JP2001520332A - 柔軟で丈夫な水圧交絡不織複合材料及びその製造方法 - Google Patents

柔軟で丈夫な水圧交絡不織複合材料及びその製造方法

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JP2001520332A
JP2001520332A JP2000517134A JP2000517134A JP2001520332A JP 2001520332 A JP2001520332 A JP 2001520332A JP 2000517134 A JP2000517134 A JP 2000517134A JP 2000517134 A JP2000517134 A JP 2000517134A JP 2001520332 A JP2001520332 A JP 2001520332A
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ラルフ エル アンダーソン
ジョセフ エフ マーカー
フレッド ロバート ラドワンスキー
ヘンリー スクーゴ
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キンバリー クラーク ワールドワイド インコーポレイテッド
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Abstract

(57)【要約】 不織複合材料を成形するための方法を開示する。本方法は、繊維成分と実質的に連続したフィラメントの不織層とを含む水圧交絡ウェブを提供する段階と、前記ウェブの少なくとも1側面に結合材料を塗付する段階と、水圧交絡ウェブの少なくとも1側面をしぼ寄せする段階とを含んでいる。結合材料は、硬化可能ラテックスポリマー、顔料、硬化促進剤を含む水性混合物である。更に、繊維成分と、実質的に連続したフィラメントの不織層と、複合材料の少なくとも1側面の少なくとも一部をカバーする結合材料を含有する領域とを含む水圧交絡ウェブから作られ、ウェブの少なくとも1側面がしぼ寄せされている不織複合材料を開示する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (技術分野) 本発明は、全体的には不織複合材料に関する。より詳細には、本発明は、丈夫
で吸収性があって柔軟な拭取り用製品に関する。
【0002】 (発明の背景) 工業用ふきん、食品サービス用ふきん、及び他の類似品目のような吸収製品は
、重要な属性を幾つか組み合わせるように設計されている。例えば、嵩が十分で
肌触りが柔らかく吸収性が高くなくてはならない。また、この製品は濡れても十
分に丈夫で、破れにくいものでなくてはならない。更に、拭取り用製品は伸びが
良く摩耗に強く使用環境下で劣化しないものでなくてはならない。
【0003】 過去に、拭取り用製品、特にパルプや紙の含有比率が高い拭取り用製品につい
て、特定の物理的特性を増強するために多くの試みがなされてきた。しかしなが
ら残念なことに、通常は拭取り用製品の1つの特性を高めるようにすると、別の
特性に悪影響の出る可能性がある。例えば、パルプ繊維を基にした拭取り用製品
では、ペーパー・ウェブ内の繊維間結合を減少する又は下げると、柔らかさと嵩
は増すことができる。化学的及び/又は機械的な剥離によって繊維結合を抑制又
は下げると、今度は反対に製品の強度が下がる。パルプを基にした拭取り用製品
の設計において遭遇する課題は、強度及び/又は耐摩耗性を下げずに、柔らかさ
、嵩高性、及び質感を向上させることである。
【0004】 ペーパータオル及び他の拭取り用製品を生産する上で非常にうまくいくことが
立証されている特定のプロセスの1つが、Gentile他に与えられた米国特許第3 ,879,257号に開示されており、その全てを本願に参考文献として援用す
る。このGentile他の特許には、ラミネート状構造を有する、柔らかく吸収性の ある単層繊維ウェブを生産するためのプロセスが開示されている。 Gentile他の特許に開示されている繊維ウェブは、繊維間結合を下げた条件で 、主としてリグノセルロースファイバーの水性スラリーから形成される。ラテッ
クス・エラストマーの混合物のような結合材料が、間隔を空けた模様でウェブの
第1面に対し塗付される。結合材料は、ウェブに強度を、また、その表面に耐摩
耗性を与える。
【0005】 次に、ウェブの反対側面にも結合材料を同様に塗付して、強度と耐摩耗性を更
に付与することができる。ウェブの第2面に結合材料が塗布されるとすぐに、ウ
ェブを、しぼ寄せ面と接触させるようにすることができる。具体的には、ウェブ
は、結合材料の塗布模様に従ってしぼ寄せ面に付着することになる。次に、ウェ
ブを、ドクターブレードを使ってしぼ寄せ面からしぼ寄せする。ウェブを機械的
にしぼ寄せすることにより、ウェブ内の繊維の剥離と分断とを行い、これにより
ウェブの柔らかさ、吸収性、及び嵩高性を増す。 Gentile他の特許で開示されているもう1つ別の実施例では、結合材料が塗布 された後に、ペーパー・ウェブの両側面がしぼ寄せされる。 この技術は紙製品には用いられてきたが、繊維成分と材料を補強し強化する連
続フィラメント成分とを有する複合材料で試されたことはない。Gentile他の特 許で開示されている実施例の不利な点の1つは、通常、結合材料が、連続フィラ
メント性能を低下させる高温で硬化又は乾燥されることにある。
【0006】 複合材料としては、パルプと実質的に連続したフィラメントの不織層とを組み
合わせたものが望ましいが、この複合材料は、望ましいレベルの強度を有しては
いても、繊維成分の固定の貧弱さを呈することがしばしばある。即ち、繊維材料
及び/又は繊維に富む表面は、連続フィラメント成分よりも弱くなる傾向がある
。これが望ましくないレベルのけば、劣悪な耐摩耗性の原因となり、全体的な強
度が劣った材料を生み出す可能性がある。これらの複合材料の柔らかさ及び/又
は嵩を増そうとすると、繊維材料の固定つまり結合を分断しかねない。
【0007】 このように連続フィラメント基体を含む、パルプを基にした拭取り用製品に対
するニーズは、現在もなお存在している。また、連続フィラメント基体を組み入
れて従来製品以上に柔らかさを向上させつつ強度は依然として維持した、パルプ
を基にした拭取り用製品へのニーズも存在する。更に、濡れても縮むことがなく
、使用時には織物の触知できる美しさを持つ、連続フィラメント基体を組み入れ
た、パルプを基にした拭取り用製品へのニーズも存在する。
【0008】 (発明の概要) 本発明において上記欠点を解決する努力がなされ、これにより水圧交絡された
柔軟な不織複合材料を形成するための方法が提供される。本方法は、繊維材料と
実質的に連続したフィラメントの不織層を含む、水圧交絡されたウェブを提供す
る段階と、ウェブの少なくとも1側面に結合材料を塗布する段階と、水圧交絡さ
れたウェブの前記少なくとも1側面をしぼ寄せする段階とを含んでいる。
【0009】 結合材料は、例えばアクリレート、酢酸ビニル、塩化ビニル、又はメタクリレ
ートタイプの接着剤等、のような従来の接着剤でよい。 結合材料は、硬化可能なラテックスポリマー、顔料、及び硬化促進剤を含む水
性混合物を含有していてもよい。水性混合物は、硬化可能なラテックスポリマー
の100乾燥重量部に対し、顔料を約0.5乃至33乾燥重量部、及び 硬化促
進剤を約1乃至10乾燥重量部の割合で含んでいるのが望ましい。水性混合物は
、硬化可能なラテックスポリマーの100乾燥重量部に対して、顔料を約1乃至
5乾燥重量部、及び硬化促進剤を約1乃至5乾燥重量部の割合で含んでいるのが
より望ましい。
【0010】 水性混合物は、揮散性のアルカリを使って硬化前のpHが8を上回るように調
整することができ、この混合物は、水圧交絡されたウェブの各成分の溶融温度よ
り低い温度で硬化させることができる。 水性混合物中の硬化可能なラテックスポリマーは、しぼ寄せプロセス前に硬化
させることができる。代わりに及び/又は付加的に、水性混合物中の硬化可能な
ラテックスポリマーは、しぼ寄せプロセスの後に硬化してもよい。 結合材料は、ウェブの第1面及びウェブの反対側面の第2面に塗布してもよい
。結合材料は、約2から約15重量%までの量で、前記ウェブの少なくとも1側
面に塗付することができる。約2%未満(例えば、約1%)の結合材料をウェブ
の各側面に塗布することも考えられる。
【0011】 ウェブは、更に剥離剤を含有することができ、この剥離剤は、ウェブの繊維成
分の少なくとも一部が互いに結合されるのを阻止するものである。摩擦低減剤を
ウェブの少なくとも1側面に塗布することもできる。 結合材料は、ある模様でウェブに塗布することができる。例えば、模様は格子
状模様、魚鱗模様、個別の点又はドット等であってもよい。多種多様な模様が考
えられる。
【0012】 本発明は、複合不織材料を形成するための方法を包含しており、その方法は、
(1)繊維成分及び実質的に連続したフィラメントの不織層を含む、第1面及び
第2面を有する水圧交絡されたウェブを準備する段階と、(2)前記ウェブの前
