JPH08511584A - 高性能弾性不織繊維ウェブ - Google Patents

高性能弾性不織繊維ウェブ

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JPH08511584A JP7501796A JP50179695A JPH08511584A JP H08511584 A JPH08511584 A JP H08511584A JP 7501796 A JP7501796 A JP 7501796A JP 50179695 A JP50179695 A JP 50179695A JP H08511584 A JPH08511584 A JP H08511584A
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Abstract

(57)【要約】高性能弾性不織繊維ウェブ エラストマーA−B−A−B テトラブロックコポリマーからなる押出し可能配合物から形成された繊維の凝集マトリックスを含む弾性不織ウェブを開示している。ここでAは、熱可塑性ポリマーブロックであり、Bは、ポリ(エチレン―プロピレン)モノマー単位に実質的に水素化されたイソピレンモノマー単位である。弾性不織ウェブは、ウェブが約250%まで伸びる間、局部的に一定である約1.25未満の弾性係数を有するようになっている。弾性不織ウェブは、少なくとも一つの種類の非弾性繊維、またはエラストマー繊維マトリックス内に、またはマトリックス上に分布された粒子材料を含んでいる。弾性不織ウェブは、多層材料に組み込まれているか、或いは複合弾性材料の一成分であればよく、弾性ウェブは間隔をあけてギャザー可能層に結合されており、ギャザー可能層がこの離れた位置の間にギャザーされるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】 高性能弾性不織繊維ウェブ 技術分野 本発明は、一般的に不織ウェブと、このようなウェブを組み入れた複合材料に 関する。より詳細には、本発明は、弾性繊維からなる不織ウェブと、このウェブ を組み入れた弾性複合材料に関する。背景技術 不織材料の分野において、高可撓性と高弾性を有し、低コストで製造される材 料が常に必要とされてきた。特に、低弾性係数を有し、伸張する間、この低弾性 係数を維持してソフトでゆるやかな弾性を与える弾性材料が必要とされる。この 必要性は、このような材料が、使い捨ておむつのような使い捨てタイプのもの、 パンツ、衣服、ブラウス及びスポーツ用衣料のような耐久性のタイプのもの双方 の様々な衣類を製造する際に容易に利用できてきたにも関わらず依然として要求 されてきた。低弾性係数を有し、伸張する間この低弾性係数を維持する弾性材料 は、使い捨ておむつ及び他の日常品に用いるのに特に望ましい。何故ならば、こ のような材料から製造された物品は、着用者の体にソフトにかつ優しくフィット し、不快な圧力を皮膚に対して生じさせることなく繰り返し伸びたり縮んだりす ることができるからである。 繊維からなる弾性不織ウェブは、スチレンーポリ(エチレンーブチレン)ース チレン弾性ブロックコポリマーと、例えばポリオレフィン、加工処理又は結合を 改良するための粘着付与性樹脂のような配合物から形成されてきた。。このよう な添加物は、弾性ウェブの加工、または結合特性を改良する一方で、ある条件の もとにおいては、材料の弾性特性に悪影響を及ぼす可能性がある。例えば、大量 のポリオレフィン、又は低弾性係数の炭化水素樹脂で配合された弾性ブロックコ ポリマーは、比較的高弾性係数を有しているか、または伸張の間、望ましい低弾 性係数を維持できないことがある。定義 ここで用いる“弾性”とは、付勢力のもとで伸張可能である、即ち、弛緩した 付勢されていない状態の長さの少なくとも約160%の、伸ばされ付勢された長 さにまで伸びることができ、この伸張力、伸び力を解除するとその伸び量の少な くとも55%を回復する材料のことをいう。例として、2.54センチメートル (1インチ)のサンプル材料が少なくとも4センチメートル(1.60インチ) まで伸び可能で、4センチメートルまで伸びて解除されると、3.2センチメー トル(1.27インチ)か、それ以下の長さにまで回復する。多くの弾性材料は 60%以上、例えば100%か、それ以上伸びることができ(即ち、弛緩長さの 160%以上)、これらの多くは、伸張力を解除すると、例えば最初の弛緩長さ の105%以内まで、ほぼ初期の弛緩長さに回復する。 ここで用いる“非弾性”とは、上述の“弾性”の定義以外のものであればいか なる材料のものでもいう。 ここで用いる“回復する”及び“回復”とは、付勢力を与えることによって材 料を伸ばし、付勢力を終了させるときの伸張した材料の収縮のことをいう。例え ば、弛緩した、付勢されていない2.54センチメートル(1インチ)の長さの 材料が、3.8センチメートル(1.5インチ)の長さまで伸張することによっ て50%伸びるならば、この材料は50%(1.27センチメートル(0.5イ ンチ))伸びてこれの弛緩長さの150%である伸張長さを有することになる。 この例示的な伸張された材料が収縮すると、即ち付勢及び伸張力の解除後に、2 .7センチメートル(1.1インチ)の長さにまで回復する場合には、この材料 は、1.27センチメートル(0.5インチ)の長さの80%(0.4インチ) 回復したことになる。回復率は、〔(最大伸張長さ−最終サンプル長さ)/(最 大伸張長さ−最初のサンプル長さ)〕×100として表される。 ここで用いる“弾性係数”とは、ほぼ平坦で比較的薄い弾性シート材料の伸び に対する抵抗のことをいう。弾性係数は、与えられた幅の材料に対する特定の歪 み(即ち、伸び)での弾性材料の引張荷重を、伸ばされていない状態における材 料の基本重量で割ったもののことをいう。不織繊維ウェブの弾性係数は、特定の 歪み(即ち伸び)のもとで一般的に一方向(例えば、機械方向)において求めら れる。低い値の弾性係数を有する弾性材料が、ソフトでなめらかな弾性が要求さ れる所定の用途において望ましい。所定のサンプル幅に対して、弾性係数は、力 の単位を弾性材料の基本重量の単位で割った値で記録される。これは、単位面積 あたりの力の計測値となり実際の厚さ(caliper)の計測値としてではな く、基本重量に対する弾性成分の厚さを記録することによって達成される。例え ば、記録された単位は、グラムforce(特定のサンプル幅にたいして)/グラム /平方メートルであればよい。特に断らないかぎり、全ての弾性係数に関するデ ータは幅7.62センチメートル(3インチ)長さ10.16 センチメートル (4インチ)のサンプルに約25.4センチメートル(10インチ)/分の伸張 率を与えた場合の最初の伸びを100%歪み(即ち、伸び)としたときの弾性係 数をさす。 ここで使用される“局部的に一定の弾性係数”とは、伸張の範囲内において弾 性係数における変化の割合が一定であることを意味する。