JP2013506062A5

JP2013506062A5 -

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Publication number: JP2013506062A5
Application number: JP2012532322A
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Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2015-04-09

Description

関連技術の記載
エラストマーはウェストバンドから、サイドパネル、クロージャーシステム(closure system)、及びベビーおむつ、成人失禁及び身辺衛生ガーメント(garment)のためのシャッセ(chasse)に至る範囲の適用だけでなく、その他の適用における弾性不織布又はフィルムとして有益である。これらの弾性クロージャーの殆どがプラスチックの性質であり、感覚的特性、例えば、触覚及び触感を与える不織支持体を含む表面仕上層でつくられる。このようなものの例として、米国特許出願公開第2008/0045917号に開示されたもの及びその相対物が挙げられる。プラスチック表面仕上層は弾性（コアー）層（これは本来弾性であり、皮膚接触に望ましくないゴムの触感を有する）を間にはさむ。
最近、機械的活性化の形態を必要としない必要な美観品質を有する高度に弾性の、通気性の、不織布が所望されていた。既存の製品は弾性フィルムの複雑な積層物であり、典型的にはブロッキングを防止するためにフィルムに同時押出されたポリオレフィンスキンを有し得る弾性フィルムとしてのスチレンブロックコポリマー（“SBC”）、及び適切な感覚（軟質の、ふわふわした、クッションのような組織）を与えるための不織布そして或る構築物では不織布を弾性フィルムの両面に結合するためのホットメルト接着剤層である。これらの型の構築物は、一旦成形されると、非弾性成分、例えば、ポリオレフィンスキン層、接着剤層、及び不織表面仕上層の拘束する影響のためにしばしば弾性ではない。
非弾性部材の拘束する影響を除去するために、多くの複合材料は非弾性成分を延伸又は破断するために機械的延伸プロセス又は活性化プロセスを必要とする。機械的延伸は拘束を除去し、SBCフィルムにより調節された弾性複合材料を生じる。更に、このような複合材料はフィルムがこれらの積層物を通気性にするために開口又は孔開けされることを必要とする。このプロセスはフィルム破損及び増大されたスクラップ率についての関連の関心とともにフィルムの制御された破壊／引裂きを伴なう。
この領域における研究が米国特許第5,272,003号、同第5,366,782号、同第6,075,179号、同第6,342,565号、同第7,026,404号、米国特許出願公開第2008/0199673号、同第2008/0182116号、同第2008/0182940号、同第2008/0182468号、同第2006/0172647号、同第2005/0130544号、同第2005/0106978号、及びWO 2008/094337に説明されていた。しかしながら、製品性能に必須である活性化プロセスを用いないで単一布中に異なる性能特性を与え得る新しい布及びそれらの製造方法についての要望が依然としてある。

多層メルトブローン複合材料、それらからつくられた物品、及びそれらの製造方法が提供される。少なくとも一つの特別な実施態様において、多層メルトブローン複合材料はASTM D412に従って測定して、約50％から約250％までの極限伸び(UE)を有する一種以上の樹脂を含む第一のメルトブローン層；ASTM D412に従って測定して、200％以上の極限伸び(UE)を有する一種以上の樹脂を含む第二のメルトブローン層；及びASTM D412に従って測定して、約50％から約250％までの極限伸び(UE)を有する一種以上の樹脂を含む第三のメルトブローン層を含む。好ましくは、夫々の樹脂が、ASTM D1238、2.16kg、230℃により測定して、約2,000dg/分（dg/分はｇ／１０分と同義である）以下のMFRを有し、かつ第一、第二、及び第三のメルトブローン層の少なくとも一つが75J/g以下の融解熱を有するプロピレン-α-オレフィンコポリマーを含む。
少なくとも一つの特別な実施態様において、多層メルトブローン複合材料の製造方法が第一の材料をメルトブローして第一のメルトブローン層を形成し、第二の材料をメルトブローして第二のメルトブローン層を形成し、そして第三の材料をメルトブローして第三のメルトブローン層を形成することを含み、夫々の材料が同じであり、又は異なり、夫々の材料がASTM D1238、2.16kg、230℃により測定して、約2,000dg/分以下のMFRを有する少なくとも一種の樹脂を含み、第一、第二、及び第三の材料の少なくとも一種がASTM D412に従って測定して、200％以上の極限伸び(UE)を有するエラストマーを含む。

詳細な記載が今示される。請求項の夫々は別々の発明を特定し、これは侵害目的のために請求項に明記された種々の要素又は制限の均等物を含むと認められる。状況に応じて、“発明”についての以下の全ての言及は或る場合には特別な実施態様のみについて言及し得る。その他の場合には、“発明”についての言及は請求項の一つ以上（必ずしも全てではない）に列挙された主題について言及することが認められるであろう。特別な実施態様、別型及び例を含む、本発明の夫々が今以下に大いに詳しく記載されるが、本発明はこれらの実施態様、別型又は例に限定されず、これらはこの開示中の情報が利用できる情報及び技術と組み合わされる場合に当業者が本発明をつくり、使用することを可能にするために含まれる。
多層複合材料（“多層積層物”）はその場で(in-situ)でつくられた少なくとも三つのメルトブローン層を含み得る。夫々のメルトブローン層は同じであり、又は異なる一種以上の樹脂を含み得る。夫々の樹脂は延伸性樹脂、弾性樹脂、又は非弾性樹脂であってもよい。所定の層に適した樹脂はまた二種以上の樹脂のブレンドであってもよく、この場合、夫々の樹脂が延伸性、非弾性、又は弾性であり、その結果、得られるブレンドが選ばれた樹脂、及びそれらの相対量に応じて延伸性、非弾性、又は弾性であってもよい。

