JP2005537403A - ３次元繊維及びこうした繊維から形成されたウェブを製造する方法 - Google Patents

Abstract

３次元繊維を形成し、該繊維からウェブを形成する方法を開示する。この方法は、第１成分及び第２成分を共押出しする段階を含む。第１成分は回復率Ｒ₁を有し、第２成分は回復率Ｒ₂を有し、Ｒ₁はＲ₂より高い。第１及び第２成分は、紡糸パックを通して導かれて、複数の連続溶融繊維を形成する。次いで、溶融繊維が冷却チャンバに向けられて、複数の冷却された連続繊維が形成される。冷却された繊維が引伸ばしユニットに向けられて、複数の連続固体線状繊維が形成される。次いで、固体繊維が蓄積され、少なくとも約５０％延伸される。次いで、複数の延伸された繊維が切断され、弛緩されて、複数の３次元コイル化繊維が形成される。

Description

後で不織ウェブを形成することができる繊維を紡糸するための、当業者に公知の多くの方法がある。こうした不織ウェブの多くは、体液及び／又は尿、糞便、月経分泌物、血液、汗等といった排泄物を吸収するための使い捨て吸収性物品に有用である。身体側カバー、表面材、及びライナにすることができる縦方向及び横方向に延伸可能なスパンボンド材料を形成するのに３次元繊維も有用である。こうした物品の製造業者は、こうした新しい材料、及びこうした新しい材料を物品に構成し又は使用して、それらが設計された用途を達成するのにより機能的なものとなるようにするための方法を常に捜し求めている。少なくとも一方向に伸長可能な少なくとも１つのエラストマー材料から形成された３次元二成分繊維でウェブを形成することは、非常に有益である。例えば、セルロースパルプ繊維が散在されて３次元不織繊維のウェブにされたものから形成された吸収体層を含む乳児用おむつは、３次元繊維が伸長可能である場合には、吸収体層がより多量の体液を保持できる。こうした吸収体層は、着用者に良好な漏れ防護を与えることができ、頻繁に取り替えられる必要がない。別の例においては、複数の３次元繊維から形成されたスパンボンド不織表面材又はライナは、改善された延伸性及び制御可能な収縮性を与えることができる。こうした表面材又はライナは、吸収性物品の着用者に改善されたフィット性及び良好な快適性を与えることができる。

こうした３次元繊維から形成されたウェブは、１つ又はそれ以上の以下の特性、すなわち、改善されたフィット性、改善された嵩高性、良好な快適性、大きな空隙体積、柔軟な感触、改善された弾力性、良好な延伸性、制御された収縮性、及び改善された吸収性の１つ又はそれ以上を与えることができる。
不織ウェブを形成するのに用いられる具体的な方法は、ウェブに別の方法では再現できない独特の特性及び特徴を生じさせることができる。ここで、後で繊維が非常に望ましい特性を呈するウェブに形成されることを可能にする、新規な３次元繊維の形成方法が発明され、そうしたウェブは、使い捨て吸収性物品に組み込まれたときには非常に望ましい。

手短に述べると、本発明は、３次元繊維を形成し、該繊維からウェブを形成する方法に関する。この方法は、第１成分及び第２成分を共押出しする段階を含む。第１成分は回復率Ｒ₁を有し、第２成分は回復率Ｒ₂を有し、Ｒ₁はＲ₂より高い。第１及び第２成分は、紡糸パックを通して導かれて、複数の連続溶融繊維を形成する。次いで、複数の溶融繊維が冷却チャンバに向けられて、複数の冷却された連続繊維が形成される。複数の冷却された繊維が引伸ばしユニットに向けられて、複数の連続固体線状繊維が形成される。次いで、複数の固体繊維がスプールに蓄積され、後で繰り出して少なくとも約５０％延伸することができる。次いで、複数の延伸された繊維が切断され、弛緩されて、複数の３次元コイル化繊維が形成される。

図１を参照すると、複数の連続固体繊維を押出し、紡糸し、冷却し、引き伸ばして、それらを複数のスプールに蓄積するのに必要な装置の概略図が示されている。この方法は、第１成分１０及び第２成分１２を共押出しする段階を含む。第１及び第２成分１０及び１２は、固体の樹脂ペレット又は小粒子の形態とすることができる。第１成分１０は、ホッパー１４に配置され、そこから第１成分が導管１６を通って計量されながら第１押出機１８に供給される。同様に、第２成分１２は、ホッパー２０に配置され、そこから第２成分が導管２２を通って計量されながら第２押出機２４に供給される。

第１成分１０は、紡糸できるか、又は別の方法で連続繊維を形成することができる材料である。この第１成分１０が繊維を形成する場合、該繊維は、延伸可能であって、高い回復率Ｒ₁を有するものでなければならない。「回復率Ｒ₁」は、第１成分１０がその最初の長さの少なくとも５０％延伸された後、それを引き伸ばすために適用された力が取り除かれる時に回復できるパーセントとして定義される。望ましくは、第１成分１０はエラストマー材料である。第１成分１０に使用できる好適なエラストマー材料としては、溶融押出し可能な熱可塑性エラストマー、例えば、ポリウレタンエラストマー、コポリエーテルエステル、ポリエーテルブロックポリアミドコポリマー、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）エラストマー、スチレン系ブロックコポリマー、エーテルアミドブロックコポリマー、オレフィン系エラストマー、並びにポリマー分野の当業者に既知の他のエラストマーが挙げられる。有用なエラストマー樹脂としては、ポリエステルポリウレタン及びポリエーテルポリウレタンが挙げられる。２つの市販のエラストマー樹脂の例は、商品名ＰＮ３４２９−２１９及びＰＳ３７０−２００ＭＯＲＴＨＡＮＥ（登録商標）ポリウレタンとして販売される。ＭＯＲＴＨＡＮＥ（登録商標）は、イリノイ州シカゴ６０６０６に事務所を有するＨｕｎｔｓｍａｎ Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｓの登録商標である。別の好適なエラストマー材料は、オハイオ州クリーヴランド４４１４１に事務所を有するＮｏｖｅｏｎ，Ｉｎｃ．の登録商標であるＥＳＴＡＮＥ（登録商標）である。さらに別の好適なエラストマー材料は、マサチューセッツ州Ｂｏｘｆｏｒｄ０１９２１に事務所を有するＭｅｒｑｕｉｎｓａの登録商標であるＰＥＡＲＬＴＨＡＮＥ（登録商標）である。

３つ目の別のエラストマー材料としては、商品名ＰＥＢＡＸ（登録商標）として種々の等級で市販されているポリエーテルブロックポリアミドコポリマーが挙げられる。ＰＥＢＡＸ（登録商標）は、ペンシルヴェニア州Ｂｉｒｄｓｂｏｒｏ１９５０８に事務所を有するＡｔｏｆｉｎａ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．の登録商標である。第２のエラストマー材料は、商品名ＡＲＮＩＴＥＬ（登録商標）として販売されるコポリエーテル−エステルである。ＡＲＮＩＴＥＬ（登録商標）は、オランダ、ヘールレン、Ｈｅｔ Ｏｖｅｒｌｏｏｎ １，ＮＬ−６４１１ ＴＥに事務所を有するＤＳＭの登録商標である。第３のエラストマー材料は、商品名ＨＹＴＲＥＬ（登録商標）として販売されるコポリエーテルエステルである。ＨＹＴＲＥＬ（登録商標）は、デラウェア州ウィルミントン１９８９８に事務所を有するＥ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓの登録商標である。

