JP2024502488A - 複数の異なる繊維種類を持つ単一層を有する不織布、並びにそれを製造する為の装置、システム及び方法 - Google Patents

複数の異なる繊維種類を持つ単一層を有する不織布、並びにそれを製造する為の装置、システム及び方法 Download PDF

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Abstract

本開示の1以上の観点は、各繊維種類が所望の機能性を有する複数の異なる繊維を含むところの単一繊維層を含む不織布を提供する。1つの観点において、単一の織布層が複数の異なる繊維種類を含むところの単一の織布層を有する不織布を調製する為のシステムが提供される。前記システムは、紡糸口金の上流に配置されたゾーン化された分配プレートを有するスピンビームを備えており、前記ゾーン化された分配プレートは、複数のゾーンに配置された複数の分配開口を備えており、各ゾーンは、隣接するゾーンによって押し出されるポリマーストリームとは異なるポリマー種類である複数のポリマーストリームを前記紡糸口金に押し出すように構成され且つ配置されている。【選択図】図1

Description

関連出願との相互参照
本出願は、2021年1月11日に出願された米国仮出願第63/136,122号の利益を主張するものであり、その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
現在開示されている発明は、一般的に不織布に、より特には、目的とする機能の、2以上の領域を有する層状化された織布層を有する不織布に、関する。
不織布は、様々な用途、例えば、とりわけ、衣服、使い捨て医療製品、及び吸収性物品(例えば、おむつ及び個人衛生用品)、に使用されている。これらの用途の為に開発されている新製品には、厳しい性能要件、例えば、快適性、身体への適合性、身体の動きの自由度、良好な柔らかさ及びドレープ性(drape)、適度な引張強度及び耐久性、並びに表面の摩耗、毛玉又は毛羽立ちに対する耐性を包含する上記の厳しい性能要件、が要求される。従って、これらの種の製品において使用される不織布は、これらの性能要件を満たすように設計されなければならない。
状況によっては、不織布がまた、該不織布内で異なる特性を示すか、又は特性の組み合わせを示すことが望ましい場合がある。この目標を達成する為には、典型的には、不織布の複数の層を組み合わせて複合構造を形成する必要がある。これは典型的には、複数の不織布層を調製する為の複数のスピンビームの使用を包含し、個々の層が、所望の特性を、結果として生じる複合不織布に付与する。
複数のスピンビームの使用に加えて、個々の層はまた、例えば熱的、機械的又は化学的なラミネーション技術を使って、接着されなければならない。
複数のスピンビームの使用により、該不織布の異なる領域において異なる特性を示す不織布の製造に関連付けられた複雑さ及びコストが必然的に増加する。
不織布の開発には多大な努力が払われているが、複数の特性及び機能性を示す製品についてのニーズが依然としてある。
本発明の1以上の実施態様は、各繊維種類が所望の機能性を有するところの複数の異なる繊維を含む単一層を含む不織布を提供する。
或る実施態様において、本発明の態様は、単一の織布層が複数の異なる繊維種類を含む単一の織布層を有する不織布を調製する為のシステムに向けられており、該システムは、溶融又は半溶融の第1のポリマーのストリームを供給するように構成された第1のポリマー源;溶融又は半溶融の第2のポリマーのストリームを供給するように構成された第2のポリマー源、ここで、該第1のポリマーと該第2のポリマーとは異なる種類である;該第1のポリマー源及び該第2のポリマー源と流体連通するスピンビーム、ここで、該スピンビームは、紡糸口金の上流に配置されたゾーン化された分配プレートを備えており、該ゾーン化された分配プレートは、複数のゾーンに配置された複数の分配開口を備えており、各ゾーンは、隣接するゾーンによって押し出されるポリマーストリームとは異なるポリマー種類である複数のポリマーストリームを該紡糸口金に押し出すように構成され且つ配置されている;並びに、該紡糸口金の下方に配置された捕集面であって、連続フィラメントが堆積されて、互いに異なる種類である2以上の種類の繊維を含む単一層を形成する該捕集面を備えている
幾つかの実施態様において、該ゾーン化された分配プレートが2~10個のゾーン、例えば、2~4個のゾーン、又は2~3個のゾーン、を備えている。
幾つかの実施態様において、該ゾーン化された分配プレートが、多成分フィラメントを製造するように構成された第1のゾーンと、単成分フィラメントを製造するように構成された第2のゾーンとを備えている。幾つかの実施態様において、該第1のポリマー源がポリプロピレンを含み、及び該第2のポリマー源が異なるポリプロピレンを含む。
或る実施態様において、該ゾーン化された分配プレートが、捲縮フィラメントを製造するように構成された第1のゾーンと、非捲縮フィラメント又は低捲縮フィラメントを製造するように構成された第2のゾーンとを備えている。好ましい実施態様において、該第1のポリマー源が、メタロセンで触媒されたプロピレンを含み、及び該第2のポリマー源が、チーグラー・ナッタ(Ziegler-Natta)で触媒されたポリプロピレンを含む。幾つかの実施態様において、該第1のポリマー源は、標準的なスパンボンドポリプロピレン(例えば、メルトフローレートが20~40g/10分)と、ポリプロピレンベースの添加剤、例えば、高メルトフローレートのポリプロピレン(例えば、約500~約2000g/10分のメルトフローレート)又は低アイソタクチック性(low isotacticty)を有するポリプロピレン、とのブレンドを含む。
或る実施態様において、該ゾーン化された分配プレートは、該スピンビームの交差方向において長手方向に延在する複数のゾーンを備えている。幾つかの実施態様において、該ゾーン化された分配プレートが、該スピンビームの機械方向において横方向に延在する複数のゾーンを備えている。
幾つかの実施態様において、該システムは、該スピンビームと流体連通する第3のポリマー源及び/又は第4のポリマー源を更に含み、ここで、第3のポリマー源及び/又は第4のポリマー源が、溶融又は半溶融の第3のポリマー及び/又は第4のポリマーのストリームを供給するように構成されている。
幾つかの実施態様において、該第1のポリマー源が第1のポリプロピレンポリマーを含み、及び該第2のポリマー源が該第1のポリプロピレンポリマーとは異なる第2のポリプロピレンポリマーを含む。
或る実施態様において、該第1の分配ゾーンが、単成分フィラメントを含むポリマーストリームを押し出すように構成され、及び該第2の分配ゾーンが、該第1のポリプロピレンポリマーと該第2のポリプロピレンポリマーとを含むシース/コア構成を有するポリマーストリームを押し出すように構成されている。
幾つかの実施態様において、該第1のポリマー源が第1のポリマーを含み、及び該第2のポリマー源が、該第1のポリマーとブレンドされない機能性添加剤とブレンドされるところの第2のポリマーを含む。機能性添加剤の例は、着色剤、UV安定剤、疎水性剤、親水性剤、帯電防止剤、エラストマー、相溶化剤、抗酸化剤、アンチブロック剤、スリップ剤、蛍光増白剤、難燃剤、及び抗菌剤を包含しうる。
或る実施態様において、該第1の分配ゾーンが、該スピンビームの該交差方向に配列された約20~約40の行の分配開口を有し、及び該第2の分配ゾーンが、該スピンビームの該交差方向に配列された約20~約40の行の分配開口を有する。
幾つかの実施態様において、該第2の分配ゾーンにおける分配開口の行の数に対する該第1の分配ゾーンにおける分配開口の行の数の比が、10:90~90:10、特には30:70~70:30、より特には約50:約50、である。
幾つかの実施態様において、該ゾーン化された分配プレートが第3の分配ゾーンを備えており、及び該第2の分配ゾーンが、該第1の分配ゾーンと第3の分配ゾーンとの間に挟まれている。
本発明の或る実施態様において、該第1の分配ゾーン及び第3の分配ゾーンが、該第1のポリマー源と流体連通している。1つの実施態様において、該第1の分配ゾーン及び該第2の分配ゾーンが低捲縮フィラメント又は非捲縮フィラメントを製造するように構成されており、並びに該第2の分配ゾーンが捲縮フィラメントを製造するように構成されている。
或る実施態様において、該システムが、異なる繊維種類の2以上の領域を有する層状化された織布層を製造するように構成されている。これらの実施態様において、該層状化された織布層が、単一層として該スピンビームから押し出される。
或る実施態様において、該システムが、複数の繊維種類を有する不織布層を製造するように構成されていてもよく、ここで、該複数の繊維種類が、該織布層の厚さ全体にわたって混じり合っている。
幾つかの実施態様において、該システムがまた、該繊維同士を接着して、まとまりのある織物を形成する為の接着ユニット(bonding unit)を更に備えていてもよい。接着の例は、熱的接着、機械的接着、及び化学的接着を包含する。1つの実施態様において、該接着ユニットはカレンダー接着ユニット(calender bonding unit)を含む。
本発明の実施態様はまた、不織布の製造における本発明のシステム及び該該ゾーン化された分配プレートの使用に向けられている。
1つの実施態様において、本発明は、吸収性物品の製造における複数の異なる繊維種類を有する不織布の使用に向けられている。特に、本発明の実施態様は、吸収性物品の製造における、該ゾーン化された分配プレートを有する該システムの使用に向けられうる。
本発明の実施態様はまた、単一の織布層内に複数の異なる繊維種類を有するスパンボンド不織布を調製する為のスパンボンドシステムにおいて使用する為の該ゾーン化された分配プレートに向けられている。
或る実施態様において、本発明は、層状化された織布層を有する不織布を調製する為のシステムに向けられており、該システムは、溶融又は半溶融の第1のポリマーのストリームを供給するように構成された第1のポリマー源;溶融又は半溶融の第2のポリマーのストリームを供給するように構成された第2のポリマー源、ここで、該第1のポリマーと該第2のポリマーとは異なる種類である;該第1のポリマー源及び該第2のポリマー源と流体連通するスピンビーム、ここで、該スピンビームは、紡糸口金の上流に配置されたゾーン化された分配プレートを備えており、該ゾーン化された分配プレートは、複数のゾーンに配置された複数の分配開口を備えており、各ゾーンは、隣接するゾーンによって押し出されるポリマーストリームとは異なるポリマー種類である複数のポリマーストリームを該紡糸口金に押し出すように構成され且つ配置されている;並びに、該紡糸口金の下方に配置された捕集面であって、その上に連続フィラメントが堆積されて、層状化された不織布(stratified nonwoven fabric)を形成する該捕集面を備えており、ここで、該層状化された不織布は、隣接する領域が互いに異なる種類の繊維である2以上の領域を有する単一の層を含む。
層状化された織布層を調製する為のシステムの1つの実施態様において、該ゾーン化された分配プレートは、多成分フィラメントを製造するように構成された第1のゾーンと、単成分フィラメントを製造するように構成された第2のゾーンとを含む。幾つかの実施態様において、該ゾーン化された分配プレートが2~10個のゾーンを備えている。
層状化された織布層を調製する為のシステムの或る実施態様において、該ゾーン化された分配プレートは、捲縮フィラメントを製造するように構成された第1のゾーンと、非捲縮フィラメント又は低捲縮フィラメントを製造するように構成された第2のゾーンとを備えている。1つの実施態様において、該ゾーン化された分配プレートは、該スピンビームの交差方向において長手方向に延在する複数のゾーンを備えている。幾つかの実施態様において、該ゾーン化された分配プレートは、該スピンビームの機械方向において横方向に延在する複数のゾーンを含む。
層状化された織布層を調製する為の該システムの或る実施態様において、該システムは、該スピンビームと流体連通する第3のポリマー源又は第4のポリマー源を更に含み、ここで、該第3のポリマー源及び/又は該第4のポリマー源は、溶融又は半溶融の第3のポリマー及び/又は第4のポリマーのストリームを供給するように構成されている。
本発明の観点はまた、単一の織布層を有する不織布を調製する方法であって、該単一の織布層が複数の異なる繊維種類を含むところの該方法に向けられており、該方法は、溶融又は半溶融の第1のポリマーのストリームを供給するように構成された第1のポリマー源を用意すること;溶融又は半溶融の第2のポリマーのストリームを供給するように構成された第2のポリマー源を用意すること、ここで、該第1のポリマーと該第2のポリマーとは異なる種類である;該第1のポリマーのストリーム及び該第2ポリマーストリームを、該第1のポリマー源及び該第2ポリマー源と流体連通するスピンビーム内に導入すること、ここで、該スピンビームは、紡糸口金の上流に配置されたゾーン化された分配プレート(又は、分配プレートのスタック)を備えており、該ゾーン化された分配プレートは、複数のゾーンに配置された複数の分配開口を備えており、各ゾーンは、隣接するゾーンによって押し出されるポリマーストリームとは異なるポリマー種類である複数のポリマーストリームを該紡糸口金に押し出すように構成され且つ配置されている;該紡糸口金から該第1のポリマーの第1のストリームを第1の連続フィラメントとして押し出すこと;該紡糸口金から該第2のポリマーの第2のストリームを第2の連続フィラメントとして押し出すこと;並びに、該第1の連続フィラメント及び該第2の連続フィラメントを、該紡糸口金の下方に配置された捕集面上に捕集して、互いに異なる種類の該第1の連続フィラメントと該第2の連続フィラメントとを含む単一層を形成することを含む。
本発明の幾つかの実施態様において、該ゾーン化された分配プレートは、2~10個のゾーンを備えている。
本方法の或る実施態様において、該ゾーン化された分配プレートは、多成分フィラメントを製造するように構成された第1のゾーンと、単成分フィラメントを製造するように構成された第2のゾーンとを備えている。1つの実施態様において、該第1のポリマー源がポリプロピレンを含み、及び該第2のポリマー源がポリプロピレンを含む。該第1のポリマー源のポリプロピレンと該第2のポリマー源のポリプロピレンとは異なっていてもよく又は同じであってもよい。
該方法の或る実施態様において、該ゾーン化された分配プレートは、単成分フィラメントを製造するように構成された第1のゾーンと、該ポリマーが各ポリマーストリームにおいて同じであってもよく又は異なっていてもよい単成分フィラメントを製造するように構成された第2のゾーンとを備えている。
幾つかの実施態様において、該方法は、該第1のポリマーのストリームを該ゾーン化された分配プレートの第1のゾーンを通して押し出して、捲縮フィラメントを製造すること、及び該第2のポリマーのストリームを該ゾーン化された分配プレートの第2のゾーンを通して押し出して、非捲縮フィラメント又は低捲縮フィラメントを製造することを含む。
幾つかの実施態様において、該第1のポリマーのストリーム及び該第2のポリマーのストリームを、捲縮フィラメントを製造する為に、該ゾーン化された分配プレートのサイド-バイ-サイド(side-by-side)、IOS、セグメント化されたパイ(segmented pie)、又はシース(sheath)/コア(core)(同心又は非同心)で構成された断面を含む第1のゾーンを通して押し出すことの工程と同時に、該第1のポリマーのストリーム及び/又は第2のポリマーのストリームを、非捲縮フィラメント又は低捲縮フィラメントを製造するように構成された該ゾーン化された1以上の分配プレートの第2のゾーンを通して押し出すことを含む。
本発明の幾つかの実施態様において、該ゾーン化された分配プレートが、該スピンビームの交差方向において長手方向に延在する複数のゾーンを備えている。
該方法の或る実施態様において、該ゾーン化された分配プレートが、該スピンビームの機械方向において横方向に延在する複数のゾーンを備えている。
1つの実施態様において、該方法は、該スピンビームと流体連通する第3のポリマー源を用意することを更に含み、ここで、該第3のポリマー源は、溶融又は半溶融の第3のポリマーのストリームを供給するように構成されている。更に他の実施態様において、該方法は、該スピンビームと流体連通する第4のポリマー源を用意することを含み、ここで、該第4のポリマー源は、溶融又は半溶融の第3のポリマーのストリームを供給するように構成されている。
該方法の或る実施態様において、該第1のポリマー源は第1のポリプロピレンポリマーを含み、及び該第2のポリマー源は該第1のポリプロピレンポリマーとは異なる第2のポリプロピレンポリマーを含む。
1つの実施態様において、該第1の分配ゾーンが、単成分フィラメントを含むポリマーストリームを押し出すように構成されており、及び該第2の分配ゾーンが、該第1のポリプロピレンポリマーと該第2のポリプロピレンポリマーとを含むシース/コア構成を有するポリマーストリームを押し出すように構成されている。
該方法の或る実施態様において、該第1のポリマー源は第1のポリマーを含み、及び該第2のポリマー源は、第1のポリマーとブレンドされない機能性添加剤とブレンドされるところの第2のポリマーを含む。
該ポリマー源の1以上に配合されてもよい機能性添加剤の例は、着色剤、UV安定剤、疎水性剤、親水性剤、帯電防止剤、エラストマー、相溶化剤、抗酸化剤、アンチブロック剤、スリップ剤、蛍光増白剤、難燃剤、及び抗菌剤を包含する。
本発明の幾つかの実施態様において、該第1の分配ゾーンが、該スピンビームの該交差方向に配列された約10~約50の行、例えば約20~約40の行、の分配開口を有し、及び該第2の分配ゾーンが、該スピンビームの該交差方向に配列された約10~約50の行、例えば約20~約40の行、の分配開口を有する。
1つの実施態様において、該第2の分配ゾーンにおける分配開口の列の数に対する該第1の分配ゾーンにおける分配開口の列の数の比が、10:90~90:10、例えば30:70~70:30、特に約50:約50、である。
該方法の或る実施態様において、該ゾーン化された分配プレートは第3の分配ゾーンを備えており、及び該第2の分配ゾーンは、該第1の分配ゾーンと第3の分配ゾーンとの間に挟まれている。1つの実施態様において、該第1の分配ゾーン及び該第3の分配ゾーンが、該第1のポリマー源と流体連通している。
該方法の1つの実施態様において、該第1の分配ゾーン及び該第2の分配ゾーンは低捲縮フィラメント又は非捲縮フィラメントを製造するように構成されており、並びに該第2の分配ゾーンが捲縮フィラメントを製造するように構成されている。
1つの実施態様において、該方法は、異なる繊維種類の2以上の領域を有する層状化された織布層を製造するように構成されている。
本発明の或る実施態様において、該スピンビームは、複数の繊維種類を有する不織布層を製造するように構成されており、ここで、該複数の繊維種類が、該織布層の厚さ全体にわたって混じり合っている。
或る実施態様において、該方法は、該織物の該繊維を接着して、例えば、熱接着、機械的接着、又は化学的接着して、まとまりのある織物を形成することの工程を含む。
1つの実施態様において、本発明の観点は、不織布の製造における本明細書に記載の方法の使用に向けられている。
更なる観点において、互いに接着してまとまりのあるウェブを形成する複数の連続フィラメントを含む単一の織布層を有するスパンボンド不織布が提供され、ここで、該複数の連続フィラメントが、第1の繊維種類と、該第1の繊維種類と異なる第2の繊維種類とを含む。
或る実施態様において、複数の該繊維種類が単一の織布層の厚さ全体にわたって混じり合っている。幾つかの実施態様において、該単一の織布層が層状化された織布層であり、ここで、該層状化された織布層において、該該第1の繊維種類が該層状化された織布層の第1の領域に主に配置されており、及び該第2の繊維種類が該層状化された織布層の第2の領域に主に配置されている。
幾つかの実施態様において、該スパンボンド不織布の該単一の織布層が、第3の繊維種類を含んでいてもよい。
或る実施態様において、該第1の繊維種類が多成分フィラメントを含み、及び該第2の繊維種類が単成分フィラメントを含む。1つの実施態様において、該第1の繊維種類がポリプロピレンを含み、及び該第2の繊維種類がポリプロピレンを含む。そのような1つの実施態様において、該第1の繊維種類が捲縮フィラメントを含み、及び該第2の繊維種類が非捲縮フィラメント又は低捲縮フィラメントを含む。
幾つかの実施態様において、該第1の繊維種類が第1のポリプロピレンポリマーを含み、及び該第2の繊維種類が該第1のポリプロピレンポリマーと異なる第2のポリプロピレンポリマーを含む。
或る実施態様において、該第1の繊維種類が、該第1のポリプロピレンポリマーと該第2のポリプロピレンポリマーとを含むシース/コア構成を有する多成分フィラメントを含み、及び該第2の繊維種類が、該第1のポリプロピレンポリマーを含む単成分フィラメントを含む。幾つかの実施態様において、多成分フィラメントが、サイド-バイ-サイド(side-by-side)構成、偏心のシース/コア構成、又はD-セントリック(D-centric)のシース/コア構成を有する二成分繊維を含む。
