JPH05272043A - 異方性弾性繊維ウェブを含む複合弾性材料及びその製造方法 - Google Patents
異方性弾性繊維ウェブを含む複合弾性材料及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】一方向への靱性の向上が顕著な異方性弾性繊維
ウェブを含む複合弾性材料の提供。 【構成】この複合弾性材料は、(1)少なくとも一つの
エラストマーメルトブロウン繊維層と、該エラストマー
メルトブロウン繊維の少なくとも一部に自発的に結合し
たエラストマーフィラメントのほぼ平行な列の少なくと
も一つの層とを有する異方性弾性繊維ウェブと、(2)
複数の隔たった地点で前記異方性弾性繊維ウェブに結合
した少なくとも一つのギャザー可能な層と、を有する。
この異方性弾性繊維ウェブは少なくとも約2または0.
5以下の強度指数を有している。エラストマーフィラメ
ントのほぼ平行な列は約40〜750ミクロンの平均直
径を有し、異方性弾性繊維ウェブの少なくとも約20%
(重量%)を占める。
ウェブを含む複合弾性材料の提供。 【構成】この複合弾性材料は、(1)少なくとも一つの
エラストマーメルトブロウン繊維層と、該エラストマー
メルトブロウン繊維の少なくとも一部に自発的に結合し
たエラストマーフィラメントのほぼ平行な列の少なくと
も一つの層とを有する異方性弾性繊維ウェブと、(2)
複数の隔たった地点で前記異方性弾性繊維ウェブに結合
した少なくとも一つのギャザー可能な層と、を有する。
この異方性弾性繊維ウェブは少なくとも約2または0.
5以下の強度指数を有している。エラストマーフィラメ
ントのほぼ平行な列は約40〜750ミクロンの平均直
径を有し、異方性弾性繊維ウェブの少なくとも約20%
(重量%)を占める。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は複合弾性材料及びその製
造方法に関する。
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】弾性材料及び非弾性材料の複合体は非弾
性材料を弾性材料に結合させることによりつくることが
できる。結合に際しては、複合体全体が伸長でき、弾性
特性が必要となるような衣料材料、パッド、オムツ、看
護用品などに使用することができるようにされている。
性材料を弾性材料に結合させることによりつくることが
できる。結合に際しては、複合体全体が伸長でき、弾性
特性が必要となるような衣料材料、パッド、オムツ、看
護用品などに使用することができるようにされている。
【0003】そのような複合材料の一つでは、弾性シー
トを伸長させておいた状態で、その弾性シートに非弾性
材料を結合させ、弾性シートが縮んだときには、非弾性
材料が、該非弾性材料を弾性シートに結合させた二つの
位置の間でギャザー状態になるようにしている。このよ
うにしてできた複合弾性材料は伸長可能であり、結合箇
所の間でギャザーした非弾性材料が弾性シートを伸長さ
せることができるようになっている。この種の複合材料
の例としては、例えば、Vander Wielen他
に付与された米国特許第4,720,415号(198
8年1月19日発行)がある。
トを伸長させておいた状態で、その弾性シートに非弾性
材料を結合させ、弾性シートが縮んだときには、非弾性
材料が、該非弾性材料を弾性シートに結合させた二つの
位置の間でギャザー状態になるようにしている。このよ
うにしてできた複合弾性材料は伸長可能であり、結合箇
所の間でギャザーした非弾性材料が弾性シートを伸長さ
せることができるようになっている。この種の複合材料
の例としては、例えば、Vander Wielen他
に付与された米国特許第4,720,415号(198
8年1月19日発行)がある。
【0004】多くの適用例において、この種の複合材料
はただ一つの方向、例えば、機械方向にきみ伸長及び回
復することができるようにされている。このため、複合
材料における弾性成分は等方性である必要はない。すな
わち、弾性成分は全ての方向において等しい伸長特性及
び回復特性を有していることは必要ではない。好ましく
は、ギャザー状態の非弾性材料が複合材料全体を伸長さ
せることができる唯一の方向において、弾性成分が所望
の伸長特性及び回復特性を有していることである。例え
ば、弾性材料のフィラメント、繊維および/またはスト
ランドが一方向にのみ方向付けられていると、弾性材料
が等方性である場合に比べて、その方向における所定の
弾性特性(例えば、張力)を得るためには、弾性材料は
比較的少量で足りる。複合材料における弾性材料の量を
減らすことができれば、コストを減少させることができ
る。このことは、単一の用途または限定された用途の製
品(例えば、使い捨て看護用品など)の成分として用い
られることが予定されている複合弾性材料にとっては、
重要な判断要素である。
はただ一つの方向、例えば、機械方向にきみ伸長及び回
復することができるようにされている。このため、複合
材料における弾性成分は等方性である必要はない。すな
わち、弾性成分は全ての方向において等しい伸長特性及
び回復特性を有していることは必要ではない。好ましく
は、ギャザー状態の非弾性材料が複合材料全体を伸長さ
せることができる唯一の方向において、弾性成分が所望
の伸長特性及び回復特性を有していることである。例え
ば、弾性材料のフィラメント、繊維および/またはスト
ランドが一方向にのみ方向付けられていると、弾性材料
が等方性である場合に比べて、その方向における所定の
弾性特性(例えば、張力)を得るためには、弾性材料は
比較的少量で足りる。複合材料における弾性材料の量を
減らすことができれば、コストを減少させることができ
る。このことは、単一の用途または限定された用途の製
品(例えば、使い捨て看護用品など)の成分として用い
られることが予定されている複合弾性材料にとっては、
重要な判断要素である。
【0005】しかしながら、例えば、弾性不織繊維ウェ
ブや弾性フィルムなどの従来の弾性材料は等方性になり
やすく、また、一方向にのみ伸長及び回復する材料にと
っては効率的でない。平行列の弾性フィラメントまたは
ストランドを有する複合材料の中にはほぼ一方向にのみ
伸長及び回復するものもあるが、これらの材料は高速製
造方法には適しない。エラストマーフィラメントまたは
ストランドを非弾性かつギャザー可能な材料に適用する
ことが難しいからである。
ブや弾性フィルムなどの従来の弾性材料は等方性になり
やすく、また、一方向にのみ伸長及び回復する材料にと
っては効率的でない。平行列の弾性フィラメントまたは
ストランドを有する複合材料の中にはほぼ一方向にのみ
伸長及び回復するものもあるが、これらの材料は高速製
造方法には適しない。エラストマーフィラメントまたは
ストランドを非弾性かつギャザー可能な材料に適用する
ことが難しいからである。
【0006】例えば、米国特許第3,468,748号
が開示する不織布は機械方向の弾性体を有している。こ
の弾性体は、少なくとも一つの繊維ウェブと、複数の弾
性コード、ストリング、バンドなどを有し、弾性材料が
伸長している間に繊維ウェブに結合されたものである。
伸長力を解除すると、弾性材料はその伸長状態から収縮
し、材料内部にひだが生成される。米国特許第3,57
5,782号が開示する弾性材料は、ギャザーした二つ
の繊維ウェブの間にシールされ、部分的に伸長し、隔置
された弾性ヤーンを有している。この米国特許によれ
ば、弾性ヤーンを伸長させ、結合剤で繊維ウェブに結合
し、乾燥オーブン内を通過させる。弾性ヤーンの張力を
解除し、さらに加熱すると、弾性ヤーンは収縮し、シャ
ーリング条の弾性材料が生成される。
が開示する不織布は機械方向の弾性体を有している。こ
の弾性体は、少なくとも一つの繊維ウェブと、複数の弾
性コード、ストリング、バンドなどを有し、弾性材料が
伸長している間に繊維ウェブに結合されたものである。
伸長力を解除すると、弾性材料はその伸長状態から収縮
し、材料内部にひだが生成される。米国特許第3,57
5,782号が開示する弾性材料は、ギャザーした二つ
の繊維ウェブの間にシールされ、部分的に伸長し、隔置
された弾性ヤーンを有している。この米国特許によれ
ば、弾性ヤーンを伸長させ、結合剤で繊維ウェブに結合
し、乾燥オーブン内を通過させる。弾性ヤーンの張力を
解除し、さらに加熱すると、弾性ヤーンは収縮し、シャ
ーリング条の弾性材料が生成される。
【0007】他の特許では、強化した織物マトリクスや
安定化した連続フィラメントウェブを開示している。こ
の連続フィラメントでは、スレッドまたは分子配向され
た連続フィラメントがほぼ平行な関係にあり、安定化し
ている。例えば、米国特許第4,680,213号は強
化織物マトリクスを開示しており、米国特許第4,91
0,064号は、メルトブロウン繊維によって安定化さ
れ、密着性不織繊維ウェブを形成している、分子配向さ
れた連続フィラメントの平行アレイを開示している。
安定化した連続フィラメントウェブを開示している。こ
の連続フィラメントでは、スレッドまたは分子配向され
た連続フィラメントがほぼ平行な関係にあり、安定化し
ている。例えば、米国特許第4,680,213号は強
化織物マトリクスを開示しており、米国特許第4,91
0,064号は、メルトブロウン繊維によって安定化さ
れ、密着性不織繊維ウェブを形成している、分子配向さ
れた連続フィラメントの平行アレイを開示している。
【0008】しかしながら、一方向にのみ伸長及び回復
を行う安価な複合弾性材料に対する要望は依然として存
在する。この複合弾性材料は高速製造に適しており、か
つ、前記一方向のみにおける弾性特性を与えるような弾
性成分を含むことが必要である。
を行う安価な複合弾性材料に対する要望は依然として存
在する。この複合弾性材料は高速製造に適しており、か
つ、前記一方向のみにおける弾性特性を与えるような弾
性成分を含むことが必要である。
【0009】
【定義】本明細書において用いる「弾性」という語は、
付勢力を作用させると、伸長可能であるような全ての材
料を指す。詳細には、少なくとも約60%伸長可能であ
り(すなわち、非伸長時の原長に対して少なくとも約1
60%の伸長長さを有することを意味する)、付勢力を
解除すると、その伸長長さの少なくとも約55%が回復
するような材料である。仮想的な例を考えると、1イン
チのサンプルであって、少なくとも1.60インチまで
伸長可能であり、1.60インチまで伸長しているとき
に付勢力を解除すると、1.27インチ以下の長さに回
復するようなものがある。弾性材料の多くは60%以上
(すなわち、原長に対して160%以上)伸長する。例
えば、100%またはそれ以上伸長するものもある。さ
らに、これら弾性材料の多くは、伸長力を解除すると、
ほぼそれらの原長に回復する。例えば、原長の105%
以下の長さに回復する。
付勢力を作用させると、伸長可能であるような全ての材
料を指す。詳細には、少なくとも約60%伸長可能であ
り(すなわち、非伸長時の原長に対して少なくとも約1
60%の伸長長さを有することを意味する)、付勢力を
解除すると、その伸長長さの少なくとも約55%が回復
するような材料である。仮想的な例を考えると、1イン
チのサンプルであって、少なくとも1.60インチまで
伸長可能であり、1.60インチまで伸長しているとき
に付勢力を解除すると、1.27インチ以下の長さに回
復するようなものがある。弾性材料の多くは60%以上
(すなわち、原長に対して160%以上)伸長する。例
えば、100%またはそれ以上伸長するものもある。さ
らに、これら弾性材料の多くは、伸長力を解除すると、
ほぼそれらの原長に回復する。例えば、原長の105%
以下の長さに回復する。
【0010】本明細書において用いる「非弾性」という
語は上述の「弾性」の定義にあてはまらない全ての材料
を指す。
語は上述の「弾性」の定義にあてはまらない全ての材料
を指す。
【0011】本明細書において用いる「回復」という語
は、付勢力を作用させて材料を伸長させた後、その付勢
力を解除して、伸長した材料を収縮させることを指す。
例えば、付勢力が作用していない非伸長時における原長
が1インチの材料を50%伸長させて、1.5インチに
したとすれば、その材料は50%(0.5インチ)伸長
したことになり、伸長時の長さは原長に対して150%
である。この材料を伸長させ、付勢力解除後の長さが
1.1インチになったとすれば、この材料はその伸長長
さ(0.5インチ)に対して80%(0.4インチ)の
回復値を示したことになる。回復値は次式で表される。
は、付勢力を作用させて材料を伸長させた後、その付勢
力を解除して、伸長した材料を収縮させることを指す。
例えば、付勢力が作用していない非伸長時における原長
が1インチの材料を50%伸長させて、1.5インチに
したとすれば、その材料は50%(0.5インチ)伸長
したことになり、伸長時の長さは原長に対して150%
である。この材料を伸長させ、付勢力解除後の長さが
1.1インチになったとすれば、この材料はその伸長長
さ(0.5インチ)に対して80%(0.4インチ)の
回復値を示したことになる。回復値は次式で表される。
【0012】回復値=(伸長時の最大長さ−サンプルの
最終的な長さ)/(伸長時の最大長さ−サンプルの原
長)×100
最終的な長さ)/(伸長時の最大長さ−サンプルの原
長)×100
【0013】本明細書において用いる「機械方向」とい
う語は、不織繊維ウェブを形成するときの、繊維が堆積
される形成表面の移動の方向を指す。
う語は、不織繊維ウェブを形成するときの、繊維が堆積
される形成表面の移動の方向を指す。
【0014】本明細書において用いる「横機械方向」と
いう語は、上述の機械方向と直交する方向を指す。
いう語は、上述の機械方向と直交する方向を指す。
【0015】本明細書において用いる「伸長指数」とい
う語は、所定の伸びに対する機械方向(MD)における
材料の引張荷重と、同じ伸びに対する横機械方向(C
D)における同じ材料の引張荷重との比である。一般的
には、引張荷重は、その材料の最大伸び(すなわち、破
断点)よりも小さい伸びにおいて求められる。例えば、
ある弾性材料の最大伸びが機械方向および横機械方向の
両方向において約600%であれば、引張荷重は約40
0%のときの伸びに対してもとめれらる。この場合で
は、伸長指数は次式に従って表される。
う語は、所定の伸びに対する機械方向(MD)における
材料の引張荷重と、同じ伸びに対する横機械方向(C
D)における同じ材料の引張荷重との比である。一般的
には、引張荷重は、その材料の最大伸び(すなわち、破
断点)よりも小さい伸びにおいて求められる。例えば、
ある弾性材料の最大伸びが機械方向および横機械方向の
両方向において約600%であれば、引張荷重は約40
0%のときの伸びに対してもとめれらる。この場合で
