JP2003502514A - 多孔率を調整した媒体の改良製造方法及びその製品 - Google Patents

多孔率を調整した媒体の改良製造方法及びその製品

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Abstract

(57)【要約】 高い蒸気透過率と低い液体透過率とを併せ持つ不織繊維性媒体(10)の製造方法であって、布帛形成時の結晶化が未熟であり、かつ広い熱分布を有すため、融解熱の低い小さなポリマー結晶と、融解熱の比較的高い比較的大きなポリマー結晶とをその中に形成する繊維から形成された不織布(10)を提供し、不織布をカレンダー加工して、融解熱の高い大きな結晶ではなく、融解熱の低い小さなポリマー結晶を軟化して、それにより高い蒸気透過率を保持しつつ、低い液体透過率を提供する工程を含む方法。ポリマーは、アイソタクチックポリプロピレンが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (関連出願の相互参照) 本出願は、それ自体1999年6月16日出願の米国特許出願第09/334
,587号の一部継続出願であり、1999年12月13日出願の米国特許出願
第09/460,661号の一部継続出願である、2000年2月2日出願の米
国特許出願第09/496,687号の一部継続出願である。
【0002】 [発明の背景] 本発明は、多孔率を調整した繊維性媒体、調整した孔径及び狭い孔径分布を有
する媒体、ならびに高い蒸気透過性と低い液体透過性を併せ持つ媒体を製造する
方法及びその製品に関する。
【0003】 広範囲の製品の応用に使用する種々のポリマー及びテキスタイル(textile)か
ら作製される積層体を製造することは周知である。例えば、溶融ブロー成形した
(meltblown)材料及び紡績接着した(spunbonded)材料は、それ自体または相互に
及び/又は他の多孔性材料と組み合わせて使用した際に高度の水蒸気透過性と液
体透過性を示す。
【0004】 溶融ブロー成形は、主として濾過及び断熱用途に適した非常に細い繊維を経済
的に製造する方法である。直径が1ミクロンより小さい繊維は溶融ブロー成形に
より製造することができ、従来の溶融ブロー成形における繊維の平均直径は約4
ミクロンであり、繊維の大きさの分布は1/4ミクロン〜8ミクロンである。こ
のような細い繊維を形成するには、非常に分子量の低いポリマー樹脂から出発し
なければならない。この方法では、不織布が、ポリマー樹脂から最終の溶融ブロ
ー成形された不織布に一工程で形成される。溶融ブロー成形した繊維(fabric)
は、多孔質であり、特に、孔径が調整されておらず、孔径分布が狭くないことで
ある。その代わり、孔径がランダムで不均一であり、典型的な溶融ブロー成形し
た繊維は種々の大きさの孔がランダムに分布している。孔径を調整した孔径分布
の狭い溶融ブロー成形した繊維は特定の用途、例えば、濾過において非常に有益
である。本発明の一実施の形態は、孔径を調整した孔径分布の狭い溶融ブロー成
形した繊維に関する。
【0005】 これに対して、紡績接着は従来の繊維紡糸と非常に似通っており、いくつかの
工程が紡績接着した繊維を形成するのに必要とされる。紡績接着した繊維は延伸
工程(drawing stage)、次いでレイダウン工程(laydown stage)を経て、このレイ
ダウン工程では延伸された繊維をマットに形成し、このマットを熱接着カレンダ
ーまたは機械的絡み合いにより接着して不織布を形成する。紡績接着工程で用い
る樹脂は従来の溶融紡糸工程で用いるものよりも低分子量であり、従来の溶融ブ
ロー成形工程で用いるものよりも高分子量である。直径が10ミクロンよりも細
い繊維を紡績接着により経済的に製造することは非常に難しく、従来の紡績接着
方法においては平均繊維直径が約18ミクロンである。
【0006】 しかしながら、例えば、乳幼児用おむつ、生理用ナプキン、成人用失禁用着衣
、医療用外科手術用包帯等のヘルスケア産業における用途ような特定の用途につ
いては、製品は以下の3つの異なる機能を果たす必要がある。第1に、患者の皮
膚に接触することが意図されている前面すなわちトップシートは、水分(例えば
、血液、尿等の液体)を通過させることが可能であると同時に、装着者の皮膚に
許容できる感触を与えることが可能であることが必要である。第2に、トップシ
ートとバックシートとの中間の吸収体コアは、トップシートを通して受け取った
水分を吸収できることが必要である。第3に、吸収体コアの背面にあるバックシ
ートは、当該積層体の外側に水分が漏れることを防止することが必要である。本
発明の別の実施の形態は特にバックシート部品に関するものである。
【0007】 バックシートのバリヤ特性(すなわち、水分や他の液体の捕捉)は、典型的に
は、水分バリヤとして働くプラスチック層またはフィルムをバックシートに組み
込むことにより達成される。そのようなバリヤフィルムの利用に伴う種々の欠点
の主なものは、水蒸気透過度(moisture vapor transmission rate)(MVTR)
が低く、製品使用時中にバリヤフィルムが望ましくないカサカサという音を立て
、製品が(バリヤフィルムのせいで)硬くなり、製品を適用する領域への適合性
が低減することである。
【0008】 多孔性フィルムは、典型的には液体水(liquid water)と水蒸気の双方に対し
て透過性である。それらは異なる有機または無機添加剤をポリマーフィルムに導
入し、次いでこのフィルムを延伸するか、またはこのフィルムから充填剤を化学
的に除去することにより作製され得る。所望の孔またはスリットをポリマーフィ
ルムに形成するための、他の従来の方法としては、機械的穿孔及び/又は放射線
技術が挙げられる。フィルムに均一な孔径を形成することは非常に難しく、多孔
性プラスチックフィルムは一般に不織布よりも高価である。
【0009】 一方、非多孔性バリヤフィルムは典型的には液体水と水蒸気の双方に対して不
透過性である。その結果、例えばおむつのバックシートに不透過性フィルムを用
いると、(バリヤフィルムが空気の循環を妨げるので)液体に晒される前におむ
つが熱くなり、かつ(バリヤフィルムが水分の蒸発を排除するので)水分に晒さ
れた後は湿っぽくなる。実際、不透過性バリヤフィルムをおむつに使用すると、
そのような非多孔性製品を装着すると、乳幼児の場合は皮膚の発疹、成人の場合
は皮膚の痛みのような皮膚科学上の重大な問題を生じることがある。
【0010】 水蒸気に対して透過性であるが、液体水に対しては不透過性である、すなわち
呼吸可能である、多孔率を調整した半多孔性バリヤフィルムを形成することも知
られている。しかしながら、そのように多孔率を調整した微孔性フィルムの製造
方法は、典型的には複雑かつ高価であり、比較的に特化したポリマー原材料(例
えば、2種類の別個に製造したポリマー材料から形成した接合繊維、または2種
類の別個に製造したポリマー材料から形成した積層体)を必要とする。
【0011】 多孔率を調整した媒体、特に蒸気透過性が高く液体透過性が低いが、化学的バ
インダー、添加剤またはコーティングを使用しない、多孔率を調整した媒体を経
済的に製造する方法に対する需要が存在することは明らかである。そのような呼
吸可能な媒体は少しでもそのコストを低下させる(例えば、使い捨て製品に使用
するために十分経済的に製造する)ことが大いに望ましい量で販売される製品に
用途を見出すであろう。
【0012】 したがって、本発明の目的は、一つの実施の形態において、多孔率を調整した
媒体の製造方法を提供することである。
【0013】 本発明の別の目的は、一つの実施の形態において、高い蒸気透過性と低い液体
透過性とを併せ持つ、多孔率を調整した媒体の製造方法を提供することである。
【0014】 本発明のさらに別の目的は、一つの実施の形態において、特化したポリマー原
材料を必要としない、そのような方法を提供することである。
【0015】 本発明のさらなる目的は、一つの実施の形態において、所望の透過率または多
孔率を得るために化学的バインダー、添加剤またはコーティングを必要としない
、そのような方法を提供することである。
【0016】 本発明の目的は、また、一つの実施の形態において、上述の方法により製造さ
れた材料を提供することである。
【0017】 本発明の別の目的は、一つの実施の形態において、使用時に音を立てず、布様
の感触(手触り)を示す、そのような材料を提供することである。
【0018】 本発明のさらなる目的は、一つの実施の形態において、製造が(使い捨て製品
に使用するのに)経済的である、そのような材料を提供することである。
【0019】 [発明の概要] 本発明の上述の目的及び関連する目的は、多孔率を調整した不織繊維性媒体を
製造する方法であって、布帛(fabric)の形成時に結晶化が未熟であるため、融解
熱の低い小さなポリマー結晶と融解熱の比較的に高い比較的に大きいポリマー結
晶とをその中に形成する繊維から形成された不織布を提供する工程を備える方法
において得られることが見出された。
【0020】 本発明はまた、高い蒸気透過性と低い液体透過性とを併せ持つ不織繊維性媒体
の製造方法を含む。この方法は、ウェブ形成時に結晶化が未熟であり、かつ融解
熱の分布範囲が広い繊維から形成された不織布を提供し、次いで、この不織布を
カレンダーがけして、比較的融解熱の高い比較的に大きな結晶ではなく、融解熱
の低い小さなポリマー結晶を軟化し、それにより高い蒸気透過性を保持する工程
を備える。
【0021】 本発明はさらに、多孔率を調整した孔径分布の狭い不織繊維性媒体及び/又は
蒸気透過性が高く液体透過性が低い不織繊維性媒体からなる。この媒体は結晶化
が未熟なポリマーであり、かつ融解熱の分布範囲が広い繊維から形成された不織
布である。次いで蒸気透過性を高くし、液体透過性を低くするために、この不織
布をカレンダーがけして、その中の融解熱の比較的高い比較的大きなポリマー結
晶ではなく、融解熱の低い小さなポリマーの結晶を軟化し、それにより蒸気透過
性を高く維持しつつ液体透過性を低くする。
【0022】 好適な一実施の形態では、ポリマーはポリプロピレンであり、最適なのはアイ
ソタクチックポリプロピレンであるが、他のアイソタクチックポリマーを使用し
てもよい。ポリマーは予め結晶化させ、好ましくは繊維の構造形成が完了する前
に急冷することによって、ポリマーが(カレンダーがけに先立って)ベル型の融
解熱分布を持つようにする。孔径は急冷速度により調整される。急冷速度が早い
ほど孔径が小さい。温度、圧力及びカレンダーがけ操作のロール速度を、比較的
大きなポリマー結晶ではなく、小さなポリマー結晶を軟化するように選択する。
例えば、不織布を温度約25〜110℃、圧力約25〜150ニュートン及びロ
ール速度200メートル/分(最大でも)でカレンダーがけするのが好ましい。
不織布をカレンダーがけして、少なくとも約1,200g/m2@24時間の水
蒸気透過性を保持し、少なくとも約10ミリバール(約100mmH2O)の静
圧水頭(hydrostatic head)を提供するようにする。このカレンダーがけした材料
は、例えば少なくとも一つの紡績接着層、溶融紡糸層、または他の不織布層を持
つ複合体に作成することができる。
【0023】 本発明はまた、特に5つの別個の工程の形態及びそれらの製品に関する。
【0024】 第1の工程の形態は、高い蒸気透過性と低い液体透過性とを併せ持つ繊維性媒
体の製造方法である。この方法は、布帛形成時の結晶化が未熟であるため、融解
熱の低い小さなポリマー結晶と融解熱の比較的高い比較的大きいポリマー結晶と
をその中に形成する繊維から形成された不織布を提供する工程を含む。この不織
布をカレンダーがけして、比較的融解熱の高い比較的大きな結晶ではなく、融解
熱の低い小さなポリマー結晶を軟化して、それにより高い蒸気透過性を保持しつ
つ液体透過性を低くする。このカレンダーがけした布帛と不織布とから積層体を
形成し、次いでこの積層体をエンボス加工ステーションに通して、カレンダーが
けした布帛の表面に凹凸パターンをつけると、不織布がエンボス加工済みのカレ
