JPH03193961A - パイル密度を改良した複合弾性材料 - Google Patents

パイル密度を改良した複合弾性材料

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はパイル織物およびその製造方法に関する。
〔従来の技術〕
柔軟性、弾性、嵩および強度が大きく、低コストで製造
できるパイル織物は従来から要望が多いものである。こ
のようなパイル織物を用いて使い捨て型(使い捨て作業
着、使い捨ておむつ等)や非使い捨て型(パンツ、ドレ
ス、ブラウス、スウェットスーツその他のスポーツウェ
ア等)の様々な被服を容易に製造することができるとい
う事実によってこの要望は持続した。さらに、そのよう
な織物は、例えば、椅子張り、ドラベリー、ライナー、
防音材料にも用いることができる。
ある状況の下では、パイル織物の価値はその密度(繊維
材料はこの密度をもって基部に付着している)やその柔
軟性、弾性に関係する。高密度の繊維パイル物質を有す
るパイル織物は一般的に大きな表面テキスチャーを有し
、ひ”いては大きな市場価値を有している。
パイル織物は、例えば繊維または繊維束に代表される繊
維材料を基部に付着させることによって製造される。繊
維は、例えば機械的針縫いのような方法を用いて基部に
組み込まれる。ある場合には、パイル織物はフロック技
術を用いて基部の表面に繊維を接合させることにより形
成される。あるいは、パイル織物は紡績糸(yarn 
)や加工糸(thread )のような繊維束を基部に
タフトまたはステッチ結合することによっても形成され
る。
高密度の接着繊維材料を有するパイル織物は見た目が良
(、また手ざわりも心地よいものであることが多いが、
このようなパイル織物は堅いため柔軟性が要求されるよ
うなものには不適当である。
例えば、固く柔軟性のない織物は着衣者にはなじみにく
(、またある種の衣服や椅子張りにも不向きである。
パイル織物を機械的針縫いの方法を用いて繊維材料を基
部に接着することによりつ(る場合、繊維材料が基部に
接着している際の密度は機械針縫いの間隔による制限を
受ける。繊維材料が基部に接着する際の密度は、繊維材
料および基部を機械的針縫い装置に数回通すことにより
増大させることができる。しかしながら、数回通すこと
により繊維材料は非常にからみあった状態になり、これ
はほとんどの場合、嵩が小さくまた本質的には非弾性で
ある。この繊維材料の弾性を回復させるためにからみ合
いを伸長させる方法を用いることもできるが、この方法
を用いるとその繊維材料の強度や耐久性が減少する。
編織布繊維の不織布ウェブを弾性基部に間隔をあけて機
械針縫いすることによって弾性ラミネート材料を形成す
ることもできる。この弾性ラミネート材料の一例が米国
特許第4.446.189号に示されている。この米国
特許では、不織編織布層と弾性材料層とが重ねられ、ニ
ードルパンチされており、布層を弾性材料層に接着させ
ている。ニードルパンチは複数の位置においてなされ、
各ニードルパンチの位置は隣接のニードルパンチの位置
から所定の長さだけ隔たっている。ニードルパンチ層は
少なくとも一つの方向に形成され、弾性層と結合してい
ない部分において不織編織布層を永久的に伸長させる。
重ね合わされた層は緩むことが可能になり、このため弾
性層はほぼ元の長さに戻り、伸長した不織編織布の嵩は
ニードルパンチ位置の間において大きくなる。
水圧を用いてからみ合った弾性不織布は、弾性基部を予
めつくっである繊維ウェブと水圧を用いてからみ合わせ
る前に、少なくとも一方向に弾性基部を伸長させること
によりつくられる。水圧からみあい弾性布は米国特許第
4.775.579号に示されており、これは、予めつ
くっである木パルプのウェブと吸収性ステープル長さ繊
維を水圧下でからませるよりも前に、弾性溶融吹付連続
フィラメントウェブを少なくとも一方向に伸長させるこ
とによりつくることができる。
〔定義〕
「弾性材料」の語は以下のような材料を意味する。すな
わち、付勢力を加えると伸長して原反の少なくとも12
5%まで伸び、付勢力を解除するとその伸びた分の少な
くとも40%が回復するものをいう。仮想的な例を挙げ
ると、1インチのサンプルが少なくとも1.25インチ
まで伸長し、1.15インチを超えない長さにまで回復
するような場合である。弾性材料の多くは原長の125
%以上、例えば400%またはそれ以上まで伸長するが
、これらの材料の多くは引張力を解除するとほぼ原長、
例えば原長の105%以内の範囲に復帰する。
「非弾性材料」の語は「弾性材料」の範囲から外れる材
料を指す。
「回復」とは、材料が引張力を受けて伸長した後に引張
力の解除により収縮することをいう。例えば、原長1イ
ンチの材料が50%伸長して1゜5インチになったとす
ると、この物質は50%(0,5インチ)伸長したこと
になり、原長の150%の伸長長さを有することになる
。この例における伸長した材料が収縮する場合には、引
張力の解除の後、この材料は161インチまで回復し、
伸び0.5インチの80%(0,4インチ)が回復した
ことになる。回復率は次式で表される。
〔(最大伸び長さ一最終サンプル・長さ)/(最大伸び
長さ一初期サンプル長さ))X100「伸び百分率」の
語は引張試験時における弾性材料の相対的な伸びを表す
。伸び百分率は引張試験器、例えば「インストロンモデ
ル1122ユニバーサル試験器(In5tron Mo
del 1122 UniversalTesting
 Instrument ) Jを用いて求められる。
伸び百分率はサンプルの伸長後の長さと初期長さとの差
をサンプルの初期長さで除した値として表される。すな
わち、 伸び百分率=〔(伸長後の長さ一初期長さ)/(初期長
さ))X100 「不織ウェブ」とは個々の繊維または加工糸が中間に組
み込まれているが、それらが同一とは見えないように、
また反復しないように組み込まれている構造をいう。従
来は、不織ウェブは様々な方法、例えば溶融吹付法、紡
ぎ結合(5punbond )法、結合カードウェブ(
bond carded web )法等によりつくら
れてきた。
「シート」とはフィルム、あるいは不織ウェブのいずれ
かの層を指す。
「溶融吹付繊維」とは以下のようにして形成された繊維
を指す。溶融した熱可塑性物質を複数の細い(通常は円
形の)ダイ毛細管を通して押し出し、押し出した溶融加
工糸あるいはフィラメントを高速気体(例えば、空気)
の流れの中に送り込み、溶融熱可塑性物質のフィラメン
トを細くしてその直径を減少させる。微小繊維直径まで
減少させてもよい。その後、溶融吹付繊維は高速気体の
流れによって運ばれ、集積表面上に堆積し、溶融吹付繊
維がランダムに分散したウェブが形成される。このよう
な方法は、例えば米国特許第3.849゜241号に示
されており、この米国特許は本件明細書においても参照
として組み込まれている。
「微小繊維」とは平均直径が約100ミクロンより大き
くない小直径の繊維を指す。例えば、平均直径が約0.
