JP2017514035A - イオン補強材料を含む不織布繊維構造、及び方法 - Google Patents

Abstract

不織布繊維構造及びイオン補強材料を有する関連する媒質、並びにそれを製造する方法は、繊維の集団の少なくとも一部分をイオン補強材料と一緒に結合することを含む。不織布繊維構造は、マット、ウェブ、シート、スクリム、又はそれらの組み合わせとして利用され得る。不織布繊維構造を製造する方法、及び当該方法に従って製造されるイオン補強材料を有する関連する媒質もまた開示される。

Description

本開示は、不織布繊維構造に関し、イオン補強材料を有する媒質及びそれを形成する方法に関連する。

不織布繊維ウェブは、例えば表面洗浄用の吸収性拭取り布として、創傷包帯として、気体及び液体の吸収又は濾材として、及び音の吸収用の遮蔽材として有用な様々な吸収性物品の製造に用いられてきた。

不織布繊維ウェブを形成するいくつかの方法が知られているが、当技術分野は、不織布ウェブ、特に、横断方向（ＣＤ）引張強度が比較的高く、機械方向（ＭＤ）引張強度が比較的高い特定の特性を有するエアレイド不織布繊維ウェブを形成及び／又は結合する新しい方法を引き続き探求している。

したがって、本開示は、一態様では、複数の繊維を形成用チャンバの中に導入することと、形成用チャンバ内に繊維を分散させて気体中に浮遊した個々の繊維の集団を形成することと、繊維の集団を不織布繊維構造としてコレクタ上に捕集することと、繊維の集団の少なくとも一部分をイオン補強材料と一緒に結合することと、を含む不織布繊維構造（例えば、不織布繊維ウェブ）を製造する方法に関する。いくつかの例示的実施形態では、本方法は、繊維の集団にイオン液体材料を適用することを含む。特定の例示的実施形態では、本方法は、繊維の集団の少なくとも一部分を一緒に結合することが、適用されたイオン液体材料を硬化させてイオン補強材料を形成することを含む、ことを含む。

いくつかの例示的実施形態では、適用されたイオン液体材料は水を更に含み、硬化させることは、適用されたイオン液体材料から水の少なくとも一部分を除去して、繊維の集団間のイオン補強材料の結合を引き起こす。特定の例示的実施形態では、適用されたイオン液体材料は、少なくとも１つのバインダ樹脂を更に含み、任意追加的に、適用されたイオン液体材料は、少なくとも１つのバインダ樹脂のための可塑剤として作用する。いくつかの例示的実施形態では、少なくとも１つのバインダ樹脂は、フェノール樹脂、バイオ系樹脂、熱可塑性（メタ）アクリル（コ）ポリマー樹脂、エポキシ樹脂、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される。特定の例示的実施形態では、本方法は、イオン液体材料なしにバインダ樹脂混合物を用いて結合された不織布繊維構造よりも高い引張強度を有する不織布繊維構造を提供するために、バインダ樹脂混合物及びイオン液体材料を用いて結合することを含む。

いくつかの例示的実施形態では、イオン液体材料は、少なくとも１つのカチオン及び少なくとも１つのアニオンを含む。特定の例示的実施形態では、少なくとも１つのカチオンは、窒素含有複素環カチオン、アンモニウム、ホスホニウム又はスルホニウムからなる群から選択され、更に、少なくとも１つのアニオンは、ハロゲンアニオン、フッ素含有アニオン、アルキルスルフェートアニオン、アルキルホスフェートアニオン、アセテート、ジシナアミド（Ｎ（ＣＮ）_２）、又はチオシアナト（ＳＣＮ）からなる群から選択される。いくつかの例示的実施形態では、本方法は、イオン液体材料を噴霧すること、イオン液体材料をロールコーティングすること、イオン液体材料を浸漬コーティングすること、又はそれらの組み合わせを含む。特定の例示的実施形態では、イオン液体材料は、溶媒中のイオン液体溶液であり、任意追加的には、溶媒は水性である。

いくつかの例示的実施形態では、繊維の集団の少なくとも一部分を一緒に結合することは、集団繊維に熱硬化性バインダを適用することを含む。特定の例示的実施形態では、繊維の集団の少なくとも一部分を結合することは、繊維の集団の一部分を加熱することを含む。いくつかの例示的実施形態では、イオン補強材料は、不織布繊維構造に、防火特性、静電気防止特性、抗菌特性、殺菌特性、抗菌特性、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つの顕著な特性を提供する。特定の例示的実施形態では、繊維の集団は、ステープルファイバー、メルトブローン繊維、天然繊維、バイオ系繊維、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される繊維を含む。

特定の例示的実施形態では、不織布繊維構造は、不織布繊維構造に結合された微粒子の集団を含み、更に、微粒子は、研磨粒子、洗浄粒子、抗バクテリア粒子、吸着粒子、吸収粒子、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される。いくつかの例示的実施形態では、不織布繊維構造は、マット、ウェブ、シート、スクリム、又はそれらの組み合わせから選択される構造である。

本開示はまた、本明細書で説明する方法に従って調製される不織布繊維ウェブに関する。更に、本開示は、イオン補強材料を用いて複数の交点において一緒に結合されたランダムに配向された繊維の集団を含む不織布繊維構造に関する。いくつかの例示的実施形態では、イオン補強材料は、イオン可塑剤（例えば、可塑剤として作用するイオン液体）で構成される。特定の例示的実施形態では、イオン補強材料は、イオン液体と、（メタ）アクリル（コ）ポリマーバインダ、スチレン−ブタジエンラテックスバインダ、バイオ系バインダ、又はそれらの組み合わせからなる群から選択されるバインダで構成される。いくつかの例示的実施形態では、不織布繊維構造は、１から４０ｗｔ％のイオン液体を含む。更なる実施形態では、イオン液体は、水、１つ以上のカチオン及び１つ以上のアニオンを含む。

いくつかの例示的実施形態では、不織布繊維構造は、防火特性、静電気防止特性、抗菌特性、殺菌特性、抗菌特性、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つの顕著な特性を示す。特定の例示的実施形態では、イオン補強材料は、少なくとも１つの顕著な特性を提供する。いくつかの例示的実施形態では、イオン補強材料は、顕著な特性のうちの少なくとも２つを提供する。特定の例示的実施形態では、繊維の集団は、ポリ（プロピレン）、ポリ（エチレン）、ポリ（ブタン）、ポリ（エチレン）テレフタレート、ポリ（ブチレン）テレフタレート、ポリ（エチレン）ナフタレート、ポリ（アミド）、ポリ（ウレタン）、ポリ（乳酸）、ポリ（ビニル）アルコール、ポリ（フェニレン）スルフィド、ポリ（スルホン）、液晶ポリマー、ポリ（エチレン）−コ−ポリ（ビニル）アセテート、ポリ（アクリロニトリル）、環式ポリ（オレフィン）、ポリ（オキシメチレン）、ポリ（オレフィン）熱可塑性エラストマー、から選択される（コ）ポリマーを更に含む熱可塑性（コ）ポリマー繊維、上記の熱可塑性（コ）ポリマーのいずれかを含有するリサイクル繊維、又はそれらの組み合わせを含む。

いくつかの例示的実施形態では、繊維の集団は、綿、ウール、ジュート、アガーベ、サイザル、ココナッツ、大豆、ヘンプ、ビスコース、竹、又はそれらの組み合わせから選択される天然繊維を含む。特定の例示的実施形態では、不織布繊維構造は、不織布繊維構造に結合された微粒子の集団を含み、更に、微粒子は、研磨粒子、洗浄粒子、抗バクテリア粒子、吸着粒子、吸収粒子、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される。いくつかの例示的実施形態では、微粒子の集団は、０．１マイクロメートル〜１，０００マイクロメートルのメジアン粒径を示す。特定の例示的実施形態では、繊維の集団は、１マイクロメートル〜５０マイクロメートルのメジアン繊維径を示す。いくつかの例示的実施形態では、不織布繊維構造は、マット、ウェブ、シート、スクリム、又はそれらの組み合わせから選択される。