は、伸長指数は次式に従って表される。
【0016】伸長指数=(400%の伸びにおける機械
方向の引張荷重)/(400%の伸びにおける横機械方
向の引張荷重) 機械方向(MD)の引張荷重が横機械方向(CD)の引
張荷重よりも大きい材料では、伸長指数は1よりも大き
くなる。一方、機械方向(MD)の引張荷重が横機械方
向(CD)の引張荷重よりも小さい材料では、伸長指数
は1よりも小さくなる。
方向の引張荷重)/(400%の伸びにおける横機械方
向の引張荷重) 機械方向(MD)の引張荷重が横機械方向(CD)の引
張荷重よりも大きい材料では、伸長指数は1よりも大き
くなる。一方、機械方向(MD)の引張荷重が横機械方
向(CD)の引張荷重よりも小さい材料では、伸長指数
は1よりも小さくなる。
【0017】本明細書において用いる「等方性」という
語は、伸長指数が約0.5〜約2の範囲にある材料を指
す。
語は、伸長指数が約0.5〜約2の範囲にある材料を指
す。
【0018】本明細書において用いる「異方性」という
語は、伸長指数が約0.5以下であるか、あるいは、約
2以上である材料を指す。例えば、異方性の不織ウェブ
の伸長指数は約0.25または約3である。
語は、伸長指数が約0.5以下であるか、あるいは、約
2以上である材料を指す。例えば、異方性の不織ウェブ
の伸長指数は約0.25または約3である。
【0019】本明細書において用いる「複合弾性材料」
という語は、少なくとも一つのギャザー可能な層に結合
した少なくとも一つの弾性層を有する多層材料を指す。
ギャザー可能な層は弾性層に少なくとも二箇所で結合し
ており、ギャザー可能な層はこの二箇所の間においてギ
ャザーする。複合弾性材料は、二つの結合箇所の間でギ
ャザーした非弾性材料が弾性材料を伸長させることがで
きる程度に、伸長することができる。この種の複合弾性
材料は、例えば、Vander Wielen他に付与
された米国特許第4,720,415号(1988年1
月19日発行)に記載されており、本明細書はこの米国
特許を引用し、本明細書の記述の一部に代える。
という語は、少なくとも一つのギャザー可能な層に結合
した少なくとも一つの弾性層を有する多層材料を指す。
ギャザー可能な層は弾性層に少なくとも二箇所で結合し
ており、ギャザー可能な層はこの二箇所の間においてギ
ャザーする。複合弾性材料は、二つの結合箇所の間でギ
ャザーした非弾性材料が弾性材料を伸長させることがで
きる程度に、伸長することができる。この種の複合弾性
材料は、例えば、Vander Wielen他に付与
された米国特許第4,720,415号(1988年1
月19日発行)に記載されており、本明細書はこの米国
特許を引用し、本明細書の記述の一部に代える。
【0020】本明細書において用いる「伸長率」という
語は、所定の引張力を作用させたときの、ある複合弾性
材料の非伸長時の長さとその最大伸長時の長さとの差を
その複合弾性材料の非伸長時の長さで除したときの比を
指す。この伸長率を%で表す場合には、前述の比に10
0を乗算する。例えば、非伸長時の長さが5インチ、2
00グラムの荷重を作用させたときの最大伸長時の長さ
が10インチの複合弾性材料においては、(200グラ
ム荷重における)伸長率は100%である。伸長率は
「最大非破壊伸び」とも呼ばれる。特に断りがない限り
は、本明細書における伸長率は200グラムの荷重を作
用させたときの値である。
語は、所定の引張力を作用させたときの、ある複合弾性
材料の非伸長時の長さとその最大伸長時の長さとの差を
その複合弾性材料の非伸長時の長さで除したときの比を
指す。この伸長率を%で表す場合には、前述の比に10
0を乗算する。例えば、非伸長時の長さが5インチ、2
00グラムの荷重を作用させたときの最大伸長時の長さ
が10インチの複合弾性材料においては、(200グラ
ム荷重における)伸長率は100%である。伸長率は
「最大非破壊伸び」とも呼ばれる。特に断りがない限り
は、本明細書における伸長率は200グラムの荷重を作
用させたときの値である。
【0021】本明細書において用いる「靱性」という語
は、複合弾性材料の伸びに対する抵抗を指す。これは複
合弾性材料の弾性成分により生じるものである。靱性
は、所定幅において所定の伸びを生じている複合弾性材
料の引張荷重を、その複合弾性材料の伸長率の伸びにお
いて測定したときの、その複合弾性材料の弾性成分の基
本重量で除算した値である。例えば、複合弾性材料の靱
性は、一般的には、その複合弾性材料の伸長率の伸びに
おける一つの方向(例えば、機械方向)において決定さ
れる。大きい靱性値を有する弾性材料の方が、小さい靱
性値の材料よりも、伸びに対する所定の抵抗を少ない材
料で発揮させることができるので好ましい場合もある。
所定のサンプル幅において、靱性は、力をその弾性成分
の基本重量で除算した値として表される。靱性値を用い
ることによって、単位面積当たりの力を表す指標が得ら
れ、これは、実際のキャリパー測定値としてではなく、
基本重量としてその弾性成分の厚さを求めることにより
得ることができる。例えば、用いる単位は、(所定のサ
ンプル幅についての)グラム荷重/1平方メートル当た
りのグラム、とすることができる。特に断りのない限
り、靱性に関する全てのデータは幅3インチ、長さ4イ
ンチのサンプルの最初の伸長に対するものとする。
は、複合弾性材料の伸びに対する抵抗を指す。これは複
合弾性材料の弾性成分により生じるものである。靱性
は、所定幅において所定の伸びを生じている複合弾性材
料の引張荷重を、その複合弾性材料の伸長率の伸びにお
いて測定したときの、その複合弾性材料の弾性成分の基
本重量で除算した値である。例えば、複合弾性材料の靱
性は、一般的には、その複合弾性材料の伸長率の伸びに
おける一つの方向(例えば、機械方向)において決定さ
れる。大きい靱性値を有する弾性材料の方が、小さい靱
性値の材料よりも、伸びに対する所定の抵抗を少ない材
料で発揮させることができるので好ましい場合もある。
所定のサンプル幅において、靱性は、力をその弾性成分
の基本重量で除算した値として表される。靱性値を用い
ることによって、単位面積当たりの力を表す指標が得ら
れ、これは、実際のキャリパー測定値としてではなく、
基本重量としてその弾性成分の厚さを求めることにより
得ることができる。例えば、用いる単位は、(所定のサ
ンプル幅についての)グラム荷重/1平方メートル当た
りのグラム、とすることができる。特に断りのない限
り、靱性に関する全てのデータは幅3インチ、長さ4イ
ンチのサンプルの最初の伸長に対するものとする。
【0022】本明細書において用いる「不織ウェブ」と
いう語は、識別不可能かつ繰り返した状態で各繊維また
はスレッドが組み込まれている構造を有するウェブを指
す。これまで、不織ウェブは、例えば、メルトブロウン
法、スパンボンド法、ボンディッド・カーディッド・ウ
ェブ法などの各種方法により形成されてきた。
いう語は、識別不可能かつ繰り返した状態で各繊維また
はスレッドが組み込まれている構造を有するウェブを指
す。これまで、不織ウェブは、例えば、メルトブロウン
法、スパンボンド法、ボンディッド・カーディッド・ウ
ェブ法などの各種方法により形成されてきた。
【0023】本明細書において用いる「自己結合」とい
う語は、外部から接着剤その他の結合剤を供給すること
なく、溶着および/または繊維および/またはフィラメ
ントの自己接着によりなされる結合を指す。自己結合
は、繊維および/またはフィラメントの少なくとも一部
が半溶融または粘着性であるときに、繊維および/また
はフィラメント間の接触によってもなされることがあ
る。自己結合は、また、繊維および/またはフィラメン
トを形成するために用いる熱可塑性ポリマーと粘着性樹
脂とを混合することによってもなされることがある。こ
のように混合することにより生成した繊維および/また
はフィラメントは、加熱および/または加圧を伴って、
あるいは、伴わずに、自己結合させることが可能であ
る。溶剤を除去した後に残存している繊維およびフィラ
メントを溶融させるために、さらに、溶剤を用いること
もできる。
う語は、外部から接着剤その他の結合剤を供給すること
なく、溶着および/または繊維および/またはフィラメ
ントの自己接着によりなされる結合を指す。自己結合
は、繊維および/またはフィラメントの少なくとも一部
が半溶融または粘着性であるときに、繊維および/また
はフィラメント間の接触によってもなされることがあ
る。自己結合は、また、繊維および/またはフィラメン
トを形成するために用いる熱可塑性ポリマーと粘着性樹
脂とを混合することによってもなされることがある。こ
のように混合することにより生成した繊維および/また
はフィラメントは、加熱および/または加圧を伴って、
あるいは、伴わずに、自己結合させることが可能であ
る。溶剤を除去した後に残存している繊維およびフィラ
メントを溶融させるために、さらに、溶剤を用いること
もできる。
【0024】本明細書において用いられる「メルトブロ
ウン繊維」という語は、溶融状態の熱可塑性材料を複数
の細い、通常は円形の、ダイ毛細管を通して押し出すこ
とにより形成される繊維を指す。溶融状態のスレッドま
たはフィラメントは高速ガス(例えば、空気)の流れに
導き入れられ、溶融熱可塑性材料のフィラメントはその
直径が減少して細くなり、ときには、微小繊維の直径ま
で細められる。その後、メルトブロウン繊維は高速ガス
流れに乗って運ばれ、集積表面上に堆積され、メルトブ
ロウン繊維がランダムに散在するウェブが形成される。
このような方法は、例えば、Butinに付与された米
国特許特許第3,849,241号に記載されており、
本明細書は同米国特許を引用し、本明細書の記述の一部
に代える。
ウン繊維」という語は、溶融状態の熱可塑性材料を複数
の細い、通常は円形の、ダイ毛細管を通して押し出すこ
とにより形成される繊維を指す。溶融状態のスレッドま
たはフィラメントは高速ガス(例えば、空気)の流れに
導き入れられ、溶融熱可塑性材料のフィラメントはその
直径が減少して細くなり、ときには、微小繊維の直径ま
で細められる。その後、メルトブロウン繊維は高速ガス
流れに乗って運ばれ、集積表面上に堆積され、メルトブ
ロウン繊維がランダムに散在するウェブが形成される。
このような方法は、例えば、Butinに付与された米
国特許特許第3,849,241号に記載されており、
本明細書は同米国特許を引用し、本明細書の記述の一部
に代える。
【0025】本明細書において用いる「微小繊維」とい
う語は、約100ミクロン以下の平均直径を有する小直
径の繊維を指す。例えば、約0.5ミクロン〜約50ミ
クロンの平均直径を有する繊維を指す。より詳細に言う
と、例えば、微小繊維は約4ミクロン〜約40ミクロン
の平均直径を有している。
う語は、約100ミクロン以下の平均直径を有する小直
径の繊維を指す。例えば、約0.5ミクロン〜約50ミ
クロンの平均直径を有する繊維を指す。より詳細に言う
と、例えば、微小繊維は約4ミクロン〜約40ミクロン
の平均直径を有している。
【0026】本明細書において用いる「スパンボンド繊
維」という語は、フィラメントとしての溶融熱可塑性材
料を複数の細い、通常は円形の、紡糸口金の毛細管から
押し出すことにより形成した小直径の繊維を指す。押し
出されたフィラメントの直径は、例えば、抽出引張また
はその他の既知のスパンボンド機構によって、急速に減
少させられる。スパンボンド不織ウェブの製造は、例え
ば、Appel他に付与された米国特許第3,340,
563号やDorchner他に付与された米国特許第
3,692,618号に述べられている。本明細書はこ
れらの米国特許の記述を引用し、本明細書の記述の一部
に代える。
維」という語は、フィラメントとしての溶融熱可塑性材
料を複数の細い、通常は円形の、紡糸口金の毛細管から
押し出すことにより形成した小直径の繊維を指す。押し
出されたフィラメントの直径は、例えば、抽出引張また
はその他の既知のスパンボンド機構によって、急速に減
少させられる。スパンボンド不織ウェブの製造は、例え
ば、Appel他に付与された米国特許第3,340,
563号やDorchner他に付与された米国特許第
3,692,618号に述べられている。本明細書はこ
れらの米国特許の記述を引用し、本明細書の記述の一部
に代える。
【0027】本明細書において用いる「ポリマー」とい
う語は、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などのコポリマー、ターポ
リマーなど、および、それらの混合物および改質物を含
む意味である。ただし、これらに限定されるものではな
い。さらに、特に限定がない限り、「ポリマー」という
語はその材料の全ての幾何学的形状をも含むものとす
る。その形状の中には、アイソタクチック、シンジオタ
クチックおよびランダムシンメトリーなどが含まれる
が、それらに限定されるものではない。
う語は、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などのコポリマー、ターポ
リマーなど、および、それらの混合物および改質物を含
む意味である。ただし、これらに限定されるものではな
い。さらに、特に限定がない限り、「ポリマー」という
語はその材料の全ての幾何学的形状をも含むものとす
る。その形状の中には、アイソタクチック、シンジオタ
クチックおよびランダムシンメトリーなどが含まれる
が、それらに限定されるものではない。
【0028】本明細書において用いる「超吸収体」とい
う語は、液体の中に4時間浸して、ほぼ全ての吸収した
液体を最大約1.5ポンド/平方インチの圧縮力の下で
保持したときに、本吸収性材料1グラム当たり少なくと
も10グラムの水溶性液体(例えば、蒸留水)を吸収す
ることができる吸収性材料を指す。
う語は、液体の中に4時間浸して、ほぼ全ての吸収した
液体を最大約1.5ポンド/平方インチの圧縮力の下で
保持したときに、本吸収性材料1グラム当たり少なくと
も10グラムの水溶性液体(例えば、蒸留水)を吸収す
ることができる吸収性材料を指す。
【0029】本明細書において用いる「・・・からな
る」という語は、所定の組成物または製品の所望の特性
に影響を与えない他の材料の存在を許容することを意味
する。このような材料の例としては、顔料、酸化防止
剤、安定剤、界面活性剤、ワックス、流れ促進剤、本組
成物の処理容易性を向上させるために付加された粒子や
材料などがある。ただし、これらに限定されるものでは
ない。
る」という語は、所定の組成物または製品の所望の特性
に影響を与えない他の材料の存在を許容することを意味
する。このような材料の例としては、顔料、酸化防止
剤、安定剤、界面活性剤、ワックス、流れ促進剤、本組
成物の処理容易性を向上させるために付加された粒子や
