JP2004532939A

JP2004532939A - 大きなデニールの分割可能な繊維から作られた伸長可能な繊維及び不織布

Info

Publication number: JP2004532939A
Application number: JP2002574413A
Authority: JP
Inventors: アンアロラケリン; アンマンスフィールドミシェル; ブライアンボンドエリック
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 2001-03-15
Filing date: 2002-03-01
Publication date: 2004-10-28
Also published as: US20040161994A1; WO2002075028A1; EP1377698A1; CA2436212A1

Abstract

本発明は、中程度〜低い繊維直径にて高い破断までの伸びを有する繊維（例えば、不織布のための）を提供する。これは、分割可能な多成分繊維を適当な条件下にて紡いで、直径の大きな、配向性の低い繊維を製造し、次いで親繊維の特性を維持するさらに小さな区分に分割することによって達成される。このように、同じサイズの繊維を直接紡いだ場合よりも有意に高い伸びを有する繊維が製造される。

Description

【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、ケリンＡ．アロラ（Kelyn A.Arora）らの名において２００１年３月１５日に出願された、同時係属且つ共同出願である米国特許仮出願出願番号６０／２７５，９７６号、事例８４６２Ｐに対し優先権を主張する。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、改善された伸展性を持つ柔らかい不織布ウェブの製造方法に関する。この特性の組合せを持つ不織布ウェブは、伸展性、柔らかさ及び磨耗耐性が物品の心地よさ及び全体的な性能の助けとなるような物品の部分にて使用することができるので、おむつ、尿失禁用パンツ、訓練用パンツ、女性の生理用衣類、拭き取り用品などのような使い捨ての吸収性物品での使用に特に適する。
【背景技術】
【０００３】
例えば、メルトブロー法及びスパンボンド法のような不織布押出成形法により形成される不織布ウェブは、安価で製品及び製品の構成要素に製造できるので、製品は一回のみ又は２、３回の使用後、使い捨てできると考えられる。そのような製品の代表的なものには、おむつ、尿失禁用パンツ、訓練用パンツ、女性の生理用衣類、拭き取り用品等のような使い捨ての吸収性物品が挙げられる。
【０００４】
使い捨ての製品で使用する場合、柔らかさ及び伸展性を送達することができる不織布への消費者のニーズが存在する。柔らかい不織布であればあるほど皮膚に優しく、おむつにさらに衣類のような審美性を提供するのに役立つ。相対的に小さな力にて高い伸展性が可能である不織布によって、使い捨てのおむつ（すなわち伸張複合材の一部として）のような製品に持続的な適合が提供され、伸張、穴あけなどのような種々の機械的後処理の使用が円滑になる。伸長可能な材料とは、本明細書では、伸ばすことはできるが、加えられたひずみのすべて又は一部を必ずしも回復しないものとして定義される。一方、弾性材料は定義によれば、負荷を除いた後、その伸長のかなりの部分を回復しなければならない。
【０００５】
伸長可能な不織布を作製するには、当該技術分野において使用されてきた方法が幾つかある。
ＰＣＴ国際公開特許ＷＯ００／０４２１５（ファイバービジョンズ（Fibervisions）に譲渡された）は、高い伸長の不織布の布地、具体的には、スキン−コア（skin-core）ＰＰ短繊維を製造するために設計された特殊な接着パターンを定義している。接着パターンは、それらが縦方向で互いに重なり合わないようにずらされた隣接した列にサイトを有する。好ましくは、そのサイトは、四角形の形状であり、全接着領域の＜２０％に及ぶ。縦方向から３５〜５５°の角度での繊維は接着しないので、さらに高い横方向の伸長を可能にすることが教示される。
【０００６】
伸展性を達成するのに繊維構築を用いることが多い。例えば、ファイバーウェブ社は２つの米国特許を有しており、それは、毛羽立ちが低く良好な伸長を持つ、柔らかく強い不織布を製造する混和性のエチレン−プロピレンコポリマーの存在下及び非存在下でのＰＥ及びＰＰのブレンドを特許請求している（第５，８０４，２８６号及び第５，９２１，９７３号）。弾性且つ伸展性の複合材布地も特許請求されている。ダウケミカルもこの領域で特許を出願しており、良好な紡糸性能を維持しつつ接着及び布地の伸びを改善するためのＰＰ／エチレンコポリマーのブレンド（ＰＣＴ国際公開特許ＷＯ００／３１３８５）及び２つの異なったエチレンポリマーのブレンド（米国特許第６，０１５，３１７号）を特許請求している。