ンダーがけした布帛の凹部に入り込む。積層ステーションは、不織布に隣接して
いる加熱した硬質ロールと、カレンダーがけした布帛に隣接している非加熱軟質
ロールとを備え、カレンダーがけした布帛が積層後に高いMVTRを保持すると
ともに、その中に実質的に孔を保有しないようにすることが好ましい。不織布は
紡績接着したものであることが好ましい。
【0025】 この第1の工程の形態の製品は、高い蒸気透過性と低い液体透過性とを併せ持
つ不織繊維性媒体である。この媒体は、布帛形成時の結晶化が未熟であるため、
融解熱の低い小さなポリマー結晶と融解熱の比較的高い比較的大きいポリマー結
晶とをその中に形成する繊維から形成された不織布を含む。この不織布をカレン
ダーがけして、比較的大きなポリマー結晶ではなく、小さなポリマーの結晶を軟
化し、それにより蒸気透過性を高く維持しつつ液体透過性を低くする。この不織
布は、カレンダーがけした、紡績接着体(spunbond)との積層体の一つの構成材料
であり、不織布はエンボス加工した凹凸パターンを有し、紡績接着体が不織布の
凹部に入り込んでいる。
【0026】 第2の工程の形態は、高い蒸気透過性と低い液体透過性とを併せ持つ繊維性媒
体の製造方法である。この方法は、布帛形成時の結晶化が未熟であるため、融解
熱の低い小さなポリマー結晶と融解熱の比較的高い比較的大きいポリマー結晶と
をその中に形成する繊維から形成された不織布を提供する工程を含む。この布帛
の、結晶化が未熟な繊維を、添加ステーションに通し、そこで少なくとも一つの
ポリマー添加材料を繊維に付着させる。次いでこの不織布をカレンダーがけして
、その中の融解熱の比較的高い比較的大きなポリマー結晶ではなく、融解熱の低
い小さなポリマーの結晶を軟化し、それにより蒸気透過性を高く維持しつつ液体
透過性を低くし、かつ不織布と添加材料を結合(integrate)する。好適には、繊
維は所与の直径範囲のポリプロピレンであり、添加材料はポリエチレン、ポリウ
レタン、エチルビニルアルコール及び種々の直径範囲のポリプロピレン、ならび
にこれらの組み合わせからなる群から選ばれる。実質的には、各添加材料はそれ
ぞれ別個の添加ステーションで添加される。
【0027】 この第2の工程の形態の製品は高い蒸気透過性と低い液体透過性とを併せ持つ
不織繊維性媒体である。この媒体は、布帛形成時の結晶化が未熟であるため、融
解熱の低い小さなポリマー結晶と融解熱の比較的高い比較的に大きいポリマー結
晶とをその中に形成する繊維から形成された不織布である。この不織布はカレン
ダーがけして、比較的大きなポリマー結晶ではなく、小さなポリマーの結晶を軟
化し、それにより蒸気透過性を高く維持しつつ液体透過性を低くする。このカレ
ンダーがけした不織布は、不織布に付着させた少なくとも1種のポリマー添加材
料を含む。この少なくとも1種のポリマー添加材料をカレンダーがけの前または
後に不織布に付着させることが好ましい。
【0028】 第3の工程の形態は、高い蒸気透過性と低い液体透過性とを併せ持つ繊維性媒
体の製造方法である。一実施の形態において、この方法は、布帛の形成時の結晶
化が未熟であるため、融解熱の低い小さなポリマー結晶と融解熱の比較的高い比
較的に大きいポリマー結晶とをその中に形成する繊維から形成された不織布を提
供する工程を備える。この不織布をカレンダーがけして、その中の融解熱の比較
的高い比較的大きなポリマー結晶ではなく、融解熱の低い小さなポリマーの結晶
を軟化し、それにより蒸気透過性を高く維持しつつ液体透過性を低くする。カレ
ンダーがけした布帛中の孔径の大きさが増大し、カレンダーがけした布帛中の孔
の形状は体液の滲み通り(strikethrough)が最大となり、再濡れ(rewetting)を最
小とするような形状である。好適には、この増加成形工程はカレンダーがけした
布帛の熱ニードル穿孔を含み、そのため熱ニードル(hot needle)を挿入すると
、その周りのカレンダーがけした布帛が可塑化し、この熱ニードルを撤退させる
と、可塑化されたカレンダーがけした布帛は凍結するままになる。他の実施の形
態では、この方法は、布帛形成時に結晶化が未熟であるため、融解熱の低い小さ
なポリマー結晶と融解熱の比較的高い比較的大きいポリマー結晶とをその中に形
成する繊維から形成された不織布を提供する工程を備える。吸引下の穿孔した回
転スクリーンを用いて、布帛の繊維を受容し、布帛に拡大され成形された細孔を
形成して滲み通りを最大にし、再濡れを最小にする。次いで、この布帛をカレン
ダーがけして、その中の融解熱の比較的高い比較的大きなポリマー結晶ではなく
、融解熱の低い小さなポリマーの結晶を軟化し、それにより蒸気透過性を高く維
持しつつ液体透過性を低くする。
【0029】 この第3の工程の形態の製品は、高い蒸気透過性と低い液体透過性とを併せ持
つ不織繊維性媒体である。この媒体は、布帛形成時の結晶化が未熟であるため、
融解熱の低い小さなポリマー結晶と融解熱の比較的高い比較的大きいポリマー結
晶とをその中に形成する繊維から形成された不織布である。この不織布をカレン
ダーがけして、比較的大きなポリマー結晶ではなく、小さなポリマーの結晶を軟
化し、それにより蒸気透過性を高く維持しつつ液体透過性を低くする。この不織
布は、拡大され成形された孔を画定して、滲み通りを最大にし、再濡れを最小に
してある。
【0030】 第4の工程の形態は、調整した蒸気透過性と低い液体透過性とを併せ持つ繊維
性媒体の製造方法である。この方法は、布帛形成時の結晶化が未熟であるため、
融解熱の低い小さなポリマー結晶と融解熱の比較的高い比較的大きいポリマー結
晶とをその中に形成する繊維から形成された不織布を提供する工程を備える。こ
の不織布をカレンダーがけして、その中の実質的にすべての、融解熱の低い小さ
なポリマーの結晶と、その中の調整された割合の、融解熱の比較的高い比較的大
きなポリマー結晶とを軟化し、それにより蒸気透過性を調整しつつ液体透過性を
低くする。
【0031】 この第4の工程の形態の製品は、調整した蒸気透過性と低い液体透過性とを併
せ持つ不織繊維性媒体である。この媒体は、布帛形成時の結晶化が未熟であるた
め、融解熱の低い小さなポリマー結晶と融解熱の比較的高い比較的大きいポリマ
ー結晶とをその中に形成する繊維から形成された不織布を含む。この不織布をカ
レンダーがけして、実質的にすべての小さなポリマーの結晶と、調整された割合
の、比較的大きなポリマー結晶とを軟化し、それにより蒸気透過性を調整しつつ
液体透過性を低くする。
【0032】 第5の工程の形態は、高い蒸気透過性と低い液体透過性とを併せ持つ繊維性積
層体の製造方法である。この方法は、布帛形成時の結晶化が未熟であるため、融
解熱の低い小さなポリマー結晶と融解熱の比較的高い比較的大きいポリマー結晶
とをその中に形成する繊維から形成された不織布を提供する工程を備える。この
不織布をカレンダーがけして、その中の融解熱の比較的高い比較的大きなポリマ
ー結晶ではなく、融解熱の低い小さなポリマー結晶を軟化し、それにより蒸気透
過性を高く維持するとともに液体透過性を低くする。多層積層体は、このカレン
ダーがけした布帛とその両面に配した高強度紡績接着体とから形成する。
【0033】 この第5の工程の形態の製品は、高い蒸気透過性と低い液体透過性とを併せ持
つ不織繊維性積層体である。この積層体は、布帛形成時の結晶化が未熟であるた
め、融解熱の低い小さなポリマー結晶と融解熱の比較的高い比較的大きいポリマ
ー結晶とをその中に形成する繊維から形成された不織布である。この不織布をカ
レンダーがけして、比較的大きなポリマー結晶ではなく、小さなポリマーの結晶
を軟化し、それにより蒸気透過性を高く維持するとともに液体透過性を低くする
。カレンダーがけした布帛は、その両側に高強度紡績接着層を有する多層積層体
の中間層である。
【0034】 [好適な実施の形態の詳細な説明] 本発明の上記及び関連する目的、特徴ならびに利点は、下記の、現在好ましい
、本発明の実施の形態を添付図面と関連して参照することにより、より完全に理
解されるであろう。
【0035】 図面、特に図1及び図2を参照すると、本発明は全体を参照符号10で示す、
多孔率を調整した不織繊維性媒体の製造方法に関し、この媒体10は、高い蒸気
透過性と低い液体透過性とを任意に併せ持つ。本発明の目的のためには、この媒
体を高い蒸気透過性と低い液体透過性とを併せ持つものとして説明するが、明ら
かに、この媒体を何に適用するつもりかによってこれらの基準、例えば、低い液
体透過性が血液、体排出物等の液体に適用されるか、高い蒸気透過性が水蒸気、
空気等の気体に適用されるか、の詳細が指示されることになる。典型的には、目
標は実質的に液体水に不透過性であり、かつ実質的に水蒸気に透過性の媒体であ
る。これら特性の最適なバランスを個々の用途に対して適応させることができる
【0036】 上記媒体を作成する溶融ポリマーは、その性質がアイソタクチックであり、そ
のためポリマー鎖長にわたって均一な構造を持つことが好ましい。あるいはまた
、構造の均一性の重要性がより少ない特定の用途においては、シンジオタクチッ
クポリマーを使用してもよい。アタクチック材料は本発明の目的に適していない
が、その理由は、その構造がポリマー鎖長にわたって不規則であるため結晶化に
対して強い抵抗を示すからである。ポリマーとして使用するのにポリオレフィン
が好ましく、ポリプロピレンが特に好ましい。したがって、本発明で使用する好
適なポリマーはアイソタクチックポリプロピレンである。
【0037】 典型的には、ペレット等の、製造プラント内で取り扱うのに適しているポリマ
ー従来の形態を紡糸口金のホッパ内に置き、押出機を通して溶融する。いったん
溶融すると、溶融ポリマーが通過する小さなノズルを画定している紡糸口金ダイ
を通してポリマーを強制的に通過させ(押し出し)、それによりポリマーが冷却
するにつれ繊維が形成される。加工を容易にするために、ポリマーは非常に高い
メルトフローレベルレートを持ち、非常に近いダイ−コレクタ間隔で紡糸口金ダ
イから回収されることが好ましい。不織布は溶融ブロー成形されることが好まし
いが、適した布帛が製造される限り、紡績接着したものか、あるいは他の不織繊
維性媒体であってもよい。
【0038】 布帛の形成時に結晶化が未熟である繊維から布帛を形成することが本発明の特
徴である。そのような結晶化が未熟である繊維は、「スメクチック」結晶構造を
示す。スメクチック結晶構造は、融解熱の低い小さなポリマー結晶と、融解熱の
比較的高い比較的大きいポリマー結晶との双方を含む。スメクチック結晶構造は
、「パラ結晶性」(paracrystallinity)とも呼ばれる。
【0039】 本発明の方法において有効な繊維のスメクチックな性質、または結晶化が未熟
である性質は、多種多様の方法で達成することができる。もっとも一般的な技法
は、紡糸口金ダイから出現する繊維を繊維内のポリマー結晶がすべて完全な大き
さに成長しきる前に(例えば、空気または23℃以下もしくは周囲温度での空気
のような冷ガスまたは液体で)急冷することである。その結果、急冷された繊維
は、融解熱の低い小さなポリマー結晶と、融解熱の比較的高い比較的大きいポリ
マー結晶とを含むことになる。換言すれば、結晶化が未熟である繊維は融解熱の
分布範囲が広い。
【0040】 急冷されたポリマー繊維が比較的広い融解熱分布を示すことは、比較的広いベ
ル型の曲線の分布がそのDSC(示唆走査熱量測定法)データにより実証される
。このDSCデータを得るためには、ポリマー繊維を30℃〜300℃まで温度
上昇速度10℃/分で加熱する。融解熱データを、図6A及び図6Bに融解熱(
熱流吸熱上昇)ミリワット対温度℃で図示した。曲線下の「面積」は吸収された
熱量を表し、「ΔH」は融解熱を表す。
【0041】 図6Bからわかるように、典型的には非急冷ポリマー(100%ポリプロピレ
ン)は狭い融解熱分布範囲ピークを示し、そのポリマー結晶はすべてほぼ同じ形
態をしている、即ち、同等の融解熱を有するため、同じ温度でそれらがすべて軟
化することを示している。対照すると、スメクチックポリマーは、高度に結晶化
されているあるポリマー鎖と、それより高度が低く結晶化されている他のポリマ
ー鎖とを含んでいる。その結果、図6Aからわかるように、本発明のスメクチッ