弾性係数における局部 的な変化の割合は、特定の歪みの変化の割合で(即ち伸び)弾性材料が伸びる間 に計測された弾性係数−伸び曲線の勾配の一部分に対応する。これにより、材料 が伸びるにつれて、伸びに対する抵抗の変化を計測できる。不織繊維ウェブの弾 性係数は、一般的に一方向に(例えば、機械方向)において求められる。所定の 用途においては、局部的に一定の弾性係数を有する弾性材料が望ましい。例えば 、ほぼ一定のままであり、増大のレベルが小さい比較的低弾性係数を有する弾性 材料は、ソフトでなめらかな均一の弾性が望ましい用途において有効である。一 般的に、応力−ひずみ曲線の勾配がより小さい場合には、伸張している間、弾性 引張のレベルがより均一であることを示す。他に特定されない限り、伸びている 間の弾性係数における変化の割合に関する全てのデータは、幅7.62センチメ ートル(3インチ)、長さ10.16センチメートル(4インチ)のサンプルが 約25.4センチメートル/分の伸びの割合で約100乃至250%で機械方向 に間の、最初の伸びに対して記録される。 ここで用いる“不織ウェブ”は、個々の繊維からなる構造、即ち内部堆積され ているが識別可能ではなくかつ繰り返した状態であるスレッドからなる構造を有 するウェブのことをいう。不織ウェブは、過去において、例えば溶融吹き込み工 程、スパンボンド工程、及び結合されてカーディングされたウェブ工程のような 様々な工程によって形成されてきた。 ここで用いる“スパンボンドされたウェブ”とは、小径の繊維、またはフィラ メントからなるウェブのことを言い、口金内の複数の極細の通常は円形の細管か らフィラメントとして溶融された熱可塑性材料を押し出し、この押し出されたフ ィラメントの直径が、例えば、引抜き力を与えないか又は与える形式の、その他 公知のスパンボンド機構によって、急速に縮小されることによって形成される。 スパンボンドされた不織ウェブの生成については、アピール他による米国特許第 4、340、563号、ドルシュナー他による同第3、692、618号、キニ ーによる同第3、338、992号及び同第3、341、394号、レビィによ る同第3、276、944号、ピーターソンによる同第3、502、538号、 ハートマンによる同第3、502、763号、ドボ他による同第3、542、6 15号及びハーマンによるカナダ特許第803、714号に示されている。 ここで用いる“溶融吹き込みされた繊維”とは、溶融された熱可塑性材料を複 数の極細の、通常は円形のダイ細管を通して溶融されたスレッド、またはフィラ メントとして高速ガス(例えば、空気)の流れに押出し、溶融された熱可塑性材 料のフィラメントを縮減してマイクロファイバーの直径にまで、これらの直径を 縮小することによって形成された繊維のことをいう。この後、吹き込み溶融され た繊維は、高速ガスの流れによって運ばれて、収集面上に堆積されて、不規則に 分布された溶融吹き込み繊維ウェブを形成する。この溶融吹き込み工程は、公知 であり、V.A.ヴェント、E.L.ブーンとC.D.フルハティによるNRL レポート4364の“超極細有機繊維”、K.D.ローレンス、R.T.ルカス 、及びJ.A.ヤングによるNRLレポート5265の“超極細熱可塑性繊維を 生成するための改良された装置”とバンチン他によって1974年11月19日 に発行された米国特許第3、849、241号のように、様々な特許と公報に記 載されている。 ここで用いる“マイクロファイバー”とは、約100ミクロンか、それ以下の 平均直径を有する、例えば約0.5ミクロン乃至約50ミクロンを有する平均直 径を有する小径の繊維のことをいい、より詳細には、マイクロファイバーの平均 直径は約1ミクロン乃至約20ミクロンである。平均直径が約3ミクロンか、そ れ以下のマイクロファイバーは、一般的に、超極細マイクロファイバーといわれ る。超極細マイクロファイバーを製造する例示的な方法が、例えば、1991年 11月26日に出願された、“改良されたバリヤー特性を有する不織ウェブ”の 米国特許出願番号第07/779、929号にみられる。本発明は、この先行技 術を引用し、この特許明細書の記述を本明細書の記述の一部とする。 ここで用いる“平均分子量”とは、ポリマー、即ちゲル透過クロマトグラフィ ーによって求められたポリマー破片の平均分子量のことをいう。エラストマーブ ロックコポリマー(例えば、スチレンーポリ(エチレンープロピレン)ースチレ ンーポリ(エチレンープロピレン)ブロックコポリマー)がシェルケミカル社か ら得られた。 ここで用いる“溶融流量”とは、ある圧力即ち荷重のもとで、測定された時間 内に与えられた温度でオリフィスを通って流れる材料の量をいう。溶融流量は、 重量を時間で割った単位(即ち、グラム/10分)で表される。特に指示された 場合を除けば、溶融流量は、モデルVE4−78押出しプラストメータ(ペンシ ルバニア州、ウィローグローブ在住のティニアスオセン試験機械社)を用いて、 例えばASTM試験方法D1238−82に従って求められるように、例えば1 90°Cでの特定の温度で、例えば10分間の計測時間長さの間に2.0995 ±0.0051mmの直径のオリフィスを通って流れた、2160kgの荷重の もとでのポリマーの重量を計測することにって求められた。 ここで用いる“超吸収性”とは、約0.1kg/cm2(約1.5psi)ま での圧縮力のもとで、4時間液体が浸されて、ほぼ吸収された全液体を保持しな がら、吸収性材料1グラムあたり、少なくとも10グラムの水性液(例えば、蒸 留水)を吸収できる吸収性材料のことをいう。 ここで用いる“複合弾性材料”とは、少なくとも2つの位置で少なくとも一つ のギャザー可能層に結合された少なくとも一つの弾性層を有し、ギャザー可能層 が弾性層と結合される位置の間でギャザー可能層がギャザーされるようになって いる多層材料のことをいう。複合弾性材料は、結合位置の間でギャザーされた非 弾性材料によって弾性材料が伸びる程度まで伸張できればよい。この種の複合弾 性材料が、例えばヴァンダー・ウィーレン他による、1988年1月19日に発 行された米国特許第4、720、415号に開示されている。本発明は、この先 行技術を引用し、この特許明細書の記述を本明細書の記述の一部とする。 ここで用いる“ポリマー”とは、一般的に例えば、ブロック、グラフト、不規 則な別のコポリマー、ターポリマー、等とこれら混合物と変形例のようなホモポ リマー、コポリマーを含んでいるが、これに限定されない。さらに、特に限定さ れないかぎり、“ポリマー”は、材料の幾何的な形状を全て含むことができる。 これらの形状は、アイソタクチック、シンジオタクチック及び不規則な対称を含 んでいるが、これらに限定されない。 ここで用いる“本質的に構成される”とは、与えられた複合物、または製品の 所望の特徴に深刻に影響を及ぼさない付加的な材料の存在を除外しない。この種 類の例示的な材料には、顔料、酸化防止剤、安定剤、表面処理剤、ワックス、流 れ促進剤、粒子、及び複合物の生産性を高めるのに用いられる材料を含むが、こ れらに限定されない。 ここで用いる“相溶性”という用語は、押出し工程と押出し剤に関して一つの ポリマー材料と別のものとの関係をいう。