該スパンボンド不織布の或る実施態様において、該第1の繊維種類が第1のポリマーを含み、及び該第2の繊維種類が、該第1のポリマーとブレンドされない機能性添加剤とブレンドされるところの第2のポリマーを含む。機能性添加剤の例は、着色剤、UV安定剤、疎水性剤、親水性剤、帯電防止剤、エラストマー、相溶化剤、抗酸化剤、アンチブロック剤、スリップ剤、蛍光増白剤、難燃剤、及び抗菌剤を包含しうる。
なおも更なる観点において、本発明の実施態様は、多層化された複合シート材料であって、該シート材料が、本発明の実施態様に従う少なくとも1つのスパンボンド層を含む上記のシート材料に向けられている。すなわち、複数の異なる繊維種類を有する単一層を有するスパンボンド織物である。
幾つかの実施態様において、該複合シート材料は、本発明のスパンボンド織物と、該スパンボンド織物の表面に接着された少なくとも1つのメルトブローン(meltblown)織布層とを含む。例えば、幾つかの実施態様において、本発明のスパンボンド織布層が、2つのメルトブローン層の間に挟まれている複合シート材料が提供される。
他の実施態様において、該複合シート材料は、2つのスパンボンド層の間に挟まれた少なくとも1つのメルトブローン層を含み、個々で、該スパンボンド層の少なくとも1つは、第1の繊維種類と第1の繊維種類とは異なる第2の繊維種類とを含む該単一の織布層を含む。
該複合シート材料の或る実施態様において、該単一の織布層を有するスパンボンド織布層は、捲縮フィラメントと非捲縮フィラメント又は低捲縮フィラメントとの両方を含む。
このように本発明を一般的な用語で説明してきたので、次に添付の図面を参照するが、これらの図面は必ずしも縮尺どおりに描かれているわけではない。
図1は、本発明の少なくとも1つの実施態様に従う、単一層を有する不織布を示す。 図2は、本発明の少なくとも1つの実施態様に従う、層状化された織布層を有する不織布を示す。 図3は、本発明の実施態様に従う、層状化された織布層を有する不織布を調製する為のシステムを示す。 図4は、図3において示されているシステムにおいて使用する為のスピンパックを示す。 図5は、本発明の実施態様に従う、様々なゾーン化された分配プレートを示す。 図6は、本発明の実施態様に従う、様々なゾーン化された分配プレートを示す。 図7は、本発明の実施態様に従う、様々なゾーン化された分配プレートを示す。 図8は、本発明の実施態様に従う、様々なゾーン化された分配プレートを示す。 図9は、本発明の実施態様に従う、様々なゾーン化された分配プレートを示す。 図10は、本発明の実施態様に従う、様々なゾーン化された分配プレートを示す。 図11は、本発明の実施態様に従う、様々なゾーン化された分配プレートを示す。 図12は、本発明の少なくとも1つの実施態様に従う、各ファブリックが層状化された織布層を有する不織ファブリックの断面図である。 図13は、本発明の少なくとも1つの実施態様に従う、各ファブリックが層状化された織布層を有する不織ファブリックの断面図である。 図14は、本発明の少なくとも1つの実施態様に従う、各ファブリックが層状化された織布層を有する不織ファブリックの断面図である。 図15は、本発明の少なくとも1つの実施態様に従う、各ファブリックが層状化された織布層を有する不織ファブリックの断面図である。 図16は、本発明の少なくとも1つの実施態様に従う、各ファブリックが層状化された織布層を有する不織ファブリックの断面図である。 図16aは、本発明の1つの実施態様に従う多成分繊維の断面図である。 図17は、本発明の少なくとも1つの実施態様に従う、各ファブリックが層状化された織布層を有する不織ファブリックの断面図である。 図18Aは、本発明の1以上の実施態様に従う様々な複合ファブリック構造を示す。 図18Bは、本発明の1以上の実施態様に従う様々な複合ファブリック構造を示す。 図18Cは、本発明の1以上の実施態様に従う様々な複合ファブリック構造を示す。 図18Dは、本発明の1以上の実施態様に従う様々な複合ファブリック構造を示す。 図19は、単一の繊維種類を有するスパンボンド不織布の表面の拡大画像である。 図20は、2つの異なる種類の繊維型を有するスパンボンド不織布の表面の拡大図である。
以下、添付の図面を参照して本発明をより詳細に説明するが、この図面には、本発明の全ての実施態様でなく、幾つかの実施態様が示されている。事実、本発明は、多くの異なる形態で具体化されてもよく、本明細書において記載された実施態様に限定されると解釈されるべきでない。寧ろ、これらの実施態様は、本開示が適用される法的要件を満たすように提供されている。同様の番号は、全体を通して同様の要素を言及する。
語「第1の」、「第2の」等、「一次的な」、「例示的な」、「二次的な」等は、いかなる順序、量、又は重要性を示すものでなく、寧ろ、ある要素を別の要素から区別する為に使用される。更に、語「1つ」(a)、「1つ」(an)、及び「該」(the)は、量の限定を示すものでなく、参照される項目の「少なくとも1つ」の存在を示すものである。
本明細書において開示される各実施態様は、他の開示される各実施態様に適用可能であることが企図されている。本明細書において記載された様々な要素の全ての組み合わせ及びサブの組み合わせは、本発明の範囲内である。
パラメータ範囲が提供されている場合、その範囲内の全ての整数、及びその10分の1、100分の1がまた本発明によって提供されることを理解されたい。例えば、「5~10%」は、5%、6%、7%、8%、9%、10%、5.0%、5.1%、5.2%......9.8%、9.9%、及び10.0%;並びに、5.00%、5.01%、5.02%......9.98%、9.99%、及び10.00%を含む。
本明細書において使用される場合に、数値又は範囲の文脈における語「約」、「ほぼ」及び「実質的に」は、記載された又は請求された数値又は範囲の±10%を意味し、特に、記載された値の標準的な測定誤差(例えば、SEM)の範囲内の値、又は特定された値からの±0.5%、±1%、±5%又は±10%の変動を包含する。
本出願の目的において、以下の語は以下の意味を有するものとする。
語「繊維」は、有限の長さの繊維、又は無限の長さのフィラメントを言及することができる。
本明細書において使用される場合に、語「単成分」(単成分)は、1つのポリマーから形成された繊維、又はポリマーの単一ブレンドから形成された繊維を言及する。勿論、これは、色素、帯電防止特性、潤滑性、親水性、撥液性等の為に添加剤が加えられた繊維を除外するものでない。
本明細書において使用される場合に、語「多成分」は、別々の押出機から押し出される少なくとも2つのポリマー(例えば、二成分繊維)から形成される繊維を言及する。少なくとも2つのポリマーは、各々独立して、互いに同じであってもよく若しくは異なっていてもよく、又はポリマーのブレンドであってもよい。該ポリマーは、該繊維の断面を横切って実質的に一定に配置された別個のゾーン内に配置される。該構成成分は、任意の所望の構成、例えば、シース-コア(sheath-core)、サイド-バイ-サイド(side-by-side)、パイ(pie)、アイランド-イン-ザ-シー(island-in-the-sea)等、で配置されてもよい。多成分繊維を形成する為の様々な方法が、Taniguchi等に対する米国特許第4,789,592号明細書、及びStrack等に対する米国特許第5,336,552号明細書、金子等に対する米国特許第5,108,820号明細書、Kruege等に対する米国特許第4,795,668号明細書、Pike等に対する米国特許第5,382,400号明細書、Strack等に対する米国特許第5,336,552号明細書、並びにMarmon等に対する米国特許第6,200,669号明細書において記載されており、それらは参照によってその全体が本明細書内に組み込まれる。様々な不規則な形状を有する多成分繊維がまた、Hogle等に対する米国特許第5,277,969号明細書、Hillsに対する米国特許第5,162,074号明細書、Hillsに対する米国特許第5,466,410号明細書、Largman等に対する米国特許第5,069,970号明細書、Largman等に対する米国特許第5,057,368号明細書において記載されており、それらは参照によってその全体が本明細書内に組み込まれる。
本明細書において使用される場合に、語「不織布」(nonwoven)、「不織布ウェブ」(nonwoven web)及び「不織布ファブリック」(nonwoven fabric)は、織り工程又は編み工程を使用すること無しに形成され、識別可能な反復様式ではないが、交絡している個々の繊維又は糸の構造を生成するところの材料の構造又はウェブを言及する。不織布ウェブは、過去において、様々な慣用的な加工、例えば、メルトブローン加工(meltblown processes)、スパンボンド加工(spunbond processes)、及びステープルファイバーカーディング加工(staple fiber carding processes)等、によって形成されてきた。
本明細書において使用される場合に、語「メルトブロー」は、溶融熱可塑性材料を複数の微細な、通常は円形の、ダイキャピラリーを通して、溶融熱可塑性材料を細長くする高速ガス(例えば空気)ストリーム中へと押し出し、マイクロファイバー直径にすることができる繊維を形成することによって繊維が形成されるプロセスを言及する。その後、該メルトブロー繊維はガスストリームによって運ばれ、そして、捕集面上に堆積され、ランダムなメルトブロー繊維のウェブを形成する。そのようなプロセスは例えば、Buntinに対する米国特許第3,849,244号において開示されている。
本明細書において使用される場合に、語「ラミネート」は、直接的に又は間接的に接着して複合シート材料を形成する2以上の層を含む不織布を言及する。
本明細書において使用される場合に、語「機械方向」(machine direction)、すなわち「MD」は、製造中の不織布ウェブの移動方向を言及する。
本明細書において使用される場合に、語「交差方向」(cross direction)、すなわち「CD」は、機械方向に対して垂直であり、且つ不織布ウェブの幅を横切って横方向に延在する方向を言及する。
本明細書において使用される場合に、反対の指示がない限り、語「分子量」は重量平均分子量(Mw)を言及し、グラム/モルで表される。重量平均分子量は、一般的に知られている技術、例えば、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC:gel permeation chromatography)、を用いて決定されることができる。
本明細書において使用される場合に、語「スパンボンド」は、溶融した熱可塑性材料をフィラメントとして、複数の微細な、通常は円形の紡糸口金から押し出すこと、そして次に、該フィラメントが機械的又は空気圧で細くされ、そして引き抜かれるプロセスを言及する。該フィラメントは捕集面上に堆積されて、ランダムに配列された実質的に連続したフィラメントのウェブを形成し、その後、このウェブは、結合されてまとまった不織布を形成することができる。スパンボンド不織布ウェブの製造は、特許明細書、例えば、米国特許第3,338,992号明細書、米国特許第3,692,613号明細書、米国特許第3,802,817号明細書、米国特許第4,405,297号明細書及び米国特許第5,665,300号明細書等、に示されている。一般的に、これらのスパンボンドプロセスは、該フィラメントを紡糸口金から押し出すこと、該フィラメントを空気流でクエンチして、溶融フィラメントの凝固を早めること、空気ストリームで該フィラメントを空気圧で巻き込むことによって又は該フィラメントを機械的なドローロール(draw roll)に巻き付けることによって、ドロー張力(draw tension)を施与することによって該フィラメントを細くすること、該引き抜かれたフィラメントをフォラミナス捕集面上に堆積させてウェブを形成すること、及びルーズフィラメントのウェブを不織布に接着することを含む。該接着は、熱的接着処理(thermal bonding treatment)又は化学的接着処理(chemical bonding treatment)であればどのようなものでもよく、熱ポイント接着(thermal point bonding)が典型的である。
本明細書において使用される場合に、「熱ポイント接着」は、接着されるべき材料、例えば、接着されるべき1以上の繊維ウェブ、を、加熱されたカレンダーロール(calender roll)とアンビルロール(anvil roll)との間に通すことを包含する。該カレンダーロールは典型的には、該ファブリックがその表面全体にわたって接着されるのではなく、個別の点接着部位で接着されるようにパターニングされている。
本明細書において使用される場合に、語「スルーエアボンド」(through air bonded)又は「スルーエアボンディング」(through air bonding)は、熱接着の一種であり、該熱接着において、接着されるべき材料、例えば繊維ウェブ、が、加熱された気体、例えば空気、の施与に付されて、該加熱された気体の温度が、接着される材料の少なくとも1つのポリマー成分の軟化温度又は溶融温度よりも高いことを言及する。該加熱された気体により、該少なくとも1つのポリマー成分が軟化し、状況によっては半溶融状態になり、隣接する繊維のポリマーが融合して熱接着を形成する。空気熱接着はまた、材料を、加熱されたオーブンを通すことも含む。
本明細書において使用される場合に、語「ポリマー」は一般的に、ホモポリマー、コポリマー、例えば、ブロックコポリマー、グラフトコポリマー、ランダムコポリマー及び交互コポリマー、ターポリマー等、並びにそれらのブレンド及び改変体を包含するが、これらに限定されない。更に、特に限定されない限り、語「ポリマー」は、材料の全ての在りうる幾何学的構成、例えば、アイソタクチック対称性、シンジオタクチック対称性及びランダム対称性を包含する上記の在りうる幾何学的構成、を包含する。
I.繊維の複数の異なる種類を有する不織布層
本発明の或る実施態様は、単一の織布層中に配置された少なくとも2つの異なる繊維種類を含むスパンボンド不織布に向けられている。「繊維の異なる種類」又は「異なる繊維種類」とは、例えば、単一の織布層の繊維の1つが、例えば、単一の織布層における異なる種類の繊維と比較して、以下のうちの1以上において異なることを意味する:1)構造又は断面(例えば、単成分又は二成分)、2)組成における相違、例えば、異なるポリマー、化学物質、又は機能性添加剤を有する組成における相違、及び、3)特性における相違、例えば、厚さ、平均繊維径、空隙率、密度、ロフト(loft)、デニール、親水性/疎水性、色における特性の相違。例えば、幾つかの実施態様において、該単一の織布層は、多成分繊維を含む第1の繊維種類と、単成分繊維を主に含む第2の繊維種類とを含んでいてもよい。
幾つかの実施態様において、幾つかの実施態様において、該単一の織布層の該異なる繊維種類は、該織布層を形成する為に均質に又は不均一に混合されてもよい/混じり合っていてもよい。例えば、或る実施態様において、異なる繊維種類が該単一の織布層の厚さ全体にわたって実質的に混じり合っているように、異なる繊維種類が一緒に混合されているところの少なくとも2つの異なる繊維種類を該単一の織布層は含む。この点に関して、図1は、第1の繊維6と第2の繊維8とを含む単一の織布層4を有する不織布2の断面を示し、ここで、第1の繊維6と第2の繊維8とは、該単一の織布層の厚さ全体にわたって一緒に混合されている。図1において示されている図示された実施態様において、第1の繊維6は、第1の繊維種類の単成分フィラメントを含み、及び第2の繊維8は、第1の繊維とは異なる繊維種類の捲縮二成分繊維を含む。詳細は後述されているが、該捲縮繊維は典型的には、サイド-バイ-サイド構成、偏心のシース/コア構成、又はD-セントリックのシース/コア構成を有する。
2つの異なる繊維種類(第1の繊維6及び第2の繊維8)が互いに異なる種類である複数の異なる繊維種類(例えば、2以上)を有するにもかかわらず、複数の繊維が単一の層として形成されるように、単一の織布層12の第1の繊維6及び第2の繊維8は、単一の溶融スピンビームから押し出され、そして堆積される。該不織布はまた、第1の外面9aと第2の外面9bとを備えている。
図1の実施態様において、第1の繊維6及び第2の繊維8は、単一の織布層4の厚さ「T」全体にわたって実質的に混在して示されている。しかしながら、複数の繊維種類のうちの一つが該領域中の主な繊維であるところの1以上の領域が存在しうることが認識されるべきである。例えば、幾つかの実施態様において、1つの繊維種類が単一の織布層4の複数の表面のうちの1つの付近でより多く見られうる。或る実施態様において、該勾配において、複数の繊維種類のうちの1つが一方の表面付近でより多く見られ、次に、単一の織布層4の反対側の表面付近であまり多く見られないところの勾配が存在してもよい。
前述されているように、異なる種類の繊維の混合の程度は、実質的に均一であってもよく、又は不均一であってもよい。幾つかの実施態様において、異なる種類の該繊維の混合/混じり合いの程度は、0~100%、特には10~90%、より特には25~75%、であってもよく、ここで、0%は、異なる種類の該繊維の混合/混じり合いが実質的にないことを意味し、及び100%は、異なる種類の該繊維が単一の織布層4の厚さ全体にわたって均質に混合されていることを意味する。
幾つかの実施態様において、複数の異なる繊維種類を含む単一の織布層は、約2~約12種類の異なる繊維種類、より典型的には約2~約6種類の異なる繊維種類、より詳細には約2~約4種類の異なる繊維種類を含みうる。好ましい実施態様において、該不織布の該単一の織布層は、2~3種の異なる繊維種類を有する。
或る実施態様において、各異なる種類の繊維は、該単一の織布層の離散した領域内に主に配置されていてもよい。このようにして、該不織布は、少なくとも1つの単一の布地層を有し、ここで、該単一の布地層は、少なくとも1つの領域の繊維が、該層状化された織布層の別の領域の繊維とは異なる種類の繊維であるところの2以上の領域を含む。
本発明の或る実施態様は、少なくとも1つの層状化された織布層を有するスパンボンド不織布に向けられており、ここで、該層状化された織布層は、少なくとも1つの領域の繊維が該層状化された織布層の別の領域の繊維とは異なる種類の繊維である2以上の領域を含む。該層状化された織布層において、該単一の織布層の領域が主に単一種類の繊維を含むのに対して、該単一の織布層の異なる領域が該単一の織布層の1以上の他の領域とは異なる繊維種類を含むように、異なる種類の該繊維は実質的に混合されない。例えば、幾つかの実施態様において、該層状化された織布層は、多成分繊維を主に含む第1の領域と、単成分繊維を主に含む第2の領域とを含みうる。
図2を参照すると、層状化された織布層を有する不織布の一例が図示されており、及び参照文字10によって広く指定されている。不織布10は、第1の領域14及び第2の領域16の繊維が互いに異なる種類である第1の領域14及び第2の領域16を有する層状化された織布層12を備えている。複数の領域の複数の繊維が互いに異なる種類であるところの複数の領域(例えば、2以上)を有するにもかかわらず、層状化された織布層12の該繊維が単一層として形成されるように、層状化された織布層12の該繊維は単一の溶融スピンビームから押し出され、そして、堆積される。図2に示されている実施態様において、第2の領域16は、界面18において第1の領域14の上に重なっている。不織布10は、第1の外面20と第2の外面22とを備えている。
層状化された織布層12は単一層として堆積される為に、界面18は層状化された織布層内に境界領域を画定し、ここで、この境界領域において、第1の領域14(第1の種類の繊維を主に含む)は第2の領域16(第2の種類の繊維を主に含む)に移行する。或る実施態様において、隣接する領域からの異なる種類の繊維の多少の混合が、界面18付近の境界領域で生じうる。典型的には、各領域は単一の種類の繊維を主に含む。例えば、各領域は、該領域の総重量に基づいて、少なくとも75重量%の1種類の繊維、特には、該領域の総重量に基づいて、少なくとも80重量%の1種類の繊維、より特には、少なくとも約90重量%の1種類の繊維、を含みうる。
図2は、異なる種類の繊維の2つの領域を有する層状化された織布層を図示しているが、該層状化された織布層は、異なる種類の繊維の複数の領域を含んでいてもよいことが認識されるべきである。例えば、該層状化された織布層は、隣接する領域が異なる種類の繊維を含む2~10個の領域を含んでいてもよい。好ましい実施態様において、該層状化された織布層は、異なる繊維種類の2~4個の領域、特に2~3個の領域、を含みうる。
幾つかの実施態様において、異なる繊維種類の該複数の領域は、該不織布の交差方向に延在してもよい。他の実施態様において、異なる繊維種類の該複数の領域は、該不織布の機械方向に延在してもよい。