5〜約50ミクロンのものを指す。
より詳細に言えば、微小繊維は平均直径が約4〜約40
ミクロンである。
「紡ぎ結合繊維」とは、溶融熱可塑性材料をフィラメン
トとして紡糸口金の複数の細い、通常は円形の毛細管か
ら押し出すことにより形成した小直径の繊維である。こ
の場合の紡糸口金は押し出すフィラメントと同じ直径を
有し、この直径は急激に減少していく。例えば、抽出機
あるいは他の公知の紡ぎ結合機械が用いられる。紡ぎ結
合不織ウェブの製造については、例えば米国特許第4,
340、563号および米国特許第3.692.618
号に図示されている。これらの米国特許は参照として本
件明細書にも組み入れられている。
「増加したパイル密度」とは、弾性シートに接着した繊
維または繊維束のような繊維材料からなるパイルを指す
。この場合の弾性シートは少なくとも一方向に伸びてい
るため、弾性シートの回復の際には、繊維材料は弾性シ
ートの回復前よりも近接して位置している。弾性シート
が回復するときには、繊維材料は一般的には約10〜約
300%、例えば約25〜約100%、弾性シートの回
復前よりも相互に近接して位置する。繊維材料がより近
接して位置することに対して影響を与える要因としては
、例えば、繊維または繊維束が弾性シートに接着してい
る間に弾性シートがその長さに維持されるときの伸び、
弾性シートの収縮力、弾性シートに接着している繊維ま
たは繊維束の物理的な近接度および/または大きさ、弾
性シート内に組み込まれた繊維または繊維束が占める容
量などがある。
「増加したパイル密度の複合弾性材料」とは、少なくと
も一つの弾性シートと、繊維(例えば、合成繊維、天然
繊維、あるいはモノフィラメントストランド等)または
繊維束(例えば、紡績糸、加工糸、あるいはマルチフィ
ラメント等)のような繊維材料とを備える弾性材料を指
す。これらの繊維または繊維束は弾性シートからほぼ垂
直な方向に突出しており、繊維材料の堆積をなしている
この繊維材料は相互にほぼ平行なストランドあるいはル
ープの形状をなしている。弾性シートと繊維材料とは、
繊維材料を弾性シート内に挿入するか、あるいは繊維材
料を弾性シー′ト上に接着させることによって、はぼ結
合しており、これにより上述の増加したパイル密度を有
す゛る複合弾性材料を形成している。繊維材料の弾性シ
ートへの挿入は、例えば機械的針縫い、ステッチボンド
法、マリポール(malipole )ステッチボンド
法、およびタフトなどの方法を用・いて行われる。繊維
材料の弾性シートへの接着は、例えば静電フロッキング
法を用いて行われる。
「超吸収体」とは、4時間液体の中に浸し、最大約1.
5psiの圧力をほぼ全ての液体に作用させた状態を保
ったときに、吸収物質1グラム当たり少なくともlOグ
ラムの氷状液体(例えば、水)を吸収することができる
吸収物質をいう。
「ポリマー」には−船釣にホモポリマー、コポリマーが
含まれる。例えば、ブロック、グラフト、ランダムおよ
び交互コポリマーやターポリマー等、それらの混合物、
および改良物が含まれる。ただし、これらに限定される
ものではない。さらに、特に限定されていない限り、「
ポリマー」の語はその物質の全ての可能な幾何体をも含
む。これらの幾何体にはアイソタクチック、シンジオタ
クチックおよびランダム対称体も含まれる。ただし、こ
れらに限定されるものではない。
「・・・・から本質的になる」の語は対象となっている
化合物、あるいは生産物の所望の特性に大きな影響を与
えない他の物質の存在を排除するものではない。この種
の物質の例としては、これらに限定されるものではない
が、顔料、酸化防止剤、溶剤、安定剤、界面活性剤、蝋
、流れ促進剤、微粒子その他の化合物の処理性を高める
物質がある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は上述の問題を解決するため、増加したパイル密
度複合弾性材料の製造方法を提供する。
この製造方法は、少なくとも一つの弾性シートを伸長す
るために張力を与える過程と、弾性シートが伸長されて
いる状態に維持されている間に、繊維材料が弾性シート
から押し出されパイルを形成するように繊維材料を弾性
シートに接着する過程と、弾性シートの回復によって接
着した繊維材料が相互に近接して位置するように張力を
解除する過程とからなる。
例えば、弾性不織ウェブのような弾性シートは少なくと
も約15%、例えば約20〜約400%伸長され、例え
ばステープル繊維のカードバットである繊維材料が弾性
シートに接着している間において伸長している状態に維
持される。繊維材料は、例えば、機械的針縫い、ステッ
チボンド法、マリポールステッチポンド法、タフト法等
を用いて弾性シートに挿入することによって弾性シート
に接着される。挿入された繊維物質と弾性シートとの間
における接合は、さらに、圧力感応型接着性弾性シート
を用いることにより、あるいは熱結合剤を用いることに
より行われる。熱結合剤は、低融点のシースおよび高融
点のコア、あるいは低融点の繊維と高融点の繊維との混
合物を有するパイコンポーネントまたはマルチコンポー
ネント繊維の形状をなしている。熱結合剤は弾性シート
にのみ用いてもよく、あるいは繊維材料と弾性シートの
双方に用いてもよい。あるいは、繊維材料は例えば、静
電フロッキング法その他の方法を用いて弾性シート上に
接着することにより接合してもよい。
上述の方法を用いて、少なくとも一つの弾性シートと、
この弾性シートから突出してパイルを形成している非弾
性繊維材料とを含む増加したパイル密度の複合弾性材料
が形成される。この増加したパイル密度の複合弾性材料
は、接合した繊維材料が弾性シートから少なくとも約1
mm突出してパイルを形成するようにつくることもでき
る。例えば、接合した繊維材料は約1.5mmから約3
mm以上の範囲で突出するようにすることもできる。
弾性シートとしては弾性フィルムあるいは弾性不織ウェ
ブを選択する。例えば、弾性結合カードウェブ、弾性紡
ぎ結合ウェブ、あるいは溶融吹付繊維の弾性ウェブを選
