JP2002500282A - 超吸収性繊維の不織ウェブとその製造方法 - Google Patents

超吸収性繊維の不織ウェブとその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 不織ウェブと超吸収性繊維の新規な製造方法を開示する。超吸収性先駆物質重合体の水性溶液は、定められた状態の下で複数のダイオリフィスを通して押し出されて、複数のスレッドラインが形成される。制御されたマクロ規模の乱れの状態の下で、かつダイオリフィスを離れる時および約８ｃｍ以下の距離の間、各スレッドラインの粘度がダイからの距離が増すにつれて増分的に増大することを許し、同時に半径方向の粘度の均一性を実質上維持する十分な状態の下で、著しい繊維の破断なしに、所望の細長化と平均繊維径をもつ繊維が得られる十分な細長化率で、スレッドラインが定められた一次気体源で細長化されて繊維が形成される。細長化された繊維は定められた二次気体源で乾燥される。得られた繊維は移動有孔面の上に不規則に堆積されて、実質上均一なウェブが形成される。移動有孔面はスレッドラインと接触する最後の気体源から約１０〜１００cmの所にある。繊維は約０．１〜３０μｍの平均繊維径を有し、実質上ショットはない。細長化ステップと乾燥ステップは制御されたマクロ規模の乱れの状態の下で実施される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は超吸収性繊維の不織ウェブに関するものである。一態様として、本発
明は超吸収性微細繊維の不織ウェブを製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ある種の重合体は液体を吸い取って保持する能力のため超吸収性重合体と呼ば
れる。ポリ（アクリル酸）共重合体は、そのような超吸収性重合体の一例である
。
【０００３】 乾式紡糸は超吸収性重合体を連続フィラメントにすることができる。乾式紡糸
は重合体の水性溶液を空気中に押し出す。高濃縮重合体溶液を用いて、液状フィ
ラメントが気体環境の中で押し出され、次に凝固され、乾燥され、熱延伸され、
熱処理される。
【０００４】 超吸収性繊維不織ウェブは、最初に繊維形成重合体水性液を押し出してフィラ
メントにし、次にそのフィラメントを十分な速度をもつ一次空気流に接触させて
フィラメントを細長化することによって作ることができる。細長化されたフィラ
メントは繊維形成ゾーンにおいて有効な速度をもつ二次空気流に接触して、さら
に細長化される。さらに細長化されたフィラメントは破砕されて繊維になり、ウ
ェブ形成ゾーンへ運ばれる。得られた繊維はウェブ形成ゾーンに集められて、網
状ウェブが形成され、硬化される。
【０００５】 水溶性樹脂繊維の不織ウェブは、３０μｍ以下の平均繊維径と５〜５００ｇ／
ｍ2の基本重量をもつ水溶性樹脂微細繊維で構成することができる。不織ウェブ は、水溶性樹脂の水性溶液または水で溶融可塑化した水溶性樹脂をノズルを通し
て押し出し、押し出された材料を高速気体流で延伸して繊維を形成し、その繊維
を加熱して繊維内の水分を蒸発させ、そのあと繊維を集めることによって製造す
ることができる。水溶性樹脂は、用途が主としてプルラン(pullulan)、天然グル
カンの使用に向けられるときは、ポリ（ビニルアルコール）を含有することがで
きる。高速気体流は、１０〜１，０００ｍ／ｓｅｃの線速度と、２０℃〜６０℃
の温度をもつ空気であってもよい。繊維は、繊維の流れの両側に、平行に置かれ
た赤外線ヒーター列で乾燥させることができる。
【０００６】 重合体の溶液または溶融重合体から繊維状ウェブすなわち製品を製造する或る
方法は非常に短い繊維を作るので、溶融熱可塑性重合体から不織ウェブを製造す
るため使用できるメルトブローイング法またはスパンボンディング法とはかなり
相違している。
【０００７】 繊維形成プロセスに、蒸気を使用することができる。超臨界流体溶液を使用し
、フラッシングを防止し、水膨潤ゲル化繊維をスプレーするという条件の下で、
含水重合体配合物を押し出し、ウェブを形成することができる。
【０００８】 繊維形成プロセスに、メルトブローイング法を使用することができる。
【０００９】 繊維形成プロセスにコフォーミング(coforming)法を使用することができる。 繊維または粒子は、それらが形成されると、メルトブロー繊維に混ぜ合わされる
。
【００１０】 繊維形成プロセスに、スパンボンディング法を使用することができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
高分子量、例えば実例として５００，０００以上の分子量と最小の架橋結合を
もつ超吸収性先駆物質重合体は、負荷の下で高い液体吸収性を提供することがで
きる。
【００１２】 超吸収性重合体は、負荷の下で乾燥吸収性繊維または不織ウェブ１g当り０． ９重量％水性塩化ナトリウム１０ｇのレベルの高い液体吸収性を提供することが
できる重合体を意味する。
【００１３】 重合体が直鎖重合体である場合でも、特に分子鎖が軟質である時、高分子量の
重合体から繊維を紡糸することは、非常に厄介な問題である。
【００１４】 超高弾性率かつ高強度の繊維は、超高分子量のポリエチレンからスローゲル(s
low gel)紡糸によってのみ製造される。
【００１５】 直鎖軟質重合体の溶液からの繊維紡糸は、溶液内のコイル状の絡み合った重合
体分子の絡み合いを除去することと、延伸することが必要である。それらの分子
が大きい時、絡み合いを除去し、延伸するプロセスは、例え成功しても、非常に
難しい上に、時間がかかる。また、緩和時間も長い。
【００１６】 従って、特に高速不織紡糸プロセスによって、高分子量の重合体の溶液から実
質上連続する繊維を製造することは不可能であると考えられてきた。高速不織紡
糸プロセスは、従来の紡織繊維紡糸より１０倍〜１００倍高い紡糸速度で動作す
る。より高速の紡糸速度では、高分子量（１２４，０００〜１８０，０００）の
ポリ（ビニルアルコール）から製造したマイクロ繊維ウェブがショッティ(shoty
)（繊維の破断を指す）になることが観察された。
【００１７】 本発明の目的は、新規な不織ウェブと、機械的強度、高い液体吸収性、および
好ましい取扱いの諸性質をもつ実質上連続する超吸収性マイクロ繊維を含有する
、大幅に改良された不織ウェブを製造する方法を提供することである。
【００１８】 本発明のもう１つの目的は、新規な不織ウェブと、機械的強度、高い液体吸収
性、および好ましい取扱いの諸性質をもつ連続する超吸収性微細繊維を含有する
、新規な、かつ大幅に改良された不織ウェブを製造する方法を提供することであ
る。
【００１９】 本発明の別の目的は、新規な、かつ大幅に改良された実質上連続する超吸収性
マイクロ繊維と、機械的強度、高い液体吸収性、および好ましい取扱いの諸性質
をもつマイクロ繊維を含有する不織ウェブを提供することである。
【００２０】 本発明のさらに別の目的は、大幅に改良された連続する超吸収性微細繊維と、
機械的強度、高い液体吸収性、および好ましい取扱いの諸性質をもつ微細繊維を
含有する不織ウェブを提供することである。
【００２１】 本発明のさらに別の目的は、実質上連続する超吸収性マイクロ繊維を含有する
、大幅に改良された不織ウェブを含んでいる使い捨て吸収用品を提供することで
ある。
【００２２】 本発明のさらに別の目的は、連続する超吸収性微細繊維を含有する、大幅に改
良された不織ウェブを含む使い捨て吸収用品を提供することである。
【００２３】 以上およびその他の目的は、明細書の詳細な説明と特許請求の範囲を検討すれ
ば、よりいっそう明白になるであろう。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
簡潔に述べると、本発明は、新規な不織ウェブと、実質上連続する超吸収性微
細繊維の不織ウェブを製造する方法を提供する。この実施例では、約３００，０
００〜１０，０００，０００の分子量をもつ約１０〜７５重量％の直線超吸収性
先駆物質重合体からなる水性重合体溶液が準備される。重合体溶液は約２０℃〜
１８０℃の温度で、約３〜１０００Pa sec の粘度で、複数のオリフィスをもつ ダイを通して押し出され、複数のスレッドラインが形成される。ダイオリフィス
