JP2001500578A - 溶融紡糸された多成分熱可塑性連続フィラメント、それから形成された製品、及びそのための形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 中空コア多成分フィラメントを含む多成分熱可塑性連続フィラメントが提供される。フィラメントは少なくとも部分的に、機械的処理及び高圧水噴射の適用が無い条件下でより細いフランジにスプリット可能である。成分の表面エネルギーは、多成分フィラメントは分離を制御するために制御される。低い延伸のサブデニール及びマイクロデニールフィラメントは、優れた強度、バリヤ、及び被覆の不織布を形成するために比較的大きい分子重量の重合体から形成可能である。

Description

【発明の詳細な説明】 溶融紡糸された多成分熱可塑性連続フィラメント、それから形成された 製品、及びそのための形成方法 発明の分野 本発明は多成分ファイバ、これらのファイバを形成しスプリットする方法、フ ァイバから形成された製品、及びこれらの製品の形成方法に関する。 発明の背景 Ｈｉｌｌｓの米国特許第５１６２０７４号明細書は、種々の構成のスプリット 可能な多成分ファイバの溶融紡糸及び溶解紡糸に適すると言われるスピンパック を開示している。 スピンパックは薄金属配分器プレートを有し、このプレートの中に配分流路が 、正確に形成され密に詰めこまれた流路構成を実現するために機械加工されるの ではなくエッチングされている。配分流路は、重合体流が配分器プレート表面に 沿って、スピンパックを貫流する正味流に対して横断方向で流れるために配置さ れているエッチングされた浅い配分チャネルを含む。重合体は、配分器プレート を貫通してエッチングされている配分開口を通過して、スピナレットプレートの 中の開口に到達する。配分器プレートは使い捨てであり、溶融紡糸又は溶解紡糸 により種々の構成の多成分ファイバを押出す経済的押出し方法を適すると言われ ている。 Ｈｉｌｌｓのエッチングされた配分器プレートは、１つのマイクロファイバ当 り０．１デニールのマイクロファイバステープルであり、各マイクロファイバが ただ１つの重合体成分を有するスプリット可能な多成分ファイバからの形成を容 易にすると説明されている。互いに弱くボンドするために選択され市松模様パタ ーンで押出された重合体は、機械加工又は高圧水噴射により複数のマイクロファ イバに分離されると説明されている。代替的に多成分ファイバは、溶解されない 重合体成分のマイクロファイバを残して成分のうちの１つを溶解するために溶剤 により処理されることが可能である。 ナイロン及びポリエステルが、マイクロファイバステープルを形成するために 提案され、典型的には１つの成分の溶剤による溶解以外にはスプリット可能でな い外装・コアファイバのいくつかの例が示されている。並列で「セグメント化さ れたパイ」において、２成分ファイバ構成のいくつかの変形が、ファイバを機械 加工にかけることによりスプリット可能であると説明されている。 Ｈｉｌｌｓ明細書は、延伸、叩解、及びカレンダリングを含む２成分ファイバ をスプリットする、明細書に開示している機械加工法が以前に提案されたことを 認めている。Ｈｉｌｌｓの使い捨て配分器プレートは、これらの従来のプロセス に比してより小さいコストでマイクロファイバを製造すると説明されている。 Ｈｉｌｌｓ明細書に説明されているエッチングされた配分器プレートは、適切 なコストと重合体スループットで種々の多成分ファイバ構成を形成すると説明さ れている。しかし、Ｈｉｌｌｓ明細書は、機械加工により多成分ファイバから形 成されたマイクロデニールファイバの有効な例を示していない。 Ｈｉｌｌｓ明細書に教示されている従来の機械的スプリット法が、仮にＨｉｌ ｌｓ明細書に従って形成されたファイバをスプリットするために有効であるとし ても、ファイバを分離するためにゴデットロールでの延伸、叩解、又はカーディ ングを含む公知の機械的手段によりファイバを処理する必要性は重大な欠点であ り、これによりファイバ紡糸プロセスが複雑かつ高価になり、ファイバが損傷さ れるか弱化され、Ｈｉｌｌｓの発明の有益性が制限されることになる。 機械的処理は、紡糸され撚られた及び紡糸されボンドされた連続フィラメント 不織布のための溶融紡糸プロセスを含むある製造プロセス及び製品にとって、Ｈ ｉｌｌｓ発明の商業生産的な使用を実質的に妨げる。例えば、紡糸され撚られた 及び紡糸されボンドされた製品は典型的には、機械加工ステップ又は高圧水噴流 が無い条件下でスピナレットを通過して押出され、空気繊細化ステップで延伸さ れ、収集テーブル表面に置かれる。 発明の要約 この発明は、多成分ファイバでは同一の重合体の領域と領域との間の接着点が 、ゴデットロール、叩解、又はカーディングを使用してもこれらのファイバをス プリットするファイバ製造装置の能力を大幅に制限するとの認識を基礎にしてい る。本発明は、より細いフィラメントへの分離のためのＨｉｌｌｓ明細書に開示 している機械的処理又は高圧水噴流を必要としないスプリット可能なフィラメン トを含む溶融紡糸により形成されることが可能である多成分熱可塑性連続フィラ メントを提供する。多成分フィラメントの化学的、機械的、又は電気的特性は、 フィラメントの分離を促進するべく、成分の表面エネルギーを制御するために制 御される。 本発明のフィラメントは、紡糸され撚られた及び紡糸されボンドされた不織布 から形成された製品を含み、優れた特性の種々の製品に使用されることが可能で ある強度、柔らかさ及びバリヤが増加したサブデニール又はマイクロデニールフ ィラメントを含む。