材料などがある。ただし、これらに限定されるものでは
ない。
【0030】
【発明の概要】従来の複合弾性材料における問題点は、
一方向における靱性を改良した本発明に係る複合弾性材
料により解決することができる。本発明に係る複合弾性
材料は少なくとも一つの異方性の弾性繊維ウェブと、少
なくとも一つのギャザー可能な層とを備えており、ギャ
ザー可能な層は相互に隔置した位置で異方性の弾性繊維
ウェブに結合しており、ギャザー可能な層は隔置した結
合位置の間でギャザーし得るようにされている。
一方向における靱性を改良した本発明に係る複合弾性材
料により解決することができる。本発明に係る複合弾性
材料は少なくとも一つの異方性の弾性繊維ウェブと、少
なくとも一つのギャザー可能な層とを備えており、ギャ
ザー可能な層は相互に隔置した位置で異方性の弾性繊維
ウェブに結合しており、ギャザー可能な層は隔置した結
合位置の間でギャザーし得るようにされている。
【0031】ギャザー可能な層は色々な繊維の不織ウェ
ブから形成することができる。例えば、スパンボンド繊
維のウェブ、メルトブロウン繊維のウェブ、色々な繊維
のボンディッド・カーディッド・ウェブ、あるいは、ス
パンボンド繊維のウェブ、メルトブロウン繊維のウェ
ブ、各種繊維のボンディッド・カーディッド・ウェブの
うちの少なくとも一つのウェブを含む多層材料などであ
る。ギャザー可能な層は、繊維と、一つまたは二つ以上
の他の材料との混合物としても形成可能である。他の材
料としては、例えば、木パルプ、ステープル長さの繊
維、粒子および超吸収性材料などがある。
ブから形成することができる。例えば、スパンボンド繊
維のウェブ、メルトブロウン繊維のウェブ、色々な繊維
のボンディッド・カーディッド・ウェブ、あるいは、ス
パンボンド繊維のウェブ、メルトブロウン繊維のウェ
ブ、各種繊維のボンディッド・カーディッド・ウェブの
うちの少なくとも一つのウェブを含む多層材料などであ
る。ギャザー可能な層は、繊維と、一つまたは二つ以上
の他の材料との混合物としても形成可能である。他の材
料としては、例えば、木パルプ、ステープル長さの繊
維、粒子および超吸収性材料などがある。
【0032】異方性の弾性繊維ウェブは、少なくとも一
つのエラストマーメルトブロウン繊維の層と、少なくと
も一つのエラストマーフィラメントのほぼ平行な列の層
とを有している。エラストマーフィラメントのほぼ平行
な列はメルトブロウン繊維の少なくとも一部に自己結合
する。この自己結合は、例えば、溶融エラストマーフィ
ラメントを直接にメルトブロウン繊維層の上に形成する
ことにより、生じさせることができる。同様に、メルト
ブロウン繊維の層をエラストマーフィラメントの平行列
の層の上に直接に形成して、所望の自己結合を行わせる
ようにしてもよい。
つのエラストマーメルトブロウン繊維の層と、少なくと
も一つのエラストマーフィラメントのほぼ平行な列の層
とを有している。エラストマーフィラメントのほぼ平行
な列はメルトブロウン繊維の少なくとも一部に自己結合
する。この自己結合は、例えば、溶融エラストマーフィ
ラメントを直接にメルトブロウン繊維層の上に形成する
ことにより、生じさせることができる。同様に、メルト
ブロウン繊維の層をエラストマーフィラメントの平行列
の層の上に直接に形成して、所望の自己結合を行わせる
ようにしてもよい。
【0033】本発明においては、エラストマーフィラメ
ントは約40〜約750ミクロンの範囲の平均直径を有
することができる。例えば、エラストマーフィラメント
は約100〜約500ミクロンの範囲の平均直径を有す
ることができる。エラストマーフィラメントは約250
〜約350ミクロンの範囲にあり、不織弾性繊維ウェブ
の少なくとも約20%(重量%)を構成することが好ま
しい。例えば、不織弾性繊維ウェブは約20〜約80%
(重量%)のエラストマーフィラメントを有することが
できる。
ントは約40〜約750ミクロンの範囲の平均直径を有
することができる。例えば、エラストマーフィラメント
は約100〜約500ミクロンの範囲の平均直径を有す
ることができる。エラストマーフィラメントは約250
〜約350ミクロンの範囲にあり、不織弾性繊維ウェブ
の少なくとも約20%(重量%)を構成することが好ま
しい。例えば、不織弾性繊維ウェブは約20〜約80%
(重量%)のエラストマーフィラメントを有することが
できる。
【0034】
【実施例】本発明は複合弾性材料を提供する。例えば、
一つの方向における靱性が改良された伸長結合ラミネー
トなどである。この複合弾性材料は、エラストマーフィ
ラメントとエラストマーメルトブロウン繊維との複合物
である異方性の弾性繊維ウェブを有している。以下、図
面では同じ符号は同じ要素またはその均等物を表すもの
とする。図1には、異方性の弾性繊維ウェブを有する伸
長結合ラミネートを形成するための方法10が示されて
いる。
一つの方向における靱性が改良された伸長結合ラミネー
トなどである。この複合弾性材料は、エラストマーフィ
ラメントとエラストマーメルトブロウン繊維との複合物
である異方性の弾性繊維ウェブを有している。以下、図
面では同じ符号は同じ要素またはその均等物を表すもの
とする。図1には、異方性の弾性繊維ウェブを有する伸
長結合ラミネートを形成するための方法10が示されて
いる。
【0035】本発明においては、異方性の弾性繊維ウェ
ブ12は供給ロール14から解かれて、供給ロール14
が矢印の方向に回転するにつれて、矢印の方向に進む。
異方性の弾性繊維ウェブ12は、スタックローラー2
0、22により形成されているS字型ロール機構18の
ニップ16を通って進む。
ブ12は供給ロール14から解かれて、供給ロール14
が矢印の方向に回転するにつれて、矢印の方向に進む。
異方性の弾性繊維ウェブ12は、スタックローラー2
0、22により形成されているS字型ロール機構18の
ニップ16を通って進む。
【0036】異方性弾性繊維ウェブ12は、例えば、以
下に述べるような連続生成方法により形成してもよく、
また、最初に供給ロール14に蓄積することなく、直接
にニップ16を通過させるようにしてもよい。
下に述べるような連続生成方法により形成してもよく、
また、最初に供給ロール14に蓄積することなく、直接
にニップ16を通過させるようにしてもよい。
【0037】第一のギャザー可能な層24は供給ロール
26から解かれて、供給ロール26が矢印の方向に回転
するにつれて、矢印の方向に進む。第二のギャザー可能
な層28は供給ロール30から解かれて、供給ロール3
0が矢印の方向に回転するにつれて、矢印の方向に進
む。
26から解かれて、供給ロール26が矢印の方向に回転
するにつれて、矢印の方向に進む。第二のギャザー可能
な層28は供給ロール30から解かれて、供給ロール3
0が矢印の方向に回転するにつれて、矢印の方向に進
む。
【0038】第一のギャザー可能な層24および第二の
ギャザー可能な層28は、結合ローラー36、38から
なる結合ローラー機構34のニップ32を通過する。第
一のギャザー可能な層24および/または第二のギャザ
ー可能な層28は、例えば、メルトブロウン法、スパン
ボンド法またはフィルム押し出し法などの押し出し法に
より形成することができ、また、最初に供給ロール2
6、30に蓄積させることなく、ニップ32を直接に通
過させることもできる。
ギャザー可能な層28は、結合ローラー36、38から
なる結合ローラー機構34のニップ32を通過する。第
一のギャザー可能な層24および/または第二のギャザ
ー可能な層28は、例えば、メルトブロウン法、スパン
ボンド法またはフィルム押し出し法などの押し出し法に
より形成することができ、また、最初に供給ロール2
6、30に蓄積させることなく、ニップ32を直接に通
過させることもできる。
【0039】異方性弾性繊維ウェブ12は、スタックロ
ーラー20、22に関しての回転方向矢印により示され
るように、逆S字型進路のS字型ロール機構18のニッ
プ16を通過する。S字型ロール機構18を通過した
後、異方性弾性繊維ウェブ12は結合ローラー機構34
により形成される圧力ニップ32を通過する。S字型ロ
ール機構18と結合ローラー機構34との間にもう一組
のS字型ロール機構(図示せず)を設けて、伸長した材
料を安定化させ、あるいは、伸長量を制御するようにす
ることもできる。S字型ロール機構18の各ローラーの
円周束とは結合ローラー機構34の各ローラーの円周速
度よりも小さくなるように制御されているので、異方性
弾性繊維ウェブ12は、S字型ロール機構18と結合ロ
ーラー機構34の圧力ニップ32との間において、テン
ションがかかっている。重要なことは、異方性弾性繊維
ウェブ12のフィラメントがウェブが伸長する方向に沿
って進み、できあがった複合弾性材料が所望の伸長特性
を有するようにすることである。各ローラーの速度の差
を調節することにより、異方性弾性繊維ウェブ12にテ
ンションを作用させ、異方性弾性繊維ウェブ12が所望
の量だけ伸長し、さらに、伸長した状態を維持させるこ
とができる。異方性弾性繊維ウェブ12が伸長している
間に、結合ローラー機構34を通過することにより、第
一のギャザー可能な層24と第二のギャザー可能な層2
8とが異方性弾性繊維ウェブ12に結合し、複合弾性材
料40が形成される。
ーラー20、22に関しての回転方向矢印により示され
るように、逆S字型進路のS字型ロール機構18のニッ
プ16を通過する。S字型ロール機構18を通過した
後、異方性弾性繊維ウェブ12は結合ローラー機構34
により形成される圧力ニップ32を通過する。S字型ロ
ール機構18と結合ローラー機構34との間にもう一組
のS字型ロール機構(図示せず)を設けて、伸長した材
料を安定化させ、あるいは、伸長量を制御するようにす
ることもできる。S字型ロール機構18の各ローラーの
円周束とは結合ローラー機構34の各ローラーの円周速
度よりも小さくなるように制御されているので、異方性
弾性繊維ウェブ12は、S字型ロール機構18と結合ロ
ーラー機構34の圧力ニップ32との間において、テン
ションがかかっている。重要なことは、異方性弾性繊維
ウェブ12のフィラメントがウェブが伸長する方向に沿
って進み、できあがった複合弾性材料が所望の伸長特性
を有するようにすることである。各ローラーの速度の差
を調節することにより、異方性弾性繊維ウェブ12にテ
ンションを作用させ、異方性弾性繊維ウェブ12が所望
の量だけ伸長し、さらに、伸長した状態を維持させるこ
とができる。異方性弾性繊維ウェブ12が伸長している
間に、結合ローラー機構34を通過することにより、第
一のギャザー可能な層24と第二のギャザー可能な層2
8とが異方性弾性繊維ウェブ12に結合し、複合弾性材
料40が形成される。
【0040】複合弾性材料40は、S字型ロール機構1
8と結合ローラー機構34とにより与えられていたテン
ション力がなくなるとすぐに収縮する。これによって、
第一のギャザー可能な層24と第二のギャザー可能な層
28とは複合弾性材料40の内部においてギャザーす
る。次いで、複合弾性材料40は巻き取りロール42に
巻き取られる。この種の複合弾性材料の製造方法は、例
えば、米国特許第4,720,415号に記載されてお
り、本明細書はこの米国特許を引用し、本明細書の記述
の一部に代える。
8と結合ローラー機構34とにより与えられていたテン
ション力がなくなるとすぐに収縮する。これによって、
第一のギャザー可能な層24と第二のギャザー可能な層
28とは複合弾性材料40の内部においてギャザーす
る。次いで、複合弾性材料40は巻き取りロール42に
巻き取られる。この種の複合弾性材料の製造方法は、例
えば、米国特許第4,720,415号に記載されてお
り、本明細書はこの米国特許を引用し、本明細書の記述
の一部に代える。
【0041】ギャザー可能な層24、28は、例えば、
スパンボンドウェブ、メルトブロウンウェブ、または、
ボンディッド・カーディッド・ウェブなどの不織材料か
ら形成することができる。本発明の一実施例において
は、ギャザー可能な層24、28の一方または双方は多
層材料からなる。この多層材料は、例えば、少なくとも
一つのスパンボンドウェブの層を有しており、このスパ
ンボンドウェブの層は、メルトブロウンウェブ、ボンデ
ィッド・カーディッド・ウェブまたは他の適当な材料の
うちの少なくとも一つの層と結合している。
スパンボンドウェブ、メルトブロウンウェブ、または、
ボンディッド・カーディッド・ウェブなどの不織材料か
ら形成することができる。本発明の一実施例において
は、ギャザー可能な層24、28の一方または双方は多
層材料からなる。この多層材料は、例えば、少なくとも
一つのスパンボンドウェブの層を有しており、このスパ
ンボンドウェブの層は、メルトブロウンウェブ、ボンデ
ィッド・カーディッド・ウェブまたは他の適当な材料の
うちの少なくとも一つの層と結合している。
【0042】ギャザー可能な層24、28の一方または
双方は、二つまたは三つ以上の異なる繊維の混合物、ま
たは、繊維と粒子との混合物からなる複合材料から形成
することもできる。このような混合物は繊維および/ま
たは粒子を、メルトブロウン繊維が流れているガス流れ
の中に流すことにより形成することができる。これによ
って、メルトブロウン繊維が集積器の上に集積する前
に、メルトブロウン繊維と他の材料(例えば、木パル
プ、ステープル繊維および粒子など。粒子には、例え
ば、通常、超吸収性材料と呼ばれているハイドロコロイ
ド(ヒドロゲル)粒子などがある。)との緊密な交絡混
合体が生じ、メルトブロウン繊維と他の材料がランダム
に散在した密着性ウェブができる。このようなウェブ
は、例えば、米国特許第4,100,324号に記載さ
れており、本明細書はこの米国特許を引用し、本明細書
の記述の一部に代えるものとする。
双方は、二つまたは三つ以上の異なる繊維の混合物、ま
たは、繊維と粒子との混合物からなる複合材料から形成
することもできる。このような混合物は繊維および/ま
たは粒子を、メルトブロウン繊維が流れているガス流れ
の中に流すことにより形成することができる。これによ
って、メルトブロウン繊維が集積器の上に集積する前
に、メルトブロウン繊維と他の材料(例えば、木パル
プ、ステープル繊維および粒子など。粒子には、例え
ば、通常、超吸収性材料と呼ばれているハイドロコロイ
ド(ヒドロゲル)粒子などがある。)との緊密な交絡混
合体が生じ、メルトブロウン繊維と他の材料がランダム
に散在した密着性ウェブができる。このようなウェブ
は、例えば、米国特許第4,100,324号に記載さ
れており、本明細書はこの米国特許を引用し、本明細書
の記述の一部に代えるものとする。
【0043】ギャザー可能な層24、28の一方または
双方をパルプ繊維(木パルプ繊維など)からつくり、例
えば、ティシュー層などの材料を形成することができ
