JP4339131B2 - 切り込みネック付与によるスパンボンド方法及び材料 - Google Patents

Description

本発明は、中央領域に比して縁領域において高い基本重量及び大きな伸長性を持つ、ネック付与した不織材料及び積層体の製造方法に関する。

ネック付与したスパンボンドウエブ、メルトブローンウエブ、それらの組み合わせを含むネック付与した不織ウエブ、及びスパンボンド・フィルム積層体のような不織ウエブは多くの場合、図１に示された方法を使用して製造される。初期幅を持つ不織ウエブ１２は、第一表面速度で移送する第一の対のニップローラーである第一ニップ１６と、第一表面速度より早い第二表面速度で移送する第二の対のニップローラーである第二ニップ２６との間を、機械方向に通される。第一ニップ及び第二ニップの表面速度の違いが、初期幅より小さい、ネック付与した幅を持つネック付与した又は狭くなった不織ウエブの形成をもたらす。

出発不織ウエブ１２は、縁領域１３及び１５と、中央領域１１を含む。ネック付与した不織ウエブ２２は、縁領域２３及び２５と、中央領域２１を含む。ネック付与は、個々の繊維を顕著に伸長したり又は狭くしたりすることなく、不織繊維をより密集させ、より整列させるので、ネック付与した不織布２２は、概して、最初の不織ウエブ１２より高い基本重量を持つ。

図１から容易にわかるように、最初の不織布の縁領域１３及び１５の不織繊維は、ネック付与方法の間、第一ニップ１６と第二ニップ２６との間で、中央領域１１にある繊維より大きい距離を移送する。更に、中央領域１１の横方向の応力が両横方向両側に向けて作用するので、これらの応力が少なくとも部分的には反対作用をする。縁領域１３及び１５の各々の横方向応力は、不織ウエブの中央領域１１の中心方向へ向かう１方向である。これは、縁領域での繊維のギャザー付け及びネック付与を増加する結果となる。従って、ネック付与したウエブの縁領域２３及び２５の繊維は、概して、中央領域２１の繊維に比べて、より整列状態となり、より密集している。結果として、ネック付与した不織繊維は、両縁領域での方が中央領域より高いギャザー付け及び基本重量を持ち、両縁領域の方が中央領域よりより大きな伸長性を持つ、横方向に非均一性のものとなる。このネック付与したウエブが、次いで望ましい数の切り込みで切断されると、ネック付与した不織ウエブの各々の縁部分を含む切り込みは、縁と縁との間で、中央部分の切り込みとは異なる特性を持つものとなる。

類似した又は同一の切り込みネック付与不織ストリップを製造し、それぞれが基本重量及び伸長性において実質的に類似した横方向形状を持つ、ネック付与方法に対する必要性又は要求がある。

（定義）
ここで用いられる「含む」という用語は、前に述べられたもの以上の付加的材料及び／又は方法段階を含むように特許請求の範囲を表わすものである。

ここで用いられる「回復する」という用語は、バイアス力の付与により材料が伸長した後で、バイアス力の作用が終わったときの伸長した材料の収縮を意味する。例えば、弛緩されバイアス力のない１インチの幅を持つネック付与した材料が、横方向に５０％、すなわち１．５インチの幅に伸長されると、材料は５０％（０．５インチ）伸長されたことになり、弛緩された状態の幅の１５０％に伸長された幅を持つことになる。この例示した伸長された材料が弛緩され、バイアス力及び伸長力を緩めた後で、１．１インチの幅に回復するとしたら、材料は、０．５インチ伸長部分の８０％（０．４インチ）が回復したことになる。回復量は、［（最大伸長寸法―試料最終寸法）／（最大伸長寸法−試料初期寸法）］Ｘ１００で表わすことができる。

ここで用いられる「不織ウエブ」という用語は、個々の繊維又は糸が互いに組み合わされているが、識別可能な繰り返される形ではない構造を持つウエブを意味する。不織ウエブは、過去において、例えばスパンボンド法、メルトブローン法、及びボンデッドカーデッドウエブ法などの様々な方法により作られてきた。

ここで用いられる「ミクロ繊維」という用語は、その直径が平均約７５ミクロンより大きくない小さい直径の繊維を意味しており、例えば平均約０．５ミクロンから約７５ミクロンの直径を持ち、更に特定的にはミクロ繊維は平均約４ミクロンから約４０ミクロンの直径を持つものである。

ここで用いられる「繊維間接着」という用語は、一様なウエブ構造を形成するために、個々の不織繊維の間で熱接着又は交絡により得られた接着を意味する。繊維接触接着及び繊維交絡はメルトブローン法では固有のものであるが、例えば水圧交絡又はニードルパンチングのような方法により生み出され、或いは増強されることができる。代替的に及び／又は付加的に、接着剤は効果的な接着を増加させ、更にウエブの構造的一様性を維持するために利用されるものである。

ここで用いられる「メルトブローン繊維」という用語は、複数の微細な、通常は円形のダイ毛管を通して、溶融状態熱可塑性材料を高速ガス（例えば空気）中に溶融状態の糸又はフィラメントとして押し出し、この高速ガスが溶融熱可塑性材料のフィラメントを細くして、その直径を、多分ミクロ繊維の直径にまで減少させることにより形成された繊維を意味する。その後、メルトブローン繊維は高速ガス流により運ばれて、集積表面に堆積され、ランダムに分散されたメルトブローン繊維のウエブを形成する。この方法は、例えば、Ｂｕｔｉｎ他の米国特許第３，８４９，２４１号に記載されており、この特許は引用によりここに組み入れられる。