本開示の様々な例示的な実施形態が、下記列挙の例示的な実施形態により更に説明され、この実施形態は、本開示を過度に限定するように解釈されるべきではない。

例示的な実施形態の列挙
Ａ．不織布繊維構造の製造方法であって、
ａ．複数の繊維を形成用チャンバの中に導入することと、
ｂ．形成用チャンバ内に繊維を分散させて気体中に浮遊した個々の繊維の集団を形成することと、
ｃ．繊維の集団を不織布繊維構造としてコレクタ上に捕集することと、及び、
ｄ．繊維の集団の少なくとも一部分をイオン補強材料と一緒に結合することと、を含む、不織布繊維構造の製造方法。
Ｂ．繊維の集団にイオン液体材料を適用することを更に含む、実施形態Ａに記載の方法。
Ｃ．繊維の集団の少なくとも一部分を一緒に結合することが、適用されたイオン液体材料を硬化させイオン補強材料を形成することを含む、実施形態Ｂに記載の方法。
Ｄ．適用されたイオン液体材料が水を更に含み、更に、硬化させることが、適用されたイオン液体材料から水の少なくとも一部分を除去して、繊維の集団間のイオン補強材料の結合を引き起こす、実施形態Ｃに記載の方法。
Ｅ．適用されたイオン液体材料が、少なくとも１つのバインダ樹脂を更に含み、任意追加的に、適用されたイオン液体材料が、少なくとも１つのバインダ樹脂のための可塑剤として作用する、実施形態Ｂ〜Ｄのいずれか１つに記載の方法。
Ｆ．少なくとも１つのバインダ樹脂が、フェノール樹脂、バイオ系樹脂、熱可塑性（メタ）アクリル（コ）ポリマー樹脂、エポキシ樹脂、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される、実施形態Ｅに記載の方法。
Ｇ．結合することが、イオン液体材料なしにバインダ樹脂混合物を用いて結合された不織布繊維構造よりも高い引張強度を有する不織布繊維構造を提供するために、バインダ樹脂混合物及びイオン液体材料を用いて結合することを含む、実施形態Ｂ〜Ｆのいずれか１つに記載の方法。
Ｈ．イオン液体材料が、少なくとも１つのカチオン及び少なくとも１つのアニオンを含む、実施形態Ｂ〜Ｇのいずれか１つに記載の方法。
Ｉ．少なくとも１つのカチオンが、窒素含有複素環カチオン、アンモニウム、ホスホニウム又はスルホニウムからなる群から選択され、更に、少なくとも１つのアニオンが、ハロゲンアニオン、フッ素含有アニオン、アルキルスルフェートアニオン、アルキルホスフェートアニオン、アセテート、ジシナアミド（Ｎ（ＣＮ）_２）、又はチオシアナト（ＳＣＮ）からなる群から選択される、実施形態Ｂ〜Ｈのいずれか１つに記載の方法。
Ｊ．イオン液体材料を適用することが、イオン液体材料を噴霧すること、イオン液体材料をロールコーティングすること、イオン液体材料を浸漬コーティングすること、又はそれらの組み合わせから構成される、実施形態Ｂ〜Ｉのいずれか１つに記載の方法。
Ｋ．イオン液体材料が、溶媒中のイオン液体溶液であり、任意追加的には、溶媒が、水性である、実施形態Ｂ〜Ｊのいずれか一項に記載の方法。
Ｌ．繊維の集団の少なくとも一部分を一緒に結合することが、集団繊維に熱硬化性バインダを適用することを含む、実施形態Ａ〜Ｋのいずれか１つに記載の方法。
Ｍ．繊維の集団の少なくとも一部分を結合することが、繊維の集団の一部分を加熱することを含む、実施形態Ａ〜Ｌのいずれか１つに記載の方法。
Ｎ．イオン補強材料が、不織布繊維構造に、防火特性、静電気防止特性、抗菌特性、殺菌特性、抗菌特性、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つの顕著な特性を提供する、実施形態Ａ〜Ｍのいずれか１つに記載の方法。
Ｏ．繊維の集団が、単一成分繊維、多成分繊維、捲縮繊維、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される繊維を含む、実施形態Ａ〜Ｎのいずれか１つに記載の方法。
Ｐ．繊維の集団が、ステープルファイバー、メルトブローン繊維、天然繊維、バイオ系繊維、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される繊維を含む、実施形態Ａ〜Ｏのいずれか１つに記載の方法。
Ｑ．不織布繊維構造が、不織布繊維構造に結合された微粒子の集団を含み、更に、微粒子が、研磨粒子、洗浄粒子、抗バクテリア粒子、吸着粒子、吸収粒子、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される、実施形態Ａ〜Ｐのいずれか１つに記載の方法。
Ｒ．不織布繊維構造が、マット、ウェブ、シート、スクリム、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される構造である、実施形態Ａ〜Ｑのいずれか１つに記載の方法。
Ｓ．実施形態Ａ〜Ｒのいずれか１つに記載の方法に従って製造される、不織布繊維構造。
Ｔ．不織布繊維構造であって、
ａ．イオン補強材料を用いて複数の交点において一緒に結合されたランダムに配向された繊維の集団、を含む、不織布繊維構造。
Ｕ．イオン補強材料が、イオン可塑剤で構成される、実施形態Ｔに記載の不織布繊維構造。
Ｖ．イオン補強材料が、イオン液体と、（メタ）アクリル（コ）ポリマーバインダ、スチレン−ブタジエンラテックスバインダ、バイオ系バインダ、又はそれらの組み合わせからなる群から選択されるバインダとで構成される、実施形態Ｔ又はＵに記載の不織布繊維構造。
Ｗ．１〜４０ｗｔ％のイオン液体を含む、実施形態Ｖに記載の不織布繊維構造。
Ｘ．イオン液体が、水、１つ以上のカチオン及び１つ以上のアニオンを含む、実施形態Ｖ〜Ｗのいずれか１つに記載の不織布繊維構造。
Ｙ．防火特性、静電気防止特性、抗菌特性、殺菌特性、抗菌特性、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つの顕著な特性を示す、実施形態Ｔ〜Ｘのいずれか１つに記載の不織布繊維構造。
Ｚ．イオン補強材料が、少なくとも１つの顕著な特性を提供する、実施形態Ｙに記載の不織布繊維構造。
ＡＡ．繊維の集団が、単一成分繊維、多成分繊維、捲縮繊維、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される繊維を含む、実施形態Ｔ〜Ｚのいずれか１つに記載の不織布繊維構造。
ＢＢ．繊維の集団が、ステープルファイバー、メルトブローン繊維、天然繊維、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される繊維を含む、実施形態Ｔ〜ＡＡのいずれか１つに記載の不織布繊維構造。
ＣＣ．繊維の集団が、ポリ（プロピレン）、ポリ（エチレン）、ポリ（ブタン）、ポリ（エチレン）テレフタレート、ポリ（ブチレン）テレフタレート、ポリ（エチレン）ナフタレート、ポリ（アミド）、ポリ（ウレタン）、ポリ（乳酸）、ポリ（ビニル）アルコール、ポリ（フェニレン）スルフィド、ポリ（スルホン）、液晶ポリマー、ポリ（エチレン）−コ−ポリ（ビニル）アセテート、ポリ（アクリロニトリル）、環式ポリ（オレフィン）、ポリ（オキシメチレン）、ポリ（オレフィン）熱可塑性エラストマー、から選択される（コ）ポリマーを更に含む熱可塑性（コ）ポリマー繊維、上記の熱可塑性（コ）ポリマーのいずれかを含有するリサイクル繊維、又はそれらの組み合わせを含む、実施形態Ｔ〜ＢＢのいずれか１つに記載の不織布繊維構造。
ＤＤ．繊維の集団が、綿、ウール、ジュート、アガーベ、サイザル、ココナッツ、大豆、ヘンプ、ビスコース、竹、又はそれらの組み合わせから選択される天然繊維を含む、実施形態Ｔ〜ＣＣのいずれか１つに記載の不織布繊維構造。
ＥＥ．不織布繊維構造が、不織布繊維構造に結合された微粒子の集団を含み、更に、微粒子が、研磨粒子、洗浄粒子、抗バクテリア粒子、吸着粒子、吸収粒子、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される、実施形態Ｔ〜ＤＤのいずれか１つに記載の不織布繊維構造。
ＦＦ．微粒子の集団が、０．１マイクロメートル〜１，０００マイクロメートルのメジアン粒径を示す、実施形態Ｔ〜ＥＥのいずれか１つに記載の不織布繊維構造。
ＧＧ．繊維の集団が、１マイクロメートル〜５０マイクロメートルのメジアン繊維径を示す、実施形態Ｔ〜ＦＦのいずれか１つに記載の不織布繊維構造。
ＨＨ．不織布繊維構造が、マット、ウェブ、シート、スクリム、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される構造である、実施形態Ｔ〜ＧＧのいずれか１つに記載の不織布繊維構造。