る。さらに、ギャザー可能て層24、28は、例えば、
木パルプとステープル繊維の水圧交絡混合物などの水圧
交絡繊維の層とすることもできる。水圧交絡混合物は、
例えば、米国特許第4,781,966号に記載されて
おり、本明細書はこの米国特許を引用し、本明細書の記
述の一部に代えるものとする。
双方をパルプ繊維(木パルプ繊維など)からつくり、例
えば、ティシュー層などの材料を形成することができ
る。さらに、ギャザー可能て層24、28は、例えば、
木パルプとステープル繊維の水圧交絡混合物などの水圧
交絡繊維の層とすることもできる。水圧交絡混合物は、
例えば、米国特許第4,781,966号に記載されて
おり、本明細書はこの米国特許を引用し、本明細書の記
述の一部に代えるものとする。
【0044】ギャザー可能な層24、28は、例えば、
熱結合または超音波溶接などの適当な手段を用いて、少
なくとも二箇所において異方性弾性繊維ウェブ12に結
合させることができる。熱結合または超音波溶接などの
適当な手段は、その材料の少なくとも一つの要素(通常
は、弾性繊維ウェブ)の少なくとも一部を軟化させる。
なぜならば、異方性弾性繊維ウェブ12を形成するため
に用いられているエラストマー材料はギャザー可能な層
24、28の成分よりも低い軟化点を有しているからで
ある。結合は、異方性弾性繊維ウェブ12がギャザー可
能な層24、28に重なっている部分に熱および/また
は圧力を作用させることにより、行うことも可能であ
る。例えば、これらの重なり部分(すなわち、重なって
いる層)を少なくとも低い方の軟化温度を有する材料の
軟化温度まで加熱し、異方性弾性繊維ウェブ12とギャ
ザー可能な層24、28の再凝固した軟化部分の間で強
力かつ永久的な結合が形成されるようにする。
熱結合または超音波溶接などの適当な手段を用いて、少
なくとも二箇所において異方性弾性繊維ウェブ12に結
合させることができる。熱結合または超音波溶接などの
適当な手段は、その材料の少なくとも一つの要素(通常
は、弾性繊維ウェブ)の少なくとも一部を軟化させる。
なぜならば、異方性弾性繊維ウェブ12を形成するため
に用いられているエラストマー材料はギャザー可能な層
24、28の成分よりも低い軟化点を有しているからで
ある。結合は、異方性弾性繊維ウェブ12がギャザー可
能な層24、28に重なっている部分に熱および/また
は圧力を作用させることにより、行うことも可能であ
る。例えば、これらの重なり部分(すなわち、重なって
いる層)を少なくとも低い方の軟化温度を有する材料の
軟化温度まで加熱し、異方性弾性繊維ウェブ12とギャ
ザー可能な層24、28の再凝固した軟化部分の間で強
力かつ永久的な結合が形成されるようにする。
【0045】結合ローラー機構34は滑らかなアンビル
ローラー36とパターン付きカレンダーローラー38か
ら形成することができる。例えば、滑らかなアンビルロ
ーラーと組み合わされたピンエンボスローラーなどであ
る。滑らかなアンビルローラー36とカレンダーローラ
ー38の一方または双方は加熱してもよいし、これら二
つのローラーの間の圧力を既知の手段で調節し、ギャザ
ー可能な層を弾性繊維ウェブに結合させるための所望の
温度と結合圧力を得るようにすることもできる。なお、
ギャザー可能な層と弾性シートとの間の結合は点結合で
ある。最終的な複合ラミネート材料の所望の生地特性に
応じて、様々な結合パターンを用いることができる。ギ
ャザー可能な層が、例えば、スパンボンドされたポリプ
ロピレンなどの材料からなるものである場合には、その
結合は華氏60度程度の低温で行うことができる。例え
ば、スパンボンドされたポリプロピレンなどのギャザー
可能な層と弾性シートとを結合させる間におけるカレン
ダーロールの温度の範囲は華氏60〜180度である。
ローラー36とパターン付きカレンダーローラー38か
ら形成することができる。例えば、滑らかなアンビルロ
ーラーと組み合わされたピンエンボスローラーなどであ
る。滑らかなアンビルローラー36とカレンダーローラ
ー38の一方または双方は加熱してもよいし、これら二
つのローラーの間の圧力を既知の手段で調節し、ギャザ
ー可能な層を弾性繊維ウェブに結合させるための所望の
温度と結合圧力を得るようにすることもできる。なお、
ギャザー可能な層と弾性シートとの間の結合は点結合で
ある。最終的な複合ラミネート材料の所望の生地特性に
応じて、様々な結合パターンを用いることができる。ギ
ャザー可能な層が、例えば、スパンボンドされたポリプ
ロピレンなどの材料からなるものである場合には、その
結合は華氏60度程度の低温で行うことができる。例え
ば、スパンボンドされたポリプロピレンなどのギャザー
可能な層と弾性シートとを結合させる間におけるカレン
ダーロールの温度の範囲は華氏60〜180度である。
【0046】熱結合に関しては、本技術分野において通
常の知識を有する者であれば、材料もしくは少なくとも
その結合箇所を熱結合するために加熱する温度は、加熱
ロールまたは他の熱源の温度だけでなく、その材料が加
熱表面上に滞留する時間、その材料の組成、その材料の
基本重量、比熱、熱伝導性に応じて変わるということを
理解できるはずである。ただし、所定の組み合わせの材
料に関しては、本明細書の開示に照らして言えば、満足
な結合を行うために必要な処理条件は本技術分野におい
て通常の知識を有する者であれば容易に決定することが
できる。
常の知識を有する者であれば、材料もしくは少なくとも
その結合箇所を熱結合するために加熱する温度は、加熱
ロールまたは他の熱源の温度だけでなく、その材料が加
熱表面上に滞留する時間、その材料の組成、その材料の
基本重量、比熱、熱伝導性に応じて変わるということを
理解できるはずである。ただし、所定の組み合わせの材
料に関しては、本明細書の開示に照らして言えば、満足
な結合を行うために必要な処理条件は本技術分野におい
て通常の知識を有する者であれば容易に決定することが
できる。
【0047】図1に示した装置とともに用いられる駆動
手段及びその他の装置は既知のものであり、図1では見
やすくするためにそれらは図示していない。
手段及びその他の装置は既知のものであり、図1では見
やすくするためにそれらは図示していない。
【0048】前述したように、複合弾性材料40の重要
な成分は異方性弾性繊維ウェブ12である。この異方性
弾性繊維ウェブ12は少なくとも二つの層を含んでい
る。そのうちの少なくとも一つの層は弾性メルトブロウ
ン繊維の層であり、少なくとも一つの他の層は、一方の
層の弾性メルトブロウン繊維の少なくとも一部に緊密に
結合した弾性フィラメントのほぼ平行な列を含む層であ
る。これらの弾性フィラメントは約40〜約750ミク
ロンの範囲の平均直径を有し、弾性繊維ウェブの長さ方
向(すなわち、機械方向)に沿って延びており、その方
向におけるその弾性繊維ウェブの靱性を向上させてい
る。
な成分は異方性弾性繊維ウェブ12である。この異方性
弾性繊維ウェブ12は少なくとも二つの層を含んでい
る。そのうちの少なくとも一つの層は弾性メルトブロウ
ン繊維の層であり、少なくとも一つの他の層は、一方の
層の弾性メルトブロウン繊維の少なくとも一部に緊密に
結合した弾性フィラメントのほぼ平行な列を含む層であ
る。これらの弾性フィラメントは約40〜約750ミク
ロンの範囲の平均直径を有し、弾性繊維ウェブの長さ方
向(すなわち、機械方向)に沿って延びており、その方
向におけるその弾性繊維ウェブの靱性を向上させてい
る。
【0049】エラストマーフィラメントは約50〜約5
00ミクロンの範囲の平均直径、例えば、約100〜約
200ミクロンの範囲の平均直径を有していることが好
ましい。これらのエラストマーフィラメントは弾性繊維
ウェブの長さ方向(すなわち、機械方向)に沿って延
び、その異方性弾性繊維ウェブの靱性は、ほぼ同じ基本
重量を有するほぼ等方性の不織ウェブの靱性よりも、そ
の方向において、少なくとも約10%大きい。例えば、
異方性弾性繊維ウェブの靱性は、エラストマーメルトブ
ロウン繊維のみを含むほぼ同じ基本重量のほぼ等方性の
不織ウェブの靱性よりも約20〜約90%大きい。
00ミクロンの範囲の平均直径、例えば、約100〜約
200ミクロンの範囲の平均直径を有していることが好
ましい。これらのエラストマーフィラメントは弾性繊維
ウェブの長さ方向(すなわち、機械方向)に沿って延
び、その異方性弾性繊維ウェブの靱性は、ほぼ同じ基本
重量を有するほぼ等方性の不織ウェブの靱性よりも、そ
の方向において、少なくとも約10%大きい。例えば、
異方性弾性繊維ウェブの靱性は、エラストマーメルトブ
ロウン繊維のみを含むほぼ同じ基本重量のほぼ等方性の
不織ウェブの靱性よりも約20〜約90%大きい。
【0050】一般的には、本異方性弾性繊維ウェブは少
なくとも約20%(重量%)のエラストマーフィラメン
トを含む。例えば、この弾性繊維ウェブは約20〜約8
0%(重量%)のエラストマーフィラメントを含む。こ
のエラストマーフィラメントは約40〜約60%(重量
%)の異方性弾性繊維ウェブからなることが好ましい。
なくとも約20%(重量%)のエラストマーフィラメン
トを含む。例えば、この弾性繊維ウェブは約20〜約8
0%(重量%)のエラストマーフィラメントを含む。こ
のエラストマーフィラメントは約40〜約60%(重量
%)の異方性弾性繊維ウェブからなることが好ましい。
【0051】図2は、本発明に係る複合弾性材料の成分
として用いられる異方性弾性繊維ウェブを形成する方法
100の概略図である。異方性弾性繊維ウェブにおいて
用いられる繊維及びフィラメントを形成する際には、押
し出し可能なエラストマーポリマーのペレットまたはチ
ップなど(図示せず)が押し出し機106、108のペ
レットホッパー102、104に投入される。
として用いられる異方性弾性繊維ウェブを形成する方法
100の概略図である。異方性弾性繊維ウェブにおいて
用いられる繊維及びフィラメントを形成する際には、押
し出し可能なエラストマーポリマーのペレットまたはチ
ップなど(図示せず)が押し出し機106、108のペ
レットホッパー102、104に投入される。
【0052】各押し出し機106、108は既知の駆動
モーター(図示せず)により駆動される押し出しスクリ
ュー(図示せず)を有している。ポリマーが押し出し機
の中を進むと、駆動モーターによって押し出しスクリュ
ーが回転するにつれて、ポリマーは溶融状態にまで徐々
に加熱される。ポリマーの溶融状態への加熱は複数の段
階を経て行うことができる。この場合には、ポリマーの
温度は、ポリマーがメルトブローイングダイ110に向
かう押し出し機106及び連続フィラメント形成手段1
12に向かう押し出し機108の各加熱ゾーンを進むに
つれて、徐々に上昇する。メルトブローイングダイ11
0及び連続フィラメント形成手段112は、熱可塑性樹
脂の温度が押し出しに適した高温に維持されるような他
の加熱ゾーンであってもよい。押し出し機106、10
8の各ゾーン及びメルトブローイングダイ110、連続
フィラメント形成手段112の加熱は様々な既知の加熱
手段(図示せず)の任意の手段により行うことができ
る。
モーター(図示せず)により駆動される押し出しスクリ
ュー(図示せず)を有している。ポリマーが押し出し機
の中を進むと、駆動モーターによって押し出しスクリュ
ーが回転するにつれて、ポリマーは溶融状態にまで徐々
に加熱される。ポリマーの溶融状態への加熱は複数の段
階を経て行うことができる。この場合には、ポリマーの
温度は、ポリマーがメルトブローイングダイ110に向
かう押し出し機106及び連続フィラメント形成手段1
12に向かう押し出し機108の各加熱ゾーンを進むに
つれて、徐々に上昇する。メルトブローイングダイ11
0及び連続フィラメント形成手段112は、熱可塑性樹
脂の温度が押し出しに適した高温に維持されるような他
の加熱ゾーンであってもよい。押し出し機106、10
8の各ゾーン及びメルトブローイングダイ110、連続
フィラメント形成手段112の加熱は様々な既知の加熱
手段(図示せず)の任意の手段により行うことができ
る。
【0053】異方性弾性繊維ウェブのエラストマーフィ
ラメント成分は色々な押し出し技術を用いてつくること
ができる。例えば、弾性フィラメントは一つまたは二つ
以上の既知のメルトブローイングダイ装置を用いてつく
ることができる。このメルトブローイングダイ装置は、
押し出されたスレッドを細流化するために押し出された
スレッドと同方向に流れる加熱ガス流(すなわち、空気
流)を除去するために改良されたものである。この改良
型メルトブローイングダイ装置112は、集積表面11
4の運動方向とほぼ直角な方向において多孔性集積表面
114上を延びている。この改良型メルトブローイング
ダイ装置112は、ダイ装置112の横方向の所定の長
さにわたって並んでいる小直径毛細管の直線状アレイ1
16を備えている。この横方向の所定の長さは、製造し
ようとするエラストマーフィラメントの平行列の所望の
幅とほぼ等しい長さを有している。すなわち、ダイ装置
112の横方向の長さはダイ毛細管の直線状アレイによ
り決まる長さに等しい。一般的には、毛細管の直径は約
0.01インチ〜約0.02インチの範囲、例えば、約
0.0145〜約0.018インチである。ダイ表面の
直線1インチ当たりにつき、そのような毛細管が約5〜
50個設けられる。一般的には、毛細管の長さは約0.
05〜約0.20インチ、例えば、約0.113〜約
0.14インチである。メルトブローイングダイはその
横方向における長さを約20〜約60インチまたはそれ
以上に延ばすことができる。
ラメント成分は色々な押し出し技術を用いてつくること
ができる。例えば、弾性フィラメントは一つまたは二つ
以上の既知のメルトブローイングダイ装置を用いてつく
ることができる。このメルトブローイングダイ装置は、
押し出されたスレッドを細流化するために押し出された
スレッドと同方向に流れる加熱ガス流(すなわち、空気
流)を除去するために改良されたものである。この改良
型メルトブローイングダイ装置112は、集積表面11
4の運動方向とほぼ直角な方向において多孔性集積表面
114上を延びている。この改良型メルトブローイング
ダイ装置112は、ダイ装置112の横方向の所定の長
さにわたって並んでいる小直径毛細管の直線状アレイ1
16を備えている。この横方向の所定の長さは、製造し
ようとするエラストマーフィラメントの平行列の所望の
幅とほぼ等しい長さを有している。すなわち、ダイ装置
112の横方向の長さはダイ毛細管の直線状アレイによ
り決まる長さに等しい。一般的には、毛細管の直径は約
0.01インチ〜約0.02インチの範囲、例えば、約
0.0145〜約0.018インチである。ダイ表面の
直線1インチ当たりにつき、そのような毛細管が約5〜
50個設けられる。一般的には、毛細管の長さは約0.