2つの異なるポリマー材料を相溶性に することは、例えば実質的に均質な混和性混合物に配合できなければならない。本発明の概要 本発明は、エラストマーA−B−A−Bテトラブロックコポリマーからなる押 出し可能な配合物から形成された繊維の凝集マトリックスを含む弾性不織ウェブ を形成することによって上述に記載した必要性に対処する。ここで、Aは、熱可 塑性ポリマーブロックであり、Bは、ほぼポリ(エチレンープロピレン)モノマ ー単位にまで水素化されたイソピレンモノマー単位であり、ウェブが約1.25 未満の弾性係数(100%での伸びで)を有するようになる。ウェブは約1未満 の弾性係数(100%での伸びで)を有するようになるのが好ましい。例えば、 ウェブは、約0.85以下の弾性係数(約100%伸び)を有すればよい。 本発明において、弾性係数は、ウェブが約250%まで伸びる間に、弾性不織 ウェブが伸びる間、弾性係数は局部的に一定である。例えば、弾性係数は、弾性 不織ウェブが約25%乃至250%伸びる間、局部的に一定である。ウェブが2 50%以上伸びる間に弾性不織ウェブが伸びる間、弾性係数は局部的に一定であ るのが好ましい。 本発明の一態様において、弾性不織ウェブは、次の式のエラストマーA−B− A−Bテトラブロックコポリマーから形成される。 ここで、mは40乃至75の整数であり、nは約500乃至1000の整数で あり、pは約75乃至125の整数であり、Rはフェニル基である。 エラストマーポリマーは、他の材料と混合されて押出し可能な混合物を形成で きる。例えば、弾性不織ウェブを形成するのに用いることのできる押出し可能な 配合物は、粘着付与性樹脂を含んでいてもい。例示的な粘着付与性樹脂には水素 添加された炭化水素樹脂又はテルペン炭化水素樹脂を含む。押出し可能な配合物 はポリオレフィンを含む。例えば押出し可能な配合物はポリエチレン、ポロプロ 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、 ポリブチレンコポリマーおよびこれらの混合物を含んでいてもよい。本発明の他 の態様において、押出し可能な配合物はエキステンダー油を含んでいてもよい。 エキステンダー油は、例えば白色鉱油ような鉱油でもよい。 一般的に、弾性不織ウェブを形成するのに使用される押出し可能な配合物がエ ラストマーポリマーの他の成分を含んでいるときには、配合物は、約50乃至約 80重量パーセントのエラストマーA−B−A−Bテトラブロックコポリマー、 約15乃至約28重量パーセントの粘着付与性樹脂、約3乃至約23重量パーセ ントのポリオレフィン、約0乃至15重量パーセントのエキステンダー油から構 成されていればよい。 繊維からなる弾性不織ウェブは、吹き込み溶融された繊維、或いはスパンボン ドされた繊維のウェブであればよい。溶融吹き込みされた繊維はマイクロファイ バーでもよい。弾性不織ウェブは、少なくとも一つの種類の非弾性繊維、または 粒子材料、例えばマトリックス(即ち、弾性的に一体形成された(coformaed) ウ ェブ)内或いはマトリックス上に分布される、非弾性マイクロファイバーを含ん でいてもよい。非弾性繊維、または粒子材料は、一般的にマトリックス全体にわ たって均一に分布されていればよい。不規則的及び傾斜した分布が考えられる。 非弾性繊維は、マイクロファイバーでもよく、ポリエステル繊維、ポリアミド 繊維、植物繊維、ポリオレフィン繊維、セルロース誘導体繊維、多成分繊維、天 然繊維又は電気的に導電性の繊維または2かそれ以上の非弾性繊維の配合物を含 むグループから選択されればよい。非弾性繊維が天然繊維である場合には、この 天然繊維は、例えば綿繊維、ウール繊維及び絹繊維から選択されてもよい。非弾 性繊維がポロレフィン繊維である場合には、このポリオレフィン繊維は、例えば ポリエチレン繊維又はポリプロピレン繊維から選択されればよい。非弾性繊維が セルロース誘導体繊維である場合には、このセルロース誘導体繊維は、例えばレ ーヨン繊維、または木材繊維から選択されればよい。例示的な木材繊維は、木材 パルプ繊維である。非弾性繊維がポリアミド繊維である場合には、このポリアミ ド繊維はナイロン繊維でもよい。非弾性繊維が多成分繊維である場合には多成分 繊維はシースコア繊維、又は並列に並んでいる繊維であればよい。非弾性繊維が 吸収体、又は超吸収性繊維であればよい。 非弾性繊維が弾性不織ウェブ内に存在するならば、弾性不織ウェブは、一般的 に約20重量パーセント乃至約99重量パーセントの、エラストマーテトラブロ ックコポリマーを含む押出し可能な混合物から形成された繊維と、約1重量パー セント乃至約80重量パーセントの非弾性繊維を含んでいる。例えば、弾性不織 ウェブは、約50重量パーセント乃至約99重量パーセントの、エラストマーテ トラブロックコポリマーを含む押出し可能な配合物からなる繊維と、約1重量パ ーセント乃至約50重量パーセントの非弾性繊維とを含んでいればよい。所定の 用途において、粒子材料を非弾性繊維に置き換えてもよい。或いは、弾性不織ウ ェブは、非弾性繊維とエラストマーテトラブロックコポリマー繊維マトリックス に組み込まれた粒子材料の双方を有していてもよい。このような3つの成分シス テムにおいて、弾性不織ウェブは、約50重量パーセント乃至約98重量パーセ ントの、エラストマーテトラブロックコポリマーを含む押出し可能な配合物から 形成された繊維と、約1重量パーセント乃至約49重量パーセントの非弾性繊維 及び約1重量%乃至約49重量パーセントの粒子材料を含んでいてもよい。例示 的な粒子材料には、活性化されたターコール及び例えばハイドロコロイドのよう な超吸収性材料がある。 本発明において、導電性不織ウェブは多層材料に組み込まれてもよい。例えば 弾性不織ウェブを、少なくとも一つの他の織り繊維、ニット繊維、不織繊維、フ ィルム或いはこれらの組み合わせで結合してもよい。別の例として、弾性不織ウ ェブ、又は弾性一体形成ウェブは、複合弾性材料の一成分であり、この弾性ウェ ブは間隔をあけてギャザー可能層に結合されており、ギャザー可能層が間隔のあ いたこの位置間でギャザーされるようになっている。 ギャザー可能層は、例えば、スパンボンド繊維のウェブ、溶融吹き込みされた 繊維のウェブ、結合されたカーディングされた繊維ウェブ、及びスパンボンドさ れた繊維のウェブ、溶融吹き込みされた繊維、結合されてカーディングされた繊 維ウェブの少なくとも一つのウェブを含む多層材料であればよい。或いは、また は更に、ギャザー可能層は、繊維と一つか、それ以上の別の、例えば木材パルプ 、ステープル繊維、粒子及び超吸収性材料との混合物から構成された一体形成さ れたウェブでもよい。図面の簡単な説明 図1は、本発明の弾性不織ウェブを形成するのに用いられる、溶融吹き込みダ イを含む装置の概略図である。 図2は、スチレン―ポリ(エチレン―プロピレン)―スチレン―ポリ―(エチ レン―プロピレン)熱可塑性ブロックコポリマー配合物から形成された溶融吹き 込みされた繊維の弾性不織ウェブの応力―ひずみ曲線の例である。 