択する。弾性不織ウェブが溶融繊維を含む場合には、溶
融繊維は溶融微小繊維を含むようにすることができる。
弾性不織ウェブは多層、例えばマルチプル紡ぎ結合層お
よび/またはマルチプル溶融吹付層とすることができる
弾性シートは、例えば、弾性ポリエステル、弾性ポリウ
レタン、弾性ポリアミド、エチレンと少なくとも一つの
ビニルモノマーの弾性コポリマーおよび弾性A−B−A
’ブロックコポリマー(AとA′は同一のまたは異なる
熱可塑性ポリマーであり、Bはエラストマーポリマーブ
ロックである)の中から選択した弾性ポリマーからなる
。エラストマーポリマーにポリオレフィンを混合して弾
性シートが不織押し出し法を用いて製造される場合の化
合物の処理性を向上させることもできる。エラストマー
ポリマーに混合されるポリオレフィンには、例えば、ポ
リエチレン、ポリプロピレンおよびポリブチレンが含ま
れ、これらにはポリエチレンコポリマー、ポリプロピレ
ンコポリマーおよびポリブチレンコポリマーが含まれる
。ポリオレフィンに代えて、あるいはポリオレフィンと
ともに他の物質を用いてもよい(例えば、低分子重量の
炭化水素樹脂および/または鉱物油)。
繊維材料は非弾性繊維または非弾性繊維束とすればよい
。繊維は非紡ぎウェブあるいは繊維バット、例えばステ
ープル繊維のカードバットあるいはルース溶融吹付繊維
のウェブの形とすることができる。ステーブル繊維は、
例えば約0.5〜約20デニール、および、例えば約0
.5〜約6インチの平均長さを有する。繊維材料が繊維
束である場合には、それらは、例えば、紡績糸、加工糸
あるいはマルチフィラメントストランドとすることがで
きる。
繊維材料には天然繊維を用いることもできる。
例えば、繊維材料は綿、ウールあるいはガラス繊維など
の植物、動物あるいは鉱物繊維などである。
繊維材料には人造繊維を用いることもできる。例えば、
再生セルロース、あるいは合成ポリマー繊維である。さ
らに合成ポリマー繊維にはナイロン、ポリエステル、コ
ポリマー、ポリプロピレンコポリマー、およびポリブチ
レンコポリマーからなる繊維が含まれる。
〔実施例〕
第1図には増加したパイル密度の複合弾性材料を形成す
る方法10が概略的に示されている。
弾性シート20は供給ロール2・2から巻き解かれ、供
給ロール22が矢印Aの方向に回転すると矢印Bの方向
に進む。弾性シート20は、スタックローラー28.3
0からなるS型ロール機構のニップ24を通過する。
弾性シート20は公知の不織押し出し方法、例えば溶融
吹付法あるいは紡ぎ結合法等により形成してもよい。弾
性シート20は最初供給ロール22に蓄えられることな
くニップ24を直接に通過する。
繊維材料40の層は供給ロール42から巻き解かれ、供
給ロール42が矢印Cの方向に回転すると矢印りの方向
に進む。繊維材料40の層は弾性シート20の上に折り
重なるようにアイドラローラー44を通過する。繊維材
料40は押し出し方法、例えば溶融吹付方法あるいは他
の繊維形成方法、例えばカード法を用いて形成してもよ
く、供給ロール42に最初蓄えられることなく弾性シー
ト20上に重ねられる。−船釣には、繊維材料40は繊
維の非結合ウェブの形状をなしている。例えば、繊維の
カードウェブ、あるいはルース繊維の層などである。こ
れらはキャリアシートの上に直接に堆積し、ルース繊維
を弾性シート20に移送するものである。
回転方向の矢印Bに示すように、弾性シート20は逆S
字型通路をなしているS型ロール機構26のニップ24
を通過する。S型ロール機構を始点として弾性シート2
0は、この弾性シート20と繊維材料40の層の双方が
ともに第一駆動ローラー機構52のニップ50を通過す
るように繊維材料40の層に重ねられる。S型ロール機
構26の各ローラーの周速度は第一駆動ローラー機構5
2の各ローラーの周速度よりも小さくなるように制御さ
れているので、弾性シート20はS型ロール機構26と
第一駆動ローラー機構52のニップ50との間において
ぴんと張られる。ローラー間の速度差を調節することに
よって一弾性シート20が所望の量だけ伸長するように
張ることができる。繊維材料400層もまたS型”ロー
ル機構26のニップ24を通過し、S型ロール機構26
と第一駆動ローラー機構52との間に゛おいて弾性シー
ト20とともに伸長する。
弾性シート20は一定の伸長状態を維持される。
第二駆動ローラー機構70の各ローラーの周速度は第一
駆動ローラー機構52の各ローラーの周速度とほぼ同じ
となるように制御されているので、弾性シート20と繊
維材料4oが繊維接着装置60を通過することにより、
繊維材料4oは伸長している弾性シート20に接着され
る。第二駆動ローラー機構70を通過した後、繊維材料
4oとともに弾性シート20を伸長させていた張力は解
除され、弾性シート20の回復によって接着している繊
維材料40はより緊密に接着し、増加したパイル密度の
複合弾性材料75が形成される。複合弾性材料75は巻
き上げロール8oに巻きとられる。
繊維材料40が接着されている弾性シー)20を伸長さ
せる方法として他の方法を用いることもできる。例えば
、幅出し機あるいは横方向に伸長させる他の機械である
。これらは弾性シートを−または二辺上の他の方向に、
例えば縦方向と横方向の両方向に伸長させる。
一般的には、エラストマーシートを形成している樹脂ま
たは同樹脂を含む混合物がエラストマー不織ウェブまた
は繊維を形成する際に用いられる。
例えば、弾性シートは一般式A−B−A’で表されるブ
ロックコポリマーからつくられる。A及びA′はそれぞ
れポリその他のスチレン成分を含む熱可塑性ポリマーエ
ンドブロックであり、Bは共役ジエンまたは低級アルケ
ンポリマーその他のエラストマーポリマーミツドブロッ
クである。
弾性シート20は、例えば、シェル・ケミカル社(5h
ell Chemical Co、  )がクレイトン
G (KRATON G )の商標の下に販売している
(ポリスチレン/ポリ(エチレン−ブチレン)/ポリス
チレン)ブロックコポリマーからつ(られる。このよう