第１成分１０はまた、ＫＲＡＴＯＮ（登録商標）のようなスチレン系ブロックコポリマーから形成することができる。ＫＲＡＴＯＮ（登録商標）は、テキサス州ヒューストンに事務所を有するＫｒａｔｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｓの登録商標である。
第１成分１０はさらに、ポリエステル脂肪族ポリウレタン又はポリヒドロキシアルカノエートのような生分解性エラストマー材料から形成することができる。第１成分１０は、エラストマー及びプラストマーのようなオレフィン系エラストマー材料から形成することができる。このようなプラストマーの１つは、商品名ＡＦＦＩＮＩＴＹ（登録商標）として販売されるエチレン系樹脂又はポリマーである。ＡＦＦＩＮＩＴＹ（登録商標）は、テキサス州Ｆｒｅｅｐｏｒｔに事務所を有するＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙの登録商標である。ＡＦＦＩＮＩＴＹ（登録商標）樹脂は、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＣｏｍｐａｎｙのＩＮＳＩＴＥ（登録商標）拘束幾何触媒技術を用いて製造されるエチレン及びオクテンのエラストマーコポリマーである。別のプラストマーは、シングルサイト触媒により誘導されたコポリマー及びターポリマーを含む商品名ＥＸＡＣＴ（登録商標）として販売される。ＥＸＡＣＴ（登録商標）は、テキサス州Ｉｒｖｉｎｇ７５０３９−２２９８、Ｌａｓ Ｃｏｌｉｎａｓ Ｂｏｕｌｅｖａｒｄ ５９５９に事務所を有するＥｘｘｏｎ Ｍｏｂｉｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの登録商標である。第１成分１０を形成するのに使用できる他の好適なオレフィン系エラストマーとしては、ポリプロピレン誘導エラストマーが挙げられる。

第１成分１０はさらに、特定温度で延伸された後に十分な回復率Ｒ₁を有する非エラストマー熱可塑性材料から形成することができる。第１成分１０を形成するのに有用な非エラストマー材料は、ポリアミド、ナイロン、ポリエステル、ポリオレフィン又はポリオレフィンのブレンドのような押出し可能な熱可塑性ポリマーである。例えば、非エラストマー生分解性ポリ乳酸は、その約６２℃のガラス転移温度を超えて延伸される場合に十分な回復率Ｒ₁を与えることができる。
第２成分１２は、第１成分１０と同様に、紡糸できるか、又は別の方法で連続繊維を形成することができる材料である。第２成分１２が線状繊維を形成する場合、該線状繊維は、延伸可能であって、Ｒ₁より小さい回復率Ｒ₂を有するものでなければならない。「回復率Ｒ₂」は、成分がその最初の長さの少なくとも５０％延伸された後、それを引き伸ばすために適用された力を取り除いた時に回復できるパーセントとして定義される。第１及び第２成分１０及び１２が線状繊維を形成する場合、線状繊維が吸収性物品に有用となるために、繊維は延伸された状態から収縮又は縮むことができなければならない。本明細書に言及される場合、「収縮」という用語は、「縮む」と同じことを意味する。望ましくは、Ｒ₁／Ｒ₂の比は、少なくとも約２〜約１００の範囲に及ぶ。最も望ましくは、Ｒ₁／Ｒ₂の比は、少なくとも約２〜約５０の範囲に及ぶ。線状繊維においてＲ₁をＲ₂より大きくする理由は、第１及び第２成分１０及び１２が収縮又は縮む時に、３次元繊維が非常に望ましい所定の構造上の構成を示すからである。３次元繊維のこのような構造上の構成は、少なくとも１方向において例外的な伸び特性を示す。

線状繊維はさらに、第１成分１０がこの線状繊維の約３０％〜約９５％の体積パーセントを構成し、第２成分１２がこの線状繊維の約５％〜約７０％の体積パーセントを構成する場合に、いくつかの特有の特性を備える。望ましくは、第１成分１０は、線状繊維の約４０％〜約８０％の体積パーセントを構成し、第２成分１２は、線状繊維の約２０％〜約６０％の体積パーセントを構成する。固体線状繊維の体積は、次の式を用いて計算され、
Ｖ＝π（ｄ²／４）Ｌ₁
式中、Ｖは固体線状繊維の体積であり、πは円周と円の直径との比を表し、かつ広範囲の数学的問題において定数で表すことができる約３．１４１５９の超越数であり、ｄは線状繊維の直径であり、Ｌ₁は線状繊維の初期長さである。

第１成分１０及び第２成分１２に関する体積パーセントの上述の範囲では、線状繊維は、少なくとも５０％延伸されて、延伸された線状繊維を形成できる。第１及び第２成分１０及び１２の各々の体積パーセントはまた、延伸された繊維が収縮した長さに収縮又は縮むのに重大な役割を果たす。第１及び第２成分１０及び１２の各々の体積パーセントを変更することによって、延伸された後、特定の所望特性をもった所定の構成に収縮することができる線状繊維を製造できる。しばらく経って、このような繊維が使い捨て吸収性物品に形成された後、体液と接触することで、この吸収性物品は膨潤し、繊維が線状になる前に少なくとも１方向に伸びることができる。繊維が伸びる時、繊維は伸長して、吸収性構造はさらなる体液を受容して保存できるようになる。

第１及び第２成分１０及び１２は、繊維が延伸された後で弛緩される時に分裂するのを防止するために、化学的、機械的及び／又は物理的に互いに接着又は結合される。弛緩された繊維は、長さ方向に収縮する。望ましくは、第１成分１０は、第２成分１２に強く接着される。芯／鞘配置において、第１及び第２成分１０及び１２間の機械的接着は、存在する化学的接着及び／又は物理的接着を補い、第１成分１０の第２成分１２からの分裂又は分離を防止するのを助ける。この分裂又は分離は、一方の成分が他方の成分よりも大きく収縮できるために生じる。特に収縮の間に強い相互接着が存在しない場合、２つの成分は２つに分かれることがあり、これは望ましいことでない。並列又はくさび型構成で配置された２つの成分で形成された繊維において、強い化学的及び／又は物理的接着は、第１成分１０が第２成分１２から分裂又は分離するのを防止する。