05〜約0.20インチ、例えば、約0.113〜約
0.14インチである。メルトブローイングダイはその
横方向における長さを約20〜約60インチまたはそれ
以上に延ばすことができる。
【0054】ダイ先端を通過して流れる加熱ガス流(す
なわち、空気流れ)は大幅に減少され、または、なくな
るので、押し出されたポリマーを溶融状態に保ち、ダイ
先端内部で流動状態にしておくために、ダイ先端を隔離
するか、加熱要素を設けることが好ましい。ポリマー
は、改良型ダイ112の毛細管の直線状アレイ116か
ら押し出され、エラストマーフィラメント118を生成
する。
なわち、空気流れ)は大幅に減少され、または、なくな
るので、押し出されたポリマーを溶融状態に保ち、ダイ
先端内部で流動状態にしておくために、ダイ先端を隔離
するか、加熱要素を設けることが好ましい。ポリマー
は、改良型ダイ112の毛細管の直線状アレイ116か
ら押し出され、エラストマーフィラメント118を生成
する。
【0055】押し出されたエラストマーフィラメント1
18は、それが改良型ダイ112の毛細管の直線状アレ
イ116を出たときの初期速度を有している。これらの
フィラメント118は多孔性集積表面114上に堆積さ
れる。多孔性集積表面114は弾性フィラメント118
の初期速度と少なくとも同じ速度で移動していることが
必要である。この多孔性表面114は、ローラー120
によって既知の方法で駆動される無限ベルトである。フ
ィラメント118は、図2の矢印122の方向に回転し
ている無限ベルト114の表面上にほぼ平行に並んで堆
積する。無限ベルト114の表面上にフィラメント11
8を保持するために、真空装置(図示せず)を補助的に
用いてもよい。ダイ装置112の先端は、連続弾性フィ
ラメント118が集積している多孔性ベルト114の表
面に対して、できるだけ近接していることが必要であ
る。例えば、この形成距離は約2〜約10インチの範囲
である。好ましい形成距離は約2〜約8インチである。
18は、それが改良型ダイ112の毛細管の直線状アレ
イ116を出たときの初期速度を有している。これらの
フィラメント118は多孔性集積表面114上に堆積さ
れる。多孔性集積表面114は弾性フィラメント118
の初期速度と少なくとも同じ速度で移動していることが
必要である。この多孔性表面114は、ローラー120
によって既知の方法で駆動される無限ベルトである。フ
ィラメント118は、図2の矢印122の方向に回転し
ている無限ベルト114の表面上にほぼ平行に並んで堆
積する。無限ベルト114の表面上にフィラメント11
8を保持するために、真空装置(図示せず)を補助的に
用いてもよい。ダイ装置112の先端は、連続弾性フィ
ラメント118が集積している多孔性ベルト114の表
面に対して、できるだけ近接していることが必要であ
る。例えば、この形成距離は約2〜約10インチの範囲
である。好ましい形成距離は約2〜約8インチである。
【0056】フィラメント118の配列をほぼ平行な列
にし、および/または、所望の直径を有するようにフィ
ラメント118を細長くするために、多孔性表面114
の移動速度は弾性フィラメント118の初期速度よりも
大きくすることが好ましい。例えば、エラストマーフィ
ラメント118の配列は、多孔性表面114の移動速度
をエラストマーフィラメント118の初期速度の約2〜
約10倍にすることにより達成することができる。必要
であれは、さらに大きい速度差としてもよい。多孔性表
面114の速度の選択は色々な要因の影響を受けるが、
一般的には、エラストマーフィラメント118の初期速
度の約4〜約8倍の速さである。
にし、および/または、所望の直径を有するようにフィ
ラメント118を細長くするために、多孔性表面114
の移動速度は弾性フィラメント118の初期速度よりも
大きくすることが好ましい。例えば、エラストマーフィ
ラメント118の配列は、多孔性表面114の移動速度
をエラストマーフィラメント118の初期速度の約2〜
約10倍にすることにより達成することができる。必要
であれは、さらに大きい速度差としてもよい。多孔性表
面114の速度の選択は色々な要因の影響を受けるが、
一般的には、エラストマーフィラメント118の初期速
度の約4〜約8倍の速さである。
【0057】連続エラストマーフィラメントは、幅1イ
ンチ当たりの密度(これはダイ表面の毛細管密度にほぼ
対応する)を尺度にして形成されることが好ましい。例
えば、幅1インチ当たりのフィラメントの密度は約10
〜約120〔フィラメント/幅1インチ〕とすることが
できる。一般的には、低密度のフィラメント(例えば、
10〜35フィラメント/幅1インチ)は1個のフィラ
メント形成ダイを用いるだけで得ることができる。高密
度のフィラメント(例えば、35〜120フィラメント
/幅1インチ)は複数バンクのフィラメント形成装置に
より得ることができる。
ンチ当たりの密度(これはダイ表面の毛細管密度にほぼ
対応する)を尺度にして形成されることが好ましい。例
えば、幅1インチ当たりのフィラメントの密度は約10
〜約120〔フィラメント/幅1インチ〕とすることが
できる。一般的には、低密度のフィラメント(例えば、
10〜35フィラメント/幅1インチ)は1個のフィラ
メント形成ダイを用いるだけで得ることができる。高密
度のフィラメント(例えば、35〜120フィラメント
/幅1インチ)は複数バンクのフィラメント形成装置に
より得ることができる。
【0058】異方性弾性繊維ウェブのメルトブロウン繊
維成分は既知のメルトブローイング法124を用いて形
成される。メルトブローイング法は、溶融スレッドとし
ての熱可塑性ポリマー樹脂を、メルトブローイングダイ
の複数の小直径毛細管を介して押し出す工程を備えてい
る。押し出されたポリマー樹脂は、押し出されたスレッ
ドと同方向に流れている加熱ガス流(空気流)の中に入
り、細流化され、すなわち、引き伸ばされて、その直径
が減少するようにされる。このようなメルトブローイン
グ技術およびその装置は米国特許第4,663,220
号に記述されており、本明細書はこの米国特許を引用
し、本明細書の記述の一部に代えるものとする。
維成分は既知のメルトブローイング法124を用いて形
成される。メルトブローイング法は、溶融スレッドとし
ての熱可塑性ポリマー樹脂を、メルトブローイングダイ
の複数の小直径毛細管を介して押し出す工程を備えてい
る。押し出されたポリマー樹脂は、押し出されたスレッ
ドと同方向に流れている加熱ガス流(空気流)の中に入
り、細流化され、すなわち、引き伸ばされて、その直径
が減少するようにされる。このようなメルトブローイン
グ技術およびその装置は米国特許第4,663,220
号に記述されており、本明細書はこの米国特許を引用
し、本明細書の記述の一部に代えるものとする。
【0059】メルトブローイングダイ装置110におい
ては、ダイの一部と共働してチェンバー及びギャップを
形成する空気プレートの位置はそのダイの一部に対して
調節することが可能である。この調節により、細流化用
ガス通路の幅を大きくしたり、小さくしたりすることが
でき、これによって、細流化用ガスの速度を変えること
なく、所定時間内に空気通路を通る細流化用ガスの容積
を変えることができる。一般的には、ほぼ連続するメル
トブロウン繊維または微小繊維を形成する場合には、細
流化用ガスの速度は低いほど、かつ、空気通路のギャッ
プは広いほど好ましい。
ては、ダイの一部と共働してチェンバー及びギャップを
形成する空気プレートの位置はそのダイの一部に対して
調節することが可能である。この調節により、細流化用
ガス通路の幅を大きくしたり、小さくしたりすることが
でき、これによって、細流化用ガスの速度を変えること
なく、所定時間内に空気通路を通る細流化用ガスの容積
を変えることができる。一般的には、ほぼ連続するメル
トブロウン繊維または微小繊維を形成する場合には、細
流化用ガスの速度は低いほど、かつ、空気通路のギャッ
プは広いほど好ましい。
【0060】細流化用ガスの二つの流れは合流して、オ
リフィスの直径よりも小さい小直径の一つの流れにな
る。この一つの流れには溶融スレッドが含まれており、
この溶融スレッドはオリフィスを出ると、繊維に細流化
される。あるいは、細流化の度合いによっては、微小繊
維になる。微小繊維126は、細流化用ガスの作用によ
って、吹かれて集積装置の上に達する。図2に示した実
施例では、集積装置は多孔性無限ベルト114であり、
この無限ベルト114がエラストマーフィラメントをほ
ぼ平行に配列する。微小繊維126は、密着性繊維マト
リクスとして、エラストマーフィラメント118と、図
2の矢印122の方向に回転している多孔性無限ベルト
114の表面上に集積される。必要であれば、メルトブ
ロウン繊維すなわち微小繊維126は色々な衝突角度で
多孔性無限ベルト114上に集積することが可能であ
る。ベルト114の表面上に繊維マトリクスを保持する
ことを補助するために真空ボックス(図示せず)を用い
ることもできる。一般的には、ダイ110の先端128
は、繊維が集積される多孔性ベルト114の表面から約
6〜約14インチである。交絡繊維すなわち微小繊維1
26は弾性連続フィラメント118の少なくとも一部に
緊密に結合する。これは、微小繊維126は弾性連続フ
ィラメント118上に堆積している間はまだいくらか粘
着性または溶融状態であるためである。この結合によ
り、異方性弾性繊維ウェブ130が形成される。
リフィスの直径よりも小さい小直径の一つの流れにな
る。この一つの流れには溶融スレッドが含まれており、
この溶融スレッドはオリフィスを出ると、繊維に細流化
される。あるいは、細流化の度合いによっては、微小繊
維になる。微小繊維126は、細流化用ガスの作用によ
って、吹かれて集積装置の上に達する。図2に示した実
施例では、集積装置は多孔性無限ベルト114であり、
この無限ベルト114がエラストマーフィラメントをほ
ぼ平行に配列する。微小繊維126は、密着性繊維マト
リクスとして、エラストマーフィラメント118と、図
2の矢印122の方向に回転している多孔性無限ベルト
114の表面上に集積される。必要であれば、メルトブ
ロウン繊維すなわち微小繊維126は色々な衝突角度で
多孔性無限ベルト114上に集積することが可能であ
る。ベルト114の表面上に繊維マトリクスを保持する
ことを補助するために真空ボックス(図示せず)を用い
ることもできる。一般的には、ダイ110の先端128
は、繊維が集積される多孔性ベルト114の表面から約
6〜約14インチである。交絡繊維すなわち微小繊維1
26は弾性連続フィラメント118の少なくとも一部に
緊密に結合する。これは、微小繊維126は弾性連続フ
ィラメント118上に堆積している間はまだいくらか粘
着性または溶融状態であるためである。この結合によ
り、異方性弾性繊維ウェブ130が形成される。
【0061】この時点で、緊密な結合度を高めるため
に、メルトブロウン繊維およびフィラメントの弾性繊維
ウェブに軽くカレンダー加工を施すことが好ましい。こ
のカレンダー加工は、十分な圧力(さらに、必要であれ
ば、十分な温度)の下で、パターン付きの、または、パ
ターンの付いていない一対のピンチローラー132、1
34で行うことができ、これにより、エラストマーフィ
ラメントとエラストマーメルトブロウン繊維との間の緊
密な結合を永久的なものにすることができる。
に、メルトブロウン繊維およびフィラメントの弾性繊維
ウェブに軽くカレンダー加工を施すことが好ましい。こ
のカレンダー加工は、十分な圧力(さらに、必要であれ
ば、十分な温度)の下で、パターン付きの、または、パ
ターンの付いていない一対のピンチローラー132、1
34で行うことができ、これにより、エラストマーフィ
ラメントとエラストマーメルトブロウン繊維との間の緊
密な結合を永久的なものにすることができる。
【0062】前述したように、エラストマーフィラメン
ト及びエラストマーメルトブロウン繊維は移動している
多孔性表面上に堆積される。本発明の一実施態様におい
ては、メルトブロウン繊維は押し出されたエラストマー
フィラメントの上に直接に形成される。これは、メルト
ブロウン繊維を形成する装置の下にフィラメントと多孔
性表面とを通過させることにより行われる。あるいは、
エラストマーメルトブロウン繊維の層を多孔性表面の上
に堆積させてもよいし、エラストマーフィラメントのほ
ぼ平行な列をエラストマーメルトブロウン繊維の上に直
接に形成してもよい。フィラメント形成装置および繊維
形成装置の色々な組み合わせを用いて、種々のタイプの
弾性繊維ウェブを生成することができる。例えば、弾性
繊維ウェブはエラストマーフィラメント及びエラストマ
ーメルトブロウン繊維の交互の層を有していてもよい。
数個のメルトブロウン繊維形成装置またはエラストマー
フィラメント形成装置を直列に配置して、繊維またはフ
ィラメントを重ねた層をつくることもできる。
ト及びエラストマーメルトブロウン繊維は移動している
多孔性表面上に堆積される。本発明の一実施態様におい
ては、メルトブロウン繊維は押し出されたエラストマー
フィラメントの上に直接に形成される。これは、メルト
ブロウン繊維を形成する装置の下にフィラメントと多孔
性表面とを通過させることにより行われる。あるいは、
エラストマーメルトブロウン繊維の層を多孔性表面の上
に堆積させてもよいし、エラストマーフィラメントのほ
ぼ平行な列をエラストマーメルトブロウン繊維の上に直
接に形成してもよい。フィラメント形成装置および繊維
形成装置の色々な組み合わせを用いて、種々のタイプの
弾性繊維ウェブを生成することができる。例えば、弾性
繊維ウェブはエラストマーフィラメント及びエラストマ
ーメルトブロウン繊維の交互の層を有していてもよい。
数個のメルトブロウン繊維形成装置またはエラストマー
フィラメント形成装置を直列に配置して、繊維またはフ
ィラメントを重ねた層をつくることもできる。
【0063】エラストマーメルトブロウン繊維及びエラ
ストマーフィラメントは、そのような繊維またはフィラ
メントに製造することができるいかなる材料からもつく
ることができる。一般的には、適当なエラストマー繊維
形成樹脂または同樹脂を含有する混合物を用いてエラス
トマーメルトブロウン繊維をつくることができ、適当て
エラストマーフィラメント形成樹脂または同樹脂を含有
する混合物を用いてエラストマーフィラメントをつくる
ことができる。これらの繊維及びフィラメントは同じま
たは異なるエラストマー樹脂からつくることができる。
ストマーフィラメントは、そのような繊維またはフィラ
メントに製造することができるいかなる材料からもつく
ることができる。一般的には、適当なエラストマー繊維
形成樹脂または同樹脂を含有する混合物を用いてエラス
トマーメルトブロウン繊維をつくることができ、適当て
エラストマーフィラメント形成樹脂または同樹脂を含有
する混合物を用いてエラストマーフィラメントをつくる
ことができる。これらの繊維及びフィラメントは同じま
たは異なるエラストマー樹脂からつくることができる。
【0064】例えば、エラストマーメルトブロウン繊維
および/またはエラストマーフィラメントは、A−B−
A′の一般式を有するブロックコポリマーからつくるこ
とができる。ここで、A及びA′は各々ポリ(ビニルア
レン)などのスチレン部分を含む熱可塑性ポリマーエン