ここで用いられる「スパンボンド繊維」という用語は、押し出されるフィラメントの直径を持つ複数の微細な、通常は円形の紡糸口金の毛管からフィラメントとして溶融熱可塑性材料を押し出し、次いで、例えば引き抜きその他の周知のスパンボンド機構によって急激に大きさを減少させることにより形成される小直径の繊維を意味する。スパンボンド不織ウエブの製造は、例えば、Ｍａｔｓｕｋｉ他の米国特許第３，８０２，８１７号、Ａｐｐｅｌ他の米国特許第４，３４０，５６３号及びＤｏｒｓｃｈｎｅｒ他の米国特許第３，６９２，６１８号に記載されている。これらの特許の開示は、引用によりここに組み入れられる。

「ネック付与した」又は「ネック付与伸長された」は互換的な用語で、望ましい量まで制御された手法でその幅を減少するために、一般的に縦方向に又は機械方向に、不織布を伸長する方法を指す。制御された伸長は、低い室温又はそれより高い温度のもとで行うことができ、伸長される方向における全体の寸法の増加は、布が破断するのに必要とされる伸びまでに制限され、その伸びは多くの場合約１．０５から１．７倍である。弛緩されたとき、ウエブはその元来の寸法に戻る。この方法は、例えば、Ｍｅｉｔｎｅｒ 及び Ｎｏｔｈｅｉｓの米国特許第４，４４３，５１３号、Ｍｏｒｍａｎ他の米国特許第４，９６５，１２２号、第４，９８１，７４７号、及び第５，１１４，７８１号、更にＨａｓｓｅｎｂｏｅｈｌｅｒ Ｊｒ．他の米国特許第５，２４４，４８２号に記載されている。

ここで用いられる「ネック付与した材料」という用語は、例えば、引っ張りのような方法により、少なくとも１つの方向に収縮されたあらゆる材料を意味する。

ここで用いられる「ネック付与可能な材料」という用語は、ネック付与可能なことができるあらゆる材料を意味する。

ここで用いられる「可逆的にネック付与した材料」という用語は、ネック付与されている間に材料に記憶を与える処理を行って、この材料にネック付与前の寸法に伸長させる力が与えられた時、ネック付与され処理された部分が、力の作用が終わった時にほぼネック付与された寸法まで回復するようにした、ネック付与した材料を意味する。処理の１つの形態は熱付与である。概して、可逆的にネック付与された材料の伸長は実質的に、予めネック付与された寸法の伸長範囲に限られる。従って、材料が弾性でなければ、予めネック付与された寸法をはるかに超える伸長は、材料の破損をもたらすことになる。可逆的にネック付与された材料は、例えば、フィルム及び／又は発泡体を含む積層体を含むスパンボンドウエブの多層、メルトブローンウエブの多層、ボンデッドカーデッドウエブの多層、又はこれらの他の適した組み合わせ或いは混合物などの１つより多い層を含み、これは例えば、米国特許第４，９６５，１２２号に記載されており、この特許は引用によりここに組み入れられる。

ここで用いられる「ポリマー」という用語は、一般的に、ホモポリマー、例えばブロック、グラフト、ランダム及び交互コポリマーのようなコポリマー、ターポリマー等、及びそれらの混合物並びに変性物を含むが、これらに限定されるものではない。更に特に限定されない限り、「ポリマー」という用語は、材料のあらゆる可能な幾何学的形態を含む。これらの形態は、これに限定するものではないが、アイソタクチック、シンジオタクチック、及びランダム対称を含む。

米国特許第３，８４９，２４１号公報 米国特許第３，８０２，８１７号公報 米国特許第４，３４０，５６３号公報 米国特許第３，６９２，６１８号公報 米国特許第４，４４３，５１３号公報 米国特許第４，９６５，１２２号公報 米国特許第４，９８１，７４７号公報 米国特許第５，１１４，７８１号公報 米国特許第５，２４４，４８２号公報 米国特許第５，４１８，０４５号公報 米国特許第４，１００，３２４号公報 米国特許第５，７２０，８３２号公報 米国特許第４，０４１，２０３号公報 米国特許第５，７０７，４６８号公報

本発明は、ネック付与した材料、例えばストリップとストリップの間により良い横方向基本重量均一性及び伸長性を持つ、ネック付与した不織ウエブの製造方法、及び、その方法で作られたネック付与した不織ウエブについて述べるものである。ロールから巻き戻されるか又はスパンボンド法により直接形成することができる、例えばポリプロピレンスパンボンドウエブのような不織ウエブが、逆回転する第一の対のニップロール及び逆回転する第二の対のニップロールにより機械方向に引っ張られる。本発明の或る実施形態においては、ポリプロピレンスパンボンドウエブは、ポリプロピレンホモポリマーから、又は１０重量％までのエチレン及び少なくとも９０重量％のプロピレンを含むランダムプロピレンーエチレンコポリマーから形成することができる。不織ウエブが機械方向に移送するにしたがって、複数のナイフ又は他の切断装置により機械方向に切断し、複数の不織ストリップを形成する。