クポリマー(100%ポリプロピレン)は、(非スメクチックポリマーの狭いピ
ーク分布とは対照的に)比較的に広いベル型曲線分布により実証されるように、
典型的には比較的広い融解熱範囲を示す。実際、スメクチックポリマーに対する
DSC曲線は典型的には主ピーク内に主ピークと副ピークの2つのピークを示す
が、従来の非スメクチックポリマーに対するDSC曲線は単一のピークのみを示
す。
【0042】 表3中のデータは、サンプル1の急冷したポリマー繊維がサンプル2の急冷し
なかった同様のポリマー繊維に対して通気度が急勾配で低下していることを示し
ている。100%ポリプロピレン繊維については、急冷しなかった繊維(サンプ
ル2)の通気度は193であるのに対して、急冷した繊維(サンプル1)の通気
度は83に減少している。同様の通気度の減少が繊維ブレンドについても得られ
る。
【0043】 この点に関して、よく理解すべきことは、スメクチック材料中の小さなポリマ
ー結晶と比較的大きいポリマー結晶との差は、ポリマー結晶の分子量(すなわち
その重合度)の差を反映するものではなく、むしろポリマー結晶それ自体の形態
の差を反映していることである。典型的には、紡糸口金を通過する溶融したポリ
マー材料は、一般に同じ分子量のポリマー鎖を有する。ペレット自体が広い分子
量範囲を特徴としている場合でさえも、紡糸口金のホッパ内での熱と圧力による
その最初の加工により、ペレットが一般に均一な分子量になる。むしろ、本発明
に当てはまる「スメクチック結晶化」(または「未熟な結晶化」もしくは「超結
晶性」(supracrystallinity))はポリマー結晶の形態に関するものである。
【0044】 繊維の未熟な結晶化を達成するのに種々の技法を使用することができるが、繊
維が紡糸口金のダイを離れてコレクタのウェブに接近するときに液体または気体
冷却により、繊維を迅速に急冷することにより、最も容易かつ経済的に達成され
る。布帛形成時の繊維の未熟な結晶化を除いて、本発明による不織布の製造は、
事実上従来通りであり、典型的には周知の不織布製造技法、特に溶融ブロー成形
布帛の製造に使用するものを反映している。溶融フィラメントを急冷する温度は
、溶融ポリマー30の組成によってある程度決まる。アイソタクチックポリプロ
ピレンについては23℃以下の急冷温度が好ましい。
【0045】 このようにして製造された不織布を、次いでカレンダーがけしてこれを圧縮す
る。カレンダーのロール表面温度、ロール表面圧力及びロール速度は、(比較的
融解熱の高い)比較的大きな結晶ではなく、(比較的融解熱の低い)小さなポリ
マー結晶を軟化するように選択され、それにより高い蒸気透過性を保持するよう
にしている。例えば、好ましいスメクチックポリプロピレン溶融ブロー成形布帛
をロール表面温度約25〜110℃、ロール表面圧力25〜150ニュートン、
及びロール速度200m/分(最大でも)でカレンダーがけして、本発明の媒体
10を形成する。
【0046】 ロール速度が200m/分を越えると、カレンダーニップを通過する布帛の加
熱時間が十分とれない。一方、ロール速度は、製造速度を増加するために、なる
べく速いレベルに維持すべきである。
【0047】 一般的には、カレンダー操作の圧力と温度が増加すると、(DSC曲線のピー
ク下の面積の増加により測定される)得られた媒体の結晶度も増加する。カレン
ダーに適用される温度と圧力が低すぎる(またはロール速度が速すぎる)と、カ
レンダーがけが不十分な溶融ブロー成形布帛は、液体及び気体の双方に対して高
い多孔率を保持し、バリヤシートとして作用することができない。カレンダーの
温度と圧力が高すぎる(またはロール速度が低くすぎる)と、カレンダーがけが
過剰な溶融ブロー成形繊維布帛は、気体及び液体の双方に対して完全に不透過性
のフィルムに転換される(そして使用時に騒音を出す)。明らかに、最適な温度
、圧力及びロール速度は加工している特定のスメクチックポリマーの性質によっ
て決まる。蒸気透過性と液体不透過性(水頭)の程度は製品の意図される特定の
用途で変わり、典型的には(少なくとも約10ミリバールの水頭においてさえも
)実質的に完全な液体不透過性及び実質的に完全な蒸気透過性(すなわち、24
時間の蒸気透過性で少なくとも約1,200g/m2)が好ましい。
【0048】 圧縮工程に対するこれら好適な圧力及び温度パラメータはいずれの急冷した材
料についても温度と圧力の変数の一方を一定に保ち、他の変数を変化させること
により容易にかつ迅速に決定することができる。一般に、好適な範囲内の通気度
及びMVTRを得るためにはより高い圧縮温度が必要とされ、より高い水頭を得
るためにはより高い圧縮圧力が必要とされる。
【0049】 通気性と水蒸気透過度は必ずしも関連していないことが理解されるであろう。
通気度は測定中の材料の圧縮度とその空気の通過抵抗とに密接に関連しており、
一方MVTRは測定中の材料の形態と水蒸気透過流に対するその抵抗とにより関
連している。それにもかかわらず、実際問題として、例えばMVTR測定装置が
入手できず、通気度測定装置が入手できる場合に、通気度測定値を、必要に応じ
て補正を施せばMVTR測定値を暗示するものとして採用することができる。
【0050】 カレンダーがけの際に(融解熱の低い)小さなポリマー結晶が軟化して、軟化
していない(融解熱の高い)より大きなポリマー結晶の間でバインダーとして作
用することが理論上想定される。小さなポリマー結晶が軟化すると大きなポリマ
ー結晶間の空隙を閉じることができるようにし、それにより布帛を収縮させ蒸気
透過性で液体不透過性の不織バリヤ媒体を形成することが理論上想定される。カ
レンダーがけは繊維の収縮と媒体の圧縮をもたらし、それにより媒体に貫通する
大きな液体担持チャネルまたは空隙を閉じ、一方で媒体に貫通する比較的小さな
蒸気担持チャネルまたは空隙を開いたままにしておく。
【0051】 これら性質の最適なバランスは特定の用途について適応させることができる。
【0052】 本明細書において使用される「カレンダー」という用語は熱転移と圧縮(すな
わち、加熱と布帛の厚さの減少)の双方を行うすべての手段を包含することが当
業者には理解されるであろう。一組のカレンダーロールがこれらの操作を行うも
っとも普通の機構であるが、他の機構をその代わりにまたはそれに加えて使用し
てもよい。
【0053】 媒体10は少なくとも約10、そして好ましくは少なくとも20ミリバールの
水頭、24時間で少なくとも1,200、そして好ましくは少なくとも3,00
0g/m2のMVTR及び約0.1〜100、そして好ましくは0.4〜3cf
mの通気度を特徴とする。おむつ等の吸収製品のバックシートとして使用するの
に適した(媒体10と紡績接着布帛12から形成した)積層複合体16は少なく
とも約20、そして好ましくは30ミリバールの水頭、24時間で少なくとも2
,000、そして好ましくは4,000g/m2のMVTR及び約0.05〜3
、そして好ましくは0.1〜1cfmの通気度を有する。これらの基準を下記表
Aに示す。
【0054】
【表A】
【0055】 表Aのデータに関して、通気度に上限が存在するが、その理由は、もし材料の
通気度が高過ぎると、多分この材料は空気だけでなく液体も漏らすようになるた
めであることが理解されよう。水蒸気透過度(MVTR)には上限が設定されて
いないが、MVTRは水の急速な蒸発による冷たくて湿っぽい感じまたはひやり
とする冷たさを生じるほど高くないのが一般に好ましい。
【0056】 水頭には上限が与えられていないが、その理由は実際問題として媒体及び/又
は複合体に補足されている液体にかけられる圧力の量の如何にかかわらず、液体
透過性は望まれていないからである。媒体及び/又は複合体を乳幼児用のおむつ
のバックシートとして使用するときは、それにかけられる圧力(すなわち、主と
して乳幼児の体重)は最小であるため、媒体及び/又は複合体に対して示された
水頭の最小値は許容可能である。一方、媒体及び/又は複合体を成人用おむつま
たは成人用失禁パッドのバックシートとして使用するときは、明らかに、成人の
体重下で液体が逃げるのを防止するのに一層高い水頭が必要とされる。従って、
例えば、120ミリバールの水頭が180ポンドの人による使用を意図された成
人用おむつのバックシートに対する最小値であろう。乳幼児/成人の差は、装着
者の腎臓の大きさと健康度とによって、水蒸気として逃がされる必要のある水分
(すなわち、尿)の量においても役割を担うことが理解されるであろう。記載さ
れているMVTR速度は乳幼児及び成人の双方に適応させるのに適している。
【0057】 本発明の製品は競合製品に対して比較的に高い引張り強度(MD及びCDの双
方)を特徴とする。本発明による媒体10の一方の面に従来の紡績接着布帛12
を、他方の面に従来の溶融ブロー成形布帛14を積層して図1に示す布帛18を
形成した。このようにして調製したサンプルは水頭が164ミリバールであり、
水蒸気透過速度(MVTR)が24時間で4,411g/m2であった。実際的
には、標本は本質的に液体の漏れがなく、同等の秤量の他の市販おむつのバック
シート標本に対して非常に高い水蒸気透過性を示した。
【0058】 特に図2を参照すると、図2Aは熱感受性の溶融ブロー成形したスメクチック
ウェブの生成を示し、図2Bはこのウェブを圧縮しかつそれを任意選択的に積層
してSM積層体16を形成することを説明している。
【0059】 次に特に図2Aを参照すると、溶融ポリマー30を紡糸口金またはダイ孔36
から押出してフィラメント38を形成する。同時に、熱空気40をダイ本体内に
向け、形成されつつあるフィラメント38に近く(紡糸口金に隣接して)出現さ
せて溶融フィラメント38を延伸する。次いで、溶融フィラメントがファン44
とパイプ46により急冷ユニット42へ供給される間に溶融フィラメントを冷空
気41(例えば、約23℃以下または室温で)で直ちに急冷して、延伸したフィ
ラメント38を冷空気で不十分に急冷し、その結果小さいポリマー結晶と大きい
ポリマー結晶の双方を含む材料が形成されるようにする。次いで、この不十分に
急冷したフィラメント38をロールまたはコンベヤベルト52からなるコレクタ
50上へと重力及び/又は吸引ボックス54の影響下で落下させて熱感受性溶融
ブロー成形スメクチックウェブ56を形成する。この溶融ブロー成形ウェブ56
を、貯蔵のためまたはこの方法の次工程において直ちに使用するために、最終的
に巻取りロール58に捕集する。溶融ブロー成形ウェブ56は多孔率を調整し、
かつ任意に高い蒸気透過性と低い液体透過性とを併せ持つ媒体である。そのよう
な材料は広範囲の異なる用途においてフィルターとしての用途等がある。
【0060】 次に、特に図2Bを参照すると、熱感受性の溶融ブロー成形スメクチックウェ
ブ56を巻き戻しステーション80においてその供給ドラム80Aから巻き戻す
。次いで、このウェブを圧縮ステーション82に通す。圧縮ステーション82の
圧縮カレンダー82Aは2つのローラを持つ。頂部ロールは平滑な鋼鉄製の外表
面と熱油加熱を有し、カレンダーニップにおいて調整した温度を与える。底部ロ
ールは鋼鉄よりも軟質の材料(例えば商品名RACOLONで市販されているポ
リアミド)で作製されていることから、圧縮時に媒体がより軟質になり、媒体が
より薄くなるときに発生することがあるピンホールを防止している。圧縮カレン
ダー82Aにより布帛の繊維を同時に加熱及び圧縮すると本発明の媒体に液体不
透過性(バリヤ性)が付与される一方、少なくともある程度はその気体透過性(
通気性)が保持される。カレンダーがけは(カレンダーがけの熱効果により)媒
体中の繊維の収縮を生じ、それにより媒体を貫通する大きい液体担持チャネルま
たは空隙を閉じ、一方、媒体を貫通する比較的小さい蒸気担持チャネルまたは空
隙を開いたままにする。圧縮ステーション82の生産物は本発明の媒体10であ
る。
【0061】 しかしながら、その強度と感触を向上させるために、媒体10の一方の面に典
型的には少なくとも一層の紡績接着物、溶融紡糸物、等の不織布を、そして任意
選択的にその他方の面に溶融ブロー成形ブロー成形体または第2の紡績接着物、