以下により詳細に記載されているように、該単一の織布層は、少なくとも2つの異なる繊維種類の繊維が同じ溶融スピンビームから押し出されるところの単一層として形成される。単一の織布層中に2つの異なる繊維種類を有する不織布は、幾つかの利点を提供しうる。特に、単一のスピンビームが、複数の機能性を有する単一の織布層を調製する為に使用されることができる。比較すると、慣用的なスパンボンドシステムで同様の結果を達成する為に、典型的には、複数のスピンビームを備えている必要があり、ここで、各スピンビームは所望の特性を有する単一の織布層を製造する。その後、これらの個別に製造された織布層が互いに積層されて、複合(多層)不織布を形成する。所望の機能を達成する為に複数のスピンビームを使用することにより、典型的には、不織布を調製することに関連付けられた複雑さ及びコストが増加される。
更なる利点は、該不織布の選択された領域のみに所望の機能性を付与する能力を含む。例えば、幾つかの実施態様において、異なるポリマー又はポリマーのブレンドが、該層状化された織布層の異なる領域の繊維において使用されうる。更に他の実施態様において、添加剤が1つの領域の繊維中に含まれることができ、一方、該層状化された織布層の1以上の他の領域はそのような添加剤を含まないか、又は異なる添加剤を含んでいてもよい。このようにして、該不織布の他の領域と比較して異なる機能性又は特性を有する2以上の領域を含む単一の不織布層が用意されることができる。
好適な添加剤の例は、1以上の着色剤(例えば、顔料(例えば、TiO2)、UV安定剤、疎水性剤、親水性剤、帯電防止剤、エラストマー、相溶化剤、抗酸化剤、アンチブロック剤、スリップ剤、蛍光増白剤、難燃剤、抗菌剤(例えば、銀、酸化銅、及び酸化亜鉛)、ポリマーレオロジー改質剤(polymer rheology modifier)等、を包含する。或る実施態様において、1以上のポリマーストリームは、低アイソタクティシティを有するポリプロピレンを含むポリプロピレンレオロジー改質剤、例えば、出光から入手可能なL-MODU商標、を包含しうる。
II.複数の繊維種類の織布層を調製する為のシステム、装置及び方法
本発明の或る実施はまた、単一の層中に複数の異なる繊維種類を含む不織布を製造する装置及び方法に向けられている。特には、本発明の実施態様はまた、本発明の織布層を有する不織布を製造する為のスパンボンドスピンビームにおいて使用する為の分配プレートを用意する。本発明の追加の実施態様はまた、本発明の織布層を備えている物品に、及び吸収性物品の製造における本発明の織布層の使用に向けられている。
以下により詳細に記載されているように、複数の繊維種類を含む単一の織布層を有する不織布は、スパンボンド紡糸システムを使用して調製されてもよく、ここで、スピンパックが、ポリマーストリームを紡糸口金に供給するように構成され且つ配置された複数の分配ゾーンを有するゾーン化された分配プレートを備えており、1つの分配ゾーンにおけるポリマーストリームは、該ゾーン化された分配プレートの1以上の他の分配ゾーンのポリマーストリームとは異なる種類である。前述された「繊維の異なる種類」と同様に、ポリマーストリームに関して、語「異なる種類」又は「異なるポリマー種類」は、例えば、1つの分配ゾーンにおけるポリマーストリームが、以下のうちの1以上において異なることを意味する:1)構造又は断面(例えば、単成分又は多成分)、2)組成における相違、例えば、異なるポリマー、化学物質、又は機能性添加剤を有する組成における相違、及び、3)例えば該ゾーン化された分配プレートの第2の分配ゾーン及び/又は第3の分配ゾーンのポリマーストリームと比較して異なる特性における相違、例えば、親水性/疎水性、色における相違。
図3を参照すると、例えば、複数の異なる繊維種類を有する単一の織布層を含むスパンボンド不織布を調製する為のシステムが概略的に示されており、及び参照文字30によって指定されている。
図示されるように、該システムは、押出機38を介してスピンビーム36と流体連通している第1のポリマー源(すなわち、ホッパー32)と、押出機42を介してスピンビーム36と流体連通している第2のポリマー源(すなわち、ホッパー40)とを備えている。或る実施態様において、スピンビーム36は、溶融ポリマーストリームをスピンパック46、クエンチングステーション(クエンチングステーション)48、及び延伸ステーション(drawing station)50に供給する為のスピンビームアセンブリ44を備えている。
存在する場合、スピンビームアセンブリ44は、2以上のポリマーストリームを該スピンパックに供給する複数のメータ及びポンプを備えている。幾つかの実施態様において、該スピンビームアセンブリは、溶融ポリマーストリームを所望の温度に維持する為の1以上の加熱要素を備えていてもよい。本発明の或る実施態様において使用されうるスピンビームアセンブリの例は、米国特許第7,7740,777号明細書に記載されており、その内容は参照によって本明細書内に組み込まれる。
スピンパック46において、異なる種類の少なくとも2つの溶融ポリマーストリームが複数のオリフィス(例えば、紡糸口金)に分配され、そこから該溶融ポリマーストリームが連続フィラメント又は半連続フィラメントのカーテン(curtain)として押し出される。或る実施態様において、次に、該押し出されたフィラメントはクエンチングステーション内に導入され、ここで、該フィラメントは、該フィラメントに向けられたクエンチング空気ストリームに曝露される。次に、該フィラメントは延伸ステーション50内に引き込まれ、該延伸ステーション50は該フィラメントを引き抜き且つ細くする。次に、該引き抜かれ且つ細くされたフィラメント51は、捕集面52上に堆積されて、不織布ウェブ53を形成する。幾つかの実施態様において、該細くされたフィラメントは、該捕集面上に堆積される前に、ディフューザー(図示せず)内に導入されてもよい。
或る実施態様において、該不織布ウェブは、該フィラメントが結合されてまとまりのあるウェブを形成するところの接着ステーション(bonding station)54に通されてもよい。本発明に従って、多種多様な接着方法、例えば、熱接着(例えば、エア接着又はカレンダー接着による)、機械的接着(例えば、ハイドロエンタングルメント(hydroentanglement)又はニードルパンチ(needle punching)による)、及び化学接着(例えば、接着性樹脂の使用)を包含する上記の接着方法、が使用されうる。1つの実施態様において、該接着ステーションは、対向する一対のカレンダーロールを備えているサーマル接着ユニットを備えている。
或る実施態様において、該接着ユニットは、不織布が加熱気体、例えば空気、のストリームに曝露されるところの且つ加熱された気体の温度が該不織布の少なくとも1つのポリマー成分の軟化温度又は溶融温度以上であるところのチャンバを備えている。
幾つかの実施態様において、該接着ユニットは、隣接する繊維同士を熱的に接着する加熱された空気のストリームに該不織布を付すように構成されたホットエアナイフ(hot air knife)を備えていてもよい。
更なる実施態様において、該接着ユニットは、該不織布に高圧水のストリームを付して該繊維を絡ませ、そして機械的に接着させるように構成された1以上の液圧式絡みユニット(hydraulic entanglement unit)を備えていてもよい。
幾つかの実施態様において、該システムはまた、該スピンビームの出口から下流に配置された一対の協働ロール(cooperating roll)(図示せず)(本明細書において「プレスロール」とも云われる)を備えていてもよい。この点に関して、該プレスロールは、繊維のウェブを該スピンビームの該出口から該接着ユニットに向かって送達する前に、ウェブを圧縮することによってフィラメントの該ウェブを安定化させるように構成されていてもよい。幾つかの実施態様において、例えば、該プレスロールは、その表面に堆積されたセラミックコーティングを備えていてもよい。或る実施態様において、例えば、一対の協働ロールの一方のロールは、捕集面52の上方に配置されてもよく、及び該一対の協働ロールの第2のロールは、捕集面52の下方に配置されてもよい。
幾つかの実施態様において、及び図3において示されているように、該システムは、該接着ユニットに送達される前に、複数の連続フィラメントを該スピンビームの該出口から捕集面52上に引き込む為に、捕集面52の下方に配置された真空源58を備えていてもよい。
最後に、該接着されたスパンボンド不織布は巻取機56に移動し、そこで該不織布は、ロールに巻き取られる。
図3は、2つの溶融ポリマーストリームを該スピンビームに供給する為の2つのポリマー源(例えば、2つのホッパー/押出機)のみを示すが、該システムは、追加の溶融ポリマーストリームを該スピンビームに供給する為の追加のポリマー源(追加のホッパー及び押出機)を備えていてもよいことが認識されるべきである。1つの実施態様において、該システムは、3つの溶融ポリマーストリームを該スピンビームに供給する為の3つのポリマー源を備えていてもよい。
幾つかの実施態様において、該システムは、該不織布を更に改質又は処置する為に追加のデバイスを備えていてもよい。例えば、該システムは、局所的処置、例えば界面活性剤、を該不織布の表面に適用する為のキスローラ(kiss roller)又は同様のデバイスを備えていてもよい。幾つかの実施態様において、該システムはまた、該不織布を段階的に伸張させる為の1以上のデバイスを備えていてもよい。そのようなデバイスの一例はリングローラーであり、該リングローラーは、該不織布の選択領域を伸張させる複数の噛み合いリングを備えている。
図3に図示されているシステムは、異なる種類の複数の繊維が均質に又は不均一に混合された単一の織布層を製造するように構成されていてもよい。層状化された織布層、例えば、図2に図示されている層状化された織布層、の調製における幾つかの実施態様において、単一の織布層内の離散領域への異なる種類の繊維の分配を容易にするのを助ける為に、捕集面がより高い速度で運転されていてもよい。代替的には又は組み合わせて、該スピンビームによって押し出された連続フィラメントのストリームが回転シリンダー上に堆積されてもよい。幾つかの実施態様において、該回転シリンダーの表面は、真空源を備えていてもよいスクリーンを備えていてもよい。
図4は、本発明の少なくとも1つの実施態様に従うスピンパック46の概略図である。スピンパック46は典型的には、トッププレート60、ポリマー溶融スクリーン62、ゾーン化された分配プレート64、及び紡糸口金66の順に一緒に挟まれた複数のプレートを備えている。該スピンパックは基本的に、1)所望の種類の繊維(例えば、単成分繊維又は多成分繊維、ここで、該繊維は、特定の断面幾何学的構成等を有する)を形成する為に、2)該システムによって連続的に押し出される所望の数の繊維を形成する為に、及び、3)該ポリマーの種類に基づいて所望の分配ゾーンに溶融ポリマーを分配する為に、該溶融ポリマーストリームの流れを調整する。
ポリマー溶融スクリーン62は、該ゾーン化された分配プレート64内に導入する前に該ポリマーストリームを濾過する為のフィルターを備えている。
紡糸口金は、ポリマー溶融スクリーン62及び該ゾーン化された分配プレート64の下流に配置される。該紡糸口金は、該スピンビームの交差方向に延在するアレイ状に配置された複数の紡糸口金を備えている。例えば、該紡糸口金は、実質的に水平な長方形のアレイ内に配置されてもよく、典型的には、該紡糸口金の長さ1メートル当たり1,000個から6,000個のオリフィスが配置される。本明細書において使用される場合に、語「紡糸口金」は、該溶融ポリマーを該クエンチングステーション内に押し出す為のオリフィスに送り及び該オリフィスを通過させる該スピンパックの最下部を云う。該紡糸口金は、必要な繊維ストリームを供給することができるプレート又はその他の構造物に穴を開けたり又はエッチングしたりすることで実施されることができる。
追加的に、該紡糸口金は、様々な異なる形状(例えば、円形、正方形、楕円形、鍵穴形状、多葉形(例えば、三葉形)等)を備えていてもよく、その結果、様々な種類の繊維断面形状が得られる。システム30と共に使用する為の例示的なスピンパックは、Hillsに対する米国特許第5,162,040号明細書に記載されており、その開示は参照によってその全体が本明細書内に組み込まれる。しかしながら、繊維を紡糸する為の任意の慣用的な又は他のスピンパックがシステム30と共に利用されうることに留意されたい。
該ゾーン化された分配プレート64は、上面70及び下面72を備えている。上面70は、ポリマー溶融スクリーン62の反対側に配置され、及び複数のエッチングされたチャネルを備えており、該複数のエッチングされたチャネルは、2以上のポリマー溶融ストリームを受け入れ、そして次に、該ポリマーストリームを所望の分配ゾーンに分配するように配置され且つ構成されている。加えて、該ゾーン化された分配プレート64は、2以上の異なるポリマー溶融ストリームを所望の構成(例えば、二成分(サイド-バイ-サイド、コア/シース、偏心のコア/シース、D-セントリックのコア/シース、セグメント化されたパイ(segmented pie)、アイランド-イン-ザ-シー(islands in the sea)等)、三成分等、に組み合わせるように構成され且つ配置される複数のチャネルを備えていてもよい。
該ゾーン化された分配プレートの下面72は、紡糸口金に対向して配置され、及び複数の分配開口を備えており、そこから、該分配されたポリマーストリームが該紡糸口金の対応する紡糸オリフィスに導入され、そして引き続き、溶融フィラメント又は半溶融フィラメントとして押し出される。
本発明の或る実施態様において、該ゾーン化された分配プレートは、異なる種類の複数のポリマーストリーム、特に、異なる種類の2~4個のポリマーストリーム、を分配し、結合し、そして、押し出すように構成される。例えば、該ゾーン化された分配プレートは、4つの異なるポリマー(例えば、ポリマーA、B、C及びD)を含むポリマーストリームを押出すように構成されていてもよい。ポリマーA、B、C及びDは、単成分フィラメントとして分配され、そして押出されてもよく、又は、ポリマーストリームの断面にわたって、従って、結果として得られる多成分繊維において、該ポリマーが別個のポリマー成分として配置されるところの2以上のポリマーA、B、C及びDの組み合わせを含む多成分フィラメントを形成するように組み合わされてもよい。
以下の記載におけるポリマーA、B、C及びDへの言及は、一般的に使用されるものであり、特定のポリマーに限定されるものではないことが認識されるべきである。ポリマーA、B、C及びDは、単一のポリマーに限定されず、ポリマーのブレンド、添加剤とポリマーとのブレンド、及びそれらの組み合わせを包含しうることがまた認識されるべきである。この点に関して、ポリマーA、B、C及びDのうちの1以上がブレンドであるときに、該ブレンドは典型的には、スピンビームへの導入の前に、まず押出機で調製されることに留意されたい。例えば、ポリマーAは典型的には第1の押出機によって提供され、ポリマーBは典型的には第2の押出機によって提供され、及びポリマーCは典型的には第3の押出機によって提供される。
図3において示されている実施態様において、単一のゾーン化された分配プレートのみが示されている。該ゾーン化された分配プレート64は、互いに積み重ねられた2以上の分配プレートを備えていてもよいこと、及び該分配開口に複数の溶融ポリマーストリームを供給するように協働するように構成されていることが認識されるべきである。以下により詳細に記載されているように、該分配開口部は、分配プレートの下面を横切って複数の分配ゾーン内に配置され、ここで、各分配ゾーンは、隣接するゾーンのポリマーストリームとは異なる種類のポリマーストリームを押し出すように構成される。
III.ゾーン化された代表的な分配プレート
図5~図11は、本発明の様々な実施態様に従うゾーン化された分配プレートの下面の部分図を示す。分配プレート上に典型的に存在する分配開口の数を考慮すると、図5~図11に図示されている行及び列の数は、単純化の為に減らされており、分配開口の実際の数を何らかの方法で制限することを意味するものでない。
該紡糸口金と同様に、図5~図11に示されている分配開口82は、該ゾーン化された分配プレートの近位端78aと遠位端78bとの間で該スピンビームの交差方向において長手方向に延在する複数の行(参照文字「R」によって指定されている)を備えている矩形アレイに配置される。幾つかの実施態様において、該分配開口はまた、該スピンビームの機械方向において横方向に延在する複数の列(参照文字「C」によって指定されている)として配置される。該ゾーン化された分配プレートは、分配開口の特定の数に制限されないが、該ゾーン化された分配プレートは典型的には、1メートル当たり約1,000~約6,000個の分配開口を備えている。
幾つかの実施態様において、該スピンビームは、約20~約80の行の紡糸口金オリフィスを備えていてもよく、従って、該スピンビームの該交差方向において長手方向に延在する20行~80行の対応する分配開口を備えていてもよい。2つの分配ゾーンを有する該ゾーン化された分配プレートの或る実施態様において、ゾーン当たりの分配オリフィス同士の行の数の比は、8:72~72:8であってもよい。例えば、2つのゾーン(但し、各ゾーンがほぼ同じ行(R)の数を有する)を有するゾーン化された分配プレートにおいて、第1の分配ゾーンは、10~50、例えば20~40、の行を備えていてもよく、及び第2の分配ゾーンがまた10~50、例えば約20~約40の行、を備えていてもよい。1つの或る実施態様において、該ゾーン化された分配プレートは、該スピンビームの長手方向に延在する25~30の行の分配開口を有する第1の分配ゾーンと、長手方向に延在する25~30の行の分配開口を有する第2の分配ゾーンとを備えている。
1つの実施態様において、該ゾーン化された分配プレートは、分配開口の少なくとも4個の行、少なくとも5個の行、少なくとも6個の行、少なくとも7個の行、少なくとも8個の行、少なくとも9個の行、少なくとも10個の行、少なくとも11個の行、少なくとも12個の行、少なくとも13個の行、少なくとも14個の行、少なくとも15個の行、少なくとも16個の行、少なくとも17個の行、少なくとも18個の行、少なくとも19個の行、少なくとも20個の行、少なくとも21個の行、少なくとも22個の行、少なくとも23個の行、少なくとも24個の行、少なくとも25個の行、少なくとも26個の行、少なくとも27個の行、少なくとも28個の行、少なくとも29個の行、少なくとも30個の行、少なくとも31個の行、少なくとも32個の行、少なくとも33個の行、少なくとも34個の行、少なくとも35個の行、少なくとも36個の行、少なくとも37個の行、少なくとも38個の行、少なくとも39個の行、少なくとも40個の行、少なくとも41個の行、少なくとも42個の行、少なくとも43個の行、少なくとも44個の行、少なくとも45個の行、少なくとも46個の行、少なくとも47個の行、少なくとも48個の行、少なくとも49個の行、少なくとも50個の行、少なくとも51個の行、少なくとも52個の行、少なくとも53個の行、少なくとも54個の行、少なくとも55個の行、少なくとも56個の行、少なくとも57個の行、少なくとも58個の行、少なくとも59個の行、少なくとも60個の行、少なくとも61個の行、少なくとも62個の行、少なくとも63個の行、少なくとも64個の行、少なくとも65個の行、少なくとも66個の行、少なくとも67個の行、少なくとも68個の行、少なくとも69,個の行、少なくとも70個の行、少なくとも71個の行、少なくとも72個の行、少なくとも73個の行、少なくとも74個の行、少なくとも75個の行、少なくとも76個の行、少なくとも77個の行、少なくとも78個の行、少なくとも79個の行、及び少なくとも80個の行を有する第1の分配ゾーンを備えている。
加えて、該第1の分配ゾーンは、分配開口の80個未満の行、79個未満の行、78個未満の行、77個未満の行、76個未満の行、75個未満の行、74個未満の行、73個未満の行、72個未満の行、71個未満の行、70個未満の行、69個未満の行、68個未満の行、67個未満の行、66個未満の行、65個未満の行、64個未満の行、63個未満の行、62個未満の行、61個未満の行、60個未満の行、59個未満の行、58個未満の行、57個未満の行、56個未満の行、55個未満の行、54個未満の行、53個未満の行、52個未満の行、51個未満の行、50個未満の行、49個未満の行、48個未満の行、47個未満の行、46個未満の行、45個未満の行、44個未満の行、43個未満の行、42個未満の行、41個未満の行、40個未満の行、39個未満の行、38個未満の行、37個未満の行、36個未満の行、35個未満の行、34個未満の行、33個未満の行、32個未満の行、31個未満の行、30個未満の行、29個未満の行、28個未満の行、27個未満の行、26個未満の行、25個未満の行、24個未満の行、23個未満の行、22個未満の行、21個未満の行、20個未満の行、19個未満の行、18個未満の行、17個未満の行、16個未満の行、15個未満の行、14個未満の行、13個未満の行、12個未満の行、11個未満の行、10個未満の行、9個未満の行、8個未満の行、7個未満の行、6個未満の行、5個未満の行、4個未満の行、3個未満の行、及び2個未満の行を備えていてもよい。