不織ストリップは、第一ニップローラーの間をまっすぐに通すか、又は第一ニップローラーの間を、例えばＳラップ形態のような別の形態で通すことができる。不織ストリップは又、ストリップ上に張力を与えるため及びストリップを引っ張るために、高い摩擦係数を持つ表面を備えたロールの周りに巻きつけることができる。引っ張りの張力は又、材料を直接供給ロールから引き出し、ロールから巻き戻すスピードを制御することにより得ることができる。第一ニップローラーの間を通った後、不織ストリップは、第一ニップローラー及び第二の対のニップローラーの間の距離として定められる、ネック付与領域に入る。通気式過熱オーブン又は別の適した加熱装置を、不織ストリップの加熱のためにネック付与領域に設けることができる。スパンボンドウエブにとって適した温度は、約１８０°Ｆ（８２℃）から約２８０°Ｆ（１３８℃）、又は、溶融点より低い約８５℃から約３０℃である。供給された熱は、破断前にネック付与できる程度を増加させ、更にネック付与した不織ストリップを熱固定（可逆的にネック付与された）させることができる。不織布固定は又、紡糸されたばかりの繊維を、切り込み切断ロール上においてネック付与した形態で、エージングすることにより生じされることができる。

第二ニップローラーは、第一ニップローラーより大きい表面速度で、適したものとして第一ニップローラーより約５％から約４０％大きい速度で回転する。第二ニップローラーの速度を第一ニップローラーに比して大きくし、ネック付与領域において不織ストリップに熱を与えることにより、個々の不織ストリップが、初期幅から、この初期幅より小さい、適当な値としては初期幅の約２０％から約８０％のネック付与幅にネック付与され又は狭くされて、ネック付与した不織ストリップが形成される。第二ニップローラーは、ストリップに張力を与え、該ストリップを引っ張るために、高い摩擦係数を備えた外表面を持つことができる。ネック付与した不織ストリップは、各々が少なくとも約２インチのネック付与した幅を持つことができ、更に、不織ウエブの初期幅、不織ウエブに形成される不織ストリップの数、及びネック付与の量に応じて大幅に広いものとすることができる。

ネック付与は、各々の不織ストリップのフィラメントを機械方向により整列させ、緻密な状態とするものであり、個々の不織フィラメントに著しい伸びをもたらすものではない。結果として、各々のネック付与した不織ストリップは、ネック付与する前の基本重量より大きい基本重量を持つ。不織ウエブをより狭いストリップに切断することにより、その結果生じるネック付与不織ストリップの近接するものは、類似するか又は同一となり、各々のストリップは、基本重量及び伸長性において類似した横方向形状を持つものとなる。各々のネック付与した不織ストリップは、そのネック付与幅の約２５％から約５００％の間で横方向に容易に伸長することができる。不織ストリップが熱固定（可逆的にネック付与される）されても、伸長力が除去されるとそのネック付与した幅へ回復することができる。

本発明の特徴及び利点は、添付した図面と共に以下の本発明の詳細な説明からより明らかになるであろう。詳細な説明及び図面は、本発明を例示するためのものであり、特許請求の範囲及びその均等範囲により定められる本発明の範囲を限定するものではないことが意図されるものである。

図２−図５を参照にすると、本発明の１つの実施形態において、ネック付与可能な材料２０、例えば不織ウエブは、複数のネック付与可能な材料ストリップ３０に切断又は切り裂かれ、各々のネック付与可能な材料ストリップ３０は、一連のニップローラーを通ってネック付与可能な材料ストリップ３０を通すことにより、機械方向１０にネック付与される。図６を参照すると、各々のネック付与材料ストリップ３０は、近接するネック付与材料ストリップ３０に実質的に類似した又は同一の、横方向基本重量及び横方向伸長性形状を持つ。更に、各々のネック付与材料ストリップ３０は、ネック付与方法の結果として、横方向両側の側縁部分又は領域３３が、中央部分又は領域３４の基本重量及び伸長性より大きい基本重量及び高い伸長性を持つ。

本発明のある実施形態による方法は、個人ケアー物品、例えばオムツ、訓練用パンツ、大人用ケアー衣類及び同様のもののための部品を製造するために使用することができる。本発明の方法により製造される材料は、このような個人ケアー物品の、高い伸長性が要求される特定の領域で特に有効である。

ネック付与可能な材料２０は、例えばメルトブローン法、スパンボンド法、又はボンデッドカーデッド法などの周知の不織製造法により形成され、先ずサプライロール１８に蓄えられることなく、第一ニップ３２に直接通すことができる。ネック付与可能な材料２０は、二成分繊維で形成された不織材料とすることができ、例えばＰｉｋｅ他の米国特許第５，４１８，０４５号に記載されており、その開示は、引用によりここに組み入れられる。本発明のある実施形態によれば、ネック付与可能な材料２０は更に、フィルムを含むことができる。必須ではないが、フィルムは非弾性フィルムであることが望ましい。

