JPH08506630A

JPH08506630A - 縫合せ製品およびその製造方法

Info

Publication number: JPH08506630A
Application number: JP6518016A
Authority: JP
Inventors: トチャセク、ミロスラヴ; クールトー、ドナルド・エム; パテル、ヴィニュ
Original assignee: ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチュアリング・カンパニー
Priority date: 1993-02-04
Filing date: 1993-12-13
Publication date: 1996-07-16
Anticipated expiration: 2018-05-12
Also published as: US5310590A; CA2155315A1; EP0682721A1; DE69311139D1; BR9307817A; ES2104340T3; WO1994018367A1; KR100278033B1; JP3405991B2; CA2155315C; KR960701252A; EP0682721B1; US5543004A; DE69311139T2

Abstract

(57)【要約】縫合せされた材料およびその製造法が開示されている。この材料は、拭取り／スクラッビングの両目的材であっても、スクラッビングのみを行うものであってもよい。これらの材料は、３次元構造のスクラブ面を有するように構成される。両目的材およびスクラブ材は、ともに、ステッチ糸に融着された熱可塑性ノジュールを有する。ノジュールは吸収材の繊維に融着されていることが好ましい。ノジュールは主にスクラッビングに使用される。

Description

【発明の詳細な説明】縫合せ製品およびその製造方法本発明は、縫合せ製品およびその製造方法に関する。特に、吸収性および（または）スクラッビング性（ごしごし洗うことのできる性質）を備えた縫合せ製品について述べている。ＩＮＤＡ−ＴＥＣ１９８９で提出されたパレラ、ジェー・シーの論文『不織技術と拭取り材（Nonwoven Technology and Wipers）』は、不織産業についての鋭い報告を提供している。具体的には、パレラは、製造業者が吸収性の拭取り材を製造するために注目している主要な四つの技術について述べ、比較している。それらは、商業化された順番で、ドライステープル（紡織繊維にカーディングを施し、気流で運び、飽和結合またはスプレー結合により作られたウェブ）、エアレイ（セルロースまたは合成のパルプ繊維を、気流で運び、結合して製造される織物）、メルトブロウン（極微細繊維をラインで溶融紡糸して製造されるウェブ）、スパンレース（繊維を水力でからませて製造される織物）である。パレラは、まず“アルファベット”で表した消費者の拭取り材に対する要求を使用して、これらを比較している。すなわち、吸収性を“Ａ”、体積密度を“Ｂ ”、堅さ（consistency）を“Ｃ”、耐久性を“Ｄ”、そして価格を“Ｐ”で表している。ドライステープルから作られる不織の拭取り材は“Ａ”および“Ｄ”については満足であるが、“Ｐ”については、セルロース紙の拭取り材に比べて100％以上の割高となった。気流で運ぶ工程（air-lay process）を用いて製造される吸収性の拭取り材は、“Ａ”、“Ｂ”、“Ｃ”、および“Ｐ”に対する消費者の要求を満足するが、既に入手可能なドライステープルから作られる不織の拭取り材に比べて“Ｄ”が改善されていなかった。にもかかわらず、産業および消費者部門において、製品はほぼ満足のいくものとされていた。顕著な吸油性および吸水性を示すメルトブロウン繊維から製造された織物は、満足されるものであった。吸収方法は、ドライステープルやエアレイの場合には繊維やセルロース内への吸収であったが、吸着または捕獲が利用されている。“Ｂ”、“Ｃ”、“Ｄ”および“Ｐ”は十分であったが、従来の拭取り材に比べて劇的に異なるものではなかった。スパンレースの織物は、“Ａ”、“Ｂ”、“Ｃ”および“Ｄ”に関しては、“今日の最も完成された不織の拭取り材”と言われたが、“Ｐ”については、“既に達成された性能特性の範囲を出ない”ものであった。２つの織物を接合して耐久性および吸収性を有する拭取り材を形成する方法としての縫合せは、明らかに前述の各技術の場合ほどの拭取り材業界の注目を集めるものではなかった。熱可塑性材料が何等かの方法で組み込まれた縫合せ材料は多数ある。例えば、米国特許第５，１０４，７０３号明細書に開示された単一層の不織布は単一層のバットであり、このバットは、交差状にラップして針縫いされたコンパクトな構造を有する繊維から構成されており、バット全体にわたって混入された低融点の熱可塑性材料を熱的に安定させる（thermally setting）ことによって熱融着されている。このバットは、全体にわたって縫われている。米国特許第４，７４０，４０７号明細書に開示されたパイル状の生地は、繊維からなる織物の担体から構成されており、少なくとも一方の面に粗い面を有している。そして、フォーム状の状態を有する高分子の合成プラスチック材料が少なくとも部分的に含浸されている。この生地は少なくとも一方の含浸された面が研磨されており、この研磨は、生地から担体の繊維の少なくとも一部分が突出するようになされている。本発明により、縫合せ製品が提供される。一例としては、縫合せ技術を使用して縫われた吸収性繊維のシートに特徴を有する、吸収性／スクラッビング性の両機能材である。この繊維シートの少なくとも一方の面には、熱可塑性材料から構成されるノジュールがランダム形状に融着されている。本明細書においては、“ 両用”、“両機能”、および“両目的”の語が相互交換可能に用いられており、その製品が吸収材として、スクラブ材として、またはそれら両方に使用し得ることを意味している。“スクラブ材”の語は、その製品が研磨性であるが、モース硬度が２またはそれ以上の硬度を有する面には傷をつけない製品であることを意味する。吸収性の繊維シートは、吸油性および（または）吸水性を有しており、ブローイングが施された熱可塑性の微繊維、湿式レイドまたは乾式レイドのステープルファイバー、カーディングが施されたステープルファイバー、スパンレース繊維、またはセルロースのパルプ繊維のいずれかである。