メルトブローン層は互いに隣接して配置されることが好ましい。しかしながら、一種以上のスパンレース、スパンボンド、in-situからみ合い積層物層、テキスタイル、エアーレイド、パルプ、織布、一種以上の超吸着剤ポリマー（“SAP”）、又はフィルムがメルトブローン層の上又はその間に配置し得ることが考えられる。
本明細書に使用される“複合材料”又は“布”は、それが空気の通過を妨げるが、停止しないような厚さを有する構造（好ましくは平らであるが、曲がることができ、それ以外に成形可能である）であり、その構造は化学結合、溶融接着又は織り（機械的連結）により一緒に結合される繊維からつくられ、その結果、それらが構造を形成する。本明細書に使用される“繊維”はその長さがその直径又は幅よりも極めて大きい材料であり、その平均直径が５〜250μｍのオーダであり、天然物質及び／又は合成物質を含む。
本明細書に使用される、“弾性”であると称される材料、樹脂、繊維、及び／又は布は100％の変形後に少なくとも70％回復し得るものである。本明細書に使用される、“非弾性”であると称される材料、樹脂、繊維、及び／又は布は100％の変形後に20％未満回復し得るものである。本明細書に使用される、“延伸性”であると称される材料、樹脂、繊維、及び／又は布はASTM D412により測定して、100％の変形後に20％〜70％回復し得るものである。延伸性の材料及び布は当業界で公知であり、一つの場合には、延伸性である材料から、又は、例えば、米国特許第5,523,141号に記載されたように、布（天然又は合成の）を機械的にゆがめもしくはねじることにより形成されたものである。

本明細書に使用される“ポリプロピレン”はプロピレンホモポリマー、もしくはプロピレンのコポリマー、又はプロピレンホモポリマーとコポリマーの或る種の混合物を表す。或る実施態様において、本明細書に記載されたポリプロピレンは主として結晶性であり、こうしてポリプロピレンは110℃もしくは115℃又は130℃より高い融点(Tm)を有してもよい。本明細書に使用される“結晶性”という用語は高度の分子間整列及び分子内整列を有するこれらのポリマーを特徴づける。或る実施態様において、ポリプロピレンがDSC分析により測定して、60J/gもしくは70Jg又は80J/gより大きい融解熱(Hf)を有する。融解熱はポリプロピレンの組成に依存し、ポリプロピレンの最高の整列についての熱エネルギーは189J/gと推定され、即ち、100％の結晶性は189J/gの融解熱に等しい。ポリプロピレンホモポリマーはコポリマー又はホモポリマーとコポリマーのブレンドよりも高い融解熱を有するであろう。
或る実施態様において、一種以上のポリプロピレンがアイソタクチックであってもよい。ポリプロピレン中のプロピレンシーケンスのアイソタクチック性は望ましい触媒組成物の選択による重合により得られる。¹³C NMRにより測定され、メソダイアド含量として表されるポリプロピレンのアイソタクチック性は米国特許第4,950,720号のように¹³C NMRにより測定して、或る実施態様において90％（メソダイアド[m]＞0.90）もしくは95％又は97％或いは98％より大きい。別の方法で表して、¹³C NMRにより測定され、ペンタド含量として表されるポリプロピレンのアイソタクチック性は、或る実施態様において93％もしくは95％又は97％よりも大きい。