第２成分１２は、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリエステル、又はポリエーテルから形成できる。第２成分１２はまた、商品名ＡＳＰＵＮ（登録商標）６８１１Ａとして販売される繊維等級のポリエチレン樹脂のようなポリオレフィン樹脂とすることができる。ＡＳＰＵＮ（登録商標）は、ミシガン州ミッドランド４８６７４に事務所を有するＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙの登録商標である。第２成分１２はまた、ポリオレフィン樹脂、例えば、デラウェア州ウィルミントン１９８０８、Ｃｅｎｔｅｒｖｉｌｌｅ Ｒｏａｄ２８０１、Ｔｈｒｅｅ Ｌｉｔｔｌｅ Ｆａｌｌｓ Ｃｅｎｔｒｅに事務所を有するＢａｓｅｌｌ Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａ，Ｉｎｃ．から入手可能なＨｉｍｏｎｔ ＰＦ３０４及びＰＦ３０８のようなホモポリマーポリプロピレンとすることができる。第２成分１２を形成できるポリオレフィン樹脂の別の例は、テキサス州Ｉｒｖｉｎｇ７５０３９−２２９８、Ｌａｓ Ｃｏｌｉｎａｓ Ｂｏｕｌｅｖａｒｄ ５９５９に事務所を有するＥｘｘｏｎ Ｍｏｂｉｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なポリプロピレンＰＰ３４４５である。第２成分１２に使用できるさらに他の好適なポリオレフィン材料としては、ランダムコポリマー、例えばプロピレン及びエチレンを含有するランダムコポリマーが挙げられる。このようなランダムコポリマーの１つは、テキサス州Ｉｒｖｉｎｇ７５０３９−２２９８、Ｌａｓ Ｃｏｌｉｎａｓ Ｂｏｕｌｅｖａｒｄ ５９５９に事務所を有するＥｘｘｏｎ Ｍｏｂｉｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能な商品名Ｅｘｘｏｎ９３５５である。

第２成分１２はまた、延伸時に十分な永久変形を与える溶融押出し可能な熱可塑性材料から形成できる。このような材料としては、脂肪族及び芳香族ポリエステル、コポリエステル、ポリエーテル、ポリプロピレン及びポリエチレンのようなポリオレフィン、これらのコポリマーブレンド、ポリアミド及びナイロンが挙げられるが、これらに限定されない。第２成分１２はさらに、脂肪族ポリエステルのような生分解性樹脂から形成できる。このような脂肪族ポリエステルの１つは、ポリ乳酸（ＰＬＡ）である。他の生分解性樹脂としては、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネートアジペート及びポリブチレンサクシネートが挙げられる。ポリブチレンサクシネートアジペート及びポリブチレンサクシネート樹脂は、商品名ＢＩＯＮＯＬＬＥ（登録商標）として販売され、これはニューヨーク州ニューヨーク１００１７に事務所を有するＳｈｏｗａ Ｈｉｇｈ Ｐｏｌｙｍｅｒｓの登録商標である。さらなる生分解性樹脂としては、商品名ＥＡＳＴＡＲ ＢＩＯ（登録商標）として販売されるコポリエステル樹脂が挙げられる。ＥＡＳＴＡＲ ＢＩＯ（登録商標）は、テネシー州Ｋｉｎｇｓｐｏｒｔ３７６６２に事務所を有するＥａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙの登録商標である。第２成分１２に使用できるさらに他の生分解性樹脂としては、種々の組成及び構造を有するポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）、並びに前述のポリマーとのコポリマー、ブレンド及び混合物が挙げられる。好適な生分解性ポリマー樹脂の具体的な例としては、Ｉｔｏｃｈｕ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌから市販されるＢＩＯＮＯＬＬＥ（登録商標）１００３、１０２０、３０２０及び３００１樹脂が挙げられる。ＢＩＯＮＯＬＬＥ（登録商標）は、ニューヨーク州ニューヨーク１００１７に事務所を有するＳｈｏｗａ Ｈｉｇｈ Ｐｏｌｙｍｅｒｓの登録商標である。

第２成分１２はまた、水溶性及び膨潤性樹脂から形成できる。このような水溶性の膨潤性樹脂の例としては、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）及びポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）が挙げられる。グラフトポリエチレンオキシド（ｇＰＥＯ）又は化学的に修飾されたＰＥＯも使用できる。水溶性ポリマーは、良好な加工性、性能及び液体との相互作用を与えるために生分解性ポリマーとブレンドすることができる。
ＰＥＯ樹脂は、反応性押出し、グラフト化、ブロック重合又は分枝によって化学的に修飾され、その加工性を改善できることに留意すべきである。ＰＥＯ樹脂は、２００１年１月９日にＷａｎｇらに対して発行された米国特許第６，１７２，１７７号に記載される反応性押出し又はグラフト化によって修飾することができる。

最後に、第２成分１２は、第１成分１０よりも低い回復率Ｒ₂を有する。第２成分１２は、低弾性回復を示す材料から形成できる。第２成分１２を形成できる材料としては、ポリオレフィン樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、ポリエステル及びポリエーテルが挙げられるが、これらに限定されない。第２成分１２は、親水性又は疎水性界面活性剤で処理又は修飾することができる。第２成分１２の親水性界面活性剤による処理は、体液又は液体との相互作用を増大させるために湿潤性表面を形成する。例えば、第２成分１２の表面が親水性になるように処理される場合、体液、特に尿と接触した時により湿潤性となる。第２成分１２の疎水性界面活性剤による処理によって、体液又は液体をはじくようになる。親水性又は疎水性特性を制御するために、第１成分１０の同様の処理を行うこともできる。

図１を再び参照すると、第１及び第２成分１０及び１２は、２つの押出し機１８及び２４にて別々に共押出しされる。押出し機１８及び２４は、当業者に周知の様式で機能する。要するに、固体樹脂ペレット又は小粒子は、それらの溶融温度を超えて加熱され、回転オーガによって経路に沿って進む。第１成分１０が導管２６を通って送られる一方で、第２成分１２は同時に導管２８を通って送られ、両方の流れストリームは紡糸パック３０に向けられる。図示しないが溶融ポンプは、必要により、体積分布を調節するために導管２６及び２８の１つ又は両方にわたって配置することができる。紡糸パック３０は、合成繊維を製造する器具である。紡糸パック３０は、押出された材料が流れる複数の孔又は開口部を有する底板を含む。紡糸パック３０における１平方インチあたりの開口部の数は、１平方インチあたり約５〜約５００開口部に及ぶことができる。望ましくは紡糸パック３０における１平方インチあたりの開口部の数は、約２５〜約２５０である。より望ましくは、紡糸パック３０における１平方インチあたりの開口部の数は、約１２５〜約２２５である。紡糸パック３０における各開口部の大きさは、様々なものとすることができる。典型的な大きさの開口部は、直径が約０．１ミリメートル（ｍｍ）〜約２．０ｍｍに及ぶことができる。望ましくは紡糸パック３０における各開口部の大きさは、直径が約０．３ｍｍ〜約１．０ｍｍに及ぶことができる。
紡糸パック３０の開口部は、断面が丸い又は円形である必要はなく、バイローバル、トリローバル、正方形、三角形、長方形、楕円形、又は所望のその他の幾何学的断面構成を有することができることに留意すべきである。

図１及び２を参照すると、第１及び第２成分１０及び１２は、紡糸パック３０に向けられ、第１成分１０が芯３２を形成する一方で、第２成分１２がその芯３２の外延を囲む鞘３４を形成するような様式で底板に形成された開口部を通って送られる。所望ならば、第１成分１０が鞘を形成する一方で、第２成分１２が芯を形成できることに留意すべきである。この芯／鞘配置は、線状の二成分繊維３６の１つの構成を作り出す。他の断面構成を有する二成分繊維も紡糸パック３０を用いて製造できる。例えば、二成分繊維は、並列構成、又は芯が鞘の同軸から外れた芯／鞘設計を有することができる。
１つの二成分繊維３６は、紡糸パック３０内で板に形成された各開口部毎に形成される。これによって、各々が所与の直径を有する複数の連続溶融繊維３６が、第１速度で同時に紡糸パック３０から出ることができる。線状の二成分繊維３６の各々は、間隔を空けられ、隣接する繊維３６と分離されている。各二成分繊維３６の直径は、紡糸パック３０の底板に形成された開口部の大きさによって規定される。例えば、上述したように、底板の孔又は開口部の直径が約０．１ｍｍ〜約２．０ｍｍに及ぶ場合、溶融繊維３６の各々は、約０．１ｍｍ〜約２．０ｍｍに及ぶ直径を有することができる。溶融繊維３６は、板に形成された開口部を出た後、断面積が大きくなることがある傾向にあるが、この伸長は比較的小さい。