米国特許第５，６１６，４１２号（デュポンに譲渡）は、ＰＰのみを含むフィラメントに比べて高い伸び（＞７００％）を示すＰＰと高分子量のポリスチレンとのフィラメント（２〜４ｄｐｆ）を特許請求している。エクソンは、良好な伸びを持つ柔らかい不織布を送達することを目的とした、エチレンコポリマー（米国特許第５，３２２，７２８号）及びエチレンアクリルコポリマー（米国特許第４，７６９，２７９号）を特許請求している２つの特許を有する。エクソンは、ポリオレフィンと、例えば、イソブチレン−イソプレンコポリマーのようなイソオレフィンと抱合型ジオレフィンのエラストマーコポリマーとのブレンドを含む伸長可能なメルトブロー不織布に関する２つの特許（米国特許第４，８０４，５７７号及び同第４，８７４，４４７号）も有する。米国特許第５，３４９，０１６号（ハイモント（Himont）に譲渡）は、高い曲げ回復及び曲げ弾性率を有し、場合によっては伸び（ＰＰ対照に対して約５０〜６０％の増加）を有するグラフトプロピレンポリマー（例えばＰＰ主鎖上にグラフトされたスチレン又はメチルメタクリレート）の延伸繊維を特許請求している。米国特許第６，０８０，８１８号（ハンツマン（Huntsman）に譲渡）は、可撓性ポリマーが含まれていない場合に比べて高い伸びを有するアイソタクチックＰＰ及びアタクチック可撓性ポリオレフィンのフレンドを含む不織布のための繊維を特許請求している。
【０００７】
これらの方法はすべてある程度繊維伸展性を高めることができるが、それらにはコストの高い材料の使用が包含され、ブレンドの中で適切な分散性を保証するために特別な混合要件を必要とすることがある。
【０００８】
不織布ウェブを形成する方法は、伸張特性を最大化するのにも使用することができる。米国特許第５，４９４，７３６号（ファイバーウェブ（Fiberweb）に譲渡）では、高い伸びの繊維からの高い伸びのカード加工不織布（ＨＥＣ）は、従来のカード加工の布地よりもさらに横方向に配向するようにセットされる。特許請求される接着領域は８〜２５％の範囲である。
【０００９】
分割可能な多成分繊維は、極めて微細な（例えばサブデニール）繊維を形成する目的を持って開発された。フィラメント当り２デニール未満のサイズを有するフィラメントを紡ぐのが困難であることは周知である。分割可能な又はフィブリル可能な多成分繊維を紡ぐことによって、この困難さを克服することができる。柔らかさ、濾過又はバリアの特性のために、布地では微細デニールの繊維が望ましい。当該技術分野における分割可能な多成分繊維に関する多数の特許の目的は、ほとんど常に可能な限り微細な繊維を製造することである。通常、２〜３ｄｐｆ（１５〜２５ミクロン）の多成分繊維が紡がれ、次いで、何らかの手段によって多数のさらに小さな繊維に分割される。水流交絡、化学処理、水性処理、熱処理、針加工、引伸ばし、及びその他の種々の機械的処理を含めて、繊維を分割する多数の方法が開発されてきた。繊維形成又は延伸の際に、十分に類似していない特定のポリマーを自然に分割することができる。使用されてきた断面には、並行区分、区分化されたパイ状、中空の区分化されたパイ状、海の中の島状、区分化されたリボン状、端をかぶせた複葉状が挙げられる。特別のニーズを満たすように又は分割効率を改善するように、多数のその他の特有な繊維形状及び断面も開発されてきた。
【００１０】
繊維及び／又は布地の伸展性を高める目的で、分割可能ではない多成分繊維を用いてきた。方法の１つは、弾性でない成分と組み合わせて弾性の成分を使用することである。この方法は、相対的に高価な弾性材料を使用し、非弾性成分により完全に取り囲まなければべとつき感触を有することがありうるという欠点も有する。もう１つの方法は、捲縮繊維をもたらす断面を使用することである。しかしながら、これらの繊維における捲縮は、限られた量の伸展性しか提供することができない。
【００１１】
今日、業界では、コストの高い特殊なポリマー又は弾性ポリマーを必要とせずに、従来の熱可塑性樹脂から製造することができる中程度〜低いデニールの繊維を持つ伸長可能な不織布に対する未だ満たされないニーズが存在する。紡糸速度が増すにつれて、分子の配向性が高まり、繊維の伸びが低下することは周知である。強い、低いデニールの繊維については、これは問題ではないが、伸びの高い、低いデニールの繊維を製造することは、今も重要な挑戦である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、本発明の目的は、中程度〜低い繊維直径にて高い破断までの伸びを有する繊維（及びそのような繊維からできた不織布）を製造することである。これは、分割可能な多成分繊維を適当な条件下にて紡いで、直径の大きな、配向性の低い繊維を製造し、次いで親繊維の特性を維持するさらに小さな区分に分割することによって達成される。このように、同じサイズの繊維を直接紡いだ場合よりも有意に高い伸びを有する繊維が製造される。