典型的にはマイクロデニールフィラメントは、溶融吹込み成 形技術を使用して形成される。溶融吹込み成形プロセスから得られたマイクロデ ニールフィラメントは典型的には、比較的小さい分子重量の重合体で得られる。 反対に本発明のマイクロデニール連続フィラメントは、低い延伸を有し、典型的 にはスパンボンディングプロセスに関連する比較的大きい分子重量の重合体から 得られることが可能である。 本発明は、２成分又はその他の多成分フィラメントを形成するためのいくつか の使用可能な技術のうちの任意のものを使用して溶融紡糸プロセスで適用され、 典型的には、フィラメントをスピナレットから搬送すると共に、フィラメントを 延伸及び繊細化するために、蒸気などの空気又はその他のガス状媒体を使用する 。また、本発明はフィラメント加工糸とステープルのためのトウとの製造にも適 用され、この場合、フィラメントは、圧縮ガスによる処理にかけられるフィラメ ント加工噴流装置又はその他の同様の装置を通過して延伸される。 本発明の１つの形態では、中空多成分熱可塑性連続フィラメントを提供する。 １つの付加的な形態では中空多成分熱可塑性連続フィラメントは、１つの中空コ アの回りに交互に配置されているセグメントの形の少なくとも２つの成分を有す る。成分は、所望の場合にはマイクロフィラメントを含むより細いフィラメント へのスプリットを促進するために選択される。しかし、これらのフィラメントは 、スプリット無しでも又は部分的スプリットだけの場合でも有益である。 本発明の別の１つの形態では、空気又は蒸気を含む圧縮ガス流の中でフィラメ ントを練条及び延伸又は繊細化することにより、又は成分のうちの少なくとも１ つの中に摩擦電気電荷を発生させることにより、又は外部電場を印加することに より、又はこれらのいくつかあるいはすべてを組合せることにより、スピナレッ トから自由落下してスピナレットから出た際により細いフィラメントにスプリッ トされることが可能である多成分熱可塑性連続フィラメントを提供する。 本発明の付加的な形態は、熱可塑性連続フィラメントを形成する方法を含む。 熱可塑性連続フィラメントを形成する方法は、スピナレットを通過させて少なく とも２つの熱可塑性成分を押出して多成分フィラメントを成形することを含む。 多成分フィラメントの少なくとも一部は、実質的に機械加工又は高圧水噴流が無 い条件下でより細いフィラメントにスプリットされる。 スプリットは、押出されたフィラメントを圧縮ガス流の中を通過させて搬送する ことにより、又は成分のうちの１つの中にフィラメントのスプリットを容易にす る摩擦電気電荷を発生させることにより、又は外部電場をフィラメントに印加す ることにより、又はそれらの組合せによりスピナレットからの自由落下の際に達 成される。 本発明の付加的な形態では本発明は、本発明のフィラメントで形成されること が可能である有益な製品と、これらの製品を形成する方法とを含む。本発明のフ ィラメントで形成されることが可能である製品は、連続フィラメント不織布ウェ ブ、フィラメント加工糸、及びステープルのためのトウを含む。ウェブの単層が 紡糸され撚られた及び紡糸され結合されたマイクロデニールフィラメントの存在 する不織布ウェブが形成可能である。ウェブは、スピナレットの中の１つの共通 の毛細管から由来する第１及び第２のより細いフィラメントを含む。第１及び第 ２のフィラメントのそれぞれは、親多成分フィラメントの少なくとも１つの成分 を含む。より細いフィラメントは、単一成分フィラメント及び／又は第１及び第 ２の成分が存在するフィラメントを含む。本発明の不織布ウェブは、単一成分を 有する典型的な紡糸され撚られた及び紡糸され結合されたウェブに比して大幅に 増加された引張特性、柔らかさ特性、バリヤ特性及び水搬送特性を有する。 連続フィラメント不織布ウェブは、スプリット可能な多成分熱可塑性フィラメ ントを押出して成形し、多成分フィラメントの少なくとも一部を複数のより細い フィラメントにスプリットすることにより形成可能である。スプリットは、機械 加工又は高圧水噴流が実質的に無い条件下で達成される。次いで、フィラメント はガス状媒体流の中を通過して搬送され、ウェブを形成するために収集表面に置 かれる。 連続フィラメント加工糸及びステープルのためのトウも同様に形成される。し かし、フィラメント加工糸は典型的には、糸フィラメント加工噴流装置又はその 他の同様の装置の圧縮ガス流の中で少なくとも部分的にスプリットされる。フィ ラメントは、ウェブを形成するために収集表面に置かれるのではなく、糸及びト ウを形成するために収集される。 このようにして本発明は、フィラメントをスプリットするために高圧水噴流又 は機械加工を使用しないプロセスにおいて有益であるようにスプリット可能であ り、中空コアが無い条件下で中空多成分熱可塑性連続フィラメント、多成分熱可 塑性連続フィラメントと、これらのフィラメントを形成する方法と、これらのフ ィラメントから形成された製品と、これらの製品を形成する方法とを提供する。 図面の簡単な説明 本発明の特徴及び利点のいくつかが説明された。その他の利点は、添付図面を 組合せて本発明の説明を行うことにより明らかになる。 