複数の連続溶融繊維３６は、冷却チャンバ３８を通って送られ、複数の冷却された線状二成分繊維４０を形成する。望ましくは、溶融繊維３６は紡糸パック３０から冷却チャンバ３８に向かって下方に向けられる。溶融繊維３６を下方に向ける理由は、溶融繊維３６の移動を補助するために重力を利用できるからである。さらに垂直方向下向きの移動は、繊維３６が互いに分離し続けるのを助けることができる。
冷却チャンバ３８において、連続溶融繊維３６は、１以上の空気ストリームと接触する。通常、紡糸パック３０を出て冷却チャンバ３８に入る連続溶融繊維３６の温度は、約１５０℃〜約２５０℃の範囲である。溶融繊維３６の実際の温度は、構成する材料、このような材料の溶融温度、押出しプロセスの間に適用される熱量、並びに他の要因による。冷却チャンバ３８内では、連続溶融繊維３６は、より低温の空気と接触して、囲まれる。この空気の温度は、約０℃〜約１２０℃に及ぶことができる。望ましくは、空気は、溶融繊維３６を素早く冷却するように冷却又は冷蔵される。しかし、二成分繊維３６を形成するのに使用される特定の材料では、周囲の空気又はさらに加熱された空気を用いるのが有利である。しかし、大部分のエラストマー材料では、空気は、約０℃〜約４０℃に冷却又は冷蔵される。より望ましくは、空気は、約１５℃〜約３０℃の温度に冷却又は冷蔵される。より低温の空気を、種々の角度で溶融繊維３６に向けることができるが、水平角度又は下向きの角度が最も良く作用するようである。入ってくる空気の速度は、溶融繊維３６を効率よく冷却するように維持又は調節することができる。

冷却又は冷蔵された空気によって、連続溶融繊維３６は、結晶化し、結晶構造又は相の分離を起こし、複数の冷却された連続繊維４０を形成する。冷却された繊維４０は、この時点でなおも線状構成をもつ。冷却チャンバ３８を出る時、冷却された繊維４０の温度は、約１５℃〜約１００℃に及ぶことができる。望ましくは、冷却された繊維４０の温度は、約２０℃〜約８０℃に及ぶ。最も望ましくは、冷却繊維４０の温度は、約２５℃〜約６０℃に及ぶ。冷却された繊維４０は、この繊維４０を形成した第１及び第２成分１０及び１２の溶融温度より低い温度である。冷却された繊維４０は、この段階で軟質プラスチック粘稠度を有することができる。
複数の冷却された連続繊維４０は、次いで引伸ばしユニット４２に送られる。引伸ばしユニット４２は、重力の利点を利用するために冷却チャンバ３８の垂直方向下方に位置することができる。引伸ばしユニット４２は、その周りに全ての冷却繊維４０が下向きに通されてロープ又はトウにされる回転ロールとすることができ、該繊維は回転ロールの外周まわりに少なくとも１回巻くことによって引き伸ばされる。複数の冷却繊維４０は、回転ロールの外周まわりに１回又はそれ以上巻くことができる。望ましくは、複数の冷却繊維４０は、回転ロールの外周まわりに１・１／２回巻くことができ、繊維４０は、固体繊維４４のロープ又はタウに蓄積される。機械的引伸ばしは、紡糸パック３０を出る溶融材料を引っぱる又は引き伸ばす機械的な力を冷却繊維４０にかけることを含む。

冷却された繊維４０は、冷却された状態ではなく、主に溶融状態で下方に引伸ばされる。引伸ばしユニット４２の下向きの力によって、溶融材料が長くされ、伸ばされて固体繊維４４になる。溶融材料の延長は、固体繊維４４の断面積を、成形し、狭くし、湾曲させ、そうでなければ変化させる。例えば、溶融材料が、紡糸パック３０を出た時に丸い又は円形断面積を有する場合、固体繊維４４の外側直径は小さくなる。固体線状繊維４４の直径が小さくなる量は、溶融材料が引伸ばされる量、繊維が引伸ばされる距離、繊維を引伸ばすのに使用される機械的な力、スピンライン張力などを含むいくつかの要因に左右される。望ましくは、固体線状繊維４４の直径は約５ミクロン〜約１００ミクロンに及ぶ。より望ましくは固体線状繊維４４の直径は、約１０ミクロン〜約５０ミクロンに及ぶ。最も望ましくは、固体線状繊維４４の直径は、約１０ミクロン〜約３０ミクロンに及ぶ。
引伸ばしユニット４２は、冷却された繊維４０を、紡糸パック３０を出た連続溶融繊維３６が示す第１速度よりも速い第２速度で引く。連続溶融繊維３６と連続冷却繊維４０との間のこのような速度変化が、溶融材料を長くし、またさらに断面積を小さくすることができる。引伸ばしユニット４２を出た時、冷却された繊維４０は固体繊維４４になる。

引伸ばしユニット４２を出た複数の固体繊維４４は、一まとまりになってガイドロール４５をまわってスプール４６に送られる。前進する繊維４４は、ロープの形態でスプール４６の周辺に周方向に巻かれる。スプール４６は、支持体４８に取り付けることができ、前進する繊維４４がスプール４６上に導かれる際に回転するように形成することができる。スプール４６は、所定量の固体繊維４４を蓄積する寸法及び形状にすることができる。固体線状繊維４４は、スプール４６が一杯になるまでスプール４６に蓄積される。この時点で、複数の固体繊維４４が、カッター５０によってひとまとめに切断され又は断たれる。次いで、前進する固体繊維４４は、支持体４８に保持可能な別の空のスプール４６に導くことができる。一杯になったスプール４６を取り外し、それを、前進する繊維４４を蓄積できる空のスプール４６に取り替える工程は、当業者には公知である。この工程は、前進する線状繊維４４を瞬時に及び連続して次の利用可能な空のスプール４６に向けることができるように自動化することができる。
一杯になったスプール４６の各々は、後で同じ設備で用いるためにスタックし、保管することができ、又はそれらを別の場所に移送することができる。本発明の１つの特徴は、固体線状繊維４４を、１つの連続工程において捲縮ステープル繊維に加工する必要も、ウェブに形成する必要もないことである。代わりに、この方法は、中断を可能にし、必要であれば、固体線状繊維４４を後で遠隔位置にてさらに加工することができるようにする。或いは、スプール４６が存在する必要がない、連続的な方法を用いることができる。