本発明の１つの実施形態において、ネック付与可能な材料２０は、望ましくは材料の単層であり、例えば、約０．２ｏｓｙから約１０ｏｓｙの基本重量を持つスパンボンドウエブ又は約０．２ｏｓｙから約８ｏｓｙの基本重量を持つメルトブローンウエブのようなものとする。ネック付与可能な材料２０がメルトブローン繊維ウエブの場合、メルトブローンミクロ繊維を含むことができる。ネック付与可能な材料２０は、ネック付与した材料に力を加えて予ネック付与寸法まで延ばした時、力の作用が終わると、材料はほぼネック付与した寸法まで回復するようになる処理をネック付与している間に施すことができるどんな材料からも形成することができる。処理方法は、熱の付与である。例えば、ポリオレフィン、ポリエステル、及びポリアミドのようなあるポリマーは、このような記憶を与えるために、適した状態で熱処理することができる。例示的ポリオレフィンに、１つ又はそれより多いポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、エチレンコポリマー、プロピレンコポリマー、及びブチレンコポリマーを含む。適したポリプロピレンは、例えば、ＰＦ−３７４の商標でＨｉｍｏｎｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎより入手可能なポリプロピレン、Ｅｓｃｏｒｅｎｅ（登録商標）ＰＤ−３４４５の商標でＥｘｘｏｎ−Ｍｏｂｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙより入手可能なポリプロピレン、及びＤＸ５Ａ０９の商標でＳｈｅｌｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙより入手可能なポリプロピレンを含む。様々な高濃度ポリエチレンと同様に、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＣｏｍｐａｎｙからのＡＳＰＵＮ（登録商標）６８１１Ａ及び２５５３線状低密度ポリエチレンも、使用することができる。これらの材料の化学的特徴は、それぞれの製造者より入手可能である。

ネック付与可能な材料１２は、２つかそれより多い異なった繊維の混合物、又は、繊維と粒状物の混合物からなる複合材料とすることができる。このような混合物は、Ａｎｄｅｒｓｏｎ他の米国特許第４，１００，３２４号、及びＭｉｎｔｏ他の米国特許第５，７２０，８３２号に記載されたように、メルトブローン繊維を運ぶガス流に、繊維及び／又は粒状物を加え、メルトブローン繊維と他の材料、例えば、木質パルプ、ステープル繊維又は超吸収性材料のような粒状物との密接な交絡混合を、集積装置に繊維を集積する前に生じさせて、メルトブローン繊維と他の材料とをランダムに分散させた一様なウエブとすることにより、形成され、この米国特許は、引用によりここに組み入れられる。

ネック付与可能な材料１２が繊維の不織ウエブの場合は、繊維は、前述した「繊維間接着」の定義に示す１つ又はそれより多い接着方法を使用して、繊維間接着により結合される。

本発明の１つの実施形態において、ネック付与可能な材料２０は、例えば、メルトブローンウエブ、ボンデッドカーデッドウエブ、フィルム、発泡体、又は他の適した材料の少なくとも１つの層と結合した、スパンボンドウエブの少なくとも１つの層を持つ多層材料である。例えば、ネック付与可能な材料２０は、例えば米国特許に記載され、引用によりここに組み入れられるスパンボンド／メルトブローン／スパンボンド（“ＳＭＳ”）積層体のような、少なくとも１つの層がスパンボンドで、更に少なくとも１つの層がメルトブローンである多層材料とすることができる。１つの特に適したネック付与可能な材料２０は、Ｂｒｏｃｋ他の米国特許第４，０４１，２０３号に記載されたような不織の布様の材料を含むことができ、この特許は引用によりここに組み入れられる。このような積層体は、第一に移送形成ベルトスパンボンド繊維層、次にメルトブローン繊維層、最後に別のスパンボンド繊維層を順次に堆積し、次に前述した特許に記載された方法で積層体を接着して形成することができる。代替的に、布層を個々に形成し、ロールに堆積し、別の接着段階により結合することもできる。上記した方法は当業者によく知られており、ここで述べる必要はない。本発明の１つの実施形態において、多層積層体は、約０．２オンス／平方ヤード（ｏｓｙ）から約８ｏｓｙの基本重量を持つスパンボンドポリプロピレンの第一層、約０．１ｏｓｙから約４ｏｓｙの基本重量を持つメルトブローンポリプロピレンの層、及び約０．２ｏｓｙから約８ｏｓｙの基本重量を持つスパンボンドポリプロピレンの第二層を含む。

図２に示すように、ネック付与可能な材料２０は、材料サプライローラー１８から繰り出され、ローラー２９及びローラー３１を含む第一の対のニップローラー２８の間で形成される第一ニップ３２のような、第一移送手段を通して移送し、給送することができる。適したものとして、ネック付与可能な材料２０は、約３０インチから約７２０インチ、望ましくは約１００インチから約５４０インチの、最初の予めネック付与した出発幅を持つ。第一の対のニップローラー２８は、ネック付与可能な材料２０を機械方向１０に、ローラー２９及び３１を通して引っ張る。ネック付与可能な材料１２は、インライン方法の間に、供給ローラー１８から繰り出されるのではなく、むしろ、例えばスパンボンド法のようにネック付与可能な材料１２から直接給送されるようにすることができる。ネック付与可能な材料２０は、図４に示すように、逆回転する第一の対のニップローラー２９、３１により形成されるニップ３２に直接通されるか、又は、ネック付与可能な材料２０は、図５に示すように、ほぼＳ形態を持つ経路を移送するようにすることができる。図５に示すように、ネック付与可能な材料２０は、ローラー２９の周りの一部及びその下を通り、次にローラー２９及びローラー３１の間、次にローラー３１の周りの一部及びその上を通る。ローラー２９及びローラー３１は逆方向に回転し、各々のローラー２９、３１は、必須ではないが、等しく一定した第一回転表面速度を持つことが望ましい。本発明の１つの実施形態によると、ローラー２９及び３１は、各々のローラー２９、３１の横方向にわたって一定した温度で加熱することができるか、又は、ローラー表面の第一部分でより高い温度を、ローラー表面の第二部分で比較的低い温度を生み出す形態で、選択的に加熱することができる。