本開示の本発明の実施形態の様々な態様及び効果を要約した。上記の概要は、本明細書に開示された発明の各例示された実施形態、又はあらゆる実施を記載することを意図していない。図及び以下の詳細な説明は、本明細書に開示された原理を使用するいくつかの好ましい実施形態を更に具体的に例示する。

本開示の例示的な実施形態を以下の添付の図を参照して更に説明する。
本開示の例示的な不織布繊維構造の斜視図である。 図１の例示的な不織布繊維構造の一部分の分解図であり、本開示の１つの例示的実施形態を示している。

本明細書及び添付の実施形態において使用される時、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、その内容について別段の明確な指示がない限り、複数の指示対象を包含する。したがって、例えば「化合物（a compound）」を含有する微細繊維への言及は、２種以上の化合物の混合物を含む。本明細書及び添付の実施形態において使用される時、用語「又は」は、その内容が特に明確に指示しない限り、一般的に「及び／又は」を包含する意味で用いられる。

本明細書で使用する時、末端値による数値範囲での記述には、その範囲内に包含されるあらゆる数値が含まれる（例えば１〜５には１、１．５、２、２．７５、３、３．８、４、及び５が含まれる）。

特に指示がない限り、明細書及び実施形態に使用されている量又は成分、性質の測定値などを表す全ての数は、全ての例において、用語「約」により修飾されていることを理解されたい。したがって、特にそうではないことが示されない限り、前述の明細書及び添付の実施形態の一覧に記載される数値パラメータは、本開示の教示を利用して当業者により得ることが求められる所望の特性に応じて変動し得る。最低限でも、また特許請求される実施形態の範囲への均等物の原則の適用を限定する試行としてではなく、各数値パラメータは少なくとも、報告された有効数字の数を考慮して、また通常の概算方法を適用することによって解釈されるべきである。

以下の用語集の定義された用語について、特許請求の範囲又は明細書の他の箇所で異なる定義が提供されない限り、これらの定義が本出願全体に適用されるものとする。

用語集
「不織布繊維ウェブ」又は「不織布繊維構造」とは、編布におけるように識別可能な方法ではないが、介在させた個々の繊維又は繊維の構造を有する物品又はシートを指す。不織布地又はウェブは、例えば、メルトブローン法、エアレイイング及び結合カードウェブ法等の多くの方法から形成されている。

「ダイ」とは、限定はしないが、メルトブローン法及びスパンボンディングを含むがこれらに限定しないポリマー溶融法及び繊維押出し法に使用する加工用アセンブリの意味である。

「メルトブローン」及び「メルトブローン法」とは、ダイ中の複数のオリフィスを通じて溶融繊維形成材料を押出し、繊維を形成しながら、この繊維を空気又は他の減衰性流体と接触させて、繊維を繊維の中に減衰させた後、減衰された繊維を捕集することによって、不織布繊維ウェブを形成するための方法の意味である。代表的なメルトブローン法は、例えば米国特許第６，６０７，６２４号（Ｂｅｒｒｉｇａｎら）で教示されている。

「メルトブローン繊維」とは、メルトブローン又はメルトブローン法によって作製された繊維を意味する。

「スパンボンディング」及び「スパンボンド法」とは、紡糸口金の複数の微細な毛細管から連続又は半連続繊維として溶融繊維形成材料を押出し、その後、減衰された繊維を捕集することによって、不織布繊維構造を形成するための方法を意味する。代表的なスパンボンディングは、例えば、米国特許第３，８０２，８１７号（Ｍａｔｓｕｋｉら）で開示されている。

「スパンボンド繊維」及び「スパンボンドされた繊維」は、スパンボンディング又はスパンボンド工程を用いて製造される繊維を意味する。そのような繊維は、一般に、連続繊維であり、凝集不織布繊維ウェブを形成するように充分に交絡又は点接合されるため、通常、そのような繊維の塊から１つの完全なスパンボンド繊維を取り出すことは不可能である。この繊維は、例えば、非従来の形状を有する繊維を記述している、米国特許第５，２７７，９７６号（Ｈｏｇｌｅら）で記述されるものなどの形状を有してもよい。

「カーディング」及び「カード法」とは、コーミング又はカーディングユニットによりステープルファイバーを加工することによって、不織布繊維ウェブを形成する方法であって、ステープルファイバーを分離又は分解し、機械方向に整列させて、概ね機械方向に配向された繊維不織布ウェブを形成する方法を意味する。代表的なカード法は、例えば米国特許第５，１１４，７８７号（Ｃｈａｐｌｉｎら）で教示されている。

「結合カードウェブ」とは、カード法によって形成された不織布繊維ウェブを指し、繊維の少なくとも一部分が、例えば、熱点接合、自己結合、熱風結合、超音波結合、ニードルパンチング、カレンダ加工、スプレー接着の適用などを含む方法によって一緒に結合される。

「カレンダ加工」とは、不織布繊維ウェブを加圧しながらローラーに通して、圧縮及び結合された繊維不織布ウェブを得る方法を意味する。ローラーは任意追加的に、加熱してよい。

「高密度化」とは、フィルター巻き取り軸又はマンドレルの上に直接又は間接的に堆積した繊維を、堆積前又は堆積後に圧縮し、そして意図的であれ、形成中のフィルター又は形成されたフィルターを取り扱ういくつかの工程の人為的結果としてであれ、より多孔性の低い領域を全般的に又は局所的に形成するように製造する工程を意味する。高密度化はウェブのカレンダ加工のプロセスも含む。

不織布繊維構造の主表面から延在する突出部に特に言及した「非中空の」は、突出部が、ランダムに配向された分離した繊維間の顕微鏡的な空隙（すなわち、空隙容積）以外の内部キャビティ又は空隙領域を含有しないということを意味する。

繊維の集団に特に言及した「ランダムに配向された」は、繊維体が実質的に単一の方向に配列していないということを意味する。

「エアレイイング」は、不織布繊維ウェブ層を形成することができることである。エアレイイングでは、約３〜約５２ミリメートル（ｍｍ）の典型的な長さを有する小繊維の束が分離されて給気に混入された後、通常、真空供給の助けで形成スクリーンの上に蒸着される。次いで、ランダムに配向された繊維を、例えば、熱点接合、自己結合、熱風結合、ニードルパンチング、カレンダ加工、スプレー接着などを使用して、互いに結合してもよい。代表的なエアレイイングは、例えば、米国特許第４，６４０，８１０号（Ｌａｕｒｓｅｎら）において教示されている。

「微粒子装填」又は「微粒子装填法」とは、形成している間に微粒子が繊維流又はウェブに添加される工程を意味する。代表的な微粒子装填法は、例えば、米国特許第４，８１８，４６４号（Ｌａｕ）及び第４，１００，３２４号（Ａｎｄｅｒｓｏｎら）で教示されている。

「微粒子」及び「粒子」は、実質上互換的に使用される。概して、微粒子又は粒子とは、超微粒子形状の材料の離散した小片又は個々の部分を意味する。しかし、微粒子は、超微粒子形状の個別粒子が共に関連又は集積した総体を含んでもよい。したがって、本開示の特定の例示的実施形態で使用される単独微粒子は、凝集、物理的噛み合い、静電結合、又は他の結び付き方により微粒子を形成してもよい。特定の場合には、米国特許第５，３３２，４２６号（Ｔａｎｇら）で記述されているように、単独粒子の凝集体の形の微粒子が意図的に形成されてもよい。