の直径は約０．２〜１．２mmである。ダイオリフィスを離れる時および約８ｃｍ
以下の距離の間、各スレッドラインの粘度がダイからの距離が増すにつれて増分
的に増大することを許し、同時に半径方向の粘度の均一性を実質上維持する十分
な状態の下で、著しい繊維の破断なしに、所望の細長化と平均繊維直径をもつ繊
維が得られる十分な細長化率で、得られたスレッドラインが一次気体源で細長化
される。一次気体源は、約３０〜１００％の相対湿度と、約２０℃〜１００℃の
温度と、約１５０〜４００m／sの速度と、約７０°〜１１０°の水平入射角と、
約９０°以下の垂直入射角を有する。スレッドラインは、約１４０℃〜３２０℃
の温度と、約６０〜１２５ｍ／ｓの速度をもつ二次気体源で乾燥されて、繊維が
形成される。二次気体源は、約７０°〜１１０°の水平入射角と約９０°以下の
垂直入射角を有する。繊維は移動有孔面の上に不規則に堆積されて、約０．４〜
１．９ｃｍ2の規模で実質上均一なウェブが形成される。移動有孔面はスレッド ラインと接触する最後の気体源が出てくる開口から約１０〜６０ｃｍの所に置か
れている。繊維は、約０．１〜１０μｍの平均繊維径を有し、実質上ショットが
ない。細長化ステップと乾燥ステップは、制御されたマクロ規模の乱れの状態の
下で実施される。繊維は直径と比較して連続するとみなすことができるような長
さの繊維である。重合体を不溶化し、かつ超吸収性先駆物質重合体に安定な架橋
結合を与えるため、均一なウェブは、熱、電子ビーム、マイクロ波、および無線
周波数放射からなるグループから選択した高エネルギー源にさらされる。一定の
ウェブ構造と属性を与えるため、安定化されたウェブに対し加湿、圧縮化、型押
し、ボンディング、および積層などの後処理が実施される。
【００２５】 本発明は、さらに、新規な不織ウェブと、連続する超吸収性微細繊維を含有す
る、大幅に改良された不織ウェブを製造する方法を提供する。この実施例では、
一次気体源は約６０〜９５％の相対湿度と、約２０℃〜１００℃の温度と、約３
０〜１５０m／sの速度と、約７０°〜１１０°の水平入射角と、約９０°以下の
垂直入射角を有する。スレッドラインは、約１４０℃〜３２０℃の温度と、約３
０〜１５０ｍ／ｓの速度と、約７０°〜１１０°の水平入射角と、約９０°以下
の垂直入射角を有する二次気体源で乾燥されて、繊維が形成される。繊維は、移
動有孔面の上に不規則に堆積されて、約１．９〜６．５ｃｍ2の規模で実質上均 一なウェブが形成される。移動有孔面はスレッドラインと接触する最後の気体源
が出てくる開口から約１０〜１００ｃｍの所に置かれている。繊維は約１０〜３
０μｍの平均繊維径を有し、直径は実質上均一である。細長化ステップと乾燥ス
テップは、最小のマクロ規模の乱れの状態の下で実施される。
【００２６】 本発明は、さらに、新規な不織ウェブと、大幅に改良された連続する超吸収性
微細繊維およびそれらの繊維を含有する不織ウェブを製造する方法を提供する。
この実施例では、一次気体源は約６５〜９０％の相対湿度と、約２０℃〜１００
℃の温度と、約３０m／s未満の速度と、約７０°〜１１０°の水平入射角と、約
９０°の垂直入射角を有する。スレッドラインは、約１４０℃〜３２０℃の温度
と、約３０ｍ／ｓ未満の速度と、約７０°〜１１０°の水平入射角と、約９０°
の垂直入射角を有する二次気体源で乾燥されて、繊維が形成される。得られた繊
維は約１０℃〜５０℃の温度と、約３０〜２４０ｍ／ｓの速度と、約７０°〜１
１０°の水平入射角と、約９０°以下の垂直入射角を有する三次気体源で細長化
される。繊維は、移動有孔面の上に不規則に堆積されて、約１．９〜６．５ｃｍ 2 の規模で実質上均一なウェブが形成される。移動有孔面はスレッドラインと接 触する最後の気体源が出てくる開口から約１０〜１００ｃｍの所に置かれている
。繊維は約１０〜３０μｍの平均繊維径を有し、直径は実質上均一である。状態
調節ステップ、細長化ステップおよび乾燥ステップは、最小のマクロ規模の乱れ
の状態の下で実施される。
【００２７】 本発明は、さらに、大幅に改良された実質上連続する超吸収性マイクロ繊維と
、それらの繊維を含有する不織ウェブを提供する。この実施例では、繊維は約０
．１〜１０μｍの平均繊維径を有し、実質上ショットがなく、直径と比較して連
続しているとみなすことができるような長さの繊維である。不織ウェブは、平均
繊維径しだいで約０．４〜１．９cm2の規模で実質上均一である。
【００２８】 本発明は、さらに、連続する超吸収性微細繊維を含有する大幅に改良された不
織ウェブを提供する。この実施例では、繊維は約１０〜１００μｍの平均繊維径
を有し、本質上ショットがなく、直径が実質上均一である。不織ウェブは、平均
繊維径しだいで約１．９〜６．５ｃｍ2の規模で実質上均一である。
【００２９】 本発明は、実質上連続する、あるいは連続する超吸収性繊維を含有する大幅に
改良された不織ウェブを含んでいる使い捨て吸収製品を提供する。
【００３０】 本発明の超吸収性繊維不織ウェブは、おむつ、トレーニングパンツ、衛生ナプ
キン、タンポン、等の生理用品、失禁用品、拭取り布、等などの使い捨て吸収製
品を生産するのに特に役に立つ。
【００３１】
【発明の実施の形態】
８，０００，０００のように非常に高い分子量の超吸収性先駆物質重合体から
、新規なプロセスを修正した高速不織紡糸プロセスによって実質上連続する繊維
を含有する（すなわち、非常に小さい「ショット」を有する）高吸収性不織ウェ
ブが得られることが実験的な開発を通して判った。
【００３２】 新規な繊維形成のメカニズムは、ポリアクリル酸ナトリウム共重合体のカルボ
キシル群に対する水分子の強い親和力を必要とすると考えられる。水分子の強い
親和力は、例えば、長い重合体鎖をより硬くするので、容易に絡み合いを除去し
、かつ容易に延伸させることができるからである。メカニズムは、ポリアクリル
酸ナトリウム共重合体のカルボキシル群のイオン修復(ionic repairing)を必要 とすることがある。
【００３３】 気体環境（その中に溶液スレッドラインが押し出される）の湿度と温度の綿密
な制御を行い、かつウエット・スレッドラインが破断または「破砕」せずに、望
ましい微細なサイズに細長化する前に、溶剤水が早期に過剰蒸発するのを防止す
る新規なプロセスの下で、ポリアクリル酸ナトリウム共重合体から、大幅に改良
された不織ウェブが得られた。実質上連続する繊維は非常に小さい「ショット」
を含んでいた。特に一次蒸気と二次高温乾燥空気の乱れを制御した時、不織ウェ
ブは非常にソフトで、かつ均一であった。
【００３４】 ここで使用する用語「ウェブの均一性」は、本発明に従って製造された不織ウ
ェブの一定面積をもつ任意の部分が同じ面積をもつ他の任意の部分に似ている度
合いをいう。ウェブの均一性は、繊維径と移動有孔面上に繊維を堆積させる仕方
の関数である。理論的に、多孔度、気孔率、気孔サイズ、ウェブの厚さ、等に関
して、ウェブの一定面積をもつどれかの部分と一定面積をもつ他のどれかの部分
とは区別できないであろう。しかし、均一性の変化は、他の部分より薄い部分と
してウェブに明白に表れる。そのような変化を視覚的に評価して、ウェブの均一
性を主観的に決定することができる。代案として、ウェブの厚さ、すなわちウェ
ブを透過する光を測定することによって、ウェブの均一性を質的に評価すること
もできる。
【００３５】 用語「比較的小さい規模」は、明細書を通してウェブの均一性に関して使用さ
れており、比較するウェブの幾つかの部分のそれぞれの概算面積を定める。規模
は、平均繊維径しだいで、一般に約０．４〜６．５ｃｍ2であろう。平均繊維径 が１０μｍ以下の時、ウェブの均一性を評価する概算面積（ｃｍ２）、すなわち
規模は、平均繊維径（μｍ）の０．１９倍か、０．４ｃｍ2のどちらか大きいほ うである。平均繊維径が約２．１〜１０μｍの時、規模は平均繊維径に０．１９
を乗じて決定される。しかし、平均繊維径が約２．１μｍ以下の時、規模は０．
４ｃｍ2である。平均繊維径が１０μｍ以上の時、適切な乗数は０．２１５であ る。語句「約０．４〜６．５cm2の規模で」は、同じウェブの他の部分と比較す るウェブのある部分の面積（各部分は本質的に同じ面積を有する）が決められた