溶融紡糸物、等の不織布を一緒に積層する。従って、巻き戻しステーション83
において紡績接着材料12をその供給ドラム83Aから巻き戻す。圧縮した溶融
ブロー成形媒体10と紡績接着材料12を積層ステーション84において積層カ
レンダー84Aにより相互に積層して積層体16を形成する。積層カレンダーは
媒体に隣接したゴム被覆鋼鉄製ロールと紡績接着材料に隣接した彫刻ローラとを
有する。
【0062】 媒体10と積層することができる他の材料としてはセルロース繊維(紙パルプ
)、合成繊維、さらには織物が挙げられる。
【0063】 積層ステーション84において特別のロールの組み合わせを使用して最終製品
の強度と織物様の柔らかさ(手触り)に影響を与えるとともに、美的理由から布
帛に望ましいパターンを付加してもよい。最終製品16(または18、第3の層
が付加される場合)が高い引張り強度及び関連する強度特性と合わせて布様の感
触を有するのが好ましい。媒体10のこの織物様特性は布帛を単独で使用する場
合に特に望ましいが、媒体10を積層体の外層として使用する場合にも望ましい
【0064】 巻取りステーション85では、積層ステーション84の複合生産物16が巻取
りロール85A上に巻き取られる。
【0065】 上述の説明及び下記の実施例において重要な変数は国際的に認められている下
記の試験を用いて決定した。 水頭:EDANA−ERT−160−89 通気度:EDANA−ERT−140.1−81 機械的(引張り)特性:EDANA−ERT−20.2−89 秤量:EDANA−ERT−40.3−90 MVTR:ASTM−E96E
【0066】 [実施例] 実施例1 本発明による媒体の孔隙率を決定するために、本発明の好適な製品を用いて作
製したおむつのバックシートをいくつかの競合市販おむつのバックシートと比較
し、結果を下記表1に示す。
【0067】 本発明のバックシート製品(表1では「FQF」と表示)は一方の面に10g
/m2のスパンボンド布帛、中間に本発明により圧縮した10g/m2のスメクチ
ック媒体SMM布帛、および他方の面に10g/m2の未圧縮メルトブロー成形
布帛を含み、全体が30g/m2のSMM布帛である。これを商品名ハッギーズ
/ウルトラトリム(HUGGIES/ULTRATRIM)、ハッギーズ/スプリム(HUGGIES/SUPREM
E)、パンパース/プレミアム(PAMPERS/PREMIUM)、ドライパース/スプリーム(DR
YPERS/SUPREME)で入手できる競合市販おむつのバックシートと比較して試験した
【0068】 試験品はすべて水頭、MVTR、引張り強度(MDおよびCD)および伸び率
パーセント(MDおよびCD)について試験し、データを表1に記録した。
【0069】 MVTRの測定は、試験品を通過して蒸発する蒸留水の量を24時間にわたっ
てモニターすることにより達成した。水の温度はジャーの水を入れた定温浴を使
用して38℃に維持した。ファンを用いて試験品上の定常空気流を維持した。液
体の高さは、液体の頂部が試験品の底部の十分上になるようにして液体が測定に
干渉しない高さとした。
【0070】 表1のデータは、本発明による媒体で作製したおむつのバックシートの水頭(
164)がパンパース/プレミアム(192)の2番手になっただけであること
、および本発明によるそれのMVTRと伸び率パーセント(MDおよびCD)(
164)は他のすべてに勝っていることを示した。本発明による媒体複合体の引
張り強度(MDおよびCD)は競合製品のそれらに匹敵した。
【0071】 これらのデータは、本発明の媒体をバリヤ層として組み込んだバックシートが
関係するすべての点で競合製品に匹敵するか、またはそれらより優れており、特
にMVTRに関して大いに優れている。実際、本発明によるバックシートのMV
TRは、試験した市販製品のバックシートのMVTRの少なくとも2倍の高さで
ある。
【0072】 実施例II 3つの試験品を、本発明において有用な同じポリプロピレンペレットから調製
した。第1の試験品は急冷および圧縮を含め本発明に従って加工した。第2の試
験品は急冷工程と圧縮工程を省略した以外は同様に加工した。第3の試験品は急
冷工程を含めたが、圧縮工程のみを省略して同様に加工した。第4の試験品およ
び第5の試験品は圧縮工程を含めたが、急冷工程のみを省略して同様に加工した
。第4の試験品は75N、100℃で圧縮したが、第5の試験品は150N、1
10℃で圧縮した。
【0073】 関連データを下記表2に報告するように加工工程の種々の点において集めた。
【0074】 期待できると思われるように、試験品2の材料は慣用のメルトブロー成形品で
あり、通気度が約193cfmで許容上限の100cfmよりも高いものであっ
た。同様に試験品5の材料は高温で急冷および圧縮したものであり、堅く、脆い
フィルムであり、水頭が許容下限の10mmH2Oよりも8mmH2Oと低いもの
であった。試験品3および試験品4は通気度が比較的高く(試験品3については
83cfm、および試験品4については36cfm)、広く定義した(0.1〜
100cfm)場合の本発明による媒体についての限界内であるが、好適な限界
(0.4〜3cfm)よりも実質的に高い。さらに試験品4は許容できないほど
低いMVTRを示したが、試験品3および試験品5は、用いられた入手可能なM
VTR試験機の範囲外となるほど水蒸気に対しては多孔性が高かった。
【0075】 これらのデータは、急冷工程のみまたは圧縮工程のみでは本発明による好適な
媒体を製造するのには不十分であることを示している。本発明による好適な媒体
は、急冷工程と圧縮工程の双方を行ったときにのみ得られる。
【0076】 本発明による好適な媒体を製造するには急冷工程と圧縮工程の双方が必要とさ
れるが、孔径を調整されている、狭い孔径分布の媒体を製造するのには急冷工程
のみで十分である。実際、そのような媒体は、高い蒸気透過率および低い液体透
過率と併せ持つことができる。
【0077】 急冷空気が冷たいほど、かつ/または急冷が急速であるほど、その結果得られ
る媒体内の孔径が小さくなり、小さな結晶は大きな結晶が相互に密接にはめ込む
のを可能にするので、その結果得られる孔径は、小さな結晶と大きな結晶の組み
合わせにより形成される。この関係で、小さなポリマー結晶が大きなポリマー結
晶により形成された大きな孔(空隙)に侵入するため、孔の有効径が減少する―
―すなわち、小さなポリマー結晶と大きなポリマー結晶が存在するため単位体積
当りの孔数がより多くなることが理解されよう。
【0078】 急冷せずかつ圧縮しなかった材料は、水と水蒸気の双方がそれを通過すること
ができるほどの十分な孔径であり得る大きな孔を示すことが理解されよう。一方
、材料を急冷すると(圧縮されていなくても)、この材料は(押出温度から急冷
温度までの)温度差の下で収縮し、孔は往々にして、それを通して水が通過する
のを排除するのに十分なほど孔径が縮小し、極端な場合はそれを通して水蒸気(
水分)が通過するのを制限するほどである。最終的には、この材料の急冷と圧縮
をともに行った場合は、孔径はさらに減少して、孔が制限された量の水蒸気を通
すが、水は通さない。
【0079】 圧縮しなかった材料の孔径は材料の透過率により測定することができ、透過率
の増加は孔径の増大を意味し、透過率の減少は孔径の減少を意味する。表3を参
照。
【0080】 本発明の製品は、上述のようにヘルスケア産業ならびに本発明の製品により満
たされ得るバリヤ要件を持つクリーンルームおよびヘルスケアガウン、クリーン
ルームフィルター、家庭用ラップ、滅菌包装、電池セパレータおよび他の産業用
途のような種々の分野に用途がある。
【0081】 本発明のバリヤ特性または他の利点を変更せずに、よりエラストマー性が高く
、かつより優美な媒体を必要とする用途については、本発明の媒体を好適に作製
する溶融ポリマーは、重量に対してポリプロピレン60〜90%およびポリブチ
レン10〜40%のブレンドである。そのようなブレンドから作製される媒体は
、100%ポリプロピレンから作製される媒体よりも破断点伸びが高く、かつよ
り一層優美である。そのような媒体はより弾力性に富み、挙動がゴムにより似て
おり、そのような媒体を使用する積層体は立てる音が少ない(すなわち、カサカ
サ音を立てることが少ない)。本発明に使用する好適なポリブチレンは、モンテ
ルケミカル社(Montell Chemical Co.)から商品名PBDP8910PCで入手
できる。
【0082】 当業者には理解されるであろうように、水頭試験は静的性質のものであり、バ
リヤ媒体に対して徐々に適用される水圧に対抗する能力のみを測定する;これは
多くの用途に対して十分である。しかしながら、ある用途では、より動的な試験
をしてバリヤ媒体がそれに対向して水を突然に駆動する衝撃に抵抗する能力を決
定する必要がある。動的液体衝撃試験(dynamic impact liquid test)は、乳児
が突然立位から座位に移る際に飽和コア/バックシート構造に与える動的負荷/
面積(エネルギー)を模擬している。この(g/m2で示す)動的液体衝撃は、
平均20ポンドの乳児が、立位から、飽和したおむつ上に「腰を下ろしたfall)
」場合に与える衝撃エネルギーに基づいて計算される。この乳児は、既知の質量
と長さとの2つの剛性のリンクであるとしてモデル化されており、これらリンク
が休んでいる状態(rest)から「座り(fall)」と、衝撃面積はおむつの下の領
域であることが仮定されている。これは平均的な乳児の「着座」面積13.5i
2のほぼにわたって20ジュール(14.75フィートポンド)または約2,
300J/m2の仕事量となる。動的液体衝撃はプロクター・アンド・ギャンブ
ル(Proctor&Gamble)社の商標名ダイナミック・リキッド・インパクト・テスト
・メソッド(Dynamic Liquid Impact Test Method)V−L−35に従って測定
した。
【0083】 非多孔性フィルムの単一層のみが0g/m2の試験結果である。本発明の媒体
を用いる積層体の単一層は547g/m2の試験結果である。そのような積層体
の2層のサンプルは375〜465g/m2の試験結果である。
【0084】 おむつのバックシートについては、700g/m2未満の試験結果であり、ス
パンボンド層(10gsm)、本発明による媒体の中央層(10gsm)および
メルトブロー成形層(10gsm)積層体からなる30gsmの積層体サンプル
上で許容し得る。
【0085】 したがって、本発明の媒体は動的液体衝撃試験で許容し得る試験結果を示す。
この動的液体衝撃試験結果から、本発明の媒体が制限的因子であることが確認さ
れる。
【0086】 2つの積層体(例えば中央に本発明の媒体と、一方の面にスパンボンド体、お
よび他方の面にメルトブロー成形体を有する積層体)からなるサンプルは、典型
的に、単一積層体のみからなるサンプルよりも動的液体衝撃試験レベルが低い。
これは積層体中の媒体層のカレンダーがけを増加すると試験材料の形態に影響す
るためであると理論上想定される。
【0087】 本発明の材料は、上述のように、下記の変更方法を用いることによりさらに改
良することができる。第1の変更方法は、メルトブロー成形体/スパンボンド体
サンドイッチの一部分であるメルトブロー成形材料を、それを裂く危険を伴わず
に、エンボス加工することを可能にする。第2の変更方法は、圧縮したメルトブ
ロー成形材料を含む材料の圧縮したブレンドを、単一ホッパ内で種々のポリマー
を混合する際に遭遇する典型的な操作上の問題点を生じることなく、かつ、その
結果、製造ラインにおける隘路(bottleneck)を生じることなく製造することを
可能にする。第3の変更方法はメルトブロー成形材料の穿孔を可能にするため、
同材料は体液の滲み通り性が高く、かつ再濡れレベルが低いことを特徴とするカ
バーまたはトップシートとして有用である。各変更方法を以下に個別に説明する
【0088】 典型的にはメルトブロー成形材料は(特に油吸収、音吸収または断熱用途に使
用する場合は)エンボス加工またはパターン加工をしないが、その理由は、メル
トブロー成形材料はそれ自体エンボス加工操作に対してデリケート過ぎるため、