図３を参照すると、複数の線状繊維を繰り出し、該繊維を延伸し、該繊維を切断し、次いで該繊維を弛緩させて複数の３次元ステープル繊維を形成することを示す概略図が描かれている。この方法は、スプール４６の外周に周方向に巻かれた複数の線状繊維４４が繰り出され、ヒータ５２に向けられるようにする。ヒータ５２は随意的なものであるが、存在するときには、複数の線状繊維４４を高温に加熱する。正確な温度は、第１成分１０及び第２成分１２の組成、繊維４４の直径、繊維４４の延伸量、繊維４４の速度などに依存することになる。この時点で、必要に応じて、複数の線状繊維４４に表面処理剤を適用することもできる。化学組成物を繊維４４にスプレーすること、又は繊維４４を液体浴中に浸漬させることによる表面処理剤の適用は、当業者には公知である。種々の形式の表面処理剤を繊維４４に適用することができる。
複数の固体線状繊維４４は、延伸ユニット５４に向けられ、そこで複数の線状繊維４４が少なくとも約５０％延伸される。「延伸される」とは、連続固体線状繊維４４が固体状態で長くされる又は延伸されることを意味する。延伸は、複数の線状繊維４４に働く軸張力によって生じる。線状繊維４４が延伸されるのに伴って、線状繊維４４の断面積は小さくなる。望ましくは、固体繊維４４に付与される延伸量は、約７５％〜約１０００％に及ぶことができる。より望ましくは、固体繊維４４に付与される延伸量は、約１００％〜約５００％に及ぶことができる。最も望ましくは、固体繊維４４に付与される延伸量は、約１５０％〜約３００％に及ぶことができる。

延伸ユニット５４は、２対の間隔をおいて配置されたローラを含むように示されている。他の形態の機械的延伸装置を用いることもできることに留意されたい。第１の対をなすロールは、第１ロール５６と第２ロール５８とを含む。第１ロール５６及び第２ロール５８は、互いに緊密に接触して、それらの間にニップ６０を形成するように配置することができる。スプール４６から繰り出された複数の線状繊維４４が、第１ロール５６の周辺の一部の周りに送られ、ニップ６０を通って、第２ロール５８の周辺の一部の周りに送られる。ニップ６０は、繊維４４にかかる圧力が僅かであるか又は圧力がかからないように調節することができる。第１ロール５６及び第２ロール５８の少なくとも１つは、第１の所定の表面速度で回転するように設定された駆動ロールである。この表面速度は、複数の線状繊維４４をこの速度で前進させる。この表面速度は、固有の要求に応じて変化させることができる。しかしながら、約１０メートル毎分（ｍ／分）から約１０００ｍ／分までの間の表面速度が、ほとんどの用途にとって十分なものである。望ましくは、表面速度は、約５００ｍ／分に等しいか又はそれより低い。製造コストを下げるため、普通は、より速い表面速度が、より遅い表面速度よりも望ましい。しかしながら、非常に高い速度において、繊維はそれらの伸縮性を失い、脆くなる。これは、繊維が所望の伸長％に達する前に、該繊維を破断させることがある。

第２の対をなすロールは、第１の対をなすロールから所望の距離だけ下流に間隔をおいて配置される。第２の対をなすロールは、第１ロール６２と第２ロール６４とを含む。第１ロール６２及び第２ロール６４は、それぞれ、互いに緊密に接触して、それらの間にニップ６６を形成するように配置することができる。第１の対をなすロールを出た複数の線状繊維４４が、第１ロール６２の周辺の一部の周りに送られ、ニップ６６を通って、第２ロール６４の周辺の一部の周りに送られる。ニップ６６は、繊維４４にかかる圧力が僅かであるか又は圧力がかからないように調節することができる。第１ロール５６及び第２ロール５８の少なくとも１つは、第２の所定の表面速度で回転するように設定された駆動ロールである。この第２の所定の速度は、第１の所定の速度より速い。この速度の差によって、複数の繊維４４が２つの対をなすロール間で長さ方向に延伸されて、複数の延伸された線状繊維６８を形成する。

異なる、好ましくは増加する表面速度で回転する多数のロール又は対をなすロールを用いることもできることに留意されたい。
随意的には、ヒータ７０が、２つの対をなすロール５６及び５８、６０及び６２の間に配置される。ヒータ７０は、複数の線状繊維４４を高温に加熱することができる。正確な温度は、第１成分１０及び第２成分１２の組成、繊維４４の直径、繊維４４の延伸量、繊維４４の速度などに依存することになる。
延伸ユニット５４内での複数の繊維４４の延伸は、線状繊維４４の各々の断面積を、スプール４６から繰り出された線状繊維４４の断面積の約５％から約９０％に減少させる。望ましくは、線状繊維４４の各々の断面積は、スプール４６から繰り出された線状繊維４４の断面積の約１０％から約６０％に減少される。より望ましくは、線状繊維４４の各々の断面積は、スプール４６から繰り出された線状繊維４４の断面積の約２０％から約５０％に減少される。

延伸された連続線状繊維６８は、比較的小さい直径又は断面積となる。望ましくは、延伸された線状繊維６８の直径は、約５ミクロンから約５０ミクロンまでの範囲となる。より望ましくは、延伸された線状繊維６８の直径は、約５ミクロンから約３０ミクロンまでの範囲となる。最も望ましくは、延伸された線状繊維６８の直径は、約１０ミクロンから約２０ミクロンまでの範囲となる。
第２の対をなすロール６２及び６４を出る延伸された線状繊維６８は、必要であれば、ステープル繊維に切断する前にヒートセットすることができる。

さらに図３を参照すると、延伸ユニット５４を出た後に、複数の延伸された線状繊維６８は、少なくとも１つのナイフ７４が固定された回転カッター７２によって切断され又は断たれる。回転カッター７２は、アンビルロール７６及びカッター７２と協働し、アンビルロール７６は、延伸された線状繊維６８がそれらの間を通るように配置される。回転カッター７２及びアンビルロール７６は、ナイフ７４によって切断されるまで、延伸された線状繊維６８を張力のかかった状態に保つ。切断技術分野における当業者には公知の他の形式の切断機構を用いることもできることに留意されたい。延伸された線状繊維６８を張力のかかった状態に維持する対をなす協働ロールの下流に、カッターを配置することもできる。回転カッター７２は、複数の延伸された繊維６８を、各々が所定の長さをもつ複数のステープル繊維７８に切断する。複数の延伸された繊維６８は、約５ミリメートルから約５００ミリメートルまでのステープル長さに切断することができる。望ましくは、複数の延伸された繊維６８は、約１０ミリメートルから約５０ミリメートルまでのステープル長さに切断することができる。より望ましくは、複数の延伸された繊維６８は、約１２ミリメートルから約２５ミリメートルまでのステープル長さに切断することができる。切断された複数のステープル繊維７８は、瞬間的に弛緩し始める。この弛緩は、ステープル繊維７８が収縮し又は縮んで、複数の３次元コイル化繊維８０になることを可能にする。コイル化繊維８０は、延伸され切断された繊維７８より短い長さをもつことになる。コイル化繊維８０は、約３ミリメートル（ｍｍ）から約５０ｍｍまでの範囲の長さをもつことになる。望ましくは、コイル化繊維８０は、約５ｍｍから約２５ｍｍまでの範囲の長さをもつことになる。最も望ましくは、コイル化繊維８０は、約５ｍｍから約１５ｍｍまでの範囲の長さをもつことになる。これらのコイル化繊維８０は、ホッパー又はコンテナ８２に収集することができる。