図3は、スチレン―ポリ(エチレン―ポリピレン)―スチレン―ポリ(エチレ ン―プロピレン)熱可塑性エラストマーブロックコポリマー配合物から形成され た溶融吹き込みされた繊維の弾性不織ウェブの応力―ひずみ曲線の例である。 図4は、スチレン―ッポリ(エチレン―ブチレン)―スチレン熱可塑性エラス トマーブロックコポリマー配合物から形成された溶融吹き込みされた繊維の弾性 不織ウェブの応力―ひずみ曲線の例である。 図5は、明白にするためにダイを90度回転させた状態の図1のダイの底図で ある。 図6は、図5の線3―3に沿って切断した図1のダイの断面図である。 図7は、非弾性繊維が溶融吹き込みされた繊維のマトリックスに組み込まれる 場合の本発明の実施例を形成するのに用いられる装置の概略図である。本発明の詳細な説明 様々な押出し技術によって弾性不織ウェブを形成することができる。一つの特 に有効な押出し技術は、溶融吹き込みによって繊維弾性不織ウェブを形成するこ とである。 図を参照すると、特に図1を参照すると、同じ符号は、同じ構造まはたそれに 相当する構造を表しており。本発明の弾性不織ウェブを形成する装置が、符号1 0で概略的に表されている。本発明の弾性不織ウェブを形成する際に、配合材料 のペレット、まはチップ等(図示せず)が、押出し機14のペレットホッパー1 2に導かれる。 ペレット、またはチップがエラストマーA−B−A―Bテトラブロックコポリ マーから構成される。ここで、Aは、熱可塑性ポリマーブロックであり、Bは、 実質的にポリ(エチレン―プロピレン)モノマー単位に水素化されたイソプレン モノマーである。一般的に、この押出し可能複合物は、本発明の弾性不織ウェブ に押し出される。押出し可能複合材料は、(1) 弾性スチレン―ポリ(エチレン ―プロピレン)―スチレン―ポリ(エチレン―プロピレン)(SEPSEP)プ ロックコポリマー、または(2)スチレン―ポリ(エチレン―プロピレン)―スチ レン―ポリ(エチレン―プロピレン(SEPSEP)及びスチレン―ポリ(エチ レン―ブチレン)―スチレン(SEBS)エラストマーブロックコポリマーを含 む。エラストマーポリ成分は、粘着付与性樹脂と混合される。この配合物は、さ らにポリオレフィン及びエキステンダー油を含んでいる。スチレン―ポリ(エチ レン―プロピレン)―スチレン―ポリ(エチレン―プロピレン)(SEPSEP )熱可塑性エラストマーブロックコポリマー成分は、次の一般式を有する。 ここで、mは約40乃至75の整数である。nは約500乃至1000の整数 であり、pは約75乃至125の整数であり、Rは、フェニール基である。m、 n及びpが小さすぎる場合には、ポリマーは流体になりすぎて、有効なエラスト マー不織繊維ウェブのためには強度が不十分であろう。m、n及びpが大きすぎ ると、ポリマーを不織繊維ウェブに加工するのが困難になるであろう。上述の式 において、中間ブロックは、1、4配向で示された実質的にポリ(エチレン―プ ロピレン)モノマー単位に水素化されたイソピレンモノマーである。一般的に、 熱と圧力がポリマーの分解点(例えば溶融スピニング、または溶融吹き込み加工 状態)に近づく厳しい加工環境における用途に対して水素化によって達成される 飽和レベルは約95パーセント以上であるのが望ましい。例えば、水素化によっ て達成される飽和レベルは、約98パーセント以上であるのが望ましい。水素化 によって達成される飽和のレベルは約99パーセント以上であるのがより好まし い。少量の不飽和は受け入れられる。このような不飽和は、極少量のアミレンを 有する中間ブロックを形成する。線形中間ブロックポリマーのマイクロ構造に関 して、中間ブロックは、少量の1、2或いは3、4配向を有することができる。 しかしながら、中間ブロックは、実質的に1、4配向を有しているのが好ましい 。例えば、中間ブロックは約95パーセント以上の1、4配向を有していればよ い。中間ブロックは約95%以上の1、4配向を有するのが望ましい。 エラストマーA−B−A−Bテトラブロックコポリマーの平均分子量は、約4 8、000乃至約94、000の範囲である。ポリスチレン末端ブロックと、ポ リ(エチレン―プロピレン)中間ブロック及び末端ブロックの重量比は、約10 :90乃至約25:75の範囲である。スチレンの割合が低すぎると、ポリマー の強度は小さく、比較的弱い不織繊維ウェブを作り出すことになる。スチレンの 割合が大きすぎると、ポリマーは、比較的多大な分子配向を有し、感触の悪い特 性を有する比較的剛性のある不織繊維ウェブを作り出す。 例えば、詳細にはmの有効値は約48乃至約87であり、平均分子量が約5、 000乃至約10、000のポリスチレンブロックになる。mは、約57である のが望ましく、ポリスチレンブロックは、約6、000の平均分子重量を有する ことになる。詳細には、nの有効値は、約570乃至約1000であり、ポリ( エチレン―プロピレン)中間ブロックの平均分子重量は約40、000乃至約7 0、000となる。nは、約614であるのが望ましく、ポリ(エチレン―プロ ピレン)中間ブロックの平均分子量は、約43、000となる。詳細には、pの 有効値は約100乃至125であり、ポリ(エチレン―プロピレン)末端ブロッ クの平均分子量は約7000乃至約8750となる。pは約114であるのが望 ましく、ポリ(エチレン―プロピレン)末端ブロックの平均分子量は約8、00 0となる。 一般的に、エラストマーA−B−A−Bテトラブロックコポリマーの全分子量 は、例えば約50、000乃至約90、000である。このような弾性のあるブ ロックコポリマーは、ポリスチレン末端ブロックとポリ(エチレン―プロピレン )中間ブロックの平均分子量比が約10:90乃至約25:75を有する。例え ば、本発明に有効な一つのスチレン―ポリ(エチレン―プロピレン)―スチレン ―ポリ(エチレン―プロピレン)(SEPSEP)エラストマーブロックコポリ マーはシェルケミカル社から入手可能であり、平均分子量は、約63、000で あり、ポリスチレンブロックのそれぞれは約6000の平均分子量を有し、ポリ (エチレン―プロピレン)中間ブロックは約43、000の平均分子量を有し、 ポリ(エチレン―プロピレン)末端ブロックは、約8、000の平均分子量を有 し、ポリスチレンブロックとポリ(エチレン―プロピレン)ブロックの平均分子 量比は、約23.5:76.5である。一つのブロックから他のブロックとの間 の移行は完全であるか、あるいはテーパ状ブロックの形状を有する。 所定の状況において、エラストマーA−B−A−Bテトラブロックコポリマー を例えばスチレン―ポリ(エチレン―ブチレン)―スチレンブロックコポリマー のような、他のエラストマーブロックコポリマーと配合して、エラストマーブロ ックコポリマー混合物を作り出すのが好ましい。このような混合物は、実質的に 純粋なエラストマーA−B−A−Bテトラブロックコポリマーとかわって本発明 において用いることができ、所望の応力―弛緩特性を依然として得ることができ る。