吸収性の繊維シートは、接着剤によって互いに接着されたセルロースのパルプ繊維によって本質的に構成される不織のバットから構成されることが好ましい。繊維同士の接着は、熱可塑性の粒子や熱可塑性の繊維を利用した接着、またはスプレー結合によって行なわれる。好ましいのは、アクリルのラテックスをベースとした接着剤を使用してスプレー結合されたバットである。バットは、一層当たり少なくとも95g/m²（gsm）の坪量を有していることが好ましい。バットは、ポリエステル等の高熱に対して安定な材料を少なくとも一つ含んだ縫糸を使用して、平編み（plain）ステッチまたはトリコット（tricot）編みステッチで縫い合されている。本発明の両機能材の一の最終形態においては、熱可塑性ノジュールが縫糸および吸収繊維層の外表面の少なくとも一部分に融着されている。熱可塑性ノジュールは、“技術的裏面”または“技術的前面”の一方に、またはその両方に融着していてもよい。好ましい両機能材の一例においては、第１の吸収層の熱可塑性ノジュールを備えた面とは反対側の面に第２の吸収層が縫い合わされている。第２の層は、次のｉ）またはii）のいずれかの材料から作られる。ｉ）接着剤を使用して互いに接着されたセルロースのパルプ繊維の第２の不織のバット；第２のバットは第１のバットと同じものであっても、異なるものであってもよい。 ii）ビスコースレーヨン、コットン、ポリオレフィンを含まない合成繊維、およびそれらの混合体のいずれかから構成される、織られた層、不織の層、または編まれた層。第１の（またはそれ以上の）吸収層が糸を使用して縫われる。縫付けは、平編みまたはトリコット編みで行なわれることが好ましい。接着剤で接着されたセルロースのパルプ繊維を使用する場合、ステッチ密度（機械の方向に沿って数えた10 cm当たりのステッチの数）を10cm当たり約15〜35ステッチとし、ステッチゲージ（10cm当たりのステッチのウェールの数）を約10〜40とすれば、驚くほど良好な吸水特性（割合および絶対）および耐久性が得られることが分かった。熱可塑性ノジュールは、多くの方法のいずれかによって形成することができる。好ましい方法の１つは、吸収性の繊維シートと軽量かつ薄型の不織ポリオレフィン材料（例えば、アモコ・ケミカル社の商標名“RFX”のもの）とを縫い合わせることを含む。代わりに、薄いポリオレフィンのシートを使用することもできる。軽量かつ薄型の不織またはフィルム状の熱可塑性材料は、その重量が約3.5 〜170グラム／m²（gsm）であり、35〜70gsmであることがより好ましい。その後、ポリオレフィン材料は溶融するのに十分な熱にさらされて流動し、縫糸および吸収シートに追従する。溶融した熱可塑性材料は弱い結合力を有する材料に戻り、溶融状態で分離し、繊維シート表面および露出した縫糸の上に分散する複数の小球を構成する。冷却すると、熱可塑性材料が硬化して、多彩な形状および輪郭のノジュールが形成される。縫糸が、加えられた熱によって溶融するのに十分低い融点の構成要素を有している場合（好ましい実施例においてはそうである）には、ノジュールは縫糸からも形成される。吸収シートと熱収縮性高分子材料とを縫い合わせることにより、吸水特性については僅かに減じられているが、スクラッビング力については非常に高められた本発明の両機能材を得ることができるとは意外であった。前者の任意に利用できる性質（disposable item）は多用途における一性質として取り入れられ、これにより廃棄問題が減じられる。本発明の両機能材の外観は、構成要素である縫糸および（または）層の色を変えることにより、より魅力的なものに変更することができる。本発明の縫い合わされた両機能材は、さらに、セルロースやポリウレタンのスポンジ等の他の材料に取り付けることができる。適切な取付手段は、融着を利用したり、接着剤を使用することである。前記したように、少なくとも２つの異なる繊維（熱安定性も異なる）から構成される縫糸を使用してもよい。これらの場合には、構成要素である異なる２つの繊維は、少なくとも接触領域の一部に沿って互いに融着していること、および、糸の少なくとも一部分が溶融して吸収層の外表面に融着することが好ましい。前述のように、ノジュールは熱安定性の低い材料からも構成されてもよい。熱を加え冷却すると収縮する特性を有する一の構成材料からなる縫糸を使用して、本発明の両目的材の嵩を調整することもできる。例えば、成分は同じであるが異なる延伸比（draw ratio）で作られたポリエステルのフィラメントは、高分子の結晶度が異なるので、加熱および冷却サイクルに対して異なる反応を示す。一般に、延伸後の高分子鎖の配向が小さくなるほど、高分子の結晶性は小さくなり、収縮性が高くなる。本明細書で使用される“セルロースのパルプ繊維”とは、セルロース系の繊維を意味する。例えば、長さ約３〜５mm、直径約15〜40μm（デニールにして、約１〜５dtex）のウールパルプ繊維である。このように、これらの繊維は、ステープルファイバーや紡織繊維（これらは、通常、約２〜９cmの長さである）および連続的なフィラメントとは異なる。“本質的に不織のセルロースのパルプ繊維で構成される”とは、バットが“パルプ繊維”の語で定義するにはふさわしくない０または最小量（de minimis）の繊維を含んでいることを意味する。本発明の両目的材の特に好ましい例は、第２の層が、接着剤で互いに接着されたセルロースのパルプ繊維の不織の第２のバットであるものである。第２の層がビスコースレーヨン繊維、またはコットン繊維である、本発明の両目的材もまた好ましい。本発明の他の態様は、１または２以上の糸で縫われているスクラブ材である。糸には、複数の熱可塑性ノジュールが融着されている。糸は、その少なくとも一部分が、ノジュールを構成する熱可塑性材料の融点よりも高い融点を有していなければならない。図１は、本発明に係る好ましいスクラブ材の走査電子顕微鏡写真（倍率３）である。図２a、２b、３、および４は、本発明の両目的材の概略斜視図である。図５は、本発明に係る好ましいスクラブ材の他の例を示す概略斜視図である。図６は、熱処理を施す前の両目的材の前駆物質の走査電子顕微鏡写真（倍率15 ）である。図７は、熱処理が施された図６の前駆物質の走査電子顕微鏡写真（倍率15）である。