記第1面を第1しぼ寄せ面に粘着させるために、前記ウェブの前記第1面に、前
記ウェブ重量に対し約2重量%から15重量%までの結合材料を予め定められた
模様で塗布する段階と、(3)前記ウェブの前記第1面を、前記第1しぼ寄せ面
からしぼ寄せする段階と、(4)前記ウェブの前記第2面を、第2しぼ寄せ面に
粘着させるために、前記ウェブの前記第2面に、前記ウェブ重量に対し約2重量
%から15重量%までの前記接着剤を予め定められた模様で塗布する段階と、(
5)前記ウェブの前記第2面を前記第2しぼ寄せ面からしぼ寄せする段階とを含
んでいる。
【0013】 また、本発明は、上記プロセスに従って作られた水圧交絡による柔軟な複合材
料も包含している。複合材料は、繊維成分及び実質的に連続したフィラメントの
不織層を含む水圧交絡されたウェブと、複合材料の少なくとも1側面の少なくと
も一部を覆う結合材料を含有する領域とを含んでいる。水圧交絡ウェブは、繊維
成分を約50重量%以上、実質的に連続したフィラメントの不織層を約0重量%
より多く最大約50重量%まで含んでいることが望ましい。水圧交絡ウェブは、
繊維成分を約70重量%より多く、実質的に連続したフィラメントの不織層を約
0より多く最大約30重量%まで含んでいることがより望ましい。
【0014】 この実質的に連続したフィラメントは、単成分フィラメントでもよいし、少な
くとも1つの低軟化点成分と少なくとも1つの高軟化点成分を有するとともに、
フィラメントの少なくとも幾つかの外面が少なくとも1つの低軟化点成分を含む
複合スパンフィラメントとすることができる。代わりに及び/又は付加的に、複
合スパンフィラメントは、分割可能な繊維(即ち、複数の繊維、つまり小繊維に
分けることができる繊維)とすることができる。
【0015】 繊維成分はパルプとすることができる。繊維成分は、更に化学繊維を含んでい
てもよい。不織複合材料は更に2次的材料を含んでいてもよい。2次的材料は、
例えば、粘土、充填剤、スターチ、粒子、高吸収粒子、及びそれらの1つ又はそ
れ以上を組み合わせたもの等、適するものであれば何でもよい。不織複合材料は
平方メートル当たり約20から約200グラムまでの坪量とすることができる。
【0016】 本発明のある態様では、水圧交絡軟化不織複合材料は、約2から約13までの
pHの液体に曝されても、色堅ろう度を3以上に保つことのできる結合材料を含
むことができる。この複合材料は、次亜塩素酸ナトリウムに曝されても色堅ろう
度を3以上に保つことのできる結合材料を含むことができる。この複合材料は、
アルコールに曝されても色堅ろう度を3以上に保つことのできる結合材料を含む
ことができる。 本発明は(1)繊維成分と実質的に連続したフィラメントの不織層とを含有し
ている水圧交絡されたウェブ、及び(2)複合材料の少なくとも1側面の少なく
とも一部を覆う結合材料を含有する領域を含み、前記ウェブの少なくとも1側面
がしぼ寄せされている水圧交絡された柔軟な不織複合材料を提供する。 本発明は、更に上記の不織複合材料から形成された拭取り用製品を提供する。
【0017】 (定義) 本願で用いる「不織布又は不織ウェブ」とは、個々の繊維又は糸が互いの間に
入り込んだ構造を持つウェブを意味するが、織布を作るのと同じ方法で作られた
ものではない。不織布又は不織ウェブは、例えばメルトブロー法、スパンボンド
法、及び結合カードウェブ法等のような多様なプロセスで形成されてきた。不織
布の坪量は、普通、材料の平方ヤード当たりのオンスで(osy)、或は平方メ
ートル当たりのグラムで(gsm)で表されるが、有効な繊維の直径は、通常ミ
クロンで表示される。(osyからgsmへの換算はosy掛け33.91であ
ることを注記する。)
【0018】 本願で用いる「ミクロ繊維」という用語とは、平均直径が75ミクロン以下、
例えば平均直径が約0.5ミクロンから約50ミクロンまでの小直径繊維のこと
であり、より詳細には、ミクロ繊維は、平均直径が約2ミクロンから約40ミク
ロンまでである。繊維の直径を表記するために頻繁に用いられるもう1つの表現
はデニールであるが、デニールは、9000メートルの繊維当たりのグラム量と
定義されている。例えば、ミクロンで表されたポリプロピレン繊維の直径は、2
乗してその答えに0.00629を掛けるとデニールに換算でき、15ミクロン
のポリプロピレン繊維は、約1.42デニール(152x0.0629=1.4 15)となる。
【0019】 本願で用いる「メルトブロー繊維」という用語は、溶融熱可塑性樹脂材料が、
複数の微細な、通常は円形の、ダイ毛細管を通して、溶融した糸又はフィラメン
トの状態で、変換用の高速ガス(即ちエアー)気流の中に押し出され、この気流
が、溶融熱可塑性樹脂材料のフィラメントの直径を減少しミクロ繊維の直径とな
るように細くすることにより形成される繊維を意味する。その後、メルトブロー
された繊維は高速ガス気流により運ばれ、収集面上に堆積しランダムにまき散ら
されたメルトブロー繊維のウェブを形成する。このようなプロセスについては、
例えば米国特許第3,849,241号に開示されている。一般論として説明す
ると、メルトブロー繊維は、連続又は不連続であり、通常、直径が10ミクロン
より細く、収集面上に堆積されるときには通常、粘着性を持っているようなミク
ロ繊維である。
【0020】 本願で用いる「ポリマー」という用語は、一般的に単独重合体、ブロック、グ
ラフト、ランダム、及び交互共重合体のような共重合体、3元共重合体等、及び
それらの配合物及び調製物を含むが、それらに限定されるわけではない。特に限
定しない限り、「ポリマー」という語には、当然、可能な全ての幾何学的構造の
材料が含まれる。これらの構造には、アイソタクティック、シンジオタクティッ
ク、及びランダムのシンメトリーが含まれるが、それらに限定されるものではな
い。
【0021】 本願で用いる「単成分」繊維という用語は、ただ1つのポリマーを使って、1
台又はそれ以上の押出成形機から成形された繊維を指す。この意味で、単独のポ
リマーに着色、帯電防止性、潤滑、親水性能等のために少量の添加物を加えて形
成された繊維が排除されるわけではない。これらの添加物、例えば着色用の二酸
化チタン等は、5重量%未満であるのが普通だが、より一般的には約2重量%で
ある。
【0022】 本願で用いる「スパンボンドフィラメント」という用語は、溶融熱可塑性樹脂
材料を、複数の微細な、通常は円形の、スピナレットの毛細管を通してフィラメ
ントの状態で押し出し、その押し出されたフィラメントの直径が、エダクティブ
ドローイング及び/又は周知のスパン結合装置により急速に細くされることによ
り形成される小直径で実質的に連続したフィラメント繊維を意味している。スパ
ン結合不織ウェブの生産については、例えばAppel他に与えられた米国特許第4 ,340,583号、Dorschner他に与えられた米国特許第3,692,618 号、Matsuki他に与えられた米国特許第3、802,817号、Kinnyに与えられ
た米国特許第3,338,992号と同3,341,394号、Hartmanに与え られた米国特許第3,502,763号、Levyに与えられた米国特許第3,50
2,538号、及びDobo他に与えられた米国特許第3,542,615号等の特
許に示されている。スパンボンドフィラメントは、収集面に堆積するときには普
通、粘着性はない。スパンボンドフィラメントは、直径が7ミクロンよりも大き
いことがしばしばで、より詳細には約10乃至20ミクロンである。
【0023】 本願で用いる「複合スパンフィラメント」という用語は、多数のフィラメント
又は繊維要素から成るスパンフィラメント及び/又は繊維のことである。代表的
複合フィラメントは、シース/コア構造(即ち、コア部が実質的に又は完全に1
つ或はそれ以上のシースに囲まれている)及び/又は横に並んだストランド(即
ち、フィラメント)構造(即ち、多数のフィラメント/繊維が、共通するインタ
フェースに沿って取り付けられている)を有している。一般論的で言えば、複合
フィラメントを形成している異なる要素(例えば、コア部、シース部、及び/又
は横並びフィラメント)は、異なるポリマー体から形成され、例えば溶融紡糸法
、溶剤紡糸法等のプロセスを使って紡糸される。複合スパンフィラメントは、別
々の押出成形機から押し出される少なくとも2つの熱可塑性樹脂ポリマーを一緒
に紡いで1つの繊維にするという具合に作られるのが望ましい。複合フィラメン
トは、多成分又は複成分のフィラメント又は繊維と称されることもある。複合フ
ィラメントは単成分フィラメントであってもよいが、ポリマーは、お互いに異な
るのが普通である。複合フィラメントは、Kaneko他に与えられた米国特許第5,
108,820号、Strack他に与えられた米国特許第5,336,552号、Pi
ke他に与えられた米国特許第5,382,400号に教示されている。2成分フ
ィラメントに関しては、ポリマーの比率は75/25、50/50、25/75
、又は何れの所要の比率ともすることができる。代わりに及び/又は付加的に、
複合スパンフィラメントは、分割可能な繊維(即ち、複数の繊維、つまり小繊維
に分ける又は分離できる繊維)であってもよい。このようなフィラメント又は繊