図４を参照すると、３次元ステープル繊維８０の一部が、縦方向中心軸線Ｘ−Ｘを有する螺旋又は螺旋コイルの形状で描かれている。「３次元繊維」とは、コイル及び／又は規則的又は不規則に離間された湾曲によって生成されたｘ、ｙ及びｚ成分を有する繊維を意味し、そのｘ、ｙ及びｚ平面における末端が、線状繊維より大きい体積を定める点の軌跡を生成する。３次元コイル化繊維８０は、全体として螺旋形の形状を有する。螺旋形の形状は、３次元繊維８０の各々の全長Ｌに沿って延びることができ、又は３次元繊維８０の長さの一部にわたって生じることができる。望ましくは、コイル形状は、３次元繊維８０の各々の長さの少なくとも半分にわたって延びる。より望ましくは、コイル形状は、３次元繊維８０の各々の長さの約５０％から約９０％にわたって延びる。最も望ましくは、コイル形状は、３次元繊維８０の各々の長さの約９０％から約１００％にわたって延びる。コイルは、３次元ステープル繊維８０の長さの少なくとも一部に沿って時計回りに又は反時計回りに形成することができる。各コイルの形状は、３次元ステープル繊維８０の各々の長さに沿って変化させることができる。

３次元ステープル繊維８０の各々は、３６０度を囲むコイルを有する。螺旋コイルは、３次元ステープル繊維８０の長さの一部又は全長にわたって連続的なもの又は不連続なものとすることができる。最も望ましくは、３次元ステープル繊維８０は、連続的な螺旋コイルを呈する。３次元ステープル繊維８０は、２次元繊維が例えば「ｘ」及び「ｙ」成分、「ｘ」及び「ｚ」成分、又は「ｙ」及び「ｚ」成分の２成分だけを有するという点において２次元繊維とは異なる。３次元ステープル繊維８０は、「ｘ」成分、「ｙ」成分及び「ｚ」成分の３成分を有する。多くの捲縮繊維は、平坦で２方向にのみ延びた２次元繊維である。捲縮繊維は、通常、押しつぶされ又はつままれて小さい規則的な折り目又は隆起が形成された繊維である。捲縮繊維は、普通、その長さに沿って湾曲している。

３次元ステープル繊維８０は、螺旋コイルを形成する場合、非線状構成を有する。３次元ステープル繊維８０はまた、その長さＬの一部に対して垂直に測定される幅「Ａ」を有する。３次元ステープル繊維８０の幅「Ａ」は、約１０ミクロン〜約５，０００ミクロンに及ぶことができる。望ましくは、３次元ステープル繊維８０の幅「Ａ」は、約３０ミクロン〜約１，０００ミクロンに及ぶ。最も望ましくは、３次元ステープル繊維８０の幅「Ａ」は、約５０ミクロン〜約５００ミクロンに及ぶ。３次元ステープル繊維８０はさらに、隣接した螺旋コイル間で３６０度分離した２つの位置にて測定される周期「Ｆ」を有する。周期「Ｆ」は、コイル化繊維の長さの１インチ毎に形成されたコイル又はカールの数を示すのに使用される。周期「Ｆ」は、１インチあたり約１０〜約１，０００コイルに及ぶことができる。望ましくは、周期「Ｆ」は、１インチあたり約５０〜約５００コイルに及ぶことができる。幅「Ａ」及び／又は周期「Ｆ」は、３次元ステープル繊維８０の長さＬの少なくとも一部に沿って又は全長にわたって、変化することもでき、又は一定であることもできることに留意すべきである。望ましくは、幅「Ａ」及び周期「Ｆ」は、長さＬの大部分にわたって一定である。３次元ステープル繊維８０の幅「Ａ」及び３次元ステープル繊維８０を形成する螺旋コイルの周期「Ｆ」は、３次元ステープル繊維８０の長さに沿って、その延伸された状態からの全体的な収縮に影響する。

第１及び第２成分１０及び１２の変形特性は、延伸された繊維が連続３次元繊維４８に収縮する時に現れる螺旋コイルの構成及び大きさに影響することに留意すべきである。
第１及び第２成分１０及び１２は、複数の２成分連続繊維を形成するために紡糸パック３０にて互いに接着される。第１成分１０と第２成分１２との接着は、化学的、機械的及び／又は物理的なものとすることができる。この第１成分１０及び第２成分１２を互いに接着できることにより、後で一方の成分が他方の成分より多く収縮したときの、成分１０及び１２の分裂が防止されることになる。固体線状繊維４４における第１成分１０は、少なくとも約５０％変形の伸びを有する。第１成分１０は、変形後、その長さを基準に、そこに付与された延伸変形の少なくとも約２０％を回復することができる。望ましくは、固体線状繊維４４の第１成分１０は、その延伸変形の少なくとも約５０％を回復することができる。第１成分１０が少なくとも約５０％未満の伸びを有する場合、回復又は弛緩力は、３次元ステープル繊維８０の螺旋コイル化を活性化するのに十分でない場合がある。収縮した３次元ステープル繊維８０における反復螺旋コイルが最も望ましい。第１成分１０に関して、少なくとも約５０％より高い伸びが望ましい。例えば、少なくとも約１００％の伸びが良く、３００％を超える伸びはより良好であり、４００％を超える伸びはさらに良好である。

固体線状繊維４４における第２成分１２は、永久非回復性変形値及び回復性変形値を含む総合変形を有する。固体状態の永久非回復性変形値は、延伸、塑性降伏及び／又は引伸ばしの結果として、少なくとも約４０％である。回復性変形値は、少なくとも約０．１％である。第２成分１２に関して少なくとも約５０％より高い伸びが望ましい。少なくとも約１００％の変形が良好であり、約３００％を超える変形がさらにより良好である。塑性降伏及び引伸ばしにより、第２成分１２の薄化が生じる。固体状態の延伸とは、第２成分１２がその溶融温度より低い温度で延伸されることを意味する。第２成分１２の総合変形が少なくとも約５０％未満である場合、第２成分１２は、延伸過程の間に破損し、破断する。また低変形において、第２成分１２は、３次元ステープル繊維８０における反復螺旋コイルの形成に所望される、十分なレベルの永久塑性降伏及び薄化を与えない。非常に低い温度では、繊維が砕けやすくなり、破断することがあるので、延伸を行うべきでない。同様に、素早い延伸によって、所望の伸びパーセントに達する前に繊維が破断する場合があるため、繊維は非常に素早く延伸されるべきではない。

３次元コイル化繊維８０の長さの伸びパーセントは、３次元コイル化繊維８０が直線又は線状になる前に引き伸ばすことができる長さの変化％として定義される。伸び％は、次の式によって表すことができ、
％Ｅ＝１００×（Ｌ₁−Ｌ）／Ｌ
式中、％Ｅは３次元ステープル繊維８０のパーセント伸びであり、Ｌは３次元ステープル繊維８０の収縮した長さであり、Ｌ₁は直線又は非コイル形状に延伸された後の３次元ステープル繊維８０の最終長さである。
収縮した３次元ステープル繊維８０は、その後、収縮した長さの少なくとも１００％に伸ばされる能力を有する。最も望ましくは、収縮した３次元ステープル繊維８０は、その後、収縮した長さの約１５０％〜約９００％に伸ばすことができる。さらにより望ましくは、収縮した３次元ステープル繊維８０は、その後、収縮した長さの約２５０％〜約５００％に伸ばすことができる。さらにより望ましくは、収縮した３次元ステープル繊維８０は、その後、収縮した長さの約３００％〜約４００％に伸ばすことができる。