前述のように、本発明の吸収・スクラブ両目的材の一例においては、第１層は、セルロースのパルプ繊維を接着剤で接着した不織のバットから構成される。このバットは、１層当たり、少なくとも約95g／m²の坪量を有している。このような吸収材は親水性を有しており、一の吸収層には２以上のバットが含まれていてもよい。他の好ましい吸収材は、ポリプロピレンの微繊維等をブローイングしたものであり、これらは通常は疎水性を有する。疎水性の繊維と親水性の繊維とを混合したものは、本発明における吸収材として有用である。本発明において有用な吸収材は疎水性および親水性の繊維を含んでいるので、本発明の吸収・スクラブ両目的材は、吸水性、吸油性、またはその両方を有しており、耐久性があり、経済的に製造することができる。特に、吸収性の繊維シートがセルロースのパルプ繊維を100％使用して製造された場合には、本発明の両目的材は、スクラッビングのためのノジュールを付加したとしても、合成木材パルプ繊維に基づくものと比べて低コストとなる。スクラブ面とは反対側の面に10 0％のビスコースレーヨン、コットン、またはスポンジ材（セルロースまたはポリウレタン）からなる層を有するものも比較的経済的に製造することができる。セルロースのパルプ繊維のバットに使用する接着剤は、この分野で知られている通常のものである。通常および好ましくは、接着剤はエチレンと酢酸ビニルの共重合体であり、酢酸ビニルが重量割合で約10〜20％含まれるものである。この接着剤を含んだセルロースの木材パルプのバットは本発明において有用であり、ジェームズ・リバー社の商標名“Airtex”として知られているもの、特に製造番号395〜399番等がある。399番は395番よりも吸収性が高いが強度で劣る。これらのバットの組成は独占対象であるが、接着剤は、接着剤で接着されたセルロースのパルプ繊維のバットを重量割合で約２〜20％含んでいると信じられる。本発明において有用な他のセルロース系吸収材としては、商標名“Walkisoft”として知られているもの、特に製造番号FG407-SHB、FG412-SHB、およびFG404-SHB等がある。ここで、“SHB”は、“super high bulk”を意味している。吸収材の第２面には熱可塑性ノジュールが融着されている。このノジュールは、吸収層の第１面のノジュールと同様のものであっても異なるものであってもよい。他の例としては、縫合せが完了した後、接着剤や溶融等を利用してセルロースまたはポリウレタンのスポンジ等の多孔性材料を縫合せ材料に接着することも考えられる。これらの積層構造の例において、開口した多孔性の材料がセルロースのスポンジである場合には、好ましい積層方法は水分を含むと硬化するポリウレタン系接着剤を使用することである。多孔性材料がポリウレタンをベースとするものである場合には、イソシアナートを含むと硬化するポリウレタン系接着剤が好ましい。第２層がビスコースレーヨンである場合には、この層は不織であることが好ましく、不織のスパンレースであることがより好ましい。100％ビスコースレーヨンの適切なスパンレースは、商業的に多数のルートから入手することができる。本発明の目的を達するのに必要な100％ビスコースレーヨンのスパンレースの１つは、スコット・ペーパー社から“Brand 6411 Apertured”の商標名で販売されているものである。両目的材の縫い合わされた層のステッチ密度（機械の方向における10cm当たりのステッチの数）は、10cm当たり約15〜50ステッチであることが好ましく、10cm 当たり約20〜35ステッチであることがさらに好ましい。ステッチゲージ（横断方向10cm当たりのステッチの鉛直線（ウェール）の数）は約10〜40ゲージであり、約13〜28ゲージであることが好ましく、約20ゲージであることがさらに好ましい。ステッチ密度およびステッチゲージがこれらの範囲から外れることは、ビスコースレーヨンの層を有しない場合には特に、好ましくない。なぜなら、耐久性、吸収性、およびスクラッビング特性に劣る場合があるからである。例えば、10cm 当たりのステッチ密度が50ステッチを越える場合には、吸水速度および吸水量が低いことが分かっている。縫い合わされた本発明の材料は、10cm当たりのステッチ密度が15ステッチを下回る場合には耐久性が低いことが分かっている。しかしながら、前記の好ましい値の範囲から外れたステッチ密度およびステッチゲージを有する材料を好むユーザーもいるので、それらの材料も本発明の範囲に属すると考えられる。本発明の両目的材において許容できる吸水性（吸油性）は、両目的材を水面（油面）上に置いて水（油）を吸収させることによって測定される。水（油）の総重量に対して重量割合で約50％を越える量の水（油）が吸収された場合には、両目的材は満足な吸水性（吸油性）を有するといえる。本発明に属するすべての材料はスクラッビング特性を有する面を少なくとも１つ有している。本発明に属する満足は材料は、標準的な食物汚れの除去テスト（テスト方法のところで説明する）において焼付いた標準的な食物汚れを、ノジュールを備えたスクラッビング特性のある表面を有しない材料に比べて少なくとも 50％以上の速さで除去する。より好ましくは、および代表的には、スクラッビングの有効性は、スクラッビング作用を有するノジュールを備えていない材料と比べて、少なくとも100％であり、より好ましくは1000倍である。ステッチゲージが約50を越える本発明の両機能材においては、吸収層の圧縮度が高いために吸収性が低い。この傾向は、セルロースのパルプ繊維層において特に顕著である。このように、予め縫い合わされたセルロースパルプをベースとする不織層の場合には、ステッチゲージが50を越えることは、ステッチ針によって不要に多くの孔部が形成され、その結果、セルロースのパルプ層本来の引張り強さおよび一体性が低下するので、好ましくない。しかしながら、吸収性とスクラッビング特性とのバランスをスクラッビング特性が高くなるようにしたい場合には、ステッチゲージを大きくすることが有効である。なぜなら、ステッチ針によって形成される孔部により両機能材の技術的裏面に隆起部が形成され、その結果、強力なスクラッビング特性が得られるからである。本発明の両機能材に溶融接着される熱可塑性ノジュールは、吸収層（両目的材の場合）および少なくとも縫糸の一部分の融点または分解温度よりも低い融点を有する材料で作られていなければならない。