維についてはMathes他に与えられた米国特許第4,369,156号及びPark他
に与えられた米国特許第4,460,649号に教示されている。
【0024】 本願で用いる「軟化点」という用語は、一般的熱可塑性樹脂ポリマーの溶融遷
移に近い温度を指す。軟化点は、溶融遷移に近いか又はその直下の温度で発現し
、ポリマーが、例えばセルロース系繊維及び/又は粒子のような他の材料と比較
的永続的な融合又は結合ができるようになるに十分な位相変化及び/又はポリマ
ー構造変化の大きさに対応している。一般論で言えば、ポリマーの内部分子配列
は、軟化点より低い温度では比較的に固定される傾向が強い。このような条件で
は多くのポリマーは軟化しにくいので、クリープやフロー及び/又はそうでなけ
れば歪み等を来して他の材料と統合又は併合し最終的に融合又は結合する。軟化
点付近では、ポリマーは流動化能力が強くなるので、他の材料と永続的に結合す
ることができる。一般的に言って、普通の熱可塑性樹脂ポリマーの軟化点は、A
STMD1525−91に従って本来定められているビカー軟化温度付近である
ことを特徴とする。即ち、軟化点は、ポリマーの溶解遷移付近の温度よりも低い
のが普通で、更にポリマーのビカー軟化温度程度又はそれより高いのが一般的で
ある。
【0025】 本願で用いる「低軟化点成分」という用語は、複合スパンフィラメントの要素
(即ち、シース、コア、及び/又は横並び要素)を含む1つ或はそれ以上の熱可
塑性樹脂ポリマーであって、これは同じ複合スパンフィラメントの少なくとも1
つの異なる要素(高軟化点成分)を含む1つ又はそれ以上のポリマーよりも軟化
点が低く、従って低軟化点成分はその軟化点又はその付近で実質的に軟化し展性
を持ち容易に歪み、一方では同じ複合スパンフィラメントの少なくとも1つの異
なる要素を含む1つ又はそれ以上のポリマーは、同じ条件では比較的歪みにくい
又は変形しにくいままである。例えば、低軟化点成分は、その軟化点が高軟化点
成分よりも少なくとも約20°C低い。
【0026】 本願で用いる「高軟化点成分」という用語は、複合スパンフィラメントの要素
(即ち、シース、コア、及び/又は横並び要素)を含む1つ或はそれ以上の熱可
塑性樹脂ポリマーであって、これは同じ複合スパンフィラメントの少なくとも1
つの異なる要素(低軟化点成分)を含む1つ又はそれ以上のポリマーよりも軟化
点が高く、従って高軟化点成分は、同じ複合スパンフィラメントの少なくとも1
つの異なる要素(低軟化点成分)を含む1つ又はそれ以上のポリマーが実質的に
軟化し展性を持つ温度(即ちそれらの軟化点付近)にあるときには比較的に歪み
にくい又は変形しにくいままである。例えば、高軟化点成分は、その軟化点が低
軟化点成分よりも少なくとも約20°C高い。
【0027】 本願で用いる「2成分フィラメント」という用語は、同一の押出成形機から押
し出された少なくとも2つのポリマーを配合して形成されたフィラメント又は繊
維を指す。「配合」の定義はこの先説明する。2成分フィラメントは、フィラメ
ントの断面にわたって比較的位置の定まった、際立つ領域になるように配列され
た様々なポリマー有しているわけでははなく、様々なポリマーは通常フィラメン
トの全長に沿って連続しているのではなくて、始まりと終わりがランダムなフィ
ブリル又はプロトフィブリルを形成しているのが普通である。2成分フィラメン
トは多成分フィラメントと称されることもある。この一般的なタイプの繊維/フ
ィラメントについては、例えばGessnerに与えられた米国特許第5,108,8 27号に論じられている。複合及び2成分繊維/フィラメントについても、ニュ
ーヨークのプレナム出版社の出版部門、プレナムプレスにより1976年に著作
権が取られた、ジョン・A・マンソンとレスリー・H・スパーリング共著による
テキスト「ポリマー配合及び複合材料」(IBSN0−306−30831−2
)の273頁から277頁に論じられている。
【0028】 本願で用いる「配合」という用語は、2つ又はそれ以上のポリマーの混合を意
味しているが、これに対し「混和物」という用語は配合の下位分類であって、成
分は混合しないで相溶化しているものを指す。「混和性」及び「非混和性」は、
混合の自由エネルギーにつきそれぞれ負の値と正の値を有する配合として定義さ
れる。更に「相溶化」は、混和物を作るために混和しないポリマー配合の界面特
性を改善するプロセスとして定義される。
【0029】 本願で用いる「熱点結合」という用語は、結合しようとする繊維の布又はウェ
ブを加熱したカレンダーロールとアンビルロールとの間に送り込むことに関係し
た結合技術を指す。カレンダーロールは、いつもではないが大抵は、布全体が表
面全体にわたって結合されないように何らかの方法で模様付けされている。その
結果、カレンダーロールに関しては、美的感覚上の理由の他にも機能上、種々の
模様が考案されてきた。模様の1例としては、約30%結合区域に対して、平方
インチ当たり約200結合点とするHansen Penningsつまり「H&P」模様が挙 げられるが、これについてはHansen Penningsに与えられた米国特許第3,85 5,046号に教示されている。H&P模様は、四角い点又はピンの結合域を有
するもので、各ピンの側面寸法は0.038インチ(0.965mm)、ピンと
ピンとの間の間隔は0.070インチ(1.778mm)、結合深さは0.02
3インチ(0.584mm)となっている。出来上がった模様は、約29.5%
の結合域を有する。別の典型的な点結合模様は、ハンセンとペニングの発展型又
は「EHP」結合模様であって、四角いピンの結合域は15%であり、側面寸法
は0.037インチ(0.94mm)でピンの間隔は0.097インチ(2.4
64mm)、深さは0.039インチ(0.991mm)となっている。別の典
型的な点結合模様は「714」と称するもので、四角いピン結合域を有し、各ピ
ンは側面寸法が0.023インチ、ピン間の間隔が0.062インチ(1.57
5mm)、そして結合深さが0.033インチ(0.838mm)となっている
。出来上がった模様は約15%の結合域を有する。更に別のありふれた模様は、
Cスター模様であって、結合面は約16.9%である。Cスター模様は、流れ星
により分断される横方向バー又は「コーデュロイ」デザインを有する。他のあり
ふれた模様には、反復し僅かにオフセットしたダイヤモンドを配したダイヤモン
ド模様、及び名前が暗示するように網戸のように見える網線織目模様等がある。
通常、百分率結合域は、貼り合わせ布ウェブの区域の約10%乃至約30%であ
る。スポット結合は、積層を一緒に保持するばかりでなく、各層内のフィラメン
ト及び/又は、繊維を結合させることにより個々の層各々に対し完全な状態を付
与する。
【0030】 本願で用いる「食品サービス用ふきん」という用語は、食品サービス産業、例
えばレストラン、カフェテリア、バー、ケータリング等で主に使用されるふきん
であるが、家庭で使用してもよい。食品サービス用ふきんは、織布及び/又は不
織布から製造される。これらのふきんは大抵、カウンター表面や椅子等への食品
のこぼれを拭き取ったり、種々の洗剤を使って、スプラッターから脂肪や油等を
ぬぐい取ったり調理区域やサービス区域内のこぼれをぬぐい取ったりするために
使用される。食品サービス区域洗浄に普通に使用される洗剤は、強い酸性から強
いアルカリ性までpHはまちまちであってよく、溶剤であったりする。
【0031】 本願で用いる「パルプ」という用語は、木質植物又は非木質植物のような天然
資源に由来する繊維を指す。木質植物には、例えば落葉樹及び針葉樹が含まれる
。非木質植物には、例えば綿、亜麻、エスパルトグラス、トウワタ、わら、ジュ
ート、大麻、バガスが含まれる。
【0032】 本願で用いる「平均繊維長」という用語は、フィンランド、カジャーニのカジ
ャーニ・オイ・エレクトロニクスから入手可能なカジャーニ繊維アナライザー、
型番FS−100又は200を使って求められたパルプ繊維の加重平均長を指す
。テスト手順に従って、パルプサンプルを侵解液で処置し、確実にファイバー束
や結束繊維束が無いようにする。各パルプサンプルを熱湯の中に砕解し、ほぼ0
.001%溶液までに希釈する。個々のテストサンプルは、標準的なカジャーニ
繊維分析テスト手順を用いる場合、希釈液から約50乃至100ml抜き取る。
加重平均繊維長は以下の式で表すことができる。 ここに、k=最大繊維長 xi=繊維長 ni=長さxiを有する繊維の数 n=測定繊維の総数 である。
【0033】 本願で用いる「低平均繊維長パルプ」という用語は、相当量の短繊維及び非繊
維粒子を含有するパルプを指す。多くの2次的木繊維パルプは、低平均繊維長パ
ルプであると見なされるが、2次的木繊維パルプの品質は、再生繊維の品質並び
に前処理の型式と量に左右されることになる。低平均繊維長パルプは、例えばカ
ジャーニ繊維アナライザー、モデル番号FS−100(フィンランド、カジャー
ニのカジャーニ・オイ・エレクトロニクス)のような光ファイバー分析器により
求められる平均繊維長が、約1.2mmより短い。例えば、低平均繊維長パルプ