範囲内にあることを意味する。選択される面積（ｃｍ2）は、（１）平均繊維径 が１０μｍ以下である時は、平均繊維径（μｍ）のおよそ０．１９倍か、または
０．４ｃｍ2のどちらか大きいほうであり、（２）平均繊維径が１０μｍ以上の 時は、平均繊維径のおよそ０．２１５倍である。
【００３６】 ここで使用する用語「ショット」は、一般に押出しプロセスによって生成され
た繊維の平均直径より大きな直径を有する重合体の粒子を指す。ショットの発生
は、一般にフィラメントの破断と、ダイチップ上の重合体溶液の随伴堆積が関係
している。
【００３７】 用語「分子量」は、特に指摘しない限り、重量平均分子量を指す。
【００３８】 ここで使用する用語「乱れ」は、流体（一般には気体）の滑らかな流れすなわ
ち層流からの逸脱を指すのに用いられる。この用語は、流体の流れが時間と共に
大きさと方向が不規則に変化して、本質的にパターンが変わりやすい程度すなわ
ち度合いに使用するつもりである。用語「マクロ規模の乱れ」は、繊維または繊
維セグメントがウェブ形成面に接近するとき、乱れがそれらの相互の向きおよび
間隔に影響を及ぼすような規模であることを意味する。その場合、そのような繊
維セグメントの長さは上記規模に等しいかそれ以下である。乱れの大きさが経験
的に決められたレベル以下に保たれている時は、乱れは「制御されている」。最
小の乱れは、プロセス変数を適当に選定することによって達成することができ、
決められた目標を達成するのに必要な程度まで増すことが許される。
【００３９】 乱れを測定することは難しいので、乱れが十分な度合いに制御されている時を
決定する間接的な手段を使用しなければならない。そのような間接的な手段はウ
ェブの均一性である。ウェブの均一性は、評価するウェブの面積とウェブを構成
する平均繊維径との関数として定義される。例えば、もし規模、すなわち比較す
るため使用するウェブの面積が大きければ、例えば数平方メートルのオーダーで
あれば、不織ウェブの生産は非常に均一な製品を提供するであろう。逆に、もし
規模が小さく、平均繊維径のオーダーであれば、同じウェブの均一性は非常に悪
い。従って、本発明に従って製造されたウェブを評価するため選定される規模は
、不織ウェブが種々の用途のため幾つかのプロセスによって生産されることが基
礎になっている。
【００４０】 用語「スレッドライン」は、明細書および特許請求の範囲を通して、重合体溶
液がダイオリフィスを通して押し出された時に形成された、凝固すなわち乾燥前
の造形物を表すのに使用される。スレッドラインは本質的に液体または半固体で
ある。用語「繊維」は、凝固すなわち乾燥させたスレッドラインを示すのに使用
される。スレッドラインから繊維への遷移は徐々にである。
【００４１】 スレッドライン・カーテンの後側と前側に関して、カーテンの後側は移動有孔
面が近づいていく側である。有孔面はスレッドライン・カーテンの下を通過し、
その上に形成された不織ウェブと共にカーテンから遠ざかる。不織ウェブが形成
された側がスレッドライン・カーテンの前側である。
【００４２】 基本単位であれ誘導単位であれ、可能な場合はいつでも、すべての単位はＳＩ
単位(International System of Units)である。従って、粘度の単位は、ここで はPa sec と略したパスカル−秒である。パスカル−秒は１０ポアズ（より一般 的な粘度の単位）に等しい。
【００４３】 次に、超吸収性繊維を含有する大幅に改良された不織ウェブを製造する本発明
の方法について説明する。本方法は一般に以下のステップを含んでいる。 Ａ． 線状超吸収性先駆物質重合体の水性重合体溶液を準備すること、 Ｂ． 得られた重合体溶液を複数のオリフィスをもつダイを通して押し出し、
複数のスレッドラインを形成すること、 Ｃ． 得られたスレッドラインを一次気体源で細長化すること、 Ｄ． 細長化したスレッドラインを二次気体源で乾燥させて、繊維を形成する
こと、 Ｅ． 得られた繊維を移動有孔面の上に不規則に堆積させて、実質上均一なウ
ェブを形成すること、および Ｆ． 繊維を不溶化して、水膨潤性であるが不水溶性のウェブにすること。
【００４４】 一般に、最初の２つのステップは、使用する装置すなわちプロセスの細部とは
無関係である。しかし、以下に明らかになるように、残りのステップについては
そうではない。すなわち、細長化ステップ、乾燥ステップ、および堆積ステップ
の制限の一部は、作られた超吸収性先駆物質繊維が実質上連続であるか、または
連続であるかによって決まる。
【００４５】 本方法の第１ステップ（ステップＡ）は、約１０〜７５重量％の重合体を含む
水性超吸収性先駆物質重合体溶液を準備することが必要である。水中への重合体
の溶解度は重合体の分子量に反比例するので、より高い濃度すなわち約４０重量
％以上の濃度は、重合体の分子量が約１００，０００以下の時のみ、実際に役に
立つ。好ましい濃度範囲は約２０〜６０重量％である。溶液内の超吸収性先駆物
質重合体の最も好ましい濃度は約２５〜４０重量％である。
【００４６】 一般に、本発明の超吸収性先駆物質重合体は約３００，０００〜１０，０００
，０００の分子量をもつ。好ましい分子量の範囲は約３，０００，０００〜８，
０００，０００であり、より好ましい分子量の範囲は約５００，０００〜４，０
００，０００である。
【００４７】 超吸収性先駆物質重合体溶液は、さらに、重合体主鎖内の架橋性成分および／
または架橋剤に加えて、少量の他の物質、すなわち溶液の５０重量％未満の総固
形分を一緒に構成する量の他の物質を含有することができる。そのような他の物
質としては、単なる例示として、ポリエチレングリコール、グリセリン、等の可
塑剤、着色剤すなわち染料、クレー、澱粉、等の増量剤、その他の機能性物質、
等がある。
【００４８】 第２ステップ（ステップＡ）において、約２０℃〜１８０℃の温度で、前記押
出し温度での約３〜１０００ Pa sec の粘度で、複数のオリフィスをもつダイを
通して重合体溶液を押し出し、複数のスレッドラインを形成する。オリフィスの
直径は約０．２０〜１．２ｍｍである。好ましい押出し温度は約７０℃〜９５℃
であろう。好ましい溶液の粘度は約５〜３０ Pa sec である。オリフィスの直径
は約０．３〜０．６ｍｍが好ましい。オリフィスは約７列ほどの多重列で配列さ
れている。オリフィスの列は不織ウェブがその上に形成される移動有孔面の移動
方向と直角をなしている。列の長さが形成されるウェブの幅を定める。そのよう
なオリフィスの配列によって、スレットラインの「シート」すなわち「カーテン
」が生じる。カーテンの厚さはオリフィスの列の数によって決まるが、カーテン
の幅に比べると非常に小さい。便宜上、ここでは、そのようなスレッドラインの
カーテンを「スレッドライン平面」と呼ぶことにする。スレッドライン平面はウ
ェブがその上に形成される移動有孔面と直角をなしているが、上記の向きは必須
条件でも必要条件でもない。
【００４９】 溶液の粘度は温度の関数であるが、重合体の分子量と溶液内の重合体濃度の関
数でもある。従って、それらすべての変数を考慮に入れて、押出し温度での溶液
の粘度を適当な範囲に維持する必要がある。
【００５０】 次に、ステップＣにおいて、各スレッドラインがダイオリフィスを離れる時お
よび約８ｃｍ未満の距離の間、各スレッドラインの粘度がダイからの距離が増す
と共に増分的に増大することを許し、同時に半径方向の粘度の均一性を維持する
十分な状態の下で、得られたスレッドラインは一次気体源で細長化され、繊維が
形成される。スレッドラインの細長化率は、著しい繊維の破断なしに、所望の強
度と平均繊維径をもつ繊維が得られる程度でなければならない。一次気体源は、
約４０〜１００％の相対湿度、約２０℃〜１００℃の温度、約７０°〜１１０°
の水平入射角、および約９０°以下の垂直入射角を有している。
【００５１】 実質上連続する繊維を形成している時、一次気体源の速度は約１５０〜４００
ｍ／ｓである。より好ましい一次気体源の速度は約６０〜３００ｍ／ｓである。
最も好ましい一次気体源の速度は約７０〜２００m／ｓである。しかし、連続す る繊維を形成する場合、一次気体源の速度は約３０〜１５０ｍ／ｓである。
【００５２】 通常、スレッドラインからある程度水が失われるのは避けられないので、細長