幾つかの実施態様において、該第1の分配ゾーンは、分配開口の2~78個の行、3~77個の行、4~76個の行、5~75個の行、6~74個の行、7~73個の行、8~72個の行、9~71個の行、10~70個の行、11~69個の行、12~68個の行、12~67個の行、13~66個の行、14~65個の行、15~64個の行、16~63個の行、17~62個の行、18~61個の行、19~60個の行、20~59個の行、21~58個の行、22~57個の行、23~56個の行、24~55個の行、23~54個の行、24~53個の行、又は25~52個の行を備えていてもよい。或る実施態様において、該第1の分配ゾーンは、分配開口の20~35個の行、21~34個の行、22~33個の行、23~32個の行、24~31個の行、25~30個の行、26~29個の行、又は27~28個の行を備えていてもよい。
同様に、この実施態様において、該ゾーン化された分配プレートはまた、分配開口の少なくとも4個の行、少なくとも5個の行、少なくとも6個の行、少なくとも7個の行、少なくとも8個の行、少なくとも9個の行、少なくとも10個の行、少なくとも11個の行、少なくとも12個の行、少なくとも13個の行、少なくとも14個の行、少なくとも15個の行、少なくとも16個の行、少なくとも17個の行、少なくとも18個の行、少なくとも19個の行、少なくとも20個の行、少なくとも21個の行、少なくとも22個の行、少なくとも23個の行、少なくとも24個の行、少なくとも25個の行、少なくとも26個の行、少なくとも27個の行、少なくとも28個の行、少なくとも29個の行、少なくとも30個の行、少なくとも31個の行、少なくとも32個の行、少なくとも33個の行、少なくとも34個の行、少なくとも35個の行、少なくとも36個の行、少なくとも37個の行、少なくとも38個の行、少なくとも39個の行、少なくとも40個の行、少なくとも41個の行、少なくとも42個の行、少なくとも43個の行、少なくとも44個の行、少なくとも45個の行、少なくとも46個の行、少なくとも47個の行、少なくとも48個の行、少なくとも49個の行、少なくとも50個の行、少なくとも51個の行、少なくとも52個の行、少なくとも53個の行、少なくとも54個の行、少なくとも55個の行、少なくとも56個の行、少なくとも57個の行、少なくとも58個の行、少なくとも59個の行、少なくとも60個の行、少なくとも61個の行、少なくとも62個の行、少なくとも63個の行、少なくとも64個の行、少なくとも65個の行、少なくとも66個の行、少なくとも67個の行、少なくとも68個の行、少なくとも69,個の行、少なくとも70個の行、少なくとも71個の行、少なくとも72個の行、少なくとも73個の行、少なくとも74個の行、少なくとも75個の行、少なくとも76個の行、少なくとも77個の行、少なくとも78個の行、少なくとも79個の行、及び少なくとも80個の行を有する第2の分配ゾーンを備えていてもよい。
加えて、該第2の分配ゾーンは、分配開口の80個の行、79個未満の行、78個未満の行、77個未満の行、76個未満の行、75個未満の行、74個未満の行、73個未満の行、72個未満の行、71個未満の行、70個未満の行、69個未満の行、68個未満の行、67個未満の行、66個未満の行、65個未満の行、64個未満の行、63個未満の行、62個未満の行、61個未満の行、60個未満の行、59個未満の行、58個未満の行、57個未満の行、56個未満の行、55個未満の行、54個未満の行、53個未満の行、52個未満の行、51個未満の行、50個未満の行、49個未満の行、48個未満の行、47個未満の行、46個未満の行、45個未満の行、44個未満の行、43個未満の行、42個未満の行、41個未満の行、40個未満の行、39個未満の行、38個未満の行、37個未満の行、36個未満の行、35個未満の行、34個未満の行、33個未満の行、32個未満の行、31個未満の行、30個未満の行、29個未満の行、28個未満の行、27個未満の行、26個未満の行、25個未満の行、24個未満の行、23個未満の行、22個未満の行、21個未満の行、20個未満の行、19個未満の行、18個未満の行、17個未満の行、16個未満の行、15個未満の行、14個未満の行、13個未満の行、12個未満の行、11個未満の行、10個未満の行、9個未満の行、8個未満の行、7個未満の行、6個未満の行、5個未満の行、4個未満の行、3個未満の行、及び2個未満の行を備えていてもよい。
幾つかの実施態様において、該第2の分配ゾーンは、分配開口の2~78個の行、3~77個の行、4~76個の行、5~75個の行、6~74個の行、7~73個の行、8~72個の行、9~71個の行、10~70個の行、11~69個の行、12~68個の行、12~67個の行、13~66個の行、14~65個の行、15~64個の行、16~63個の行、17~62個の行、18~61個の行、19~60個の行、20~59個の行、21~58個の行、22~57個の行、23~56個の行、24~55個の行、23~54個の行、24~53個の行、又は25~52個の行を備えていてもよい。或る実施態様において、該第2の分配ゾーンは、分配開口の20~35個の行、21~34個の行、22~33個の行、23~32個の行、24~31個の行、25~30個の行、26~29個の行、又は27~28個の行を備えていてもよい。
図5は、該ゾーン化された分配プレート64の下面72を示す。この実施態様において、該ゾーン化された分配プレート64は、第1の分配ゾーン74及び第2の分配ゾーン76を備えている。この図示された実施態様において、第1の分配ゾーン及び第2の分配ゾーンは、該スピンビームの交差方向に長手方向に延在する。或る実施態様において、第1のポリマー溶融ストリームは、該ゾーン化された分配プレート64によって第1の分配ゾーン74に分配され、及び異なる種類の第2のポリマー溶融ストリームは、該ゾーン化された分配プレート64によって第2の分配ゾーン76に分配される。
分配ゾーン当たりの行(R)の数は、該単一の織布層の所望の特性に応じて変わりうる。典型的には、該第1の分配ゾーンにおける分配開口の行(R)の数は、該ゾーン化された分配プレート上の分配開口の総数又は行の数に基づいて約20~約80%であってもよく、及び第2の分配ゾーンにおける分配開口の行(R)の数は、該ゾーン化された分配プレート上の分配開口の総数又は行の数に基づいて約20~約80%であってもよい。すなわち、第2の分配ゾーンの行の数に対する第1の分配ゾーンの行の数の比は、約20:約80~約80:約20であってもよく、約30:約70~約30:約70の比がより好ましい。幾つかの実施態様において、該第2の分配ゾーンの行の数に対する該第1の分配ゾーンの行の数の比は、約50:約50であってもよい。
図6において示されている実施態様は、第1の分配ゾーン84及び第2の分配ゾーン86を有する該ゾーン化された分配プレート80を備えている。この図示された実施態様において、該第1の分配ゾーン及び第2の分配ゾーンは、該スピンビームの交差方向に長手方向に延在する。或る実施態様において、第1のポリマー溶融ストリームは、該ゾーン化された分配プレート80によって第1の分配ゾーン84に分配され、及び異なる種類の第2のポリマー溶融ストリームは、ゾーン化された分配プレート80によって第2の分配ゾーン86に分配される。
分配ゾーン当たりの行(R)の数は、該単一の織布層の所望の特性に応じて変わりうる。典型的には、該第1の分配ゾーンにおける分配開口の行(R)の数は、該ゾーン化された分配プレート上の分配開口の総数又は行の数に基づいて約10~約90%であってもよく、及び第2の分配ゾーンにおける分配開口の行(R)の数は、該ゾーン化された分配プレート上の分配開口の総数又は行の数に基づいて約10~約90%であってもよい。すなわち、該第2の分配ゾーンの行の数に対する該第1の分配ゾーンの行の数の比は、約10:90~約90:10であってもよく、20:80~80:20の比がより好ましい。幾つかの実施態様において、該第2の分配ゾーンの行の数に対する該第1の分配ゾーンの行の数の比は、約30:70であってもよい。
1つの実施態様において、該ゾーン化された分配プレート80は、ポリマーA、ポリマーB、ポリマーAとポリマーBのブレンド、又はポリマーA及びBとは異なる第3のポリマーCのうちの1つを含む単成分フィラメントを押し出すように構成された第1の分配ゾーン84と、第1のポリマー成分(ポリマーA)と第2のポリマー成分(ポリマーB)とを含む多成分フィラメントを押し出すように構成された第2の分配ゾーン86とを備えている。
好ましい実施態様において、第2の分配ゾーン86に対する第1の分配ゾーン84の比は、15:85~30:70であり、及び該第1の分配ゾーンは、第1のポリマーAを含む単成分繊維を押し出すように構成され、及び該第2の分配ゾーンは、サイド-バイ-サイド構成、偏心の構成、又はD-セントリックの構成を有する二成分繊維を押し出すように構成され、ここで、該ポリマー成分の一方がポリマーAを含み、及び該第2のポリマー成分が第2のポリマーBを含む。好ましい実施態様において、第2の分配ゾーンは、サイド-バイ-サイド構成を有する二成分繊維を押し出すように構成される。
図6の該ゾーン化された分配プレートの更なる実施態様において、該第1の分配ゾーン及び該第2の分配ゾーンは、組成、構造、又は断面の変化を除いて実質的に同じであるポリマーストリームを押し出すように構成されてもよい。例えば、1つの実施態様において、第1の分配ゾーン84及び第2の分配ゾーン86は、同じポリマー(例えば、ポリマーA)を含むポリマーストリームを押し出すように構成されていてもよいが、第1の分配ゾーン又は第2の分配ゾーンのいずれかによって押し出されるべきポリマーストリームの一方は、結果として得られた単一の織布層の複数の領域の1つに所望の特性を付与する為に該ポリマーとブレンドされる機能性添加剤を含んでいてもよい。幾つかの実施態様において、該単一の織布層の1以上の所望の領域に機能性添加剤が提供されるところの層状化された織布層が提供される。このようにして、該不織布の単一層内の目的とする領域において所望の機能性を有する不織布を製造することが可能である。
図5に従って該ゾーン化された分配プレートを用いて調製されうる層状化された織布層を有する代表的な不織布層の例が、以下においてより詳細に説明される。
図7は、本発明の実施態様に従って使用されうるゾーン化された分配プレート90の更なる例を示す。この実施態様において、該ゾーン化された分配プレート90は、サイド-バイ-サイド構成を有する二成分フィラメントを押し出すように構成された第1の分配ゾーン92と、偏心のシース/コア構成又はD-セントリックのシース/コア構成を有する二成分フィラメントを押し出すように構成された第2の分配ゾーン94とを備えている。有利には、第1の分配ゾーン92及び第2の分配ゾーン94の各々は、圧着の種類が異なるところの捲縮フィラメントを製造するように構成されうる。例えば、一方のゾーンはらせん状のクリンプを生成してもよく、及び他方のゾーンは正弦波状を有するクリンプを生成してもよい。
図6において示されている実施態様と同様に、分配ゾーン当たりの行(R)の数は、該単一の織布層の所望の特性に応じて変わりうる。典型的には、第1の分配ゾーン92における分配開口の行(R)の数は、該ゾーン化された分配プレート上の分配開口の総数又は行の数に基づいて約10~約90%であってもよく、及び第2の分配ゾーン94における分配開口の行(R)の数は、該ゾーン化された分配プレート上の分配開口の総数又は行の数に基づいて約10~約90%であってもよい。すなわち、該第2の分配ゾーンにおける行の数に対する該第1の分配ゾーンにおける行の数の比は、約10:約90~約90:約10であってもよく、約20:約80~約80:約20の比がより好ましい。幾つかの実施態様において、該第2の分配ゾーンの行の数に対する該第1の分配ゾーンの行の数の比は、約50:約50であってもよい。
好ましい実施態様において、該第2の分配ゾーンに対する該第1の分配ゾーンの比は、15:85~30:70である。
或る実施態様において、図7において図示されている該ゾーン化された分配プレートの第1の分配ゾーン92は、複数のポリマー成分の一つがポリマーAの一つであり、及び他のポリマー成分がポリマーB又はCの一つである偏心の構成又はD-セントリックのシース/コア構成を有する二成分繊維を押し出すように構成され、並びに第2の分配ゾーン94は、ポリマー成分の一方がポリマーAであり、他のポリマー成分がポリマーBであるところのサイド-バイ-サイド構成を有する二成分繊維を押し出すように構成される。
図7に従う該ゾーン化された分配プレートを用いて調製されうる、層状化された織布層を有する代表的な不織布層の例が、以下においてより詳細に説明される。
図8は、本発明の実施態様に従って使用されうるゾーン化された分配プレート100の別の例を示す。この実施態様において、該ゾーン化された分配プレート100は、第1の分配ゾーン102、第2の分配ゾーン104、及び第1の分配ゾーン102と第2の分配ゾーン104との間に挟まれた第3の分配ゾーン106を備えている。これら分配ゾーンの各々は、該スピンビームの交差方向に長手方向に延在する。このゾーン化された分配プレートの或る実施態様において、第1の分配ゾーン102及び第2の分配ゾーン104は、層状化された不織布の外側の領域を形成するように構成され、及び第3の分配ゾーン106は、層状化された不織布の内側の領域を形成するように構成される。
図8において示されている該ゾーン化された分配プレートの或る実施態様において、第1の分配ゾーン102及び第2の分配ゾーン104は、同じ種類であるポリマーストリームを押し出すように構成されてもよく、又は代替的に、各々が互いに異なるポリマーストリームを押し出すように構成されてもよい。幾つかの実施態様において、第1の分配ゾーン102及び第2の分配ゾーン104は、ホモポリマー繊維を形成するポリマーストリームを押し出すように構成されてもよい。
或る実施態様において、第3の分配ゾーン106は、少なくとも2つのポリマー成分が結果として得られる多成分繊維を形成するところの多成分構成を有するポリマーストリームを押し出すように構成される。該結果として得られる多成分繊維は、サイド-バイ-サイド構成、シース/コア構成、偏心のシース/コア構成、D-セントリックのシース/コア構成、三成分構成、又は二分割されたパイ(bico-segmented pie)構成を有していてもよい。
先に説明された実施態様と同様に、1つの分配ゾーン当たりの行(R)の数は、該単一の織布層の所望の特性に応じて変わりうる。典型的には、第1の分配ゾーン102及び第2の分配ゾーン104の各々における分配開口の行(R)の数は、ゾーン化された分配プレート上の分配開口の総数又は行の数に基づいて約10~約40%であってもよく、第3の分配ゾーンにおける分配開口の行(R)の数は、ゾーン化された分配プレート上の分配開口の総数又は行の数に基づいて約20~約80%であってもよい。好ましい実施態様において、該第3の分配ゾーンの行(R)の数に対する第1の分配ゾーンと第2の分配ゾーンとの合計の行(R)の数の比は、約20:約80~約80:約20であり、より好ましくは、約40:約60~約60:約40である。或る実施態様において、該比は約45:約55~約55:約45であり、約50:約50の比がより好ましい。
或る実施態様において、第1の分配ゾーン102及び第2の分配ゾーン104は、単成分繊維を押し出すように構成されてもよく、及び第3の分配ゾーン106は、サイド-バイ-サイド構成、偏心のシースコア構成、又はD-セントリックのシース/コア構成を有する二成分繊維を押し出すように構成されてもよい。そのような実施態様において、該第3の分配ゾーンの二成分ポリマーストリームは、ポリマーA及びポリマーBを含んでいてもよく、該第1の分配ゾーン及び該第2の分配ゾーンの該ポリマーストリームは、ポリマーA、ポリマーB、又はポリマーC、及びそれらのブレンドのうちの1以上を含んでいてもよい。
図8に従う該ゾーン化された分配プレートを用いて調製されうる、層状化された織布層を有する代表的な不織布層の例が、以下においてより詳細に説明されている。
図9は、本発明の実施態様に従って使用されうるゾーン化された分配プレート110の別の例を示す。この実施態様において、該ゾーン化された分配プレート110は、第1の分配ゾーン112、第2の分配ゾーン114、及び第1の分配ゾーン112と第2の分配ゾーン114との間に挟まれる第三分配ゾーン116を備えている。或る実施態様において、第1の分配ゾーン112及び第2の分配ゾーン114は、層状化された不織布の外側の領域を形成するように構成されてもよく、及び第3の分配ゾーン116は、層状化された不織布の内側の領域を形成するように構成されてもよい。
或る実施態様において、該第1の分配ゾーン112及び該第2の分配ゾーン114は、結果として得られる多成分繊維がサイド-バイ-サイド構成、シース/コア構成、偏心のシース/コア構成、D-セントリックのシース/コア構成、三成分構成、又は二分割されたパイ構成を有する多成分ポリマーストリームを押し出すように構成されてもよい。そのような実施態様において、第3の分配ゾーン116は、結果として得られた多成分繊維がサイド-バイ-サイド構成を有しうるところの多成分ポリマーストリームを押し出すように構成されてもよい。
好ましい実施態様において、該第1の分配ゾーン112及び該第2の分配ゾーン114は、ポリマーA及びポリマーBが各々該ストリームの2つの交互セグメントを含む4分割されたパイ構成を有する二成分ポリマーストリームを押し出すように構成され、及び該第3の分配ゾーンは、2つの成分が互いに異なり且つポリマーA、ポリマーB又はポリマーCのうちの1つであってもよいところのサイド-バイ-サイド構成を有する二成分繊維を押し出すように構成される。
先に記載された実施態様と同様に、分配ゾーンごとの行(R)の数は、該単一の織布層の所望の特性に応じて変わりうる。典型的には、第1の分配ゾーン112及び第2の分配ゾーン114の各々における分配開口の行(R)の数は、該ゾーン化された分配プレート上の分配開口の総数又は行の数に基づいて約10~約20%であってもよく、及び該第3の分配ゾーンにおける分配開口の行(R)の数は、該ゾーン化された分配プレート上の分配開口の総数又は行の数に基づいて約60~約80%であってもよい。好ましい実施態様において、第3の分配ゾーンの行(R)の数に対する第1の分配ゾーンと第2の分配ゾーンとの合計の行(R)の数の比は、約20:約80~約40:約60であり、より好ましくは約22:78~約24:76であり、約28:約72の比がより好ましい。
図9に従う該ゾーン化された分配プレートを用いて調製されうる、層状化された織布層を有する代表的な不織織布層の例が、以下においてより詳細に説明される。
図10は、本発明の実施態様に従って使用されうるゾーン化された分配プレート120の別の例を示す。この実施態様において、該ゾーン化された分配プレート120は複数の分配ゾーンの複数の系列を備えており、該複数の分配ゾーンの複数の系列において、隣接する分配ゾーンが互いに異なる種類のポリマーストリームを押し出すように構成され、且つ分配ゾーンの交互の対が同じ種類のポリマーのポリマーストリームを押し出すように構成される。例えば、分配ゾーン122a及び分配ゾーン122bは、複数のポリマーが同じ種類(すなわち、同一の構造及び組成)のポリマーストリームを押し出すように構成され、及び分配ゾーン124a及び分配ゾーン124bがまた、ポリマーが同じ種類(すなわち、同一の構造及び組成)のポリマーストリームを押し出すように構成される。
図10において示されている実施態様において、合計4つの分配ゾーンが図示されているが、該ゾーン化された分配プレートは、任意の数、例えば約2~約40、約5~約30、又は約10~約20、の交互分配ゾーンを備えていてもよいことが認識されるべきである。
該交互分配ゾーンは、単成分フィラメント又は多成分フィラメントを押し出すように構成されてもよい。
先に説明された実施態様と同様に、1つの分配ゾーン当たりの行(R)の数は、該層状化された織布層の所望の特性に応じて変わりうる。典型的には、各々の分配開口の行(R)の数は、該ゾーン化された分配プレート上の分配開口の行の総数に基づいて約10~約30%、特に、該ゾーン化された分配プレート上の分配開口の総数又は行の数に基づいて約15~約25%であってもよい。各分布ゾーンにおける行の割合は同じである必要はなく、結果として得られる層状化された織布層の所望の特性に応じて変えられることができることが認識されるべきである。