「層」とは、２つの主表面間に形成される単一の階層を意味する。１つの層が、単一のウェブ、例えば、ウェブの厚みを画定する第１及び第２主表面を有する単一ウェブ内に多数の階層と共に形成される単一の階層内に内部的に存在する場合がある。層はまた、例えば、ウェブの厚みを画定する第１及び第２の主表面を有する第１のウェブに単一の層があり、そのウェブが、第２のウェブの厚みを画定する第１及び第２の主表面を有する第２のウェブにより上又は下から重ねられ、この場合、第１及び第２のウェブのそれぞれが少なくとも１つの層を形成するように、多数のウェブを含む複合物品で存在する場合もある。加えて、単一のウェブ内、及び、それぞれが１つの層を形成するそのウェブと１つ以上の他のウェブとの間に、複数の層が同時に存在し得る。

「微粒子密度勾配」、「吸着剤密度勾配」、及び「繊維集団密度勾配」とは、特定の繊維集団内での微粒子、収着剤、又は繊維材料の含量（例えば、ウェブの指定領域上の単位体積当たりの所定の材料の数、重量、又は体積）が、不織布繊維ウェブ全体にわたって均一である必要はないということ、及びそれがウェブの特定領域ではより多い材料、他の領域ではより少ない材料を提供するように変動することができることを意味する。

次に本開示の様々な例示的実施形態について、具体的に図面を参照しながら説明する。本発明の代表的な実施形態は、本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な修正形態及び変更形態を取ることができる。それ故に、本発明の実施形態は次に記載される実施形態に限定されるべきではなく、請求項及びその等価物に記載される限定によって制御されるべきであることが理解される必要がある。

不織布繊維構造（例えば、不織布繊維ウェブなど）は、とりわけ、洗浄適用例、濾過適用例及び／又はテキスタイル適用例を含む複数の適用例（例えば、用途）を有する。不織布繊維構造は、不織布繊維構造が特定の特性（例えば、防火特性、静電気防止特性、抗菌特性、殺菌特性、抗真菌特性など）を示す時に、特定の適用例により一層好適であり得る。本開示は、イオン補強材料と一緒に結合される繊維の集団の一部分を含む不織布繊維構造、及びそれを形成する方法について説明する。イオン補強材料は、不織布繊維構造の引張強度を増大させると同時に、多くの特性を提供する。いくつかの例示的実施形態では、イオン補強材料は、本明細書で説明する複数の特性を提供する。

本明細書で更に説明するように、イオン補強材料は、イオン液体材料の適用を利用して、不織布繊維構造に適用され得る。イオン液体材料は、イオン液体（例えば、少なくとも１つのカチオン及び少なくとも１つのアニオンを含む液体）を含むことができる。不織布繊維構造の繊維の集団の一部分をイオン補強材料と結合するために、不織布繊維構造に適用されたイオン液体材料を硬化させることができる。

図１は、本開示による、複数のランダムに配向された繊維を含む不織布繊維構造２３４（例えば、エアレイド不織布繊維ウェブ、メルトスパン不織布繊維ウェブ、カード不織布繊維ウェブなど）の１つの例示的実施形態の斜視図である。いくつかの例示的実施形態では、不織布繊維構造は、マット、ウェブ、シート、スクリム、又はそれらの組み合わせから選択される。

いくつかの任意追加の実施形態では、本開示は、複数のランダムに配向された分離した繊維２であって、この不織布繊維構造が、不織布繊維構造の（突起部を有さないと見なされる）主表面から延在する複数の任意の非中空の突起部２００を含む、不織布繊維構造と、主表面２０４によって画定され、かつこの主表面２０４と実質的に平行な面で、それぞれ隣接する突起部２００間に形成された複数の実質的に平坦なランド領域２０２と、を含む不織布繊維構造について説明する。

いくつかの例示的実施形態では、ランダムに配向された分離した繊維２は、単一成分繊維、多成分繊維、捲縮繊維、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される繊維１２０を含むことができる。特定の例示的実施形態では、ランダムに配向された離散した繊維２は、ステープルファイバー、メルトブローン繊維、天然繊維、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される繊維を含むことができる。いくつかの例示的実施形態では、ランダムに配向された離散した繊維２は、綿、ウール、ジュート、アガーベ、サイザル、ココナッツ、大豆、ヘンプ、ビスコース、竹、又はそれらの組み合わせから選択される天然繊維を含むことができる。特定の例示的実施形態では、ランダムに配向された離散した繊維２は、１マイクロメートル〜５０マイクロメートルのメジアン繊維径を示す繊維を含むことができる。

いくつかの例示的実施形態では、ランダムに配向された離散した繊維２は、ポリ（プロピレン）、ポリ（エチレン）、ポリ（ブタン）、ポリ（エチレン）テレフタレート、ポリ（ブチレン）テレフタレート、ポリ（エチレン）ナフタレート、ポリ（アミド）、ポリ（ウレタン）、ポリ（乳酸）、ポリ（ビニル）アルコール、ポリ（フェニレン）スルフィド、ポリ（スルホン）、液晶ポリマー、ポリ（エチレン）−コ−ポリ（ビニル）アセテート、ポリ（アクリロニトリル）、環式ポリ（オレフィン）、ポリ（オキシメチレン）、ポリ（オレフィン）熱可塑性エラストマー、から選択される（コ）ポリマーを更に含む熱可塑性（コ）ポリマー繊維、上記の熱可塑性（コ）ポリマーのいずれかを含有するリサイクル繊維、又はそれらの組み合わせを含むことができる。

ランダムに配向された離散した繊維２は、いくつかの例示的実施形態では、任意追加的に充填繊維１１０を含んでもよい。充填繊維１１０は、多成分繊維以外の任意の繊維である。任意追加の充填繊維１１０は、好ましくは単一成分繊維であり、熱可塑性又は「溶けかかった」繊維であってもよい。特定の例示的実施形態では、充填繊維は、バイオ系繊維を含むことができる。バイオ系繊維は、天然繊維及び／又は生分解性繊維を含むことができる。例えば、任意追加の充填繊維１１０は、いくつかの例示的実施形態では、天然繊維、より好ましくは再生可能な資源に由来する天然繊維、及び／又は統合再利用材料を含む。好適な天然繊維の非限定例としては、竹、綿、ウール、ジュート、アガーベ、サイザル、ココナッツ、芒、大豆、ヘンプなどが挙げられる。セルロース繊維（例えば、セルロース、酢酸セルロース、三酢酸セルロース、レーヨンなど）は、特に好適な天然繊維であり得る。使用される繊維構成要素は、未使用又は再生廃棄繊維、例えば、衣類切断、カーペット製造、繊維製造、テキスタイル加工、紙、古材などから再生された再生繊維であってもよい。別の例では、任意追加の充填繊維１１０は、生分解性繊維である。生分解性繊維として、限定はしないが、ポリ（乳酸）、ポリ（グリコール酸）、ポリ（乳酸−コ−グリコール酸）ブレンド、及び／又はそれらの組み合わせに由来する実質量の脂肪族ポリエステル（コ）ポリマーを含む繊維を挙げることができる。一部の本発明で好ましい実施形態では、充填繊維１２０の少なくとも一部分は、離散した繊維２の少なくとも一部分に、複数の交点で、多成分繊維１１０の第１の領域１１２と共に結合されてもよい。

前述の不織布繊維構造のいくつかの例示的実施形態では、不織布繊維構造２３４は、図２に示すように複数の粒子１３０を任意追加的に含んでもよい。図２は、図１の不織布繊維構造２３４の領域２の分解図を示し、ランダムに配向された離散した繊維２、及び複数の任意追加の粒子１３０を含むことが示されている。

いくつかの例示的実施形態では、任意追加の微粒子１３０は、研磨粒子、洗浄粒子、抗バクテリア粒子、吸着粒子、吸収粒子、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される微粒子であり得る。特定の例示的実施形態では、任意追加の微粒子１３０の集団は、０．１マイクロメートル〜１，０００マイクロメートルのメジアン粒径を示すことができる。任意追加の微粒子１３０は、不織布繊維構造２３４のための形成プロセスの種々の段階において適用され得る。一例では、任意追加の微粒子は、微粒子装填プロセスによって適用され得る。例示的な微粒子装填プロセスは、例えば、米国特許第４，８１８，４６４号及び同第４，１００，３２４号において教示される。