は、その平均繊維長が約0.7から1.2mmまでの範囲である。代表的低平均
繊維長パルプには、未使用硬木パルプ、及び例えばオフィス廃棄物、新聞用紙、
廃棄ダンボールのような資源からの2次的繊維パルプが含まれる。
【0034】 本願で用いる「高平均繊維長パルプ」という用語は、比較的少量の短繊維及び
非繊維粒子を含有するパルプを指す。高平均繊維長パルプは、通常、ある非2次
的(即ち再生でない)繊維から形成される。ふるいに掛けられた2次的繊維パル
プも高平均繊維長を有する。高平均繊維長パルプは、例えばカジャーニ繊維アナ
ライザー、モデル番号FS−100(フィンランド、カジャーニのカジャーニ・
オイ・エレクトロニクス)のような光ファイバー分析器により求められる平均繊
維長が通常、約1.5mmより長い。例えば、高平均繊維長パルプは、その平均
繊維長が約1.5から6mmまでの範囲にある。木繊維パルプである高平均繊維
長パルプの代表的例には、例えば漂泊及び無漂泊未使用軟木繊維パルプがある。
【0035】 本願で用いる「色堅ろう度」という用語は、クロッキング(色落ち)テストに
対する色堅ろう度により求められる、あるサンプルからの着色物質の移行を指す
。クロッキングテストに対する色堅ろう度は、5インチ掛け7インチ(127m
m掛け178mm)のテスト用材料片を、60613イリノイ州、シカゴ、ラベ
ンスウッドアベニュー4114番、アトラス・エレクトリックデバイス社から入
手可能なクロックメータ型番cm−1に置いてテストすることにより測定する。
クロックメータは、所定の力でサンプルを横切って所定の回数だけ綿布を前後に
動かし擦る(本願のテストでは30回であった)。次に、サンプルから綿に移行
した色をスケールと比較するが、5は綿上に色が移っていないことを、1は綿上
に相当量の色が移っていることを示す。数が大きいほどサンプルの色堅ろう度は
相対的に高いということになる。比較スケールは、27709ノースカロライナ
州、リサーチ・トライアングル・パーク、私書箱12215号、米国繊維化学者
及びカラリスト協会(AATCC)から入手可能である。本発明者は、自分たち
の30回方式はAATCCの10回ストローク方式よりも厳しいと考えている。
【0036】 (詳細な説明) 良好な吸収性を有するが一般的に硬く薄く平ら(織風感の欠如)である水圧交
絡複合材料は、複合物の少なくとも1側面に結合材料をプリントしてウェブを凝
縮し織風を付与することにより改良できることが発見された。また、重要なこと
に、本発明の処理は、柔らかさを増すだけでなく、同じように製造された複合材
料に比較してもウェブの強度を劣化させないことが期せずして発見された。活用
例によっては、強度が実際に上がるものもある。繊維のタイダウンも改善される
ことが分かった。この現象により、結果的に耐摩擦度が高まりリント値は下がる
。繊維タイダウンが良好になると、クリーピングのような機械的軟化を行う場合
には、繊維材料と連続フィラメント成分との結合を維持することにより複合布の
性能を上げる助けとなる。
【0037】 図1には、複合材料を製造するために使われる代表的水圧交絡プロセスを示し
ている。例えば、パルプや実質的に連続したフィラメントの不織層のような繊維
性要素を含む水圧交絡複合材料については、例えばEverhartに与えられた米国特
許第5,389,202号に説明されており、その全てをここに参考文献として
援用する。
【0038】 一般論で言うと、適切な水圧交絡複合材料は、パルプの希釈懸濁液をヘッドボ
ックス12に供給し水門14を介して従来の製紙機械の成形生地16上に均一に
分散するように沈積させることにより製造される。パルプ繊維の懸濁液は、従来
の製紙プロセスに通常用いられる何れの粘ちゅう度に希釈してもよい。パルプ繊
維の懸濁液から水分が取り除かれ、均一な層状のパルプ繊維18が成形される。 パルプ繊維は、高平均繊維長パルプでも低平均繊維長パルプでも、或いはそれ
らの混合であってもよい。代表的高平均繊維長木パルプには、ロングラック19
、コーサリバー56、及びコーサリバー58として商標指定されているキンバリ
ークラーク社から入手可能なものがある。
【0039】 低平均繊維長パルプは、例えば、ある種の未使用硬木パルプ、及び新聞紙、再
生ダンボールやオフィス廃棄物等の資源からの2次的(リサイクルされた)繊維
パルプ等である。 高平均繊維長パルプと低平均繊維長パルプの混合物には、低平均繊維長パルプ
が相当割合含まれるであろう。例えば化学繊維やステープル繊維等のような他の
繊維材料をパルプ繊維に加えてもよい。
【0040】 これら他の繊維材料は「非結合繊維」であってもよいが、これは通常、ウェブ
の成形中に水素結合を施さない繊維を指す。非結合繊維には、例えばポリオレフ
ィン系繊維、ポリエステル系繊維、ナイロン繊維、ポリ酢酸ビニル繊維、及びそ
れらの混合が含まれる。非結合繊維は、約5乃至30重量%をウェブに加えても
よい。例えば、メルトブロー繊維のような繊維材料を使用してもよい。メルトブ
ロー繊維材料は、個々の繊維の形態でもメルトブロー繊維のウェブの形態でもよ
い。本発明の1実施例では、メルトブロー繊維材料は、2層又はそれ以上の実質
上連続したフィラメントの不織層の間にサンドイッチ状に挟まれている。メルト
ブロー繊維、ステープル繊維、パルプ、及び/又は実質的に連続したフィラメン
トを様々に組み合わせることも考えられる。
【0041】 非結合繊維の他に、サーモメカニカルパルプを加えることもできる。サーモメ
カニカルパルプは、パルプ化プロセス中に従来のパルプと同じ程度にまで加熱処
理されていないパルプを指す。サーモメカニカルパルプは、繊維が硬くリグニン
のレベルが高い傾向がある。サーモメカニカルパルプは、開孔構造を作り出すた
めに本発明のベースウェブに加えることもでき、そうすると嵩高性と吸収性が高
まる。 現時点では、サーモメカニカルパルプは、約10乃至30重量%をベースウェ
ブに加えることができる。サーモメカニカルパルプ使用時には、湿潤剤もウェブ
の成形中に加えることが望ましい。湿潤剤は、約1%未満の量を加えることがで
き、ある実施例ではスルホン酸グリコールを使用できる。
【0042】 強度と耐摩耗度を改善するために、少量の湿間強度樹脂及び/又は樹脂結合剤
を加えてもよい。交差結合剤及び/又は水和剤を混合パルプに加えてもよい。非
常に開放的又は目の粗い不織パルプ繊維ウェブが要求される場合は、水素結合の
度合いを減少させるために、少量の剥離剤を混合パルプに加えてもよい。複合物
の重さの例えば1乃至4%の量だけ、ある剥離剤を加えると、計測される静摩擦
係数及び動摩擦係数は下がり、複合生地の連続フィラメントが豊富な側面の耐摩
耗度が向上する。剥離剤は潤滑剤又は摩擦低減剤の役目を果たすと考えられる。
【0043】 連続フィラメント不織基体20は、サプライロール22から巻き解かれて、サ
プライロール22がその矢印の方向に回転するにつれ矢印方向に移動する。不織
基体20は、スタックロール28と30から形成されたSロール装置26のニッ
プ24を通過する。 不織基体20は、例えばよく知られた溶剤紡糸法又は溶解紡糸法のようなよく
知られている連続フィラメント不織押出成形プロセスで成形して、サプライロー
ル上に巻き取ることなく、直接ニップを通すようにしてもよい。連続フィラメン
ト不織基体は複合スパンフィラメントの不織ウェブであることが望ましい。複合
スパンフィラメントは、例えば複合・スパンボンドフィラメントのような複合・
溶融スパンフィラメントであることがより望ましい。このようなフィラメントは
、成形フィラメント、シース/コアフィラメント、横並びフィラメント等であっ
てよい。複合溶融スパンフィラメントは分割可能なフィラメントであってよい。
【0044】 スパンボンドフィラメントは、溶解紡糸可能な何れのポリマー、コポリマー、
又はその配合物から成形してもよい。複合スパンフィラメントは複合溶融スパン
フィラメントであることが望ましい。複合スパンフィラメントは、少なくとも1
つの低軟化点成分と少なくとも1つの高軟化点成分から成る(但しフィラメント
の少なくとも幾つかの外面は少なくとも1つの低軟化点成分から成る)複合溶融
スパンフィラメントであることがより望ましい。複合溶融スパンフィラメントの
1つのポリマー成分は、低軟化点熱可塑性樹脂材料としての特徴を持つポリマー
でなければならない(例えば、1つ或いはそれ以上の低軟化点ポリオレフィン、
低軟化点エラストマーブロックコポリマー、エチレンと[例えば酢酸ビニル、不
飽和脂肪モノカルボン酸、及びモノカルボン酸のようなエステル等の]少なくと
も1つのビニルモノマーから成る低軟化点コポリマー、及びそれらの混合物)。
例えば、ポリエチレンは低軟化点熱可逆樹脂材料として使用できる。
【0045】 複合・メルトスパンフィラメントのもう一つのポリマー成分は、高軟化点熱可
塑性樹脂材料であることを特徴とするポリマーでなければならない(例えば、1
つ又はそれ以上のポリエステル、ポリアミド、高軟化点ポリオレフィン、及びそ
れらの配合物)。例えば、ポリプロピレンは高軟化点熱可逆樹脂材料として使用
できる。
【0046】 本発明の1実施例では、不織連続フィラメント基体は、結合総面積が約30%