各ノジュールの形状はまったくランダムであってよい。図６は、両目的材の熱処理が施される前の前駆物質の走査電子顕微鏡写真（倍率15）である。図７は、図６の前駆物質を熱処理した後の走査電子顕微鏡写真であり、倍率は同じく15倍である。図７にはランダムな形状の熱可塑性ノジュール（この場合はポリプロピレン）が示されている。このノジュールは、そのサイズにおいてもまったくランダムであって、細長い河のようなノジュールから小さな島のようなノジュールまで多種多様である。本発明における熱可塑性ノジュールの形成に際しては、まず熱可塑性の層が吸収層に縫い付けられ（両目的材の場合）、または熱可塑性材料のみが縫われる。次に、熱可塑性層が加熱されたローラまたは他の加熱手段と接触せしめられ、熱可塑性材料の溶融が開始される。ノジュールの前駆物質として使用するのに好ましい熱可塑性材料の商業的な例としては、アモコ・ケミカル社が販売している商標名“RFX”として知られているポリプロピレンウエブのスパンボンド（特に、タイプ5000）；フィブリル化されたフィルム状のメッシュ／スクリム織物（これらは、ポリプロピレンのクロス・ラミネーテッド・エアリー・ファブリック（CL AF）と呼ばれることがあり、例えば、アモコ・ニセキ社から“MS”の商標名で販売されているもの等である）；ポリオレフィンを押出し成形した多種類のメッシュ織物（例えば、コンウェッド社から“ON6270”の商標名で販売されているもの等）；“Filtrete”の商標名で知られているフィブリル化されたポリオレフィン繊維のウエブ（ミネソタ州セントポールのミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチュアリング（３Ｍ）社が販売している商標名“G-01”のもの）；および、カーディングが施され、気流で運ばれたステープルファイバーのポリオレフィンウエブ（特にポリプロピレンで、多くの経路から商業的に入手できる）；等がある。前記したように、熱安定性が異なり互いに少なくとも部分的に熱融着可能な少なくとも２つの異なるタイプの繊維から構成される糸が使用されてもよい。この場合には、この糸は両目的材の外表面の少なくとも一部分に熱融着することも可能である。２種類の繊維からなる糸が使用される場合には、第１の繊維はその融点が吸収材の融点よりも低く約175℃以下であることが好ましい。また、第２の繊維はその融点が少なくとも約200℃であることが好ましく、少なくとも約240℃であることがさらに好ましい。融点が吸収材の融点よりも低く約175℃以下である糸部分は、枝分かれしたポリエチレン、直線状のポリエチレン、ポリプロピレン、およびそれらの混合体のいずれかである。特に好ましいのは、約160〜170℃の範囲の融点を有するポリプロピレンである。これらの繊維の太さは、糸を構成する高融点の繊維とセルロースまたは他の材料からなる吸収層の外表面との十分な接着を許容する太さとすべきである。他の観点からは、繊維の太さは重要ではなく、約40〜200デニールであることが好ましく、約70〜100デニールであることがより好ましい。繊維の太さが40デニールを下回ると融着が困難となる。それは単に繊維量が少ないからである。融点が少なくとも約200℃である第２の繊維は、ポリエステル（ポリエチレンテレフタラートは約248℃で溶融する）、アルファセルロース（コットン）およびレーヨン（約225℃の温度に長時間さらすと分解する）、プロテイン、アセテート、フッ化炭化水素、ポリアクリロニトリル、ポリアミド（多くのナイロンポリアミドは約220℃で溶融する）、ビスコースレーヨンやコットンから構成されるステープルファイバー紡績糸、およびそれらの混合体のいずれかである。第２の繊維として特に好ましいのは、ポリエチレンテレフタラート（PET）ポリエステルである。これらの繊維は、両機能材が非スクラブ面にビスコースレーヨンを備えている場合には、吸収層に向けて水を引く有利な特性を有している。本発明の両機能材においては、層全体にわたるＰＥＴステッチのネットワークにより強度が高められている。第２の繊維においてもその太さは重要ではなく、約10〜400デニールであることが好ましく、約120〜180デニールであることがさらに好ましい。現在のところ、約70デニールを下回る繊維は引張り強度が非常に弱いので好ましくない。しかし、70デニールを下回る太さであっても本発明の両機能材に必要な強度を有するものであれば使用することができる。本発明の両機能材の耐久性を、通常のユーザーが捨ててしまうようになるような点を越えて増加させるために、約400デニールよりも太い繊維は一般的には必要ない。さらに、繊維は太くなるほど高価になる。本発明の特に好ましい両目的材は、“Airtex”399の商標名（ジェームズ・リバー社）で知られているセルロースのパルプ繊維のバットを、“RFX”5000の商標名（アモコ・ケミカル社）で知られているポリプロピレン・ウエブのスパンボンドに縫い付けたものである。縫付けは、80デニールのポリプロピレンと150デニールのポリエチレンテレフタラートとを、それぞれ重量割合で30％および70％含む糸を使用して行なわれる。この両目的材は、平編みのステッチパターンで、ステッチ密度を30、ステッチゲージを20（ともに、縫付け機械上で測定した値）として縫われており、技術的裏面または技術的前面に熱可塑性のノジュールを有している。スクラブ材の好ましい例10が図１に示されている。この例においては、70重量％のポリプロピレンと30重量％のポリエチレンテレフタラート（PET）をランダムに含む層状の材料（３Ｍ社からから入手できる商標名“Thinsulate”C-100のもの）が100重量％で90デニールの糸で縫われた。縫付けは、糸を２つのラッピングバーの各バーに、１：１のスレッディングオーダーで通して行なわれ、図示されているような６角形のオープンメッシュ構造が与えられた。縫われたウエブがポリプロピレンの融点とＰＥＴの融点との間の温度にまで温風で加熱され、続いて冷却された。この結果、ポリプロピレンはノジュールを形成し、このノジュールはＰＥＴ繊維に取り付けられた集塊のように見えた。図１に示されているように、両目的材の技術的前面には明確な六角形のパターンが形成された。そして、技術的裏面には、隆起した領域と凹んだ領域とが離れた列（offset rows）を形成した。