化ステップは細長化の面と乾燥化の面の間でバランスをとる必要がある。しかし
、最適な細長化条件と最適な乾燥化条件は必ずしも一致するとは限らない。従っ
て、２つのパラメータの間に矛盾が生じることがあり、条件の折衷案を見つける
必要がある。
【００５３】 重要なことは、スレッドラインを破断させずに所望のレベルまで細長化するこ
とである。過大な細長化率はスレッドラインに過大な応力を生じさせるので、特
に約０．１〜１０μｍの直径を持つマイクロ繊維では、頻繁なスレッドラインま
たは繊維の破断とショット発生の増加をもたらす。だが、遅過ぎる細長化率は十
分に強い繊維を提供することができない。他方、とりわけ細長化ステップ中の早
過ぎるスレッドラインの乾燥は破断の増加とショット発生の増加をもたらす。も
し乾燥ステップ中にスレッドラインの乾燥が遅過ぎれば、繊維を移動有孔面の上
に置いた時にそれらの繊維がウェット過ぎるために、過大な繊維間結合すなわち
融着が生じる。従って、一般に、理想的な乾燥条件は大きく細長化した強い繊維
を生産するには最適でない。それゆえ、スレッドラインを細長化し、乾燥させる
といういくぶん相反する要求は、一次気体源の速度ばかりでなく、その相対湿度
と温度を制御することによって達成される。要求されたスレッドライン粘度の増
分的な増加を与えるため、細長化ステップはスレッドラインの部分乾燥しかもた
らさない。
【００５４】 細長化され、部分乾燥されたスレッドラインは、ステップＤにおいて、二次気
体源で乾燥される。二次気体源の温度は約１４０〜３２０℃である。水平および
垂直入射角の要求は一次気体源の場合と同じである。実質上連続する繊維を生産
する場合は、二次気体源の速度は約６０〜１２５m／sである。連続する繊維を生
産するには、約３０〜１５０ｍ／ｓの速度の二次気体源が必要である。
【００５５】 ここで使用する用語「一次気体源」は、スレッドラインがダイから出てきた時
にスレッドラインと最初に接触する気体源を意味する。用語「二次気体源」は、
スレッドラインが一次気体源と接触した後にスレッドラインまたは繊維と接触す
る気体源を指す。それゆえ、「第１」と「第２」は、スレッドラインがダイから
出てきた後、２つの気体源がスレッドラインと接触する順序を指す。もし使用さ
れていれば、後に続く気体源は「第３」、「第４」、等と呼ばれる。本発明の精
神および範囲に含まれるが、そのような後続の気体源の使用は、普通は，実際に
役立つこともなく、必要でもないので、後に説明する２つの例外を除いて好まし
くない。
【００５６】 ステップＣおよびＤが要求する各気体源と各追加気体源（もし使用されれば）
は、少なくとも２つの気体の流れを含んでいることが好ましいであろう。２つの
流れはより好ましい。２つの流れを使用する場合、それらはスレッドライン・カ
ーテンすなわちスレッドライン平面の両側に配置される。スレッドライン・カー
テンの前側からフィラメントに衝突する流れは正の垂直入射角を有するのに対し
、スレッドライン・カーテンの後側からフィラメントに衝突する流れは負の垂直
入射角を有する。しかし、各流れごとの垂直入射角の絶対値は記載した制限内に
なければならないが、２つの流れは垂直入射角について同じ絶対値をもつ必要は
ない。それゆえ、気体源が２つ以上の気体の流れを含んでいる場合、垂直入射角
に関する要求は絶対値を指すと理解されたい。
【００５７】 本方法の最後のステップ（ステップＥ）において、前のステップから得られた
繊維は移動有孔面の上に不規則に堆積される。実質上連続する繊維を生産する場
合は、移動有孔面はスレッドラインと接触する最後の気体源が出てくる開口から
約１０〜６０ｃｍの所にある。移動有孔面と上記開口間の距離はここでは時には
形成距離と呼んでいる。平均繊維径は約０．１〜１０μｍである。繊維は直径が
実質上均一であり、かつ実質上ショットはない。
【００５８】 連続する繊維を生産する場合は、前記形成距離は約１０〜１００ｃｍが好まし
く、平均繊維径は約１０〜１００μｍが好ましい。連続する繊維は実質上均一な
ウェブを生み出す。
【００５９】 ウェブの均一性を評価する際に比較のため用いる面積すなわち規模は、繊維径
の関数である。実質上連続する繊維を含んでいるウェブの場合の面積すなわち規
模は約０．４〜１．９ｃｍ2であるが、連続する繊維を含んでいるウェブの場合 の規模は約１．９〜６．５ｃｍ2である。
【００６０】 ステップＣは、１）制御されたマクロ規模の乱れと、２）各スレッドラインが
ダイオリフィスを離れる時、各スレッドラインの粘度がダイからの距離が増すと
共に増分的に増大することを許し、同時に著しい繊維の破断なしに、所望の細長
化と平均繊維径をもつ繊維が得られる十分な細長化率で、半径方向の粘度の均一
性を維持する十分な状態を要求している。この２つの要求を満たす手段は、相対
湿度と、温度と、速度と、スレッドラインに対する向きを含む気体源に関する４
つのパラメータすなわち変数を制御することが必要である。マクロ規模の乱れは
、主として、気体流の速度と、スレッドライン・カーテンに衝突する際の気体源
の向きの関数である。気体源の速度の影響を受けるが、スレッドラインの粘度は
、一次気体源の相対湿度と温度の関数である。上記パラメータすなわち変数は、
以下の「マクロ規模の乱れ」と「スレッドラインの粘度」に関連して検討する。
【００６１】 次にマクロ規模の乱れについて説明する。細長化と乾燥は、制御されたマクロ
規模の乱れの状態の下で行われる。好ましい実施例の場合、細長化と乾燥は、最
小のマクロ規模の乱れの状態の下で行われ、それは実質上均一なウェブの形成を
助ける。ここで使用する用語「最小のマクロ規模の乱れ」は、所望の均一なウェ
ブの形成（それは部分的に均一な繊維間隔と向きによって決まる）が生じるのを
許す乱れの程度を単に意味する。
【００６２】 ある程度の乱れは不可避であり、また細長化が移動気体流にスレッドラインが同
伴されることによって生じることが事実とすれば、それは確かに必要である。最
小気体流速は経験的に決められる。最小気体流速は押出し速度よりはるかに大き
い。
【００６３】 ある例では、マクロ規模の乱れは制御されているが、最小の乱れより大きい。
例えば、形成されたスレッドラインに繊維または粒子を混ぜ合わせることになっ
ている場合、一貫して均一なウェブが得られる十分な程度の混ぜ合せを達成する
には、より大きな程度の乱れが必要である。
【００６４】 マクロ規模の乱れもまた、気体源の性質と，気体がスレッドライン・カーテン
に衝突する時の向きの関数である。そのほかに、スレッドライン細長化の効率も
、少なくとも部分的に，気体源の向きによって決まる。その気体源の向きは水平
入射角と垂直入射角とによって定まる。
【００６５】 水平入射角は、図１に最もわかりやすく定義してある。図１は、本発明の一実
施例に係る不織ウェブの製造の一部を示す斜視図である。重合体溶液はダイ１０
の面１１にある複数のオリフィスを通して押し出され、スレッドライン・カーテ
ン１２を形成する。スレッドライン・カーテン１２が矢印１４の方向に移動して
いる有孔面１３と出会うと、その上に不織ウェブ１５が形成される。直線１６は
スレッドライン・カーテン１２の平面にあって、ダイ１０の面１１と平行である
。矢印１７は直線１６に対する気体の流れの向きを示しており、流れの方向は矢
印１７と同じ方向である。直線１６と矢印１７とがなす角１８が水平入射角であ
る。角１８は、ダイ１０と向かい合っている観察者（有孔ベルト１３は観察者に
向かって進行している）から見て直線１６の右側部分に対し測定される。各気体
源の水平入射角は約７０°~１１０°であり、９０°の角度が好ましい。
【００６６】 垂直入射角は、図２に最もよく定義されている。図２は、図１の線２−２に沿
った、オリフィス２１を有するダイ２０の小部分の断面図である。矢印２２はオ
リフィス２１から出てくるスレッドライン（図示せず）の中心線であり、流れの
方向は矢印２３と同じ方向である。矢印２３は矢印２２に対する気体の流れの向
きであり、流れの方向は矢印２３と同じ方向である。矢印２２と２３のなす角２
４が垂直入射角である。どんな気体源の垂直入射角も、一般に約９０°以下であ
ろう。好ましい垂直入射角は約６０°以下であり、最も好ましい垂直入力角は約
４５°以下である。任意の与えられた気体源が２つ以上の気体の流れを含んでい