例示の市販のポリプロピレンとして、アチーブ^TMポリマー（エクソンモービル・ケミカル社、ベイタウン、TX）のファミリーが挙げられる。アチーブポリマーはメタロセン触媒系を使用して製造される。或る実施態様において、メタロセン触媒系が狭い分子量分布ポリマーを生成する。そのMWD は典型的には1.5〜2.5の範囲である。しかしながら、一層広いMWD ポリマーが多反応器による方法で生成し得る。異なるMWポリマーがMWD を広くするために夫々の反応器中で生成し得る。24dg/分のMFR を有するホモポリマーである、アチーブ3854の如きアチーブポリマーが本明細書に記載されたブレンド成分として使用し得る。また、1550dg/分のMFR のホモポリマーである、アチーブ6936G1の如きアチーブポリマーが本明細書に記載されたブレンド成分として使用し得る。その他のポリプロピレンランダムコポリマー及び耐衝撃性コポリマーがまた使用されてもよい。ポリプロピレンMFRの選択がブレンド、特に表面仕上層組成物の最終MFR を調節する手段として使用し得る。本明細書に記載されたポリプロピレンのいずれもが当業界で知られているように紡績(spinning)性能を改良するために制御されたレオロジーにより変性し得る。
“プロピレン-α-オレフィンコポリマー”はプロピレン誘導単位及びエチレン又はC₄-C₁₀α-オレフィンから誘導された一種以上の単位そして必要により一種以上のジエン誘導単位のコポリマーであり、比較的弾性であり、かつ／又は弾性（500％より大きい極限伸び）である不織繊維及び不織布を形成する。コポリマーの全コモノマー含量は一実施態様では５質量％から35質量％までの範囲内である。或る実施態様において、一種より多いコモノマーが存在する場合、特別なコモノマーの量が５質量％未満であってもよいが、合わされたコモノマー含量が５質量％より大きい。プロピレン-α-オレフィンコポリマーは幾つかの数の異なるパラメーターにより記載されてもよく、これらのパラメーターはプロピレン-α-オレフィンコポリマーについて本明細書に記載されるようなあらゆる望ましい上限とあらゆる望ましい下限から構成される数的範囲を含んでもよい。

或る実施態様において、望ましい分子量（ひいては、望ましいMFR ）がプロピレン-α-オレフィンコポリマーをビスブレーキングすることにより得られる。“ビスブレーキングされたプロピレン-α-オレフィンコポリマー”（また“制御レオロジー”又は“CR”として当業界で知られている）はビスブレーキング剤がポリマー鎖を別々に分断するようにその薬剤で処理されたコポリマーである。ビスブレーキング剤の非限定例として、過酸化物、ヒドロキシルアミンエステル、並びにその他の酸化剤及び遊離基生成剤が挙げられる。別の方法で述べると、ビスブレーキングされたコポリマーはビスブレーキング剤とコポリマーの反応生成物であってもよい。特に、ビスブレーキングされたプロピレン-α-オレフィンコポリマーはそのMFR が処理前のMFR 値に対して一実施態様では少なくとも10％、また別の実施態様では少なくとも20％増大されるようにビスブレーキング剤で処理されたものである。
或る実施態様において、プロピレン-α-オレフィンコポリマーの分子量分布（MWD）が特別な実施態様では1.5もしくは1.8又は2.0から3.0もしくは3.5又は4.0或いは5.0又は10.0までの範囲内である。分子量（Mn、Mz及びMw）及び分子量分布（MWD）を測定するための技術は以下のとおりであり、またVer Strateら著“直接チーグラー-ナッタ重合による近単分散性エチレン-プロピレンコポリマー調製、特性決定、性質”, Macromolecules 21巻(1988), 3360-3371頁によるようなものである。本明細書に記載された条件が公表された試験条件に優先する。分子量及び分子量分布がクロマチクスKMX-6オンライン光散乱フォトメーターを備えたウォーターズ150ゲル透過クロマトグラフを使用して測定される。そのシステムが移動相としての1,2,4-トリクロロベンゼンを用いて135℃で使用された。ショウデックス^TM（昭和電工米国社）ポリスチレンゲルカラム802、803、804及び805が使用される。この技術がRooney, J.G.ら著“GPC プロセスにおける機械的分解の光散乱によるオンライン測定”, Liquid Chromatography of Polymers and Related Materials III, J. Cazes編集, Marcel Dekker (1981), 207-235頁に説明されている。カラム広がりについての修正が使用されなかったが、一般に認められている標準物質、例えば、National Bureau of Standards、ポリエチレン（SRM 1484）及びアニオン重合で生成された水素化ポリイソプレン（交互のエチレン-プロピレンコポリマー）に関するデータはMw/Mn又はMz//Mwについてのこのような修正が0.05単位未満であることを実証している。Mw/Mnは溶離時間-分子量の関係から計算され、一方、Mz/Mwは光散乱フォトメーターを使用して評価された。数的分析はLDC/ミルトン・ロイ-リビエラ・ビーチ, フロリダ州から入手し得る市販のコンピュータソフトウェアGPC2, MOLWT2を使用して行ない得る。