図１は本発明の中空コア多成分熱可塑性連続フィラメントの横断方向横断面図 、図２は図１のフィラメントに類似のフィラメントであるが中空コアが無いフィ ラメントを示す概略図、図３は並列構成での本発明の２成分熱可塑性連続フィラ メントを示す概略図、図４は２成分フィラメントを形成し次いでフィラメントを Ｌｕｒｇｉ管を通過させて延伸するための溶融紡糸ラインを示す概略図、図５〜 図１６は本発明により形成されたフィラメントの例の種々の画像を示すもので種 々のレベルの拡大率での顕微鏡写真である。 有利な実施の形態の詳細な説明 次に本発明を、本発明の種々の実施の形態を示す添付図面を参照しながら、よ り詳細に説明する。 図１は本発明の中空コア多成分熱可塑性連続フィラメント２０の横断面図であ る。図１の多成分フィラメントは、中空コア２６の回りに交互にセグメントの形 で配置されている２つの異なる熱可塑性重合体成分２２，２４の８つのパイ状楔 形を有する「セグメント化されたパイ」構成の２成分フィラメントである。同一 の成分のいかなる領域も、中空コアの実施の形態では互いに接触せず、従って同 一の成分セグメントの間に接着領域は存在しない。フィラメントのスプリットが 強調されている。 ８つより多い又は少ないセグメントが、本発明に従って形成されたフィラメン トにおいて形成可能であることを認識されたい。また、２つ以上の成分が、商業 的に実施可能である限り使用され得ることも認識されたい。 本発明により実施可能であるセグメント化されたパイ構成の多数の変形が存在 する。例としてＨｉｌｌｓの米国特許第５１６２０７４号明細書は、図４３にセ グメント化されたパイ構成を示し、図４４〜４７にその変形を示す。同一の成分 の接着領域を実質的に除去するためにこれらのフィラメント構成のうちのいずれ かで形成された適切な中空コアによりフィラメントは、スピナレットすなわち紡 糸口金を出ると分離することを開始し、前述の方法により完全に又はほぼ完全に 分離されることが可能である。中空コアが無い場合の多成分熱可塑性フィラメン トの少なくとも部分的な分離は、以下に説明するように適切な条件下で発生する ことが可能である。 各フィラメントの中心の穴は、２成分フィラメント又はその他の多成分フィラ メントを形成する装置に関連して、中空コアフィラメントを形成するために設計 されているスピナレットオリフィスを使用することにより達成される。中空コア スピナレットは、単一成分フィラメントに関連して当業者には自明である。中空 コアにより同一の成分の楔形の先端が、フィラメントの中心で互いに接触するの を阻止され、フィラメントがスピナレットを出る際にフィラメント成分の分離が 促進される。 ２成分又はその他の多成分フィラメントが形成され、次いでスプリットされる プロセスの容易さの程度は、いくつかの要素に依存し、これらの要素には例えば 、成分の混和性、成分の融点の差、結晶化特性、粘度、導電性、摩擦電気電荷を 形成する能力等がある。結晶化特性の相違点は、異なる成分の結晶化の速度と、 成分が結晶化する程度すなわち別称絶対結晶度とを含む。導電性の差に起因して 、外部から印加される電場に対する成分の応答が異なり、これにより成分の分離 が 促進される。 スプリット可能なフィラメントのための重合体成分は適切な比例関係で選択さ れ、多成分フィラメントのスピニングを可能にし分離の容易性を所望の程度に促 進する融点、結晶化特性、電気的特性、粘度、及び混和性を有するように選択さ れる。本発明の実施のための適切な重合体には例えば、ポリプロピレン及びポリ エチレンを含むポリオレフィン、ナイロンを含むポリアミド、ポリエチレンテレ フサレート及びポリブチレンテレフサレートを含むポリエステル、熱可塑性エラ ストマ、その重合体、及びこれらのいずれかと、スプリットを促進するために重 合体、共重合体又はエラストマの表面エネルギー及び接着特性とを変化させる添 加物との混合物がある。これらの特性には例えば重合体、共重合体、又はエラス トマの結晶化特性又は電気的特性がある。ポリカーボネート及びポリウレタンも 同様に良好に作用することが予測され、その理由としてこれらの熱可塑性重合体 の表面エネルギーは、ポリエステル及びナイロンと同様に制御できるからである 。 ２成分フィラメントの重合体の適切な組合には例えば、ポリエステルとポリプ ロピレン、ポリエステルとポリエチレン、ナイロンとポリプロピレン、ナイロン とポリエチレン、及びナイロンとポリエステル等がある。これらの組合せは、ス プリット可能な２成分フィラメントのための特に望ましいがしかし決してすべて ではない組合せを提供する。熱可塑性エラストマは、延伸特性のためにかつスプ リットを促進するために取込まれている。 前述の重合体の共重合体は、フィラメントを成形する際の容易性を達成するた めと、１つの共重合体が別の１つの共重合体により封入されることを低減するた めとに重合体の融点を互いに近づけるために使用できる。また、１つ以上の重合 体の特性が、接着の領域を制限するためと、成分フィラメントの分離を促進する ためとに操作されることが可能であることも認識されたい。 単独重合体の特性は、要するに、本発明の実施における使用のために互いに良 好には接着しない適切に異なる特性の複数の重合体を生成するために、種々の重 合調整剤を添加することにより操作されている。例えば単独重合体が、スプリッ ト可能なフィラメントを生成するために表面自由エネルギー、電気的特性又は結 晶化を制御するために適切な添加物と一緒に第１及び第２の成分のために使用さ れている。添加物は、実質的にスピナレットを出る際の重合体の結晶化の速度を 変化させるために、ポリエチレン溶融体の中に取込まれている。 