元々のウエブ内のポリプロピレンは、冷却後に、硬化したノジュールへと転化した。このノジュールはニット構造に追従するパターンを構成していた。このようにして、図１に示される３次元的なスクラブ面が構成された。図１に示されたスクラブ材が、スクラブ面（技術的前面）を露出した状態で、前述のようにセルロースまたはポリウレタンの多孔性材料に取り付けられる（例えば、接着や融着）。このような方法で、スクラブ材をスポンジの両面に取り付けてもよい。または、本発明の１つのスクラブ材が多孔性材の周囲を囲む“ピローケース”構造を構成してもよい。代わりの構成として、本発明の２つのスクラブ材（または、１つが本発明のスクラブ材で、他の１つが本発明以外のスクラブ材）を多孔性材料の両面に配置して多孔性材料を囲み、スクラブ材の周縁を縫付け、融着、接着等で互いに接合してもよい。ここで使用している“囲む”という語は、単にスクラブ材が多孔性材料を取り巻いていることを意味する。本発明のスクラブ材は多孔性材料に取り付けられていても、取り付けられていなくてもよい。図１に示されたスクラブ材と同様の構造の両目的材を構成した。この両目的材においては、100％ビスコースレーヨンのステープルファイバー等の吸収材層が縫われた。縫付けは、糸を２つのラッピングバーの各バーに、１：１のスレッディングオーダーで通して行なわれ、オープンメッシュ構造が与えられた。吸収材層は１m²当たり約120g（120gsm）の重さのカーディングが施されたウエブであった。 “Thinsulate”の商標名で知られている100％ポリプロピレンのメルトブロウン繊維の層から熱可塑性ノジュールが形成された。“malimo”縫合せ機械で90デニールのポリエステルマルチフィラメント糸を使用して前記２つの層が縫い合わされた。図１のスクラブ材の場合のように、縫糸はこれら２つの層に特別のパターンで縫い込まれ、両目的材の技術的前面に六角形のパターンを形成した。また、技術的裏面には隆起した領域と凹んだ領域との離れた列が形成された。この例の縫われた両用材は、その技術的前面に熱可塑性ノジュールを備えていたが、それらは技術的裏面にも容易に形成することができただろう。技術的前面が、ポリプロピレン微繊維の融点にまで加熱され、そして、冷却後に硬化ノジュールに転化した。このノジュールはニット構造に追従するパターンを構成していた。このようにして、図１に示されたものと同様の３次元的なスクラブ面が構成された。本発明の両目的材の他の２例20a、20bが、それぞれ、図２aおよび図２bに概略斜視図で示されている。これらの例においては、セルロースのパルプ繊維が接着剤で接着されたバット（前述のように、“Airtex”または“Walkisoft”の商標名で販売されているもの等）の層22が縫糸24を使用して縫われた。不織セルロースは約100gsmの重さであり、技術的裏面を構成した。そして、技術的前面26の重さ約51gsmの100％ポリプロピレンの不織布（ポリプロピレンのスパンボンド）からノジュールが形成された。両目的材20aは技術的前面26を上にして示されており、本発明の両用材における縫糸24の“平編み”のステッチパターンの好ましい例を示している。例20aの技術的裏面は破線で示されいる。図２bにおいては、例20bがその技術的裏面26を上にして示されている。図２aおよび２bに示されているように、ニードル孔28はやや誇張したサイズで描かれており、各ニードルが吸収層を貫通するポイントを強調している。代わりの構成として、吸収層22は、レーヨンとポリオレフィンを含まない合成繊維との不織混合体であってもよく、100％セルロース繊維であることがさらに好ましい。本発明の両目的材においては、ポリオレフィンまたはポリオレフィン合成繊維の重量割合が30％を越えると吸水性が低下するので好ましくない。しかしながら、吸油性の両目的材が望まれる場合には勿論、疎水性の合成繊維の吸収層を使用することが好ましい。ポリオレフィンの適切な例としては、ポリエチレンおよびポリプロピレン等がある一方、ポリオレフィンを含まない合成繊維の適切な例としては、ポリエステル、アクリル、およびポリアミド等がある。図２aの両目的材20aは、吸収層22の技術的前面26に融着された熱可塑性ノジュール29をさらに備えている。この例においては、ノジュール29は技術的前面のみに存在している。図２bの例20bにおいては、ノジュールは技術的裏面のみに存在している。図３は、他の両目的材の例30を示している。両目的材の１隅を折り返して技術的裏面を表示している。両目的材30は、熱可塑性ノジュールを技術的裏面25および技術的前面26の両面に備えている点を除いて、図２aに示された例20aと同様である。図４は例40を示している。図４も概略斜視図である。例40は、吸収性のセルロースのパルプ繊維22の単一層が、非スクラブ性の技術的前面26において、100％ビスコースレーヨンのスパンレース層23に縫い付けられたものである。熱可塑性ノジュール29は、技術的裏面25（破線）に形成されている。平編みのステッチは、前述の例で説明したのと同様に、糸24を使用して行なわれる。図５は、本発明に係るスクラブ材の他の例50を示している。例50においては、接着されたノジュール29を有する糸24で縫合せが行なわれている。この例は、本質的には図１に示されたものと同等であるが、ただ吸収層12を備えていない。このように、熱可塑性ノジュールは糸にのみ接着されている。このスクラブ材は、図１のスクラブ材のように多孔性材料に取り付けてもよい。本発明の縫い合わされた両用材の製造方法は、吸収層を低溶融層と接触せしめる工程；および、平編みステッチまたはトリコット編みステッチによって、10cm 当たりのステッチ密度が約15〜35ステッチ、10cm当たりのステッチゲージが約10 〜40ウェール、である縫い合わされた中間材料を形成する工程；を含む。これらの目的のためには、“Maliwatt”、“Malimo”、および“Arachne”の商標名で知られている縫合せ機械が適切である。単一のまたは複数の繊維要素からなる糸を使用することができるが、前述のような、熱安定性の異なる第１および第２の繊維からなる糸が好ましい。そのような２つの繊維要素から構成される糸が使用される場合には、各繊維要素は、80デニールのポリプロピレンと150デニールのポリエステルであることが好ましい。