る時、垂直入射角の好ましい値は絶対値を指す。
【００６７】 マクロ規模の乱れは、部分的に気体源の向きの関数である。図１および２の検
討から、水平入射角が約９０°の時、水平入射角はマクロ規模の乱れ（すなわち
、ウェブの均一性）に対しほとんど影響を及ぼさない。同様に、垂直入射角が約
０°の時、垂直入射角はマクロ規模の乱れにほとんど影響を及ぼさない。水平入
射角が９０°からずれた時、および／または垂直入射角が０°から増加した時、
気体源の速度を下げることによって、マクロ規模の乱れはある程度減少する。
【００６８】 どんな気体源のマクロ規模の乱れもスレッドライン・カーテンの全幅に沿って
注意深く制御することが必要である。そのような制御はマニホールド構造を使用
することによってある程度達成される。例えば、徐々に減少する断面をもつマニ
ホールドが使用される。そのほかに、ハニカムセクションと網目または燒結多孔
性金属バッフルとの組合せによって、望ましくない大規模な乱れの渦流（これは
他のやり方で形成することができる）は効果的に消滅する。
【００６９】 制御された高速気体源がダクトまたはマニホールドの開口から出る時、それを
取り囲んでいる周囲空気を同伴するので、前記開口からの距離が増すにつれてそ
の速度が減少する。高速気体源と周囲空気間で運動量が移転する際に、乱れの渦
のサイズが増大する。小規模の乱れの渦は、気体源が出てくる開口に近い早い段
階で繊維が絡み合うのを助けるが、開口から約５０ｃｍ以上の距離の所で成長す
る渦は、ウェブ内に重基本重量の領域と軽基本重量の領域を形成するので、ウェ
ブの均一性に悪い影響を及ぼす。重要なことは、形成距離を指定した限界内に維
持することである。また、大規模な渦流を最小限に維持するには、ある程度の周
囲空気の同伴は不可欠である。
【００７０】 次にスレッドラインの粘度について説明する。一次気体源は約３０〜１００％
の相対湿度を有する。一次気体源のより好ましい相対湿度は約６０〜９５％であ
ろう。、一次気体源の最も好ましい相対湿度は約６０〜９０％であろう。
【００７１】 加湿した気体源に水滴が存在すると、特にショットの形成に関して、スレッド
ラインおよび繊維の形成に悪い影響を及ぼすことが判った。従って、加湿した気
体源に存在するかもしれないどんな水滴も直径がスレッドラインの直径より小さ
いことが好ましい。最も好ましいのは、加湿した気体源に本質的に水滴が含まれ
ていないことである。
【００７２】 実際には、衝突型分離器を使用して、加湿した気体源から水滴がうまく除去さ
れる。そのほかに、スレッドラインに衝突する前に、加湿した気体源が通るすべ
ての通路を加熱することも役に立つ。しかし、通路の温度は、加湿した気体源の
温度が前に述べた許容限界内にとどまるような温度にすべきである。
【００７３】 一次気体源の温度は約２０〜１００℃である。より好ましい温度は約４０~１ ００℃であり、最も好ましい温度は約６０〜９０℃である。
【００７４】 粘度の要求は、図３および図４を参照すれば理解できる。図３は、面３４をも
つダイ３３（部分断面図で示す）のオリフィス３２から出てくる縦軸線３１をも
つスレッドライン３０の一部の斜視図である。平面３５は軸線３１と直角をなし
、ダイ面３４からd1の距離にある。平面３６も同様に軸線３１と直角をなし、ダ
イ面３４からd2の距離にある。ｄ2はd1より大きい（すなわち、ｄ2＞ｄ1）。ス レッドライン３０のセクション３７は平面３５と平面３６の間にある。スレッド
ライン３０は細長化中であるので、スレッドラインの直径はダイからの距離が増
すにつれて減少する。従って、スレッドライン３０のセクション３７は先端切除
逆円錐、より適切には、逆円錐台とほぼ同じである。
【００７５】 図４は、図３の平面３５と平面３６間のスレッドライン３０のセクション３７
の斜視図である。図４において、スレツドライン４０は、軸線４１を有し、上平
面４２（すなわち、図３の平面３５）と下平面４３（すなわち、図３の平面３６
）によって輪郭が決まる。２つの平面は軸線４１と直角をなし、互いに平行であ
る。追加した平面４４と４５も同様に、軸線と直角をなし（すなわち、平面４２
および４３と平行である）、それぞれダイ（図示せず）の面（すなわち、図３の
ダイ３３の面３４）からd3とd4の距離にある。上平面４２と下平面４３はそれぞ
れダイの面からd1とd2の距離にある。従って、ｄ1＜ｄ3＜ｄ4＜ｄ2である。点４
２A、４２B、４２Ｃ、４２Ｄは上平面４２にある。同様に、点４３A、４３B、４
３Ｃは下平面４３にあり、点４４A、４４B、４４Ｃは平面４４にあり、点４５A 、４５B、４５Ｃは平面４５にある。
【００７６】 図４を参照すると、半径方向の粘度の均一性は、軸線４１と直角をなす平面内
の任意の点でのスレッドラインの粘度がほぼ同じであると規定している。すなわ
ち、点４２A、４２B、４２Ｃ、４２Ｄにおけるスレッドラインの粘度は本質的に
同じである。また、点４３A、４３B、４３Ｃにおける粘度も本質的に同じであり
、点４４A、４４B、４４Ｃにおける粘度も本質的に同じであり、点４５A、４５B
、４５Ｃにおける粘度も本質的に同じである。
【００７７】 しかし、スレッドラインの粘度はダイからの距離が増すにつれて増分的に増加
する。すなわち、同様に図４を参照すると、任意の点４４A、４４B、４４Ｃにお
けるスレッドラインの粘度は任意の点４２A、４２B、４２Ｃ、４２Ｄにおける粘
度より大きい。また、任意の点４５A、４５B、４５Ｃにおける粘度は任意の点４
４A、４４B、４４Ｃにおける粘度より大きい。最後に、任意の点４３A、４３B、
４３Ｃにおける粘度は任意の点４５A、４５B、４５Ｃにおける粘度より大きい。
【００７８】 上記の粘度関係はすべて数学的に以下のように表すことができる。ｈＰnは点 ｎにおける粘度である。 ｈＰ43A、ｈＰ43B、ｈＰ43C＞ｈＰ45A、ｈＰ45B、ｈＰ45C＞ｈＰ44A、ｈＰ44B、
ｈＰ44C＞ｈＰ42A、ｈＰ42B、ｈＰ42C、ｈＰ42D
【００７９】 ダイからの距離が増すことによる粘度の増加の程度は、ここで指定したダイか
らの距離にわたって極めて重要である。しかし、その増加は繊維の破断の一因と
なるほど大きくない、すなわちその増加の程度は小さいので、スレッドラインは
不織ウェブがその上に形成される移動有孔面に達する前に十分に凝固しない。用
語「増分的に」は、粘度の増加に関係しており、粘度の増加が非常に薄い厚さの
決められた平面からダイより下流の次の平面（すなわち、隣の平面）までの微小
な増加であるという概念を表す。従って、そのような粘度の変化は微係数ｄｙ／
ｄｘとみなすことができる。ここで、ｄｙは、距離の増加がゼロに近づいたとき
のダイからの距離の増加ｄｘによって生じる粘度の増加である。
【００８０】 任意の決められた点におけるスレッドラインの粘度を測定すること、あるいは
その濃度と温度（それら測定値から粘度を計算または推定できる）を測定または
推定することは問題が多い。それにもかかわらず、ショットがないこと、所望の
繊維径、および所望の分子配向細長化を含む要求特性を有する繊維が得られる時
、粘度に関する前記の状態が存在するにちがいないことが経験的に判った。その
ような粘度の要求から著しく逸脱すると、ショット、破断した繊維、ふぞろいの
ウェブ形成、および／または非常にむらのある、かつふぞろいの直径をもつ繊維
が生じる。
【００８１】 繊維または粒子をスレッドラインに混じり合せできることが判った。繊維また
は粒子が二次気体源に導入された状態で、一次および二次気体源が使用される。
２つの二次気体流（より好ましい）を使用する場合は、繊維または粒子を二次気
体流の一方または両方の中に入れることができる。
【００８２】 代わりに、コフォームド・ウェブの製造には、一次、二次、および三次気体源
を含む３つの気体源を使用することができる。後続の気体源、すなわち一次およ
び二次気体源に追加して気体源を使用することは一般に避けるが、その最初の例
外として、繊維または粒子は三次気体源の中に入れられる。その場合には、１つ
の三次気体流で通常は十分である。繊維または粒子搬送用三次気体源を使用する
時、三次気体源の温度は周囲温度であり、速度は約５~１５m／sである。加熱し た気体源を使用することもできるが、超吸収性先駆物質繊維の相互の過剰な結合