図２は、図１のものに類似であるが、中空コアは存在しない成分３０及び３２ の多成分熱可塑性フィラメント２８を示す横断面図である。比較すると、図１で は同一の成分セグメントの間の接着点は存在せず、これに対して図２の２成分実 施の形態では４つの同一の成分セグメント３０と、成分３０とは異なる４つの同 一の成分３２とが中心３４で一緒になる。同一の成分の間のこれらの接着点は、 通常は互いに良好には接着しない成分成形体の間においても、機械加工又は高圧 水噴射が無い場合の溶融紡糸プロセスで発生する成分間の分離を制限する傾向に ある。しかし本発明の実施により、中空コアを有しないスプリット可能な２成分 フィラメント及びその他の多成分フィラメントを生成できる。成分を慎重に選択 し配置することにより、フィラメント構成の中の接着領域を低減して、機械加工 又は高圧水噴射が無い場合のスプリットを容易にすることが可能である。Ｈｉｌ ｌｓの明細書の図４３におけるセグメント化されたパイ構成及び図４４〜４７に おけるその変形も、このような多成分フィラメントを形成するのに有益である。 図３は並列配置で実現され、成分３８及び４０を有する２成分フィラメント３ ６を示す横断面図である。並列配置での同一の成分セグメントの間には接着領域 は存在しない。しかし並列配置は典型的には溶融紡糸プロセスで分離しない。並 列配置では１つの成分３８は、同成分の終点４２で他方の成分４０を成分３８の 把持範囲内に保持する傾向を有する。以下に説明するように、成分及び条件を慎 重に選択することによりフィラメントの少なくともある程度の分離が発生するこ とは可能である。 本発明は中空コア及び中実コア多成分フィラメントと、より小さいフィラメン トを形成するためのそれらの分離とに制限されない。中空コア及び中実コア多成 分熱可塑性連続フィラメントは、本発明により形成されたその他の中空コア成分 フィラメント及び中実コア多成分フィラメントと同一の程度に典型的には分離し ない機械的延伸又は高圧水噴射の適用が行われない場合に、本発明に従って形成 されている。低い融点の成分が高い融点の成分を封入しないかぎり、互いに良好 には接着しない成分を慎重に選択することにより、ある程度の分離を有する多成 分フィラメントが、それらのスピナレットを出る際に形成されることが可能であ り、流体により繊細化されることが可能である。 １つ以上の成分のサブデニール及びマイクロデニールを含む細いフィラメント は、フィラメント成分の直径が小さい場合には形成可能である。サブデニールフ ィラメントは典型的には、１本のフィラメント当り１デニール以下の領域内のデ ニールを有する。マイクロフィラメントは典型的には１本のフィラメント当り約 ０．１〜０．３の領域内のデニールを有する。低い延伸のマイクロデニールは以 前は、溶融吹込み成形により比較的小さい分子重量の重合体から得られた。しか し本発明により連続マイクロデニールフィラメントが商業的スループットで比較 的小さい分子重量の重合体から得られる。 小さいデニール及びマイクロデニールフィラメントの単独ウェブを形成するこ とが可能であり、ウェブは、スピナレットの単独毛細管を介して押出し成形され る少なくとも２つの異なる成分を有し、これによりすばらしい特性の布が得られ る。また、本発明は、より一層典型的なもっと大きい直径のフィラメントのウェ ブを生成するためにも使用されることが可能である。 これらのフィラメントから形成されたウェブ及び布により有益な製品を形成で きる。分離の程度は、多数のマイクロデニールフィラメントに起因して優れたカ バー及びバリヤを有する布を形成するために制御されている。より大きい多成分 フィラメントの存在は強度を提供する。これらのフィラメントは、単一のプロセ スラインでフィラメントに多重重合体の有益な特性を与えることが望まれる不織 布ウェブ、連続フィラメント加工糸、ステープル（とじ金）用トウ（短線）を形 成するために使用される。単一成分フィラメントの別個の形成は回避される。 本発明により形成された不織布製品はすぐれた強度、柔らかさ、及びバリヤを 有する。例えばナイロンとポリエチレンの中空コアフィラメントは、本発明に従 ってスパンボンド法により形成され、これにより、別個のナイロンのフィラメン トとポリエチレンのフィラメントとを有する単層ウェブを形成することが可能で あり、ナイロンは、これを含まない場合には存在しない強度の成分を提供する。 フィラメントサイズは、柔らかさ、バリヤ、及びカバーを提供するように制御さ れることが可能である。 本発明のスプリット可能フィラメントにより形成された不織布は特に、使い捨 て吸収剤製品のための成分として有益であり、このような吸収剤製品には例えば おむつ成分、その他の衛生製品、ふき取り製品、衣類及びラップを含む医療バリ ヤ布、及びろ過媒体などである。 優れた強度、均一性及び柔らかさのおむつの表面シートが本発明によって形成 されることが可能である。より柔らかな表面シートによって乳幼児又は失禁する 成人はより高い快適性を得る。強度と均一性が改善されることにより、より小さ い基本重量布を表面シートとして使用できる。接着剤がにじみ出る問題と、超吸 収剤重合体がおむつの内部から失われる問題とは除去される。重合体又は重合体 への添加物は、親水性を制御するように選択されている。親水性を制御するよう に形成された表面シートはもはや、容易に洗い落されおむつの漏洩の確率を増加 する高価な化学薬品による局部的処理を必要としない。 