図11は、本発明の実施態様に従って使用されうるゾーン化された分配プレート130の別の例を示す。この実施態様において、分配ゾーン(例えば、132a、134a、132b、134b、...)は、該ゾーン化された分配プレート130の機械方向に延在する。図10の分配プレートと同様に、該ゾーン化された分配プレート130は、隣接する分配ゾーンが互いに異なる種類のポリマーストリームを押し出すように構成され且つ交互分配ゾーンが同じ種類のポリマーのポリマーストリームを押し出すように構成されるところの複数の分配ゾーンを備えている。例えば、分配ゾーン132a、132b、132c、及び132dはポリマーストリームを押し出すように構成されており、ここで、該ポリマーは同じ種類(すなわち、同一の構造及び組成)であり、並びに該ポリマーストリームが分配ゾーン134a、134b、及び134cによって押し出されるものとは異なる種類である。同様に、分配ゾーン134a、134b、及び134cがまたポリマーストリームを押し出すように構成されており、ここで、該ポリマーは同じ種類(すなわち、同一の構造及び組成)であり、並びに該ポリマーストリームが分配ゾーン132a、132b、132c、及び132dによって押し出されるものとは異なる種類である。
該ゾーン化された分配プレート130の1つの実施態様において、複数の交互分配ゾーンの第1の系列(例えば、132a、134a、132b、134b)は、二成分構成、例えば、サイド-バイ-サイド、偏心のシース/コア、D-セントリックのシース/コア等、を有するポリマーストリームを押し出すように構成される、ここで、ポリマーA及びポリマーBが2つのポリマー成分を含む。この実施態様において、複数の交互分配ゾーンの第2の系列(例えば、134a、134b、及び134c)は、ポリマーA、B、又はCのうちの1つを含む単成分構成を有するポリマーストリームを押し出すように構成される。
1つの実施態様において、複数の交互分配ゾーンの第1の系列(例えば、132a、134a、132b、134b)は、該ゾーン化された分配プレート上の分配開口の列の総数に基づいて、該分配開口の列(C)の数の約60~約85%、特には、該ゾーン化された分配プレート上の分配開口の列の総数に基づいて約70~約80%、を備えている。1つの実施態様において、複数の交互分配ゾーンの第2の系列に対する複数の交互分配ゾーンの第1の系列の比は、約80:約20~約70:約30であり、75:25の比がより好ましい。各分布ゾーンの列の割合は同じである必要はなく、結果とし得られる層状化された織布層の所望の特性に応じて変えられることができることが認識されるべきである。
IV.層状化された織布層の代表例
図1及び図12~図17は、本発明の様々な実施態様に従う層状化された織布層を有する代表的な不織布を示す。該代表例は、本発明の実施態様に従って調製されうる様々な実施態様を示す為に提供され、そして、本発明をいかなる形でも限定することを意図するものではないことが認識されるべきである。特に、層状化された織布層を有する多種多様な不織布が本発明内に包含されることが理解されるべきである。
本発明の実施態様は、捲縮繊維を含むスパンボンド不織布を調製する為に特に有用である。
捲縮繊維は、該不織布のロフト(loft)と柔らかさ(softness)を向上させる傾向がある為に、衛生用途において特に有用でありうる。しかしながら、捲縮繊維には、典型的に機械的強度と寸法安定性が低いという欠点がある。その結果、クリンプ加工された該不織布は著しいネックイン(neck-in)を有する傾向があり、これは要するにMD応力下で該不織布の交差方向に生地の収縮を結果として生じる。この問題に対処する為に、米国特許公開第2016/0221300号明細書(以下、「‘300号公報」という)は、非捲縮スパンボンド織物の上に捲縮スパンボンド織物が堆積された複合積層体を記載する。該非捲縮スパンボンド織物は、捲縮スパンボンド織物に寸法安定性を与える。しかしながら、‘300号公報に記載されたシステム及び方法には欠点がある。特に、少なくとも2つの別個のスパンボンド織布層を必要とし、それは2つの別個のスピンビームと各スピンビームに関連付けられた装置を必要とする。このことは、‘300号公報に記載された複合積層体を調製する為の複雑さ及びコストを増加させる。
有利には、本発明者等は、2つの異なる繊維種類を有する単一の織布層を使用することにより、複数のスパンボンドスピンビームを必要とすること無しに、改善された寸法安定性を有する捲縮織物が提供されることを発見した。
図1に戻ると、不織布2は、2つの異なる繊維種類6及び8を有する単一の織布層4を含み、ここで、第1の繊維は、非捲縮又は低捲縮である単成分フィラメントを含み、及び第2の繊維8は、第1の繊維とは異なる繊維種類の捲縮二成分繊維を含む。前述されているように、単一の織布層4は単一層として該スピンビームから押し出される。
1つの実施態様において、捲縮連続フィラメントを含む第2の繊維8は、ポリマー成分の一方が他方のポリマー成分と異なる(例えば、結晶化度、溶融温度、多分散性指数、曲げ弾性率、融解熱、及び/又はメルトフローレート(MFR)における違い)二成分繊維を含み、従って、該二成分繊維が有利に自然捲縮を展開するか又は自然捲縮を有する。或る実施態様において、該捲縮連続フィラメントは、サイド-バイ-サイド、偏心のシース/コア、D-セントリックのシース/コア、又は捲縮を展開するか又は保有することができる何らかの他の構成を含む群から選択される二成分構成を有する。該第2の繊維の捲縮連続フィラメントは、改善されたロフト及び柔らかさを提供する。捲縮繊維を調製する為のポリマーは前述されている。
好ましい実施態様において、第2の捲縮繊維は、該フィラメントの長さに沿って複数のループを含むらせん状捲縮(helical crimp)を有する。典型的には、1cm当たりのらせん状ループの数は、約2~約100、特に約5~約75、でありうる。好ましい実施態様において、該捲縮繊維は、1cm当たり少なくとも10個のらせん状ループを有し、より特には、1cm当たり少なくとも約15個のらせん状ループを有する。好ましい実施態様において、1cm当たりのクリンプの数は、約2~約20のらせん状ループである。本発明に従う捲縮繊維の捲縮の数は、JIS L 1015に従って決定されうる。
第1の繊維6は、非捲縮性フィラメント又は低捲縮性フィラメントであり、典型的には、らせん状捲縮、例えば、セントリックシース/コア構成、を展開しない単成分繊維又は多成分繊維を含む。該第1の繊維は、該不織布に強度を与え、且つ該不織布に向上した寸法安定性を与える。
幾つかの実施態様において、第1の繊維6は、ポリオレフィン、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びそれらの組み合わせ、を含みうる。好ましい実施態様において、第1の繊維6は、約20~約40g/10分のMFR、特に約25~約35g/10分のMFR、を有するチーグラー・ナッタ(Ziegler-Natta)で触媒されたホモポリマーポリプロピレンを含む。
更なる実施態様は、捲縮フィラメントを含む層状化された織布層を有する不織布を提供する。これに関して、図12は、捲縮連続フィラメントを含む第1の領域220と非捲縮フィラメント又は低捲縮フィラメントの第2の領域230とを有する層状化された織布層210を有する不織布200の実施態様を示す。或る実施態様において、図12において図示された該層状化された織布層は、先に説明された図5又は図6に図示された該ゾーン化された分配プレートを使用して調製されることができる。図示されるように、第1の領域220及び第2の領域230は、一方の領域が他方の領域の上に重なるように不織布の交差方向に延在する。低捲縮繊維又は非捲縮繊維は典型的には、繊維長さ1cm当たり2ループ未満を有する。
前述されているように、該層状化された織布層210は単層としてスピンビームから押し出される。
1つの実施態様において、捲縮連続フィラメントを含む第1の領域220は、ポリマー成分の一方が他方のポリマー成分と異なる(例えば、結晶化度、分子量、融解温度、多分散指数、曲げ弾性率、融解熱、メルトフローレート(MFR)、及びクリンプ誘発ポリマー添加剤(例えば、メルトブローン樹脂及び/又は低アイソタクティシティを有するポリマーとのブレンド等)における違い)二成分繊維を含み、従って、該二成分繊維が有利に自然捲縮を展開するか又は自然捲縮を有する。或る実施態様において、該捲縮連続フィラメントは、サイド-バイ-サイド、偏心のシース/コア、D-セントリックのシース/コア、又は捲縮を展開するか又は保有することができる他の構成を含む群から選択される二成分構成を有する。該第1の領域220の捲縮連続フィラメントは、改善されたロフト及び柔らかさを提供する。
好ましい実施態様において、該第1の領域の捲縮連続フィラメントは、該フィラメントの長さに沿って複数のループを含むらせん状捲縮を有する。典型的には、1cm当たりのらせん状ループの数は、約2~約100、特に約5~約75、でありうる。好ましい実施態様において、該捲縮連続フィラメントは、1cm当たり少なくとも10個のらせん状ループを有し、より特には、1cm当たり少なくとも約15個のらせん状ループを有する。好ましい実施態様において、1cm当たりのクリンプの数は約2~約20のらせん状ループである。
多種多様な異なるポリマーが、捲縮連続フィラメントの製造において使用されうる。特に、該二成分繊維は、ポリオレフィン、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、及びそれらの組み合わせ、を含みうる。
或る実施態様において、捲縮連続フィラメントは、該二成分繊維の第1のポリマー成分が19~40g/分のMFRを有するメタロセン触媒ポリプロピレンを含み、及び第2のポリマー成分が約20~35g/10分のMFRを有するチーグラー・ナッタで触媒されたポリプロピレンを含むサイド-バイ-サイド構成を含む。特に断りのない限り、MFRはISO 1133、230℃/2.16kgの力に従って測定される。
本発明の或る実施態様において使用する為の捲縮連続フィラメントを調製する為に使用されうる追加のポリマー組成物は、米国特許出願公開第2016/0221300号明細書、米国特許第6,454,989号明細書、欧州特許第2,343,406B1号明細書、並びに欧州特許出願第3,121,314号明細書及び第3,246,443号明細書において記載されており、それらの全ての内容は参照によって本明細書内に組み込まれる。
該第2のポリマー成分に対する該第1のポリマー成分の比は、約55:約45~約80:約20であってもよく、70:30の比がより好ましい。
前述されたポリマー組成物に加えて、様々なポリマーとポリマー添加剤とのブレンドが使用され、捲縮フィラメントを製造しうる。そのような1つの実施態様において、15~50g/10分のMFRを有するポリプロピレンが、高MFRポリプロピレン樹脂(例えば、約500~2,000g/10分)、又は低アイソタクチック性ポリプロピレンとブレンドされてもよい。
1つの実施態様において、非捲縮フィラメント又は低捲縮フィラメントの第2領域230は典型的には、らせん捲縮、例えば、セントリックのシース/コア構成、を展開しない単成分繊維又は多成分繊維を含む。第2の領域230のフィラメントは、該不織布に強度を与え、且つ該不織布に向上した寸法安定性を与える。
第2の領域230を備えているフィラメントは、ポリオレフィン、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びそれらの組み合わせ、を含みうる。好ましい実施態様において、第2の領域230のフィラメントは、約20~約40g/10分のMFR、特に約25~約35g/10分のMFR、を有するチーグラー・ナッタで触媒されたホモポリマーポリプロピレンを含む。1つの実施態様において、第2の領域230のフィラメントを構成するポリマーは、第1の領域220の二成分フィラメント中の第2のポリマー成分として使用されるのと同じチーグラー・ナッタで触媒されたポリプロピレンである。
或る実施態様において、不織布200は、約8~約65グラム/平方メートル(gsm:grams per square meter)、特に約10~約40gsm、の坪量を有しうる。好ましい実施態様において、不織布200は、約15~約30gsmの坪量を有する。
第2の領域230に対する第1の領域220の比(分配開口の行の数に基づく)は、約40:約60~約90:約10であり、約30:約70の比がより好ましい。
ここで図13を参照すると、本発明の実施態様に従って製造されることができる、層状化された織布層を有する不織布の更なる実施態様が図示されている。図示されているように、不織布300は、2つの領域の繊維が互いに異なる種類であるところの第1の領域320と第2の領域330とを有する層状化された織布層310を備えている。前述されているように、層状化された織布層310は、単一層としてスピンビームから押し出される。或る実施態様において、図13に図示されている該層状化された織布層は、先に記載されているように、図5、図6又は図7に図示された該ゾーン化された分配プレートを用いて調製されることができる。
1つの或る実施態様において、第1の領域320又は第2の領域320のうちの一方は、他方の領域中に存在しない機能性添加剤を含む。このようにして、該層状化された織布層が他の領域中に存在しない標的化された機能性を含む不織布が調製されることができる。前述されているように、1以上の領域に含まれうる機能性添加剤は、着色剤(例えば、顔料)、UV安定剤、疎水性剤、親水性剤、帯電防止剤、エラストマー、相溶化剤、抗酸化剤、アンチブロック剤、スリップ剤、蛍光増白剤、難燃剤、抗菌剤(例えば、酸化銅及び酸化亜鉛)等、を包含する。
顔料に加えて、第1の領域及び第2の領域は、不織布300の一方の領域に所望の機能性を付与する為に、異なるポリマー及びポリマーブレンドを含みうる。
或る実施態様において、不織布300は、約8~65グラム/平方メートル(gsm)、特に約10~約40gsmの坪量を有しうる。好ましい実施態様において、不織布300は、約15~約30gsmの坪量を有する。
ここで図14を参照すると、層状化された織布層410を有する不織布400の別の実施態様が示されている。不織布400は、2つの領域の繊維が互いに異なる種類であるところの第1の領域420と第2の領域430とを有する層状化された織布層410を備えている。図14の不織布400は、図7に示され且つ特に前述された実施態様に従って、該ゾーン化された分配プレートを使用して調製されうる。
1つの或る実施態様において、該第1の領域は、二成分構成を有する捲縮連続フィラメントを含み、及び該第2の領域は、二成分シース/コア構成構成を有する非捲縮フィラメント又は低捲縮フィラメントを含む。理解されるであろう通り、この実施態様は、両方の層状化された織布層の該第1の領域が、該不織布にロフト及び柔らかさを提供する捲縮連続フィラメントで構成されている点で、図12において示されている不織布と類似する。
層状化された織布層410の第1の領域420は、先に説明された不織布200の第1の領域220と同じ材料、構造及び構成を備えていてもよい。好ましい実施態様において、第1の領域420の捲縮連続フィラメントは、サイド-バイ-サイド構成を有する二成分フィラメントを含み、ここで、該二成分繊維の第1のポリマー成分は、19~40g/分のMFRを有するメタロセンで触媒されたポリプロピレンを含み、及び他の第2のポリマー成分は、約20~35g/10分のMFRを有するチーグラー・ナッタで触媒されたポリプロピレンを含む。
層状化された織布層410の第2の領域430に関して、この実施態様において、該繊維は、シースコア構成を有する二成分フィラメントを含んでいてもよく、ここで、該シースが約15~約40g/10分、特に約20~約35g/10分、のMFRを有するメタロセンポリプロピレンを含み、及び該コアが約20~約35g/10分のMFRを有するチーグラー・ナッタで触媒されたポリプロピレンを含む。この実施態様において、シース/コア構成を有する二成分繊維は、機械的特性における改善、例えば、CD及びMDの引張強度並びにCD及びMD伸びにおける改善、を提供することに役立ちうる。
或る実施態様において、第2の領域430の二成分フィラメントにおけるコアに対するシースとの比は、約90:約10~約10:約90であってもよく、30:70の比が好ましい。
層状化された織布層410のなおも更なる実施態様において、第2の領域430は、シース/コア構成を有する連続フィラメントを含んでいてもよく、ここで、該シースがポリエチレンポリマーを含み、及び該コアがポリプロピレンポリマー、例えば、先に記載されたメタロセン又はチーグラー・ナッタで触媒されたポリプロピレンのうちの1つ、を含む。ポリエチレン製のシースを有する二成分フィラメントを含む第2の領域430は、不織布400の柔軟性をまた向上させながら、改善された柔らかさ及びドレープ性を有する不織布の領域を用意しうる。
或る実施態様において、不織布400は、約8~約65グラム/平方メートル(gsm)、特に約10~約40gsmの坪量を有しうる。好ましい実施態様において、不織布400は、約15~約30gsmの坪量を有する。
図15を参照すると、該層状化された織布層410を有する不織布の別の実施態様が示されている。この実施態様において、不織布500は、第1の領域520、第2の領域530、及び第1の領域520と第2の領域530との間に挟まれた第3の領域540を有する該層状化された織布層510を備えている。1つの実施態様において、第1の領域520及び第2の領域530は同じ繊維種類であり、並びに第3の領域540は第1の領域520及び第2の領域530と比較して異なる繊維種類である。幾つかの実施態様において、第1の領域520及び第2の領域530はまた、異なる繊維種類であってもよい。或る実施態様において、第1の領域520は第1の外面525を構成し、及び第2の領域530は第2の外面535を構成する。
該層状化された織布層の先に説明された実施態様と同様に、該層状化された織布層510を有する不織布500は、単一のスピンビームから製造される。図15の不織布500は、図8に示され且つ前述された実施態様に従って、該ゾーン化された分配プレートを使用して調製されうる。
不織布500の1つの実施態様において、第3の領域540は、図12に示されている実施態様に関連して前述されたような、捲縮連続フィラメントを含む。先の実施態様と同様に、該捲縮連続フィラメントは、不織布500のロフト及び柔らかさを向上させる為に役立つ。
有利には、第1の領域520及び第2の領域530は、非捲縮フィラメント又は低捲縮フィラメントを備えていてもよく、該非捲縮フィラメント及び該低捲縮フィラメントは、該非捲縮フィラメントと該低捲縮フィラメントとの間の捲縮連続フィラメントの第3の領域540を挟む。このようにして、第1の領域520及び第2の領域530は、該不織布の強度、耐摩耗性及び寸法安定性を向上させる為に役立つ。
更なる実施態様において、第1の領域520及び第2の領域530は、該不織布の外面を画定しうる。或る実施態様において、第1の領域520及び第2の領域530の繊維がそれから形成されるところのポリマーストリームの1以上に機能性添加剤が添加されてもよい。特に、第1の領域520及び第2の領域530の第1の外面525及び第2の外面535の機能性は、所望の特性を有するように選択的に標的化されることができる。例えば、1つの実施態様において、第1の領域520は、着色剤、例えば顔料、を含むことができ、一方、該第2の領域は、同じ着色剤を含んでいてもよく、着色剤なしでもよく、又は該第1の領域とは異なる着色剤を含んでいてもよい。
或る実施態様において、該第1の領域及び該第2の領域は、互いに同一(すなわち、両方とも同じポリマー種類である)であってもよく、一方、第3の領域540は、該層状化された織布層の内部を画定する。好ましい実施態様において、第3の領域540は、前述されているように、捲縮連続フィラメントで構成されていてもよく、一方、該第1の領域及び該第2の領域は、非捲縮フィラメント又は低捲縮フィラメントで構成されていてもよい。有利には、この実施態様は、捲縮連続フィラメントの両側に外面が設けられており、従って、該層状化された織布層の全体的な強度及び寸法安定性が向上されうる。
加えて、3つの全ての領域520、530及び540は各々異なる繊維種類であってもよい。この実施態様において、層状化された織布層は、異なる特性を有する2つの異なる外面を提供するであろう。幾つかの実施態様において、第1の領域520及び第2の領域530の1以上の繊維種類は、追加のポリマー層、例えば、追加の不織布又はフィルム、組み合わされるように選択されることができる。このことにより、多くの用途、例えば、積層された複合構造において適合性のある表面ポリマーを提供すること、又は身体接触表面であることが意図されているバイオベースポリマーを提供すること、において有利である可能性がある。
或る実施態様において、不織布500は、約8~約65グラム/平方メートル(gsm)、特に約10~約40gsmの坪量を有しうる。好ましい実施態様において、不織布500は、約15~約30gsmの坪量を有する。
図16を参照すると、異なる繊維種類の3つの領域を有する不織布600が示されており、ここで、各領域が該不織布の交差方向に延在する。或る実施態様において、不織布600は、先に記載された図9において図示されている該ゾーン化された分配プレートを用いて調製されうる。