更に、いくつかの具体的な例示的実施形態では、入力流は有利なことに、粒子１３０が、不織布繊維構造２３４全体にわたって実質的に均一に分散されるような方法で、粒子１３０を導入するように配置されてもよい。あるいは、いくつかの特定の例示的実施形態では、有利には、不織布繊維構造２３４の主表面、例えば、不織布繊維構造２３４の下の主表面の近位、又は不織布繊維構造２３４の上の主表面の近位で実質的に微粒子１３０を分散させるような方法で、微粒子１３０を導入するように入力流を配置してもよい。

特定の例示的実施形態では、バインダを、不織布繊維構造２３４に適用することができ、バインダは、不織布繊維構造２３４に更なる強度を提供し得る、微粒子１３０を不織布繊維構造２３４の繊維に更に固定し得る、及び／又は、摩耗性物品又はスコーリング物品に追加の剛性を提供し得る。バインダコーティングは、ロールコーティング、スプレーコーティング、及び浸漬コーティング、並びにそれらのコーティング技法の組み合わせのような既知の加工手段により適用され得る。バインダコーティングは、バインダ内に追加の微粒子１３０を含んでもよく、又は追加の微粒子１３０は、バインダに組み込まれ、及び固定されてもよい。

例示的実施形態では、イオン液体材料（例えば、イオン液体混合物）を、不織布繊維構造２３４上にコーティングすることができる。イオン液体材料は、イオン液体（例えば、少なくとも１つのカチオン及び少なくとも１つのアニオンを含む液体、少なくとも１つのカチオン及び少なくとも１つのアニオンを含む水溶液）を含むことができる。つまり、イオン液体材料は、溶媒中のイオン液体溶液であり、任意追加的には、溶媒は水性である。いくつかの例示的実施形態では、イオン液体は、複素環カチオン、アンモニウム、ホスホニウム又はスルホニウムを含む群から選択される少なくとも１つのカチオンを含むことができる。更に、特定の例示的実施形態では、イオン液体は、ハロゲンアニオン、フッ素含有アニオン、アルキルスルフェートアニオン、アルキルホスフェートアニオン、アセテート、ジシナアミド「（Ｎ（ＣＮ）_２）、又はチオシアナト（ＳＣＮ）からなる群から選択される少なくとも１つのアニオンを含むことができる。イオン液体は、液体に溶解した塩で構成され得る。例えば、イオン液体材料は、少なくとも１つのカチオン及び少なくとも１つのアニオンを水溶液中に含むイオン液体を生成するために、水に溶解した塩を含むことができる。例えば、イオン液体材料は、少なくとも１つのカチオン及び少なくとも１つのアニオンを水溶液中に含むイオン液体を生成するために、水に溶解した塩を含むことができる。いくつかの例示的実施形態では、イオン液体は、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、コリン二水素ホスファート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムエチルホスファート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムエチルスルファート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムアセタート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムトリフラート、又は１−エチル−３−メチルイミダゾリウムジシナアミドの群のイオン液体のうちの少なくとも１つを含むことができる。

任意のイオン液体材料は、ロールコーティング、スプレーコーティング、及び浸漬コーティング、並びにそれらのコーティング技法の組み合わせのような既知の加工手段によって適用されてもよい。いくつかの例示的実施形態では、イオン液体材料は、形成用チャンバ内のアトマイザーからミストとして導入される。特定の例示的実施形態では、イオン液体材料は、微粒子が繊維の表面から離れないように繊維を湿らせる。

いくつかの例示的実施形態では、イオン液体材料はまた、バインダを含むことができる。バインダは、樹脂を含み得る。好適な樹脂として、フェノール樹脂、バイオ系樹脂、熱可塑性（メタ）アクリル（コ）ポリマー樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ尿素、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エポキシ、アクリル、及びポリイソプレンが挙げられる。バインダは、水溶性であってもよい。水溶性バインダの例としては、界面活性剤、ポリエチレングリコール、ポリビニルピロリドン、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリビニルピロリドン／酢酸ビニルコポリマー、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルローススターチ、ポリエチレンオキシド、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、セルロースエーテルポリマー、ポリエチルオキサゾリン、ポリエチレンオキシドのエステル、ポリエチレンオキシドのエステルとポリプロピレンオキシドのコポリマー、ポリエチレンオキシドのウレタン、及びポリエチレンオキシドのウレタンとポリプロピレンオキシドのコポリマーが挙げられる。

イオン液体材料がバインダを含む実施形態では、イオン液体材料は、液体混合物（例えば、液体溶液、水溶液など）中に１〜４０重量パーセント（ｗｔ％）のイオン液体、及びバインダを含むことができる。特定の例示的実施形態では、イオン液体材料は、液体混合物中に１〜１０ｗｔ％のイオン液体及びバインダを含むことができる。つまり、イオン液体材料は、特定の重量パーセントのイオン液体、本明細書で説明するようなバインダ、及び／又は一定の割合の水を含むことができる。したがって、イオン液体材料は、イオン液体と、ロールコーティング、スプレーコーティング、及び浸漬コーティング、及びこれらの適用技術の組み合わせなどの既知の加工手段によって適用される、混合物及び／又は溶液としてのバインダとを含むことができる。

イオン液体材料がバインダを含む実施形態では、イオン液体は、イオン液体材料中のバインダのための可塑剤として作用することができる。つまり、イオン液体は、得られる不織布繊維構造２３４の伸長（例えば、可塑性、流動性）を増大させることができる。いくつかの例示的実施形態では、不織布繊維構造２３４の伸長の増大は、機械方向（ＭＤ）において起こる。特定の例示的実施形態では、不織布繊維構造２３４の伸長の増大は、横方向（ＴＤ）において起こる。いくつかの例示的実施形態では、エアレイド不織布繊維構造の伸長の増大は、機械方向（ＭＤ）及び横方向（ＴＤ）において起こる。

特定の例示的実施形態では、イオン液体材料は、イオン液体と、（メタ）アクリル（コ）ポリマーバインダ、スチレン−ブタジエンラテックスバインダ、バイオ系バインダ、又はそれらの組み合わせからなる群から選択されるバインダで構成される。特定の実施形態では、イオン液体コリン二水素ホスファートの液体混合物（例えば、液体溶液）を、本明細書で説明するような群のバインダ（例えば、熱硬化性バインダ、ＢＡＳＦ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐａｎｙの熱硬化性バインダ）に添加することができる。この特定の実施形態では、熱硬化性バインダは、硬化させた時（例えば、バインダに熱を加えた時など）には比較的脆性のバインダであり得る。本明細書で説明するように、イオン液体コリン二水素ホスファートの添加は、熱硬化性バインダに対する可塑化効果を有する（例えば、可塑剤として作用する）。つまり、不織布繊維構造２３４は、イオン液体コリン二水素ホスファート及び熱硬化性バインダを添加すると、熱硬化性バインダを添加した場合、イオン液体が存在しない不織布繊維構造と比較して、あまり脆性ではない。

不織布繊維構造２３４から過剰な液体（例えば、水）を除去するために多くの装置を利用することができる。いくつかの例示的実施形態では、不織布繊維構造２３４から液体を除去するためにカレンダ加工を利用することができる。「カレンダ加工」は、不織布繊維ウェブを加圧しながらローラーに通して、圧縮及び結合された繊維不織布ウェブを得るプロセスである。特定の例示的実施形態では、多くの装置は、不織布繊維構造２３４を圧縮し、かつ、不織布繊維構造２３４に適用された液体（例えば、水）の一部分を除去することができる多くのスキージを含むことができる。特定の例示的実施形態では、多くのスキージは、その多くのスキージにより除去されなかった液体を除去するために不織布繊維構造２３４を加熱ユニット（例えば、炉など）に移動させる前に利用され得る。他の実施形態では、多くの装置は、不織布繊維構造２３４の形成プロセスの種々のポイントに配置され得る。