なブロックコポリマーの一つとして、例えば、クレイト
ンG−1657がある。
弾性シート20をつくるためのエラストマー材料の他の
例としては、例えば、B、F、 グツドリッチ社(B、
 F、 Goodrich & Co )’がニステン
(ESTANE )  の商標の下に販売しているポリ
ウレタンエラスト7〒材料、リルサン社(R11san
 Company)がピーパックス(PEBAX )の
商標の下に販売しているポリアミドエラストマー材料、
デュポン社(E、 1. Dupont De Nem
ours & Company )がハイトレル(HY
TREL )  の商標の下に販売しているポリエステ
ルエラストマー材料がある。ポリエステル弾性材料から
つくった弾性シートの組成は、例えば、米国特許第4.
741.949号に示されており、同米国特許は本件明
細書にも参照として組み入れられている。弾性シートは
エチレンの弾性コポリマーと少なくとも一つのビニルモ
ノマー、例えば、ビニルエステルモノマー、不飽和脂肪
族モノカルボン酸またはそのような不飽和モノカルボン
酸のアルキルエステルからつくることもできる。これら
の弾性コポリマー、およびそれらから弾性シ゛−トをつ
くる方法は、例えば、米国特許第4.803.117号
に示されており、同米国特許は本明細書にも参照として
組み入れられている。
不織押し出し法を用いた場合の処理性を良くするために
、ポリオレフィンにはエラストマーポリマーを混合させ
てもよい。ポリオレフィンは、混合されて適当な圧力上
昇と温度上昇の状態におかれたときに、エラストマーポ
リマーと混合した状態で押し出すことができるものでな
ければならない。混合ポリオレフィン材料としては、例
えば、ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリブチレン
があり、これらにはポリエチレンコポリマー、ポリプロ
ピレンコポリマー及びポリブチレンコポリマーも含まれ
る。特に有用なポリエチレンはU。
S、 1.化学社(U、 S、 1. Chemica
l Company )がペトロサン(Petroth
ane ) NA 601の商品名の下に販売している
ものである(本明細書ではPENA  601またはポ
リエチレンNA601とも呼ぶことがある)。二つまた
は三つ以上のポリオレフィンを用いることもある。エラ
ストマーポリマーとポリオレフィンとの押し出し可能な
混合物としては、例えば、米国特許第4.663.22
0号に開示されているものがある。
弾性シート20は圧力感応型エラストマー接着シートと
することもできる。例えば、弾性材料それ自体を接着性
としてもよいし、あるいは相溶性粘着性樹脂を上述した
押し出し可能なエラストマー材料に付加して、例えば、
弾性シート20を繊維材料40に接合させるのに役立つ
圧力感応型接着剤として作用する弾性シート20として
もよい。
粘着性樹脂と粘着性が増した押し出し可能なエラストマ
ー合成物に関しては、米国特許第4.789.699号
に述べられているような樹脂と合成物に留意されたい。
同米国特許は本明細書においても参照として組み入れら
れている。
エラストマーポリマーと適合し、高処理(例えば、押し
出し)温度に耐え得る粘着付与性樹脂であればいかなる
ものも使用することができる。混合材料、例えばポリオ
レフィンやエキステンダー油などを用いる場合には、粘
着付与性樹脂はそれらの混合材料とも適合するものでな
ければならない。−船釣に言って、水素添加した炭化水
素樹脂は、その温度安定性が良好であることから粘着付
与性樹脂としては好適である。リーガルレッツ(REG
ALRBZ )やアーコン(ARKON ) Pシリー
ズの粘着付与剤は水素添加された炭化水素樹脂の例であ
る。シナタック(ZONATAK ) 501ライトは
テルペン炭化水素の例である。リーガルレッツ炭化水素
樹脂はハーキュルス社(Hercules Incor
porated )が市販しているものである。アーコ
ンPシリーズ樹脂はアラカワケミカル社(Arakaw
a Chemical (υ、 S、 A、 ) In
corporated )が市販している。当然のこと
ながら、本発明はこれら三つの粘着付与性樹脂を使用す
る場合に限定されるものではなく、合成物の他の成分と
も適合し、高処理温度に耐え得る他の粘着付与性樹脂も
使用することができる。
このように、増加したパイル密度の複合弾性材料にとっ
て有用な圧力感応型エラストマー接着性シートは、例え
ば、以下の成分を含む混合物からつくることができる。
その成分とは、重量%で約40〜約80%のA−B−A
’ブロックコポリマ、重量%で約5〜約40%のポリオ
レフィン、重量%で約5〜約30%の粘着性・与件樹脂
である。
弾性材料を実質的に強度低下させることなく弾性材料の
粘着性を増すような溶剤を用いることによって、弾性シ
ート20の粘着度を増加させることもできる。溶剤は、
弾性シート20と繊維材料40が結合した後、弾性シー
ト20から実質的に蒸発する。
弾性シート20は、また繊維材料40と結合する前に二
つまたは三つ以上の個々の密着ウェブを含んでいるよう
な多層材料とすることもできる。
さらに、弾性シート20は、層のうちの一つまたは二つ
以上が弾性および非弾性の繊維または微粒子の混合物を
含むような多層材料とすることもできる。後者のタイプ
の弾性シートの例としては米国特許第4.209.56
3号がある。この弾性シートにおいてはエラストマー繊
維と非エラストマー繊維とが混合して、繊維がランダム
に分散している単一の密着ウェブを形成している。この
ような複合ウェブの他の例としては、前述の米国特許第
4,741、949号に示されたような技術を用いてつ
くったものがある。この米国特許が開示している不織材
料は溶融吹付熱可塑性繊維と他の材料との混合物を含ん
でいる。繊維および他の材料(例えば、木パルプ、ステ
ープル繊維、あるいは、一般に超吸収体と言われるヒド
ロコロイド(ヒドロゲル)その他の微粒子)を気体流の
中で結合させる。気体流の中には溶融吹付繊維が流れて