図２及び図３に示されるように、第一ニップ３２を通過する前に、ネック付与可能な材料２０は、例えば、複数の切断ナイフ４４のような適当な切断手段４０を使用して、複数のネック付与可能な材料ストリップ３０に、縦方向に切断されるか又は切り裂かれる。当業者に知られているどんな適した切断又は切り裂き手段も、ネック付与可能な材料ストリップ３０を形成するために使用することができる。必須ではないが、ネック付与可能な材料ストリップ３０は、均一な幅を持つことが望ましい。適したものとして、ネック付与可能な材料２０は、少なくとも約２つのネック付与可能な材料ストリップ３０に、望ましくは、少なくとも約６つのネック付与可能な材料ストリップ３０に、更に幾つかの場合において少なくとも約２０のネック付与可能な材料ストリップ３０に切り取られる。ネック付与する前に、ネック付与可能な材料ストリップ３０は、各々約９インチから約９０インチの幅を、適したものとして、約１５インチから約７２インチの幅を、望ましくは約２０インチから約５４インチの幅を持つものとすることができる。

例えば、約３６０インチの最初の又は出発幅を持つネック付与可能な材料２０は、１０のネック付与可能な材料ストリップ３０に切断して、各々が約３６インチの幅を持つネック付与可能な材料ストリップ３０とすることができる。代替的に、ネック付与可能な材料２０は、各々が約１２インチの幅を持つ、３０のネック付与可能な材料ストリップ３０に切断することができる。ネック付与可能な材料２０は、不織ウエブの出発幅、ネック付与の程度、及び最終製品に望まれる幅に応じて、どんな適当数のネック付与可能な材料ストリップ３０を形成するようにも切り裂かれることができることは、当業者にとって明らかである。

第一の対のニップローラー２８の間を通過した後、複数のネック付与可能な材料ストリップ３０を含むネック付与可能な材料２０は、図３に示すように、第一の対のニップローラー２８及び第二の対のニップローラー３８の間に機械方向１０の、縦方向（ネック付与）距離として定められる、ネック付与領域に入る。良好なネック付与を得るために、ニップの間がウエブ幅の４から１０倍のネック付与距離が必要とされる。ウエブがネック付与される前に“ｙ”個のストリップに切断される場合には、この距離は元来のウエブ幅の（４／ｙ）から（４０／ｙ）倍となる。ネック付与可能な不織材料を複数のネック付与可能なストリップに切断することにより形成可能な、比較的短いネック付与距離は、工場の床面積を節約し、実質的に類似した基本重量及び横方向伸長性形状を持つネック付与した不織ストリップを製造する。本発明の１つの実施形態において、例えば加熱オーブン又は当業者によく知られている他の適した加熱装置のような、図２に示されている加熱装置６０を、ネック付与領域５０に設けることができる。望ましくは、加熱装置６０は、各々の材料ストリップ３０を、約１８０°Ｆ（８２．２℃）から約２８０°Ｆ（１３８℃）という上昇した温度にまで加熱する。適したものとして、ネック付与距離は、切断部における良好なウエブ制御を保証するために、切断幅の約４０倍より小さく、望ましくは切り込み幅の約２０倍より小さく、より望ましくは切り込み幅の約１０倍より小さく、更にある場合においては切り込み幅の約４倍より小さいものとする。ネック付与距離は、ネック付与処理が起こるのを可能にするほど材料を構成する繊維が配向し、移送するのに十分な時間を与えるのに十分でなければならない。

加熱装置６０は、ネック付与可能な材料２０が第一の対のニップローラー２８及び第二の対のニップローラー３８の間を移送する間に通過できる、従来の端部開放型強制通風炉とすることができる。端部開放型強制通風路は、各々のネック付与可能な材料ストリップ３０をネック付与し、更に各々のネック付与可能な材料ストリップ３０の熱固定を促進するために、図２に示す領域７５で、使用することができ、その結果、可逆的にネック付与した材料が得られる。炉２９の内部温度は、不織繊維を柔軟にし、そのしなやかさを増加するのに十分高くなければならないが、繊維を溶融するか、又はネック付与方法が、個々の不織繊維を著しく伸長し、細くし、及び／又は破断するようになる程度にまで繊維を柔軟にする、のいずれかになるほど高くなるべきではない。例えば、不織繊維がポリオレフィンから形成される時、炉内の不織ウエブに与えられる最も高い温度は、少なくとも繊維の溶融温度より約２０℃だけ低く、適したものとして、少なくとも繊維の溶融温度より約２５℃低く、望ましくは、繊維の溶融温度より約３０℃低くするべきである。ネック付与の最適温度は、典型的には、繊維溶融温度より約３０℃から約８５℃低い値である。例えば、ネック付与可能な材料２０が、スパンボンドポリプロピレンウエブを含む不織ウエブの場合は、望ましいネック付与温度は約８０℃から約１３８℃である。