【００１３】
中程度〜低い繊維直径にて高い破断までの伸びを有する繊維からできた伸長可能な不織布を製造することは、本発明のさらなる目的である。
中程度〜低い繊維直径にて高い破断までの伸びを有する繊維からできた伸長可能な不織布を含む使い捨ての吸収性物品を製造することは、本発明のさらなる目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、中程度〜低い繊維直径にて高い破断までの伸びを有する繊維（例えば、不織布のための）を提供する。これは、少なくとも２種類の熱可塑性樹脂成分を含む分割可能な複合繊維を適当な条件下にて紡いで、直径の大きな、配向性の低い繊維を製造し、次いで親繊維の特性を維持するさらに小さな区分に分割することによって達成される。このように、同じサイズの繊維を直接紡いだ場合よりも有意に高い伸びを有する繊維が製造される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（定義）
本明細書で使用する用語「吸収性物品」は、身体排出物を吸収して収容する機構を指し、より具体的には、着用者の身体に押し付けて又は近辺に配置して、身体から放出された様々な排出物を吸収して収容する機構を指す。
【００１６】
本明細書で使用される用語「使い捨て」は、洗濯される、あるいはさもなければ吸収性物品として復元される又または再利用されることを意図しない吸収性物品を説明している（すなわち、一回の使用後捨てられる、好ましくはリサイクルされる、堆肥にされる、さもなければ環境に適合性のある方法で処理されることを意図している）。「一体型」吸収性物品とは、個々の部品で形成される吸収性物品で、相互に結合して共同的統一体を形成しているものを指し、従って個々の保持器又はライナーのような個々の操作部分を必要としない。
【００１７】
本明細書で使用する用語「不織布ウェブ」は、インターレイされてはいるがどのような規則性も繰返し性もない、単一の繊維又は糸の構造を有するウェブを指す。不織布ウェブは、過去において、例えば、エアレイイング加工、メルトブローイング加工、スパンボンディング加工、及び接着カードウェブ加工を含むカーディング加工などの、様々な加工により形成されてきた。
【００１８】
本明細書で使用する用語「微細繊維」は、約１００ミクロン以下の平均直径、及び約１０より大きい長さ対直径の比を有する小さな直径の繊維を指す。不織布ウェブを構成する繊維の直径が、その全体的な柔らかさ及び心地よさに影響を与え、小さなデニールの繊維であればあるほど一般に結果として大きなデニールの繊維よりもさらに柔らかく及びさらに心地よい製品をもたらすことを当業者は理解するであろう。本発明の繊維については、適した柔らかさ及び心地よさを達成するには、直径は約５〜２５ミクロンの範囲であることが好ましく、さらに好ましくは直径は約１０〜２５ミクロンの範囲であり、及び一層さらに好ましくは直径は約１０〜２０ミクロンの範囲である。
【００１９】
本明細書で使用する用語「メルトブロー繊維」は、溶融した熱可塑性樹脂材を、複数の微細な普通は円形のダイ毛管を通して、溶融した糸又はフィラメントとして高速ガス（例えば空気）流の中へ押し出し、このガス流が溶融した熱可塑性樹脂材のフィラメントを細くしてその直径を縮小し、その直径が微細繊維の直径となる繊維を指す。その後、メルトブロー繊維は、高速ガス流によって運ばれ、集積表面上に沈降し、無作為に分散したメルトブロー繊維のウェブを形成する。
【００２０】
本明細書で使用する用語「スパンボンド繊維」は、溶融した熱可塑性材料を、複数の微細な普通は円形の、押し出されるフィラメントの直径を持つ紡糸口金の毛管からフィラメントとして押し出し、次いで従来のゴデットワインディングシステムを用いて又は空気通過抗力減衰装置を用いて延伸により急速に縮められることによって形成される小さな直径の繊維を指す。ゴデットシステムを使用する場合、押出成形後の延伸を介して繊維の直径をさらに縮めることができる。
【００２１】
本明細書で使用する用語「圧密」又は「圧密された」は、１つ又は複数のサイトを形成するために、不織布ウェブの繊維の少なくとも一部をより近くに相互接近させることを指し、このサイトは例えば摩耗及び張力などの外力に対する不織布の抵抗を、圧密されていないウェブに比べて増加させるように機能する。「圧密された」は、繊維の少なくとも一部がより近くに接近するように、熱点接着などにより加工した不織布ウェブ全体に関して言うことができる。かかるウェブは、「圧密されたウェブ」と考えることができる。別の意味では、単一の熱接着サイトなどの、密接させた繊維の特定の個別の区域を、「圧密された」と記述することができる。
【００２２】