おり、溶融吹付繊維と他の材料とが緊密にからみあうよ
うになっており、その後、集積機が繊維を集積して繊維
がランダムに分散した密着ウェブを形成する。繊維材料
40は繊維または繊維束である。繊維材料として繊維を
選択した場合には、その繊維は不織材料の形状とするこ
とができる。例えば、繊維が実質的に結合しておらず、
このため繊維が緩く、弾性シート20に容易に接着する
ような不織ウェブの形状である。このような非結合ウェ
ブまたは繊維のバットは、例えば、ステープル繊維のカ
ードウェブあるいは緩い溶融吹付繊維のウェブとするこ
とができる。
不織ウェブが溶融吹付繊維を含む場合には、その溶融吹
付繊維は微小繊維を含んでいてもよい。
溶融吹付繊維はポリマー、例えばポリオレフィンを形成
している繊維からつくることができる。不織ウェブにお
いて用いるポリオレフィンとしては、例えば、ポリプロ
ピレン、ポリエチレン、ポリブチレン、ポリエチレンコ
ポリマー、ポリプロピレンコポリマーおよびポリブチレ
ンコポリマーのうちの一つまたは二つ以上を用いること
ができる。
有用なポリプロピレンとしては、例えば、ハイモント社
(Himont Corporation )が商品名
PC−973で販売しているポリプロピレン、エクソン
ケミカル社(Exxon Chemical Comp
any )が商品名エクソン3445で販売しているポ
リプロピレン、およびシェルケミカル社(5hell 
Chemical Company )が商品名DX5
AO9で販売しているポリプロピレンがある。
繊維材料40は二または三基上の異なる繊維の混合物、
あるいは繊維と微粒子の混合物とすることもできる。こ
のような混合物は繊維及び/または微粒子(例えば、木
パルプ、ステープル繊維、および、一般に超吸収体と言
われるヒドロコロイド(ヒドロゲル)等の微粒子)を溶
融吹付繊維を運ぶ気体流に付加することによりつくるこ
とができる。この結果として、溶融吹付繊維と他の材料
とは緊密にからみあい、かつ、混合し、その後、集積機
が溶融吹付繊維を集積して、前述の米国特許第4.74
1.949号に示されているような溶融吹付繊維と他の
材料とがランダムに分散している密着ウェブとが形成さ
れる。
繊維材料40はステープル繊維、木パルプ繊維またはそ
れらの混合物のバットあるいはウェブの形状としてつく
ることもできる。木パルプ繊維とステープル繊維の代表
的な混合物は重量%で約20〜約90%のステープル繊
維と、約10〜約80%の木パルプ繊維とを含む。
ステープル繊維は約0.5〜約100の範囲のデニール
と、約0.5〜約6インチの範囲の平均長さとを有する
。繊維材料40は天然繊維とすることもできる。例えば
、綿、ウール、アスベストなどの植物、動物、鉱物繊維
である。例えば、硬水パルプのような長い天然の繊維パ
ルプを含むパルプ繊維を用いることもできる。あるいは
、繊維材料40として再生セルロース繊維または合成ポ
リマー繊維等の人造繊維を用いることもできる。
例えば、繊維はレーヨン、ポリエステル、ポリアミド、
およびアクリルのうちの一つまたは二つ以上とすること
ができる。ポリオレフィンを用いることもできる。例え
ば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポ
リエチレンコポリマーポリプロピレンコポリマーおよび
ポリブチレンコポリマーのうちの一つまたは二つ以上を
用いることができる。バイコンポーネントまたはマルチ
コンポーネント繊維を用いることもできる。例えば、サ
イドバイサイドかつシースコアバイコンポーネント繊維
である。例えば、フロッキング法を用いるような場合に
は微小デニール繊維を用いることもできる。フロッキン
グ法で用いる繊維の平均長さは最小でも0.75インチ
である。
前述したように、繊維材料40は、例えば、紡績糸、加
工糸、トワインあるいはマルチフィラメント材料その他
の繊維束とすることができる。繊維は、例えばタフト機
あるいはステッチボンド機などの機械とともに用いられ
る。これらの機械はそれぞれタフト法またはステッチボ
ンド法によって繊維束を伸長した弾性シート20内に挿
入するものである。繊維束を伸長した弾性シート20上
に直接的に堆積させ、その後針縫い作業により繊維束を
弾性シート内に挿入するものではない。
弾性シートに接着している繊維材料の型は、接着してい
る繊維材料40のパイル密度と同様に、増加したパイル
密度の複合弾性材料の基本重量に影響を与える。増加し
たパイル密度の複合弾性材料70は約10〜約150g
5mの範囲の基本重量を有する。
接着した繊維材料40のパイル密度は、例えば、パイル
を形成するために用いた繊維材料の型、繊維材料が弾性
シートに接着している間に維持される弾性シートの伸び
、張力の解除による弾性シートの回復量に依存する。
繊維材料40が繊維である場合には、それらは機械的針
縫いによって弾性シード20に接合させることができる
。機械的針縫いはニードルパンチ機、例えば、アスリン
・アメリカ社(A、5selin America、 
Inc、 )が市販しているダウンパンチボード機DS
−2E型、アップパンチボード機5M−4E型、ダブル
パンチニードル機DF−4E型等を用いて行われる。多
くの場合に用いられるニードルボードは約30ニードル
/インチ〜240ニードル/インチ以上のニードル密度
を有している。
弾性シート20がフロッキング法、例えば静電フロッキ
ング、あるいは振動フロッキングによって伸長状態にあ
る間において、繊維材料40の繊維は弾性シート20に
接着させてお(こともできる。フロッキング法において
は、基部に対して接着剤が用いられる。そして、繊維は
、静電力または圧縮空気を用いて、あるいは繊維を接着
剤上に置き、基部をビータ−バーで振動させて繊維を接
着剤中に押し込むことによって、繊維が接着剤中に植え
込まれる。柔軟性のある弾性フロック複合材料を所望す
る場合には、つけた後も弾性を保っているような接着剤
を用いることを要する。適当な接着剤としては、例えば
、ラテックスをベースとするフロック接着剤がある。こ