縫い合わされた中間材料が形成された後は、縫合せ材料の熱可塑性層を有する表面が一定時間加熱される。加熱は、融点の低い熱可塑性層を溶融させるには十分であるが、吸収層および少なくとも糸の一部を溶融させるには至らない温度で行なわれる。この工程により、融点の低い層の少なくとも一部が溶融して溶融ポリマーの小球体が形成される。この小球体は吸収層や融点の高い繊維からなる糸に接着する。冷却すると、熱可塑性材料は硬化して、使用されている層に応じてセルロースのパルプ層やビスコースレーヨン層に融着する。このようにして形成されたノジュールを有する縫合せウエブは、本発明の個々の両目的材へと切断すべく準備される。加熱および冷却を繰り返すと、ＰＥＴ等の融点の高い繊維要素が収縮するので構成物全体が収縮する。換言すると、ＰＥＴ糸で縫い合わされたウエブの初期状態での幅は、加熱および冷却が行なわれた後の幅よりも大きい。このように、本発明の利点は、材料の嵩の高さをウエブの前駆物質だけでなく、ステッチ糸を選択することによっても調整することができることである。適当な加熱および冷却状態を選択することにより、縫い合わされた中間材料はその幅方向に収縮し、この結果、ステッチウェールの間に真直ぐに突き出る鉛直の畝が形成され、ステッチウェールと平行な３次元構造のリブが構成される。このようにして、トンネルのような形状のスクラブ面が形成される。縫い合わされた材料を加熱して熱可塑性層の融着を行う１つの方法は、まず、縫い合わされた中間材料を、加熱されたガスが内部を通過し得るよう設計された一連の有孔ドラムまたはスクリーンドラムに接触せしめる（好ましいガスは、相対湿度が70％よりも小さい空気である）。縫い合わされた布は、通常好ましくは、知られている方法によって、一のドラムの頂部側を通過し、続いて配置されるドラムの底部側を通過する。ドラム内部の圧力を減じることによって、加熱された空気または他のガスが、縫い合わされた中間材料およびドラムの孔部またはスクリーンを通過してドラム内に引き込まれる。この引き込みは、層の嵩高性は維持するが層とドラムとの接触を保持するには十分な圧力で行なわれる。この方法においては、溶融を発生させるのに十分な時間は、加熱された空気の温度によって変化する。代表的には、温度が200〜210℃である場合には、所要時間は15〜25 秒である。所要時間を最小にすることが重要である。それは、時間があまりに長いと、不織のセルロースのパルプ材料が僅かに酸化し始める（少し、黄色くなる）からである。縫い合わされた中間材料を加熱する他の方法が使用されてもよい。例えば、ドラムを使用せずに、縫い合わされた中間材料を、空気が循環する開口した加熱通路（例えば、テンターフレームドライヤー）に通してもよい。テンターフレームドライヤーはこの分野で知られている。代わりの方法として、縫い合わされた中間材料の低溶融層側を、加熱された−または複数の金属ローラ上を通過させ、続いて、冷却された一または複数の金属ローラ、または他の冷却面に接触させて、熱可塑性ノジュールを形成してもよい。ＰＥＴ、ポリアミド、またはコットン等の一種類の繊維から構成される糸を使用して縫い付けが行なわれた場合には、ステッチが解けるという問題がある。ステッチが解ける問題は、吸収層に熱可塑性層を融着することによって解決することができる。この場合、ノジュールが形成されたときにステッチが吸収層に固定されるからである。本発明の両目的材およびスクラブ材のスクラッビング有効性をテストするために、シーファー研摩試験（Schiefer abrasion test）が行なわれた。この試験は、実験室の制御された環境の下で、食物の焦げ付いた汚れをパネルから除去することをシュミレートするものである。知られている標準的な食物汚れの組成物を各パネルにコーティングして、191℃の温度で30分間焼く（ベーキング）ことによって、各パネルが調製された（３層の食物汚れの組成物が設けられた）。簡単に説明すると、この試験は、パネルの食物汚れが焼き付けられた層をテストサンプルのスクラブ面にこすり付けた後で、当該パネルの重量損失をモニタリングするものである。研摩装置による所定サイクルの研摩の後の重量損失が大きい場合には、スコーリング（scouring）有効性が高いことを示している。代表的には、例えば図２に示されるサンプルのスクラブ面を使用した場合には、ノジュールを有していないサンプルのスムースな面を使用した場合よりもパネルの重量損失が大きい。代表的および好ましくは、このスクラブ面は、ノジュールを有していないものに比べて約50％、好ましくは500％多くの食物汚れを除去する。本発明の両用材を、以下の実施例を参照して説明する。特に示さない限り、パーセンテージおよび部は重量割合を示す。実施例以下の実施例によって作られた本発明の両機能材およびスコーリング材のテストが行なわれ、丸いステンレス鋼から焼き付いた標準的な食物汚れを除去する場合の有効性が測定された。標準的な食物汚れの組成物が所定量だけステンレス鋼にコーティングされ、191℃の温度で30分間ベーキングされた。すべてのパネルについて、この方法により、コーティングおよびベーキングが３回繰り返された。直径10.16cmのステンレス鋼のパネルに、以下の方法によって、標準的な食物汚れがコーティングされた。オーブンが予め191℃に加熱された。一方、コーティングが施されるべきパネルが計りの上に置かれ、２グラムの食物汚れの組成物がパネル上に置かれた。パネルは慎重に計りから平坦面へと移動された。食物をパネル上で引きのばすために、“RDS＃60”の商標名で知られているコーティングロッドが使用された。コーティングロッドがパネルを横断するように（回転することなく）引かれ、食物汚れが均一の厚みでパネル全面を覆った。次に、コーティングが施されたパネルが、予め加熱されたオーブン内の平坦な金属シート上に、190℃の温度下で30分間置かれた。30分後、パネルはオーブンから取り出され、室温にまで冷却された。第１のコーティングの形成とまったく同様にして、第２および第３のコーティングが第１のコーティングの上に形成された（つまり、コーティング、ベーキング、および冷却を行うことにより第２のコーティングが、同様にして第３のコーティングが形成された）。コーティングが施されたパネルは、その後、室温で24 時間冷却された。先に調製された食物汚れのコーティングを有するパネルの重量が、0.01グラムのオーダーで測定された。