が生じたり、あるいはそれらに混ぜ合わせる繊維または粒子との過剰な結合が生
じたり、あるいはその両方が生じる程度まで繊維を軟化させないように注意を払
わなければならない。
【００８３】 第２の例外は、連続する繊維からの不織ウェブの形成に関係している。この場
合には、３つの気体源は、乱れの制御、従って改良されたウェブの均一性に寄与
する。３つの気体源の特性を以下に簡単に説明する。
【００８４】 一次気体源は、約４０~１００%の相対湿度、約２０℃〜１００℃の温度、約７
０°〜１１０°の水平入射角、および約９０°以下の垂直入射角を有する。一次
気体源の速度は約４５ｍ／ｓ以下である。より好ましい速度は約５〜１５ｍ／ｓ
であろう。一次気体源の機能は、前に述べたように要求されたスレッドラインの
粘度の増加を許す必要な状態を提供することである。この場合には、一次気体源
は状態調整源として作用する。
【００８５】 二次気体源は、約２０℃〜１００℃の温度、約７０°〜１１０°の水平入射角
、および約９０°以下の垂直入射角を有する。二次気体源の速度は一般に約４５
ｍ／ｓ以下である。より好ましい速度は約５〜１５ｍ／ｓである。多少の細長化
も行われるかもしれないが、二次気体源はスレッドラインを部分乾燥させる作用
をする。
【００８６】 最後に、三次気体源は、一次気体源または二次気体源のどちらより低い温度と
高い速度を有する。三次気体源は繊維を細長化し、かつより完全に乾燥させる作
用をする。三次気体源の温度は約１０℃〜５０℃である。三次気体源の速度は約
３０〜２４５ｍ／ｓである。また、三次気体源は約７０°〜１１０°の水平入射
角と約９０°以下の垂直入射角を有する。
【００８７】 次に、以下の実例によって本発明をさらに詳しく説明する。しかし、いずれに
せよ、実例を本発明の精神または範囲を限定するものとして解釈してはならない
。
【００８８】
【例１】 ５．９ｋｇのアクリル酸、２．２９ｋｇの水酸化ナトリウム、１４３ｇの３−
アミノ−１−プロパノールビニルエーテル、および１１．９７ｇの過硫酸カリウ
ム（すべてAldrich Chemical Companyから入手できる）を、２１．７８ｋｇの蒸
留水が入っている攪拌器付き１０ガロン・ジャケット付き反応器に添加した。添
加した成分を室温において混合し、完全に溶解した溶液を作った。次に、反応器
を６０℃まで４時間加熱した。攪拌器は連続して作動させた。作られたポリアク
リル酸ナトリウム塩溶液は、７３．８重量％のアクリル酸ナトリウム，２４．２
重量％のアクリル酸、および２重量％の３−アミノ−１−プロパノールビニルエ
ーテルを含んでいる。
【００８９】
【例２】 例１において準備した重合体溶液を使用して、１２０個のオリフィス（１イン
チ当り２０個のオリフィス、すなわち１cm当り約１１．８個のオリフィス）をも
つ６インチ（１５．２ｃｍ）幅のダイを備えた装置で不織ウェブを製造した。各
オリフィスの直径は０．４６ｍｍであった。ダイは本質的に米国特許第３，７５
５，５２７号、同第３，７９５，５７１号、および同第３，８４９，２４１号に
記載されている通りに製作した。一次気体源を２つの流れに分割した。それらの
出口は押出しオリフィスの列と平行に、列のすぐ近くに位置していた。各一次気
体流の出口の幅は約０．８６mmであった。２つの一次気体流の出口に至るダクト
は、垂直線すなわち押出しオリフィスの中心が位置する平面から３０°の角度を
なしていた。従って、２つの一次気体流の垂直入射角はそれぞれ３０°と−３０
°であった。２つの一次気体流のそれぞれの垂直入射角の絶対値は３０°であっ
た。各一次気体流の水平入射角は９０°であった。
【００９０】 二次気体源も同様に２つの二次気体流に分割した。第１二次気体流をスレッド
ライン・カーテンの後側に導入した。第１二次気体流の垂直入射角は−３０°で
あった。水平入射角は９０°であった。第１二次気体流の出口はダイ先端の下方
約５ｃｍ、スレッドライン・カーテンから約２．５ｃｍの所に位置していた。
【００９１】 第２二次気体流はスレッドラインカーテンの前側に導入した。第２二次気体流
の垂直入射角は約０°であり、水平入射角は９０°であった。従って、第２二次
気体流はスレッドライン・カーテンとほぼ平行に二次気体流導管から出てきた。
第２二次気体流の出口はダイ先端の下方約５ｃｍ、スレッドライン・カーテンか
ら約１０ｃｍの所に位置していた。移動有孔面は二次気体源の出口の下方おおよ
そ２２〜７６cmの所に位置していた。前記２つの出口はダイ先端の下方ほぼ等し
い距離にあった。ワイヤの下は２〜６インチ（０．００５〜０．０１５ atm）水
柱の真空に維持されていた。
【００９２】 例１のポリアクリル酸ナトリウム重合体溶液（２６％固形分）を２リットルBu
chi オートクレーブの中で、８０ psig ( ５．４ atm) の空気圧の下で、５０℃
に加熱した。
【００９３】 前記溶液をzenith 社の計量ポンプによって約８２℃に加熱した移送ラインを 通してダイまでポンプ輸送した。溶液を約８２℃で押し出した。一次気体源は、
一次エアギャップの出口の前で、約９３℃の温度、７９％の相対湿度、および６
psig (０．４１atm) の圧力の高温加湿した空気であった。二次気体源は、２６
０〜３１６℃の温度に加熱した圧搾空気であった。その流量は３００〜４００ c
fm (４２．５〜６１．４リットル／秒) であった。ダイ先端の温度は８２℃に 維持した。押出し量は０．３３〜０．８３グラム／分／オリフィスであった。
【００９４】 ４つの異なる溶液押出し量：０．３３，０．５５，０．６７、および０．８３
グラム／分を用いて不織ウェブを作った。作られた各不織ウェブの基本重量は３
４〜３８ ｇ／ｍ2にわたっていた。４つの不織ウェブに対し繊維サイズ分布測 定を行った。繊維サイズ分布測定は、走査型電子顕微鏡に描かれたどれかの直線
を横切った各繊維の直径を測定することが必要で、一般に５０本の繊維の直径を
測定する必要があった。上記測定の結果を表２−１に示す。
【表１】 繊維直径の分布
【００９５】 繊維径度数の視覚化を助けるため、表２−１のデータを度数対繊維径（μｍ）
としてプロットした。
【００９６】 得られた不織ウェブの引張り性質を標準試験手順、米連邦標準規格 191A, M
ethod 5102に従って測定した。試験片引張り手順によって、ピーク荷重、伸び 率、およびエネルギーに関する結果を得た。
【００９７】 不織ウェブの引張り特性が得られた。基本重量の相違を考慮に入れるため、す
べての報告値を正規化した。
【００９８】 引張り特性データの視覚化を助けるため、MDデータ、CDデータ、およびＭＤデ
ータとＣＤデータの平均についてそれぞれ別個の棒を用いて、データを棒グラフ
としてプロットした。
【００９９】
【例３】 コフォームド・ウェブを製造するために、例２の手順を基本的に繰返した。大
部分は軟材のパルプシート（Kimberly-Clark Corporationによって製造されたCo
osa CR-54）をハンマーミルで繊維化し、次に８３m／sの速度の空気で、深さ２ ．５cmの長方形ダクトを通して吹き飛ばした。凝集を最小にするため、希釈率（
搬送空気体積１立方メートル当りの繊維化パルプのg数として定義される）を約 ２．８〜８．５に維持した。次に、得られた空中浮遊繊維流を、スレッドライン
搬送用第１二次気体流と第２二次気体流とが合流する領域においてスレッドライ
ン搬送用第１二次気体流の中に噴出させた。空中浮遊繊維流の垂直および水平入
射角は共に約９０°であった。空中浮遊繊維流は２つの二次気体流が合流する領
域から約１０ｃｍの所で長方形ダクトを出た。
【０１００】 各ケースにおいて、得られたコフォームド・ウェブはうまく一体化されていて
、強く、しかしソフトで、バルキーで、吸収性があった。ウェブは、５０〜７０
重量％のパルプ繊維で構成さていて、約５００ｇ／ｍ2の基本重量を有していた 。ポリアクリル酸ナトリウム共重合体を架橋するため対流型オーブン内で熱処理
した後でも、それらのウェブは非常にソフトで、吸収性があり、かつ表３．１に
示すように妥当な機械的強度を有していた。上記のコフォームド・ウェブは、拭
取り布として、あるいは他の吸収製品の構成部品として使用できる。
【０１０１】
【表２】 ピーク引張り性質
【０１０２】