有効なエラストマーブロックコポリマー混合物は、100重量部のエラスト マーA−B−A−Bテトラブロックコポリマーあたり約60重量部のスチレン― ポリ(エチレン―ブチレン)―スチレンエラストマーブロックコポリマーから、 100重量部のスチレン―ポリ(エチレン―ブチレン)―スチレンエラストマー ブロックコポリマーあたり、約40重量部のエラストマーA−B−A−Bテトラ ブロックコポリマーまで含んでいればよい。一つの有効なスチレン―ポリ(エチ レン―ブチレン)―スチレンエラストマーブロックコポリマーは、約50、00 0の平均分子量を有しており、ポリスチレン末端ブロックは、平均約7200の 分子量と、約30:70のポリスチレン末端ブロックとポリ(エチレン―ブチレ ン)中間ブロックの平均分子量比を有している。このようなスチレン―ポリ(エ チレン―ブチレン)―スチレンブロックコポリマーは、シェルケミカル社から入 手可能な登録商標KRATON G−1657として得ることができる。 エラストマーA−B−A−Bテトラブロックコポリマーと、押出し可能な混合 物を作り出すように組み合わされた他のエラストマーブロックコポリマーは、従 来の線形ブロック形状とは異なる形状を有していてもよい。例えば、エラストマ ーA−B−A−Bテトラブロックコポリマーは、枝分かれ形状を有していると考 えられる。テトラブロックコポリマーは従来の線形ブロックとは異なる他のエラ ストマーブロックコポリマーと配合されてもよい。 様々な粘着付与性樹脂を本発明に用いてもよい。詳細には、粘着付与性樹脂の 目的は、感圧接着剤として作用できる弾性ウェブを提供する、例えば弾性シート をギャザー可能ウェブに結合することである。もちろん、様々な粘着付与性樹脂 が公知であり、例えば米国特許第4、789、699号、同第4、294、93 6号及び同第3、783、072号に記載されており、粘着付与性樹脂に関して 本発明は、この先行技術を引用し、この特許明細書の記述を本明細書の記述の一 部とする。いかなる粘着付与性樹脂も用いることができ、弾性ポリマーとポリオ レフィンと相溶性であり、高加工温度(例えば押出し)に耐えることができる。 一般的に、温度に対して安定性が良いために、粘着付与性樹脂には水素化された 炭化水素樹脂が好ましい。次の段落では、3つの特定の粘着付与性樹脂を開示す る。このうちの2つは(REGALREZ及びARKON(登録商標名)Pシリ ーズ粘着付与剤)は、水素化された炭化水素樹脂の例であり、ZONTAC(登 録商標)501 liteは、テルペン炭化水素である。もちろん、3つの粘着 付与性樹脂が特に述べられているが、本発明はこのような3つの粘着付与性樹脂 の使用に限定されず、他の化合物の成分と相溶性があり、高加工温度に耐えるこ とができ、さらに本発明の目的を達成できる他の粘着付与性樹脂も用いることが できる。 ハーキュル社の製品である、REGLREZ炭化水素樹脂は、完全に水素化さ れたα―メチル スチレン―タイプの低分子量の炭化水素樹脂であり、純粋なモ ノマー炭化水素供給原料の重合及び水素化によって生成される。グレード109 4、3102、6108、及び1126は、プラスチック改質剤、接着剤、コー ティング剤、シーラント、コーキング剤に用いるような安定性が高く、明るい色 の低分子量の非極性樹脂である。この樹脂は、様々な油、ワックス、アルキド、 プラスチック及びエラストマーと相溶性であり、通常の有機溶剤内で溶ける。 ZONATAC501 lite樹脂は、アリゾナケミカル社の製品であり、 105°Cの軟化点、1のガードナーカラー1963(ヘプテン内で50%)、 2+のガードナーカラーニート(純粋)、カラー(1にぼぼ等しいガードナーカ ラー−(−ヘプテンにおいて50%)、白色水のAPHA色=70、1.02の 比重(25°/25°C)及び248°C(480°F)のフラッシュ点(閉じ たカップ、°F)を有する。 押出し可能な組成物に用いられるポリオレフィンは、弾性ブロックコポリマー またはエラストマーブロックコポリマーの混合物と配合され、上昇した圧力と上 昇した温度の条件を適当に受けたときに、エラストマーブロックコポリマー、又 はエラストマーブロックコポリマーの混合物と配合された形態で押出し可能であ るものでなければならない。詳細には、有効なポリオレフィン材料は、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のよう なポリエチレン、ポリプロピレン、及びポリブチレンを含んでいる。ポリオレフ ィンの二つか、それ以上の配合を用いてもよい。 一つの特定のポリエチレンが、U.S.I.ケミカル社から登録商標Petr othene NA601(ここではPE NA 601とも表す)から入手可 能である。U.S.I.社からの情報では、PE NA601はホットメルト接 着剤及びコーティングの領域におけるの用途に対して低分子量であり、低密度 なポリエチレンである。U.S.I.では、PE NA601が、次の呼称値を 有するとしている。(1) ASTM D 3236に従って計測したときに、1 50°摂氏度でのブルックフィールド粘度が8、500センチポアズで190摂 氏度において3、300センチポアズ、(2)ASTM D 1505に従って計 測されたときに、0.903グラム./立方センチメートルの密度、(3)AST M D 1238に従って計測されたときに、2、000グラム/10分の均等 な溶融指数、(4)ASTME 28に従って計測されたときに102摂氏度のリ ング及びボール軟化点、(5)ASTM D638に従って計測されたときに、8 50ポンド/平方インチの引張強度、(6)ASTM D 638に従って計測さ れたときに90%の伸び、(7)摂氏−34度のときTf(45、000)の捩り剛 性率、(8)華氏77度での3.6の貫通硬度(mmの1/10)。 もちろん、本発明は、ここで述べる特定のポリオレフィンのような使用に限定 されない。この点に関して、米国特許第4、663、220号及び同第4、78 9、699号に記載されているようなポリオレフィンがあり、本発明は、この先 行技術を引用し、この特許明細書の記述を本明細書の記述の一部とする。より一 般的には、及び米国特許第4、663、220号に記載されているようなポリオ レフィンの特定の目的を記しているので、本発明に用いることのできる様々なポ リオレフィンを容易に決定できる。 配合物内に用いることのできるエキステンダー油は、分解することなく、配合 物の他の成分と溶融処理されなければならない。例示的なエキステンダー油は、 ペノゾイル社から登録商標Drakeol34として入手可能な白色ミネラル油 である。Drakeol34は、15°C(60°F)で0.864乃至0.8 78の比重と、237°C(460°F)の引火点、37°C(100°F)で 370―420SUSの粘度(他の物理的な特性)を有している。適当な植物油 、動物油、及び他の誘導体もエキステンダー油として用いることができる。 本発明の組成物の成分を、各成分の広い範囲の量で用いることができる。