圧密は、熱スポット（すなわち点）接着のような、熱及び／又は圧力をファイバーウェブへかける方法により、達成することができる。熱点接着は、ファイバーウェブを２つのロールで形成された圧力ニップに通すことにより達成可能であり、そのロールの１つは加熱されて、ハンセン（Hansen）らに対し発行された前述の米国特許第３，８５５，０４６号に記載されるような複数の隆起点をその表面に含有するものである。圧密法には、超音波接着、空気通過接着、樹脂接着、及び水流交絡をあげることができるが、これらに限定されない。水流交絡は通常、ファイバーウェブを高圧水噴流で処理して、圧密を望む区域内での機械的な繊維絡み合い（摩擦）によりウェブを圧密し、繊維絡み合い領域内にサイトを形成することを伴う。１９７７年５月３日にカルワイテス（Kalwaites）に対して発行された米国特許第４，０２１，２８４号、及び１９７７年５月２４日にコントラトール（Contrator）らに対して発行された米国特許第４，０２４，６１２号により教示されるように、繊維は水流交絡可能であり、この２つを参考として本明細書に組み込む。
【００２３】
本発明の不織布ウェブは、おむつのような使い捨ての吸収性物品の構成要素として有益な用途を見出すことができるが、その用途は使い捨ての吸収性物品に限定されない。本発明の不織布ウェブは、拭取り用品、磨き布、家具ライニング、耐久性衣類など、柔らかさ及び伸展性を要求する又はこれらが有益ないかなる用途においても、使用することができる。
【００２４】
本発明の伸長可能であって、柔らかい不織布は、積層体の形態であってもよい。積層体は、当業者に既知のいくつもの接着方法で結合することができ、これらには熱接着、スプレー接着剤やホットメルト接着剤やラテックスを基にした接着剤などを含むがこれらに限定されない接着剤による接着、音波及び超音波接着、及びポリマーを別の不織布の上に直接注ぎ、まだ部分的溶融状態の間に不織布の片面に接着する押出し積層などが挙げられるが、これらに限定されない接着方法、又はメルトブロー繊維不織布を不織布上に直接堆積させることによって結合することができる。積層体を製造するこれら及び他の適切な方法が、２０００年１月１１日にウー（Wu）らに対して発行された米国特許第６，０１３，１５１号、及び１９９９年８月３日にモルマン（Morman）らに対して発行された米国特許第５，９３２，４９７号に記載されており、この２つを参考として本明細書に組み込む。
【００２５】
本明細書で使用する用語「ポリマー組成物」は、一般的に、ホモポリマー、例えばブロック、グラフト、ランダム及び交互性コポリマーなどのコポリマー、ターポリマーなど、並びにそれらの混合物及び修飾物を包含するが、これらに限定されない。更に、特に指示がない限り、用語「ポリマー組成物」は、物質の可能なあらゆる幾何学的立体配置を包含するものとする。これらの立体配置として、アイソタクチック、シンジオタクチック、及びランダム対称が挙げられるが、これらに限定されない。本発明で使用するのに適した熱可塑性ポリマーの例として、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン−ポリプロピレンコポリマー類、ポリビニルアルコール、ポリエステル類、ナイロン、ポリラクチド類、ポリヒドロキシアルカノエート類、脂肪族エステル重縮合物類、及びこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。好ましいポリマー組成物は、ポリエチレン及びポリプロピレンのようなポリオレフィン類、又はポリ（エチレンテレフタレート）のようなポリエステル類及びこれらのコポリマーを含む。好ましい追加のポリエステル類には、ポリ（乳酸）（例えば、三井化学のラセア（Lacea）、又はダウカーギル（Dow Cargill）のエコＰＬＡ）、ポリ（カプロラクトン）（例えば、ユニオンカーバイドのトーン（Tone）Ｐ７８７）、ポリ（ブチレンサクシネート）（例えば、昭和電工のビオノーレ１０００シリーズ）、ポリ（エチレンサクシネート）（例えば、日本触媒のルナレ（Lunare）ＳＥ）、ポリ（ブチレンサクシネートアジパート）（例えば、昭和電工のビオノーレ３０００シリーズ）、ポリ（エチレンサクシネートアジパート）、脂肪族ポリエステル−ベースのポリウレタン類（例えば、モートンインターナショナル（Morton International）のモルタン（Morthane）ＰＮ０３−２０４、ＰＮ０３−２１４、及びＰＮ３４２９−１００）、アジピン酸、テレフタル酸、及び１，４−ブタンジオールのコポリエステル類（例えば、イーストマンケミカル社（Eastman Chemical Company）のイースター（Eastar）バイオ、及びＢＡＳＦのエコフレックス（Ecoflex））、ポリエステルアミド類（例えば、バイエル社のＢＡＫシリーズ）、加水分解可能な芳香族／脂肪族のコポリエステル類（例えば、デュポンのバイオマックス（Biomax））、セルロースエステル類（例えば、イーストマンケミカル社のセルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、及びセルロースアセテートプロピオネート）、これらの組合せ及びコポリマー等が挙げられるが、これらに限定されない。