ドブロックであり、Bは、接合ディーンまたは低級アル
ケンポリマーなどのエラストマーポリマーミッドブロッ
クである。ブロックコポリマーとしては、例えば、Sh
ell Chemical Companyが「KRA
TON G」の商標名で市販している(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
コポリマーがある。そのようなブロックコポリマーの一
例は、例えば、KRATON G−1657である。
および/またはエラストマーフィラメントは、A−B−
A′の一般式を有するブロックコポリマーからつくるこ
とができる。ここで、A及びA′は各々ポリ(ビニルア
レン)などのスチレン部分を含む熱可塑性ポリマーエン
ドブロックであり、Bは、接合ディーンまたは低級アル
ケンポリマーなどのエラストマーポリマーミッドブロッ
クである。ブロックコポリマーとしては、例えば、Sh
ell Chemical Companyが「KRA
TON G」の商標名で市販している(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
コポリマーがある。そのようなブロックコポリマーの一
例は、例えば、KRATON G−1657である。
【0065】エラストマー材料の他の例としては、ポリ
ウレタンエラストマー材料(例えば、B.F.Good
rich&Co.が「ESTANE」の商標で市販して
いるもの)、ポリアミドエラストマー材料(例えば、R
ilsan Companyが「PEBAX」の商標で
市販しているもの)、ポリエステルエラストマー材料
(例えば、E.I.DuPont De Nemour
s&Companyが商品名「Hytrel」で市販し
ているもの)などがある。ポリエステル弾性材料からエ
ラストマーメルトブロウン繊維をつくることについて
は、例えば、Morman他に付与された米国特許第
4,741,949号に記載されており、本明細書はこ
の米国特許を引用し、本明細書の記述の一部に代えるも
のとする。有用なエラストマーポリマーとしては、例え
ば、エチレンと少なくとも一つのビニルモノマー(例え
ば、ビニルアセテート、未飽和アリファティックモノカ
ルボキシル酸、および、同カルボキシル酸のエステルな
ど)の弾性コポリマーなどがある。弾性コポリマーおよ
び弾性コポリマーからエラストマーメルトブロウン繊維
をつくることについては、例えば、米国特許第4,80
3,117号に記載されている。
ウレタンエラストマー材料(例えば、B.F.Good
rich&Co.が「ESTANE」の商標で市販して
いるもの)、ポリアミドエラストマー材料(例えば、R
ilsan Companyが「PEBAX」の商標で
市販しているもの)、ポリエステルエラストマー材料
(例えば、E.I.DuPont De Nemour
s&Companyが商品名「Hytrel」で市販し
ているもの)などがある。ポリエステル弾性材料からエ
ラストマーメルトブロウン繊維をつくることについて
は、例えば、Morman他に付与された米国特許第
4,741,949号に記載されており、本明細書はこ
の米国特許を引用し、本明細書の記述の一部に代えるも
のとする。有用なエラストマーポリマーとしては、例え
ば、エチレンと少なくとも一つのビニルモノマー(例え
ば、ビニルアセテート、未飽和アリファティックモノカ
ルボキシル酸、および、同カルボキシル酸のエステルな
ど)の弾性コポリマーなどがある。弾性コポリマーおよ
び弾性コポリマーからエラストマーメルトブロウン繊維
をつくることについては、例えば、米国特許第4,80
3,117号に記載されている。
【0066】処理済み酸をエラストマーポリマーに加え
てもよい。例えば、ポリオレフィンをエラストマーポリ
マーに混合させて(例えば、A−B−Aエラストマーブ
ロックコポリマー)、複合体の処理性を改良することも
できる。上記のように混合され、かつ、適当な高温高圧
状態下におかれるならば、ポリオレフィンは、混合した
状態で、エラストマーポリマーとともに押し出し可能な
ものでなければならない。有用な混合用ポリオレフィン
材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン
およびポリブテンなどがあり、これにはエチレンコポリ
マー、プロピレンコポリマーおよびブテンコポリマーが
含まれる。特に有用なポリエチレンはU.S.I.Ch
emical Companyが商品名「Petrot
heneNA 601」(本明細書では、PE NA
601またはポリエチレンNA601と呼ぶこともあ
る)として市販しているものである。エラストマーポリ
マーとポリオレフィンの押し出し可能な混合物は、例え
ば、前述の米国特許第4,663,220号に記載され
ている。
てもよい。例えば、ポリオレフィンをエラストマーポリ
マーに混合させて(例えば、A−B−Aエラストマーブ
ロックコポリマー)、複合体の処理性を改良することも
できる。上記のように混合され、かつ、適当な高温高圧
状態下におかれるならば、ポリオレフィンは、混合した
状態で、エラストマーポリマーとともに押し出し可能な
ものでなければならない。有用な混合用ポリオレフィン
材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン
およびポリブテンなどがあり、これにはエチレンコポリ
マー、プロピレンコポリマーおよびブテンコポリマーが
含まれる。特に有用なポリエチレンはU.S.I.Ch
emical Companyが商品名「Petrot
heneNA 601」(本明細書では、PE NA
601またはポリエチレンNA601と呼ぶこともあ
る)として市販しているものである。エラストマーポリ
マーとポリオレフィンの押し出し可能な混合物は、例え
ば、前述の米国特許第4,663,220号に記載され
ている。
【0067】エラストマーメルトブロウン繊維および/
またはエラストマーフィラメントは均一な結合をより確
実に行うため粘着性すなわち接着性を有していることが
好ましい。例えば、繊維および/またはフィラメントに
形成したときにエラストマーポリマー自体が粘着性にな
るようにしてもよいし、あるいは、調和可能な粘着性樹
脂を上述した押し出し可能なエラストマー組成物に付加
し、均一に結合する粘着性エラストマー繊維および/ま
たはフィラメントを形成してもよい。粘着性樹脂及び粘
着性にされた押し出し可能なエラストマー組成物に関し
ては、米国特許第4,787,699号に記載されてい
る樹脂及び組成物を参照されたい。本明細書はこの米国
特許を引用し、明細書の一部に代えるものとする。
またはエラストマーフィラメントは均一な結合をより確
実に行うため粘着性すなわち接着性を有していることが
好ましい。例えば、繊維および/またはフィラメントに
形成したときにエラストマーポリマー自体が粘着性にな
るようにしてもよいし、あるいは、調和可能な粘着性樹
脂を上述した押し出し可能なエラストマー組成物に付加
し、均一に結合する粘着性エラストマー繊維および/ま
たはフィラメントを形成してもよい。粘着性樹脂及び粘
着性にされた押し出し可能なエラストマー組成物に関し
ては、米国特許第4,787,699号に記載されてい
る樹脂及び組成物を参照されたい。本明細書はこの米国
特許を引用し、明細書の一部に代えるものとする。
【0068】エラストマーポリマーと調和可能であり、
処理(例えば、押し出し)時の高温度に耐え得るもので
あれば、いかなる粘着性樹脂でも用いることができる。
エラストマーポリマー(例えば、A−B−Aエラストマ
ーブロックポリマー)に処理促進剤(例えば、ポリオレ
フィンや伸長オイルなど)を混合させる場合には、粘着
性樹脂はそれらの処理促進剤とも調和可能であることが
必要である。一般的には、水素化炭化水素樹脂は、高温
での安定性に優れているため、粘着性樹脂としては好適
である。水素化炭化水素樹脂の例としてはREGALR
EZ(登録商標)およびARKON(登録商標)Pシリ
ーズの粘着剤がある。ZONATAK(登録商標)50
1ライトはターペン炭化水素の一例である。REGAL
REZ(登録商標)炭化水素樹脂はHercules
Incorporatedが市販している。ARKON
(登録商標)Pシリーズ樹脂はArakawa Che
mical(U.S.A.)Incorporated
が市販している。当然のことながら、本発明の使用範
囲はこれら三つの粘着性樹脂に限定されるものではな
く、本組成物の他の成分と調和でき、かつ、処理時の高
温度に耐え得る粘着性樹脂であれば、他のものも使用可
能である。
処理(例えば、押し出し)時の高温度に耐え得るもので
あれば、いかなる粘着性樹脂でも用いることができる。
エラストマーポリマー(例えば、A−B−Aエラストマ
ーブロックポリマー)に処理促進剤(例えば、ポリオレ
フィンや伸長オイルなど)を混合させる場合には、粘着
性樹脂はそれらの処理促進剤とも調和可能であることが
必要である。一般的には、水素化炭化水素樹脂は、高温
での安定性に優れているため、粘着性樹脂としては好適
である。水素化炭化水素樹脂の例としてはREGALR
EZ(登録商標)およびARKON(登録商標)Pシリ
ーズの粘着剤がある。ZONATAK(登録商標)50
1ライトはターペン炭化水素の一例である。REGAL
REZ(登録商標)炭化水素樹脂はHercules
Incorporatedが市販している。ARKON
(登録商標)Pシリーズ樹脂はArakawa Che
mical(U.S.A.)Incorporated
が市販している。当然のことながら、本発明の使用範
囲はこれら三つの粘着性樹脂に限定されるものではな
く、本組成物の他の成分と調和でき、かつ、処理時の高
温度に耐え得る粘着性樹脂であれば、他のものも使用可
能である。
【0069】一般的には、本エラストマーフィラメント
及び繊維を形成する際に用いられる混合物は約40〜約
80%(重量%)のエラストマーポリマーと、約5〜約
40%(重量%)のポリオレフィンと、約5〜約40%
(重量%)の樹脂粘着剤とを含んでいる。例えば、約6
1〜約65%(重量%)のKRATON(登録商標)G
−1657と、約17〜約23%(重量%)のポリエチ
レンNA601と、約15〜約20%(重量%)のRE
GALREZ(登録商標)1126とを含んでいる。
及び繊維を形成する際に用いられる混合物は約40〜約
80%(重量%)のエラストマーポリマーと、約5〜約
40%(重量%)のポリオレフィンと、約5〜約40%
(重量%)の樹脂粘着剤とを含んでいる。例えば、約6
1〜約65%(重量%)のKRATON(登録商標)G
−1657と、約17〜約23%(重量%)のポリエチ
レンNA601と、約15〜約20%(重量%)のRE
GALREZ(登録商標)1126とを含んでいる。
【0070】本発明のエラストマーメルトブロウン繊維
成分は弾性または非弾性の繊維または粒子の混合体であ
ってもよい。そのような混合物の一例に関する記載が米
国特許第4,209,563号にある。本明細書はこの
米国特許を引用し、本明細書の記載の一部に代えるもの
とする。この米国特許ではエラストマーおよび非エラス
トマー繊維を混ぜ合わせ、繊維がランダムに散在した単
一の密着性ウェブを形成している。そのような弾性複合
体ウェブの他の例としては、前述した米国特許第4,7
41,949号に開示されたような技術によりつくられ
たものがある。この米国特許は、メルトブロウン熱可塑
性繊維と他の材料との混合物を含む弾性不織材料を開示
している。メルトブロウン熱可塑性繊維と他の材料とし
てはガス流れの中において結合する。このガス流れのな
かでは、メルトブロウン繊維と他の材料(例えば、木パ
ルプ、ステープル繊維または粒子など。粒子には、例え
ば、活性チャコール、クレー、スターチ、通常「超吸収
体」と呼ばれているハイドロコロイド(ヒドロゲル)粒
子などがある。)との緊密な交絡結合が、繊維が集積装
置上に堆積して、繊維がランダムに散在した密着性ウェ
ブが形成される前に、生じるようにされる。
成分は弾性または非弾性の繊維または粒子の混合体であ
ってもよい。そのような混合物の一例に関する記載が米
国特許第4,209,563号にある。本明細書はこの
米国特許を引用し、本明細書の記載の一部に代えるもの
とする。この米国特許ではエラストマーおよび非エラス
トマー繊維を混ぜ合わせ、繊維がランダムに散在した単
一の密着性ウェブを形成している。そのような弾性複合
体ウェブの他の例としては、前述した米国特許第4,7
41,949号に開示されたような技術によりつくられ
たものがある。この米国特許は、メルトブロウン熱可塑
性繊維と他の材料との混合物を含む弾性不織材料を開示
している。メルトブロウン熱可塑性繊維と他の材料とし
てはガス流れの中において結合する。このガス流れのな
かでは、メルトブロウン繊維と他の材料(例えば、木パ
ルプ、ステープル繊維または粒子など。粒子には、例え
ば、活性チャコール、クレー、スターチ、通常「超吸収
体」と呼ばれているハイドロコロイド(ヒドロゲル)粒
子などがある。)との緊密な交絡結合が、繊維が集積装
置上に堆積して、繊維がランダムに散在した密着性ウェ
ブが形成される前に、生じるようにされる。
【0071】図3は、本発明の複合弾性材料の一成分で
ある異方性弾性繊維ウェブの一例の低出力拡大写真であ
る。この拡大写真は、写真の上から下に延びている連続
フィラメントのほぼ平行な列を現している。メルトブロ
ウン繊維は連続フィラメントと重なり合い、交差するも
のとして示されている。
ある異方性弾性繊維ウェブの一例の低出力拡大写真であ
る。この拡大写真は、写真の上から下に延びている連続
フィラメントのほぼ平行な列を現している。メルトブロ
ウン繊維は連続フィラメントと重なり合い、交差するも
のとして示されている。
【0072】図4は、本発明の複合弾性材料の一成分で
ある異方性弾性繊維ウェブの一例の24.9倍の顕微鏡
写真である。図4は、メルトブロウン繊維層により覆わ
れた連続フィラメントのほぼ平行な列を現している。こ
の連続フィラメントのほぼ平行な列は写真の上から下に
かけて延びている。
ある異方性弾性繊維ウェブの一例の24.9倍の顕微鏡
写真である。図4は、メルトブロウン繊維層により覆わ
れた連続フィラメントのほぼ平行な列を現している。こ
の連続フィラメントのほぼ平行な列は写真の上から下に
かけて延びている。
【0073】図5は、図4に示した材料の裏側を示す、
異方性弾性繊維ウェブの一例の24.9倍の顕微鏡写真
である。連続フィラメントのほぼ平行な列はメルトブロ
ウン繊維の層の上に位置している。
異方性弾性繊維ウェブの一例の24.9倍の顕微鏡写真
である。連続フィラメントのほぼ平行な列はメルトブロ
ウン繊維の層の上に位置している。
【0074】図6は、本発明の複合弾性材料の一成分で
ある異方性弾性繊維ウェブの一例の20.4倍の顕微鏡
写真である。連続フィラメントが、メルトブロウン繊維
に取り囲まれて、写真の中央付近を上下に延びているの
がわかる。
ある異方性弾性繊維ウェブの一例の20.4倍の顕微鏡
写真である。連続フィラメントが、メルトブロウン繊維
に取り囲まれて、写真の中央付近を上下に延びているの
がわかる。
【0075】図7は図6の一部の8倍の拡大写真であ
り、連続フィラメントおよび各種メルトブロウン繊維の
断面の詳細を示している。
り、連続フィラメントおよび各種メルトブロウン繊維の