また、不織布繊維構造２３４に適用されたイオン液体材料を硬化させるために、加熱ユニットを利用することができる。いくつかの例示的実施形態では、イオン液体材料中のバインダは、熱硬化性バインダ（例えば、被加熱状態下で硬化するバインダ樹脂など）であり、イオン液体材料中のバインダ及びイオン液体は、加熱ユニットを用いて硬化される。更に、加熱ユニットを利用して、不織布繊維構造２３４上に及び／又はその中に存在する液体（例えば、水）を除去することができる。本明細書で説明するように、加熱ユニットは、多くの装置を使用して液体を除去した後に残っている液体を除去することができる。液体を除去すると、イオン液体材料を不織布繊維構造２３４に適用した場所に、イオン補強材料を生成することができる。

イオン液体材料は、繊維の集団の一部分をイオン補強材料と結合することができる。いくつかの例示的実施形態では、イオン補強材料は、イオン液体材料の残留材料（例えば、イオン液体材料から液体を除去した後に残っている材料）である。つまり、いくつかの例示的実施形態では、イオン補強材料は、液体（例えば、水、過剰な水）を不織布繊維構造２３４から除去した後のイオン液体材料の残留物である。イオン補強材料は、本明細書で説明するように、バインダがイオン液体材料中に含まれる時に、繊維の集団の一部分の間に接着結合を提供することができる。

イオン補強材料は、不織布繊維構造２３４に多くの特性を提供することができる。イオン補強材料は、本明細書で説明するように、イオン補強材料がイオン液体又はイオン液体とバインダとの混合物を含む時に多くの特性を提供することができる。いくつかの例示的実施形態では、多くの特性として、防火特性、静電気防止特性、抗菌特性、殺菌特性、抗菌特性、又はそれらの組み合わせを挙げることができる。特定の例示的実施形態では、イオン補強材料は、多くの特性のうちの少なくとも１つを提供する。いくつかの例示的実施形態では、イオン補強材料は、本明細書で説明するような多くの特性のうちの複数を提供する。いくつかの例示的実施形態では、イオン補強材料は、本明細書に列挙した多くの特性のうちの２つを提供する。

１つの例示的実施形態では、イオン補強材料は、イオン液体コリン二水素ホスファート及び熱硬化性バインダを含むイオン液体材料と共に不織布繊維構造２３４に適用される。この例示的実施形態では、不織布繊維構造２３４は、イオン液体コリン二水素ホスファート及び熱硬化性バインダを添加した場合、熱硬化性バインダを添加し、熱硬化性バインダの添加のみを用いた不織布繊維構造２３４と比較して、あまり脆性ではない。更に、不織布繊維構造２３４は、イオン補強材料からの静電気防止特性を含む。本明細書で更に説明するように、不織布繊維構造２３４へのイオン液体コリン二水素ホスファート及び熱硬化性バインダの添加は、不織布繊維構造２３４に、更なる防火（例えば、難燃）特性を提供することができる。また、イオン補強材料は、防火特性、静電気防止特性、抗菌特性、殺菌特性、抗菌特性、又はそれらの組み合わせを含むことができる更なる特性を追加することができる。

本明細書で説明するように、イオン補強材料は、不織布繊維構造２３４の伸長（例えば、可塑性又は流動性）を増大させることができる。イオン補強材料はまた、不織布繊維構造２３４の引張強度の増大させることができる。いくつかの例示的実施形態では、イオン補強材料は、不織布繊維構造２３４の引張強度を増大させ、かつ、不織布繊維構造２３４の伸長の増大させることができる。いくつかの例示的実施形態では、引張強度の増大及び伸長の増大は、不織布繊維構造２３４の機械方向（ＭＤ）においてである。

本開示による不織布繊維構造２３４（例えば、繊維ウェブ、エアレイド不織布繊維ウェブなど）は、多くの形成方法（例えば、溶融紡糸、エアレイイング、スパンポンディング、カーディングなど）を利用して形成され得る。例示的実施形態では、不織布繊維構造２３４は、例えば、米国特許第７，４９１，３５４号及び同第６，８０８，６６４号で示され、説明されるような、エアレイイング繊維加工装置によって形成される。

いくつかの例示的実施形態では、エアレイイング繊維加工装置を使用して、空気流を混合し、繊維を相互係合させて、エアレイド不織布繊維構造を形成することができる。つまり、エアレイド不織布繊維構造は、複数の繊維を形成用チャンバに導入し、形成用チャンバ内に繊維を分散させて、気体の中に浮遊した個々の繊維の集団を形成することによって形成され、繊維がコレクタに落ちることが可能になる。

特定の実施形態では、強力なエアフローを使用して繊維を混合及び交絡させて、エアレイド不織布繊維構造を形成する代わりに（Ｒａｎｄｏ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｍａｃｅｄｏｎ，ＮＹ）から入手可能な「ＲａｎｄｏＷｅｂｂｅｒ」ウェブ形成機などを用いて）、形成用チャンバは、繊維をブレンド及び混合するためのスパイクローラーを有するが、重力によって、繊維がエンドレスベルトスクリーンを通じて落下し、交絡繊維のエアレイド不織布繊維構造を形成する。エアレイイング装置のこの構成により、繊維及び粒子は、いくつかの例示的実施形態において、形成用チャンバの底部に一緒に落下し、エアレイド不織布繊維構造を形成する。１つの例示的実施形態では、エアレイド不織布繊維構造が形成用チャンバ内で形成する領域の下に真空が含まれ得る。

いくつかの例示的実施形態では、不織布繊維構造２３４は、カード法を使用して形成される。例示的なカード法は、例えば米国特許第５，１１４，７８７号で教示されている。いくつかの例示的実施形態では、不織布繊維構造２３４は、メルトブローン法によって形成される。「メルトブローン法」とは、複数のオリフィスを通じて溶融繊維形成材料を押出し、繊維を形成しながら、このフィラメントを空気又は他の減衰性流体と接触させて、繊維を繊維の中に減衰させた後、減衰された繊維を捕集することによって、不織布繊維構造を形成するための方法である。例示的なメルトブローン法は、例えば米国特許第６，６０７，６２４号で教示されている。

イオン液体材料は、形成方法の各々の異なる段階において不織布繊維構造２３４に適用され得る。いくつかの例示的実施形態では、本明細書で説明するように、イオン液体材料は、繊維及び／又はフィラメントがコレクタに捕集されている間にそれらに噴霧するためにミスト法を利用して、（例えば、形成用チャンバなどにおける）繊維及び／又はフィラメントの形成中に繊維及び／又はフィラメントに適用され得る。いくつかの例示的実施形態では、本明細書で説明するように、イオン液体材料は、繊維及び／又はフィラメントがコレクタに捕集された後に不織布繊維構造２３４に適用され得る。この実施形態では、ロールコーティング、スプレーコーティング、及び浸漬コーティング、並びにそれらのコーティング技法の組み合わせのような既知の加工手段によって、イオン液体材料を適用することができる。

本開示の不織布繊維構造及び不織布繊維構造を含む濾材は、いくつかの例示的実施形態において、生分解性材料、粒子材料、枠材料、又はこれらの組み合わせを有利に組み込む。生分解性材料を組み込むいくつかの濾材（例えば、ポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）、ポリヒドロキシ酪酸（ＰＨＢ）など）は、耐用年数の終わりに、自治体のごみ処理地又は産業退避場で有利に廃棄されてもよく、これにより、消費した濾材を返却又はもしくはリサイクルする必要がなくなる。

本開示の様々な実施形態の動作は、以下の詳細な実施例に関して更に説明される。

これらの実施例は単にあくまで例示を目的としたものであり、添付した特許請求の範囲に過度に限定することを意味するものではない。本開示の幅広い範囲を説明する数値範囲及びパラメータは近似値であるが、特定の実施例で説明される数値は、可能な限り、正確に報告される。しかしながら、いずれの数値もそれらの各試験測定値において見られる標準偏差から必然的に生じる特定の誤差を本質的に含む。最低でも、また特許請求の範囲への均等論の適用を制限しようとするものではないが、各数値パラメータは、報告された有効数字の数を考慮し、通常の四捨五入を適用することによって少なくとも解釈されなければならない。