代替的に、加熱装置６０は、例えば、Ａｒｎｏｌｄ他の米国特許第５，７０７，４６８号に記載されているようなホットエアナイフとすることができ、この特許は、引用によりここに組み入れられる。ホットエアナイフ組立体では、上方プレナム及び移送するネック付与可能な材料２０に面した下方スロットを含む装置を通して、１つ又はそれより多いホットエア高速度噴射がネック付与可能な材料２０の表面に施される。

「固定」は、不織布を形成する繊維が結晶化方法にある時、すなわち結晶化作用が増加している時に起こると考えられる。この付加的結晶化は、繊維が固定された時、この繊維にもとあった形態に戻ろうとする記憶を与えると考えられる。固定の１つの方法は、繊維に付加的結晶化を起こさせるために、エージングされた不織繊維を加熱することである。別の方法は、繊維形成結晶化方法がまだ進行中の繊維により形成されたばかりの不織布をとり出し、この不織布を望ましい形態、すなわちネック付与した形態にすることである。ネック付与した材料は、次いでロール上における繊維のエージング（付加的結晶化）によって固定される。

本発明の１つの実施形態によると、形成されたばかりの不織材料は、固定される前に切断され、ネック付与される。結晶化方法は、繊維形成の後すばやく達成される。しかしながら、不織材料が不織材料形成から約１分以内に、望ましくは約０．５分以内に、更に望ましくは約０．２５分以内に、切断され更にネック付与されれば、切断及びネック付与に続いて十分な結晶化が達成され、ネック付与した形態に材料が固定される。

ネック付与領域５０を通過した後、ネック付与可能な材料２０は、第二移送手段によって引っ張られる。例えば、本発明の１つの実施形態において、第二移送手段は、図２に示すような貯蔵又は巻き取りロール７０のような巻取りロールを含むことができる。巻き取りロールは、ローラー２９及び３１の第一表面速度より大きい、一定した回転表面速度を持ち、これにより巻き取りロールにネック付与された材料ストリップ３０を巻き取るより前に、各々の材料ストリップ３０にネック付与する。

代替的に、本発明の１つの実施形態において、第二移送手段は、逆回転ローラー３９及びローラー４１を含む第二の対のニップローラー３８を含むことができる。ネック付与可能な材料２０は、第二の対の逆回転ニップローラー３８により形成された第二ニップ４２を直接通過するか、又はネック付与可能な材料２０は、ネック付与可能な材料２０がローラー３９の周りの一部分及びその下、次いでローラー３９とローラー４１の間、次にローラー４１の周りの一部分及びその上を通る、ほぼＳ形態を持つ経路を移送することができる。本発明の１つの実施形態において、ローラー３９及び４１は、ローラー２９及び３１に関して上述したのと類似した方法で加熱することができる。

ローラー３９及び４１の各々は、ローラー２９及び３１の第一表面速度より大きい、一定した第二逆回転表面速度を持つ。適したものとして、第二表面速度は、第一表面速度の約１．０５倍から約１．７倍の速度、望ましくは第一表面速度の約１．１倍から約１．５倍の速度、幾つかの場合においては第一表面速度の約１．２倍から約１．４倍の速度とする。第一の対のニップローラー２８及び第二の対のニップローラー３８の表面速度の違い、及びある実施形態において、ネック付与領域５０でのネック付与可能な材料２０に付与される熱が、ネック付与可能な材料２０の初期幅すなわち出発幅より小さいネック付与幅を持つ、狭くなった又はネック付与した材料２０の形成をもたらす。

一般的に、良好なネック付与のために必要とされるニップ間の最小距離は、おおよそネック付与される不織布の幅に比例する。すなわち、一定を保つ、すべての他の材料及び処理状件がすべて一定であるとして、ウエブの幅が二倍になると、良好なネック付与のために必要とされるニップ間の最小距離も、およそ二倍になる。反対に、与えられた処理状件の組について、良好なネック付与のために必要な最小のニップ間距離が“Ｘ”である不織布が、“Ｎ”個の個々のストリップに切断される場合には、同様の処理状件における良好なネック付与に必要な最小の距離は、およそ“Ｘ／Ｎ”に減少される。例えば、“Ｎ”が１０個のストリップであれば、良好なネック付与のために必要とされるニップ間の最小距離は、９０パーセントだけ減少される。

更に、良好なネック付与のために必要とされるニップ間の最小距離は、一般的にラインスピードに関係する。すなわち、ラインスピードが二倍になると、良好なネック付与に必要とされる最小距離は増加する。ニップ間の距離をラインスピードで割ったものが、材料がニップ間のネック付与領域に存在する時間である。ラインスピードの増加による時間の減少は、材料内のフィラメントを再配向するのに十分な時間を与えることができない。この再配向はネック付与を起こさせるものである。

上述したように、良好なネック付与のためのニップ間の最小距離は、不織ウエブをストリップに切断することにより減少させることができる。この最小距離の減少は、ラインスピードを増加し、それでも尚、受け入れ可能なネック付与を得るために、現存の機械に使用することができる。これらの傾向は、以下の実施例において使用することができる。