【００２６】
ポリマー組成物はさらに、様々な非ポリマー構成成分を包含してもよく、中でも、造核剤、抗ブロック剤、静電気防止剤、スリップ剤、熱促進安定剤、酸化防止剤、酸化促進添加物、顔料、充填剤などが挙げられる。柔らかさと伸展性の有利な組合せを得るために、通常そのような添加物が組成物中にある必要はないが、これらの添加剤を従来の量で使用することができる。
【００２７】
当業者は、ポリマー組成物のメルト流速が、対象の繊維製造方法、例えばメルトスピン又はメルトブローに適していることを十分理解するであろう。ポリマー組成物のメルト流速は、例えばＡＳＴＭＤ１２３８に概説されている方法を用いて決定することができる。
【００２８】
本明細書で使用される用語「伸長可能な」は、偏った力を適用した場合、破滅的な破断を経験せずに少なくとも約２００％伸長可能な、さらに好ましくは破滅的な破断を経験せずに少なくとも４００％伸長する、及び一層さらに好ましくは破滅的な破断を経験せずに少なくとも８００％伸長するいかなる繊維をも指す。破断までの伸びのパーセントは、例えば、ＡＳＴＭＤ３８２２に概説されている方法を用いて決定することができ、破断する際の伸長した長さから試験の当初の標線間距離を減じたものを試験の当初の標線間距離で割り１００をかけたものとして定義される。
【００２９】
本発明の繊維は多成分構造である。構成成分は、本明細書で使用されるとき、繊維のもう１つの部分に空間的な関係を有する繊維の別の部分として定義される。用語、多成分は、本明細書で使用されるとき、お互いに空間的な関係において１つより多くの別の部分を有する繊維として定義される。用語、多成分は、お互いに空間的な関係において２つの別々の部分を有する繊維として定義される二成分を包含する。多成分繊維の異なった構成成分は、繊維の断面を横切る実質的に識別可能な区域に配置され、繊維の長さに沿って連続して伸長する。
【００３０】
本明細書で使用するとき、円ではない断面の繊維の直径は、同じ断面積を有する円の直径と同等である。
【００３１】
スパンボンド構造、短繊維、中空繊維、及び複葉繊維のような成形加工した繊維はすべて本発明を用いて製造することができる。本発明の繊維は、丸、楕円、星形、四角形、及びその他の種々の偏心を含む異なった外形を有してもよい。この場合、本発明の多成分繊維は、分割可能な繊維であり、並行区分、リボン状、区分化されたパイ状などのような構成を有してもよい。レオロジー的、熱的、及び固化の差動的作用は潜在的に分割を引き起こすことができる。リングロール、応力もしくはひずみ、研磨剤の使用、又は差動的伸張のような機械的手段によって、水力もしくは風力のような流体が誘導する歪みによって、及び／又はその他の適した手段によって分割が生じてもよい。
【００３２】
本発明は、高い伸展性を持つ繊維を製造する方法を提供する。これは、少なくとも２種類の熱可塑性樹脂成分を含む分割可能な複合繊維を使用することによって達成される。使用できる可能性のある断面には、並行区分、区分化されたパイ状、中空の区分化されたパイ状、区分化されたリボン状、先端をかぶせた複葉状などが挙げられるが、これらに限定されない。繊維の断面は、１より多いいかなる数の区分を有してもよく、繊維が丸い必要はない（選択肢には丸、細長、複葉などが挙げられるが、これらに限定されない）。本発明で使用するのに適した繊維断面の例を図１に説明する。分割可能な繊維は、いかなる異なった２種類の熱可塑性樹脂材から構成されてもよい。好ましい熱可塑性樹脂成分には、ポリオレフィン類、ポリエステル類、ポリアミド類、及びこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。使用される樹脂の組合せに対する唯一の必要条件は、何らかの手段によってそれらが互いから分離可能であるということである。分割するのに適したポリマーの可能性ある組合せには、ポリプロピレンとポリエチレン、ポリプロピレンとポリエステル類、ポリエチレンとポリエステル類、ポリプロピレンとナイロン、ポリエチレンとナイロンなどが挙げられるが、これらに限定されない。
【００３３】
本発明の方法によって、少なくとも２種類の熱可塑性樹脂構成成分を含む分割可能な複合繊維を、繊維が相対的に低い分子配向性及び相対的に大きな（例えば＞４０ミクロン）直径を有するような条件下で紡ぐ。これは、例えば、繊維の直径を縮めるのに一般に用いられている大きな延伸力をフィラメントに受けさせないことによって、又は紡糸口金における穴当りの押し出しを高めることによって達成できるであろう。例えば、不織布布地におけるさらに柔らかい触知的感触のために、繊維強度を高め、直径を縮めるために、繊維は通常、２０ミクロン以下の直径まで延伸される。しかしながら、この方法は、分子の配向性を高め、それは直接、繊維の破断までの伸びの減少を招く。しかしながら、本発明では、相対的に低い分子配向性を有する、相対的に大きな繊維を製造する。このために、繊維は高い伸長特性も有する。