断面の詳細を示している。
【0076】
【実験例】以下のようにして、異方性弾性繊維ウェブを
含む複合弾性材料(すなわち、伸長結合ラミネート)を
つくった。
含む複合弾性材料(すなわち、伸長結合ラミネート)を
つくった。
【0077】〔異方性弾性繊維ウェブ〕各バンクが既知
のメルトブロウン繊維形成装置である4バンク型メルト
ブローイング法を用いて、エラストマー組成物の押し出
しを行った。このエラストマー組成物は、約63%(重
量%)のKRATON(登録商標)G−1657、約1
7%(重量%)のポリエチレンNA601、約20%
(重量%)のREGALREZ(登録商標)1126を
含んでいた。メルトブローイングバンク1はメルトブロ
ウン繊維を生成するためのものであり、バンク2及び3
は連続フィラメントを生成するためのものであり、バン
ク4はメルトブロウン繊維を生成するためのものであっ
た。各バンクは、1直線インチ当たり約30個の毛細管
が存在する三度でもって隔置された0.016インチ直
径の孔を有する押し出し先端部を備えていた。
のメルトブロウン繊維形成装置である4バンク型メルト
ブローイング法を用いて、エラストマー組成物の押し出
しを行った。このエラストマー組成物は、約63%(重
量%)のKRATON(登録商標)G−1657、約1
7%(重量%)のポリエチレンNA601、約20%
(重量%)のREGALREZ(登録商標)1126を
含んでいた。メルトブローイングバンク1はメルトブロ
ウン繊維を生成するためのものであり、バンク2及び3
は連続フィラメントを生成するためのものであり、バン
ク4はメルトブロウン繊維を生成するためのものであっ
た。各バンクは、1直線インチ当たり約30個の毛細管
が存在する三度でもって隔置された0.016インチ直
径の孔を有する押し出し先端部を備えていた。
【0078】ポリマーは、形成表面の上、約11インチ
の高さにおいて、1分間に1個の毛細管当たり約0.5
8グラム(1時間につき1直線インチ当たり約2.3ポ
ンド)の割合で第一のバンクから押し出された。メルト
ブローイングダイの1インチ当たり約14フィート/分
の空気流れを約3ポンド/平方インチの圧力で用いて、
押し出されたポリマーをメルトブロウン繊維及び微小繊
維に細流化した。これらの繊維は一定速度で移動する多
孔性表面上に集積された。
の高さにおいて、1分間に1個の毛細管当たり約0.5
8グラム(1時間につき1直線インチ当たり約2.3ポ
ンド)の割合で第一のバンクから押し出された。メルト
ブローイングダイの1インチ当たり約14フィート/分
の空気流れを約3ポンド/平方インチの圧力で用いて、
押し出されたポリマーをメルトブロウン繊維及び微小繊
維に細流化した。これらの繊維は一定速度で移動する多
孔性表面上に集積された。
【0079】メルトブロウン繊維は多孔性表面上を下流
に運ばれ、第二バンクに達した。この第二バンクは、空
気流れがない点を除けば、同じメルトブロウン機構であ
る。同じ温度かつ同じ排出割合でポリマーが押し出さ
れ、1直線インチ当たり30個のフィラメントの密度
で、ほぼ平行な連続フィラメントがつくられた。華氏約
50度に冷却された第二の空気流れを用いてフィラメン
トを冷却した。連続フィラメントがダイ先端を出る速度
と多孔性表面の速度との差によって、連続フィラメント
がほぼ平行な列に配列されることが促進された。メルト
ブロウン繊維と連続フィラメントのラミネートは第三バ
ンクまで運ばれ、ここで、ほぼ平行な連続フィラメント
の同一の層が同じ方法条件で堆積された。
に運ばれ、第二バンクに達した。この第二バンクは、空
気流れがない点を除けば、同じメルトブロウン機構であ
る。同じ温度かつ同じ排出割合でポリマーが押し出さ
れ、1直線インチ当たり30個のフィラメントの密度
で、ほぼ平行な連続フィラメントがつくられた。華氏約
50度に冷却された第二の空気流れを用いてフィラメン
トを冷却した。連続フィラメントがダイ先端を出る速度
と多孔性表面の速度との差によって、連続フィラメント
がほぼ平行な列に配列されることが促進された。メルト
ブロウン繊維と連続フィラメントのラミネートは第三バ
ンクまで運ばれ、ここで、ほぼ平行な連続フィラメント
の同一の層が同じ方法条件で堆積された。
【0080】次いで、この組成物は第四のバンクへ運ば
れ、ここで、エラストマーメルトブロウン繊維の最終層
が、第一バンクと同じ条件で、この多層構造の上に堆積
された。この構造体の各層は、一つの層を他方の層の上
に直接に形成することにより自発的に結合されており、
さらに、ポリマー混合体に加えられた粘着性樹脂によ
り、その結合度が高められた。
れ、ここで、エラストマーメルトブロウン繊維の最終層
が、第一バンクと同じ条件で、この多層構造の上に堆積
された。この構造体の各層は、一つの層を他方の層の上
に直接に形成することにより自発的に結合されており、
さらに、ポリマー混合体に加えられた粘着性樹脂によ
り、その結合度が高められた。
【0081】サンプル1乃至4として示されている4個
の異方性弾性繊維ウェブのサンプルは表1に示した条件
の下でつくられたものである。
の異方性弾性繊維ウェブのサンプルは表1に示した条件
の下でつくられたものである。
【0082】上述のようにして、同じポリマー混合体か
ら生成した異方性弾性繊維ウェブのサンプルに対して引
張試験を行った。この材料は、二層のメルトブロウン繊
維と、二層のほぼ平行な連続フィラメント(全フィラメ
ント密度は1直線インチ当たり60個のフィラメントで
ある)と、約60グラム/平方メートルの基本重量とを
有し、フィラメント対繊維の重量比は約50対50であ
った。引張試験では、約400%の伸びにおいて引張力
を測定したときに、約3〜約5の強度指数(すなわち、
機械方向の引張力対横機械方向の引張力)を示した。異
方性弾性繊維ウェブにおけるフィラメントの割合が大き
くなるほど、強度指数の値が大きくなることがわかっ
た。また、この引張試験により判明したことは、約40
0%の伸びで測定したときの、機械方向と横機械方向の
各々において吸収された引張エネルギーの比は約4:1
から約6:1であった。
ら生成した異方性弾性繊維ウェブのサンプルに対して引
張試験を行った。この材料は、二層のメルトブロウン繊
維と、二層のほぼ平行な連続フィラメント(全フィラメ
ント密度は1直線インチ当たり60個のフィラメントで
ある)と、約60グラム/平方メートルの基本重量とを
有し、フィラメント対繊維の重量比は約50対50であ
った。引張試験では、約400%の伸びにおいて引張力
を測定したときに、約3〜約5の強度指数(すなわち、
機械方向の引張力対横機械方向の引張力)を示した。異
方性弾性繊維ウェブにおけるフィラメントの割合が大き
くなるほど、強度指数の値が大きくなることがわかっ
た。また、この引張試験により判明したことは、約40
0%の伸びで測定したときの、機械方向と横機械方向の
各々において吸収された引張エネルギーの比は約4:1
から約6:1であった。
【0083】〔基準弾性繊維ウェブ〕上述したメルトブ
ロウンダイ装置の第一及び第四バンクのみを用いて、同
じポリマー混合体からほぼ等方性の弾性繊維ウェブをつ
くった。このウェブをつくった際の条件は表1の「基
準」の項の通りであった。
ロウンダイ装置の第一及び第四バンクのみを用いて、同
じポリマー混合体からほぼ等方性の弾性繊維ウェブをつ
くった。このウェブをつくった際の条件は表1の「基
準」の項の通りであった。
【0084】〔伸長結合ラミネート〕四層の異方性弾性
繊維ウェブを多孔性ワイヤで約100フィート/分の速
度で移動させ、それよりも約25%速い速度で移動して
いるピックオフロールで多孔性ワイヤを取り外し、次い
で、異方性弾性繊維ウェブを4.8:1(380%)ま
で引き伸ばした。この伸長時に、引き伸ばされた弾性繊
維ウェブは上下の非弾性ウェブ表面とともにカレンダー
ローラーに給送された。各表面は、0.4オンス/平方
ヤード(約14グラム/平方メートル)の基本重量を有
する既知のポリプロピレンスパンボンドウェブであり、
間隔を置いた箇所で異方性弾性繊維ウェブに結合され、
伸長結合ラミネート構造を形成しているものであった。
この伸長結合ラミネートは、ギャザー及びパッカーが形
成されるように、ニップを出たときに収縮した。このラ
ミネートは小さなテンションをかけられて被動巻き取り
ロールに巻き取られた。
繊維ウェブを多孔性ワイヤで約100フィート/分の速
度で移動させ、それよりも約25%速い速度で移動して
いるピックオフロールで多孔性ワイヤを取り外し、次い
で、異方性弾性繊維ウェブを4.8:1(380%)ま
で引き伸ばした。この伸長時に、引き伸ばされた弾性繊
維ウェブは上下の非弾性ウェブ表面とともにカレンダー
ローラーに給送された。各表面は、0.4オンス/平方
ヤード(約14グラム/平方メートル)の基本重量を有
する既知のポリプロピレンスパンボンドウェブであり、
間隔を置いた箇所で異方性弾性繊維ウェブに結合され、
伸長結合ラミネート構造を形成しているものであった。
この伸長結合ラミネートは、ギャザー及びパッカーが形
成されるように、ニップを出たときに収縮した。このラ
ミネートは小さなテンションをかけられて被動巻き取り
ロールに巻き取られた。
【0085】この基準弾性繊維ウェブは、同様にして、
同じポリプロピレン表面の材料に結合されて「基準」伸
長結合ラミネートにされた。この「基準」伸長結合ラミ
ネートと、サンプル1〜4の弾性ウェブを含む伸長結合
ラミネートを形成する際の条件は表1に示した通りであ
る。
同じポリプロピレン表面の材料に結合されて「基準」伸
長結合ラミネートにされた。この「基準」伸長結合ラミ
ネートと、サンプル1〜4の弾性ウェブを含む伸長結合
ラミネートを形成する際の条件は表1に示した通りであ
る。
【0086】〔引張試験〕伸長結合ラミネートの引張特
性はSintech Inc.が市販しているSint
ech−2コンピュータ化材料試験システムを用いて測
定された。サンプルの大きさは約3インチ×7インチ
(機械方向が7インチ)、ゲージ長さは100mm(約
4インチ)であり、停止荷重は2000グラムに設定さ
れ、クロスヘッド速度は約500mm/分であった。
性はSintech Inc.が市販しているSint
ech−2コンピュータ化材料試験システムを用いて測
定された。サンプルの大きさは約3インチ×7インチ
(機械方向が7インチ)、ゲージ長さは100mm(約
4インチ)であり、停止荷重は2000グラムに設定さ
れ、クロスヘッド速度は約500mm/分であった。
【0087】このSintech−2システムから得た
データを用いて、伸長結合ラミネートの各サンプルに対
する荷重対伸びの曲線をつくった。図8は、最大荷重2
000グラムにおける伸長結合ラミネートの初期伸びに
対する荷重−伸び曲線の一例である。この曲線からわか
るように、点Aと点Bの間において曲線に接している直
線の勾配は、主に伸長結合ラミネートの弾性成分により
与えられる一般的な伸び−荷重特性を示すものである。
データを用いて、伸長結合ラミネートの各サンプルに対
する荷重対伸びの曲線をつくった。図8は、最大荷重2
000グラムにおける伸長結合ラミネートの初期伸びに
対する荷重−伸び曲線の一例である。この曲線からわか
るように、点Aと点Bの間において曲線に接している直
線の勾配は、主に伸長結合ラミネートの弾性成分により
与えられる一般的な伸び−荷重特性を示すものである。
【0088】伸長結合ラミネートが十分に伸長して本ラ
ミネート内でのギャザーまたはパッカーがなくなると、
この荷重−伸び曲線の勾配は大きくなって行く。この勾
配が増大する領域は、ラミネートの伸長が止まる近辺で
生じている。この領域後の点Cと点Dの間における本曲
線に接する直線の勾配は、主に伸長結合ラミネートの非
弾性成分(すなわち、ギャザー可能なウェブ)によって
与えられる一般的な伸び−荷重特性を示すものである。
ミネート内でのギャザーまたはパッカーがなくなると、
この荷重−伸び曲線の勾配は大きくなって行く。この勾
配が増大する領域は、ラミネートの伸長が止まる近辺で
生じている。この領域後の点Cと点Dの間における本曲
線に接する直線の勾配は、主に伸長結合ラミネートの非
弾性成分(すなわち、ギャザー可能なウェブ)によって
与えられる一般的な伸び−荷重特性を示すものである。
【0089】直線ABと直線CDの各延長線の交点は遮
断点と呼ばれる。同一の条件(例えば、材料、引張比
等)の下でつくられた各伸長結合ラミネートについてこ
の点で示される荷重及び伸びの値は比較に最適である。
各サンプルについて示した靱性の値は(幅3インチのサ
ンプルに対しての)遮断点の荷重を、伸長停止時(すな
わち、2000グラムの荷重時)におけるその材料の弾
性成分の基本重量で除算したものである。伸長停止時に
おける弾性成分の基本重量は、遮断点における基本重量
にほぼ等しい。
断点と呼ばれる。同一の条件(例えば、材料、引張比
等)の下でつくられた各伸長結合ラミネートについてこ
の点で示される荷重及び伸びの値は比較に最適である。
各サンプルについて示した靱性の値は(幅3インチのサ
ンプルに対しての)遮断点の荷重を、伸長停止時(すな
わち、2000グラムの荷重時)におけるその材料の弾
性成分の基本重量で除算したものである。伸長停止時に
おける弾性成分の基本重量は、遮断点における基本重量
にほぼ等しい。
【0090】伸長停止時における弾性成分の基本重量
は、伸長結合ラミネートから分離した弾性成分の非伸長
時の基本重量を測定し、その測定値を、そのラミネート
の初期長さのパーセントで表される伸長結合ラミネート
の伸長停止時の伸びで除算することにより得られる。例
えば、ゲージ長さが4インチの伸長結合ラミネートの伸
長停止時の長さが約11.2インチ(伸びは7.2イン
チ。すなわち、180%の伸び)であれば、その伸長停
止時の伸びは4インチの初期長さに対して約280%で
ある。伸長停止時の伸びにおける弾性成分の基本重量は
その非伸長時の基本重量(すなわち、伸長結合ラミネー
トから分離したときの基本重量)を280%で除算した
値である。
は、伸長結合ラミネートから分離した弾性成分の非伸長
時の基本重量を測定し、その測定値を、そのラミネート
の初期長さのパーセントで表される伸長結合ラミネート
の伸長停止時の伸びで除算することにより得られる。例
えば、ゲージ長さが4インチの伸長結合ラミネートの伸
長停止時の長さが約11.2インチ(伸びは7.2イン
チ。すなわち、180%の伸び)であれば、その伸長停
止時の伸びは4インチの初期長さに対して約280%で
ある。伸長停止時の伸びにおける弾性成分の基本重量は
その非伸長時の基本重量(すなわち、伸長結合ラミネー
トから分離したときの基本重量)を280%で除算した
値である。
【0091】 表1 方法条件 サン 溶融温度 形成距離 ワイヤ CAL:ワイヤ CAL:巻き ポリマー率 プル (華氏)(インチ) FPM 比 比 PIH ×バンク 基準 ─ 8 50 4.8 2.22 2.3×2 1 500 8 125 4.8 2.22 2.3×4 2 480 8 153 4.8 2.22 2.3×4 3 480 8 125 4.8 2.22 2.3×4 4 480 8 95 4.8 2.22 2.3×4