従来の技術のプロセスにより形成された同様の不織布製品に比して、同一の基 本重量において又はより小さい基本重量での同様の特性においてより柔らかであ り改善された強度及びバリヤ特性を有するおむつの表面シート、裏面シート及び レッグカフすなわち脚部帯状カバーが本発明により形成可能である。 本発明のスプリット可能なマイクロフィラメントから形成されたスパンボンド されたウェブ又は溶融吹込み成形ファイバを組合せられたこれらのスパンボンド されたウェブの薄層は、従来のスパンボンドされたウェブ及び溶融吹込み成形フ ァイバによる薄層に比して優れたバリヤ有する布を形成することが予測される。 本発明のバリヤ布は、低減された基本重量とひいては低減されたコストでレッグ カフを形成するのに有益である。乳幼児及又は成人の足の赤い痕跡は、本発明の スパンボンドされた布により形成されたレッグカフ製品の優れた柔らかさにより 低減される。 スプリット可能なフィラメントから形成されたスパンボンドされた布から成る おむつ裏面シートは、改善されたバリヤ、不透明性及び柔らかさを示すことが予 測される。 本発明により形成された不織布のボンディングは種々の方法を使用して達成で き、これらの方法には例えば、カレンダリング（圧延）システム、高温貫流空気 法、接着ボンディング、ソニックボンディング及び針縫い技術等がある。貫流空 気法により、体液の収集及び分散のためのおむつ及び衛生用品に適する優れた弾 性及びバルキネスの布が形成される。 本発明のスプリット可能なフィラメント及び溶融吹込み成形ファイバ又はフィ ルムによる薄層は、優れた快適性、優れた呼吸性、及び危険材料からの優れた保 護機能を有する保護衣類を形成するのにも使用される。例えば手術室内での使用 のための使い捨て医療衣類及び医療装置包装は、スプリット可能なフィラメント のスパンボンドされたウェブから形成された場合に優れたバリヤを示すことが予 測され、しかも、着用の際に柔らかくかつ快適であることが予測される。これら の製品は、例えばポリエチレン及びポリエステルなどの重合体を慎重に選択する ことによりγ放射線に対して安定するように形成されることが可能である。 ウェブの単層での異なる重合体成分のマイクロデニールフィラメントを形成す る意外な能力も、フィルタの形成に有益である。重合体組成及びフィラメントサ イズは、潤滑油等のためのユニークで適応されたろ過能力を有する長い寿命のフ ィルタを形成するように制御されている。 また、不織布ウェブから形成された衣類のフィットを改善するために弾性部材 と一緒に使用するために非常に細長の布を形成する多成分構成の中に重合体を取 込むことも可能である。 前述の不織布を形成するために使用される重合体及び多成分フィラメント構成 は、フィラメント加工糸及び安定したファイバのためのトウを形成するのに使用 されることも可能である。フィラメント加工糸のためのフィラメントは典型的に は、吸気のための糸フィラメント加工ジェットに類似の空圧式装置を通過して搬 送される。 スプリットフィラメントを含む本発明のフィラメントから形成された糸は、絨 毬、室内装飾用品、掛け布に使用される。スプリットフィラメントは、高い被覆 力を適する非常に細いデニールフィラメントを提供するために使用されることが 可能である。本発明により形成され衣類に織られた又は編まれた糸及びファイバ は、細いデニールフィラメントにより形成された場合には絹に類似の柔らかい質 感を提供する。細いデニールスプリットステープルファイバは、例えば超スエー ドに関連する表面等の表面にフロック加工された場合にはスエード様の質感を提 供する。 図４は２成分フィラメントを形成するための溶融紡糸ライン４４を概略的に示 し、２つの押出し機４６及び４８が、スピンパック５２のために総括的に５０に より示されている別個のポンプへ熱可塑性成分を提供する。付加的な押出し機及 びポンプが、成分の数を増加するために商業的に実施可能である限り付加される ことが可能である。典型的にはペレットの形の第１の成分のための中実の熱可塑 性重合体がホッパ５４から搬送される。重合体ペレットは必要な場合には乾燥機 ５６により乾燥される。例えばナイロンは典型的には乾燥される。ポリエチレン 及びポリエステルは通常は乾燥されない。添加物が、必要な場合にはフィーダ５ ８から供給され、重合体は第１の温度で溶融され、押出し機４６から押出され、 押出し機４６は原動機６０により駆動される。次いで、第１の成分のための重合 体溶融体はスピニングポンプを通過して搬送される。 第２の中実熱可塑性重合体はホッパ６２から搬送される。必要な場合には、こ の第２の重合体は乾燥機６４で乾燥される。添加物が、所望の場合には、フィー ダ６６から添加される。第２の重合体は第２の温度で溶融され、押出し機４８か ら押出され、押出し機４８は原動機６８により駆動される。押出し機は第２の成 分を５０に示されているポンプに供給する。ポンプは第２の成分を、第１の成分 の場合と同一のスピンパック５２に供給する。第１及び第２の重合体溶融温度は 、状況に依存して同一の場合も異なる場合もある。 重合体は通常は、より高い溶融成分により支配され、典型的にはより高い溶融 温度成分のための溶融温度領域の下端にある同一の溶融温度でスピンパック５２ で一緒になる。成分スループットは、より低い溶融温度成分の劣化を回避するた めに十分に迅速な速度を有する。 重合体は、溶融温度を有するように選択され、成分のうちの１つを劣化するこ となしにほぼ同一の温度で１つの共通の細管を通過して成分をスピニングするこ とを可能にする重合体スループットでスピンされる。 