そしてこの重量が“Ｍ１”として記録された。食物汚れがコーティングされ予め重量が測定されたパネルと試験される両目的材サンプルとが、“Schiefer Tester”の商標名で知られている研摩機械の対向するホルダーに取り付けられた。この機械は、本質的には、間隔をおいて配置された２つの水平ホルダーから構成される。上側のホルダーは、一定荷重の下で、所定数だけ回転し得る。試験される両目的材の各サンプルについて、上側のホルダーが60 0回転して試験パネルの研摩を行うように研摩機械がセットされた。600回転の後に、試験パネルおよび両目的材サンプルが研摩機械から取り外された。そして、試験パネルが80℃のオーブン内に30分間配置されて乾燥された。パネルはオーブンから取り出され、室温（約20℃）にまで冷却され、重量が0.01グラムのオーダーで測定された。そしてこの重量が“Ｍ２”として記録された。スコーリングの有効性を計算するために、Ｍ２がＭ１から引き算された。重量差が大きい程、スコーリング有効性が高いことを意味する。本発明の両目的材の４つのサンプルが作られ、評価された。サンプル１、２a 、２b、および３の組成および構成が表１に概括されている。サンプル１の両機能材は、重量約120gsmのビスコースレーヨンのステープルファイバー100％のカードウエブから作られた吸収層と、70重量％のポリプロピレンと30重量％のＰＥＴのステープルファイバーからなるーの層（ミネソタ州セントポールの３Ｍ社から販売されている商標名“Thinsulate”のもののタイプC-10 0）と、から構成されていた。これらの２つの層が、90デニールのポリエステルのマルチフィラメント糸を使用して“malimo”縫合せ機械で縫い合わされた。ステッチ糸は、これらの２つの層に特別のパターンで縫い込まれ、両機能材の技術的裏面に図１に示された六角形と同様の表面構造を作り出した。そして技術的前面には、隆起した領域と凹んだ領域とが離れた位置（offset location）に存在していた。この表面構造は、２つのラッピングバーの各バーに１：１のスレッディングオーダーで通された糸を使用して縫うことによって達成され、ラップニットのオープンメッシュ構造が与えられえた。技術的前面に低溶融繊維層を有する縫い合わされた織物が熱処理された。熱処理は、その内部を空気が通過し得るドラムおよび204℃の空気を使用し、織物をドラム上に20秒間静止させることにより行なわれた。こうして、ポリプロピレン繊維が溶融し、次いで、空気が冷却されてポリプロピレンが硬化したノジュールが形成された。以上のようにして、両目的材のスクラブ面が構成された。サンプル１の両目的材の他方側のビスコースレーヨンの繊維層は、吸収性および拭き取り効果を備えていた。サンプル２aおよび２bは、それぞれ、図２aおよび２bに対応しており、ポリプロピレンのノジュールの配置だけが異なる。サンプル２aは技術的前面にノジュールを備えており、サンプル２bは技術的裏面にノジュールを備えている。サンプル２aおよび２bの各吸収層は、同じものでありポリプロピレン層が使用されていた。この吸収層は、セルロースを使用して気流式で形成した不織の層でジェームス・リバー社から“Airtex”399の商標名で販売されているものであって、約1 00gsmの重量を有していた。サンプル２aおよび２bにおけるポリプロピレンのノジュールは、ファイバーウエブ社の“Celestra”の商標名で知られている100％ポリプロピレンのスパンボンド（不織布）の層から形成されたものであった。この層の重量は約51gsmであった。サンプル３として作られた材料は、セルロースのパルプ繊維からなる吸収層を使用して作られた。この吸収層は、“Walkisoft”FG 407-SHBの商標名で知られるものであって、その重量は約97gsmであった。ポリプロピレンのノジュールは、アモコ・ケミカル社の“RFX”5000の商標名で知られている100％ポリプロピレンのスパンボンド（不織布）の層から形成されたものであった。この層の重量は約25gsmであった。サンプル２a、２b、および３の縫合せは、“Arachne”縫合せ機械を使用して行なわれた。平編みステッチが使用され、ステッチゲージは40で１：１のオーダーのニードルキャスティング（５mmの間隔）であった。また、ステッチ密度は10 cm当たり30ステッチであった。ステッチ糸は、150デニールのポリエステルと90 デニールのポリプロピレンの２種類の繊維からなる糸であった。縫い合わされた織物は、エアドラムドライヤーを使用して、空気温度を204℃としてドラム上に2 0秒間静止されることにより熱処理された。この熱処理の間に、材料は幅方向に収縮した。そして、技術的前面においては、ステッチウェール間に鉛直方向に隆起するリブが形成された。サンプル１、２a、２b、および３の両目的材のそれぞれが、前述のスコーリング試験方法によってテストされた。サンプル１、２a、２b、および３の両目的材のそれぞれのノジュールを備えた表面を使用して試験が行なわれ、それぞれが試験パネルから食物汚れを除去した。さらに、サンプル２aについては、ノジュールを備えた技術的前面およびノジュールを備えていない技術的裏面の両面についてスクラッビングの有効性がテストされた。ノジュールを備えた技術的前面の場合は、試験パネルからの重量損失は0.1グラムであった。ノジュールを備えていない技術的裏面の場合は、試験パネルからの重量損失は0.01グラム未満であった。当業者には本発明の技術的範囲から逸脱することなく多種類の修正および変更が容易であろう。したがって、本発明は上述の実施例に不当に限定されるものではないと理解すべきである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８【提出日】１９９５年１月２３日【補正内容】請求の範囲１．第１材料から作られた吸収繊維層により特徴づけられる、拭取りおよびスクラッビングの両目的材であって、吸収繊維層は、第１表面および第２表面を有しており、第２材料から作られたステッチ糸を使用してあるステッチ密度で全体が第１表面から第２表面へと縫い合わされており、第１表面には、吸収繊維層および少なくともステッチ糸の一部の融点または分解温度よりも小さい融点の熱可塑性材料からなる複数のノジュールが融着されており、該ノジュールは吸収繊維層およびステッチ糸に融着されている、両目的材。２．