【００３４】
紡糸後、繊維を多数の区分に分割する。もう１つの方法としては、分割に先立って繊維を不織布布地に成形してもよい（例えば、スパンボンド、カード又はメルトブロウン）。熱点接着、空気通過接着、超音波接着、水流交絡を含むが、これらに限定されない当該技術分野において既知の手段によって不織布布地の接着を行ってもよい。例えば、高いかさばりの、伸長可能な不織布布地を提供するために、本発明の繊維と組み合わせて空気通過接着を使用することができる。
【００３５】
次いで、布地に適当な処理（例えば、機械的な、化学的な、熱による）を行い、繊維の分割を誘導してもよい。レオロジー的、熱的、及び固化の差動的作用は、潜在的に多成分繊維の個々の区分への分割を引き起こすことができる。リングロール、応力もしくはひずみ、研磨剤の使用、又は差動的伸張のような機械的手段によって、水力もしくは風力のような流体が誘導する歪みによって、及び／又はその他の適した手段によって分割が生じてもよい。繊維の分割を誘導する特に好ましい方法の１つはリングロールである。リングロールは、不織布基材の柔らかさ、質感及び伸展性を高めるのに好ましい方法である。リングロール工程の間に生じる徐々に増す伸張が、不織布ウェブにおける多成分繊維の有意な部分を分割するように作用する。
【００３６】
本発明の大きな多成分繊維の分割は、繊維中のポリマーの特性（例えば、配向性、結晶化度）を有意に変えることはない。従って、分割の後、得られる繊維は、親繊維よりも小さな直径を有するが、同じ機械的特性（例えば、高い伸び）の多くを保持する。これらの繊維は、紡糸と延伸により直接形成された類似の直径の繊維よりも高い伸びを有する。本発明の多成分親繊維は、所望の結果を生じるのに十分大きいいかなる直径であってもよいが、好ましくは４０ミクロンより大きい。
【００３７】
本発明の不織布布地をおむつ、尿失禁用パンツ、訓練用パンツ、女性の生理用衣類、拭き取り用品などのような用途に使用してもよい。例えば、積層体形状でおむつの外カバーとして又は弾性積層体にそれらを使用してもよい。
【００３８】
本発明の複合繊維及びそれで製造される不織布布地を製造するのに適した方法の一例は、１９９６年１月９日にストラック（Strack）らに対して発行された米国特許第５，４８２，７７２号に記載されており、それを参考として本明細書に組み込む。
【００３９】
（方法）
繊維紡糸方法
２つの押出成形機システムを用いて生材料又は調合した材料を二成分繊維に溶融紡糸するが、その際、各押出成形機は、０．５インチ（１．２ｃｍ）の一定のテーパースクリュー（３：１圧縮比）及び２４：１の長さと直径の比を有する水平の単軸スクリュー押出成形機（ウエインマシーン＆ダイ社（Wayne Machine & Die Company）、ニュージャージー州、トトワ）である。スピンパックへの各押出成形機の押出速度は、４穴のスピンパック（ヒルズ社（Hills Incorporated）、フロリダ州、Ｗ．メルボーン）に供給する計量融解ポンプ（パーカーハンニフィン社（Parker Hannifin Corporation）、ゼニスポンプ（Zenith Pumps）部門、ノースカロライナ州、サンフォード）１回転当り０．０６６立方センチメートルで制御される。スピンパックは、所望の断面（例えば、シース−コア状、中空１６区分化パイ状など）に対する紡糸口金及び分配プレートに適合する。さらに、押出成形機／溶融ポンプ／スピンパックシステムを調整可能な高さの作業台に載せる。
【００４０】
溶融フィラメントは、紡糸口金を出てスピンパックの直下に位置する急冷室に入り、それは２４〜７２インチ（６１〜１８２ｃｍ）の長さで変化することができ、フィラメントを取り囲み延伸する空気流を生じるための高圧での圧縮空気を用いる、高さ調整可能な空気抗力装置で延伸されるが、その際、空気抗力装置は一般に９０１型又は９０９型のいずれかのトランスベクター（Transvector）（登録商標）空気流増幅器（ボールテック社（Vortec Corporation）、オハイオ州、シンシナティ）である。所望の繊維直径及び断面を達成するために、紡糸口金とエアガンの間の距離、エアガンと回収箱との間の距離、並びに押出成形機とスピンパックの温度は様々であるが、押出成形機の出力は、約０．８グラム／分／穴で相対的に一定に保たれる。エアガン吸気圧及びエアガンの種類を変えることによって、ある範囲の繊維直径が得られる。
【００４１】
モノフィラメント引張試験
２００％／分の歪み速度を用いる以外、ＡＳＴＭ標準Ｄ３８２２に従って、単一繊維を試験する。１０Ｎのロードセル及び空気グリップを用いてＭＴＳシナジー（Synergie）４００引張試験機で試験を実施する。１インチ（２．５ｃｍ）の標線間距離の試料で２インチ／分（５ｃｍ／分）の速度にて試験を行う。試料を引っ張って破断する。ピーク応力及び破断時の％伸びを記録し、１０試験片について平均する。