未満で、均一結合密度は平方インチ当たり約100結合点より多い。例えば不織
連続フィラメント基体は、結合総面積が約2乃至約30%(従来の光学顕微鏡的
方法により確定されるものとする)で、結合密度は平方インチ当たり約250乃
至500ピン結合点である。 結合総面積と結合密度のこのような組み合わせは、連続フィラメント基体を平
方インチ当たり約100ピン結合点以上であるピン結合模様で結合することによ
り、滑らかなアンビルロールに完全に接したときに結合表面積が30%未満とな
り実現される。結合模様は、ピン結合密度が平方インチ当たり約250乃至35
0であって、なめらかなアンビルロールに接したときの結合総面積が約10%乃
至25%であることが望ましい。
【0047】 熱結合ロールにより施されるピン結合を上に説明したが、本発明の実施例は、
全体の結合面積を最少にしながら良好なタイダウンを生み出すものなら何れの形
態の結合をも考慮に入れる。例えば、超音波結合、熱結合、並びに熱結合と超音
波結合及び/又はラテックス含侵の組み合わせを使って、最少結合面積でありな
がら所要のフィラメントタイダウンを提供するようにしてもよい。代わりに及び
/又は付加的に、樹脂、ラテックス又は接着剤を、例えば、吹き付けやプリント
により不織連続フィラメントウェブに塗布し、乾燥させて所要の結合を提供する
ようにすることもできる。分割可能なフィラメント/繊維を使用する場合は、所
要水準の結合を提供するために、単独で或は他の結合手法と組み合わせて水圧交
絡方式を使ってもよい。 複合スパンフィラメントが不織基体20を成形するために使用されるか、或は
不織基体20に含まれている場合には、不織基体は、パルプ層との交絡の前に比
較的軽く結合してもよいし結合しなくてもよい。
【0048】 次にパルプ繊維層18は、従来の水圧交絡機械の多孔交絡面32上に置かれた
不織基体20上に置かれる。パルプ層18は、不織基体20と水圧交絡マニホー
ルド34の間にあることが望ましい。パルプ繊維層18と不織基体20とは、1
つ又はそれ以上の水圧交絡マニホールド34の下を通過すると、液体の噴射を浴
びてパルプ繊維が連続フィラメント不織基体20と絡まる。液体の噴射は、パル
プ繊維を不織基体20の中へ押し込み、貫通させて複合材料36を形成する。
【0049】 代わりに、水圧交絡は、パルプ繊維層18と不織基体20とが、ウェットレイ
イング(wet−laying)が施される同じ多孔スクリーン(即ち、メッシュ織布)上 にある間に行ってもよい。本発明は、乾燥されたパルプシートを連続フィラメン
ト不織基体上に重ねて置くこと、乾燥されたパルプシートを規定の粘ちゅう度ま
で再水和すること、及び 再水和されたパルプシートを水圧交絡することも考慮
に入れている。 水圧交絡は、パルプ繊維層18が水で高度に飽和されている間に行われる。例
えば、パルプ繊維層18は、水圧交絡直前には、最大約90重量%まで水を含有
することもある。代わりに、パルプ繊維層は、エアーレイド層又はドライレード
層のパルプ繊維でもよい。
【0050】 水圧交絡は、例えば、Evansに与えられた米国特許第3,485,706号に あるような従来型の水圧交絡装置を使って実現でき、この特許で開示されている
ことを本願に援用する。本発明の水圧交絡は、例えば、水のような適当な作用液
を使って実施することができる。 液体はパルプ繊維18と不織基体20に衝撃を与えるが、それらは例えばメッ
シュサイズが約8x8乃至100x100の単一平面メッシュの多孔面によって
支えられている。この多孔面は、メッシュサイズが50x50乃至200x20
0の多層メッシュであってもよい。
【0051】 水圧交絡製品に織物のような外観を与えるために、ワイヤメッシュ模様を選択
してもよい。例えば、粗いメッシュ生地は、目立つ山と谷とを水圧交絡生地上に
作り出すのに向いている。1つの望ましいメッシュ材は、テネシー州ポートラン
ドのアルバニー・インターナショナル社にフォームテック14ワイヤと指定する
と入手できる。このワイヤは、14−Cフラットワープ14x13メッシュ単層
織糸と記載されている。縦糸ストランドは、0.88x0.57mmのポリエス
テルである。シュートストランドは、0.89mmのポリエステルである。平均
カリパーは、0.057インチである。通気度は、725cfm(毎秒当たりの
立方フィート)で開放域は27.8%である。
【0052】 多くの水噴射処理プロセスで普通に行われているように、余分な水分を水圧交
絡複合材料36から抜くため、真空スロット38がハイドロニードリングマニホ
ールドの下又は交絡マニホールド下流の多孔交絡面32の下に直に配置されてい
る。
【0053】 液体噴射処理の後、複合生地36は、非圧縮乾燥処理へと移送される。差動速
度ピックアップロール40は、ハイドロニードリングベルトから非圧縮乾燥処理
へと材料を移送するために使用される。代わりに、従来型の真空式生地巻き上げ
移送方式を使用してもよい。必要であれば、複合生地は、乾燥処理に送る前にウ
エットしぼ寄せしてもよい。ウェブの非圧縮乾燥は、図1に42で示す従来のロ
ータリードラム通風乾燥装置を使って行われる。通風乾燥機42は、貫通孔46
付きの外側回転シリンダー44と、貫通孔46を吹き抜ける温風を受けとめるた
めの外フード48を組み合わせたものである。通風乾燥機ベルト50は、通風乾
燥機の外側シリンダー44の上部を越えて複合生地36を搬送する。通風乾燥機
42の外側シリンダー44の貫通孔46を通り抜けるように付勢された温風は、
複合生地36から水分を除去する。他の有効な通風乾燥方法及び装置については
、例えば米国特許第2,666,369号並びに第3,821,088号に開示
されており、その内容をここに参考文献として援用する。しかしながら、他の乾
燥機を当該プロセスに用いることもできると理解されたい。例えば、いくつかの
活用例では、ヤンキー乾燥機を通風乾燥機の代わりに或はそれに追加して使うこ
ともできると考えられる。
【0054】 生地は、例えば精練剤、研磨材、活性炭、粘土、スターチ、及び高吸収体材料
のような様々な物質を含有していてもよい。例えば、これらの物質は、パルプ繊
維層を形成するために使用されるパルプ繊維の懸濁液に加えてもよい。これらの
物質は、液体噴射処理に先立ちパルプ繊維上に堆積させておいて、液体噴射の作
用によって複合生地と一体化させるようにしてもよい。代わりに及び/又は付加
的に、これらの物質は液体噴射処理の後で複合生地に加えてもよい。
【0055】 乾燥処理の前でもその後でもよいが、水圧交絡複合生地に結合材料を塗布して
もよい。結合材料は、従来の何れの手法を使って塗布してもよい。結合材料は、
複合材料にプリントするのが望ましい。プリント方法は、例えばフレキソ印刷、
グラビア印刷、インクジェット印刷、スプレー印刷、及び/又はスクリーン印刷
等、効果的であるならば当該技術分野でよく知られた何れの方法でもよい。
【0056】 一般的に述べると、結合材料はラテックスをベースとするものでよい。それら
はラテックスベースと硬化促進剤とを含んでいてもよく、必要な場合は、顔料を
含有することができる。通常ポリプロピレンのようなポリオレフィンを含んでい
る不織ウェブのポリマー成分を溶かしてしまう温度を避けることが望ましいと考
えられる場合には、それよりずっと低い室温で複合材料が硬化するようにさせる
ためにラテックスベースに硬化促進剤を加えることができる。硬化プロセスは、
形成の一部となる揮散性のアルカリの減少により開始される。代わりに、内部硬
化剤を含むラテックスポリマーを使うことができる。 全成分を加えた後も粘度がプリントに適する範囲にない場合には、粘度調整剤
又は水を追加することができる。
【0057】 本発明での使用に関し受容できるラテックスポリマー系は、室温又は僅かに上
昇した温度で交差結合可能なものであって、大気の天候状態に対して安定してお
り、硬化しても柔軟なものでなければならない。その例には、エチレン酢酸ビニ
ル、エチレン塩化ビニル、スチレンブタジエン、アクリレート等のポリマー、及
びスチレンアクリレートコポリマーがある。このようなラテックスポリマー材料
は、一般的にTgが−15乃至+20°Cの範囲にある。このようなふさわしい
ラテックスポリマー複合材料の1例としては、オハイオ州クリーブランドのB・
F・グドリッチ社のHYCARTM26084として知られているものがある。他
の適するラテックスには、B・F・グッドリッチ社のHYCARTM2671、2
6445、26322、及び26489、ローム&ハース社のRHOPLEXTM B−15、HA−8、及びNW−1715、ニュージャージー州ブリッジウォー
ターのナショナルスターチ&ケミカル社のDUR−O−SETTME−646、及
びテネシー州シャタノーガのBASF社のBUTOFANTM4261とSTYR
ONALTM4574が含まれる。
【0058】 本発明での使用に受容できる顔料(顔料が必要な場合)は、使用されるラテッ
クス及び交差結合材料と相容性がなくてはならない。一般的に言えば、顔料は微
粒の色素体を有するが染料で使われるような液体ではない複合材料を指す。本発
明での使用に関して商業的に入手できる顔料には、ノースカロライナ州シャリオ