例と して、スチレン―ポリ(エチレン―プロピレン)―スチレン―ポリ(エチレン― プロピレン)(SEPSEP)エラストマーブロックコポリマー、粘着性付与剤 及びエキステンダー油からなる3つの成分配合物を用いるときに、最良の結果が 得られた。表1に示すような次の範囲が例としてある。これらの範囲は単に例示 にすぎず、組成物内の様々な成分の量に対する目安として利用する。 列挙されたレベルの添加物を含む配合物から形成された弾性不織ウェブは、よ り小さい弾性係数を有しており(一般的に、約1.25より小さい)、弾性係数 は、約250%までウェブを伸ばす間、局部的に一定あり、応力―歪みヒステリ シスループは、図2乃至図4からわかるように、従来のスチレン―ポリ(エチレ ン―ブチレン)―スチレン配合物よりも概して平坦であった。詳細には、例えば 75重量%のシェルケミカル社から入手可能なスチレン―ポリ(エチレン―プロ ピレン)―スチレン―ポリ(エチレン―プロピレン)エラストマーブロックコポ リマー(分子量が63、000)、20.0重量%のREGALREZ1126 (炭化水素粘着付与性樹脂)、及び5.0重量%のDrakeol 34(鉱油 )を含む例示的な配合物が73.3グラム/平方メートルの溶融吹き込みされた ウェブに形成された。図2は、この配合物から形成された不織溶融吹き込みされ た繊維ウェブの例示的な応力―歪み曲線である。 図3は、75.4重量%のシェルケミカル社から入手可能な、スチレン―ポリ (エチレン―プロピレン)―スチレン―ポリ(エチレン―プロピレン)エラスト マーブロックコポリマー(分子重量63、000)、21.6重量%のREGA LREZ1126(炭化水素粘着付与性樹脂)、3.0重量%のDrakeol 34(鉱油)からなる配合物から形成された81.6グラム/平方メートル溶融 吹き込みされたウェブの例示的な応力―歪み曲線である。図4は、約63.0重 量%のスチレン―ポリ(エチレン―ブチレン)―スチレンエラストマーブロック コポリマー(KRATON G−1657)、17重量%のREGALREZ1 126、20重量%のPetrothene NA601との配合物から形成さ れた76.7グラム/平方メートル溶融吹き込みされたウェブの応力―歪み曲線 の例である。 上述したように、弾性シートを形成するのに用いられた押出し可能エラストマ ー組成物が、(1)スチレン―ポリ(エチレン―プロピレン)―スチレン―ポリ( エチレン―プロピレン)エラストマーポリマー、あるいはスチレン―ポリ(エチ レンープロピレン)―スチレン―ポリ(エチレン―プロピレン)とスチレン―ポ リ(エチレン―ブチレン)―スチレンエラストマーブロックコポリマーとの混合 物、(2) ポリオレフィン、(3)粘着性付与樹脂及び(4)エキステンダー油のよう な、3つか4つの成分押出し可能組成物に関して述べられてきているが、組成物 に対して流れ促進剤として機能するポリオレフィンを、ほかの相溶性流れ促進剤 、または加工助剤と置き換えるとことができたり、あるいは粘着付与性樹脂が流 れ促進剤またはエキステンダー油として作用できる領域でともに除去することが できる。例えば、REGALREZ粘着性付与剤のような低分子量の炭化水素樹 脂が粘度減少器、またはエキステンダー油として作用でき、これにより、押出し 可能な組成物が、エラストマーブロックコポリマーと粘着付与性樹脂(例えばr egalrez粘着性付与剤を含むことになる。 配合物の主な成分が上述されてきているが、このような押出し組成物はこれら に限定されるものでなく、目的物を達成する組成物に悪影響を及ぼさない他の成 分を含むことができる。弾性不織ウェブを形成するのに用いられる配合物は、例 えば顔料、酸化防止剤、安定剤、表面処理剤、ワックス、流れ促進剤、溶剤、粒 子、及びホッパー12に導かれる前後の組成物の加工性を高めるのに添加される 材料のような他の適当な材料と混合されてもよい。 図1を再び参照すると、押出し機14は、従来の駆動モーター(図示せず)に よって駆動される押出しネジ(図示せず)を有する。弾性ブロックコポリマーが 押出し機14を通って進むにつれて、駆動モータによる押出しねじの回転のため に、溶融状態にまで徐々に加熱される。弾性ブロックコポリマーを溶融状態にま で加熱することは、複数の別個の段階において達成されてもよく、弾性ブロック コポリマーが押出し機14の別個の加熱領域を通って溶融吹き込みされたダイ1 6の方向に進むにつれて、その温度は徐々に上昇する。ダイ16は、熱可塑性樹 脂の温度を押出しのために高いレベルに保持する別の加熱領域であってもよい。 弾性ブロックコポリマーを溶融された状態にまで加熱するのに必要とされる温度 は、どのグレードの弾性ブロックコポリマーが用いられるかによって変わり、当 業者によって容易に求めることができる。しかしながら、一般的に、弾性ブロッ クコポリマーは、約232°C(約475華氏度)乃至287°C(約550華 氏度)の範囲の温度で押し出されてもよい。例えば、押出しは、約232°C( 約475華氏度)乃至271°C(約520華氏度)の範囲の温度内で達成され てもよい。押出し機14と溶融吹き込みダイ16の様々な領域の加熱が従来の様 々な加熱構造(図示せず)のいずれかによって達成される。 図5は、ダイ16の横方向の延伸部18に、断面席においてほぼ円形であり、 ダイ16の先端22の延伸部18に沿って線形に配列されている複数のオリフィ ス20が設けられている。ダイ16のオリフィス20は、約0.25ミリメート ル(0.01インチ)乃至約0.5ミリメートル(0.02インチ)の範囲の直 径と、1.27ミリメートル(約0.05インチ)乃至約5.08ミリメートル (0.20インチ)の範囲の長さを有する。例えば、オリフィスは、約0.36 ミリメートル(約0.0145インチ)の直径と約2.87ミリメートル(0. 113インチ)の長さとを有している。ダイ16の先端22の側部方向の延伸部 18の1インチあたり約5乃至約50のオリフィスが設けられていればよく、ダ イ16は76.2センチメートル(約30インチ)乃至約152.4センチメー トル(約60インチ)か、それ以上延びている。図1は、溶融された弾性ブロッ クコポリマーが溶融されたストランド、またはスレッド24としてダイ16のオ リフィスから表れることを表している。 図6は、線3―3に沿って切られた図5のダイの断面図であり、ダイ16が縮 小ガス入口26、28を好ましく含んでいることを示しており、ガス源30、3 2を縮減することによって加熱され、加圧された縮減ガス(図示せず)が供給さ れる。(図1と図5を参照)。加熱され、加圧された縮減ガスが入口26、28 でダイ16内に入り、矢印34、36によってほぼ示されたように路を流れ2つ のチャンバ38、40を通って、2つの狭い通路、即ち間隙42、44を通り、 スレッド24がダイ16のオリフィス20から出るときに接触するようになる。 チャンバ38、40は、加熱された縮減ガスがチャンバ38、40を通り、間隙 42、44から出て、縮減ガス(図示せず)の流れを形成し、ガスがスレッド2 4の両側上のダイ16から出るように、設計される。