した二成分フィラメントの代わりに)から製造された全面結合ポリエステルスパンボンド不織布の作製を実証する。
【0065】
使用したスピンパックが単成分繊維の混合物を紡糸するように設計された混合繊維パックである点を除いて、実施例1〜4に記載される方法に従って軽く結合されたスパンボンド不織シートを作製した。スピンパックアセンブリは、全部で2016本の円形毛細管開孔(各列に72本の毛細管が28列)で構成した。機械方向のスピンパックの幅は11.3cmであり、横断方向の幅は50.4cmであった。ポリマー毛細管のそれぞれは、0.35mmの直径および1.40mmの長さを有した。機械方向の3本の外側の列は、実施例1〜4で使用したものと同じコポリエステルで単成分繊維を生成した。残りの22本の中間の列は、PETで単成分繊維を生成した。PETポリマーの1つの孔あたりの吐出量は0.5g/分であった。コポリエステル成分の吐出速度は、不織シートの総重量を基準にして40重量パーセントがコポリエステル繊維であるシートをもたらすように調整した。
【0066】
捕集ベルトの速度は、所望の不織シート坪量をもたらすように調整した。実施例1Aおよび3Aで作製した不織スパンボンドウェブは、65g/mのカレンダー加工前の坪量を有し、実施例2Aおよび4Aで作製した不織スパンボンドウェブは、85g/mのカレンダー加工前の坪量を有した。
【0067】
次に、実施例1〜4について上記で記載した平滑カレンダー法を用いてスパンボンドウェブを全面結合させた。実施例1Aおよび2Aでは、予熱ロールおよび加熱カレンダーロールはいずれも190℃(コポリエステルポリマーの融点よりも40℃低い)に加熱した。実施例3Aおよび4Aでは、予熱ロールおよび加熱カレンダーロールはいずれも170℃(コポリエステルポリマーの融点よりも60℃低い)に加熱した。カレンダーのライン速度は50ft/分(15.4m/分)であり、ニップ圧力は、400ポンド/リニアーインチ(70N/mm)であった。カレンダー加工したスパンボンド不織シートの特性は、表1において上記で報告される。
【0068】
表1に示される結果は、二成分スパンボンド不織ウェブから作製された本発明の全面結合不織ウェブが、2つの異なる単成分繊維の混合物(2つの異なる単成分繊維は、本発明の実施例の二成分繊維の鞘および芯で使用されるのと同じ個々のポリマーから製造される)から作製された対応する比較例よりも、はるかに高い平均ストリップ引張強度の坪量に対する比、より低い厚さの坪量に対する比(より低い空隙%)、およびより高い平均トラップ引裂強度の坪量に対する比を有することを実証する。また、本発明に従って作製した実施例は、対応する比較例よりも大幅に低いフラジール空気透過率を有する。
【0069】
比較例5A〜8A
これらの実施例は、ポイント結合された二成分鞘−芯スパンボンド不織布の作製を実証する。
【0070】
軽く結合されたスパンボンドウェブは、実施例1〜4に記載される方法に従って作製した。捕集ベルトの速度は、比較例5Aおよび7Aが、65g/mの坪量を有し、比較例6Aおよび8Aが85g/mの坪量を有するように調整した。次に、オイル加熱エンボス加工ロールおよび平滑オイル加熱アンビルロールで形成されるニップを用いて、ウェブを熱ポイント結合させた。エンボス加工ロールは、0.466mmのポイントサイズ、
0.86mmのポイント深さ、1.2mmのポイント間隔、および14.6%の結合領域を有するダイアモンドパターンの付いたクロム被覆された非硬化鋼表面を有した。平滑アンビルロールは、硬化鋼表面を有した。実施例5Aおよび6Aでは、両方の結合ロールを145℃(コポリエステルポリマーの融点よりも85℃低い)に加熱し、実施例7Aおよび8Aでは両方の結合ロールを160℃(コポリエステルポリマーの融点よりも70℃低い)に加熱した。これらの実施例のそれぞれで使用した結合圧力は70N/mmであり、結合ライン速度は、50ft/分(15.4m/分)であった。
【0071】
ポイント結合二成分スパンボンド不織シートの特性は、表2において以下で報告される。比較例5A〜8Aのポイント結合不織布は、本発明の全面結合材料よりも、大幅に低い平均トラップ引裂強度の坪量に対する比および平均ストリップ引張強度の坪量に対する比を有する。またポイント結合二成分スパンボンド材料は、本発明の材料よりも大幅に高い空隙パーセントを有し、平滑で高密度の構造を必要とする最終用途のためには不適切とされた。
【0072】
比較例9A
この実施例は、ポリエステルコポリマー鞘の融点よりも20℃低い温度でカレンダー加工される全面結合された二成分(鞘/芯)ポリエステルスパンボンド布の作製を実証する。
【0073】
80g/mの坪量を有し、ポリ(エチレンテレフタレート)コポリマー鞘/ポリ(エチレンテレフタレート)芯繊維を含んでなる、軽く結合された二成分スパンボンド不織布は、実施例1〜4について上記で説明されたように作製した。
【0074】