ットのサンドスケミカル社により製造されたもので、商標GRAPHTOLTM
称するものが含まれる。この顔料には、GRAPHTOLTM1175−2(赤色
)、GRAPHTOLTM6825−2(青色)、GRAPHTOLTM5869−
2(緑色)、及びGRAPHTOLTM4534−2(黄色)が含まれる。多様な
色を出すために顔料を組み合わせて使うことができる。
【0059】 いくつかの顔料に追加して、或いはそれらに代わる場合もあろうが、粘土のよ
うなフィルターを体質顔料として使うことができる。粘土は、複合材料の色堅ろ
う度を下げる効果のあることが分かっており、無論顔料の色を提供することはな
いが、粘土は顔料よりも安価なので費用を節約する方法にはなる。使用される粘
土は、例えば08830ニュージャージー州イセリン、ウッドアベニュー101
のイングリハード社から入手可能なウルトラホワイト90がある。
【0060】 有効な硬化促進剤は、複合材料のラテックスポリマーに交差結合を起こす又は
結果的にそうなるものでなければならない。硬化促進剤はラテックスベースの複
合材料が室温或いはわずかに高い温度で硬化できるようにして、ラテックスを硬
化させるために複合材料を溶解し始める温度まで加熱する必要がないようにする
のが望ましい。硬化促進剤は中性又は酸性のpHで活性化するので、結合複合剤
が混合中及び活用中にpH8より上に保たれる。予硬化pHは、例えばアンモニ
アのような揮散性アルカリを使うことにより8より上に保たれる。揮散性アルカ
リは、室温で乾燥させるか或いは代わりに気化率を上げるために少し熱すること
により追い出されてしまうまで溶剤中に残る。アルカリが無くなると複合材料の
pHが下がり、硬化促進剤が作用し始める。
【0061】 適当な硬化促進剤は、例えばXAMATM−2及びXAMATM−7で、オハイオ
州クリーブランドのB・F・グッドリッチ社から商業的に入手できる。他の受容
できる硬化促進剤は、日本、大阪の日本触媒社から入手可能なケミタイトPZ−
33である。これらの物質は少なくとも2個のアジリジン官能基を持つアジリジ
ンオリゴマーである。 一般的には必要でないが、プリント用の複合材料の粘度が所要の印刷方法に適
していない場合には粘度調整剤を使ってもよい。このような適する粘度調整剤の
1例は、ACRYSOLTMRM−8として知られているもので、ペンシルバニア
州フィラデルフィアのローム&ハース社から入手できる。本発明のプリント用複
合材料の粘度を下げることが望まれる場合には、単に混合物に水を加えるだけで
よい。
【0062】 本発明で使用される他の適する結合材料には、アクリレート、酢酸ビニル、塩
化ビニル、メタクリレートのようなラテックス複合材料が含まれる。使用しても
よい他の結合材料には、ポリアクリルアミド、ポリビニル、アルコール、及びカ
ルボキシメチルセルロースが含まれる。 1実施例では、本発明のプロセスに使用される結合材料はエチレンビニルアセ
テートコポリマーを含んでいる。特に、エチレン酢酸ビニルコポリマーは、酸性
触媒を用いるとN−メチルアクリルアミド基と交差結合する。適性酸性触媒には
、塩化アンモニウム、クエン酸、マレイン酸が含まれる。接着剤は、ガラス転移
温度が約−10°F以上約+10°F以下でなければならない。
【0063】 上に記したように、結合材料は予め選択された模様で複合生地36に塗布され
る。ある実施例では結合材料は、模様が相互連結すると表面に網模様を形成する
ように、網状の模様で複合材料36上に塗布できる。例えば、結合材料はダイヤ
モンド形グリッドに従って塗布できる。ダイヤモンド形は、ある1実施例では、
長さ寸法が1/8インチの四角形である。代わりの実施例では、グリッドから成
るダイヤモンド形は長さ寸法が6x10-3インチ及び9x10-3インチである。
【0064】 別の実施例では、結合材料は、個別のドットを連続させた模様で生地に塗布さ
れる。坪量が軽い拭取り用製品に用いる場合は、この特定実施例が適している。
接着剤をドットのような個別の形状に塗布することにより、ウェブの表面の相当
な面積をカバーしなくとも生地の強度を十分なものにできる。幾つかの場合には
、結合材料を生地の表面に塗布すると生地の吸収性に悪影響を及ぼしかねない。
そのようなわけで幾つかの活用例では、塗布する結合材料の量を最少に抑えるこ
とが望ましい。
【0065】 更に別の実施例では、結合材料は、網目状の模様と点在するドットを組み合わ
せた模様に従って、生地/ウェブ36に塗布してもよい。例えば1実施例では、
結合材料は、ダイヤモンド形状内のウェブに点在ドットがつくようなダイヤモン
ド形グリッドに従って生地に塗布される。 結合材料は、表面積のほとんどどんな量でもカバーするように生地の各側面に
塗布することができる。例えば、結合材料は、表面積の約10%乃至約60%を
カバーするように塗布される。結合材料は生地の各側面における表面積の約20
%乃至約40%をカバーすることが望ましい。生地/ウェブのそれぞれの側面に
塗布される結合材料の総量は、ウェブの総重量に対し約2%重量から約15重量
%までの範囲であるのが望ましい。こうして、結合材料が生地の各側面に塗布さ
れると、全体の追加量は、約4重量%乃至30重量%になるであろう。
【0066】 これより図2について説明するが、ここでは結合材料が生地36の両側面に塗
布され、ウェブの両側面がしぼ寄せされるプロセスの代表的実施例を示している
。 図1に示すプロセス又は同様のプロセスに従って製造された不織複合生地又は
ウェブ36は全体を50として示す第1接着剤塗付ステーションを通過する。ス
テーション50は、滑らかなゴム製プレスロール52と模様が付きグラビアロー
ル54から成るニップを含んでいる。グラビアロール54は、第1接着剤58を
溜めているリザーバー58に通じている。グラビアロール54は、接着剤58を
ウェブ36の1側面に予め選択された模様で塗付する。 次にウェブ36は、プレスロール62により第1クレーピングドラム60と接
触するように加圧される。ウェブは、接着剤が塗付されている箇所でクレーピン
グドラム60に接着する。所望に応じ、クレーピングドラム60は、ウェブとド
ラム表面との付着を促進するため、及びウェブを部分的に乾燥させるために、加
熱してもよい。ウェブの強度を劣化させるほどドラムが高温にならないように注
意しなければならない。
【0067】 ウェブ36は、クリープ用ドラム60に接着すると、クレーピングブレード6
4と接触するようになる。詳しくは、ウェブ36はクレーピングブレード64の
作用によりクレーピングロール60から離され、ウェブ上に第1の制御された模
様のしぼ寄せを形成する。 しぼ寄せされると、次に、ウェブ36は引張ロール66により全体を68で示
した第2接着剤塗付ステーションまで前進する。ステーション68は、グラビア
ロール72と接しているトランスファーロール70を含んでおり、グラビアロー
ル72は第2接着剤76を溜めているリザーバー74に通じている。ステーショ
ン50でと同様に、第2接着剤76は予め選択された模様でウェブ36の反対側
面に塗付される。第2接着剤が塗付されると、ウェブ20は、プレスロール80
により第2クレーピングロール78に粘着される。ウェブ36は、クレーピング
ドラム78の表面上をある一定の距離分運ばれ、次に、第2クレーピングブレー
ド82の作用によりそこから離される。第2クレーピングブレード82は、ウェ
ブの第2面に第2の制御された模様のしぼ寄せ作業を施す。
【0068】 2回目のしぼ寄せが施されると、ウェブ36は本実施例では、硬化即ち乾燥ス
テーション84を通して引っ張られる。乾燥ステーション84は、赤外線加熱、
マイクロ波エネルギー、熱風等により稼動するオーブンのような何れの形態の加
熱ユニットを含んでいてもよい。幾つかの活用例では、ウェブを乾燥させ、及び
/又は第1及び第2接着剤を硬化させるために乾燥ステーション84が必要とな
る。しかしながら選択される接着剤によっては、他の活用例では、乾燥ステーシ
ョン84は不要となることもある。乾燥ステーションでウェブの強度を劣化させ
るほどウェブの温度が高くならないように注意しなければならない。結合材料は
低温で硬化するようになっているのが望ましく、そうすれば硬化ステーションは
必要でなくなる。
【0069】 乾燥ステーション84の中を通して引っ張られると、ウェブ36は、以降の処
理のために別のステーションへと移送することができ、或いは、クロス様拭取り
用製品としての包装に合わせて商業用サイズのシートに切断することもできる。 ウェブ36の各側面に塗付された接着剤は、ウェブのしぼ寄せ作業を援助する
ためだけでなく、乾燥強さ、湿潤強さ、伸び性能、引き裂き抵抗を紙に付加する
ために選択される。接着剤は使用中に拭取り用製品から糸くずがほつれるのを防
ぐ役目も果たす。
【0070】 接着剤がウェブに塗付されウェブがしぼ寄せされると、ウェブは本発明による
クロス様拭取り用製品として使用できる状態となる。しかしながら、必要に応じ
て更なる処理段階を実行してもよい。 ウェブ36がしぼ寄せ処理により比較的高水準の伸び性能を付与された状態で
巻き上げられることも考慮されている。その結果、ウェブは、拭き取り、擦り落