縮減ガスの加熱された流れ の温度と圧力は広い範囲で変化する。例えば、加熱された縮減ガスが約243° C(約470度F)乃至約304°C(約580度F)の範囲、より詳細には約 500°C乃至約550°Cの温度で加えることができる。加熱された縮減ガス は、一般的に0.035kg/cm2(0.5ポンド/平方インチ)であり、1 .4kg/cm2(20ポンド/平方インチ)ゲージの圧力が加えられる。より 詳細には、約0.070kg/cm2(1ポンド/平方インチ)ゲージ乃至0. 35kg/cm2(5ポンド/平方インチ)ゲージの範囲である。 ダイ部分50に関して、チャンバ38、40及び間隙42、44を形成するエ アープレート46、48の位置がダイ部分50に対して調整され、縮減ガス通路 42、44の幅を大きくしたり、小さくしたりして、与えられた時間の間に空気 通路42、44を通る縮減ガスの体積が、縮減ガスの速度を変化させることなく 変わることができるようになる。さらに、エアープレート46、48が調整され て、図3に示したような“凹”状のダイ先端形状、或いはダイ部分50の先端が プレート48によって形成された平面の下側に突出する正のダイ先端22が突き 出る効果を作りだす。一般的に正のダイ先端が突き出す形状と0.35kg/c m2(5ポンド/平方インチ)ゲージが、概して同じ幅で、幅が約2.7ミリメ ートル(約0.110インチ)か、それ以下である空気通路について用いられる 。ほぼ連続した溶融吹き込みされた繊維、或いはマイクロファイバー24が生成 されるならば、下側の縮減ガスの速度がより小さく、空気通路の間隙がより広い ことが、一般的に好ましい。 縮減ガスの2つの流れが集められてガスの流れを形成し、溶融スレッド24を 引っ張り、スレッドがオリフィス20を出るときに、繊維、あるいは縮減の程度 によってオリフィス20の直径よりも通常は小さい小径のマイクロファイバーに まで細くする。ガス支持繊維、即ちマイクロファイバ24は、図1に示した実施 例においてローラ54によって一般的に駆動される有孔性エンドレスベルト52 である収集構造上に縮減ガスの作用によって吹き込まれる。回転ドラムのような 他の有孔性構造を用いることができる。一つか、それ以上の真空箱(図示せず) が有孔性ベルト52の表面下側でローラ54の間に配置されてもよい。繊維、即 ちマイクロファイバ24が繊維からなる凝集性マトリックスとして、図1の矢印 58によって示されているように回転するエンドレスベルト52の表面上に収集 される。真空箱は、ベルト52の表面上にマトリックスを保持することを助ける 。一般的に、ダイ16の先端22は、繊維が収集される有孔性ベルト52の表面 から15.2センチメートル(約6インチ)乃至約35.5センチメートル(1 4インチ)である。このように収集された、からみ合った繊維、即ちマイクロフ ァイバー24は凝集し、一対のピンチローラ60、62によって自己支持不織ウ ェブ56としてベルト52から取り除かれてもよく、ピンチローラはウェブ56 の繊維を共に圧縮してウェブ56の一体性を改良するように設計されている。 上述した溶融吹き込み技術と装置について米国特許第4、663、220号に 開示されており、この特許は先に先行技術として本明細書の一部となっている。 例えば、68.8重量パーセントの、シェルケミカル社にから入手可能なSEP SEPテトラブロックコポリマー(分子量63、000)、14.0重量パーセ ントのPetrothene NA601ポリエチレン、17.2重量パーセン トのREGALREZ1126の粘着付与性樹脂を含む混合物が、この混合物を 248°C(480度F)の温度にまで加熱した状態で溶融吹き込みされた。一 般的に、図示するために、制限されるものでなく以下に記載のパラメータが用い られてポリマー配合物を溶融吹き込みし、本発明の弾性不織ウェブを形成するこ とになる。このように配合物は、溶融吹き込みの間、232°C(475度F) 乃至288°C(550度F)の温度で好ましくは、232°C(475°F) 乃至260°C(500°F)の温度で溶融吹き込みされるのが好ましい。溶融 吹き込みされている間、第一次空気の温度は、232°C(475度F)乃至2 73°C(525度F)であり、260°C(500度F)乃至271°C(5 20度F)であるのが好ましい。第一次空気圧は、0.1kg/cm2(1.5 )乃至0.5kg/cm2(8ポンド/平方インチ(psi))ゲージであり、 0.14乃至0.28kg/cm2(2乃至4psi)ゲージであるのが好まし い。 図7は、本発明の他の実施例を表している。ここでは一つか、それ以上の種類 の非弾性繊維64が熱可塑性繊維又はマイクロファイバー24内に又はこれの上 に分布される。非弾性繊維64の繊維24の流れ内における分布は、非弾性繊維 64が弾性ブロックコポリマー繊維24の流れ全体にわたってほぼ均一に分布す るようになっている。このことは、非弾性繊維64を含む二次ガス流れ(図示せ ず)を繊維24の流れと合体させることによって達成される。この合体を達成す るための装置は、複数の歯68を有する従来のピッカーロール66の構造を含ん でおり、非弾性繊維のマット、即ちバット70を分離して個々の非弾性繊維64 に形成する。ピッカーロール66に給送される繊維のマット、即ちバット70は パルプ繊維のシート(エラストマーブロックコポリマー繊維とパルプ繊維との2 成分の混合物が望まれる場合)、ステープル繊維のマット(エラストマーブロッ クコポリマー繊維とステープル繊維の2成分混合物が望まれる場合)、或いはパ ルプ繊維のシートとステープル繊維のマットの双方(エラストマーブロックコポ リマー繊維、ステープル繊維及びパルプ繊維の3成分混合物が望まれる場合)で あればよい。例えば吸収性材料が望まれる実施例において、非弾性繊維64が吸 収体繊維である。非弾性繊維64が一般的に一つかそれ以上のポリエステエル繊 維、ポリアミド繊維、例えばポリエチレン繊維とポリプロピレン繊維のようなポ リオレフィン繊維、例えばレーヨン繊維及び木材パルプ繊維のようなセルロース 誘導体繊維、例えばシース―コア多成分繊維、或いは並列式多成分繊維のような 多成分繊維、絹繊維、ウール繊維或いは綿繊維のような天然繊維、或いは電気的 に導電性繊維、或いはこれらの繊維の一つか、それ以上の配合物を含むグループ から一般的に選択される。非弾性繊維64の他の種類のもの、2つか、それ以上 の他の種類の繊維64の配合物を用いてもよい。非弾性繊維64は、マイクロフ ァイバーであればよい、即ち約300ミクロン乃至約1、000ミクロンの平均 直径を有するマイクロファイバーであればよい。 非弾性繊維64のシート、即ちマット70がローラー装置72によってピッカ ーロール66に給送される。ピッカーロール66の歯68が非弾性繊維70のマ ットを分離した非弾性繊維64にした後、個々の非弾性繊維64がノズル74を 通って弾性ブロックコポリマー繊維、即ちマイクロファイバー24の流れに向か って搬送される。