３次元ステープル繊維８０は、繊維が線状になる前に少なくとも１方向に例外的に伸びる特性を示す。伸びは、３次元ステープル繊維８０が直線又は線状になる前に引き伸ばすことができるパーセント長さとして定義される。３次元ステープル繊維８０の伸び特性の方向は、通常、線状繊維４４が延伸された方向と同じである。換言すれば、収縮した３次元ステープル繊維８０が後で伸びる方向は、その収縮方向と反対である。収縮した３次元ステープル繊維８０は、２以上の方向に伸び特性を有することが可能である。例えば、収縮した３次元ステープル繊維８０は、後でｘ及びｙ方向の両方に伸ばすことができる。
３次元ステープル繊維８０は、延伸された繊維７８が弛緩又は収縮した後に得られる。３次元ステープル繊維８０は、第２成分１２の回復率Ｒ₂と比較した場合の、第１成分１０の回復率Ｒ₁との差によって螺旋プロファイルを達成できる。例えば、第１成分１０は、第２成分１２の回復率Ｒ₂より高い回復率Ｒ₁を有するので、第１成分１０は、第２成分１２よりも大きな程度に収縮しようとする。しかし、第１及び第２成分１０及び１２の両方は、互いに物理的、化学的又は機械的に接着又は結合しているので、同程度に収縮又は縮む。第１及び第２成分１０及び１２の体積パーセント及び回復パーセントの組み合わせは、繊維８０の特有の３次元構成を作り出す。第１及び第２成分１０及び１２の収縮又は回復は、収縮した３次元ステープル繊維８０のツイスト又はコイル化効果を確立する。得られたコイル化の量、並びにコイル化形状及び位置は、線状繊維４４の構成に使用される材料の選択によって制御することができる。これらの３つの変数、コイル化量、コイル化形状及びコイル化位置はまた、各成分の体積、並びに線状繊維４４の各延伸量によって制御することができる。固体繊維４４が延伸されて収縮する時間及び温度条件はまた、収縮した３次元ステープル繊維８０の最終プロファイルに影響することがある。

第１成分１０は、第２成分１２の回復率Ｒ₂より高い回復率Ｒ₁を有し、そのため第１成分１０が形成される材料は、より粘着性で弾性である傾向にある。そういうわけで、より高い回復率Ｒ₁を有する材料が、内部芯を形成するために使用される一方で、より低い回復率Ｒ₂を有する材料は、外側鞘を形成するために使用される。第１及び第２成分１０及び１２が延伸状態から収縮しようとした時に、外側鞘は、あまり収縮したり、又は縮んだりしない。これは、第１成分１０が、それ自体が可能な量だけ完全に収縮することができないことを意味する。この閉じ込められた力は、収縮した３次元ステープル繊維８０においてツイスト又は螺旋コイル効果をもたらす。線状繊維４４を形成するために使用される材料を変更することによって、及び線状繊維４４が延伸され、次いで収縮される条件を制御することによって、所定の方法により後で伸ばされる独特の構成の３次元ステープル繊維８０を製造できる。この特徴は、使い捨て吸収性物品を構成するのに極めて有用であることがわかった。この特徴はまた、他の物品においても同様に有益な特徴を示す場合がある。

次の表１は、種々の割合で延伸された個々の材料の回復パーセントを示す。各試料を形成する材料は、特定の厚さの薄いシートからドッグボーン又はダンベル形状に切り取られた。ドッグボーン形状の試料は、第１の伸長末端から第２の伸長末端までで測定された、６３ミリメートル（ｍｍ）の初期長さを有していた。反対に位置合わせされた２点の伸長末端間には、１８ｍｍの長さ及び３ｍｍの幅を有する狭い区域があった。次いで材料は、引張試験機に置かれ、材料の縦方向において、１分あたり５インチの速度で延伸された。この延伸によって、試料の狭い区域が伸長された。次いで試料の延伸に使用された力を取り除き、試料を収縮又は回復させた。最終回復長さとして知られる狭い区域の収縮した長さが測定され、延伸長さの百分率として記録された。このような材料を、線状繊維４４を形成するために別の材料と組み合わせる場合、このような同様の範囲の回復又は縮みを得ることができるということは、この情報から推定できる。

表１において、ドッグボーン形状の試料は、第１及び第２伸長末端間に位置する狭い区域ｌ₁を有していた。ドッグボーン試料の伸長末端の各々は、引張り試験機に固定され、力を適用されて、特定の温度において材料をその縦方向に所定量延伸した。試料を引き伸ばすことによって、狭い区域は、長さｌ₂に延伸される。長さｌ₂は、初期長さｌ₁より大きい。試料に与えられた力は、次いで取り除かれ、試料は、狭い区域が長さｌ₃に短くなるように収縮された。収縮した長さｌ₃は、延伸された長さｌ₂より小さいが、初期長さｌ₁よりは大きい。繊維を形成するのに使用できる異なる材料の回復パーセント（Ｒ％）は、次の式を用いて計算できる。
回復％＝［（ｌ₂−ｌ₃）／ｌ₂］×１００
式中、ｌ₂は試料の狭い区域の延伸された長さであり、ｌ₃は試料の狭い区域の収縮した長さである。

コイル化繊維８０は、セルロース繊維、木材パルプ繊維、他の合成繊維等、及び／又は超吸収体といった他の形式の繊維と混合してウェブを形成することができる。ウェブは、空気堆積ウェブ、空気形成ウェブ、コフォームウェブ、湿式堆積ウェブ等とすることができる。ウェブは、様々な種類の製品に用いることができる。ウェブは、乳児用おむつ、トレーニングパンツや、パッド、ブリーフ、パンツ及び再締結可能なパンツを含む失禁用衣類、及び生理用ナプキン又はタンポン、ウェットワイプ製品等といった使い捨て吸収性物品に用いられるときには特に有用である。こうした繊維及び／又は超吸収体粒子を混合する方法は、当業者には公知である。ウェブを形成するのに用いられる各種類の繊維の割合は、特定の要求に見合うように変化させることができる。好ましくは粒子の形態の超吸収体材料を、１種類又はそれ以上の繊維と混合して、吸収体ウェブを形成することができることに留意されたい。ウェブはまた、当業者には公知の種々の方法を用いて安定化させ及び／又は結合することができる。
安定化され結合された吸収体ウェブの認識されている制限は、ウェブに存在する超吸収体材料が、その全吸収能力まで膨潤するのを抑制されることである。本発明の３次元繊維を用いることにより、超吸収体材料を含有する吸収体ウェブ構造体が伸長して、超吸収体材料が膨潤できる限度いっぱいに適応できるようになる。