し、及び/又は清掃機能を強化する高水準の生地を有することになる。代わりに
、シートを伸ばしたり引っ張ったりすることにより生地的な性質又は伸びの大部
分をシートからなくすることもできる。この作業はしぼ寄せの直後、又は巻き返
し作業の間等に実施される。このように伸ばされたり引っ張られたりしたシート
は、見かけが滑らかで柔らかくなり、ふきんが面に馴染みやすくなる。
【0071】 1実施例では、出来上がったふきんの面が滑らかで摩擦が低くなるように、ウ
ェブをカレンダに掛け、それから摩擦低減剤で処理することもできる。しかしな
がら、ウェブに可能な限り嵩張りを残すことが重要である場合には、カレンダ掛
けプロセスは排除されると考えられたい。
【0072】 摩擦低減用複合物はウェブ上に吹きかけてもよいし、リソグラフィー印刷用フ
ァウンテンを使ってウェブにプリントしてもよい。摩擦低減複合物は、ウェブの
1側面に塗付しても両側面に塗付してもよい。 摩擦低減複合物は、ウェブに塗付されるとウェブの表面の滑らかさを増し摩擦
を低減する。本発明のプロセスに使用することのできる摩擦低減複合物の幾つか
の例については、Funk他に与えられた米国特許第5,558,873号に開示さ
れており、本願でも参考文献として援用する。 1実施例では、塗付される摩擦低減複合材は、4原基シリコンスプレーのよう
な4原基ローション剤である。例えば、複合物は、シリコン4原基塩化アンモニ
ウムを含むこともできる。本発明での使用に適する商業的に入手可能なシリコン
グリコール4原基塩化アンモニウムは、ドイツ、エッセンのゴールドシュミット
・ケミカル社から販売されているABIL SWである。
【0073】 別の実施例では、摩擦低減複合物は、ウェブの1側面に、ウェブの重量に対し
約0.4重量%から約2重量%まで、特に、約0.4重量%から約1.4重量%
が塗付される。 摩擦低減複合物が吹き付けられた後、ウェブは赤外線乾燥機のような乾燥機に
掛けられ、ウェブに残っている湿気全てが取り除かれる。 ウェブは次にひと巻の材料に巻き取られ、別の場所に移送して、拭取り用製品
としての包装に合わせて商業用サイズのシートに切断される。
【0074】 上記のプロセスに従って作られた織り目付き複合不織材料は、過去に製造され
た多数の拭取り用製品に比べ多くの利点と利益を提供する。特に大きい利点は、
本発明の拭取り用製品は織物のような風合いと感触を持っていることである。 従来の方法で製造された織り目無し水圧交絡複合材料に比べ、本発明の織り目
付き材料は、使い心地と伸びがはるかに良い。織り目付き材料は又、織り目があ
るのでより優れた拭き取り特性と擦り落し特性を提供する。更に、繊維材料のタ
イダウン又は接着特性が良好なので、耐磨耗性に優れ、糸くずのほつれが少なく
、丈夫である。更には、本発明の織り目付き複合材料は、織り目とラテックスプ
リントのせいで、濡れたときの嵩高性が改良されている。
【0075】 本発明に従って製造された水圧交絡軟化不織複合材料は、一般的には平方メー
トル当たり約20から約200グラム(gsm)まで、特に、約35グラムから
約100グラムまでの範囲である。一般的には、坪量の低い製品は、軽作業ふき
んとして使用するのに都合よく、一方、坪量の高い製品は、工業用ふきんとして
の使用に適している。
【0076】 本発明は次の事例を参照することにより更に深く理解されるであろう。 (事例) 水圧交絡軟化不織複合材料を、水圧交絡された複合材料から作った。2つの異
なる結合材料を塗付し、しぼ寄せ処理した。出来上がった製品を、本質的に同じ
水圧交絡された複合材料で作られた未処理の(即ち、プリントとしぼ寄せが施さ
れていない)拭取り用製品と比較した。 3つの異なる拭取り用製品を製造してテストした。テストの結果を表1に示す
。サンプルを作るために使用したベースウェブは同一のもので、紙ウェブを実質
的に連続したフィラメントの不織ウェブ上に湿間沈積して乾燥させることにより
成形した。ベースウェブは、キンバリー・クラーク・コーポレーションからワー
クホース?製造ラグとして入手可能で、その坪量は大凡55グラムであった。材 料はノーザーン・ソフトウッド・クラフトパルプを約75重量%、ポリプロピレ
ンスパンボンドを約25重量%含有していた。この材料のテスト結果を表1のサ
ンプル1の欄に載せている。
【0077】 2つのしぼ寄せされたサンプルの両側面にラテックス結合材料をプリントした
。それぞれの場合、ラテックス結合材料は1/4インチのダイヤモンド模様にそ
の上からドットを組み合わせた模様に従って塗付した。ラテックス結合材料はラ
テックス固体を33%含有するように混合し、プリント圧を平方インチ当たり3
0ポンドにしてプリントした。ラテックス結合材料は、ベースウェブのそれぞれ
の面に、5重量%の量を塗付した。サンプルは、図2に示した手順に従って、温
度を210°Fに設定したしぼ寄せ用乾燥機、10度のクレーピングブレード、
18度のシェルフ角度を使って各側面でしぼ寄せし、大凡15%のしぼ寄せを実
現した。
【0078】 1つのしぼ寄せされたサンプルは、エアー・プロダクツ社から入手できるAirf
lexA-105と称するラテックスでプリントした。サンプルは、280°Fに設定さ
れた硬化オーブンで1秒未満の硬化を必要とした。この材料のテスト結果を表1
のサンプル2の欄に載せている。 別のしぼ寄せされたサンプルに、オハイオ州、クリーブランドのB.F.グッ
ドリッチ社から入手可能なHYCAR?26468ラテックスでプリントした。 材料は、カルボン酸アクリルである。ラテックスは、B.F.グッドリッチ社か
ら入手可能な商標XAMA?−7硬化促進剤を、約5重量%混合した。この物質 は、アジリジン誘導体である。約0.5重量%の量の塩化アンモニウム触媒をX
AMA?−7硬化促進剤に加えた。少量の脱泡剤も加えた。このサンプルはそれ 以上の硬化処理を必要としなかった。この材料のテスト結果を表1のサンプル3
の欄に載せている。
【0079】 表1
【0080】 サンプルに関して実施した上記テストは、当該技術分野では良く知られている
従来の方法に従って行った。上の表で、テーバーとは、紙拭取り用製品に1/2
インチの穴が開くのに何サイクルかかるかを求める磨耗テストである。上の拭き
取り乾燥テストでは、特定の大きさの紙拭取り用製品シートにより吸収される1
.5ミルプールの水分の面積を求めている。
【0081】 本発明に対しては、当業者によって様々な改良及び変更が本発明の範囲と精神
を逸脱することなく実施され得るであろうが、本発明は、より詳細には、特許請
求の範囲により述べられる。更に、種々の実施例の態様は、全体的に或いは部分
的に相互交換可能であると理解されたい。更に、当業者には、以上の説明が単な
る例示であり、発明を限定することを意図してはおらず、これ以上の説明が特許
請求の範囲において行われることは自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】 水圧交絡ウェブを形成するためのプロセスの代表的実施例を示す。
【図2】 本発明による、ペーパー・ウェブをダブルしぼ寄せするためのプロセスの1実
施例を示す概略図である。
───────────────────────────────────────────────────── 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) D04H 1/40 D04H 1/40 A 1/58 1/58 A D21H 17/67 D21H 17/67 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM ,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM) ,AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG, BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,D K,EE,ES,FI,GB,GE,GH,GM,HR ,HU,ID,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,SL,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,U Z,VN,YU,ZW (72)発明者 マーカー ジョセフ エフ アメリカ合衆国 ジョージア州 30004 アルファレッタ マシュー メドー コー ト 5010 (72)発明者 ラドワンスキー フレッド ロバート アメリカ合衆国 ジョージア州 30076 ロズウェル スピンドルトゥリー トレー ス 370 (72)発明者 スクーゴ ヘンリー アメリカ合衆国 ジョージア州 30075 ロズウェル カーレンウォルド コート 3350 Fターム(参考) 3B074 AA01 AA02 AA08 AB01 AC00 3E078 BB51 DD20 4L047 AA08 AB03 BA04 BC04 BC06 BC07 CA19 CB10 CC14 4L055 AA02 AC06 AG27 AG35 AG64 AG66 AG71 AH01 AH37 AH49 AJ01 AJ03 AJ06 BE14 EA32 FA19 GA29