【例４】 この例では、スレッドライン搬送用第１二次気体流と合流する前に、Coosa パ
ルプに追加して、超吸収性粉末 (stockhausen, Inc. 製のFavor 880) をパルプ
流に導入した。組成は、約３３％の吸収性繊維、３３％のパルプ、および３４％
の超吸収性粉末であった。全基本重量を測定した。この材料は、作られた後まっ
たくソフトであった。また、３０分間に０．９％の食塩水溶液を約２３ｃｍまで
吸い上げた。
【０１０３】
【例５】 この例は、材料組成を除いて、例４と類似している。不織コフォームド・ウェ
ブは、約３％の超吸収性繊維、３％のCoosaパルプ、および約９４％の超吸収性 粉末 (stockhausen, Inc. 製のFavor 880)を用いて首尾良く作った。相当な量 の超吸収性粉末粒子が超吸収性繊維に付着したので、この材料はすぐれたＳＡＭ
超吸収性物質含有能力を有していた。
【０１０４】
【例６】 この例は、一次気体流の相対湿度を変更したことを除いて、例２と類似してい
る。ＳＥＭから決まるように、相対湿度レベルが３０〜１００％の時だけ、満足
できる結果が得られた。
【０１０５】 以上、本発明を説明したが、この分野の専門家は、本発明の精神または範囲の
中で、多くの変更物や修正物を容易に思いつくであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例に係る不織ウェブの製造の一部と水平入射角を示す斜視図で
ある。
【図２】 ダイの先端部分の下部と、垂直入射角を示す、図１の線２−２に沿った断面図
である。
【図３】 本発明に従って形成された超吸収性スレッドラインの一部の斜視図である。
【図４】 図３に示したスレッドラインの一部の拡大斜視図である。
【図５】 本発明の一実施例の概念図である。
───────────────────────────────────────────────────── 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 3/00 Ａ６１Ｆ 13/20 ３２２ // Ａ６１Ｆ 5/44 (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，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ， ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，Ｌ Ｕ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ， ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，Ｕ Ｇ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 リー ヨン アメリカ合衆国 ウィスコンシン州 54915 アップルトン クレストウッド コート ダブリュー2807 (72)発明者 ヴァン ダイク ウェンディー リン アメリカ合衆国 ウィスコンシン州 54956 ニーナ レッドタイル ドライヴ 2118 (72)発明者 ウィスネスキー アントニー ジョン アメリカ合衆国 ウィスコンシン州 54136 キンバリー エンジェルス コー ト 522 (72)発明者 ワーラジャペット パラニー ラジ ラマ スワミー アメリカ合衆国 ウィスコンシン州 53225 ウォワトーサ ウェスト ハンプ トン アベニュー 9605 (72)発明者 ライム ハーノン アメリカ合衆国 ジョージア州 30075 ロズウェル ロング レイク ドライヴ 2648 Ｆターム(参考） 3B029 BA03 BA14 BA17 4C003 AA19 4C098 AA09 CC02 DD10 DD27 4L047 AA07 AA16 BA09 BA23 BB03 CB07 CB10 CC01 CC04 CC05 EA05 EA13

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 実質上連続する超吸収性性微細繊維を有する不織ウェブを製
    造する方法であって、 ａ．約３００，０００〜１０，０００，０００の分子量をもつ、約１０〜７５
    重量％の線形超吸収性先駆物質重合体の水性重合体溶液を準備するステップ、 ｂ．前記重合体溶液を、約２０℃〜１８０℃の温度で、約３〜１０００ Pa se
    c の粘度で、直径が約０．２０〜１．２mmの複数のオリフィスをもつダイを通し
    て押し出し、複数のスレッドラインを形成するステップ、 ｃ．ダイオリフィスを離れる時および約８ｃｍ以下の距離の間、各スレッドラ
    インの粘度がダイからの距離が増すにつれて増分的に増大することを許し、同時
    に半径方向の粘度の均一性を実質上維持する十分な状態の下で、著しい繊維の破
    断なしに、所望の細長化と平均繊維径をもつ繊維が得られる十分な細長化率で、
    前記スレッドラインを一次気体源で細長化するステップ、 を含むことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 前記一次気体源は、約３０〜１００％の相対湿度を有するこ
    とを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記一次気体源は、約２０℃〜１００℃の温度と、約１５０
    〜４００m／sの速度と、約７０°〜１１０°の水平入射角と、約９０°以下の垂
    直入射角を有することを特徴とする請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記一次気体源は、約６０〜９５％の相対湿度を有すること
    を特徴とする請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記一次気体源は、約２０℃〜１００℃の温度と、約３０〜
    １５０m／sの速度と、約７０°〜１１０°の水平入射角と、約９０°以下の垂直
    入射角を有することを特徴とする請求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記一次気体源は、約６５〜９５％の相対湿度を有すること
    を特徴とする請求項１に記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記一次気体源は、約２０℃〜１００℃の温度と、約３０m ／s未満の速度と、約７０°〜１１０°の水平入射角と、約９０°の垂直入射角 を有することを特徴とする請求項６に記載の方法。
  8. 【請求項８】 さらに、 ｄ． 前記スレッドラインを、約１４０℃〜３２０℃の温度と、約６０〜１２
    ５ｍ／ｓの速度と、約７０°〜１１０°の水平入射角と、約９０°以下の垂直入
    射角を有する二次気体源で乾燥させて繊維を形成するステップ、 を含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
  9. 【請求項９】 さらに、 ｅ． 前記繊維を移動有孔面の上に不規則に堆積させて、約０．４〜１．９ｃ
    ｍ2の規模で実質上均一なウェブを形成するステップ、 を含んでおり、前記移動有孔面はスレッドラインと接触する最後の気体源が出て
    くる開口から約１０〜６０ｃｍの所にあり、前記繊維は約０．１〜１０μｍの平
    均繊維径を有し、かつ実質上ショットがなく、前記細長化ステップと乾燥ステッ
    プは制御されたマクロ規模の乱れの状態の下で実施され、前記繊維は直径と比較
    して連続しているとみなすことができるような長さの繊維であることを特徴とす
    る請求項８に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 さらに、 ｆ． 前記均一なウェブを、熱、電子ビーム、マイクロ波、および無線周波数
    放射からなるグループから選択した高エネルギー源にさらして、超吸収性微細繊
    維先駆物質重合体に安定な架橋を与えるステップ、 を含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 さらに、 ｇ． 前記安定化したウェブを、加湿、圧縮化、型押し、ボンディング、また