複合材料の製造方法
多層複合材料又は布はあらゆるメルトブロー方法を使用して形成し得る。多層複合材料は500psi（3.45MPa）より大きい溶融圧力及び100℃〜350℃の範囲内の溶融温度で操作でき、平均直径で１ミクロン程度に微細な繊維をつくることができる装置からメルトブローされることが好ましい。
図１は一つ以上の実施態様に従って、多層メルトブローン複合材料をつくるための例示のメルトブローシステム又は配置100の略図を示す。そのシステム100は少なくとも一つの押出機110を含み、そのシステム100内の溶融圧力を維持するためのモーター120を含んでもよい。押出機110は少なくとも一つのダイブロック又はアレイダイ130（これは紡糸口金部分又は紡糸口金140に結合されている）に結合し得る。ダイブロック130はまた高圧空気をダイブロック130の紡糸口金部分140に送出するための少なくとも一つの空気マニホルド135に結合されている。紡糸口金140は複数の紡糸ノズル145（それを通って溶融物が押し出され、同時に空気圧力で減衰されてフィラメント、又は繊維150を形成する）を含む。紡糸ノズル145は円形の、ダイキャピラリーであることが好ましい。紡糸口金140は１インチ（2.54cm）当り20個、30個、又は40個の穴から１インチ当り200個、250個、又は320個の穴までの範囲のノズル密度を有することが好ましい。一実施態様において、夫々のノズル145が約0.05mm、0.10mm、又は0.20mmから0.80mm、0.90mm、又は1.00mmまでの範囲の内径を有する。
ダイ紡糸口金140中で、溶融糸又はフィラメントが熱い、高速の、ガス流（例えば、空気又は窒素）と一緒になって溶融熱可塑性材料のフィラメントを細くして個々の繊維150を形成する。細くするためのガス流の温度及び流量は熱交換機160及び空気弁170を使用して制御し得る。フィラメントの直径は所望のサイズにガス流により減少し得る。その後に、メルトブローン繊維150が高速ガス流により運ばれ、収集表面180に付着されてランダムに分布されたメルトブローン繊維の少なくとも一つのウェブ185を形成する。収集表面180は、例えば、真空ドラムの外表面であってもよい。

本明細書の上記又はいずれかの一つ以上の実施態様において、サンプルをその当初の長さの100％に伸ばし、次いで負荷解除した後の、多層構造の少なくとも一つの層の50％の延伸における力が、約1.3x10^-3lbf/in/gsm（約１．４６９×１０ ^-4 N・m/gsm）である。
本明細書の上記又はいずれかの一つ以上の実施態様において、多層構造が約0.05ミリバール/gsm以上の水頭を有する。好ましくは、水頭が0.1ミリバール/gsm、0.2ミリバール/gsm、0.3ミリバール/gsm、0.4ミリバール/gsm、又は0.5ミリバール/gsmより大きい。水頭がまた約0.1ミリバール/gsm、0.2ミリバール/gsm又は0.3ミリバール/gsmの低さから約0.7ミリバール/gsm、0.8ミリバール/gsm、又は0.9ミリバール/gsmの高さまでの範囲であってもよい。
本明細書の上記又はいずれかの一つ以上の実施態様において、多層構造のいずれか一つ以上の層の空気透過性が約0.02cm³/cm²/s以上である。一つ以上の実施態様において、多層構造の空気透過性が約0.2cm³/cm²/s以上である。空気透過性がまた約0.02cm³/cm²/s、0.05cm³/cm²/s、又は1.0cm³/cm²/sの低さから約2.0cm³/cm²/s、3.0cm³/cm²/s又は5.0cm³/cm²/sの高さまでの範囲であってもよい。
本明細書の上記又はいずれかの一つ以上の実施態様において、布が10もしくは20又は30或いは50もしくは80又は100或いは150g/m²からの範囲内の基本質量（坪量）を有してもよい。これらの布はまた200％もしくは300％又は500％或いは1,000％より大きい極限伸びを有することにより特徴づけられてもよい。この様式において、多層構築物が少なくとも三つのメルトブローン層（“MMM”）を有して形成し得る。その他の多層メルトブローン構造、例えば、M_xQ、QM_xQ、M_x、QM_x、M_xA_yM_y、QM_xA_yM_yQ、QM_xQM_y、M_xQM_yQ、QQM_xQ（式中、ｘは少なくとも３であり、かつyは0〜100である）が意図されている。例えば、ｘが３〜100、３〜50、３〜25、又は３〜10であってもよく、ｘがまた約３、４、又は５の低さから約６、10、又は15の高さまでの範囲であってもよく、ｘがまた約１、２、３、４、又は５の低さから約６、７、８、10、又は15の高さまでの範囲であってもよい。“Ｍ”はメルトブローン布の層（この場合、構築物中の夫々の“Ｍ”が同じであってもよく、又は異なっていてもよい）を表し、“Ｑ”はスパンボンド、スパンレース、織布、又はフォルムを表し、かつ“Ａ”は一種以上の添加剤を表す。別の布へのメルトブローン繊維のこのような接着が所望される場合、二次冷却空気流が減少され、かつ／又は加熱されて溶融物品質の一部ひいてはそれらが結合された後の布への形成している弾性メルトブローン繊維の結合能力を維持してもよい。