不織布600は、単一のスピンビームから単一層として形成されるところの層状化された織布層610を備えている。該層状化された織布層は、1つの繊維種類の第1の領域620、1つの繊維種類の第2の領域630、並びに第1の領域620及び第2の領域630の両方とは異なる繊維種類であるところの1つの繊維種類の第3の領域640を備えている。1つの実施態様において、第1の領域620は、第2の領域630とは異なる繊維種類である。他の実施態様において、第1の領域620及び第2の領域630は、同じ繊維種類であってもよい。
第1の領域は不織布600の外面625を構成し、及び第2の領域630は不織布の外面635を構成する。
先に説明された実施態様と同様に、該層状化された織布層の第1の領域、第2の領域、及び第3の領域の各々は、様々な異なる構造(例えば、単成分又は多成分)、異なる組成(例えば、ポリマー、化学物質、又は機能性添加剤)、及び異なる特性(例えば、ロフト、密度、坪量、親水性/疎水性等)を備えていてもよい。
或る実施態様において、該第1の領域620及び第2の領域630は、互いに同一(すなわち、両方とも同じポリマー種類である)であってもよく、一方、第3の領域640は、該層状化された織布層の内部を画定する。好ましい実施態様において、第3の領域640は、前述されているように、捲縮連続フィラメントで構成されてもよく、一方、該第1の領域及び該第2の領域は、非捲縮フィラメント又は低捲縮フィラメントで構成される。有利には、この実施態様は、捲縮連続フィラメントの両面に外面が設けられており、従って、該層状化された織布層の全体的な強度、耐摩耗性、及び寸法安定性が改善されうる。
1つの特定の実施態様において、第1の領域620及び第2の領域630の各々は、セグメント化されたパイ断面(pie cross-section)を有する多成分フィラメントを含む。これに関して、図16aは、複数のパイセグメント652、654、656、658を有する多成分フィラメント650の断面を図示する。好ましい実施態様において、多成分フィラメント650は、互いに同じポリマー種類である第1の対の対向セグメント(例えば、652、656)と、互いに同じポリマー種類であり、第1の対のセグメントが第2の対のセグメントとは異なるポリマー種類である第2の対の対向セグメント(例えば、654、658)とを備えている。
有利には、セグメント化されたパイ断面を有する多成分フィラメントを含む領域は、セグメントを破断させ、破断していないフィラメントと比較して減少したデニールを有する個々のセグメントのフィラメントを形成させるように処理されることができる(例えば、ニードルパンチ、ハイドロエンタングルメント、又は化学的方法に付す)。例えば、5つのセグメントを持つデニール2.0のフィラメントを破断させて、デニール0.4の5本のフィラメントを形成させることができる。これにより、第1の領域620及び第2の領域630からの微細なデニールの混合物を有する単一の織布層と、第3の領域640からのよりコース(course)なデニールを有する領域とを結果として生じる。そのような織布は、濾過用途において又は吸収性物品におけるサージ層(surge layer)として特に有用でありうる。
対向する一対のセグメントを有するこの実施態様は、非混和性ポリマーからフィラメントを形成することができるという利点を提供する。例えば、1つの実施態様において、第1の対のセグメントはポリプロピレンポリマーを含み、及び第2の対のセグメントはポリエチレンポリマーを含む。
加えて、第3の領域640は、該不織布のロフト及び柔らかさを向上させる為に役立つように、捲縮した連続フィラメントを含んでいてもよい。該層状化された織布層610の第3の領域640は、先に記載された不織布200の第1の領域220と同じ材料、構造及び構成を備えていてもよい。好ましい実施態様において、第3の領域640の捲縮連続フィラメントは、サイド-バイ-サイド構成を有する二成分フィラメントを含み、ここで、該二成分繊維の第1のポリマー成分は、19~40g/分のMFRを有するメタロセン触媒ポリプロピレンを含み、及び他の第2のポリマー成分は、約20~約35g/10分のMFRを有するチーグラー・ナッタで触媒されたポリプロピレンを含む。
或る実施態様において、不織布600は、約8~約65グラム/平方メートル(gsm)、特に約10~約40gsmの坪量を有しうる。好ましい実施態様において、不織布600は、約15~約30gsmの坪量を有する。
或る実施態様において、該第1及び第2の領域は各々、該不織布の総重量に基づいて、不織布600の約10~約20重量パーセント、特に約12~約18重量パーセント、で構成されていてもよい。第3の領域640は、該不織布の総重量に基づいて、不織布600の約60~80重量パーセント、特に約64~76重量パーセント、で構成されていてもよい。
図17を参照すると、不織布700が、不織布の機械方向に延在する異なる繊維種類の複数の領域を有するように図示されている。或る実施態様において、不織布700は、先に記載された図11に図示されている該ゾーン化された分配プレートを用いて調製されうる。
図示された実施態様において、不織布700は、機械方向に延在する1つの繊維種類の交互領域の第1の系列(例えば、720a、720b、720c、720d...)と、機械方向に延在する異なる繊維種類の交互領域の第2の系列(例えば、730a、730b、730c...)とを有する層状化された織布層710を備えており、ここで、該第1の系列及び該第2の系列が異なる繊維種類のフィラメントを含む。
1つの特定の実施態様において、繊維種類の交互領域の第1の系列は捲縮連続フィラメントを含み、及び繊維種類の交互領域の第2の系列は非捲縮フィラメント又は低捲縮フィラメントを含む。
本実施態様において使用されうる捲縮連続フィラメントの例は、先に記載されている通りである。例えば、該捲縮連続フィラメントは、サイド-バイ-サイド構成を有する二成分フィラメントを含んでいてもよく、ここで、二成分繊維の第1のポリマー成分が、19~40g/分のMFRを有する、メタロセンで触媒されたポリプロピレンを含み、及び他の第2のポリマー成分が、約20~35g/10分のMFRを有する、チーグラー・ナッタで触媒されたポリプロピレンを含む。
複数の交互領域の第2の系列(例えば、730a、730b、730c...)に使用されうる非捲縮性フィラメント又は低捲縮性フィラメントの例は、先に記載されている通りである。例えば、非捲縮フィラメント又は低捲縮フィラメントは、捲縮、例えば、中心シース/コア構成、を典型的には展開しない単成分繊維又は多成分繊維を含んでいてもよい。1つの実施態様において、複数の交互領域の第2の系列(例えば、730a、730b、730c...)のフィラメントは、約20~約35g/10分のMFR、特に約25g/10分のMFR、を有するチーグラー・ナッタで触媒されたホモポリマーポリプロピレンを含んでいてもよい。1つの実施態様において、複数の交互領域の第2の系列のフィラメントを含むポリマーは、複数の交互領域の第1の系列(例えば、720a、720b、720c、720d...)の二成分フィラメントにおいて第2のポリマー成分として使用されるのと同じでありうるチーグラー・ナッタで触媒されたポリプロピレンであってもよい。
有利には、不織布700は、複数の交互領域の第2の系列(例えば、730a、730b、730c...)のひずみに抵抗する非捲縮フィラメント又は低捲縮フィラメントを介して、交差方向における該織布の寸法安定性を向上させる為に役立ちうる。
不織布700は、親水性/疎水性並びに他の機能強化のゾーン化された領域を有する不織布を調製する際に有用でありうる。
或る実施態様において、不織布700は、約8~約65グラム/平方メートル(gsm)、特に約10~約30gsm、の坪量を有しうる。好ましい実施態様において、不織布700は、約15~約40gsmの坪量を有する。
上記の例は、本発明の範囲内にある様々な実施態様を例示する為に提供され、そして、開示された特定の実施態様に本発明を限定するものとして解釈されるべきでない。本発明の実施態様に従って、該層状化された織布層410を有する様々な異なる不織布が調製されうることが認識されるべきである。
前述されたポリプロピレン及びポリエチレンポリマーに加えて、本発明の実施態様はまた、多種多様な異なるポリマー及びポリマーブレンドを用いて調製されうる。繊維を調製する為に適切なポリマーの例は、ポリオレフィン、例えば、ポリプロピレン及びポリエチレン並びにそれらのコポリマー;ポリエステル、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)及びポリブチレンテレフタレート(PBT);ナイロン;ポリスチレン;ポリウレタン;コポリマー;及びそれらのブレンド、並びに繊維の調製において使用されうる他の合成ポリマーを包含する。
捲縮フィラメントを含む実施態様において、ポリプロピレン、ポリプロピレンブレンド、及びそれらのコポリマーが有利に採用されうる。或る実施態様において、プロピレンポリマーは、プロピレンをベースとする結晶性プロピレンポリマーであり、ここで、例は、プロピレンホモポリマー、並びにプロピレンと1種以上のα-オレフィンエチレン(例えば、エチレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン、1-デセン、3-メチル-1-ブテン、3-メチル-1-ペンテン、3-エチル-1-ペンテン、4-メチル-1-ペンテン及び4-メチル-1-ヘキセン)のプロピレン/α-オレフィンランダムコポリマー、例えばプロピレン/エチレンランダムコポリマー及びプロピレン/エチレン/1-ブテンランダムコポリマー、である。
更なる実施態様において、複数の異なる繊維種類を含む該層状化された織布層を有する不織布は、持続可能なポリマーから調製されうる。石油源に由来するポリマーとは対照的に、持続可能なポリマーは一般的に、バイオベースの材料に由来する。幾つかの実施態様において、持続可能なポリマーはまた、生分解性であると考えられうる。バイオベースの材料で作られた特別なクラスの生分解性製品は、堆肥化環境で分解できる場合に、堆肥化可能であると考えられうる。欧州規格EN 13432「Proof of Compostability of Plastic Products」(プラスチック製品の堆肥化可能性の証明)は、持続可能なコンテントで構成された布又はフィルムが堆肥化可能であるかどうかを判断する為に使用されうる。
そのような1つの実施態様において、層状化された織布層を有する不織布は、持続可能なポリマーを含む繊維を含む。或る実施態様において、該繊維は、合成材料、例えば、石油ベースの材料及びポリマー、を実質的に含まない。例えば、不織布を構成する繊維は、不織布の総重量に基づいて、25重量%未満の非生物ベースの材料、より好ましくは、20重量%未満、15重量%未満、10重量%未満、更に好ましくは5重量%未満、の非生物ベースの材料を有しうる。
1つの実施態様において、使用する為の持続可能なポリマーは、脂肪族ポリエステルをベースとするポリマー、例えばポリ乳酸、及びバイオベース由来のポリエチレンを包含する。
本発明において有用な脂肪族ポリエステルは、ポリ(ヒドロキシアルカノエート)のホモポリマー及びコポリマー、並びに1以上のポリオールと1以上のポリカルボン酸との反応生成物から誘導される脂肪族ポリエステルのホモポリマー及びコポリマーを包含し、これらは1以上のアルカンジオールと1以上のアルカンジカルボン酸(又はアシル誘導体)との反応生成物から典型的には形成される。ポリエステルは更に、多官能性ポリオール、例えば、グリセリン、ソルビトール、ペンタエリスリトール、及びそれらの組み合わせから誘導されて、分岐、星型、及びグラフトのホモポリマー及びコポリマーを形成しうる。ポリヒドロキシアルカノエートは一般的に、ヒドロキシ酸モノマー単位又はその誘導体から形成される。これらは例えば、ポリ乳酸、ポリヒドロキシブチレート、ポリヒドロキシバレレート、ポリカプロラクトン等を包含する。脂肪族ポリエステルと1以上の半結晶性又は非結晶性ポリマーとの混和性及び非混和性ブレンドがまた使用されうる。
脂肪族ポリエステルの1つの有用なクラスは、ヒドロキシ酸の縮合重合又は開環重合によって得られるポリ(ヒドロキシアルカノエート)、又はその誘導体である。好適なポリ(ヒドロキシアルカノエート)は、下記の式で表されうる:H(O--R--C(O)--)nOH、ここで、Rは、1~20個の炭素原子、好ましくは、(炭素鎖中の炭素原子に結合した)カテナリー酸素原子によって任意に置換されていてもよい1~20個の炭素原子、好ましくは1~12個の炭素原子、を有する直鎖状又は分枝状であってもよいアルキレン部分であり;nは、エステルが重合性であるような数であり、好ましくは、脂肪族ポリエステルの分子量が少なくとも10,000ダルトン、好ましくは少なくとも30,000ダルトン、最も好ましくは少なくとも50,000ダルトン、であるような数である。或る実施態様において、脂肪族ポリエステルの分子量は典型的には、1,000,000未満、好ましくは500,000未満、最も好ましくは300,000ダルトン未満である。Rは更に、1以上のカテナリー(すなわち、鎖状)エーテル酸素原子を含んでいてもよい。一般的に、ヒドロキシ酸のR基は、ペンダントヒドロキシル基が第1級又は第2級のヒドロキシル基であるようにされている。
有用なポリ(ヒドロキシアルカノエート)は例えば、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)、ポリ(4-ヒドロキシブチレート)、ポリ(3-ヒドロキシバレレート)、ポリ乳酸(ポリラクチドとして知られている)、ポリ(3-ヒドロキシプロパノエート)、ポリ(4-ヒドロペンタノエート)、ポリ(3-ヒドロキシペンタノエート)、ポリ(3-ヒドロキシヘキサノエート)、ポリ(3-ヒドロキシヘプタノエート)、ポリ(3-ヒドロキシオクタノエート)、ポリジオキサノン、ポリカプロラクトン、及びポリグリコール酸(すなわち、ポリグリコリド)のホモポリマー及びコポリマーを包含する。上記ヒドロキシ酸の2以上のコポリマーがまた使用されることができ、例えば、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシバレレート)、ポリ(ラクテート-コ-3-ヒドロキシプロパノエート)、ポリ(グリコリド-コ-p-ジオキサノン)、及びポリ(乳酸-コ-グリコール酸)、を包含する。ポリ(ヒドロキシアルカノエート)の2以上のブレンドがまた使用されてもよく、並びに1以上の半結晶性又は非結晶性のポリマー及び/又はコポリマーとのブレンドがまた使用されてもよい。
脂肪族ポリエステルは、ポリ(乳酸-コ-グリコール酸)のブロック共重合体であってもよい。本発明組成物において有用な脂肪族ポリエステルは、ホモポリマー、ランダムコポリマー、ブロックコポリマー、星型分岐ランダムコポリマー、星型分岐ブロックコポリマー、樹枝状コポリマー、超分岐コポリマー、グラフトコポリマー、及びそれらの組み合わせを包含する。
脂肪族ポリエステルの有用な別のクラスは、1以上のアルカンジオールと1以上のアルカンジカルボン酸(又はアシル誘導体)との反応生成物から誘導される脂肪族ポリエステルを包含する。そのようなポリエステルは、下記の一般式を有し、
ここで、R'及びR''は各々、1~20個の炭素原子、好ましくは1~12個の炭素原子、を有する直鎖状又は分枝状であってもよいアルキレン部分を表し;及び、mは、エステルが重合性であるような数であり、好ましくは、脂肪族ポリエステルの分子量が少なくとも10,000、好ましくは少なくとも30,000、最も好ましくは少なくとも50,000ダルトンであるが、1,000,000未満、好ましくは500,000未満、最も好ましくは300,000ダルトン未満、であるような数である。各nは独立して、0又は1である。R'及びR''は更に、1以上のカテナリー(すなわち、鎖状)エーテル酸素原子を含んでいてもよい。
脂肪族ポリエステルの例は、(a)以下の二酸(又はその誘導体)、すなわち、コハク酸;アジピン酸;1,12-ジカルボキシドデカン;フマル酸;グルタル酸;ジグリコール酸;及び、マレイン酸、の1以上から誘導されるホモ及びコポリマー;並びに、(b)以下のジオール、すなわち、エチレングリコール;ポリエチレングリコール;1,2-プロパンジオール;1,3-プロパンジオール;1,2-プロパンジオール;1,2-ブタンジオール;1,3-ブタンジオール;1,4-ブタンジオール;2,3-ブタンジオール;1,6-ヘキサンジオール;5~12個の炭素原子を有する1,2-アルカンジオール;ジエチレングリコール;300~10,000ダルトン、好ましくは400~8,000ダルトン、の分子量を有するポリエチレングリコール;300~4,000ダルトンの分子量を有するプロピレングリコール;エチレンオキシド、プロピレンオキシド又はブチレンオキシドから誘導されるブロックコポリマー又はランダムコポリマー;ジプロピレングリコール;並びに、ポリプロピレングリコール、の1以上から誘導されるホモ及びコポリマー、並びに、(c)任意的に少量、すなわち、0.5~7.0モル%、の官能性が2超のポリオール、例えば、グリセロール、ネオペンチルグリコール、及びペンタエリスリトール、から誘導されるホモ及びコポリマーを包含する。
そのようなポリマーは、ポリブチレンサクシネートホモポリマー、ポリブチレンアジペートホモポリマー、ポリブチレンアジペート-サクシネートコポリマー、ポリエチレンサクシネート-アジペートコポリマー、ポリエチレングリコールサクシネートホモポリマー、及びポリエチレンアジペートホモポリマーを包含しうる。
市販されている脂肪族ポリエステルは、ポリ(ラクチド)、ポリ(グリコリド)、ポリ(ラクチド-コ-グリコリド)、ポリ(L-ラクチド-コ-トリメチレンカーボネート)、ポリ(ジオキサノン)、ポリ(ブチレンサクシネート)、ポリ(ブチレンアジペート)を包含する。
語「脂肪族ポリエステル」は、脂肪族成分及び/又はシクロ脂肪族成分のみから作られるポリエステルの他に、ポリエステルが実質的に持続可能な含量を有する限り、脂肪族単位及び/又はシクロ脂肪族単位の他に芳香族単位を含むポリエステルをまた含む。
PLAベースの樹脂に加えて、本発明の実施態様に従う不織布は、1つのカルボン酸基及び1つのヒドロキシル基を有する脂肪族成分から誘導される他のポリマーを含んでいてもよく、それらは代替的に、ポリヒドロキシアルカノエート(PHA)と呼ばれる。その例は、ポリヒドロキシブチレート(PHB)、ポリ-(ヒドロキシブチレート-コ-ヒドロキシバレテレート)(PHBV)、ポリ-(ヒドロキシブチレート-コ-ポリヒドロキシヘキサノエート)(PHBH)、ポリグリコール酸(PGA)、ポリ-(イプシロン-カプロラクトン)(PCL)、及び好ましくはポリ乳酸(PLA)、である。
本発明の実施態様において使用されうる追加のポリマーの例は、2つのカルボン酸基を有する脂肪族成分と2つのヒドロキシル基を有する脂肪族成分との組み合わせから誘導されるポリマーを包含し、及び脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸とから誘導されるポリエステル、例えば、ポリブチレンサクシネート(PBSU)、ポリエチレンサクシネート(PESU)、ポリブチレンアジペート(PBA)、ポリエチレンアジペート(PEA)、ポリテトラメチレンアジペート/テレフタレート(PTMAT)である。
有用な脂肪族ポリエステルは、半結晶性ポリ乳酸から誘導されるものを包含する。ポリ乳酸又はポリラクチド(PLA)は、乳酸を主分解産物とし、それは自然界に普通に存在し、非毒性であり、食品、医薬品及び医療産業において広く使用されている。該ポリマーは、乳酸の二量体であるラクチドの開環重合によって調製されうる。乳酸は光学的に活性であり、且つ二量体は下記の4つの異なる形態、すなわち、L,L-ラクチド、D,D-ラクチド、D,L-ラクチド(メソラクチド)及びL,L-とD,D-のラセミ混合物、で現れる。これらのラクチドを純粋な化合物又はブレンドとして重合することにより、異なる立体化学的特性及び異なる物理的性質(結晶化度を包含する)を有するポリ(ラクチド)ポリマーが得られうる。L,L-又はD,D-ラクチドは半結晶性ポリ(ラクチド)を生じ、一方、D,L-ラクチドから得られるポリ(ラクチド)は非結質である。
一般的に、ポリ乳酸ベースのポリマーは、畑のトウモロコシから得られる糖源であるデキストロースから調製される。北米では、とうもろこしが、最終的に糖に変換する為の植物デンプンの最も経済的な供給源である故に使用されている。しかしながら、デキストロースはトウモロコシ以外からも得られることができることを認識すべきである。糖は微生物の使用を通じて発酵によって乳酸又は乳酸誘導体に変換される。次に、乳酸が重合してPLAを形成する。他の農業由来の糖源、例えば、米、テンサイ、サトウキビ、小麦、セルロース系材料、例えば、木材パルプ化から回収されたキシロースを包含する上記の他の農業由来の糖源等が使用されうる。
ポリ乳酸は該ポリマーの固有の結晶化度を最大にする為に、該ポリ乳酸は好ましくは、高いエナンチオマー比を有する。ポリ乳酸の結晶化度は、ポリマー骨格の規則性と他のポリマー鎖と結晶化する能力とに基づく。相対的に少量の一方のエナンチオマー(例えば、D-)が反対側のエナンチオマー(例えば、L-)と共重合する場合に、ポリマー鎖は不規則な形状となり、結晶性が低下する。これらの理由から、結晶性が好まれるときには、結晶性を最大にする為に、少なくとも85%の1つの異性体、少なくとも90%の1つの異性体、又は少なくとも95%の1つの異性体、であるポリ乳酸を有することが望ましい。