一般的に、約１００インチ（Ｎ＝１）の初期幅を持つ不織ウエブ、及び約０．１秒の時間（Ｔ）が不織ウエブのネック付与に必要であるとすると、縦方向距離は、第二表面速度に０．１秒を乗じた値と等しくならなければならない。第二表面速度が約４００フィート／秒とすると、縦方向距離は約４０フィートにならなければならない。しかしながら、各々が約１０インチの初期幅を持つ１０の等しい不織ストリップ（Ｎ＝１０）に、不織ウエブが縦方向に切断されるならば、ネック付与時間（Ｔ）は、約０．０１秒、すなわち（０．１秒／１０不織ストリップ）に減少される。このように約４００フィート／秒の第二表面速度に対しては、縦方向距離は約４フィートでしなければならない。

一般的に、所定のウエブに所定の量のネック付与をするために、ウエブの幅にラインスピードを乗じたものを引っ張りニップ間の距離で割った比は、実験的に求めて与えられた値より小さくなる。実効ウエブの幅がネック付与する前の切断により減少されると、ラインスピードは比例して増加させることができ、及び／又はニップの距離を減少させることができる。例えば、ウエブが１２の等しいストリップに切断されるならば、概して、ラインスピードは３倍に増加させ、ネック付与距離は最初の又は元来のネック付与距離の１／４に減少させることができる。

本発明のある実施形態によると、各々のネック付与可能な材料ストリップ３０は、ネック付与領域５０内の初期幅より小さい、初期すなわち出発幅からネック付与幅までネック付与される。適したものとして、各々の材料ストリップ３０のネック付与したすなわち最終幅は、材料ストリップ３０の初期幅の約８０％より小さく、望ましくは材料ストリップ３０の初期幅の約６５％より小さく、更に幾つかの場合において、ネック付与可能な材料ストリップ３０の初期幅の約２８％から約５０％とする。各々の材料ストリップ３０は、少なくとも約２インチのネック付与した幅を持つことができ、更に最後に使用される製品に必要とされる寸法に応じて、より広いものとすることができる。本発明のある実施形態において、各々のネック付与可能な材料ストリップ３０のネック付与幅は、実質的にネック付与可能な材料ストリップ３０の最初の予ネック付与幅、及びネック付与の量に応じて広くすることができる。付加的に、各々のネック付与した材料ストリップ３０は、引っ張り方法により成された最初の出発長さの、約１．０５から約１．７倍の、適したものとして約１．１倍から約１．５倍の、望ましくは約１．２倍から約１．４倍のネック付与した機械方向長さを持つことができる。ネック付与方法が完了した後、ネック付与した材料ストリップ３０は、インラインでの処理又は変換を行うことができ、或いは将来の処理及び／又は変換のために、貯蔵又は巻き取りロール７０に巻き上げることができる。

本発明の１つの実施形態において、ネック付与可能な材料２０は、当業者によく知られているいずれかの適当な方法を使用して形成されたＳＭＳ積層体か、又はＢＬＯＣＫ−ＩＴの商標の一連のものとして米国、テキサス州のダラスにあるＫｉｍｂｅｒｙ−Ｃｌａｒｋ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎより入手可能な積層体を含む。第一又は最初の予ネック付与幅を持つネック付与可能なＳＭＳ積層体は、第一表面速度を持つ第一の対のニップローラー２８に向かって移送される。ＳＭＳ積層体が第一の対のニップローラー２８に到着する前に、ＳＭＳ積層体は、適した切断手段４０を使用して、複数の積層体ストリップに縦方向に連続して切断される。

積層体ストリップは、第一の対のニップローラー２８の間を縦方向に通過させられ、ＳＭＳ積層体は第一表面速度より大きい第二表面速度を持つ第二の対の逆回転ニップローラー３８に向かって、縦方向距離だけ移送する。ＳＭＳ積層体は、第一の対のニップローラー２８と第二の対のニップローラー３８の間の積層体ストリップのネック付与により、第二の対のニップローラー３８の間を縦方向に給送又は通される。ＳＭＳ積層体は、ネック付与領域５０と定められる、第一の対のニップローラー２８と第二の対のニップローラー３８の間を縦方向距離だけ移送し、そこで積層体ストリップは、第一の対のニップローラー２８より大きい表面速度を持つ第二の対のニップローラー３８によりネック付与される。

適したものとして、第一の対のニップローラー２８と第二の対のニップローラー３８の間の縦方向距離は、切断の制御のためには、個々のストリップ３０の予ネック付与幅の約１０倍より大きくなく、望ましくは、ストリップ３０の予ネック付与幅の約８倍より大きくなく、更に幾つかの場合において、ストリップ３０の予ネック付与幅の約６倍より大きくないものとする。

図６を参照すると、本発明の１つの実施形態による方法は、複数のネック付与したストリップ３０を形成する不織ウエブを提供するものであり、この方法においては、近接したストリップ３０は、基本重量及び伸長性が、適したものとしては類似しており、更に望ましくは同一である、わずかの「スマイル」形状を持つ。図６に示すように、各々のストリップ３０は、中央部分又は領域３４の基本重量及び伸長性より大きい基本重量及び高い伸長性を持つ、横方向両側の縁部分又は領域３３を含む。

ここに開示されている本発明の実施形態は、現在のところ望ましいものであり、様々な修正及び改良を本発明から外れることなく行い得る。本発明の範囲は、添付した特許請求の範囲に示されており、その意味の範囲及び均等範囲に含まれるすべての変形を、ここに含むことが意図される。