例えばナイロンは典型的には約２５０〜２７０℃の温度で押出される。ポリエ チレン及びポリプロピレンは典型的には約２００〜２３０℃の温度で押出される 。重合体は約２５０℃の温度で同一の細管でスピンパックで一緒になり、より低 い 溶融温度成分の劣化を回避する重合体スループットでスピンされる。 スピンパックは２成分及びその他の多成分フィラメントの製造のために市販の いくつかのもののうちの任意のものでよい。１つの適切なスピンパックは、Ｈｉ ｌｌｓの米国特許第５１６２０７４号明細書に開示されているものであり、この 明細書の内容は本明細書の中に引用によりその全体が取込まれている。所望の数 の成分セグメントを形成するための中空の穴スピナレットは、別個の重合体成分 を受取り、それから２成分フィラメントをスピンするために本装置の中に組込ま れている。 ２成分フィラメントはスピンパックによりスピンされ、急冷チャンバ７０の中 で急冷される。下記の表と顕微鏡写真とに示されているようにフィラメントは、 スピナレットを出る際に又は非常に低い圧力の繊細化に応答して完全でなくとも 少なくともある程度は分離する本発明により形成されることが可能である。従来 のＬｕｒｇｉ空気繊細化は、約２００〜２７５ｐｓｉｇの近傍にある。スプリッ トは、自由落下でかつ約７〜２０ｐｓｉｇの低い圧力で本発明により発生するこ とが可能である。より低い空気繊細化は、本発明のスプリット可能なフィラメン トを形成するコストを大幅に低減することが予測される。 結晶化は異なる速度又は異なる程度で発生し、これによりスピナレットにおい て分離が発生する。結晶化における速度差は、重合体成分を選択するのに重要で ある。ナイロンは通常はスピナレットを出た直後に結晶化する。ポリエチレンは 通常は３〜４インチ下流で凝固する。これらの差は、フィラメントの分離能力を 促進する。いくつかのプロセスでは典型的な圧力でフィラメントを繊細化するこ とは望ましくなく、自由落下から収集するか又は低圧ガス状媒体を通過して搬送 された後に収集することが望ましい。 また、フィラメントは、例えば空気又は蒸気を含むガス状媒体の中で繊細化さ れることも可能である。多数の装置が、当業者には自明なようにこの目的のため に市販されている。例えば本発明は、フィラメントがスピニングビームから急冷 チャンバを出て、繊細化及び練条による延伸のために細長スロットには入るスロ ット延伸装置及び方法に適用可能である。 図４に示されているように急冷チャンバを出ると、フィラメントはＬｕｒｇｉ 管７２に入る。圧縮空気はＬｕｒｇｉ管に供給され、フィラメントは、延伸及び 繊細化されることにより延伸される。Ｌｕｒｇｉ管の乱流圧縮空気は分離を促進 する。分離は、乱れが強まると促進される。 摩擦電気電荷が、分離を促進するためにフィラメントに印加されることが可能 である。ナイロン成分はこのような静電電荷を有することが可能である。 外部電場がフィラメントに印加されることが可能である。フィラメントは電荷 を印加され、これにより分離が促進され、特にフィラメント成分が異なる導電性 を有する場合にウェブレイダウン（広げ置き）を制御するのを支援する。例えば Ｌｕｒｇｉ管繊細化装置と一緒に使用するのに適するコロナ放電による静電処理 のための方法及び装置は、Ｚｅｌｄｉｎ等の米国特許第５２２５０１８号明細書 に開示され、この明細書の内容は本明細書に引用による全体を取込まれている。 フィラメントにコロナ放電を印加するためのこのような装置が図４で７６により 示されている。スロット延伸繊細化装置を出たフィラメントに外部電場を印加す るための適切な装置及び方法は、Ｔｒｉｍｂｌｅ等の米国特許第５３９７４１３ 号明細書に開示され、この明細書の内容は引用により本明細書に全体を取込まれ ている。 スピニング、所望の場合には繊細化、及び所望の場合には電気的処理の後にフ ィラメントはレイダウン（広げ置き）テーブル７４等の収集表面に置かれて不織 布を形成するか，又は収集されて、連続フィラメント糸又はステープルのための トウを形成する。典型的には収集表面は多孔性スクリーン又は同様の装置であり 、このような装置を介して真空が、ウェブレイダウンを制御するのを更に支援す る ために印加される。 ウェブは典型的には、フィラメントが収集された後に結合され圧延される。ボ ンディングは通常は、少なくとも１つのパターンを刻成されたロールにより形成 されるカレンダニップを通過するか、貫流空気ボンディングか、接着ボンディン グか、又はソニックボンディングにより達成される。 表１は、種々の条件における種々の比例関係の高い溶融温度ナイロン成分と低 い溶融温度ナイロン成分又はポリエチレンを含む本発明により形成された多数の 標本を示す。表１の標本第１３６１７−０５は、フィラメントがスピナレットを 出る際にスプリットする自由落下の例である。 表１に示されているすべてのウェブは、ポイントカレンダボンドを使用してス パンボンディングにより形成されている。これらのウェブの強度の大幅な増加を 評価するために使用されるストリップ引張試験では、通常はＡＳＴＭ Ｄ１６８ ２−６４の１インチカットストリップテストに従って幅１インチ×長さ７インチ の標本を破断することにより評価が行われる。装置クロスヘッド速度は５インチ ／分であり、ゲージ長は５インチに設定されている。機械方向（「ＭＤ」）と機 械方向交差方向（「ＣＤ」）との双方の引張強度が評価される。