【００４２】
繊維区分に関する同等直径の算出
繊維断面における構成成分１（ｄ_s1）の各区分についての同等直径は以下のように算出する。
【００４３】
【数１】

式中、Ａ_Tは、繊維断面におけるポリマーの全面積であり、Ｆ_pは、ポリマーにより占有される繊維断面の分画であり（全体から中空の中心を減ずる）、及びｄ_fは繊維の外側直径である。次に、構成成分１（Ａ₁）の各区分の断面積を以下に従って算出する。
【００４４】
【数２】

式中、Ｘは繊維における構成成分１の分画であり、ｎは繊維における構成成分１区分の数（１６区分化パイ状の繊維の場合８）である。
【００４５】
次に、構成成分１（ｄ_s1）の各区分の同等直径を以下により算出する。
【００４６】
【数３】

以下の実施例は本発明の実施を説明するが、それに限定されることを意図するものではない。
【実施例】
【００４７】
以下の非限定的実施例は、本発明の分割可能で伸長可能な、多成分の繊維構成の説明である。本明細書において用いられる全ての百分率、比及び比率は、特に明記しない限り重量パーセントによる。
【００４８】
（比較例１）
ポリプロピレン樹脂としてバーゼルプロファックス（Basell ProFax）ＰＨ８３５を用いて１００％のポリプロピレン繊維を製造した。０．８５グラム／穴／分の押出量及び２２０℃の溶融温度を用いた。５００ｍ／分の紡糸速度にて、繊維は５０ミクロンの直径及び７９０％の破断時の伸びを有した。これらの繊維は、所望の高い伸びを有するが、不織布布地において所望の柔らかさ及び均一性を生じるには大き過ぎる。
【００４９】
（比較例２）
エアジェット圧を３８００ｍ／分の紡糸速度を生じるように調整した以外は、比較例３に記載されたのと同じ条件下にて繊維を製造した。得られた繊維は１８ミクロンの直径及び１８１％の破断までの伸びを有する。これらの繊維は、所望である小さな直径を有するが、高い伸びを有さない。
【００５０】
（実施例１）：ポリプロピレン／高密度ポリエチレンの繊維
０．８グラム／穴／分の押出量を用いポリプロピレン及びポリエチレンから中空の１６区分化パイ状の繊維を紡いだ。用いたポリプロピレン樹脂は、バーゼルポリオレフィンズ（Basell Polyolefins）のプロファックス（ProFax）ＰＨ８３５であり、ポリエチレン樹脂は、ダウケミカル社（Dow Chemical Company）から入手したＤＭＤＡ−８９２０高密度ポリエチレンであった。各紡糸速度の範囲を通して９０／１０及び５０／５０のポリプロピレン／ポリエチレン比を製造した。５０／５０繊維の断面を図２に示す。紡いだ時点では、繊維の断面は原型のままであるが、力を適用すると（例えば、張力又は剪断力）、それらは親繊維よりも有意に小さい直径の１６の区分に分割する。これらの繊維の幾つかに関するデータを表１に示すが、データは同じ材料の繊維が同等の直径に直接紡がれた場合よりも高い伸びを有する小さな直径の繊維を製造できることを実証している。
【００５１】
（実施例２）：ポリプロピレン／ポリエチレンテレフタレートの繊維
実施例１と同様にポリプロピレンとポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から中空の１６区分化パイ状の繊維を紡いだ。エクソンケミカル社（Exxon Chemical Company）のアチーブ（Achieve）３８５４ポリプロピレン及びイーストマンケミカル社（Eastman Chemical Company）のＦ６１４Ｃを用いた。５０／５０及び８０／２０のポリプロピレン／ＰＥＴ比を製造した。５０／５０の繊維の断面を図３に示す。その繊維の幾つかに関するデータを表１に示すが、データは同じ材料の繊維が同等の直径に直接紡がれた場合よりも高い伸びを有する小さな直径の繊維を製造できることを実証している。実施例１のように、繊維は紡糸時には有意に分割しないが、例えば、繊維の破断に要するより小さな張力を適用することによって容易に分割を誘導することができる。図４Ａは、紡糸直後に現れるような、５０／５０のＰＥ／ＰＥＴ繊維の光学顕微鏡写真である。図４Ｂは、張力（破断しない）で引っ張った後の同じ繊維の光学顕微鏡写真である。繊維は容易に、複数の小さな繊維に分割する。
【００５２】
（実施例３）：ポリプロピレン／ポリビニルアルコール
ポリプロピレンとポリビニルアルコールから中空の１６区分化パイ状の繊維を紡いだ。用いた樹脂は、プロファックス（ProFax）ＰＨ８３５ポリプロピレン及びエアプロダクツ（Air Products）のビネックス（Vinex）２０１９ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）であった。５０／５０及び８０／２０のＰＰ／ＰＶＯＨ比を製造した。図５は、８０／２０のＰＰ／ＰＶＯＨ繊維の断面の光学顕微鏡写真を示す。繊維直径及び伸びのデータを表１に示し、データは高い伸びを持つ小さな直径の繊維を製造できることをさらに説明している。ＰＶＯＨは水に反応するので、繊維を分割すること、又はＰＶＯＨ成分を溶かし去ることのいずれかによって繊維区分を分離し、直接紡いだ繊維に比べて高い破断までの伸びを持つＰＰ繊維区分だけを後に残すことができる。