コイル化繊維８０は、延伸可能な材料、弾性フィルム、又は弾性繊維にラミネートして、薄い吸収性の又は非吸収性の材料を形成できることに留意すべきである。このラミネート材料は、おむつ、トレーニングパンツ、失禁用衣類、生理用ナプキン等といった使い捨て吸収性物品の身体側カバー又は表面材層として用いることができる。このラミネート材料はまた、創傷被覆材、外科用ガウン、手袋などといったヘルスケア製品に用いることができる。
本発明はいくつかの具体的な実施形態に関連させて説明されたが、上述の説明に照らして当業者は多くの代替、変更及び変形が明らかであることを理解すべきである。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲の趣旨及び範囲内のこのような代替、変更及び変形は全て包含することを意図する。

連続固体繊維を押出し、紡糸し、冷却し、引き伸ばして、それらをスプールに蓄積するのに必要とされる装置の概略図である。 二成分繊維の断面図である。 複数の固体線状繊維を繰り出し、該繊維を延伸し、該繊維を切断し、次いで該繊維を弛緩させて、複数の３次元ステープル繊維を形成することを示す概略図である。 延伸された繊維をステープル繊維に切断し、該繊維を弛緩させたときに形成された螺旋繊維の側面図である。

Claims (30)

1. ３次元繊維を形成する方法であって、
   ａ）回復率Ｒ₁を有する第１成分と、Ｒ₁がＲ₂よりも高いものとした場合の回復率Ｒ₂を有する第２成分とを共押出しし、
   ｂ）前記第１及び第２成分を、紡糸パックを通して導き、各々が所定の直径を有する複数の連続溶融繊維を形成し、
   ｃ）前記複数の溶融繊維を冷却チャンバに通して、複数の冷却された繊維を形成し、
   ｄ）前記複数の冷却された繊維を引伸ばしユニットに通して、前記溶融繊維より小さい直径を有する複数の固体繊維を形成し、
   ｅ）前記複数の固体繊維を蓄積させ、該繊維を少なくとも約５０パーセント延伸し、
   ｆ）前記延伸された繊維を、各々が所定の長さを有する複数のステープル繊維に切断し、
   ｇ）前記ステープル繊維を弛緩させてコイル化繊維を形成し、前記コイル化繊維の第１成分が、分裂を防止するために、前記コイル化繊維の前記第２成分に対して強く相互接着されるようにする、
   段階を含む方法。
2. 前記コイル化繊維が二成分繊維であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記コイル化繊維の各々が、芯／鞘断面形状を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記第１及び第２成分を、互いに機械的に接着することを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記第１及び第２成分を、互いに化学的に接着することを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記第１及び第２成分を、互いに物理的に接着することを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 前記固体繊維を、延伸する前に加熱することを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 前記固体繊維を、延伸している間に加熱することを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 前記複数の延伸された繊維を、回転カッターによって、約５ミリメートルから約５００ミリメートルまでの所定の長さに切断することを特徴とする請求項１に記載の方法。
10. ３次元二成分繊維を形成する方法であって、
    ａ）回復率Ｒ₁を有する第１成分と、Ｒ₁がＲ₂よりも高いものとした場合の回復率Ｒ₂を有する第２成分とを共押出しし、
    ｂ）前記第１及び第２成分を、第１速度で紡糸パックを通して導き、各々が所定の直径を有する複数の連続溶融繊維を形成し、
    ｃ）前記複数の溶融繊維を冷却チャンバに通して、複数の冷却された繊維を形成し、
    ｄ）前記複数の冷却された繊維を、前記第１速度より高い第２速度で引伸ばしユニットに通して、各々が前記溶融繊維より小さい直径を有する複数の固体繊維を形成し、
    ｅ）前記複数の固体繊維を蓄積させ、該繊維を少なくとも約７５パーセント延伸し、
    ｆ）前記延伸された繊維を、各々が所定の長さを有する複数のステープル繊維に切断し、
    ｇ）前記ステープル繊維を弛緩させてコイル化繊維を形成し、前記コイル化繊維の第１成分が、分裂を防止するために、前記コイル化繊維の前記第２成分に対して強く相互接着されるようにする、
    段階を含む方法。
11. 前記コイル化繊維の各々が、約５ミリメートルから約５０ミリメートルまでの所定の長さを有することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 前記コイル化繊維の各々が、約５ミリメートルから約２５ミリメートルまでの所定の長さを有することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
13. 前記固体繊維の各々が、約５０パーセントから約１０００パーセントまでの間に延伸されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
14. 前記コイル化繊維の各々が、約１０ミクロンから約５０００ミクロンまでのコイル幅を有することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
15. 前記コイル化繊維の各々が、１インチ当り約１０から約１０００コイルまでの範囲のコイル周期を有することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
16. 前記第２成分がポリオレフィンであることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
17. ３次元二成分繊維を形成する方法であって、
    ａ）回復率Ｒ₁を有する第１成分と、Ｒ₁がＲ₂よりも高いものとした場合の回復率Ｒ₂を有する第２成分とを共押出しし、
    ｂ）前記第１及び第２成分を、第１速度で紡糸パックを通して導き、各々が所定の直径を有する複数の連続溶融繊維を形成し、
    ｃ）前記複数の溶融繊維を冷却チャンバに通して、複数の冷却された繊維を形成し、
    ｄ）前記複数の冷却された繊維を、前記第１速度より高い第２速度で引伸ばしユニットに通して、各々が前記溶融繊維より小さい直径を有する複数の固体繊維を形成し、
    ｅ）前記複数の固体繊維をスプール上に蓄積させ、前記スプールが一杯になったときに前記複数の固体繊維を切断し、
    ｆ）前記スプールから前記複数の固体繊維を繰り出し、前記繊維を高温に加熱し、
    ｇ）前記加熱された繊維を少なくとも約５０パーセント延伸し、
    ｈ）前記延伸された繊維を、各々が所定の長さを有する複数のステープル繊維に切断し、
    ｉ）前記ステープル繊維を弛緩させてコイル化繊維を形成し、前記コイル化繊維の第１成分が、分裂を防止するために、前記コイル化繊維の前記第２成分に対して強く相互接着されるようにする、
    段階を含む方法。
18. 前記コイル化繊維が螺旋形状を有することを特徴とする請求項１７に記載の方法。
19. 前記コイル化繊維の各々が、約１０ミクロンから約５０００ミクロンまでのコイル幅を有することを特徴とする請求項１７に記載の方法。
20. 前記固体繊維の各々が、約５０パーセントから約１０００パーセントまでの間に延伸されることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
21. 前記コイル化繊維の各々が、１インチ当り約１０から約１０００コイルまでの範囲のコイル周期を有することを特徴とする請求項１７に記載の方法。
22. 前記コイル化繊維の各々が、１インチ当り約２５から約２５０コイルまでの範囲のコイル周期を有することを特徴とする請求項２１に記載の方法。
23. 請求項１に記載の３次元繊維から形成されたウェブ。
24. 前記ウェブが空気堆積ウェブであることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
25. 前記ウェブが空気形成ウェブであることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
26. 前記ウェブがコフォームウェブであることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
27. 前記ウェブが湿式堆積ウェブであることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
28. 前記ウェブ中に超吸収体材料が存在することを特徴とする請求項２３に記載の方法。
29. 請求項１７に記載の３次元繊維から形成されたウェブ。
30. 前記ウェブ中に超吸収体材料が存在することを特徴とする請求項２９に記載の方法。

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