前述の「背景技術」で述べたような、従来のネック付与方法の図である。 本発明の１つの実施形態による、例えば不織ウエブのようなネック付与可能な材料が複数のネック付与可能な材料ストリップに切断又は切り裂かれ、各々の材料ストリップがネック付与される、ネック付与方法の図である。 本発明の１つの実施形態による、例えば不織ウエブのようなネック付与可能な材料が複数のネック付与可能な材料ストリップに切断又は切り裂かれ、各々の材料ストリップがネック付与される、ネック付与方法の図である。 本発明の１つの実施形態による、ネック付与可能な材料が、例えば第一の対のニップローラーのような１対の逆回転ニップローラーの間を通過する、ネック付与方法の図である。 本発明の１つの実施形態による、ネック付与可能な材料が、例えば第一の対のニップローラーのようなＳラップ形状の１対の逆回転ニップローラーの間を通過する、ネック付与方法の図である。 各々の切断が、基本重量及び伸長性にわずかの「スマイル」形状を持つ、近接した切り込みに類似しているか又は同一である、本発明の１つの実施形態により製造された不織ウエブの横断面図である。

符号の説明

１８ サプライロール
２０ ネック付与可能な材料
２８ 第一ニップローラー
３０ ネック付与可能な材料ストリップ
３３ 縁領域
３４ 中央領域
３８ 第二ニップローラー
４４ 切り取りナイフ
５０ ネック付与領域
６０ 加熱装置
７０ 巻き取りロール

Claims (23)

1. ネック付与した材料を形成する方法であって、
   第一表面速度で互いに逆方向に回転し、ネック付与領域の始まりの点を形成している第一の対のニップローラーに向かって、第一幅を持つネック付与可能な材料を移送し、
   前記ネック付与可能な材料がネック付与領域の始まりの点を形成している前記第一の対のニップローラーに到達する前に、前記ネック付与可能な材料に縦方向の切断をいれて複数のネック付与可能な材料ストリップとし、
   該ネック付与可能なストリップを前記第一の対のニップローラーの間で縦方向に通し、
   前記ネック付与可能な材料ストリップを前記第一の対のニップローラーから縦方向に離れた位置にあり、前記第一表面速度より大きい第二表面速度で互いに逆方向に回転し、ネック付与領域の終わりの点を形成している第二の対のニップローラーまで移送し、
   前記第二の対のニップローラーの間に前記ネック付与可能な材料ストリップを縦方向に通して、前記第一の対のニップローラーと前記第二の対のニップローラーとの間で前記ネック付与可能な材料にネック付与する、
   段階を含むことを特徴とする方法。
2. 前記ネック付与可能な材料はネック可能な不織ウェブであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記縦方向距離は、個々のネック付与可能材料ストリップの、ネック付与前の幅の４０倍より大きくないことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 前記縦方向距離は、個々のネック可能材料ストリップの、ネック付与前の幅の２０倍より大きくないことを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記複数のネック付与可能材料ストリップは、少なくとも４つの不織ストリップを含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の方法。
6. 前記複数のネック付与可能材料ストリップは、少なくとも１０の不織ストリップを含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 各々のネック可能材料ストリップは、２２.９ｃｍから２２９ｃｍまでの初期幅を持つことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の方法。
8. 各々のネック付与可能材料ストリップは、４５.７ｃｍから１８３ｃｍまでの初期幅を持つことを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 各ネック付与可能材料ストリップは前記ネック付与可能材料ストリップの初期幅の７０％より小さいネック付与幅を有するものであることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の方法。
10. 各々のネック付与可能材料ストリップは、前記ネック付与可能材料ストリップの初期幅の２８％から５０％までのネック付与幅を持つことを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 更に、前記第一の対のニップローラーと前記第二の対のニップローラーの間を移送する時に前記ネック付与可能材料ストリップを加熱する段階を含むことを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の方法。
12. 前記第二表面速度は、前記第一表面速度の１．０５倍から１．７倍であることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の方法。
13. 前記第二表面速度は、前記第一表面速度の１．１倍から１．５倍であることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. 前記第二表面速度は、前記第一表面速度の１．２倍から１．４倍であることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
15. 前記ネック付与可能な材料は、スパンボンドウエブを含むことを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載の方法。
16. フィルムが、前記スパンボンドウエブに積層されることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. 前記ネック付与可能な材料は、ネック付与可能なスパンボンド−メルトブロー−スパンボンド積層からなるものであることを特徴とする請求項１から１６のいずれかに記載の方法。
18. 前記縦方向の距離は前記第１の幅の２５％よりも大きくないことを特徴とする請求項１から１７のいずれかに記載の方法。
19. 前記ネック付与可能材料はスリット形成され、各ネック付与可能材料ストリップは前記ネック付与可能材料を形成してから１分間内でネック付与されることを特徴とする請求項１から１８のいずれかに記載の方法。
20. 請求項１から１９のいずれかの方法に従って製造されたネック材料。
21. 複数の同一のネック付与した材料ストリップを含み、各々のネック付与した材料ストリップは、実質的に同様な横方向形状を持ち、その両側縁領域は、各々のストリップの中央領域の基本重量より大きい基本重量を持つことを特徴とする請求項２０に記載のネック材料。
22. 前記両側縁領域は、前記中央領域の伸長性よりも大きい伸長性を持つことを特徴とする請求項２１に記載のネック材料。
23. 前記各ネック材料ストリップは３０.４ｃｍより大きくない幅を持つことを特徴とする請求項２１に記載のネック材料。

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