それをエンボス加工またはパターン加工することを試みると、ピンホール(およ
びおそらくより大きな孔)がその中に生じる結果となるからである。対照すると
、(一組のロール間を通過することによりフィラメントがすでに相互に接着して
いるため)スパンボンド材料はより強く、メルトブロー成形材料を支持する担体
としてさえも使用することができる。
【0089】 次に、図3を参照すると、第1の変更方法においては、本発明の圧縮したメル
トブロー成形材料102の、全体を100で示すサンドイッチとスパンボンド材
料104はエンボス加工操作時に孔の形成がメルトブロー成形材料に起きるのを
防止するような方法でエンボス加工してもよいということが分かる。サンドイッ
チ100が全体を106で示すエンボス加工ステーションを通過するにつれて、
(融点の低い)メルトブロー成形材料102は(融点の高い)スパンボンド材料
104より先に軟化する。これは、スパンボンド材料104が好ましくは積層ス
テーション106の加熱された硬質ロール108に隣接しており、かつメルトブ
ロー成形材料102が好ましくは加熱されていない軟質ロール110に隣接して
いるとしても起きることである。
【0090】 本発明のメルトブロー成形媒体102の視覚的外観および/または触感を向上
するために、織物または不織材料(好ましくはスパンボンド体104)を、移動
している圧縮したメルトブロー成形材料102上に置く。次いで、圧縮したメル
トブロー成形材料102と添加したスパンボンド材料104とのサンドイッチ1
00を任意的に(図示しない)予備加熱ロール上を通過させると、これら2つの
材料が積層温度に近くなる。その後、これら2つの材料102、104のサンド
イッチ100を、熱および/または圧力を用いる積層ステーション106に通し
てこれら材料上にパターンを付与する。積層ステーション106は典型的には加
熱した(典型的には鋼鉄から形成される)硬質ロール108と(典型的には、ナ
イロン、ゴム等の、鋼鉄よりも軟質の材料から形成される)加熱しない軟質ロー
ル110とを含む。加熱した硬質ロール108を、積層ステーション106を通
過するスパンボンド材料104に隣接して配置し、一方加熱しない軟質ロール1
10をメルトブロー成形材料102に隣接して配置するのが好ましい。積層ステ
ーション106の加熱した硬質ロール108は熱いメルトブロー成形層102上
に(スパンボンド層104を介して)凹部112のパターンを刻印し、この熱い
メルトブロー成形層102上の対合する凸部のパターンが形成され、そこでは加
熱した硬質ロール108は凹部112を形成しない。このパターンはそれに適応
される熱と圧力の下で軟化するメルトブロー成形層102に最も明瞭に形成され
、そしてもしスパンボンド層104内に形成されたとしても明瞭さがより少ない
。本発明においては、MVTRを高く維持するために、適用される温度と圧力が
メルトブロー成形層102の不透過性のフィルムへの転換を確実に生じないよう
にするよう注意する必要がある。
【0091】 このエンボス加工は少なくとも2つの機能を発揮する:第1に、スパンボンド
/メルトブロー成形104/102またはスパンボンド/メルトブロー成形/ス
パンボンド層104/102/104を相互に接着して、全体を116で示す積
層体とし、その層剥離を防止すること(これはそれを通る材料上にパターンを付
してまたは付することなく行うことができる)、および第2にメルトブロー成形
層上にエンボス加工パターンを付与することである。メルトブロー成形材料10
2を(スパンボンド材料104に対して)比較的細い繊維径のものとして、それ
が実質的に均一になるように、従ってエンボス加工を均一に受けるようにするの
が好ましい。加熱したスパンボンド材料104のうち少なくとも1つが、積層ス
テーション106を通過するサンドイッチ100のエンボス加工により、一般に
メルトブロー成形材料102に形成された凹部の中に入り込む。従って、メルト
ブロー成形102の細孔が積層ステーションにおいてスパンボンド体104の加
熱により軟化した繊維により充填される。
【0092】 得られたサンドイッチ材料またはエンボス加工した積層体116は(その上に
刻印されたパターンのために)美的に魅力的であり、層剥離に抵抗し、それ自体
いずれの構成材料よりも厚い。この積層体は望ましいバリヤ特性(例えば、高い
MVTR)を保持するとともに、望まれる場合は向上した強度(例えば外皮に適
した強度)を持たせてもよい。メルトブロー成形材料とスパンボンド材料を一緒
に使用すると積層体の強度を追加するのに寄与する。
【0093】 一般に、積層体116のメルトブロー成形材料およびスパンボンド材料の接着
部分は半透明であるように見えるが、境界以外の部分では不透明ないし白色に見
える。
【0094】 積層または圧縮ステーション138の関係するパラメータとしては積層体に適
用される温度と圧力、積層体の速度、および積層体の接着面積パーセントが挙げ
られる。
【0095】 望ましいバリヤ特性(例えば、高いMVTR)に基づくバックシートとしての
用途に対しては、50〜300(好ましくは75)ニュートン/mmの線圧力、
25〜200℃(好ましくは100〜128℃)のロール温度、および20〜2
00(好ましくは150)m/分の速度とが、約20gsm(g/m2)の圧縮
したメルトブロー成形体と約17gsmのスパンボンド体の積層体については、
それがもっぱらポリプロピレンまたはポリエステルのいずれから作製されていて
も、好ましい。秤量が増加するにつれて速度を低下して、与えられた線圧力にお
いてサンプルによる熱転移作用を補償することが必要である。より重い布帛に対
してはより高い線圧力を使用するか、またはより大きなエンボス加工深さを持た
せることによって積層体をより高速度で走行させることが可能である。積層後の
圧縮された布帛の接着面積パーセントは約5〜50%が好ましく、接着面積パー
セントが低い(例えば20%以下の)方がバックシートとして有用であり、接着
面積パーセントが高い(例えば20%以上)方がフロントシート等として有用で
ある。
【0096】 ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンおよびそれらの
ブレンドのタイベック(Tyvek)型積層体を作製するためには、硬質ロールと軟質
ロールの双方が平滑――すなわち、エンボス加工パターンを用いない場合であっ
ても、一般に同じ操作条件を用いることができる。同じ温度と速度範囲を用いる
が、圧力の範囲は50〜600(好ましくは300)N/mmである。
【0097】 次に、図4を参照すると、本発明の圧縮した媒体102を(例えば、100%
主ポリマー、ここではポリプロピレン130とは対照的に)ポリマーブレンドで
経済的に形成することを可能にするために、第2の変更方法において、少なくと
も1つの添加ステーション132を、メルトブロー成形体が形成され、急冷され
るステーション136と、それが圧縮されるステーション138との中間に――
すなわち、急冷ステーション136と圧縮ステーション138との中間に配置す
る。各添加ステーション132に配置したホッパは、急冷ステーション136か
らの主ポリマー(ここではポリプロピレン130)とブレンドすることを意図し
た加熱した(しかし融解していない)添加材料140を放出する。圧縮ステーシ
ョン138において引き続き行われる圧縮工程により添加材料140は主ポリマ
ー130に接着しこれと一体化する。
【0098】 添加ステーションで使用する好適な添加材料としてはポリエチレン、ポリウレ
タンおよびエチルビニルアルコールのようなポリマーが挙げられ、これらの特定
の材料はポリプロピレンに柔軟性と弾力性とを付与する能力があるために好まし
い。添加ステーション132のホッパにより放出される添加材料138は粉末、
ペースト、粒子またはステープルファイバー(これは4デニール未満が好ましい
)の形態であってもよい。また添加ステーション132において使用する添加材
料として有用なのは急冷ステーション136を離れる繊維とは直径が異なる繊維
である。所望により、複数の異なる添加材料を各添加ステーションにおいて添加
してもよい。従って、第2の添加材料140’を主ポリマー/第1の添加材料1
30/140に第2の添加ステーション132’において添加してもよい。
【0099】 添加ステーション132を使用すると、当業界において製造環境において使用
するのが難しいものとしてよく認識されているポリエチレンやポリウレタンのよ
うな添加材料を別個に処理する必要がなくなる。さらなる利点は別個の添加ステ
ーション132を使用すると、さもなければ添加材料140をすべて主ポリマー
130と単一のホッパ内でブレンドしなければならないという、かなり時間を消
費する操作の場合におきるような製造ラインの隘路の形成が避けられることであ
る。さらに、メルトブロー成形材料130と任意の添加材料140を単一のホッ
パ内でブレンドすることは、メルトブロー成形材料130と添加材料140とが
混和性であり適切な類似する融点を有する場合にのみ起こり得ることである。
【0100】 急冷工程は早い段階でメルトブロー成形材料130に追加の強度を与え、その
ためその後同材料が添加材料140を受け取り、支持することが可能となるとい
うことが理解されるであろう。得られた材料のバリヤ特性(例えば、高いMVT
R)を利用したいときは、メルトブロー成形材料130を圧縮する必要がある。
圧縮前に添加された添加材料140はメルトブロー成形材料130内に組み込ま
れ(そしてその中に封埋され)るが、典型的には完全に溶融してはいない。
【0101】 吸収コアに流体を輸送するためのカバーまたはトップシートとして有用なメル
トブロー成形体のような繊維性材料は(異なるコンシステンシーと粘度を持って
いてもよい−例えば、尿、血液)体液の人体側から吸収コアへの滲み通りが高い
ことと、好ましくは吸収コアの側からの再濡れがより少ないこととを特徴として
いなければない。高い滲み通りかつ典型的には低い再濡れは所望の液体流の方向
において孔径を増加し成形することにより好適に達成することができる。
【0102】 次に、図5Aを参照すると、第3の変更方法の一つの好適な実施の形態におい
て、本発明は孔径の増加(滲み通りを増加)と細孔の成形(再濡れを減少)をと
もに行う。これは圧縮後の熱間ニードル穿刺により達成され、それにより圧縮し
たメルトブロー成形材料102の遷移が熱間ニードルの尖った先端160で穿刺
した後可塑化して先細の穿孔162を形成し、ニードル先端160の撤退後、こ
の可塑化した繊維は凍結して吸収コアに向けて収束する先細の穿孔162の形状
を安定化する。任意的に、熱間ニードル穿刺を2つの穿刺ステーションにおいて
非同期的に行って、1つのステーションで行った穿刺が反復せず、好ましくはも
う一方のステーションで行った穿刺と重なりもしないようにする。この方法によ
り穿孔の空き領域が孔形状と直径の異なる孔と融合し、好ましくは、再濡れをも
たらすその後の毛管作用に干渉する。圧縮した繊維性層は、使用するニードルに
従って、好ましくは10〜25gsmの密度を持っていてよい。
【0103】 次に、図5Bを参照すると、第3の変更方法の他の好適な実施の形態において
、急冷ステーション136からの圧縮していない溶融ポリマーフィラメント56
を延伸するのに用いる吸引ボックス54は穿孔された回転スクリーン170と高
真空(吸引)空気流172とを用いてもよい。吸引により、収束するスクリーン
穿孔174を通して加熱したフィラメントが吸引され、それにより3次元のトラ
ンペット状の、または収束する穿孔162のパターンを上記の圧縮していない材
料中に形成する。
【0104】 いずれの場合も、スポンジ状またはフィルム状の感触を持たず、液体を保持せ
ず、かつ再濡れを減少する微細レリーフ表面が創成される。この繊維性層は小さ
な孔または穿孔を有し、これらが低粘度の流体のみを通過させ、感触およびコン
フィギュレーションが柔軟である。特に繊維性層を貫く熱い尖ったニードルによ
り形成された穿孔162のコンフィギュレーションのために、再濡れが最小限度
に抑えられている。(対照的に、フィルムの穿刺は再濡れを除外または最小限度
に抑えることもしない。)