幾つかの実施態様において、D-ポリラクチドとL-ポリラクチドのほぼ等モルブレンドがまた有用である。このブレンドは、D-ポリ(ラクチド)及びL-ポリ(ポリラクチド)単独(約190℃)よりも高い融点(約210℃)を有する独特の結晶構造を形成し、及び向上した熱安定性を有する。
コポリマー、例えば、ポリ乳酸と他の脂肪族ポリエステルとのブロック及びランダムコポリマーを包含する上記のコポリマー、がまた使用されうる。有用なコモノマーは、グリコリド、ベータ-プロピオラクトン、テトラメチルグリコリド、ベータ-ブチロラクトン、ガンマ-ブチロラクトン、ピバロラクトン、2-ヒドロキシ酪酸、アルファ-ヒドロキシイソ酪酸、アルファ-ヒドロキシ吉草酸、アルファ-ヒドロキシイソ吉草酸、アルファ-ヒドロキシカプロン酸、アルファ-ドロキシエチル酪酸、アルファ-ヒドロキシイソカプロン酸、アルファ-ヒドロキシ-ベータ-メチル吉草酸、アルファ-ヒドロキシオクタン酸、アルファ-ヒドロキシデカン酸、アルファ-ヒドロキシミリスチン酸、及びアルファ-ヒドロキシステアリン酸を包含する。
ポリ乳酸と1以上の他の脂肪族ポリエステル又は1以上の他のポリマーとのブレンドがまた使用されうる。有用なブレンドの例は、ポリ乳酸及びポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール/ポリサクシネート、ポリエチレンオキシド、ポリカプロラクトン及びポリグリコリドを包含する。
或る好ましい実施態様において、脂肪族ポリエステル成分はPLAベースの樹脂を含む。多種多様な異なるPLA樹脂が、本発明の実施態様に従って不織布を調製する為に使用されうる。該PLA樹脂は、スパンボンドプロセスにおいて紡糸される為に適切な分子特性を有するべきである。好適な物の例は、Minnetonka,Minn.55345のNatureWorks LLCから供給されているPLA樹脂、例えば、6752D等級、6100D等級及び6202D等級、を包含し、それらは、Gruber等に対する米国特許第5,525,706号明細書及び同第6,807,973号明細書の開示に従って一般的に製造されると信じられている。好適なPLA樹脂の他の例は、Arkelsedijk 46,4206 A C Gorinchem,オランダ国のCorbion社のL130、L175及びLX175を包含しうる。
幾つかの実施態様において、本発明の不織布は、1つのカルボン酸基(又は、それらのポリエステル形成性誘導体、例えばエステル基)と1つのヒドロキシル基(又は、それらのポリエステル形成性誘導体、例えばエーテル基)とを有する脂肪族成分から誘導される生分解性製品の持続可能なポリマー成分を含んでいてもよく、又は2つのヒドロキシル基(又は、それらのポリエステル形成性誘導体、例えばエステル基)とともに2つのカルボン酸基(又は、それらのポリエステル形成性誘導体、例えばエステル基)を有する脂肪族成分の組み合わせから誘導されてもよい。
バイオベースポリマーの追加の非限定的な例は、生物から直接的に生産されるポリマー、例えば、ポリヒドロキシアルカノエート(例えば、ポリ(ベータ-ヒドロキシアルカノエート)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシバレレート、NODAX商標)、及びバクテリアセルロース;植物及びバイオマスから抽出されるポリマー、例えば、多糖類及びそれらの誘導体(例えば、ガム、セルロース、セルロースエステル、キチン、キトサン、デンプン、化学的に修飾されたデンプン)、タンパク質(例えば、ゼイン、ホエー、グルテン、コラーゲン)、脂質、リグニン、天然ゴム;及び、天然由来のモノマー及び誘導体に由来する現在のポリマー、例えば、バイオポリエチレン、バイオポリプロピレン、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリ乳酸、ナイロン(NYLON)11、アルキド樹脂、コハク酸ベースのポリエステル、及びバイオポリエチレンテレフタレート、を包含する。
幾つかの実施態様において、バイオベースのポリマーは、生物由来であるバイオベースのポリエチレンを含みうる。例えば、バイオベースのポリエチレンは、発酵させてエタノールを生成し、これを脱水してエチレンを提供するところの糖から調製されることができる。好適なサトウキビ由来のポリエチレンの一例は、Braskem S.A.からPE SHA7260という製品名で入手可能である。
前述されているように、不織布の実施態様は、繊維が多成分であるところの該層状化された織布層410中の1以上の領域を含みうる。或る実施態様において、該繊維は、該繊維の断面にわたって構造化されたドメイン中に配置された少なくとも2つのポリマー成分を有する多成分繊維を含む。当業者に一般的によく知られているように、ポリマーのドメイン又は成分は、多成分繊維の断面を横切って実質的に連続的に配置されたゾーンに配置され、及び多成分繊維の長さに沿って連続的に延在する。3以上の成分が該多成分繊維中に存在する可能性がある。
好ましい構成は、第1のポリマー成分が繊維の一方の側を占め、及び第2のポリマー成分が該繊維の他方の側を占めるサイド-バイ-サイド配置である。
別の好ましい構成は、シース/コアの配置であり、ここで、第1の成分であるシースが第2の成分であるコアを実質的に取り囲んでいる。結果として生じたシース/コアの二成分繊維は、円形又は非円形の断面を有しうる。当該技術分野において知られている他の構造化された繊維構成、例えば、セグメント化されたパイ構造、アイランド-イン-ザ-シー(island-in-the-sea)構造、及びチップド・マルチローバル(tipped multilobal)構造、が使用されることができる。
或る実施態様において、該繊維は、第1のポリマー成分が繊維のシースを画定し、及び第2のポリマー成分が該繊維のコアを画定する二成分である。一般的に、該繊維におけるコアの重量パーセンテージに対するシースの重量パーセンテージは、カード不織布(carded nonwoven fabric)の所望の特性に依存して大きく変わりうる。例えば、該コアに対する該シースの重量比は、約5:約95~約95:約5、例えば約10:約90~約90:約10、特には約20:約80~約80:約20、で変わりうる。好ましい実施態様において、該コアに対する該シースの重量比は約25:約75~約35:約65であり、約20:約80~約50:約50の重量比が好ましい。
本発明の実施態様に従う該層状化された織布層を有する不織布は、様々な異なる構造を調製する為に使用されうる。例えば、層状化された織布層を有する不織布は、1以上の追加の不織布又はフィルム層と接合されて、複合シート材料を形成してもよい。追加の不織布の例は、スパンボンド(spunbond)織物、エアレイド(airlaid)織物、メルトブローン(meltblown)織物、カード(carded)織物、スパンレース(spunlace)織物等を包含する。
幾つかの実施態様において、本発明の不織布は、複合材料又は積層材料を調製する為に、1以上の追加の層と組み合わされてもよい。そのような複合体/積層体の例は、スパンボンド複合体、スパンボンド-メルトブローン(SM)複合体、スパンボンド-メルトブローン-スパンボンド(SMS)複合体、又はスパンボンド-メルトブローン-メルトブローン-スパンボンド(SMMS)複合体を包含する。幾つかの実施態様において、本発明の不織布の層と1つ以上のフィルム層とを含む複合体が調製されうる。
例えば、図18A~図18Dは、本発明の或る実施態様に従う複合体の断面図である。図18Aは、本発明の実施態様に従う層状化された織布層410を有する不織布810と、メルトブローン層820とを有するスパンボンド-メルトブローン(SM)複合体800を示す。
図18Bは、本発明の実施態様に従う2つのスパンボンド不織織布層810と、本発明のこれらスパンボンド不織織布層810との間に挟まれたメルトブローン層820とを有するスパンボンド-メルトブローン-スパンボンド(SMS)複合体850を示す。
図18Cは、本発明のスパンボンド不織織布層810、別のスパンボンド層830、及び2つのスパンボンド層810、830の間に挟まれたメルトブローン層820を有するSMS複合体860を示す。
最後に、図18Dは、本発明のスパンボンド不織織布層810、異なるスパンボンド層830、及び2つのスパンボンド層810及び830の間に挟まれた2つのメルトブローン層820を有するスパンボンド-メルトブローン-メルトブローン-スパンボンド(SMMS)複合体870を示す。SMMS複合体870は、2つの異なるスパンボンド層810及び830を有するものとして示されているが、両方のスパンボンド層が本発明のスパンボンド不織織布層810であってもよい。
これらの多層構造体において、本発明のスパンボンド不織織布層の坪量は、3g/m2の低いものから80g/m2まででありうる。そのような多層積層体において、本発明の不織布のメルトブローン領域及び外装領域の両方が、最適な接着を保証する為に、表面上に同じポリマーを含みうる。本発明のスパンボンド層が多層構造体(例えば、SM、SMS、及びSMMS)の一部であるところの幾つかの実施態様において、該構造体中のメルトブローンの量は、該構造体全体のパーセンテージとして、約5~約30%、特には約5~約15%、であってもよい。
別の可能性のある複合材料は、メルトブローン-スパンボンド-メルトブローン(MSM)構成を有していてもよく、ここで、該スパンボンドは複数の繊維種類を有する単一の織布層を含む。
実施態様に従う多層構造体は、様々な方法、例えば、各層が同一ライン上で連続した順序で調製されるところの連続インラインプロセス、又は以前に形成されたスパンボンド層上にメルトブローン層を堆積させることを含む上記の様々な方法、で調製されることができる。多層構造体の層は、熱接着、機械的接着、接着剤接着、ハイドロエンタングリング、又はそれらの組み合わせを使用して、多層複合シート材料を形成する為に一緒に接着されることができる。或る実施態様において、該多層構造体を一対のカレンダーロールに通すことによって、層同士が熱的に点接着される。
本発明の実施態様に従って調製された不織布は、多種多様な物品及び用途において使用されうる。例えば、本発明の実施態様は、パーソナルケア用途、例えばベビーケア用製品(おむつ、おしりふき)、フェムケア用製品(パッド、生理用タオル、タンポン)、アダルトケア用製品(失禁製品)、又は化粧品用途(パッド)、農業用途、例えば根巻き、種子袋、作物カバー、工業用途、例えば作業着カバーオール、航空会社の枕、自動車のトランクライナー、防音材、及び家庭用品、例えばマットレスコイルカバー及び家具の傷パッド、の為に使用されうる。
実施例
下記の実施例は、本発明の1以上の実施態様を説明する為に提供されるものであり、本発明を限定するものとして解釈されるべきでない。
以下の材料が、本実施例において使用された。
「PP-1」は、ASTM D1238で測定されたMFRが34g/10分のチーグラー・ナッタ(Ziegler-Natta)ポリプロピレンホモポリマーを云い、Braskem社からCP360Hの製品名で入手可能である。
「PP-2」は、ASTM D1238で測定されたMFRが24g/10分のメタロセンで触媒されたポリプロピレンを云い、Exxon社からACHIEVE登録商標 3854の製品名で入手可能である。
対照実験1
この対照実験において、単一層スパンボンド織物が調製された。スパンボンドビームには、シース/コアフィラメントをシース/コア比70:30で製造するように構成された標準分配プレートが含まれていた。該シースはPP-1を含み、及び該コアはPP-2を含む。フィラメント形成後、該フィラメントが捕集面上に集められ、そして、CDロッド接着パターンを有するカレンダー接着ユニットを用いてCDロッド接着パターン(CD rod bond pattern with)でカレンダー接着された。
本発明の実施例1
本発明の実施例1において、複数の繊維種類を含む単一層スパンボンド織物が調製された。スパンボンドビームは、サイド-バイ-サイド(SBS)構成を有する二成分フィラメントとシース/コア(S/C)構成を有する二成分フィラメントとを製造するように構成されたゾーン化された分配プレートを備えていた。該ゾーン化された分配プレートにおけるS/Cフィラメントに対するSBSフィラメントの比は80:20であった。SBSフィラメントは70重量%のPP-2と30重量%のPP-1とから構成されていた。該シース/コアフィラメントは、前述された対照例1のものと同じであった。フィラメントの形成後、該フィラメントが捕集面上に集められ、そして、CDロッド接着パターンを有するカレンダー接着ユニットを用いてカレンダー接着された。
結果として得られた織物は、Keyence社のVHX-5000型顕微鏡を用い、50倍の倍率で捲縮の展開について評価された。その結果が図19及び図20において提供されている(夫々、対照実験1及び本発明の実施例1)。図19における画像は、単一繊維種類(すなわち、S/Cフィラメント)を有する単一層スパンボンド織物のものである。対照実験1の織物において、該フィラメントは、仮にあったとしても、ほとんど捲縮を示さない。対照的に、図20は、2つの異なる繊維種類を有する単一層スパンボンド織物の画像であり、ここで、該画像において、フィラメントの有意な割合が捲縮を示す(SBSフィラメント)一方で、フィラメントのわずかな割合(S/Cフィラメント)が対照実験1のフィラメントのように捲縮を示すとしてもほとんど示さない。図20に見られるように、該ゾーン化された分配プレートは、複数の異なる繊維種類を有する単一層を有する織物を製造する為に使用されることができる。
本明細書において記載された本発明の変更は、前述された説明及び関連付けられた図面において示された教示の利益を有する、本発明が属する技術分野の当業者には思い浮かぶであろう。それ故に、本発明は、開示された特定の実施態様に限定されるものでなく、修正及び他の実施態様は、添付の特許請求内に含まれることが意図されていることを理解されたい。本明細書において特定の用語が使用されているが、それらは一般的且つ説明的な意味でのみ使用されており、限定を目的とするものでない。

Claims (66)

  1. 単一の織布層を有する不織布を調製するためのシステムであって、前記単一の織布層が複数の異なる繊維種類を含み、前記システムが、
    溶融又は半溶融の第1のポリマーのストリームを供給するように構成された第1のポリマー源;
    溶融又は半溶融の第2のポリマーのストリームを供給するように構成された第2のポリマー源、ここで、前記第1のポリマーと第2のポリマーとは異なる種類である;
    前記第1のポリマー源及び前記第2のポリマー源と流体連通するスピンビーム、ここで、前記スピンビームは、紡糸口金の上流に配置されたゾーン化された分配プレートを備えており、前記ゾーン化された分配プレートは、複数のゾーンに配置された複数の分配開口を備えており、各ゾーンは、隣接するゾーンによって押し出されるポリマーストリームとは異なるポリマー種類である複数のポリマーストリームを前記紡糸口金に押し出すように構成され且つ配置されている;
    前記紡糸口金の下方に配置された捕集面であって、連続フィラメントが堆積されて、互いに異なる種類である2以上の種類の繊維を含む単一層を形成する前記捕集面
    を備えている、前記システム。
  2. 前記ゾーン化された分配プレートが2~10個のゾーンを備えている、請求項1に記載のシステム。
  3. 前記ゾーン化された分配プレートが、多成分フィラメントを製造するように構成された第1のゾーンと、単成分フィラメントを製造するように構成された第2のゾーンとを備えている、請求項1又は2に記載のシステム。
  4. 前記第1のポリマー源がポリプロピレンを含み、及び前記第2のポリマー源がポリプロピレンを含む、請求項1~3のいずれか1項に記載のシステム。
  5. 前記ゾーン化された分配プレートが、捲縮フィラメントを製造するように構成された第1のゾーンと、非捲縮フィラメント又は低捲縮フィラメントを製造するように構成された第2のゾーンとを備えている、請求項1~4のいずれか1項に記載のシステム。
  6. 前記ゾーン化された分配プレートが、前記スピンビームの交差方向において長手方向に延在する複数のゾーンを備えている、請求項1~5のいずれか1項に記載のシステム。
  7. 前記ゾーン化された分配プレートが、前記スピンビームの機械方向において横方向に延在する複数のゾーンを備えている、請求項1~6のいずれか1項に記載のシステム。
  8. 前記スピンビームと流体連通する第3のポリマー源を更に含み、ここで、前記第3のポリマー源が、溶融又は半溶融の第3のポリマーのストリームを供給するように構成されている、請求項1~7のいずれか1項に記載のシステム。
  9. 前記第1のポリマー源が第1のポリプロピレンポリマーを含み、及び前記第2のポリマー源が前記第1のポリプロピレンポリマーとは異なる第2のポリプロピレンポリマーを含む、請求項1~8のいずれか1項に記載のシステム。
  10. 前記第2の分配ゾーンが、単成分フィラメントを含むポリマーストリームを押し出すように構成され、及び前記第1の分配ゾーンが、前記第1のポリプロピレンポリマーと前記第2のポリプロピレンポリマーとを含むシース/コア構成を有するポリマーストリームを押し出すように構成されている、請求項9に記載のシステム。
  11. 前記第1のポリマー源が第1のポリマーを含み、及び前記第2のポリマー源が、前記第1のポリマーとブレンドされない機能性添加剤とブレンドされるところの第2のポリマーを含む、請求項1~10のいずれか1項に記載のシステム。
  12. 前記機能性添加剤が、着色剤、UV安定剤、疎水性剤、親水性剤、帯電防止剤、エラストマー、相溶化剤、抗酸化剤、アンチブロック剤、スリップ剤、蛍光増白剤、難燃剤、ポリマーレオロジー改質剤、及び抗菌剤を含む群から選択される、請求項11に記載のシステム。
  13. 前記第1の分配ゾーンが、前記スピンビームの前記交差方向に配列された約10行~約50行の分配開口を有し、及び前記第2の分配ゾーンが、前記スピンビームの前記交差方向に配列された約10行~約50行の分配開口を有する、請求項1~12のいずれか1項に記載のシステム。
  14. 前記第2の分配ゾーンにおける分配開口の行の数に対する前記第1の分配ゾーンにおける分配開口の行の数の比が、10:90~90:10、特に約50:約50、である、請求項1~13のいずれか1項に記載のシステム。
  15. 前記ゾーン化された分配プレートが第3の分配ゾーンを備えており、及び前記第2の分配ゾーンが、前記第1の分配ゾーンと第3の分配ゾーンとの間に挟まれている、請求項1~14のいずれか1項に記載のシステム。
  16. 前記第1の分配ゾーン及び第3の分配ゾーンが、前記第1のポリマー源と流体連通している、請求項15に記載のシステム。
  17. 前記第1の分配ゾーン及び前記第2の分配ゾーンが低捲縮フィラメント又は非捲縮フィラメントを製造するように構成されており、並びに前記第2の分配ゾーンが捲縮フィラメントを製造するように構成されている、請求項16に記載のシステム。
  18. 前記システムが、異なる繊維種類の2以上の領域を有する層状化された織布層を製造するように構成されている、請求項1~17のいずれか1項に記載のシステム。
  19. 前記システムが、複数の繊維種類を有する不織布層を製造するように構成されており、ここで、前記複数の繊維種類が、前記織布層の厚さ全体にわたって混じり合っている、請求項1~17のいずれか1項に記載のシステム。
  20. 前記繊維同士を接着して、まとまりのある織物を形成する為の接着ユニットを更に備えている、請求項1~19のいずれか1項に記載のシステム。
  21. 不織布の製造における請求項1~20のいずれか1項に記載のシステムの使用。
  22. 吸収性物品の製造における、請求項21に記載の、前記不織布の使用。
  23. 層状化された織布層を有する不織布を調製する為のシステムであって、
    溶融又は半溶融の第1のポリマーのストリームを供給するように構成された第1のポリマー源;
    溶融又は半溶融の第2のポリマーのストリームを供給するように構成された第2のポリマー源、ここで、前記第1のポリマーと前記第2のポリマーとは異なる種類である;
    前記第1のポリマー源及び前記第2のポリマー源と流体連通するスピンビーム、ここで、前記スピンビームは、紡糸口金の上流に配置されたゾーン化された分配プレートを備えており、前記ゾーン化された分配プレートは、複数のゾーンに配置された複数の分配開口を備えており、各ゾーンは、隣接するゾーンによって押し出されるポリマーストリームとは異なるポリマー種類である複数のポリマーストリームを前記紡糸口金に押し出すように構成され且つ配置されている;並びに、
    前記紡糸口金の下方に配置された捕集面であって、その上に連続フィラメントが堆積されて、層状化された不織布を形成する前記捕集面、ここで、前記層状布は、隣接する領域が互いに異なる種類の繊維である2以上の領域を有する単一の層を含む、