多層構築物はまた“in situ積層物”即ち“ISL”を含むことができ、これは溶融紡糸布の二つ以上の層を含む溶融紡糸積層物であり、互いに隣接する層が互いにin situからみ合わされて層の間に混合繊維の界面領域を形成する。“in situからみ合わされる”は隣接層の繊維が互いのまわりの巻き付け及び／又は隣接層からの繊維中を少なくとも１回通過することにより隣接布層の一端に沿って少なくとも互いにかみ合うことを意味する。溶融紡糸ISL を構成する布層は同じであってもよく、又は異なっていてもよく、それらが同じ又は異なる化学的特性及び／又は物理的特性を有し得ることを意味する。或る実施態様において、種々の層は(a) 布の基本質量が同じではなく、(b) 布を構成する繊維の平均直径が同じではなく、(c) 布の組成が同じではなく、(d) 単位面積あたりの繊維の数密度が同じではなく、(e) 繊維の断面形状が同じではなく、(f) 個々の繊維構造が同じではなく（２成分vs一成分）、又は(g) これらの相違の一つ以上の組み合わせであることを特徴とする。溶融紡糸ISL を構成する層はまた層が容易に引き離されることを防止する程度にからみ合わされていることにより特徴づけられるかもしれない。或る実施態様において、隣接層が10もしくは20又は30或いは40又は50グラムより大きく、又は別の実施態様では１もしくは２又は５或いは10グラムから50もしくは60又は80或いは100もしくは120又は150或いは200グラムまでの範囲内の剥離強さを有する。本明細書で言及される剥離強さは実質的にASTM D2724.13に従って測定された。その操作は積層布のｚ方向の強さ（結合強さ）を測定することを目的とした。布の成分層の間の結合の有効性が布を離層するのに必要とされる力を測定することにより測定された。離層は結合メカニズムの欠損による積層布の複数の層(plies)の分離と定義される。剥離強さはテキスタイルの成分層を特定条件下で分離するのに必要とされる引張力である。この操作では、６インチ（15cm）ｘ２インチ（5cm）の標本（機械方向に６インチ（15cm））の複数の層(plies)が標本の長さに沿って約２インチ（5cm）の距離にわたって手で分離された。次いで一つの層が１インチ（2.5cm）のゲージ長さを有する引張試験機の夫々のジョーに締め付けられ、布の成分層を完全に分離するのに必要とされる最大の力（即ち、ピーク負荷）が測定された。

ISL はまた二種以上の異なる繊維の混合物又は繊維と粒状物の混合物からつくられた複合材料を含んでもよい。このような混合物は繊維及び／又は粒状物をガス流（その中に溶融紡糸繊維が運ばれる）に添加することにより生成されてもよく、その結果、溶融紡糸フィラメント及び繊維並びにその他の材料、例えば、木材パルプ、ステープル繊維及び粒状物、例えば、ヒドロコロイド（ヒドロゲル）粒状物（超吸着材料と普通称される）の緊密なからみ合わされた混合が、収集装置上のメルトブローン繊維の収集の前に生じてランダムに分散されたメルトブローン繊維及び米国特許第4,100,324号に開示されたようなその他の材料の凝集ウェブを形成する。不織ウェブが繊維の不織ウェブである場合、繊維が繊維間結合により結合されて凝集ウェブ構造を形成し得る。繊維間結合はスパンボンド方法における熱結合、又は個々のメルトブローン繊維間のからみ合いにより生じられてもよい。繊維からみ合いは溶融紡糸方法により生じられるが、例えば、液圧からみ合わせ又はニードルパンチの如き方法により生成又は増大されてもよい。別途及び／又は追加して、結合剤が所望の結合を増大するのに使用されてもよい。或る所望の実施態様において、これらの方法すなわち前記溶融紡糸方法、前記減圧絡み合わせ、及び前記ニードルパンチのいずれもがからみ合いを増大するのに使用されない。ISL 及びそれらの製造方法に関する更なる詳細が米国特許出願第12/566,410号に見られる。
多層構築物を形成する際に、ポリオレフィンポリマーが延伸性布、例えば、スパンレース布にメルトブローされてもよく、これが形成しているメルトブローン布の下又は前に通される。溶融温度及び紡糸口金と通過している延伸性布の間の距離は一つ以上の布を接触させて２又は３層構築物を形成する時に繊維が依然として溶融状態又は部分溶融状態にあるように調節される。次いで一つ以上の被覆布がそれらに接着された溶融又は部分溶融された弾性メルトブローン繊維／布を有する。