【0105】 圧縮は必ずしも必要ではないが、好ましくは、繊維性層をできるだけ薄く、美
的に保つために圧縮後に穿刺が行われるようにする必要がある。圧縮すると繊維
性層が体液の部分をそれ自体の中に吸収するのが防止される(後者は、体液が数
度噴出した後湿った感じを引き起こす)。
【0106】 従って、本発明は繊維の密度が高く、孔隙率の低い(そして、そのため通気性
の)、そして剥離耐性の高い、柔軟な、平滑なかつ美的な繊維性の穿孔した層で
あって、(形成方法の如何にかかわらず)正確に形成された穿孔と特に使い捨て
おむつおよび種々の女性用整理製品に有用であることとを特徴とする層を提供す
る。
【0107】 本発明の材料は広範囲の産業上の用途に有用である。例えば、これら材料は空
気濾過、自動車のフィルター、液体フィルターおよびフィルターバッグ用のフィ
ルターとして有用である。これらの材料はクリーンルーム用衣類、商品消費者用
衣料(commodity consumer clothing)、防塵および化学品防護のような産業用保
護衣においても有用である。これらの材料はさらにクリーンルーム用ワイプ(wip
e)、油吸収用ワイプ、レンズ洗浄用ワイプ、並びに低摩擦および/またはノンス
クラッチ表面用表面保護のような産業用ワイプとして有用である。これら材料の
他の産業上の用途としては家庭用包装材料、梱包材料、家具および寝具、自動車
カバー、絶縁材、電池セパレータ、靴の部品等が挙げられる。
【0108】 さらに、本発明の材料は広範囲の衛生用途に有用である。例えば、これらの材
料はトップシート、バックシートまたは外覆い、脚カフス(leg cuffs)、ウェス
トバンド、ストレッチタブ(stretch tab)、弾力性または伸縮性サイドパネル、
および捕捉または分布層として有用である。
【0109】 最後に、本発明の材料は種々の医療用途においても有用である。例えば、これ
ら材料は外科手術用ドレープ、外科手術用ガウン、カットインプレイス・ガウン
(cut-in-place gown)、靴カバー、ブッファン(bouffant)キャップ、および滅菌
包装として有用である。
【0110】 上記特定の用途の仕様は例示に過ぎず、本発明を限定するものではない。上記
の産業用、衛生および医療用途以外の用途は本発明の材料の物理的化学的性質か
ら自然に理解される。
【0111】 本発明の孔隙率を調整した布帛は一般に上記産業用途、衛生用途および医療用
途のそれぞれにおいて有用である。
【0112】 要するに、本発明は孔隙率を調整した媒体、好ましくは高い蒸気透過率と低い
液体透過率とを併せ持つ媒体、の作製方法を提供し、この方法は特化したポリマ
ー原材料または化学的バインダー、添加物またはコーティングの使用を必要とせ
ずに所望の透過率を得る。本発明はまた上記方法により作製された材料を提供し
、そのような材料は使用時に騒音を発生せず、布様の感触(手触り)を示し、使
い捨て製品に使用するために十分に経済的に製造される。
【0113】 上述の本発明の一般的目的は高い蒸気透過率と低い液体透過率とを併せ持つ繊
維性媒体に向けられているが、高い蒸気透過率が決定的な要因ではない(もっと
も低い液体透過率は決定的な要因である)場合は、本発明の方法に従って、低い
液体透過率を示すが、あったとしてもわずかの蒸気透過率を示す材料を作製する
ことができることが理解される。実際、約100〜約13,000g/m2/2
4時間の水蒸気透過速度(MVTR)の全範囲を本発明の方法に従って形成する
ことができることが理論的に想定される。
【0114】 低い蒸気透過速度は繊維により郭成される細孔を圧縮の前に閉じることにより
得られる。従って、高い圧縮温度および/または高い圧縮圧力を使用することに
より布帛の細孔を十分に閉じて比較的に低い水蒸気透過速度(典型的には1、0
00g/m2/24時間未満)を示す布帛を製造することができる。圧縮パラメ
ータを高くすると繊維が溶融し次いで収縮し、それにより細孔が閉じるものと考
えられる。細孔の閉鎖が高い圧縮温度または高い圧縮圧力のいずれを使用するこ
とにより達成されるかは製造される布帛の最終的な用途によって決まる。高い圧
縮温度を使用するとより堅い布帛が製造されやすく、一方高い圧縮圧力を使用す
ると最初の柔らかさを保持した布帛が製造されやすい。
【0115】 例を挙げると、好適なスメクチックポリプロピレンメルトブロー成形布帛を(
高い水蒸気透過速度の布帛を製造するのに使用される25℃〜110℃の温度に
対して)ロール表面温度145℃以下、(高い水蒸気透過速度の布帛を製造する
のに用いる25〜150ニュートンではなく)ロール表面圧力300ニュートン
以下、ロール速度200m/分以下でカレンダー加工する。ロール表面温度が約
110℃を超えると大きなポリマー結晶の少なくとも一部が軟化し、一方、ロー
ル表面圧力が300ニュートンであると布帛内のすべての大きさのポリマー結晶
が変形する。カレンダーの温度および/または圧力が高すぎる(またはロール速
度が低すぎる)と、過剰にカレンダー加工されたメルトブロー成形した布帛が高
い水蒸気透過速度の布帛から、気体と液体の双方に全く不透過性であり(そのた
め非常に低い水蒸気透過速度を持ち)かつ典型的には強度が低く、引き裂き抵抗
が低いフィルムに転換される。
【0116】 本発明により達成される孔隙率の調整が従来技術で用いられる機構とは明確に
区別できる機構により得られることが理解されよう。この従来技術は粒子――例
えば、炭酸カルシウム(CaCO3)――をフィルム内に配置することを教示し
、このフィルムを延伸してこれら粒子の周りの細孔を開くことにより、またはフ
ィルムからこれら粒子を除去して多孔性を与えるボイドを残すことにより多孔性
を創出している。対照すると、本発明の布帛は従来技術のフィルムに対していく
つかの利点を有する繊維性ネットワークである。特に、それらは(多孔性を得る
ために使用する粒子の残滓により汚染されていないので)より純粋であり、(粒
子の残滓が存在しないので、従来技術のフィルムについて30gsmに対して約
10gsmと)より軽く、かつ(粒子をその中に使用していないので製造方法が
繊維形成用の既存のプラント設備に適合するため)より安価である。それらは(
圧縮温度と圧縮圧力の調整により)水蒸気透過速度を精密に調整することが可能
である。さらに、それらは(引張り試験、台形引き裂き試験およびエルメンドル
フ(Elmendorf)引き裂き試験により実証されるように)高い引き裂き抵抗と、(
基本構造が形成した圧縮した媒体内で繊維性ネットワークのままであるため)よ
り高い圧縮抵抗または破裂試験強度を示す。上述の理由のいずれかまたはすべて
により、本発明による材料は従来技術の材料に対して水蒸気透過速度が問題でな
い場合でもより好ましいことがある。水蒸気透過速度が問題でない場合は、明ら
かに、布帛に対して考えられる用途の数は非常に増加する。粒子または除去した
粒子の残滓が布帛中に存在しないことで材料が衛生用途に特によく適している。
【0117】 従って、本発明はさらに調整した蒸気透過率と低い液体透過率とを併せ持つ繊
維性媒体を作製する方法であって、(上述のような)布帛をカレンダーがけまた
は圧縮して、その中の実質的にすべての、融解熱の低い小さなポリマーの結晶と
、その中の調整された割合の、融解熱の比較的高い比較的大きなポリマー結晶と
を軟化し、それにより蒸気透過率を調整しつつ液体透過率を低くする方法を含む
。上述のように、圧縮温度および/または圧縮圧力を適切に調節すると、(従来
技術におけるように)粒子を一時的に布帛に導入し引き続き布帛から除去するこ
とを行わず、低い液体透過率(高低にかかわらず)と調整した蒸気透過率の布帛
を得ることができるであろう。
【0118】 本発明の低い水蒸気透過速度の材料はそれ自体で使用してもよいが、典型的に
はおむつのバックシートとして使用するような特定の用途に対してはスパンボン
ド体の層と積層される。
【0119】 本発明の材料は高い引張り強度および高い引き裂き抵抗並びに本質的な液体不
透過性および比較的高い蒸気透過率を要求する新規な用途に特によく適している
。従って、この材料は建築中の家屋またはビルディングのバリヤ断熱材料として
有用である。(ひとたび合板家屋/ビルディングが組み立てられると、合板をバ
リヤ断熱材料で包んでから外装表面(例えば、こけら板)を適用する。)この材
料はまったく強い(すなわち、高い引張り強度と引き裂き抵抗を示す)ものであ
り、かつ防水性(すなわち、本質的に液体不透過性を示す)であり、一方蒸気に
対して通気性を維持して水蒸気等が逃れることが可能でなければならない。
【0120】 断熱性バリヤ布帛は商標名タイベック(TYVEK)で製造されている(デュポン社
から入手できる)。この製品は熱および圧力により相互に接着した100%高密
度フラッシュスパンポリエチレン繊維から作製される。このタイベック(TYVEK)
材料は滅菌梱包、高強度外皮、保護またはバリヤ衣料等にも使用される。
【0121】 本発明の他と張り合える材料は多層(図示の場合、3層)SCS繊維である。
中間または「C」層は、上述のように未熟な結晶化を行った後カレンダー加工ま
たは圧縮することにより作製された、蒸気透過性が高く液体透過性の低い、基体
となる圧縮した繊維性媒体である。次いで、この「C」層をスパンボンド布帛の
2つの外側または「S」層の間に挟み、この3層「SCS」構造を2つのロール
の間を通過させて冷間積層する。
【0122】 冷間積層では、一方のロールが平滑な軟質ロールであり、他方のロールが平滑
な硬質ロールである。例えば、この平滑な硬質ロールは鋼鉄製であってもよく、
一方平滑な軟質ロールはナイロンの1種であるラコロン(RACOLON)、(KTM社
、ドイツ国から入手できる)で形成したものでもよい。冷間積層を達成するため
に、ロールの表面温度を100℃以下(そして好ましくは25℃〜90℃)に維
持し、ロールの表面圧力を比較的高く、270〜800N/mm(好ましくは5
00N/分)に維持するのが好ましい。
【0123】 次に、表4を参照すると、同表に示されているのは本発明によるサンプルと(
サンプルに比べて、一つはわずかに低い秤量を持ち、一つはわずかに高い秤量を
持つ)2つの異なるタイプのタイベック(TYVEK)の特性である。このサンプルの
「C」層はメルトフローインデックス(MFI)が1,000の(Montel社から
入手できる)ポリプロピレン樹脂から作製される10gsmの圧縮したメルトブ
ロー成形層である。サンプルの2つの「S」層は(エクソン(EXXON)社から入手
できる)エクソン(EXXON)3825ポリプロピレン樹脂であり、一方は秤量が3
4gsmであり、他方は秤量が20gsmである。これら3層を100℃、50
0N/mmの圧力で平滑な鋼鉄および軟質ラコロン(RACOLON)カレンダーロール
の間で15m/分で相互に積層した。
【0124】 上記データから判るように、本発明の布帛は非常に高い強度(MD引張り、破
断時伸び、およびヤング率データ参照)と、非常に高い引き裂き抵抗(台形引き
裂きデータ参照)とを有する。さらに、この布帛はH2O中118という比較的
に高い水頭と2,632g/m2/24時間という高い水蒸気透過速度を有する
。スパンボンドまたは「S」層は液体および蒸気の双方に対して完全に透過性で
あるが、タイベック(TYVEK)様製品に対して要求される高い強度を持つ積層体を
提供する。したがって、高MVTRおよび水頭はほとんど専らメルトブローまた
は「c」層から生じ、この層が積層体を通る液体および蒸気の通過を制御する。
換言すると、タイベック(TYVEK)様製品のバリヤ特性は本発明の圧縮したメルト
ブロー成形した層により生成される。
【0125】 本発明の好適な実施の形態を示し、詳細に説明したが、それに対する種々の変
更および改良は当業者には容易に明らかになるであろう。従って、本発明の精神
および範囲は広く解釈されるべきであり、上記の詳細な説明ではなく、特許請求
の範囲によってのみ限定されるものである。
【0126】
【表1】
【0127】
【表2】
【0128】
【表3】 4つの試験品の平均。水頭の試験水頭サイズは28cm2であり、通気度の試験