【００５３】
（実施例４）：ポリプロピレン／ポリ（乳酸）の繊維
ポリプロピレンとポリ乳酸（ＰＬＡ）から中空の１６区分化パイ状の繊維を紡いだ。用いた樹脂は、バーゼルポリオレフィンズのプロファックスＰＨ８３５ポリプロピレン及びバイオマー（Biomer）Ｌ９０００であった。５０／５０及び９０／１０のＰＰ／ＰＬＡ比を製造した。これらの繊維は容易にＰＰ繊維区分とＰＬＡ繊維区分に分割する。繊維直径及び伸びのデータを表１に示すが、データは高い破断までの伸びを持つ小さな直径のＰＰ繊維を製造できることをさらに実証している。
【００５４】
（実施例５）：ポリプロピレン／ナイロン６の繊維
ポリプロピレンとナイロン６から中空の１６区分化パイ状の繊維を紡いだ。２つの構成成分樹脂として、バーゼルポリオレフィンズのプロファックスＰＨ８３５ポリプロピレン及びナイロン６（シグマアルドリッチ（Sigma-Aldrich）から購入、カタログ番号１８，１１１−０）を用いた。５０／５０及び８０／２０のポリプロピレン／ナイロン比を製造した。これらの繊維は容易にＰＰ繊維区分とナイロン繊維区分に分割する。
【００５５】
【表１】

【００５６】
（実施例６）：ポリエチレンを含む分割可能な繊維
ポリプロピレン成分の代わりにポリエチレンを用いて実施例２〜５の繊維を繰り返すこともできる。例えば、ダウケミカル社のアスプン（Aspun）６８１１Ａのような直鎖低密度ポリエチレンを用いればよい。ポリエチレンの使用は、ポリプロピレンに比べて繊維及び不織布の柔らかさ及び伸展性をさらに高めるであろう。
【００５７】
本発明の特定の実施形態を説明し記載したが、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、様々な他の変更および修正が可能であることは、当業者に明らかであろう。本発明の範囲内におけるこのような変形及び変更の全ては、添付の請求項に包含されることを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の繊維で使用するのに適した繊維の断面の概略図である。
【図２】５０／５０のＰＰ／ＨＤＰＥ１６区分化パイ状繊維の繊維断面の光学顕微鏡写真である。
【図３】５０／５０のＰＰ／ＰＥＴ１６区分化パイ状繊維の繊維断面の光学顕微鏡写真である。
【図４Ａ】紡糸時の繊維の５０／５０のＰＰ／ＰＥＴの光学顕微鏡写真である。
【図４Ｂ】張力のもとで分割された図５Ａと同じ５０／５０のＰＰ／ＰＥＴ繊維の光学顕微鏡写真である。
【図５】８０／２０のＰＰ／ＰＶＯＨ１６区分化パイ状繊維の繊維断面の光学顕微鏡写真である。

Claims

少なくとも２種類の熱可塑性樹脂成分を含むことを特徴とする分割可能な複合繊維であって、前記複合繊維が直径≧４０ミクロンを有し、前記複合繊維はそれぞれが直径≧３０ミクロンを有する少なくとも２種類の繊維に分割することが可能であり、前記分割された繊維は、直接紡糸により得られる同じサイズの繊維よりも大きな、破断までの伸び値を有する複合繊維。
少なくとも２種類の熱可塑性樹脂成分がポリオレフィン類、ポリエステル類、ポリアミド類、ならびにこれらのコポリマー及びこれらの混合物から選択される請求項１に記載の分割可能な複合繊維。
少なくとも２種類の熱可塑性樹脂成分が第１の成分としてポリプロピレンを、及び第２の成分としてポリエチレンを含む請求項１又は２に記載の分割可能な複合繊維。
前記繊維が、並行区分、区分化されたパイ状、中空の区分化されたパイ状、区分化されたリボン状、端をかぶせた複葉状、及びこれらの混合から選択される断面を有し、好ましくは前記繊維の断面は中空の区分化されたパイ状である請求項１〜３のいずれか一項に記載の分割可能な複合繊維。
繊維が、丸い、細長い、複葉の、及びこれらの混合から選択される形状を有し、好ましくは前記繊維の形状は丸い請求項１〜４のいずれか一項に記載の分割可能な複合繊維。
請求項１〜５のいずれかに記載の分割可能な複合繊維を分割することにより得られる分割された繊維。
前記分割された繊維が引伸ばし、水流交絡、針加工、水性処理、化学処理、熱処理、及びこれらの混合から選択される工程により分割可能な複合繊維から得られる請求項６に記載の分割された繊維。
請求項１〜７のいずれかに記載の分割可能な複合繊維を含む不織布ウェブであって、前記不織布が好ましくは熱点接着、空気通過接着、水流交絡、超音波接着、及びこれらの混合から選択される工程によって接着される不織布ウェブ。
請求項８に記載の不織布ウェブを含む積層体。
請求項８に記載の不織布ウェブ又は請求項９の積層体を含む使い捨ての吸収性物品。