のフロック接着剤としては、例えば、B、F、グツドリ
ッチ社が「ジオン(Geon )Jおよび「ハイカー(
Hycar ) Jの商品名で市販している接着剤、ロ
ーム&ハース社(Rohm & Haas Compa
ny )がroプレックス(Rhoplex ) Jの
商品名で市販している接着剤、パームサン社(Perm
uthane、  Incorporated )が[
パームサン(Permuthane )Jの商品名で市
販している接着剤がある。これらの接着剤はナイフ・コ
ーティング、スクリーン・プリンティングあるいはスプ
レー噴射によって弾性シート20に付加され、多くの基
部および繊維に接着するような柔軟性のある、弾性の、
粘着性のないコーティングを形成する。
繊維材料40が繊維束である場合には、繊維束は、通常
のタフト装置、例えば、カードーモンロー社(Card
−Monroe Corporation )が市販し
ているタフト機、あるいはコブル・タフティング・マシ
ン社(Cobble Tufting Machine
Cornpany )が市販しているタフト機を用いて
、弾性シート20に接着させることができる。タフト機
のニードルゲージは約5/32インチ〜約1/20イン
チの範囲で変化し、これとともにパイル高さも約5〜約
3mmの範囲で変化する。弾性シートが伸長状態を維持
している間にタフト密度は10cm2当たり約39〜約
106タフトの範囲で変化する。
弾性シート20は、機械針縫いまたはタフトされている
間においては、パンチ針またはタフト針に損傷を与えな
いようにほぼ一定の張力に保たれる。弾性シート20が
機械針縫いまたはタフトされている間において確実に保
持されていないと、パンチ針またはタフト針が弾性シー
ト20が一様でない運動を行うことによって変形した場
合、曲がるか、あるいは折れてしまう。弾性シート20
の保持は、例えば、機械針縫い装置の前後に配置され、
同速度で回転する一組のニップロールを用いて行われる
。増加したパイル密度の複合弾性材料の均一性を増すた
め、他の繊維材料接着方法、例えばフロッキング法にお
いて伸長した弾性シートを均一の張力状態に維持してお
くことも有用である。
繊維材料40が弾性シート上に接着している間に弾性シ
ート20を伸長させることは繊維接着法にとって有利で
あるとともに、できあがった複合材料にも所望の特性を
与える。この特性には、例えば、増加したパイル密度、
弾性シート内の繊維材料の改良された保留性、弾性材料
が伸長していないときに繊維が接着している同等の弾性
複合材料以上の改良された伸び率がある。さらに、本発
明の方法は機械的針縫いには特に適している。これは、
針縫い機に複数回通すことなく高密度の繊維挿入を達成
することができるからである。−船釣には、針縫い機に
複数回通すことは繊維のマツティングの原因となり、複
合材料のパイル特性を損なう原因となる。
発明者は特定の作動理論に拘束されるべきではないが、
弾性シートが伸長状態1ピ維持されている間に非弾性繊
維材料を弾性シートに機械的に針縫いすることはできあ
がった複合材料の弾性を改良するものである。なぜなら
ば、この方法は弾性シートの伸長しようとする特性を制
限する非弾性繊維材料間における繊維と繊維とのからみ
合いを最小にするように思われるからである。
繊維挿入機械、例えば機械的針縫い機、タフト機、ある
いはステッチボンド機の針縫い密度または針縫い率は1
分間当たりのニードルストローク数またはニードル密度
を増加することなく増加させることができる。これは、
弾性シートを伸長させ、次いで、その伸長した弾性シー
トを繊維挿入装置に通すことによって達成することがで
きる。
例えば、2000ストロ一ク/分のニードルストローク
率を有し、20m/分の速度で作動するニードルパンチ
機は多針について約100回/mの割合で弾性シートを
パンチする。弾性シートが原反の200%まで伸長しく
すなわち、伸び率は100%)、伸長した弾性シートが
2000ストロ一ク/分の同じニードルストローク率で
、かつ2Om/分の同じ速度で処理され、その後、解放
されたとすると、ニードルパンチ機は多針について同様
に200回/mの割合で弾性シートをパンチしているは
ずである。
針縫い機を用いると、本発明の方法により製造される増
加したパイル密度の複合弾性材料はこれまでの機械針縫
い複合材料(すなわち、基部が針縫いの間においては伸
長しないままでいるもの)よりも大きなパイルを有する
。そのうえ、従来の水圧絡み合い法、特に多数通過法を
用いると、良好な繊維保留性を宵するが、過度に絡み合
うので繊維材料は基部から押し出されてパイルを形成す
ることができないような繊維材料と弾性基部との合成物
ができあがる。これに対して、本発明の方法を用いると
、接着した繊維材料は弾性シート表面から少なくとも約
1mm突出して密集したパイルを形成するとともに、所
望の繊維保留性を有する増加したパイル密度の複合弾性
材料をつくることができる。
例えば、弾性シートが約100%伸長しくすなわち、原
反の約200%の長さになる)、繊維材料がこの伸長し
た弾性シートに機械的に針縫いされる。この場合、弾性
シートがその原反(例えば、挿入した繊維材料の嵩が増
すため原反の約20〜25%の範囲内)にほぼ回復する
ことができるとすると、伸長した弾性シートにおいて1
インチの間隔があった機械的針縫いの位置は原反に戻っ
た弾性シートにおいては、0.6〜0.625インチの
間隔に収縮する。このように弾性シートの回復時に機械
的針縫い位置の間隔が減少すると、複数のパンチ位置に
おいて弾性シートに接着している繊維は、パンチ位置間
の繊維材料の長さ(通常「ランナー長さ」として知られ
ている)は一定のままであるからことから、さらに弾性
シートを越えて拡張する。すなわち、弾性基部上部で、
例えば、約0.25インチ拡張し、弾性シートが伸長す
るときに、例えば、約1インチの間隔を有する二つのパ
ンチ位置で止められている繊維は、弾性シートの回復時
にはパンチ位置は約0.6インチの間隔となり、さらに