ヘッドサイズは38cm2である。
【0129】
【表4】
【図面の簡単な説明】
【図1】 おむつに使用する紡績接着繊維に積層した本発明による布帛の等角投影図であ
る。
【図2A】 布帛の好適な製造方法のフローチャートである。
【図2B】 布帛の好適な製造方法のフローチャートである。
【図3】 本発明の圧縮溶融ブロー成形/紡績接着材料をエンボス加工またはパターン加
工してエンボスした積層体を製造する方法を示す概略側面図である。
【図4】 圧縮ステーションの上流の添加ステーションにおいて主材料の溶融ブロー成形
ポリマーに添加材料を添加する方法の概略側面図である。
【図5A】 熱ニードルにより、圧縮した溶融ブロー成形材料を穿刺して同材料を穿孔する
方法を示す部分的拡大概略断面図である。
【図5B】 熱溶融ブロー成形した材料を圧縮前に穿孔する際のセクションボックス(secti
on box)上の穿孔回転スクリーンの使用を示す部分的側面図である。
【図6A】 急冷した溶融ブロー成形についての曲線図である。
【図6B】 急冷しない溶融ブロー成形についての曲線図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 09/496,687 (32)優先日 平成12年2月2日(2000.2.2) (33)優先権主張国 米国(US) (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,MZ,SD,SL,SZ,TZ,UG ,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD, RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM,AT, AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,C H,CN,CU,CZ,DE,DK,DZ,EE,ES ,FI,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU, ID,IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,K R,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV ,MA,MD,MG,MK,MN,MW,MX,MZ, NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,S G,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,UA ,UG,UZ,VN,YU,ZA,ZW (72)発明者 ボダギ、ハッサン アメリカ合衆国、ニューヨーク州、キング ス・ポイント、ワイルドウッド・ロード 107 (72)発明者 カウシュケ、ミヒャエル ドイツ連邦共和国、83253 リムスティン グ、カプス 1 (72)発明者 ツリ、モルデチャイ アメリカ合衆国、ニュージャージー州、プ リンストン・ジャンクション、リード・ド ライブ・ノース 22 Fターム(参考) 4F100 AK01A AK07A AK08A AL05A BA03 BA07 BA10B BA10C DG15A DG15B DG15C GB72 JA04A JD04A JD05A JK01B JK01C YY00A 4L047 AA14 AA29 BA08 BA23 CA05 CB09

Claims (69)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高い蒸気透過率と低い液体透過率とを併せ持つ繊維性媒体の
    製造方法であって、下記工程: (A)布帛形成時の結晶化が未熟であるため、融解熱の低い小さなポリマー結晶
    と、融解熱の比較的高い比較的大きなポリマー結晶とをその中に形成する繊維か
    ら形成された不織布を提供する工程、および (B)前記不織布をカレンダー加工して、比較的融解熱の高い比較的大きな結晶
    ではなく、融解熱の低い小さなポリマー結晶を軟化して、それにより高い蒸気透
    過率を保持しつつ、低い液体透過率を提供する工程を含む方法。
  2. 【請求項2】 前記ポリマーはアイソタクチックである請求項1記載の方法
  3. 【請求項3】 前記ポリマーはポリプロピレンである請求項1記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記ポリマーはポリプロピレンとポリブチレンのブレンドで
    ある請求項1記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記ブレンドは重量に対しポリプロピレン60〜90%およ
    びポリブチレン10〜40%である請求項4記載の方法。
  6. 【請求項6】 前記ポリマーはアイソタクチックポリプロピレンである請求
    項1記載の方法。
  7. 【請求項7】 前記ポリマーはカレンダー加工の前にベル型の融解熱範囲分
    布を示す請求項1記載の方法。
  8. 【請求項8】 前記ポリマーに、布帛形成が完了する前にその急冷により未
    熟な結晶化を行う請求項1記載の方法。
  9. 【請求項9】 前記カレンダー加工操作の温度、圧力およびロール速度を、
    前記比較的大きなポリマー結晶ではなく、前記小さなポリマー結晶を軟化するよ
    うに選択する請求項1記載の方法。
  10. 【請求項10】 前記布帛を温度約25〜110℃、圧力約25〜150ニ
    ュートンおよびロール速度約200メートル/分(最大でも)でカレンダー加工
    する請求項9記載の方法。
  11. 【請求項11】 前記布帛を工程(B)でカレンダー加工して、24時間で
    少なくとも約1,200g/m2の水蒸気透過率を保持し、かつ少なくとも約1
    0ミリバールの水頭を得る請求項1記載の方法。
  12. 【請求項12】 前記カレンダー加工した材料と少なくとも1つの不織布層
    との複合体を形成する工程を含む請求項1記載の方法。
  13. 【請求項13】 前記カレンダー加工した材料と少なくとも1つのスパンボ
    ンド布帛層との複合体を形成する工程を備える請求項12記載の方法。
  14. 【請求項14】 前記カレンダー加工は繊維性媒体内で繊維の収縮を生じる
    請求項1記載の方法。
  15. 【請求項15】 前記不織布はメルトブロー成形体である請求項1記載の方
    法。
  16. 【請求項16】 高い蒸気透過率と低い液体透過率とを併せ持つ不織繊維性
    媒体の製造方法であって、下記工程: (A)布帛形成が完了する前にその急冷により未熟な結晶化を行って、融解熱の
    低い小さなポリマー結晶と、融解熱の比較的高い比較的大きなポリマー結晶とを
    その中に形成するアイソタクチックポリプロピレンのポリマーから形成された不
    織メルトブロー成形布帛を提供する工程、および (B)前記布帛をカレンダー加工して、前記比較的融解熱の高い比較的大きなポ
    リマー結晶ではなく、前記融解熱の低い小さなポリマー結晶を軟化して、それに
    より高い蒸気透過率を保持しつつ前記繊維性媒体における繊維の収縮により液体
    不透過性を得るとともに、その際前記カレンダー加工操作の温度、圧力およびロ
    ール速度を、前記比較的に大きな結晶ではなく前記小さなポリマー結晶を軟化す
    るように選択する工程を含む方法。
  17. 【請求項17】 前記布帛を温度約25〜110℃、圧力約25〜150ニ
    ュートンおよびロール速度約200メートル/分(最大でも)でカレンダー加工
    して、24時間で少なくとも約1,200g/m2の水蒸気透過率を保持し、か
    つ少なくとも約10ミリバールの水頭を得る請求項16記載の方法。
  18. 【請求項18】 前記カレンダー加工した材料と少なくとも1つのスパンボ
    ンド布帛層との複合体を形成する工程を含む請求項16記載の方法。
  19. 【請求項19】 高い蒸気透過率と低い液体透過率とを併せ持つ不織繊維性
    媒体であって、 布帛形成時の結晶化が未熟であるため、融解熱の低い小さなポリマー結晶と、
    融解熱の比較的高い比較的大きなポリマー結晶とをその中に形成する繊維から形
    成された不織布を含み、前記不織布はカレンダー加工して、前記比較的融解熱の
    高い比較的大きなポリマー結晶ではなく、前記融解熱の低い小さなポリマー結晶
    を軟化して、それにより高い蒸気透過率を保持しつつ液体透過率を低くした媒体
  20. 【請求項20】 前記ポリマーは、アイソタクチックである請求項19記載
    の媒体。
  21. 【請求項21】 前記ポリマーは、ポリプロピレンである請求項19記載の
    媒体。
  22. 【請求項22】 前記ポリマーは、ポリプロピレンとポリブチレンのブレン
    ドである請求項19記載の媒体。
  23. 【請求項23】 前記ブレンドが、重量に対しポリプロピレン60〜90%
    およびポリブチレン10〜40%である請求項19記載の媒体。
  24. 【請求項24】 前記ポリマーは、アイソタクチックポリプロピレンである
    請求項19記載の媒体。
  25. 【請求項25】 前記ポリマーは、カレンダー加工の前にベル型の融解熱範
    囲分布を示す請求項19記載の媒体。
  26. 【請求項26】 前記ポリマーにウェブ形成が完了する前にその急冷により
    未熟な結晶化を行う請求項19記載の媒体。
  27. 【請求項27】 前記カレンダー加工操作の温度、圧力およびロール速度を
    、前記比較的に大きな結晶ではなく前記小さなポリマー結晶を軟化するように選
    択する請求項19記載の媒体。
  28. 【請求項28】 前記布帛を工程(B)でカレンダー加工して、24時間で
    少なくとも約1,200g/m2の水蒸気透過率を保持し、かつ少なくとも約1
    0ミリバールの水頭を得る請求項19記載の媒体。
  29. 【請求項29】 前記不織布は、メルトブロー成形体である請求項19記載
    の媒体。
  30. 【請求項30】 請求項19記載の媒体と少なくとも1つのスパンボンド布
    帛層との複合体。
  31. 【請求項31】 布帛形成時の結晶化が未熟である繊維から形成し、次いで
    カレンダー加工して、24時間で約1、200g/m2より大きい水蒸気透過率
    と、少なくとも約10ミリバールの水頭とを生じた不織繊維性媒体。
  32. 【請求項32】 24時間で約3、000g/m2より大きい水蒸気透過速
    度と、少なくとも約20ミリバールの水頭とを有する請求項31記載の媒体。
  33. 【請求項33】 少なくとも2つの不織層から形成される複合体不織布であ
    って、該複合体は、24時間で少なくとも約2,000g/m2のMVTRと、
    少なくとも約20ミリバールの水頭とを有する複合体不織布。
  34. 【請求項34】 24時間で少なくとも4,000g/m2のMVTRと、
    少なくとも30ミリバールの水頭とを有する請求項33記載の複合体不織布。
  35. 【請求項35】 前記不織層の少なくとも1つはスパンボンド体である請求
    項33記載の複合体不織布。
  36. 【請求項36】 前記不織層の少なくとも1つは、未熟な結晶化を行いカレ
    ンダー加工したメルトブロー成形した布帛から形成されたものである請求項35
    記載の複合体不織布。
  37. 【請求項37】 おむつのバックシートの性質を有する請求項36記載の複
    合体布帛。
  38. 【請求項38】 動的液体衝撃試験結果が547g/m2を超えない請求項
    33記載の複合体不織布。
  39. 【請求項39】 高い蒸気透過率と低い液体透過率とを併せ持つ繊維性媒体
    の製造方法であって、下記工程: (A)布帛形成時の結晶化が未熟であるため、融解熱の低い小さなポリマー結晶
    と、融解熱の比較的高い比較的大きなポリマー結晶とをその中に形成する繊維か