Claims (35)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 繊維成分と実質的に連続したフィラメントの不織層とを含む
    水圧交絡したウェブを準備し、前記ウェブの少なくとも1側面に結合材料を塗付
    する段階、及び 前記水圧交絡されたウェブの前記少なくとも1側面をしぼ寄せする段階を含む
    ことを特徴とする複合不織材料を成形する方法。
  2. 【請求項2】 前記結合材料が、前記ウェブの第1側面と、その反対の前記
    ウェブの第2側面とに塗付されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記ウェブの前記第1側面及び前記ウェブの前記第2側面が
    しぼ寄せされることを特徴とする請求項2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記結合材料が、アクリレート、酢酸ビニル、塩化ビニル、
    メタクリレートから成る群から選択された材料を含むことを特徴とする請求項1
    に記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記結合材料が、前記ウェブの少なくとも1側面に、約2重
    量%から約15重量%までの範囲で塗布されることを特徴とする請求項1に記載
    の方法。
  6. 【請求項6】 前記結合材料が硬化可能なラテックスポリマー、顔料、及び
    硬化促進剤を含む水性混合物を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  7. 【請求項7】 前記水性混合物が、硬化可能ラテックスポリマーの100乾
    燥重量部に対して、約0.5乃至33乾燥重量部の顔料、及び 約1乃至10乾
    燥重量部の硬化促進剤を含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。
  8. 【請求項8】 前記水性混合物が、硬化可能ラテックスポリマーの100乾
    燥重量部に対して、約1乃至5乾性重量部の顔料、約4乃至6乾燥重量部の硬化 促進剤を含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。
  9. 【請求項9】 前記水性混合物は、揮散性のアルカリを使って、硬化前のp
    Hを8より大きく調整され、前記水性混合物は、水圧交絡されたウェブの溶融温
    度より低い温度で硬化されることを特徴とする請求項6に記載の方法。
  10. 【請求項10】 前記水性混合物内の硬化可能なラテックスポリマーが締固
    め段階の後に硬化されることを特徴とする請求項6に記載の方法。
  11. 【請求項11】 前記ウェブは、前記ウェブの繊維成分の少なくとも1部が
    互いに結合されることを抑制する剥離剤を更に含有することを特徴とする請求項
    1に記載の方法。
  12. 【請求項12】 前記ウェブの少なくとも1側面に摩擦低減剤を塗付する段
    階を更に含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  13. 【請求項13】 前記結合材料は、ある模様で前記ウェブに塗付されること
    を特徴とする請求項1に記載の方法。
  14. 【請求項14】 前記模様がグリッド状の模様を含むことを特徴とする請求
    項13に記載の方法。
  15. 【請求項15】 請求項1のプロセスによって作られた複合不織材料であっ
    て、 約50重量%より多い繊維成分と、 約0重量%より多く、最大50%までの実質的に連続したフィラメントの不織
    層と、 前記複合材料の少なくとも1側面の少なくとも一部を覆う結合材料を含有する
    領域とを含む水圧交絡されたウェブを含有することを特徴とする複合材料。
  16. 【請求項16】 前記実質的に連続したフィラメントが、少なくとも1つの
    低軟化点成分と少なくとも1つの高軟化点成分とを含むとともに、少なくとも1
    つの低軟化点成分から成る少なくとも幾つかの外面を含む複合スパンフィラメン
    トであることを特徴とする請求項15に記載の複合材料。
  17. 【請求項17】 前記繊維複合材料は、パルプを含むことを特徴とする請求
    項15に記載の複合材料。
  18. 【請求項18】 前記繊維複合材料は、化学繊維を更に含むことを特徴とす
    る請求項17に記載の複合材料。
  19. 【請求項19】 前記複合材料は、2次的材料を更に含むことを特徴とする
    請求項15に記載の複合材料。
  20. 【請求項20】 前記2次的材料は、粘土、充填剤、スターチ、粒子、高吸
    収体粒子、及びそれらの組み合わせから選択されることを特徴とする請求項19
    に記載の複合材料。
  21. 【請求項21】 前記複合材料が平方メートル当たり約20から約200グ
    ラムまでの坪量を有することを特徴とする請求項15に記載の複合材料。
  22. 【請求項22】 前記結合材料が、pHが約2乃至約13の間の液体に曝さ
    れたときに3より高い色堅ろう度を保持することを特徴とする請求項15に記載
    の複合材料。
  23. 【請求項23】 前記結合材が、次亜塩素酸ナトリウムに曝されたときに3
    より高い色堅ろう度を保持することを特徴とする請求項15に記載の複合材料。
  24. 【請求項24】 前記結合材が、アルコールに曝されたときに3より高い色
    堅ろう度を保持することを特徴とする請求項15に記載の複合材料。
  25. 【請求項25】 繊維成分と実質的に連続したフィラメントの不織層とを含
    み、第1側面と第2側面とを有する水圧交絡されたウェブを準備し、前記ウェブ
    の前記第1側面を第1しぼ寄せ面に粘着させるために使用される結合材料を、前
    記ウェブ重量に対し約2重量%から約15重量%までの量で、予め選択された模
    様で前記ウェブの前記第1側面に塗付する段階と、 前記ウェブの前記第1側面を前記第1しぼ寄せ面からしぼ寄せする段階と、 前記ウェブの前記第2側面を第2しぼ寄せ面に粘着させるために使用される接
    着剤を、前記ウェブ重量に対し約2重量%から約15重量%の量で、予め選択さ
    れた模様で前記ウェブの前記第2側面に塗付する段階と、 前記ウェブの前記第2側面を前記第2しぼ寄せ面からしぼ寄せする段階とを含
    むことを特徴とする複合不織材料を成形するための方法。
  26. 【請求項26】 水圧交絡されたウェブを含む不織複合材料であって、 前記水圧交絡されたウェブは、 繊維成分、及び 実質的に連続したフィラメントの不織層を含み、 前記複合材料の少なくとも1側面の少なくとも一部を覆う結合材料を含有する
    領域とを含むとともに、 前記ウェブの少なくとも1側面がしぼ寄せされていることを特徴とする不織複
    合材料。
  27. 【請求項27】 前記水圧交絡されたウェブが、約50重量%より多い繊維
    成分、及び 約0より多く最大約50重量%までの実質的に連続したフィラメン
    トの不織層を含有することを特徴とする請求項26に記載の不織複合材料。
  28. 【請求項28】 前記水圧交絡されたウェブが、約70重量%より多い繊維
    成分、及び 約0%より多く最大約30%までの実質的に連続したフィラメント
    の不織層を含有することを特徴とする請求項26に記載の不織複合材料。
  29. 【請求項29】 前記実質的に連続したフィラメントが、少なくとも1つの
    低軟化点成分と少なくとも1つの高軟化点成分とを含むとともに、少なくとも1
    つの低軟化点成分から成る前記フィラメントの少なくとも幾つかの外面を有する
    複合スパンフィラメントであることを特徴とする請求項26に記載の不織複合材
    料。
  30. 【請求項30】 前記繊維成分は、パルプを含むことを特徴とする請求項2
    6に記載の不織複合材料。
  31. 【請求項31】 前記繊維成分は、化学繊維を更に含むことを特徴とする上
    記請求項26に記載の不織複合材料。
  32. 【請求項32】 前記複合材料は、2次的材料を更に含むことを特徴とする
    上記請求項26に記載の不織複合材料。
  33. 【請求項33】 前記2次的材料は、粘土、充填剤、スターチ、粒子、超吸
    収体粒子、及びそれらの組み合わせから選択されることを特徴とする請求項32
    に記載の不織複合材料。
  34. 【請求項34】 前記複合材料は、平方メートル当たり約20から約200
    グラムまでの坪量を有することを特徴とする請求項26に記載の不織複合材料。
  35. 【請求項35】 請求項26の不織複合材料を含む拭取り用製品。
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