試験法
以下に更に説明する方法に従って、表Ｉに列挙した試験装置を使用することによって、形成された不織布繊維ウェブの試験を行った。全ての試験手順において、「標準」と示された標準参照サンプル（即ち、比較例）を比較のために測定した。標準参照サンプル（即ち、比較例）は、バインダのみを用いて、イオン液体添加剤なしにコーティングされた対応するウェブから構成された。

坪量
Ｍｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ ＸＳ４００２Ｓ電子天秤を用いて不織布ウェブの坪量を測定した。

引張強度及び伸長パーセント
Ｉｎｓｔｒｏｎ ５９６５機械で、不織布サンプル（１５×２．５ｃｍ）について、最大荷重１００Ｎで引張強度及び伸長パーセント（％）の測定を行った。各不織布サンプルについて、３つのサンプルを測定し、平均を求めた。

原材料
特に断らない限り、実施例及び本明細書の残りの部分における部、百分率、比などは全て重量に基づいたものである。使用した溶媒及び他の試薬を、特に断らない限り、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から入手し得る。更に、表ＩＩは、以下の実施例において使用された全ての材料に関する略称及び供給元を提供する。

以下の実施例において、「ＩＬ」は、イオン液体を示し、「ＰＥＴ」は、ポリエステルを示し、「ＭＤ」は、機械方向を示し、「ＴＤ」は、（ＭＤに関して）横方向を示し、「ＴＳ」は、引張強度を示し、「ｅｌｏｎｇ」は、伸長パーセントを示し、「ＰＥＧ」は、ポリエチレングリコールを示し、「標準」は、参照標準品（即ち、比較例）を示す。

バインダ
Ａｃｒｏｄｕｒ ３５３０（約５０％固体）：
特段の記述がない限り、このバインダを、Ｈ_２Ｏと２：１の比（約３３％の固体）で事前に希釈されたロールコーティングによって不織布ウェブ上にコーティングした。次いで、エアオーブン内１４０℃で約４分にわたってバインダを硬化させた。

ＯＣ Ｂｉｏｂｉｎｄｅｒ（約１５％固体）：
特段の記述がない限り、このバインダを、Ｈ_２Ｏと２：１の比で事前に希釈されたロールコーティングによって不織布ウェブ上にコーティングした。次いで、エアオーブン内１３０℃で約４分にわたってバインダを硬化させた。

イオン液体
表ＩＩＩに列記したイオン液体（ＩＬ）をバインダ水溶液に１０％ｗ／ｖで加えた。１部のイオン液体をバインダ水溶液に加え、完全に溶解するまで撹拌した。

繊維
表ＩＶに列挙された繊維（即ち、ビスコース、ＰＥＴ、ナイロン）と低融点繊維との混合物は、繊維：低融点繊維比が８０：２０の比で形成され、繊維混合物の加工を、表Ｖに列挙した不織布加工装置を使用することによって行った。

ウェブ形成
樹脂のコーティングの前に、繊維プリボンドウェブを形成した。所要比の繊維と溶けかかった繊維とを、繊維オープナーを通過することによって計量し、混合した。エアレイドプリボンドウェブをＲａｎｄｏ Ｗｅｂｂｅｒ形成機で形成した。ウェブの形成に続いて、１３０℃でエアオーブンを通して送り、コーティングトライアルに好適な軽く結合されたウェブを生じた。

ウェブ統合
リザーバ中にバインダ／イオン液体混合物を含んでいるロールコーティングシリンダを通過させることによって、プリボンドウェブをコーティングした。

（実施例１）
表１〜４は、Ａｃｒｏｄｕｒバインダを用いた、及び種々のイオン液体を用いた、不織布ビスコースプリボンドウェブについての引張試験結果を示す。

表５〜８は、ＯＣ Ｂｉｏｂｉｎｄｅｒバインダ及び種々のイオン液体を用いた、不織布ビスコースプリボンドウェブについての引張試験結果を示す。

（実施例２）
表９〜１２は、Ａｃｒｏｄｕｒバインダ及び種々のイオン液体を用いた、不織布ビスコースプリボンドウェブについての引張試験結果を示す。

表１３〜１６は、ＯＣ Ｂｉｏｂｉｎｄｅｒバインダ及び種々のイオン液体を用いた、不織布ビスコースプリボンドウェブについての引張試験結果を示す。

（実施例３）
表１７〜１８は、Ｐｒｉｍａｌ Ｂ１５バインダ及び種々のイオン液体を用いた、不織布ビスコースプリボンドウェブについての引張試験結果を示す。

（実施例４）
試験した不織布サンプルは、ビスコースプリボンドウェブから構成された。表１９〜２２は、種々のイオン液体を用いた、実施例４についての引張試験結果を示す。

（実施例５）
試験した不織布サンプルは、ビスコースプリボンドウェブから構成された。表２３〜２４は、種々のイオン液体を用いた、実施例５についての引張試験結果を示す。

表面抵抗率試験結果
ＶＤＥ ０３０３パート３０に従って、不織布コーティングされたサンプルの表面抵抗率を行った。試験装置は、Ｔｅｒａｏｈｍｍｅｔｅｒ（ＰＭ １２６ ５６７）、電極（２０ｃｍ^２）及び

から構成された。以下の用語は、表面抵抗率試験について定義される。

（実施例１）
表２５〜３２は、種々のイオン液体を用いた、実施例１についての表面抵抗率試験結果を示す。

（実施例２）
表３３〜４３は、種々のイオン液体を用いた、実施例２についての表面抵抗率試験結果を示す。

（実施例３）
表４４〜５１は、種々のイオン液体を用いた、実施例３についての表面抵抗率試験結果を示す。

難燃性試験結果
軽微な修正を加えた試験法ＵＬ９４垂直方向バーナー試験手順に従って、難燃性試験を行った。ブンゼンバーナーについて、２．５ｐｓｉ（１７ｋＰａ）の圧力のメタンガスを使用した。炎心高さ測定値は、内部では１ｃｍ、外部では２ｃｍであった。ブンゼンチップとサンプルの端部との間の距離は、１ｃｍであった。サンプルサイズは、１５×２．５ｃｍであった。測定されたサンプルは、特段の記述がない限り、１０％のイオン液体を含有する必須のバインダを有するビスコース繊維のウェブから構成された。各バインダ／ＩＬ組み合わせについて、３つのサンプルを測定した。３つのサンプル全てが同じ結果をもたらした時には、全体的な結果が１つのみ分かる。
Ｔ１：点火したブンゼンを１０秒にわたってサンプルに適用した後の残炎の継続期間（秒）
Ｔ２：更に１０秒にわたってブンゼンを適用した後の残炎
Ｔ３：更に１０秒にわたってブンゼンを適用した後の残炎
Ｂ：燃焼したサンプル
注意：残炎曝露結果がゼロに等しい時には、このそのサンプルは点火を阻止した。

表５２は、種々のバインダ及びイオン液体を用いた、実施例２について難燃性試験結果を示す。

表５３に、引張強度、静電気防止特性及び難燃性に関する性能特性全体をまとめる。

本明細書全体を通し、「一実施形態」、「特定の例示的実施形態」、「１つ以上の実施形態」、又は「一実施形態」への言及は、「実施形態（embodiment）」という用語の前に「例示的（代表的）（exemplary）」という用語が含まれているかどうかに関わらず、その実施形態に関連して述べられる、ある特定の特徴、構造、材料、又は特性が、本開示の特定の代表的な実施形態の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。それゆえに、本明細書全体を通して様々な箇所にある「１つ以上の実施形態では」、「特定の例示的実施形態では」、「一実施形態では」又は「ある実施形態では」といった句の出現は、必ずしも本開示の特定の例示的な実施形態の同一の実施形態に言及しているわけではない。更に、特定の特徴、構造、材料、又は特性は、任意の好適な方法で１つ以上の実施形態に組み合わされてもよい。