次いで多層構築物が機械的に延伸されて複合材料の弾性性能を調整し得る。理論により束縛されたくないが、初期の延伸が複合材料中の弾性成分の構造、そして潜在的に層間及び／又は層内の繊維中の界面結合を変更すると考えられる。初期の延伸がヒステリシスループ（これは変形中にエラストマーにより吸収されるエネルギーの目安である）を減少し得る。理想的なエラストマーはヒステリシスを有さず、又は他の言い方で言えば、エラストマーに加えられ、又はエラストマー中に蓄えられた全エネルギーが、エラストマーをその当初のサイズ及び形状に戻した後に逆に与えられる。理想的な弾性挙動を示す少ないエラストマー及び更に少ない弾性積層物がある。全てではないとしても殆どが或るレベルのヒステリシスを示す。初期の負荷及び負荷解除サイクルが典型的にはヒステリシスループを減少し、これは材料又は積層物が一層有効なエラストマーであることを意味するであろう。エラストマー及び弾性複合材料の機械的延伸はその他の有利な効果、例えば、変形時のピーク負荷の減少、改良された永久歪、収縮力、及び外層／表面の美観の調節を有し得る。
複合材料を機械方向(MD)及び交差方向(CD)の両方に機械的に延伸するための多くの異なる方法がある。かみ合いブレード又はディスクを有する装置は、布を夫々MD方向又はCD方向に漸増的に延伸させ、或いはユニットが連続して配置された場合には、MD方向及びCD方向両方に延伸させることができる。用語「漸増的に延伸」は、布が、そのＭＤ方向の全長にわたってあるいはそのＣＤ方向の全幅にわたって徐々に延びるということに由来する。布が延伸される増分、すなわち長さは、２組のディスク又はブレード間の相互かみ合い距離により決められる。別々のディスではなく溝付きロールを使用するこの技術及び同様の技術の例が米国特許第4,223,059号、同第4,251,585号、同第4,285,100号、及び同第4,368,565号に見られる。一層狭いウェブ／フィルムが有効に延伸され、又は延伸の量を増大し、もしくはウェブの交差方向(CD)の延伸の量を変化することを可能にするこの基本的な技術についての更なる改良が米国特許第5,143,679号、同第5,156,793号、及び同第5,167,897号に見られる。
MD延伸に一層良く適しているその他の技術がウェブを延伸するのに利用できる。この目的のためのニップロールを使用する例が米国特許第7,320,948号に記載されており、この場合、異なる速度で運転する二つのニップロールの組が布及び積層物をMDに延伸することを可能にする。

或る実施態様において、形成している多層構築物が多層構築物をハイドロエンタングリング（水流交絡法）装置に通し、こうして繊維を高速の水の流れで互いのまわりにインターロックし、からみ合わせることにより弾性繊維のウェブを互いに、又はその他の隣接布層に更に結合することにより更に加工される。ハイドロエンタングリングは当業界で知られており、A.M.Seyamら著“ハイドロエンタングリング方法変数の試験”, INT’L NONWOVENS J. 25-33 (2005年春)に若干詳しく記載されている。
上記のように、繊維は連続（長繊維）又は不連続（短繊維）であってもよい。長繊維は60より大きく、好ましくは200〜500の長さ対直径のアスペクト比を有し、また短繊維は60未満、好ましくは20〜60の長さ対直径のアスペクト比を有するであろう。メルトブローン布の平方インチ当りの繊維の数（繊維密度）は20の繊維／インチ²（6.5cm²当りの繊維の本数）、40の繊維／インチ²、又は50の繊維／インチ²の低さから100の繊維／インチ²、250の繊維／インチ²、又は500の繊維／インチ²の高さまでの範囲であることが好ましい。好適な範囲はまた25の繊維／インチ²〜400の繊維／インチ²、50の繊維／インチ²〜300の繊維／インチ²、60の繊維／インチ²〜200の繊維／インチ²、20の繊維／インチ²〜80の繊維／インチ²、及び30の繊維／インチ²〜70の繊維／インチ²を含む。
或る実施態様において、多層構築物が加工されて拘束を形成し得る。拘束はその加工を助けておむつ又は成人失禁ガーメントの如き最終物品を形成する多層構築物中の“非弾性ゾーン”（又は“デッドゾーン”）の形態をとり得る。層の少なくとも一部が２軸弾性積層物のCDに平行であり、２軸弾性積層物のMDに平行であり、又はそれらの間で若干の配向にある不連続のゾーン中で互いに融着される。非弾性ゾーンはその長さが布の一端から他端へと連続又は不連続であり、例えば、少なくとも１もしくは２又は３或いは５又は10mmの幅を有するような寸法を有してもよい。非弾性ゾーンはあらゆる形状を有してもよい。

或る実施態様において、拘束された多層積層物の層の一つ以上、又は全てが互いに接着されないが、互いに単に隣接している。その他の実施態様において、拘束された多層積層物の少なくとも二つの層、又は全ての層が互いに接着される。“拘束手段”は一つの層の少なくとも一部を別の層に融着して少なくとも一つの非弾性ゾーンをつくることができるあらゆる装置、物質又は方法である。“融着”の方法は最早“弾性”ではない領域を拘束された多層積層物に生じ、一つの隣接層を一つ以上の弾性層に融着し、又は層の実質的に全て（少なくとも90％）を、拘束された多層積層物の全厚さ（全ての層）にわたって全ての層の融着まで融着することを含んでもよい。或る実施態様において、融着が不連続であるゾーン（領域）は溶融紡糸弾性布の当初の弾性に対して少なくとも40％もしくは50％又は60％或いは70％もしくは80％又は90％或いは98％未満の弾性である弾性を有するゾーンを生じる。
融着はあらゆる手段、例えば、層を加熱して少なくとも二つの層の間の接着を形成すること、もしくは層の少なくとも二つのハイドロエンタングリング、或いは超音波手段、電気手段、又は層を互いに接着するためのその他の好適な手段により達成されてもよい。それはあらゆる好適な手段、例えば、カレンダー掛け、接着剤、音エネルギー、マイクロウェーブエネルギーもしくはその他の電磁エネルギー、又は当業界で知られているその他の方法により行ない得る。接着剤が融着に使用し得るが、或る実施態様では、融着工程で接着剤を用いない。接着剤の例として、低重量平均分子量（80,000g/モル未満）のポリオレフィン、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、炭化水素樹脂、天然アスファルト、スチレンゴム、ポリイソプレン及びこれらのブレンドを含むものが挙げられる。