約0.2インチ弾性基部から拡張する。これは弾性材料
の回復時とほぼ同じ距離である。
増加したパイル密度の複合弾性材料は次の二つの理由に
よって低基本重量弾性シートを用いてっ(られる。本発
明の方法はパイル繊維が、弾性シートを劣下させること
なく、低基本重量弾性シートに組み入れられることを可
能にするからであり、さらに、弾性シートの収縮はパイ
ル繊維を低基本重量弾性シート内部に保持ないしはロッ
クすることを促進するからである。
犬!男 1オンス/ヤード”  (osy)の基本重量を有し、
米国特許第4.707.398号に従ってっ(られた伸
長していない溶融吹付アーニテル(ARNITBL )
ポリエーテルエステル繊維を約1.5 (osy)の基
本重量を有する3デニールのポリエチレンテレフタレー
ト(PET)のバットに接合させる。
アーニテルとは、A、シュルマン社(Schulman
Inc、 )が市販している溶融処理可能なポリエーテ
ルエステルの商品名である。弾性シートとPET繊維の
バットとは機械的針縫いにより接合される。
機械針縫いは、5.4m/分(9゛2.6ストロ一ク/
m)の速度で約500ストローク/分の割合でアスリン
(As5elin )モデルSD351MO4ニードル
パンチ機を用いて行われる。このニードルパンチ機は6
列の36RBA針を有するダウンパンチニードルボード
を利用するもので、139ニ一ドル/インチの密度をも
って針縫いを行う。
このニードルパンチ機は針(ニードル)の刺し込み深さ
が18.4mmに設定されている。この材料についての
物理的特性およびグラブ引張試験の結果は後述する装置
および方法を用いて求められる。物理的特性および引張
試験結果は表1の「非伸長」の項に示されている。
1(osy)の基本重量を有する溶融吹付ポリエーテル
エステル繊維の同一の弾性シートの一部を縦方向に約2
63%伸長させ、伸長させた状態のまま、同様に縦方向
に約263%伸長させた3デニールのポリエチレンテレ
フタレート(PET)繊維の基本重量1.5 (osy
)のバットに接合させる。
弾性シートと繊維のバットとはアスリンニードルパンチ
機を用いて非伸長材料の場合と同様のニードルボードを
用いて、かつ同様の条件の下に接合される。ただし、伸
長した材料の機械的針縫いは約850ストローク/分の
割合で、かつ9.2m/分(92,4ストロ一ク/m)
の速度で行われる点が異なる。この材料についての物理
的特性およびグラブ引張試験の結果は後述する装置およ
び方法を用いて求められる。求めた値は表1の「伸長」
の項に示されている。
本発明に係る方法を用いてつくられたパイル密度が増加
した複合弾性材料は4,9 (osy)の基本重量を有
する。伸長していない弾性シートを機械針縫いすること
によってつくられた複合弾性材料は5.5  (osy
)の基本重量を有する。パイル密度が増加した材料の基
本重量が小さいことは弾性ベースシートの不完全な回復
によるものであると考えられる。また、弾性ベースシー
トの不完全な回復は、挿入した繊維材料と、弾性ベース
シート内に保持されている繊維材料相互間の空隙の体積
に起因するものである。
グラブ引張試験は連邦試験方法基準(FederalT
est Method 5tandard ) No、
 191 Aの方法5100にしたがって、幅約4イン
チ、長さ約6インチのからみ合い材料のサンプルを用い
て行った。
サンプルはその両端にある1平方インチの保持用表面を
挟んで保持される。サンプルの試験はインチレフト(I
ntellect ) I[引張試験機を用いて行われ
る。この引張試験機はスイング・アルバート社(Thw
ing Albert )が市販しているもので、3イ
ンチのジョースパンと、約12インチ/分のクロスヘツ
ド速度とを有する。この試験において、ピーク荷重、吸
収されたピークエネルギ、ピーク伸び率〔%〕、吸収さ
れた全エネルギおよび全伸び率〔%〕が求められる。
ドレープ剛性の測定はテスティング・マシンズ社(Te
sting Machines )が市販している剛性
試験機を用いて行った。試験結果はオプションA(カン
チレバー試験)に示された方法を用いるASTM標準試
験D1388−64に従って得られた。
各サンプルの空気浸透性は連邦試験方法基準Nα191
Aの方法5450に従って求めた。
表1は前述の非伸長機械針縫い複合弾性材料およびパイ
ル密度が増加した複合弾性材料に対する基本重量、嵩、
密度、引張試験データ、ドレープ剛性および空気浸透性
を示す。このうち引張試験データは90%信頼レベルよ
り大きい範囲における荷重、伸び及びエネルギの顕著な
差異を表している。各材料に対する引張荷重及びエネル
ギ値は各材料の単位重量当たりの引張荷重及びエネルギ
として表されている。これらの値は各材料の試験値をそ
の材料の基本重量で除することにより得られる。
表1 欅ゆ種類: 基本重量 嵩 密度 非伸長 玉虫 5.53 osy 0.0341n、    0.005 0.13 ozハn1 ドレープ胃用生(5) 伸長 ヨ   エ 4.90 osy   O,29 0,033In、  0.006 0.11 oZ/in” 空気浸透性(6) 111.5 5.59 112.8 12.1 このように、本発明は以前の材料に生じていた問題を解
決するパイル密度が増加゛した複合弾性材料を提供する
。本発明は特定の実施例に関連して説明したが、この実
施例はあくまでも例示にすぎず、本発明はこれに限定さ
れるものではない。本技術分野における通常の知識を有
する者であれば本発明の範囲を逸脱することなく多くの
応用を行うことができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は増加したパイル密度の複合弾性材料を製造する
方法の一例を示す概略図である。 〔符号の説明〕 20・・・弾性シート    22・・・供給ロール2
4・・・ニップ      26・・・S型ロール機構
28.30・・・スタックローラ 40・・・繊維材料     42・・・供給ロール4