前記熱可塑性材料が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、および熱可塑性エラストマーのいずれかであることによりさらに特徴づけられる、請求項１記載の両目的材。３．前記熱可塑性材料がポリプロピレンであることによりさらに特徴づけられる、請求項２記載の両目的材。４．前記第１材料が接着剤で接着されたセルロースのパルプ繊維の不織のバットから本質的に構成されていることによりさらに特徴づけられる、請求項１記載の両目的材。５．前記繊維が、コットン、ビスコースレーヨン、およびウールパルプのいずれかであることによりさらに特徴づけられる、請求項４記載の両目的材。６．前記ステッチ密度が10cm当たり約15〜50ステッチであることによりさらに特徴づけられる、請求項１記載の両目的材。７．前記第２材料が、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、およびそれらの混合体のいずれかであることによりさらに特徴づけられる、請求項１記載の両目的材。８．前記第２材料がポリエステルであることによりさらに特徴づけられる、請求項７記載の両目的材。９．前記第１材料が本質的にビスコースレーヨン繊維から構成されており、前記熱可塑性材料がポリプロピレンであることによりさらに特徴づけられる、請求項８記載の両目的材。 10．前記ノジュールがランダムな形状を有しており、前記第１表面および第２表面が隆起部と凹部とを交互に有しており、隆起部はノジュールが接着されたステッチ糸から構成されており、凹部はノジュールが融着された前記吸収繊維シート層を含んでいることによりさらに特徴づけられる、請求項１記載の両目的材。 11．前記第２表面に複数の熱可塑性ノジュールが融着されていることによりさらに特徴づけられる、請求項１記載の両目的材。 12．１または２以上の糸で、該糸の少なくとも一部の融点または分解温度よりも低い融点を有する熱可塑性材料層の全体が縫い合わされており、熱可塑性材料が加熱手段に接触されて溶融されることにより前記１または２以上の糸による縫合せが固着されており、糸には当該熱可塑性材料で構成されるノジュールが融着されていることにより特徴づけられる、スクラブ材。 13．前記熱可塑性材料には吸収層が縫い合わされており、該吸収層は熱可塑性材料の融点よりも高い融点を有する複数の繊維がランダムに配置されることにより構成されており、前記ノジュールは繊維に融着されていることによりさらに特徴づけられる、請求項12記載のスクラブ材。 14．前記繊維がポリエステルで構成されていることによりさらに特徴づけられる、請求項13記載のスクラブ材。 15．多孔性材料に接着されている、請求項13記載のスクラブ材。 16．多孔性材料を封入している、請求項12記載のスクラブ材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者クールトー、ドナルド・エムアメリカ合衆国55133―3427ミネソタ州、セント・ポール、ポスト・オフィス・ボックス33427番（番地の表示なし) (72)発明者パテル、ヴィニュアメリカ合衆国55133―3427ミネソタ州、セント・ポール、ポスト・オフィス・ボックス33427番（番地の表示なし)

Claims

【特許請求の範囲】１．第１材料から作られた吸収繊維層により特徴づけられる、拭取りおよびスクラッビングの両目的材であって、吸収繊維層は、第１表面および第２表面を有しており、第２材料から作られたステッチ糸を使用してあるステッチ密度で全体が第１表面から第２表面へと縫い合わされており、第１表面には熱可塑性材料からなる複数のノジュールが融着されており、該ノジュールは吸収繊維層およびステッチ糸に融着されている、両目的材。２．前記熱可塑性材料が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、および熱可塑性エラストマーのいずれかであることによりさらに特徴づけられる、請求項１記載の両目的材。３．前記熱可塑性材料がポリプロピレンであることによりさらに特徴づけられる、請求項２記載の両目的材。４．前記第１材料が接着剤で接着されたセルロースのパルプ繊維の不織のバットから本質的に構成されていることによりさらに特徴づけられる、請求項１記載の両目的材。５．前記繊維が、コットン、ビスコースレーヨン、およびウールパルプのいずれかであることによりさらに特徴づけられる、請求項４記載の両目的材。６．前記ステッチ密度が10cm当たり約15〜50ステッチであることによりさらに特徴づけられる、請求項１記載の両目的材。７．前記第２材料が、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、およびそれらの混合体のいずれかであることによりさらに特徴づけられる、請求項１記載の両目的材。８．前記第２材料がポリエステルであることによりさらに特徴づけられる、請求項７記載の両目的材。９．前記第１材料が本質的にビスコースレーヨン繊維から構成されており、前記熱可塑性材料がポリプロピレンであることによりさらに特徴づけられる、請求項８記載の両目的材。 10．前記ノジュールがランダムな形状を有しており、前記第１表面および第２表面が隆起部と凹部とを交互に有しており、隆起部はノジュールが接着されたステッチ糸から構成されており、凹部はノジュールが融着された前記吸収繊維シート層を含んでいることによりさらに特徴づけられる、請求項１記載の両目的材。 11．前記第２表面に複数の熱可塑性ノジュールが融着されていることによりさらに特徴づけられる、請求項１記載の両目的材。 12．１または２以上の糸で縫い合わされていることにより特徴づけられるスクラブ材であって、糸には複数のノジュールが融着されており、ノジュールはある融点を有する熱可塑性材料で作られている、スクラブ材。 13．前記熱可塑性材料の融点よりも高い融点を有する複数の繊維がランダムに配置されており、前記ノジュールは繊維に融着されていることによりさらに特徴づけられる、請求項12記載のスクラブ材。 14．前記繊維がポリエステルで構成されていることによりさらに特徴づけられる、請求項13記載のスクラブ材。 15．多孔性材料に接着されている、請求項13記載のスクラブ材。 16．多孔性材料を封入している、請求項12記載のスクラブ材。