融着工程により生じられた“非弾性ゾーン”を“非弾性”と称することは、その弾性が“弾性”である材料について先に特定された弾性より小さいことを意味する。非弾性ゾーンは所望の最終使用、例えば、おむつ又は成人失禁ガーメントに適したあらゆる“不連続の”形状又は形態を有してもよい。例えば、非弾性ゾーンはその幅の少なくとも２倍又は３倍である長さを有する長いライン又はブロックの形態を有してもよい。或る実施態様において、非弾性ゾーンが不規則な形状、又は非線形形状の領域、例えば円形、アーク（弓形）又はこのような特徴を含む形状を形成する。
特別な実施態様において、融着が２軸弾性不織積層物をカレンダー掛けして溶融紡糸弾性布の少なくとも一部を溶融し、少なくとも一つの延伸性布への一つ以上の弾性布の融着を生じることを含む。特別な実施態様において、融着工程がカレンダーにより隆起した加熱ゾーンパタンで行なわれる。或る実施態様において、融着が積層物にエンボスパターンを更に導入する。融着及びエンボス工程は必要により加熱されてもよいかみ合いロールでカレンダーにより行なわれてもよい。また、融着及びエンボス工程は真空差のもとに運転するパターン化かみ合い真空ドラム、又はその他の好適な手段により行なわれてもよい。
或る実施態様において、融着は、ある程度の弾性が拘束された多層積層物のCDにおいて、拘束された多層積層物のMDにおいて、又はこれらの間の或る程度及び／又はこれらの組み合わせで維持されるように行なわれる。例えば、融着は拘束された多層積層物がCD方向、又はCD方向から45°、もしくはCD方向から20°。或いは90°から20°又は45°までの範囲などでのみ弾性であるようなものであってもよい。また、拘束された多層積層物における弾性はCD弾性及びMD弾性の両方が低下されるが、完全には除去されないようなものであってもよい。特別な実施態様において、結合された布層の少なくとも一部が２軸弾性積層物のCDに平行であるか、２軸弾性積層物のMDに平行であるか、又はその間で若干の配向がある不連続ゾーン中で融着される。
或る実施態様において、積層物がCD幅及び積層物のCDに垂直に走る非弾性ゾーンを有し、その非弾性ゾーンが積層物のCD幅の少なくとも２もしくは５又は10或いは20％のCD幅を有する。更に別の実施態様において、積層物がCD幅及び積層物のMDに垂直に走る非弾性ゾーンを有し、その非弾性ゾーンが積層物のCD幅の少なくとも２もしくは５又は10或いは20％のMD幅を有する。拘束された積層物及びそれらを拘束する方法についての更なる開示が米国特許出願第12/566,434号に見られる。

物品
多層構築物は下記の性質又は特性のいずれか一つ以上を必要とする応用に特に有益である：吸収性、液体反撥性、レジリエンス、延伸、軟度、強度、難燃性、洗浄性、クッション性、濾過性、細菌バリヤー、及び無菌性。例示の応用及び用途として、中でも、衛生、医療、フィルター、及びジオテキスタイルが挙げられるが、これらに限定されない。
例えば、多層構築物はベビーおむつ、女性衛生ナプキン、成人失禁製品、身辺衛生ふき物、バンテージ、包帯、空気フィルター、液体フィルター、家庭用ふき物、ショップタオル、バッテリーセパレーター、真空クリーナーバッグ、化粧パッド、食品包装、衣類、アパレル、医療ガーメント、及び使い捨て下着をつくるのに使用し得る。特に好適な用途として、ベビーおむつのクロージャーシステム、プルアップ、トレーニングパンツ、成人失禁ブリーフ及びおむつ、バンデージ、並びにその他の単一用途又は使い捨て品目が挙げられる。

普通の濾過用途として、ガソリン、オイル及び空気のフィルター；水、コーヒー及びお茶のバッグ；液体カートリッジ及びバッグフィルター；真空バッグ；並びにアレルゲン膜が挙げられる。例示のジオテキスタイル及びこれらの用途として、土壌安定剤及び道路下地剤、ファウンデーション安定剤、腐食制御、運河構築物、排水システム、ジオメンブレン保護、霜保護、農業用温床、池及び運河の水バリヤー、並びに排水タイル用の砂浸潤バリヤーが挙げられる。
本明細書に提供された多層構築物の追加の物品及び用途として、例えば、カーペット裏地、船舶帆積層物、テーブルカバー積層物、刺繍機用の支持体／安定剤、包装、絶縁、枕、クッション、及び内張りパッド、キルト又は掛け布団中のバット、消費者及び郵便用の封筒、防水布だけでなく、テント及び輸送用（木材、鋼）包装が挙げられる。
全物品が多層構築物から形成でき、又は多層構築物がそれらの個々のセクション又は部分を形成し得る。例えば、ベビーおむつでは、多層構築物がバックシート、ウィング、及び／又はタブの少なくとも一部を形成すると考えられる。