軽く結合されたスパンボンドウェブは、予熱ロールおよび加熱カレンダーロールをいずれも210℃(コポリエステルポリマーの融点よりも20℃低い)に加熱した点を除いて、実施例1〜4について上記で説明された方法を用いて、平滑カレンダー加工した。カレンダー加工シートの特性は、上記の表1に報告される。比較例9の全面結合布は、本発明の実施例よりも大幅に低い平均トラップ引裂度/坪量を有した。
【0075】
【表2】

【図面の簡単な説明】
【0076】
【図1】本発明の全面結合不織布を作製するために適切な方法の概略図である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
多成分ステープル繊維、多成分連続繊維、およびこれらの組み合わせよりなる群から選択される少なくとも50重量パーセントの溶融紡糸多成分繊維を有する全面結合不織シートを含んでなる全面結合多成分不織布であって、
多成分繊維が断面および長さを有して、第1の高分子成分および第2の高分子成分を含んでなり、第1および第2の高分子成分が、多成分繊維の断面を横切って多成分繊維の長さに沿って実質的に連続して延在する、実質的に絶えることなく配置された別個の(distinct)ゾーンに配列され、第2の高分子成分が、第1の高分子成分の融点よりも少なくとも約10℃低い融点を有し、そして多成分フィラメントの外周表面の少なくとも一部が第2の高分子成分を含んでなり、平均ストリップ引張強度の坪量に対する比が少なくとも1.05N/gsmであり、平均トラップ引裂強度の坪量に対する比が少なくとも0.329N/gsmである全面結合多成分不織布。
【請求項2】
約3%〜56%の空隙パーセントを有する請求項1に記載の全面結合多成分不織布。
【請求項3】
少なくとも0.155m/分・mのフラジール空気透過率を有する請求項1に記載の全面結合多成分不織布。
【請求項4】
不織布が、本質的に溶融紡糸多成分繊維からなる請求項1に記載の全面結合多成分不織布。
【請求項5】
溶融紡糸多成分繊維が、本質的に、多成分連続スパンボンド繊維からなる請求項4に記載の全面結合多成分不織布。
【請求項6】
溶融紡糸多成分繊維が、本質的に多成分ステープル繊維からなる請求項4に記載の全面結合多成分不織布。
【請求項7】
多成分繊維が、本質的に多成分連続スパンボンド繊維からなる請求項1に記載の全面結合多成分不織布。
【請求項8】
多成分連続繊維が、鞘−芯およびサイドバイサイド構成よりなる群から選択される断面を有する請求項7に記載の全面結合多成分不織布。
【請求項9】
連続多成分連続繊維が鞘−芯断面を有し、第1の高分子成分が芯を形成し、第2の高分子成分が鞘を形成する請求項8に記載の全面結合多成分不織布。
【請求項10】
第1の高分子成分が、ポリ(エチレンテレフタレート)およびポリ(ヘキサメチレンアジパミド)よりなる群から選択されるポリマーを含んでなり、第2の高分子成分が、ポリ(エチレンテレフタレート)コポリマー、ポリ(1,4−ブチレンテレフタレート)、ポリ(1,3−プロピレンテレフタレート)、およびポリカプロラクタムよりなる群から選択されるポリマーを含んでなる請求項9に記載の全面結合多成分不織布。
【請求項11】
第1の高分子成分がポリ(エチレンテレフタレート)を含んでなり、第2の高分子成分がポリ(エチレンテレフタレート)コポリマーを含んでなる請求項10に記載の全面結合多成分不織布。
【請求項12】
ポリ(エチレンテレフタレート)コポリマーが、コポリマー中の全部の二酸単位を基準にして約5〜30モルパーセントのジメチルイソフタル酸を含んでなるポリ(エチレンテレフタレート)コポリマー、およびコポリマー中の全部のグルコール単位を基準にして約
6〜60モルパーセントの1,4−シクロへキサンジメタノールを含んでなるポリ(エチレンテレフタレート)コポリマーよりなる群から選択される請求項11に記載の全面結合多成分不織布。
【請求項13】
空隙パーセントが約35%〜55%である請求項1に記載の全面結合多成分不織布。
【請求項14】
不織ウェブおよびフィルムよりなる群から選択される少なくとも1つのシート層に接着された、請求項1に記載の少なくとも1つの全面結合多成分不織布を含んでなる多層複合シート。
【請求項15】
全面結合多成分不織布が多成分連続繊維を含んでなり、シート層がメルトブローンウェブを含んでなる請求項14に記載の多層複合シート。
【請求項16】
第2の全面結合多成分不織布であって多成分連続繊維を含んでなる請求項1に記載の全面結合多成分不織布を更に含んでなり、メルトブローンウェブが第1および第2の全面結合多成分不織布の間に挟持されて接着される請求項15に記載の多層複合シート。
【請求項17】