    ら形成された不織布を提供する工程; (B)前記不織布をカレンダー加工して、前記比較的融解熱の高い比較的大きな
    ポリマー結晶ではなく、前記融解熱の低い小さなポリマー結晶を軟化して、それ
    により高い蒸気透過率を保持しつつ、液体透過性を低くする工程; (C)前記カレンダー加工した不織布と不織布との積層体を形成する工程;およ
    び (D)前記積層体をエンボス加工ステーションに通して前記カレンダー加工した
    不織布上に凹凸パターンをつけ、その際前記不織布は、前記エンボス加工し、カ
    レンダー加工した不織布の凹部に入り込む工程を含む方法。
  40. 【請求項40】 前記積層ステーションは、前記不織布に隣接している加熱
    した硬質ロールと前記カレンダー加工した不織布に隣接している非加熱軟質ロー
    ルとを備える請求項39記載の方法。
  41. 【請求項41】 前記カレンダー加工した不織布は、積層後に高いMVTR
    を保持し、かつ実質的に孔をそのなかに保持しない請求項39記載の方法。
  42. 【請求項42】 前記不織布は、スパンボンド体である請求項39記載の方
    法。
  43. 【請求項43】 高い蒸気透過率と低い液体透過率とを併せ持つ不織繊維性
    媒体であって、 (A)布帛形成時の結晶化が未熟であるため、融解熱の低い小さなポリマー結晶
    と、融解熱の比較的高い比較的大きなポリマー結晶とをその中に形成する繊維か
    ら形成された不織布であって、該不織布をカレンダー加工して、前記比較的大き
    なポリマー結晶ではなく、前記小さなポリマー結晶を軟化して、それにより高い
    蒸気透過率を保持しつつ液体透過率を低くした不織布を備え、 (B)前記不織布は、カレンダー加工した、スパンボンド体との積層体の構成材
    料であり、前記不織布は凹凸のエンボス加工パターンを有し、前記スパンボンド
    体は前記不織布の凹部に入り込んでいる、媒体。
  44. 【請求項44】 高い蒸気透過率と低い液体透過率とを併せ持つ繊維性媒体
    の製造方法であって、下記工程: (A)布帛形成時の結晶化が未熟であるため、融解熱の低い小さなポリマー結晶
    と、融解熱の比較的高い比較的大きなポリマー結晶とをその中に形成する繊維か
    ら形成された不織布を提供する工程、および (B)前記不織布の未熟な結晶化を行った繊維を添加ステーションを通過させ、
    そこで少なくとも1種のポリマー性添加材料を前記繊維に付着し、前記不織布を
    カレンダー加工して、前記比較的融解熱の高い比較的大きなポリマー結晶ではな
    く、前記融解熱の低い小さなポリマー結晶を軟化して、それにより高い蒸気透過
    率を保持しつつ液体透過率を低くし、そして前記不織布と前記添加材料とを一体
    化する工程を含む方法。
  45. 【請求項45】 前記繊維(fiber)は所与の直径範囲のポリプロピレンで
    あり、かつ前記添加材料はポリエチレン、ポリウレタン、エチルビニルアルコー
    ル、および異なる直径範囲のポリプロピレンならびにこれらの組み合わせからな
    る群から選ばれる請求項44記載の方法。
  46. 【請求項46】 実質的に各添加材料をそれぞれ別個の添加ステーションで
    添加する工程を含む請求項44記載の方法。
  47. 【請求項47】 高い蒸気透過率と低い液体透過率とを併せ持つ不織繊維性
    媒体であって、 (A)布帛形成時の結晶化が未熟であるため、融解熱の低い小さなポリマー結晶
    と、融解熱の比較的高い比較的大きなポリマー結晶とをその中に形成する繊維か
    ら形成された不織布であって、該不織布をカレンダー加工して、前記比較的大き
    なポリマー結晶ではなく、前記低い小さなポリマー結晶を軟化して、それにより
    高い蒸気透過率を保持しつつ液体透過率を低くした不織布を備え、 (B)前記カレンダー加工した不織布は、前記不織布上に付着した少なくとも1
    種のポリマー性添加材料を備える、媒体。
  48. 【請求項48】 前記少なくとも1種のポリマー性添加材料は前記不織布に
    カレンダー加工の前に付着される請求項47記載の媒体。
  49. 【請求項49】 前記少なくとも1種のポリマー性添加材料は前記不織布に
    カレンダー加工の後に付着される請求項47記載の媒体。
  50. 【請求項50】 高い蒸気透過率と低い液体透過率とを併せ持つ繊維性媒体
    の製造方法であって、下記工程: (A)布帛形成時の結晶化が未熟であるため、融解熱の低い小さなポリマー結晶
    と、融解熱の比較的高い比較的大きなポリマー結晶とをその中に形成する繊維か
    ら形成された不織布を提供する工程; (B)前記不織布をカレンダー加工して、前記比較的融解熱の高い比較的大きな
    ポリマー結晶ではなく、前記融解熱の低い小さなポリマー結晶を軟化して、それ
    により高い蒸気透過率を保持しつつ、液体透過性を低くする工程;および (C)前記カレンダー加工した不織布内の孔径を増大し、かつ前記カレンダー加
    工した不織布内の孔を成形して体液の滲み通りを最大にし、再濡れを最小にする
    工程を含む方法。
  51. 【請求項51】 前記増大成形工程は、前記カレンダー加工した不織布の熱
    間ニードル穿孔を含み、熱間ニードルを挿入するとその周りの前記カレンダー加
    工した不織布が可塑化し、この熱間ニードルを撤退させると該可塑化されたカレ
    ンダー加工した不織布は凍結するままになる請求項50記載の方法。
  52. 【請求項52】 高い蒸気透過率と低い液体透過率とを併せ持つ繊維性媒体
    の製造方法であって、下記工程: (A)布帛形成時の結晶化が未熟であるため、融解熱の低い小さなポリマー結晶
    と、融解熱の比較的高い比較的大きなポリマー結晶とをその中に形成する繊維か
    ら形成された不織布を提供する工程; (B)吸引下の穿孔した回転スクリーンを用いて前記不織布を受け、前記不織布
    中に拡大され成形された孔を形成して滲み通りを最大にし、再濡れを最小にする
    工程; (C)前記不織布をカレンダー加工して、前記融解熱の比較的高い比較的大きな
    ポリマー結晶ではなく、前記融解熱の低い小さなポリマー結晶を軟化し、それに
    より蒸気透過率を高く維持しつつ液体透過率を低くする工程を含む方法。
  53. 【請求項53】 高い蒸気透過率と低い液体透過率とを併せ持つ不織繊維性
    媒体であって、 (A)布帛形成時の結晶化が未熟であるため、融解熱の低い小さなポリマー結晶
    と、融解熱の比較的高い比較的大きなポリマー結晶とをその中に形成する繊維か
    ら形成された不織布であって、該不織布をカレンダー加工して、前記比較的大き
    なポリマー結晶ではなく、前記小さなポリマー結晶を軟化して、それにより高い
    蒸気透過率を保持しつつ液体透過率を低くした不織布を備え、 (B)前記不織布は、拡大され成形された孔を画定して滲み通りを最大にし、再
    濡れを最小にした媒体。
  54. 【請求項54】 孔隙率を調整された、狭い孔径分布を有する繊維性媒体の
    製造方法であって、布帛形成時の結晶化が未熟であるため、融解熱の低い小さな
    ポリマー結晶と、融解熱の比較的高い比較的大きなポリマー結晶とをその中に形
    成する繊維から不織布を形成する工程を含む方法。
  55. 【請求項55】 前記ポリマーはアイソタクチックである請求項54記載の
    方法。
  56. 【請求項56】 前記ポリマーは、ポリプロピレンである請求項54記載の
    方法。
  57. 【請求項57】 前記ポリマーは、ポリプロピレンとポリブチレンのブレン
    ドである請求項54記載の方法。
  58. 【請求項58】 前記ブレンドは、重量に対しポリプロピレン60〜90%
    およびポリブチレン10〜40%である請求項57記載の方法。
  59. 【請求項59】 前記ポリマーは、アイソタクチックポリプロピレンである
    請求項54記載の方法。
  60. 【請求項60】 前記ポリマーは、カレンダー加工の前にベル型の融解熱範
    囲分布を示す請求項54記載の方法。
  61. 【請求項61】 前記ポリマーに布帛形成が完了する前にその急冷により未
    熟な結晶化を行う請求項54記載の方法。
  62. 【請求項62】 前記ポリマーは、高い蒸気透過率と低い液体透過率を併せ
    持つ請求項54記載の方法。
  63. 【請求項63】 前記不織布は、メルトブロー成形体である請求項54記載
    の方法。
  64. 【請求項64】 布帛形成時の結晶化が未熟であるため、融解熱の低い小さ
    なポリマー結晶と、融解熱の比較的高い比較的大きなポリマー結晶とをその中に
    形成する繊維から形成され、それにより高い蒸気透過率を提供しつつ液体透過率
    を低くしてあり、かつ未熟な結晶化を行わなかった繊維の融解熱分布と比べて融
    解熱分布が比較的に広い不織布を備える不織繊維性媒体。
  65. 【請求項65】 融解熱範囲分布が広いことを特徴とする、孔隙率を調整さ
    れた、狭い孔径分布の不織繊維性媒体。
  66. 【請求項66】 調整された蒸気透過率と低い液体透過率とを併せ持つ繊維
    性媒体の製造方法であって、下記工程: (A)布帛形成時の結晶化が未熟であるため、融解熱の低い小さなポリマー結晶
    と、融解熱の比較的高い比較的大きなポリマー結晶とをその中に形成する繊維か
    ら形成された不織布を提供する工程;および (B)前記不織布をカレンダー加工してその中の実質的にすべての、融解熱の低
    い小さなポリマーの結晶と、その中の調整された割合の、融解熱の比較的高い比
    較的大きなポリマー結晶とを軟化し、それにより蒸気透過率を調整しつつ液体透
    過率を低くする工程を備える方法。
  67. 【請求項67】 調整された蒸気透過率と低い液体透過率とを併せ持つ不織
    繊維性媒体であって、 布帛形成時の結晶化が未熟であるため、融解熱の低い小さなポリマー結晶と、
    融解熱の比較的高い比較的大きなポリマー結晶とをその中に形成する繊維から形
    成された不織布であって、該不織布をカレンダー加工して、その中の実質的にす
    べての、前記小さなポリマーの結晶と、その中の調整された割合の、前記比較的
    大きなポリマー結晶とを軟化し、それにより蒸気透過率を調整しつつ液体透過率
    を低くしてある、媒体。
  68. 【請求項68】 高い蒸気透過率と低い液体透過率とを併せ持つ繊維性積層
    体の製造方法であって、下記工程: (A)布帛形成時の結晶化が未熟であるため、融解熱の低い小さなポリマー結晶
    と、融解熱の比較的高い比較的大きなポリマー結晶とをその中に形成する繊維か
    ら形成された不織布を提供する工程; (B)前記不織布をカレンダー加工して、前記比較的融解熱の高い比較的大きな
    ポリマー結晶ではなく、前記融解熱の低い小さなポリマー結晶を軟化して、それ
    により高い蒸気透過率を保持しつつ、液体透過性を低くする工程;および (C)前記カレンダー加工した不織布と前記カレンダー加工した不織布の各面に
    配した高強度スパンボンド体との多層積層体を形成する工程を含む方法。
  69. 【請求項69】 高い蒸気透過率と低い液体透過率とを併せ持つ繊維性積層
    体であって、布帛形成時の結晶化が未熟であるため、融解熱の低い小さなポリマ
    ー結晶と、融解熱の比較的高い比較的大きなポリマー結晶とをその中に形成する
    繊維から形成された不織布であって、該不織布はカレンダー加工されて、その中
    の実質的にすべての、前記比較的大きなポリマー結晶ではなく、前記小さなポリ
    マーの結晶を軟化し、それにより高い蒸気透過率を保持しつつ液体透過率を低く
    してある不織布を備え、 前記カレンダー加工した不織布はその各側面に高強度スパンボンド体を有する
    多層積層体の中間層である、積層体。
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