ストリップ引張 強度又は破断負荷は１インチ当りのグラム数で表され、少なくとも５度の測定の 平均値である。 表１から分かるように多数のフィラメントは、０．４１〜１．２５の平均デニ ールの直径のマイクロデニールフィラメントに分離される。ある程度の封入がポ リエチレン成分で発生し、これによりフィラメントにおける分離が多数の例にお いて完全でなく、これは、ナイロン及びポリプロピレンの例に比してこれらの例 において使用されるナイロンの量に起因すると推定される。しかし、優れた特性 の製品がそれでも得られた。機械方向及び機械方向交差方向双方での最大引張値 は、単独重合体から形成された類似の布の場合に比して基本重量において大幅に より高い。 図５〜１５は本発明により形成され表１に示されている同一の番号に相応する 多成分熱可塑性連続フィラメントの種々の例の顕微鏡写真である。２つの画像が 典型的には示され、１つの画像はスプリットフィラメントの上面図を示し、他方 の画像は端面図を示す。図８は、１５ｐｓｉｇの圧力の空気を介して搬送された 後にスプリットを開始しているフィラメントのいくつかを示す。図１４及び１５ は、中空多成分フィラメントにおける一対の成分の他方の成分による封入の例を 示す。 表２は典型的なポリプロピレンによりスパンボンドされた製品と、ポリプロピ レンとナイロンの２成分から形成された本発明のスプリット可能なフィラメント との物理的特性の比較を示す。ストリップ引張強度は、１平方メートル当り基本 重量３０グラムの布のための表１に関する上記のものと同一の方法により評価さ れる。スプリット可能な２成分は、マイクロデニールサイズの個別のフィラメン トを有するスプリット可能なナイロン及びポリエチレンの２成分を形成した例１ ３６１７−０６のものである。 表２から分かるように、機械方向交差方向と機械方向とでのストリップ引張強 度は、５０％を越える値だけスパンボンドされた典型的なポリプロピレンのもの を大幅に越えた。布の靱性の尺度であり布のための応力一歪み曲線における領域 の評価値である機械方向交差方向の全エネルギー吸収（「ＴＥＡ」）は、スプリ ット可能な例においても大幅に増加された。 立上り液柱滲み通り値は(「R.C.S.T.」)は、布のバリヤ特性の評価値である。 バリヤは９０％を越える値だけ改善される。これらのすべての利点は、典型的な ポリプロピレンによりスパンボンドされたものに類似の重合体スループットで達 成される。 前述の説明から複合構造は、本発明の方法と、大幅に低減された基本重量にお ける従来の構造と同一の物理的特性又は類似の基本重量における大幅に改善され た物理的特性を有する本発明の布とを使用して形成可能である。これらの布は、 バリヤ特性、強度及び被覆を提供する単一のプロセスにより商業的に重要なスル ープットで形成可能である。 前述の説明は、本発明を説明するものであるが、本発明を制限するものではな い。この発明はその特定の実施の形態に関連して説明され、本発明の種々の変更 が、本明細書を読んだ当業者には自明であり、添付請求の範囲の意味及び等価領 域内のすべてのこのような変更がカバーされる。

【手続補正書】 【提出日】平成１２年１月２１日（２０００．１．２１） 【補正内容】 請求の範囲 １． スプリット可能な多成分熱可塑性フィラメントを押出すステップと、 ガス状流を通過させて前記フィラメントを搬送するステップと、 ウェブを形成するために収集表面に、搬送された前記フィラメントを置くステッ プとを有する、連続熱可塑性フィラメントの不織布ウェブの形成方法において、 前記方法が、実質的に機械加工または高圧水噴射が無い状態で、そして、前記多 成分フィラメントを収集表面上に置く前に、前記多成分フィラメントの長さの少 なくとも一部に沿って、前記多成分フィラメントの少なくとも一部を長手方向に スプリットするステップを有することを特徴とする、連続熱可塑性フィラメント の不織布ウェブの形成方法。 ２． 更にウェブをボンドするステップを有することを特徴とする請求項１に 記載の方法。 ３． ガス状流を通過させてフィラメントを搬送するステップが、スプリット を容易にするためにフィラメントを繊細化及び延伸することを含むことを特徴と する請求項１に記載の方法。 ４． フィラメントを繊維化及び延伸するステップが、Ｌｕｒｇｉ管又はスロ ット延伸装置の中で圧縮空気を使用することにより達成されることを特徴とする 請求項３に記載の方法。 ５． スプリットとウェブ成形とが、 １） コロナ放電でフィラメントを電気処理するステップと、 ２） フィラメントの中に摩擦電気電荷を発生させるステップとから成る群か ら選択された１つのステップにより容易にされることを特徴とする請求項１に記 載の方法。 ６． 少なくとも、第１の成分を有するフィラメントと、第２の成分を有する 別個のフィラメントとを有する不織布ウェブにおいて、 前記第１の成分のフィラメント及び前記第２の成分のフィラメントは、１つの 共通の細管から由来し、不織布ウェブを形成するために収集表面上に置く前に、 前記フィラメントの長さの少なくとも一部に沿ってスプリットすることを特徴と する不織布ウェブ。 ７． 第１の成分の前記フィラメントと、第２の成分の前記別個のフィラメン トが、個別に、紡糸され撚られるかまたは紡糸されボンドされるマイクロフィラ メントである、請求項６に記載の不織布ウェブ。 ８． 