Claims

第一の材料をメルトブローして、ポリプロピレン、ポリエチレン、又はこれらのブレンドを含む第一のメルトブローン層を形成し、
プロピレン誘導単位と、5質量％から35質量％のエチレン誘導単位又はC₄-C₁₀ α−オレフィン誘導単位とを含む、プロピレン−α−オレフィン共重合体を含む第二の材料をメルトブローして第二のメルトブローン層を形成し、そして
第三の材料をメルトブローして、ポリプロピレン、ポリエチレン、又はこれらのブレンドを含む第三のメルトブローン層を形成することを含む、多層メルトブローン複合材料の形成方法であって、
夫々の材料が同じであり、又は異なり、夫々の材料がASTM D1238、2.16kg、230℃により測定して、2,000dg/分以下のMFRを有する少なくとも一種の樹脂を含み、かつ第一、第二、及び第三の材料の少なくとも一種がASTM D412により測定して、100％変形後の少なくとも70％の回復を有するエラストマーを含み、第一及び第三のメルトブローン層が、表面仕上層であり、多層メルトブローン複合材料が0.05ミリバール/gsm以上の水頭を有することを特徴とする前記方法。
夫々のメルトブローン層が5g/m²から300g/m²までの範囲内の坪量を有する、請求項１記載の方法。
第一のメルトブローン層が5g/m²から300g/m²までの範囲内の坪量を有し、第二のメルトブローン層が15g/m²から150g/m²までの範囲内の坪量を有し、かつ第三のメルトブローン層が5g/m²から300g/m²までの範囲内の坪量を有する、請求項１記載の方法。
第二のメルトブローン層が、75J/g以下の融解熱を有するプロピレン-α-オレフィンコポリマーを少なくとも５質量％含む、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
第二のメルトブローン層の溶融温度が325℃以下である、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
夫々の材料が50dg/分未満のMFR(ASTM D1238、2.16kg、230℃)を有する、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
夫々の材料が移動している表面にメルトブローされる、請求項１から６のいずれかに記載の方法。
ポリプロピレン、ポリエチレン、及びこれらのブレンドからなる群から選ばれ、かつASTM D412に従って測定して、50％から250％までの極限伸び(UE)を有する一種以上の樹脂を含む第一のメルトブローン層；
ASTM D412に従って測定して、200％以上の極限伸び(UE)を有する一種以上の樹脂を含む第二のメルトブローン層；及び
ポリプロピレン、ポリエチレン、及びこれらのブレンドからなる群から選ばれ、かつASTM D412に従って測定して、50％から250％までの極限伸び(UE)を有する一種以上の樹脂を含む第三のメルトブローン層を含み、
夫々の樹脂が、ASTM D1238、2.16kg、230℃により測定して、2,000dg/分以下のMFRを有し、かつ第一、第二、及び第三のメルトブローン層の少なくとも一つが75J/g以下の融解熱を有し、プロピレン誘導単位と、5質量％から35質量％のエチレン誘導単位又はC₄-C₁₀ α−オレフィン誘導単位とを含むプロピレン-α-オレフィンコポリマーを含み、多層メルトブローン複合材料が0.05ミリバール/gsm以上の水頭を有し、かつ第一及び第三のメルトブローン層が、表面仕上層であることを特徴とする、多層メルトブローン複合材料。
ポリプロピレン、ポリエチレン、及びこれらのブレンドからなる群から選ばれる一種以上の樹脂であって、ASTM D412に従って測定して、50％から250％までの極限伸び(UE)を有する一種以上の樹脂を含む第一のメルトブローン層；
ASTM D412に従って測定して、200％以上の極限伸び(UE)を有する一種以上の樹脂を含む第二のメルトブローン層；及び
ポリプロピレン、ポリエチレン、及びこれらのブレンドからなる群から選ばれる一種以上の樹脂であって、ASTM D412に従って測定して、50％から250％までの極限伸び(UE)を有する一種以上の樹脂を含む第三のメルトブローン層を有する多層メルトブローン複合材料を、一種以上の成分として含み、
夫々の樹脂が、ASTM D1238、2.16kg、230℃により測定して、2,000dg/分以下のMFRを有し、かつ第一、第二、及び第三のメルトブローン層の少なくとも一つが75J/g以下の融解熱を有し、プロピレン誘導単位と、5質量％から35質量％のエチレン誘導単位又はC₄-C₁₀ α−オレフィン誘導単位とを含むプロピレン-α-オレフィンコポリマーを含み、多層メルトブローン複合材料が0.05ミリバール/gsm以上の水頭を有し、かつ第一及び第三のメルトブローン層が、表面仕上層であることを特徴とする、製造の物品。
物品がガーメント、ベビーおむつもしくは成人失禁おむつ、トレーニングパンツ又はプルアップ或いはフェムケア製品である、請求項９記載の物品。