    を含む、前記システム。
  24. 前記ゾーン化された分配プレートが、多成分フィラメントを製造するように構成された第1のゾーンと、単成分フィラメントを製造するように構成された第2のゾーンとを備えている、請求項23に記載のシステム。
  25. 前記ゾーン化された分配プレートが2~10個のゾーンを備えている、請求項23に記載のシステム。
  26. 前記ゾーン化された分配プレートが、捲縮フィラメントを製造するように構成された第1のゾーンと、非捲縮フィラメント又は低捲縮フィラメントを製造するように構成された第2のゾーンとを備えている、請求項23~25のいずれか1項に記載のシステム。
  27. 前記ゾーン化された分配プレートが、前記スピンビームの交差方向において長手方向に延在する複数のゾーンを備えている、請求項23~26のいずれか1項に記載のシステム。
  28. 前記ゾーン化された分配プレートが、前記スピンビームの機械方向において横方向に延在する複数のゾーンを含む、請求項23~26のいずれか1項に記載のシステム。
  29. 前記スピンビームと流体連通する第3のポリマー源を更に含み、ここで、前記第3のポリマー源が、溶融又は半溶融の第3のポリマーのストリームを供給するように構成されている、請求項23~28のいずれか1項に記載のシステム。
  30. 単一の織布層を有する不織布を調製する方法であって、前記単一の織布層が複数の異なる繊維種類を含み、前記方法が、
    溶融又は半溶融の第1のポリマーのストリームを供給するように構成された第1のポリマー源を用意すること;
    溶融又は半溶融の第2のポリマーのストリームを供給するように構成された第2のポリマー源を用意すること、ここで、前記第1のポリマーと前記第2のポリマーとは異なる種類である;
    前記第1のポリマーのストリーム及び前記第2ポリマーストリームを、前記第1のポリマー源及び前記第2ポリマー源と流体連通するスピンビーム内に導入すること、ここで、前記スピンビームは、紡糸口金の上流に配置されたゾーン化された分配プレートを備えており、前記ゾーン化された分配プレートは、複数のゾーンに配置された複数の分配開口を備えており、各ゾーンは、隣接するゾーンによって押し出されるポリマーストリームとは異なるポリマー種類である複数のポリマーストリームを前記紡糸口金に押し出すように構成され且つ配置されている;
    前記紡糸口金から前記第1のポリマーの第1のストリームを第1の連続フィラメントとして押し出すこと;
    前記紡糸口金から前記第2のポリマーの第2のストリームを第2の連続フィラメントとして押し出すこと;並びに、
    前記第1の連続フィラメント及び前記第2の連続フィラメントを、前記紡糸口金の下方に配置された捕集面上に捕集して、互いに異なる種類の前記第1の連続フィラメントと前記第2の連続フィラメントとを含む単一層を形成すること
    を含む、前記方法。
  31. 前記ゾーン化された分配プレートが2~10個のゾーンを備えている、請求項30に記載の方法。
  32. 前記ゾーン化された分配プレートが、多成分フィラメントを製造するように構成された第1のゾーンと、単成分フィラメントを製造するように構成された第2のゾーンとを備えている、請求項30又は31に記載の方法。
  33. 前記第1のポリマー源がポリプロピレンを含み、及び前記第2のポリマー源がポリプロピレンを含む、請求項30~32のいずれか1項に記載の方法。
  34. 前記第1のポリマーのストリームを前記ゾーン化された分配プレートの第1のゾーンを通して押し出して、捲縮フィラメントを製造すること、及び前記第2のポリマーのストリームを前記ゾーン化された分配プレートの第2のゾーンを通して押し出して、非捲縮フィラメント又は低捲縮フィラメントを製造することを更に含む、請求項30~33のいずれか1項に記載の方法。
  35. 前記ゾーン化された分配プレートが、前記スピンビームの交差方向において長手方向に延在する複数のゾーンを備えている、請求項30~34のいずれか1項に記載の方法。
  36. 前記ゾーン化された分配プレートが、前記スピンビームの機械方向において横方向に延在する複数のゾーンを備えている、請求項30~34のいずれか1項に記載の方法。
  37. 前記スピンビームと流体連通する第3のポリマー源を用意することを更に含み、ここで、前記第3のポリマー源は、溶融又は半溶融の第3のポリマーのストリームを供給するように構成されている、請求項30~36のいずれか1項に記載の方法。
  38. 前記第1のポリマー源が第1のポリプロピレンポリマーを含み、及び前記第2のポリマー源が前記第1のポリプロピレンポリマーとは異なる第2のポリプロピレンポリマーを含む、請求項30~37のいずれか1項に記載の方法。
  39. 前記第1の分配ゾーンが、単成分フィラメントを含むポリマーストリームを押し出すように構成されており、及び前記第2の分配ゾーンが、前記第1のポリプロピレンポリマーと前記第2のポリプロピレンポリマーとを含むシース/コア構成を有するポリマーストリームを押し出すように構成されている、請求項30~38のいずれか1項に記載の方法。
  40. 前記第1のポリマー源が第1のポリマーを含み、及び前記第2のポリマー源が、前記第1のポリマーとブレンドされない機能性添加剤とブレンドされるところの第2のポリマーを含む、請求項30~39のいずれか1項に記載の方法。
  41. 前記機能性添加剤が、着色剤、UV安定剤、疎水性剤、親水性剤、帯電防止剤、エラストマー、相溶化剤、抗酸化剤、アンチブロック剤、スリップ剤、蛍光増白剤、難燃剤、及び抗菌剤を含む群から選択される、請求項40に記載の方法。
  42. 前記第1の分配ゾーンが、前記スピンビームの前記交差方向に配列された約10行~約50行の分配開口を有し、及び前記第2の分配ゾーンが、前記スピンビームの前記交差方向に配列された約10行~約50行の分配開口を有する、請求項30~41のいずれか1項に記載の方法。
  43. 前記第2の分配ゾーンにおける分配開口の行の数に対する前記第1の分配ゾーンにおける分配開口の行の数の比が、30:70~70:30、特に約50:約50、である、請求項30~42のいずれか1項に記載の方法。
  44. 前記ゾーン化された分配プレートが第3の分配ゾーンを備えており、及び前記第2の分配ゾーンが、前記第1の分配ゾーンと第3の分配ゾーンとの間に挟まれている、請求項30~43のいずれか1項に記載の方法。
  45. 前記第1の分配ゾーン及び前記第3の分配ゾーンが、前記第1のポリマー源と流体連通している、請求項44に記載の方法。
  46. 前記第1の分配ゾーン及び前記第2の分配ゾーンが低捲縮フィラメント又は非捲縮フィラメントを製造するように構成されており、並びに前記第2の分配ゾーンが捲縮フィラメントを製造するように構成されている、請求項45に記載の方法。
  47. 前記システムが、異なる繊維種類の2以上の領域を有する層状化された織布層を製造するように構成されている、請求項30~46のいずれか1項に記載の方法。
  48. 前記スピンビームが、複数の繊維種類を有する不織布層を製造するように構成されており、ここで、前記複数の繊維種類が、前記織布層の厚さ全体にわたって混じり合っている、請求項30~46のいずれか1項に記載の方法。
  49. 前記織物の前記繊維を接着して、まとまりのある織物を形成することを更に含む、請求項30~48のいずれか1項に記載の方法。
  50. 不織布の製造における請求項30~49のいずれか1項に記載の方法の使用。
  51. 互いに接着してまとまりのあるウェブを形成する複数の連続フィラメントを含む単一の織布層を有するスパンボンド不織布であって、前記複数の連続フィラメントが、第1の繊維種類と、前記第1の繊維種類と異なる第2の繊維種類とを含む、前記スパンボンド不織布。
  52. 前記第1の繊維種類及び第2の繊維種類が、前記単一の織布層の厚さ全体にわたって混じり合っている、請求項51に記載のスパンボンド織物。
  53. 前記単一の織布層が層状化された織布層であり、ここで、前記層状化された織布層において、前記前記第1の繊維種類が前記層状化された織布層の第1の領域に主に配置されており、及び前記第2の繊維種類が前記層状化された織布層の第2の領域に主に配置されている、請求項51に記載のスパンボンド織物。
  54. 第3の繊維種を更に含む、請求項51~53のいずれかに記載のスパンボンド織物。
  55. 前記第1の繊維種類が多成分フィラメントを含み、及び前記第2の繊維種類が単成分フィラメントを含む、請求項51~53のいずれかに記載のスパンボンド織物。
  56. 前記第1の繊維種類がポリプロピレンを含み、及び前記第2の繊維種類がポリプロピレンを含む、請求項51~55のいずれかに記載のスパンボンド織物。
  57. 前記第1の繊維種類が捲縮フィラメントを含み、及び前記第2の繊維種類が非捲縮フィラメント又は低捲縮フィラメントを含む、請求項51~56のいずれかに記載のスパンボンド織物。
  58. 前記第1の繊維種類が第1のポリプロピレンポリマーを含み、及び前記第2の繊維種類が前記第1のポリプロピレンポリマーと異なる第2のポリプロピレンポリマーを含む、請求項51~57のいずれかに記載のスパンボンド織物。
  59. 前記第1の繊維種類が、前記第1のポリプロピレンポリマーと前記第2のポリプロピレンポリマーとを含むシース/コア構成を有する多成分フィラメントを含み、及び前記第2の繊維種類が、前記第1のポリプロピレンポリマーを含む単成分フィラメントを含む、請求項58に記載のスパンボンド織物。
  60. 多成分フィラメントが、サイド-バイ-サイド構成、偏心のシース/コア構成、又はD-セントリックのシース/コア構成を有する二成分繊維を含む、請求項59に記載のスパンボンド織物。
  61. 前記第1の繊維種類が第1のポリマーを含み、及び前記第2の繊維種類が、前記第1のポリマーとブレンドされない機能性添加剤とブレンドされるところの第2のポリマーを含む、請求項51~58のいずれかに記載のスパンボンド織物。
  62. 前記機能性添加剤が、着色剤、UV安定剤、疎水性剤、親水性剤、帯電防止剤、エラストマー、相溶化剤、抗酸化剤、アンチブロック剤、スリップ剤、蛍光増白剤、難燃剤、ポリマーレオロジー改質剤、及び抗菌剤を含む群から選択される、請求項60に記載のスパンボンド織物。
  63. 請求項51~62のいずれかに記載のスパンボンド織物と、前記スパンボンド織物の表面に接着された少なくとも1つのメルトブローン織布層とを含む複合シート材料。
  64. 前記スパンボンド織布層が2つのメルトブローン層の間に挟まれている、請求項63に記載の複合シート材料。
  65. 少なくとも1つのメルトブローン層が2つのスパンボンド層の間に挟まれており、ここで、前記スパンボンド層のうちの少なくとも1つが、第1の繊維種類と、前記第1の繊維種類と異なる第2の繊維種類とを含む前記単一の織布層を含む、請求項63に記載の複合シート材料。
  66. 前記単一の織布層が、捲縮フィラメントと非捲縮フィラメント又は低捲縮フィラメントとの両方を含む、請求項63~65のいずれか1項に記載の複合シート材料。
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JP2023541903A Pending JP2024502488A (ja) 2021-01-11 2022-01-11 複数の異なる繊維種類を持つ単一層を有する不織布、並びにそれを製造する為の装置、システム及び方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3209402A (en) 1962-03-07 1965-10-05 Celanese Corp Apparatus for producing multicom-ponent filaments and yarns
US3197813A (en) 1962-12-18 1965-08-03 Monsanto Co Dual temperature melting apparatus
US3536802A (en) 1965-08-02 1970-10-27 Kanebo Ltd Method for spinning composite filaments
DE1273174B (de) 1966-11-03 1968-07-18 Vickers Zimmer Ag Vorrichtung zum Spinnen von Faeden, Baendern oder Straengen aus einer Schmelze oder einer Loesung aus hoeheren linearen Polymeren
DE2120600C3 (de) 1971-04-27 1981-06-04 Barmag Barmer Maschinenfabrik Ag, 5630 Remscheid Schmelzspinnanlage
US5382400A (en) 1992-08-21 1995-01-17 Kimberly-Clark Corporation Nonwoven multicomponent polymeric fabric and method for making same
EP0949371B1 (en) 1995-09-29 2008-11-05 Unitika Ltd. Filament nonwoven fabrics and method of fabricating the same
DE19630523C1 (de) 1996-07-29 1998-03-12 Freudenberg Carl Fa Spinnvliesstoff und Vorrichtung zu dessen Herstellung
US6964931B2 (en) * 2000-03-03 2005-11-15 Polymer Group, Inc. Method of making continuous filament web with statistical filament distribution
MXPA03001040A (es) 2000-08-03 2003-05-27 Bba Nonwovens Simpsonville Inc Procedimiento y sistema para producir telas no tejidas ligadas por hilatura de componentes multiples.
US7179412B1 (en) 2001-01-12 2007-02-20 Hills, Inc. Method and apparatus for producing polymer fibers and fabrics including multiple polymer components in a closed system
US6984276B2 (en) 2001-12-21 2006-01-10 Invista North America S.Arl. Method for preparing high bulk composite sheets
JP3978717B2 (ja) 2002-01-22 2007-09-19 Smc株式会社 3位置停止シリンダ
DK1340842T4 (da) 2002-02-28 2011-03-28 Reifenhaeuser Gmbh & Co Kg Anlæg til kontinuerlig fremstilling af en fiberdugsbane
CN100430546C (zh) 2002-11-21 2008-11-05 因维斯塔技术有限公司 高伸长回复非织造织物及其制造方法
US20040201125A1 (en) 2003-04-14 2004-10-14 Nordson Corporation Method of forming high-loft spunbond non-woven webs and product formed thereby
DE50312134D1 (de) 2003-08-23 2009-12-31 Reifenhaeuser Gmbh & Co Kg Vorrichtung zur Erzeugung von Mehrkomponentenfasern, insbesondere von Bikomponentenfasern
US7452832B2 (en) 2003-12-15 2008-11-18 E.I. Du Pont De Nemors And Company Full-surface bonded multiple component melt-spun nonwoven web
DE102005030484B4 (de) 2005-06-28 2007-11-15 Carl Freudenberg Kg Elastischer Vliesstoff, Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung
EP1959034B8 (en) 2007-02-16 2014-10-29 Hills, Inc. Method and apparatus for producing polymer fibers and fabrics including multiple polymer components in a closed system
CN101939469B (zh) 2007-08-02 2012-07-04 北卡罗来纳州立大学 混合纤维和由其制备的非织造织物
DE102007049031A1 (de) 2007-10-11 2009-04-16 Fiberweb Corovin Gmbh Polypropylenmischung
EP2343406B1 (en) 2008-10-29 2013-12-18 Mitsui Chemicals, Inc. Crimped composite fiber, and non-woven fabric comprising the fiber
US9322114B2 (en) 2012-12-03 2016-04-26 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Polypropylene fibers and fabrics
EP3084376B1 (en) 2013-12-17 2019-01-16 Picometrix, LLC System for transmitting and receiving electromagnetic radiation
JP6618002B2 (ja) 2014-03-20 2019-12-11 出光興産株式会社 捲縮繊維及び不織布
EP3054042B2 (de) 2015-02-04 2022-11-02 Reifenhäuser GmbH & Co. KG Maschinenfabrik Verfahren zur Herstellung eines Laminates und Laminat
EP3246444B1 (en) 2016-05-18 2020-04-08 Fibertex Personal Care A/S Method for making a high loft nonwoven web
PL3246443T3 (pl) 2016-05-18 2020-11-16 Fibertex Personal Care A/S Włóknina zawierająca warstwę typu „high loft”
BR112018067745B1 (pt) 2016-05-18 2022-12-27 Fibertex Personal Care A/S Tecido laminado não tecido comprendendo camadas produzidas por fiação a sopro e filamento contínuo, seu método de fabricação e produto de higiene
US11091861B2 (en) 2018-01-31 2021-08-17 Fibertex Personal Care A/S Spunbonded nonwoven with crimped fine fibers
PL3521496T3 (pl) 2018-01-31 2020-09-07 Reifenhäuser GmbH & Co. KG Maschinenfabrik Laminat z włókniny spunbond i sposób wytwarzania laminatu z włókniny spunbond
AU2020419903A1 (en) * 2020-01-10 2022-08-25 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Method of making uniform spunbond filament nonwoven webs

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