前記第１及び第２の成分が、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステ ル、ポリカーボネート、ポリウレタン、熱可塑性エラストマ、それらの共重合体 、及びこれらの任意のものと、前記細管を出た際にスプリットを促進するために 重合体、共重合体、又はエラストマの表面エネルギーを変化させる添加物との混 合物から成る群から選択された重合体成分である、請求項６に記載の不織布ウェ ブ。 ９． 前記第１及び第２の成分が、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチ レン、ナイロン、熱可塑性エラストマ、それらの共重合体、及びこれらのものと 、前記細管を出た際にスプリットを促進するために重合体、共重合体、またはエ ラストマの結晶化特性または電気的導電性を変化させる添加物との混合物とから 成る群から選択された重合体成分である、請求項６に記載の不織布ウェブ。 １０． 使い捨て吸収剤用品、医療バリヤ布、及びろ過媒体から成る群から選 択された製品において、 前記製品が、請求項６に記載の不織布ウェブを有することを特徴とする製品。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ａ６１Ｆ 13/511 Ａ６１Ｆ 13/18 ３１０Ｚ Ａ６１Ｌ 15/00 Ａ４１Ｂ 13/02 Ｅ Ｄ０１Ｆ 8/04 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，Ｕ Ｇ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 クリストファー，デイヴィッド・ブルース アメリカ合衆国、98607 ワシントン、カ マス、フォーティーセヴンス・アヴェニュ ー、ノース・ウェスト 2338 (72)発明者 トーマス，ハロルド・エドワード アメリカ合衆国、29650 サウス・キャロ ライナ、グリアー，セント・ヘレイナ・プ レイス ５ (72)発明者 フィリップス，ジョン・ヘンリー アメリカ合衆国、29615 サウス・キャロ ライナ、グリーンヴィル、ドイル・ドライ ヴ 17 (72)発明者 ゲスナー，スコット・ルイス アメリカ合衆国、92024 カリフォルニア、 エンシニタス、ノース・ウィロウスプリン グ・ドライヴ 341 (72)発明者 トリンブル，ロイド・エドウィン アメリカ合衆国、85296 アリゾナ、ギル バート、イースト・スティーヴンス・ロー ド 2077 (72)発明者 オースティン，ジェアード・アシャー アメリカ合衆国、29650 サウス・キャロ ライナ、グリアー，シュガー・ミル・ロー ド 605

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． ａ） スプリット可能な多成分熱可塑性フィラメントを押出すステップ と、 ｂ） 実質的に機械加工又は高圧水噴射が無い状態で複数のより細い成分フィ ラメントに多成分フィラメントの少なくとも一部をスプリットするステップと、 ｃ） ガス状流を通過させてフィラメントを搬送するステップと、 ｄ） ウェブを形成するために収集表面に、搬送されたフィラメントを置くス テップとを有することを特徴とする連続熱可塑性フィラメントの不織布ウェブの 形成方法。 ２． 更にウェブをボンドするステップを有することを特徴とする請求項１に 記載の方法。 ３． ガス状流を通過させてフィラメントを搬送するステップが、スプリット を容易にするためにフィラメントを繊細化及延伸することを含むことを特徴とす る請求項１に記載の方法。 ４． フィラメントを繊細化及び延伸するステップが、Ｌｕｒｇｉ管又はスロ ット延伸装置の中で圧縮空気を使用することにより達成されることを特徴とする 請求項３に記載の方法。 ５． スプリットとウェブ成形とが、 １） コロナ放電でフィラメントを電気処理するステップと、 ２） フィラメントの中に摩擦電気電荷を発生させるステップとから成る群か ら選択された１つのステップにより容易にされることを特徴とする請求項１に記 載の方法。 ６． 使い捨て吸収剤用品、医療バリヤ布、及びろ過媒体から成る群から選択 された請求項１に記載の方法により形成された不織布ウェブを有する製品。 ７． 少なくとも第１の成分のフィラメントと第２の成分の別個のフィラメン トとを有し、前記第１及び第２のフィラメントは１つの共通の細管から由来する ことを特徴とする不織布ウェブ。 ８． 第１及び第２の成分が、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、 ポリカーボネート、ポリウレタン、熱可塑性エラストマ、それらの共重合体、及 びこれらの任意のものと、細管を出た際にスプリットを促進するために重合体、 共重合体、又はエラストマの表面エネルギーを変化させる添加物との混合物から 成る群から選択された重合体成分であることを特徴とする請求項７に記載の不織 布ウェブ。 ９． 第１及び第２の成分が、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン 、ナイロン、熱可塑性エラストマ、それらの共重合体、及びこれらのものと、細 管を出た際にスプリットを促進するために重合体、共重合体、又はエラストマの 結晶化特性又は電気的導電性を変化させる添加物との混合物とから成る群から選 択された重合体成分である請求項７に記載の不織布ウェブ。 １０． 使い捨て吸収剤用品、医療バリヤ布，及びろ過媒体から成る群から選 択された請求項７に記載の不織布ウェブを有する製品。