a.第1の外側表面および反対の第2の外側表面を有する多成分不織布を提供するステップであって、多成分不織布が、多成分ステープル繊維、多成分連続繊維、およびこれらの組み合わせよりなる群から選択される少なくとも50重量パーセントの多成分溶融紡糸繊維を含んでなり、多成分繊維が断面および長さを有して、第1の高分子成分および第2の高分子成分を含んでなり、第1および第2の高分子成分が、多成分繊維の断面を横切って多成分繊維の長さに沿って実質的に連続して延在する、実質的に絶えることなく配置された別個のゾーンに配列され、第2の高分子成分が、第1の高分子成分の融点よりも少なくとも約10℃低い融点Tを有し、そして多成分フィラメントの外周表面の少なくとも一部が第2の高分子成分を含んでなるステップと、
b.多成分不織布の第1および第2の外側表面を、35℃〜(T−40)℃の温度に予熱するステップと、
c.予熱された不織布に、第1および第2の平滑表面カレンダーロールで形成される第1のニップを通過させることによって、不織布の第1の外側表面を全面結合させるステップであって、第2のロールが加熱されず、第1のロールが不織布の第1の外側表面に接触して(T−40)℃以下の温度に保持され、約17.5〜約70N/mmのニップ圧力が印加されるステップと、
d.不織布に、第3および第4の平滑表面カレンダーロールで形成される第2のニップを通過させることによって、不織布の第2の外側表面を全面結合させるステップであって、第4のロールは加熱されず、第3のロールが不織布の第2の外側表面に接触して(T−40)℃以下の温度に保持され、約17.5〜約70N/mmのニップ圧力が印加されるステップと、
を含んでなる、熱結合された多成分不織布の作製方法。
【請求項18】
a.第1の外側表面および反対の第2の外側表面を有する多成分不織布を提供するステップであって、多成分不織布が、多成分ステープル繊維、多成分連続繊維、およびこれらの組み合わせよりなる群から選択される少なくとも50重量パーセントの多成分溶融紡糸繊維を含んでなり、多成分繊維が断面および長さを有し、多成分繊維が第1の高分子成分および第2の高分子成分を含んでなり、第1および第2の高分子成分が、多成分繊維の断面を横切って多成分繊維の長さに沿って実質的に連続して延在する、実質的に絶えることなく配置された別個のゾーンに配列され、第2の高分子成分が、第1の高分子成分の融点よりも少なくとも約10℃低い融点Tを有し、そして多成分フィラメントの外周表面の少なくとも一部が第2の高分子成分を含んでなるステップと、
b.多成分不織布の第1の外側表面を、35℃〜(T−40)℃の温度に予熱するス
テップと、
c.予熱された不織布に、第1および第2の平滑表面カレンダーロールで形成される第1のニップを通過させることによって、多成分不織布の第1の外側表面を全面結合させるステップであって、第2のロールが加熱されず、第1のロールが不織布の第1の外側表面に接触して(T−40)℃以下の温度に保持され、約17.5〜約70N/mmの第1のニップ圧力が印加されるステップと、
d.多成分不織布の第2の外側表面を35℃〜(T−40)℃の温度に予熱するステップと、
e.2回予熱された不織布に、第3および第4の平滑表面カレンダーロールで形成される第2のニップを通過させることによって、不織布の第2の外側表面を全面結合させるステップであって、第4のロールは加熱されず、第3のロールが不織布の第2の外側表面に接触して(T−40)℃以下の温度に保持され、約17.5〜約70N/mmの第2のニップ圧力が印加されるステップと、
を含んでなる、熱結合された多成分不織布の作製方法。
【請求項19】
全面結合不織布が、3%〜56%の空隙パーセント、少なくとも1.05N/gsmである平均ストリップ引張強度の坪量に対する比、少なくとも0.155m/分・mのフラジール空気透過率、および少なくとも0.329N/gsmである平均トラップ引裂強度の坪量に対する比を有する、請求項17または18のいずれかに記載の方法に従って作製された全面結合不織布。
【請求項20】
空隙パーセントが約35%〜55%である請求項19に記載の全面結合不織布。
【請求項21】
フラジール空気透過率が少なくとも0.310m/分・mである請求項1または20のいずれかに記載の全面結合不織布。

【図1】
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【公表番号】特表2007−514073(P2007−514073A)
【公表日】平成19年5月31日(2007.5.31)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−544137(P2006−544137)
【出願日】平成16年12月15日(2004.12.15)
【国際出願番号】PCT/US2004/042397
【国際公開番号】WO2005/059219
【国際公開日】平成17年6月30日(2005.6.30)
【出願人】(390023674)イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー (2,692)
【氏名又は名称原語表記】E.I.DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY
【Fターム(参考)】