本明細書で特定の例となる実施形態を詳細に説明したが、当然のことながら、当業者は上述の説明を理解した上で、これらの実施形態の代替物、変更物、及び同等物を容易に想起することができるであろう。したがって、本開示は、本明細書上文に記載される実例となる実施形態に過度に制限されないと理解されるべきである。

更に、本明細書において参照される全ての出版物及び特許は、それぞれの個々の出版物又は特許が参照により援用されることを明確にかつ個別に指示されるかのごとく、同じ範囲でそれらの全体が参照により本明細書に援用される。様々な例示的な実施形態が説明されてきた。これら及び他の実施形態は、以下の特許請求の範囲内である。

Claims (35)

1. 複数の繊維を形成用チャンバの中に導入することと、
   前記形成用チャンバの内部に前記複数の繊維を分散させて気体中に浮遊した個々の繊維の集団を形成することと、
   前記繊維の集団を不織布繊維構造体としてコレクタ上に捕集することと、
   前記繊維の集団の少なくとも一部分をイオン補強材料と一緒に結合することとを含む、不織布繊維構造の製造方法。
2. 前記繊維の集団にイオン液体材料を適用することを更に含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記繊維の集団の少なくとも前記一部分を一緒に結合することが、前記適用されたイオン液体材料を硬化させて前記イオン補強材料を形成することを含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記適用されたイオン液体材料は、水を更に含み、更に、硬化させることが、前記適用されたイオン液体材料から前記水の少なくとも一部分を除去して、前記繊維の集団間の前記イオン補強材料の結合を引き起こす、請求項３に記載の方法。
5. 前記適用されたイオン液体材料は、少なくとも１つのバインダ樹脂を更に含み、任意追加的に、前記適用されたイオン液体材料は、前記少なくとも１つのバインダ樹脂のための可塑剤として作用する、請求項２〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記少なくとも１つのバインダ樹脂は、フェノール樹脂、バイオ系樹脂、熱可塑性（メタ）アクリル（コ）ポリマー樹脂、エポキシ樹脂、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項５に記載の方法。
7. 結合することが、前記イオン液体材料なしに前記バインダ樹脂混合物を用いて結合された不織布繊維構造体よりも高い引張強度を有する不織布繊維構造を提供するために、バインダ樹脂混合物及び前記イオン液体材料を用いて結合することを含む、請求項２〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記イオン液体材料は、少なくとも１つのカチオン及び少なくとも１つのアニオンを含む、請求項２〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記少なくとも１つのカチオンは、窒素含有複素環カチオン、アンモニウム、ホスホニウム又はスルホニウムからなる群から選択され、更に、前記少なくとも１つのアニオンが、ハロゲンアニオン、フッ素含有アニオン、アルキルスルフェートアニオン、アルキルホスフェートアニオン、アセテート、ジシナアミド（Ｎ（ＣＮ）_２）、又はチオシアナト（ＳＣＮ）からなる群から選択される、請求項２〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記イオン液体材料を適用することが、前記イオン液体材料を噴霧すること、前記イオン液体材料をロールコーティングすること、前記イオン液体材料を浸漬コーティングすること、又はそれらの組み合わせから構成される、請求項２〜９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記イオン液体材料は、溶媒中のイオン液体溶液であり、任意追加的には、前記溶媒は、水性である、請求項２〜１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記繊維の集団の少なくとも前記一部分を一緒に結合することが、前記繊維の集団に熱硬化性バインダを適用することを含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記繊維の集団の少なくとも前記一部分を結合することが、前記繊維の集団の前記一部分を加熱することを含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記イオン補強材料は、前記不織布繊維構造に、防火特性、静電気防止特性、抗菌特性、殺菌特性、抗菌特性、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つの顕著な特性を提供する、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 前記繊維の集団は、単一成分繊維、多成分繊維、捲縮繊維、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される繊維を含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 前記繊維の集団は、ステープルファイバー、メルトブローン繊維、天然繊維、バイオ系繊維、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される繊維を含む、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
17. 前記不織布繊維構造は、前記不織布繊維構造に結合された微粒子の集団を含み、更に、前記微粒子は、研磨粒子、洗浄粒子、抗バクテリア粒子、吸着粒子、吸収粒子、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
18. 前記不織布繊維構造は、マット、ウェブ、シート、スクリム、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される構造である、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
19. 請求項１〜１８のいずれか一項に記載の方法に従って製造される、不織布繊維構造。
20. イオン補強材料を用いて複数の交点において一緒に結合されたランダムに配向された繊維の集団を含む、不織布繊維構造。
21. 前記イオン補強材料は、イオン可塑剤で構成される、請求項２０に記載の不織布繊維構造。
22. 前記イオン補強材料は、イオン液体と、（メタ）アクリル（コ）ポリマーバインダ、スチレン−ブタジエンラテックスバインダ、バイオ系バインダ、又はそれらの組み合わせからなる群から選択されるバインダとで構成されている、請求項２０又は２１に記載の不織布繊維構造。
23. １〜４０ｗｔ％の前記イオン液体を含む、請求項２２に記載の不織布繊維構造。
24. 前記イオン液体は、水、１つ以上のカチオン及び１つ以上のアニオンを含む、請求項２２又は２３に記載の不織布繊維構造。
25. 防火特性、静電気防止特性、抗菌特性、殺菌特性、抗菌特性、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つの顕著な特性を示す、請求項２０〜２４のいずれか一項に記載の不織布繊維構造。
26. 前記イオン補強材料は、前記少なくとも１つの顕著な特性を提供する、請求項２５に記載の不織布繊維構造。
27. 前記イオン補強材料は、前記顕著な特性のうちの少なくとも２つを提供する、請求項２６に記載の不織布繊維構造。
28. 前記繊維の集団は、単一成分繊維、多成分繊維、捲縮繊維、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される繊維を含む、請求項２０〜２７のいずれか一項に記載の不織布繊維構造。
29. 前記繊維の集団は、ステープルファイバー、メルトブローン繊維、天然繊維、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される繊維を含む、請求項２０〜２８のいずれか一項に記載の不織布繊維構造。
30. 前記繊維の集団は、ポリ（プロピレン）、ポリ（エチレン）、ポリ（ブタン）、ポリ（エチレン）テレフタレート、ポリ（ブチレン）テレフタレート、ポリ（エチレン）ナフタレート、ポリ（アミド）、ポリ（ウレタン）、ポリ（乳酸）、ポリ（ビニル）アルコール、ポリ（フェニレン）スルフィド、ポリ（スルホン）、液晶ポリマー、ポリ（エチレン）−コ−ポリ（ビニル）アセテート、ポリ（アクリロニトリル）、環式ポリ（オレフィン）、ポリ（オキシメチレン）、ポリ（オレフィン）熱可塑性エラストマー、から選択される（コ）ポリマーを更に含む熱可塑性（コ）ポリマー繊維、上記の熱可塑性（コ）ポリマーのいずれかを含有するリサイクル繊維、又はそれらの組み合わせを含む、請求項２０〜２９のいずれか一項に記載の不織布繊維構造。
31. 前記繊維の集団は、綿、ウール、ジュート、アガーベ、サイザル、ココナッツ、大豆、ヘンプ、ビスコース、竹、又はそれらの組み合わせから選択される天然繊維を含む、請求項２０〜３０のいずれか一項に記載の不織布繊維構造。
32. 前記不織布繊維構造は、前記不織布繊維構造に結合された微粒子の集団を含み、更に、前記微粒子は、研磨粒子、洗浄粒子、抗バクテリア粒子、吸着粒子、吸収粒子、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項２０〜３１のいずれか一項に記載の不織布繊維構造。
33. 前記微粒子の集団は、０．１マイクロメートル〜１，０００マイクロメートルのメジアン粒径を示す、請求項２０〜３２のいずれか一項に記載の不織布繊維構造。
34. 前記繊維の集団は、１マイクロメートル〜５０マイクロメートルのメジアン繊維径を示す、請求項２０〜３３のいずれか一項に記載の不織布繊維構造。
35. 前記不織布繊維構造は、マット、ウェブ、シート、スクリム、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される構造である、請求項２０〜３４のいずれか一項に記載の不織布繊維構造。

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