    は積層、またはそれらの組合せによって後処理するステップ、 を含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 さらに、 ｄ． 前記スレッドラインを、約１４０℃〜３２０℃の温度と、約３０〜１５
    ０ｍ／ｓの速度と、約７０°〜１１０°の水平入射角と、約９０°以下の垂直入
    射角を有する二次気体源で乾燥させて繊維を形成するステップ、 を含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 さらに、 ｅ． 前記繊維を移動有孔面の上に不規則に堆積させて、約１．９〜６．５ｃ
    ｍ2の規模で実質上均一なウェブを形成するステップ、 を含んでおり、前記移動有孔面はスレッドラインと接触する最後の気体源が出て
    くる開口から約１０〜１００ｃｍの所にあり、前記繊維は約１０〜３０μｍの平
    均繊維径を有し、実質上直径が均一であり、前記細長化ステップと乾燥ステップ
    は最小のマクロ規模の乱れの状態の下で実施されることを特徴とする請求項１２
    に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 さらに、 ｆ． 前記均一なウェブを、熱、電子ビーム、マイクロ波、および無線周波数
    放射からなるグループから選択した高エネルギー源にさらして、超吸収性微細繊
    維先駆物質重合体に安定な架橋を与えるステップ、 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】 さらに、 ｇ． 前記安定化したウェブを、加湿、圧縮化、型押し、ボンディング、また
    は積層、またはそれらの組合せによって後処理するステップ、 を含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 さらに、 ｄ． 前記スレッドラインを、約１４０℃〜３２０℃の温度と、約３０〜１５
    ０ｍ／ｓの速度と、約７０°〜１１０°の水平入射角と、約９０°以下の垂直入
    射角を有する二次気体源で乾燥させて繊維を形成するステップ、 を含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 さらに、 ｅ． 前記繊維を約１０℃〜５０℃の温度と、約３０〜２４０ｍ／ｓの速度と
    、約７０°〜１１０°の水平入射角と、約９０°以下の垂直入射角を有する三次
    気体源で細長化するステップ、 を含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 さらに、 ｆ． 前記繊維を移動有孔面の上に不規則に堆積させて、約１．９〜６．５ｃ
    ｍ2の規模で実質上均一なウェブを形成するステップ、 を含んでおり、前記移動有孔面はスレッドラインと接触する最後の気体源が出て
    くる開口から約１０〜１００ｃｍの所にあり、前記繊維は約１０〜３０μｍの平
    均繊維径を有し、かつ実質上直径が均一であり、前記細長化ステップと乾燥ステ
    ップは最小のマクロ規模の乱れの状態の下で実施されることを特徴とする請求項
    １７に記載の方法。
  19. 【請求項１９】 さらに、 ｇ． 前記均一なウェブを、熱、電子ビーム、マイクロ波、および無線周波数
    放射からなるグループから選択した高エネルギー源にさらして、超吸収性先駆物
    質重合体に安定な架橋を与えるステップ、 を含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 さらに、 ｈ． 前記安定化したウェブを、加湿、圧縮化、型押し、ボンディング、また
    は積層、またはそれらの組合せによって後処理するステップ、 を含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
  21. 【請求項２１】 実質上連続する超吸収性マイクロ繊維の不織ウェブであっ
    て、 ａ． 負荷の下で乾燥吸収性繊維１g当り０．９重量％の水性塩化ナトリウム １０ｇのレベルの高い流体吸収性をもつ実質上連続する超吸収性マイクロ繊維を
    含有する不織ウェブと、 ｂ． 約０．１〜１０μｍの平均繊維径を有し、実質上ショットがなく、そし
    て直径と比較して連続しているとみなすことができるような長さの前記繊維、 で構成されていることを特徴とする不織ウェブ。
  22. 【請求項２２】 約３００，０００〜１０，０００，０００の分子量をもつ
    約１０〜７５重量％の線形超吸収性先駆物質重合体の水性重合体溶液を準備する
    こと、前記重合体溶液を約２０℃〜１８０℃の温度で、約３〜１０００ Pa sec
    の粘度で、直径０．２０〜１．２ｍｍの複数のオリフィスをもつダイを通して押
    し出し、複数のスレッドラインを形成すること、およびダイオリフィスを離れる
    時および約８ｃｍ以下の距離の間、各スレッドラインの粘度がダイからの距離が
    増すにつれて増分的に増大することを許し、同時に半径方向の粘度の均一性を実
    質上維持する十分な状態のもとで、著しい繊維の破断なしに、所望の細長化と平
    均繊維径をもつ繊維が得られる十分な細長化率で、前記スレッドラインを一次気
    体源で細長化することによって作られた請求項２１に記載の不織ウェブ。
  23. 【請求項２３】 前記不織ウェブは平均繊維径しだいで約０．４〜１．９ｃ
    ｍ2ようなの規模で実質上均一であることを特徴とする請求項２２に記載の不織 ウェブ。
  24. 【請求項２４】 実質上連続する超吸収性マイクロ繊維の不織ウェブであっ
    て、 ａ． 負荷の下で乾燥吸収性繊維１g当り０．９重量％の水性塩化ナトリウム １０ｇのレベルの高い流体吸収性をもつ実質上連続する超吸収性マイクロ繊維を
    含有する不織ウェブと、 ｂ． 約１０〜１００μｍの平均繊維径を有し、実質上ショットがなく、直径
    が実質上均一な前記繊維、 で構成されていることを特徴とする不織ウェブ。
  25. 【請求項２５】 約３００，０００〜１０，０００，０００の分子量をもつ
    約１０〜７５重量％の水性重合体溶液を準備すること、前記重合体溶液を約２０
    ℃〜１８０℃の温度で、約３〜１０００ Pa sec の粘度で、直径０．２０〜１．
    ２ｍｍの複数のオリフィスをもつダイを通して押し出し、複数のスレッドライン
    を形成すること、およびダイオリフィスを離れる時、各スレッドラインの粘度が
    ダイからの距離が増すにつれて増分的に増大することを許し、同時に半径方向の
    粘度の均一性を実質上維持する十分な状態の下で、著しい繊維の破断なしに、所
    望の細長化と平均繊維径をもつ繊維が得られる十分な細長化率で、前記スレッド
    ラインを一次気体源で細長化することによって作られた請求項２４に記載の不織
    ウェブ。
  26. 【請求項２６】 前記不織ウェブは、平均繊維径によっては約１．９〜６．
    ５ｃｍ2の規模で実質上均一であることを特徴とする請求項２５に記載の不織ウ ェブ。
  27. 【請求項２７】 請求項２３に記載した実質上連続する超吸収性マイクロ繊
    維の不織ウェブを組み入れた使い捨て吸収製品。
  28. 【請求項２８】 おむつ、トレーニンクパンツ、生理用品、衛生ナプキン、
    タンポン、失禁用品、および拭取り布からなるグループから選択した使い捨て吸
    収商品を提供するため作られた請求項２７に記載の使い捨て吸収製品。
  29. 【請求項２９】 請求項２６に記載した実質上連続する超吸収性マイクロ繊
    維の不織ウェブを組み入れた使い捨て吸収製品。
  30. 【請求項３０】 おむつ、トレーニンクパンツ、生理用品、衛生ナプキン、
    タンポン、失禁用品、および拭取り布からなるグループから選択した使い捨て吸
    収商品を提供するために作られた請求項２９に記載の使い捨て吸収製品。
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