4・・・アイドラローラー 50・・・ニップ 52・・・第一駆動ローラー機構 60・・・繊維接着装置 70・・・第二駆動ローラー機構 75・・・複合弾性材料 80・・・巻き上げロール

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくとも一つの弾性シートに張力を加えて伸長
    させる過程と、 前記弾性シートを伸長させた状態において、繊維材料が
    前記弾性シートから突出してパイルを形成するように該
    繊維材料を前記弾性シートに接合させる過程と、 前記張力を解除し、前記弾性シートの回復によって接着
    した前記繊維材料がより緊密になるようにする過程と、 からなるパイル密度が増加した複合弾性材料の製造方法
  2. (2)前記繊維材料は前記弾性シートに挿入されること
    によって前記弾性シートに接合するものであることを特
    徴とする請求項(1)記載の方法。
  3. (3)前記繊維材料は前記弾性シート上に接着されるこ
    とによって前記弾性シートに接合するものであることを
    特徴とする請求項(1)記載の方法。
  4. (4)前記繊維材料は機械的針縫い、ステッチボンディ
    ング法およびタフト法の中から選択された方法を用いて
    前記弾性シートに挿入されるものであることを特徴とす
    る請求項(2)記載の方法。
  5. (5)前記繊維材料はフロッキング法を用いて前記弾性
    シート上に接着されるものであることを特徴とする請求
    項(3)記載の方法。
  6. (6)前記弾性シートは少なくとも約15%伸長させる
    ものであることを特徴とする請求項(1)記載の方法。
  7. (7)前記繊維材料は前記弾性シートから少なくとも約
    1mm突出していることを特徴とする請求項(1)記載
    の方法。
  8. (8)少なくとも一つの弾性シートと、 該弾性シートから突出してパイルを形成する非弾性繊維
    材料と、 からなるパイル密度が増加した複合弾性材料。
  9. (9)前記弾性シートは、弾性ポリエステル、弾性ポリ
    ウレタン、弾性ポリアミド、エチレンと少なくとも一つ
    のビニルモノマーとの弾性コポリマー、およびA−B−
    A′ブロックコポリマー(A及びA′は同一または異な
    る熱可塑性ポリマーであり、Bはエラストマーポリマー
    ブロックである)の中から選択された弾性ポリマーから
    なることを特徴とする請求項(8)記載のパイル密度が
    増加した複合弾性材料。
  10. (10)前記弾性シートは弾性不織ウェブであることを
    特徴とする請求項(8)記載のパイル密度が増加した複
    合弾性材料。
  11. (11)前記弾性不織ウェブは、溶融吹付繊維、紡ぎ結
    合ウェブ、および結合カードウェブの中から選択された
    ものであることを特徴とする請求項(10)記載のパイ
    ル密度が増加した複合弾性材料。
  12. (12)前記溶融吹付繊維は溶融吹付微小繊維を含むこ
    とを特徴とする請求項(11)記載のパイル密度が増加
    した複合弾性材料。
  13. (13)前記弾性シートは圧力感応型エラストマー接着
    性シートであることを特徴とする請求項(8)記載のパ
    イル密度が増加した複合弾性材料。
  14. (14)前記圧力感応型エラストマー接着性シートはエ
    ラストマーポリマーと粘着付与性樹脂との混合物からな
    ることを特徴とする請求項(13)記載のパイル密度が
    増加した複合弾性材料。
  15. (15)前記混合物はさらにポリオレフィンを含むこと
    を特徴とする請求項(14)記載のパイル密度が増加し
    た複合弾性材料。
  16. (16)前記弾性不織ウェブは、溶融吹付繊維と、木パ
    ルプ、ステープル繊維、微粒子および超吸収性粒子の中
    から選択された一つまたは二つ以上のものとの混合物か
    らなる複合ウェブであることを特徴とする請求項(10
    )記載のパイル密度が増加した複合弾性材料。
  17. (17)前記溶融吹付繊維は溶融吹付微小繊維を含むこ
    とを特徴とする請求項(16)記載のパイル密度が増加
    した複合弾性材料。
  18. (18)前記繊維材料は、天然繊維、人造繊維、紡績糸
    、モノフィラメントストランドおよびマルチフィラメン
    トストランドの中から選択されることを特徴とする請求
    項(8)記載のパイル密度が増加した複合弾性材料。
  19. (19)前記天然繊維は、綿繊維、パルプ繊維およびウ
    ールの中から選択されることを特徴とする請求項(18
    )記載のパイル密度が増加した複合弾性材料。
  20. (20)前記人造繊維は再生セルロース繊維および剛性
    ポリマー繊維の中から選択されることを特徴とする請求
    項(18)記載のパイル密度が増加した複合弾性材料。
  21. (21)前記剛性ポリマー繊維は、ポリオレフィン、ポ
    リエステルおよびポリアミドの中から選択されるポリマ
    ーからなることを特徴とする請求項(20)記載のパイ
    ル密度が増加した複合弾性材料。
  22. (22)前記ポリオレフィンは、ポリエチレン、ポリプ
    ロピレン、ポリブチレン、ポリエチレンコポリマー、ポ
    リプロピレンコポリマーおよびポリブチレンコポリマー
    の中から選択される一つまたは二つ以上のものであるこ
    とを特徴とする請求項(21)記載のパイル密度が増加
    した複合弾性材料。
  23. (23)少なくとも一つの溶融吹付繊維の不織ウェブと
    、 弾性溶融吹付繊維の前記不織ウェブから突出してパイル
    を形成する非弾性繊維材料とからなり、 原長の少なくとも200%の長さまで伸長することがで
    きるパイル密度が増加した複合弾性材料。
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