【0092】 表2 特性 サン %FIL: FIL / X1 X2 X3 3インチ靱性 X4 プル %MB インチ Gmt/GSM 基準 0:100 0 22.83 816 181 35.7 0 1 50:50 60 17.34 838 208 48.3 20 2 50:50 60 13.96 746 178 53.4 36 3 50:50 60 17.45 918 220 52.6 20 4 50:50 60 24.11 1143 221 47.4 30 X1:エラストマー材料の基本重量(STS) X2:遮断点での荷重 X3:遮断点での伸び X4:エラストマー材料の基本重量(%減少率)
【0093】表2に示した荷重、伸び及び靱性の値は1
0個のサンプルの平均値である。表2からわかるよう
に、異方性弾性繊維ウェブを含む複合弾性材料(すなわ
ち、伸長結合ラミネート)の遮断点における荷重は、基
準材料の荷重と比較しても、同様な伸びで弾性材料の量
が少ない。すなわち、弾性材料の量が約20〜約36%
少なくなっている。このことが、サンプル1〜4の靱性
値が増加していることに現れている。
0個のサンプルの平均値である。表2からわかるよう
に、異方性弾性繊維ウェブを含む複合弾性材料(すなわ
ち、伸長結合ラミネート)の遮断点における荷重は、基
準材料の荷重と比較しても、同様な伸びで弾性材料の量
が少ない。すなわち、弾性材料の量が約20〜約36%
少なくなっている。このことが、サンプル1〜4の靱性
値が増加していることに現れている。
【0094】以上、本発明を好適な実施例に基づいて説
明してきたが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。それとは逆に、本発明は全ての代替、変更
および均等を含むものである。
明してきたが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。それとは逆に、本発明は全ての代替、変更
および均等を含むものである。
【図1】複合弾性材料を形成するための方法の一例を示
す概略図である。
す概略図である。
【図2】異方性の弾性繊維ウェブを形成するための方法
の一例を示す概略図であり、本明細書において引用した
米国特許に記載されているものである。
の一例を示す概略図であり、本明細書において引用した
米国特許に記載されているものである。
【図3】本発明に係る複合弾性材料の一成分である異方
性弾性繊維ウェブの一例の繊維の形状を示す出力拡大写
真である。
性弾性繊維ウェブの一例の繊維の形状を示す出力拡大写
真である。
【図4】本発明に係る複合弾性材料の一成分である異方
性弾性繊維ウェブの一例の繊維の形状を示す顕微鏡写真
である。
性弾性繊維ウェブの一例の繊維の形状を示す顕微鏡写真
である。
【図5】本発明に係る複合弾性材料の一成分である異方
性弾性繊維ウェブの一例の繊維の形状を示す顕微鏡写真
である。
性弾性繊維ウェブの一例の繊維の形状を示す顕微鏡写真
である。
【図6】本発明に係る複合弾性材料の一成分である異方
性弾性繊維ウェブの一例の繊維の形状を示す顕微鏡写真
である。
性弾性繊維ウェブの一例の繊維の形状を示す顕微鏡写真
である。
【図7】図6の一部分の8倍の拡大写真である。
【図8】伸長結合ラミネートの引張試験により求められ
た荷重−伸び線図のグラフである。
た荷重−伸び線図のグラフである。
10 ラミネート形成方法 12 異方性弾性繊維ウェブ 14 供給ロール 16 ニップ 18 S字型ロール機構 20,22 スタックローラー 24 第一のギャザー可能な層 26 供給ロール 28 第二のギャザー可能な層 30 供給ロール 32 ニップ 34 結合ローラー機構 36,38 結合ローラー 40 複合弾性材料 42 巻き取りロール 102,104 ペレットホッパー 106,108 押し出し機 110 メルトブローイングダイ 112 連続フィラメント形成手段 114 集積表面 116 直線状アレイ 118 エラストマーフィラメント 120 ローラー 124 メルトブローイング法 126 微小繊維 128 先端 130 異方性弾性繊維ウェブ 132,134 ピンチローラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 D04H 1/50 7199−3B
Claims (29)
- 【請求項1】 一方向における靱性を向上させた複合弾
性材料であって、 エラストマーメルトブロウン繊維の第一層と、該第一層
に結合したほぼ平行なエラストマーフィラメントの第二
層とを備える異方性弾性繊維ウェブと、 複数の隔たった場所で前記異方性弾性繊維ウェブに結合
された少なくとも一つのギャザー可能な層であって、前
記結合場所の間でギャザーし得るようにされている層
と、 を備える複合弾性材料。 - 【請求項2】 前記異方性弾性繊維ウェブは2より大き
い強度指数を有していることを特徴とする請求項1に記
載の複合弾性材料。 - 【請求項3】 前記異方性弾性繊維ウェブは約3より大
きい強度指数を有していることを特徴とする請求項1に
記載の複合弾性材料。 - 【請求項4】 前記エラストマーメルトブロウン繊維は
メルトブロウン微小繊維を有していることを特徴とする
請求項1に記載の複合弾性材料。 - 【請求項5】 前記エラストマーフィラメントは前記異
方性弾性繊維ウェブの少なくとも約10%(重量%)で
あることを特徴とする請求項1に記載の複合弾性材料。 - 【請求項6】 前記エラストマーフィラメントは前記異
方性弾性繊維ウェブの約25〜約90%(重量%)であ
ることを特徴とする請求項5に記載の複合弾性材料。 - 【請求項7】 前記エラストマーフィラメントは約80
〜約500ミクロンの範囲の平均直径を有することを特
徴とする請求項1に記載の複合弾性材料。 - 【請求項8】 前記エラストマーフィラメントは約10
0〜約200ミクロンの範囲の平均直径を有することを
特徴とする請求項7に記載の複合弾性材料。 - 【請求項9】 前記エラストマーメルトブロウン繊維
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の弾
性コポリマー、A−B−A′の組成を有する弾性ブロッ
クコポリマー(A及びA′は同一の、または、異なる熱
可塑性ポリマー、Bはエラストマーポリマーブロック)
からなるグループから選択されたエラストマーポリマー
を有していることを特徴とする請求項1に記載の複合弾
性材料。 - 【請求項10】 前記エラストマーポリマーには処理促
進剤が添加されていることを特徴とする請求項9に記載
の複合弾性材料。 - 【請求項11】 前記エラストマーポリマーには粘着性
樹脂が添加されていることを特徴とする請求項9に記載
の複合弾性材料。 - 【請求項12】 さらに処理促進剤が添加されているこ
とを特徴とする請求項11に記載の複合弾性材料。 - 【請求項13】 前記エラストマーフィラメントは、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の弾性コポ
リマー、A−B−A′の組成を有する弾性ブロックコポ
リマー(A及びA′は同一の、または、異なる熱可塑性
ポリマー、Bはエラストマーポリマーブロック)からな
るグループから選択されたエラストマーポリマーを有し
ていることを特徴とする請求項1に記載の複合弾性材
料。 - 【請求項14】 前記エラストマーメルトブロウン繊維
の層は、 エラストマー繊維と、 木パルプ、非弾性繊維、粒子および超吸収性材料からな
るグループから選択された一つまたは二つ以上のものと
の混合物を有していることを特徴とする請求項1に記載
の複合弾性材料。 - 【請求項15】 前記非弾性繊維は、ポリエステル繊
維、ポリアミド繊維、ガラス繊維、ポリオレフィン繊
維、セルロース系繊維、複数成分繊維、天然繊維、吸収
性繊維、導電性繊維、または、これらの繊維の二つまた
は三つ以上の混合物からなるグループから選択されるも
のであることを特徴とする請求項14に記載の複合弾性
材料。 - 【請求項16】 前記粒子は、活性チャコール、クレ
ー、スターチおよび金属酸化物からなるグループから選
択されるものであることを特徴とする請求項14に記載
の複合弾性材料。 - 【請求項17】 該複合弾性材料の機械方向の靱性は、
ほぼ等方性の弾性繊維ウェブを含む同じ複合弾性材料の
靱性よりも、少なくとも約10%大きいことを特徴とす
る請求項1に記載の複合弾性材料。 - 【請求項18】 該複合弾性材料の3インチ幅のストリ
ップの靱性値は1平方メートル当たり少なくとも約40
グラム重/グラムであることを特徴とする請求項1に記
載の複合弾性材料。 - 【請求項19】 該複合弾性材料の3インチ幅のストリ
ップの靱性値は1平方メートル当たり少なくとも約45
〜約85グラム重/グラムであることを特徴とする請求
項18に記載の複合弾性材料。 - 【請求項20】 前記ギャザー可能な層は不織繊維ウェ
ブであることを特徴とする請求項1に記載の複合弾性材
料。 - 【請求項21】 前記ギャザー可能な層は、スパンボン
ド繊維ウェブ、メルトブロウン繊維ウェブ、結合カード
繊維ウェブ、これら三つのウェブのうちの少なくとも一
つを含む複数層材料からなるグループから選択されるも
のであることを特徴とする請求項20に記載の複合弾性
材料。 - 【請求項22】 前記ギャザー可能な層は複合材料であ
り、該複合材料は、繊維と、 木パルプ、ステープル繊維、粒子および超吸収性材料か
らなるグループから選択された一つまたは二つ以上のも
のとの混合物を有していることを特徴とする請求項20
に記載の複合弾性材料。 - 【請求項23】 一方向における靱性を向上させた複合
弾性材料であって、 少なくとも一つのエラストマーメルトブロウン繊維層
と、 前記エラストマーメルトブロウン繊維の少なくとも一部
と自発的に結合しているほぼ平行なエラストマーフィラ
メントの少なくとも一つの層と、 複数の隔たった場所で前記異方性弾性繊維ウェブに結合
された少なくとも一つのギャザー可能な層であって、前
記結合場所の間でギャザーし得るようにされている層
と、 を備える複合弾性材料。 - 【請求項24】 一方向における靱性を向上させた複合
弾性材料を製造する方法であって、 エラストマーフィラメントのほぼ平行な列の層を少なく
とも一つ形成する過程と、 前記エラストマーフィラメントを少なくとも一つのエラ
ストマーメルトブロウン繊維の層と結合させ、これらの
エラストマーフィラメントとエラストマーメルトブロウ
ン繊維とがそれらの交点の少なくとも一部において自発
的に結合し、異方性弾性繊維ウェブを形成するようにす
る過程と、 前記異方性弾性繊維ウェブを伸長させる過程と、 伸長させた異方性弾性繊維ウェブを複数の隔たった地点
で少なくとも一つのギャザー可能なウェブに結合させる
過程と、 伸長させた異方性弾性繊維ウェブを収縮させ、前記ギャ
ザー可能なウェブを前記結合地点の間でギャザーさせる
ようにする過程と、 を有する方法。 - 【請求項25】 エラストマーフィラメントのほぼ平行
な列を形成する過程は、エラストマーフィラメントを、
メルトブロウン繊維ウェブを形成するための表面上に溶
融紡ぎする過程を有することを特徴とする請求項24に
記載の方法。 - 【請求項26】 前記表面は、溶融紡ぎされた前記エラ
ストマーフィラメントの初期速度の約1〜約10倍の速
度で移動していることを特徴とする請求項25に記載の
方法。 - 【請求項27】 前記エラストマーフィラメントのほぼ
平行な列は、メルトブロウン繊維の少なくとも一つの層
を該エラストマーフィラメントの上に直接に形成するこ
とにより、前記エラストマーメルトブロウン繊維の層と
結合していることを特徴とする請求項24に記載の方
法。 - 【請求項28】 前記エラストマーフィラメントのほぼ
平行な列は、該エラストマーフィラメントをエラストマ
ーメルトブロウン繊維の少なくとも一つの層の上に直接
に形成することにより、前記エラストマーメルトブロウ
ン繊維の層と結合していることを特徴とする請求項24
に記載の方法。 - 【請求項29】 前記ギャザー可能なウェブに結合する
前に、前記不織弾性繊維ウェブをカレンダー加工する過
程を有することを特徴とする請求項25に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/805736 | 1991-12-09 | ||
US07/805,736 US5385775A (en) | 1991-12-09 | 1991-12-09 | Composite elastic material including an anisotropic elastic fibrous web and process to make the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05272043A true JPH05272043A (ja) | 1993-10-19 |
JP3242172B2 JP3242172B2 (ja) | 2001-12-25 |
Family
ID=25192379
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34508492A Expired - Fee Related JP3242172B2 (ja) | 1991-12-09 | 1992-12-02 | 異方性弾性繊維ウェブを含む複合弾性材料及びその製造方法 |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5385775A (ja) |
EP (1) | EP0548609B1 (ja) |
JP (1) | JP3242172B2 (ja) |
KR (1) | KR100255571B1 (ja) |
CA (1) | CA2071084A1 (ja) |
DE (1) | DE69231695T2 (ja) |
MX (1) | MX9206302A (ja) |
TW (1) | TW309927U (ja) |
ZA (1) | ZA928058B (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH07189105A (ja) * | 1993-12-24 | 1995-07-25 | Toyobo Co Ltd | 異繊度網状構造体及びその製法 |
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JPH07197366A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-08-01 | Toyobo Co Ltd | 熱接着性網状構造体及びその製法 |
JPH07197365A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-08-01 | Toyobo Co Ltd | 熱接着性網状構造体及びその製造法 |
JP2010519528A (ja) * | 2007-02-23 | 2010-06-03 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 衣料用繊維製品内での剪断力及び圧力の測定 |
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