ハウング76は、ピッカーロール66を囲み、ハウジング76 とピッカーロール66の歯68の表面との間の通路、即ち間隙78を形成する。 例えば空気のようなガス(図示せず)が、ガスダクト80によって、ピッカーロ ール66の表面とハウジング76との間の通路、即ち間隙78に供給される。ガ スダクト80は、ノズル74と間隙78との結合部82で、ほぼ通路、即ちギャ ップ78に入る。ガスが十分な量で供給されて媒体として作用し、非弾性繊維6 4をノズル74を通して運ぶ。ダクト80から供給されたガスは、非弾性繊維6 4をピッカーロール66の歯68から取り除く際に補助として作用する。しかし ながら、ダクト84を通って供給されたガスは、非弾性繊維64をピッカーロー ル66の歯から取り除く。ガスが、例えば空気ブロワー(図示せず)のような従 来の装置によって供給されてもよい。 一般的に、個々の非弾性繊維64は、ほぼピッカーロール66の歯68を通る 速度でノズル74を通って搬送される。言い換えれば、非弾性繊維64は、ピッ カーロール66の歯68を通り、ノズル74に入るとき、ピッカーロール66の 歯68を通る地点からの大きさと方向において、この速度をほぼ維持する。この ような構造が、アンダーソン他による、米国特許第4、100、324号に詳細 に開示されており、繊維のフロックを減少させることを助ける。本発明は、この 先行技術を引用し、この特許明細書の記述を本明細書の記述の一部とする。 充分な非弾性繊維64の速度を維持することを助けるものとして、ノズル74 の結合部82でピッカーロール66と通路78とが接触する平面にノズル74の 長手方向の軸線がほぼ平行になるように、ノズル74が配置される。この形状の 結果として、非弾性繊維64の速度は、非弾性繊維64とノズル74の壁との接 触によって、実質的に変更されない。非弾性繊維がマット、即ちバット70から 離れた後、非弾性繊維64は瞬間的にピッカーロール66の歯68と接触したま まである場合には、ノズル74の軸線が適切に調整されて、非弾性繊維64がピ ッカーロール66の歯68から離脱する点で、非弾性繊維64の速度の方向と整 列するようになる。非弾性繊維64のピッカーロール66の歯68からの離脱は 、加圧されたガス、即ち空気貫通ダクトを設けることによってなされる。 ノズル74がダイ先端22の下側である垂直方向の距離86が複合ウェブ88 の特性を変化させるために調整される。先端22からのノズル74の先端92の 水平方方向の様々な距離90は、最終的な弾性不織ウェブ88において変化を与 える。垂直方向の距離86と水平方向の距離90の値は、材料がエラストマーブ ロックコポリマー繊維24に添加される状態で変化する。ピッカーロール66に 沿ったノズル74の幅とノズル74がピッカーロール66から延びる長さは、繊 維24の流れ全体にわたる非弾性繊維64の最適な分布を得る際に重要である。 ノズル74の長さは、装置の設計が許す限り短いことが一般的に望ましい。この 長さは、一般的に、ピッカーロール66の半径にほぼ等しい最小長さに制限され る。通常、ノズル74の幅は、ピッカーロール66に給送されるシート、即ちマ ット70の幅を越えてはならない。 ピッカーロール66は、様々な粒子を含む複合不織ウェブ88を形成する従来 の粒子噴射システムによって置き換えられてもよい。従来の粒子噴射システムが 図4に図示したシステムに付け加えられる場合には、複合不織ウェブ88が生成 される前に粒子と非弾性繊維との組合わせを弾性ブロックコポリマー繊維に加え ることができる。図4では、さらに、非弾性繊維64を搬送するガス流れが、2 つの流れが合体する地点において弾性ブロックコポリマー繊維24の流れが動く 方向にほぼ垂直である方向に動くことを示す。2つの流れの別の合体角度を用い てもよい。非弾性繊維64のガスの流れの速度は、一般的にエラストマーブロッ クコポリマー繊維24の流れの速度よりも小さいように調整される。これによっ て、流れが合体し一体化すると、この流れはエラストマーブロックコポリマー繊 維24の流れの方向とほぼ同じ方向に流れることができる。実際、2つの流れの 合体が、非弾性繊維64がエラストマーブロックコポリマー繊維24の流れに引 っ張られる吸引効果といくらか似た方法で達成してもよい。所望であれば、2つ のガスの間の速度差は、非弾性繊維64が乱流方法でエラストマーブロックコポ リマー繊維24に一体化されて、非弾性繊維64がエラストマーブロックコポリ マー繊維24を通り、これら全体に渡って均一に混合されるようになる。一般的 に、製造率を増大させるために、エラストマーブロックコポリマー繊維24の流 れを引っ張り縮減するガスの流れは、例えば約60.8メートル(200フィー ト)乃至304メートル(1000フィート)/秒の比較的初期高速度を有して いなればならない。非弾性繊維64を搬送するガスの流れは、例えば約15.2 メートル(50フィート)乃至約60.8メートル(200フィート)/秒の比 較的初期低速度を有していなければならない。エラストマーブロックコポリマー 繊維24を引っ張り縮減するガスの流れがダイ16の間隙42と44から出た後 に、膨張し、速度が瞬時に減少する。 非弾性繊維64の流れをエラストマーブロックコポリマー繊維24の流れと合 体して一体化し、エラストマーブロックコポリマー繊維24の流れ全体にわたっ て非弾性繊維64をほぼ均一に分布するときに、熱可塑性繊維22と非弾性繊維 64の複合流れ96が形成される。非弾性繊維64をエラストマーブロックコポ リマー繊維24に組み入れるときに、エラストマーブロックコポリマー繊維24 が半溶融されて粘着性が残ったままであるために、非弾性繊維64は、一般的に エラストマーブロックコポリマー繊維24によって形成されたマトリックス内で 機械的に絡み合わされるだけでなく、エラストマーブロックコポリマー繊維24 に熱的に接着されたり、結合される。エラストマーブロックコポリマー繊維24 と非弾性繊維64の複合流れ96を、内部でほぼ均一に分布された非弾性繊維6 4を有するエラストマーブロックコポリマー繊維24の凝集マトリックスからな る複合弾性不織ウェブ、またはマット88に変えるために、収集装置が複合流れ 96の通路内に配置される。この収集装置は、複合不織ウェブ56を形成するよ うに複合流れ96が衝撃を与える図4のエンドレスベルト52であってもよい。 ベルト52は、有孔であり、複合流れ96をベルト52の外面状に保持するのに 役立つ従来の真空装置(図示せず)が一般的に存在する。他の収集装置が本分野 当業者に公知であり、エンドレスベルト52の代わりに用いてもよい。例えば、 多孔性回転ドラム装置を用いてもよい。この後に、複合弾性不織ウェブ88が図 1に示したローラ60、62のようなローラの作用によってスクリーンから取り 除かれる。 本発明の一態様において、弾性繊維ウェブが複合弾性材料に組み込まれてもよ い。一般的に、複合弾性材料は少なくとも2つの位置において少なくとも一つの ギャザー可能層に結合された少なくとも一つの弾性層を有する多層材料であり、 ギャザー可能層は、これが弾性層に結合される位置の間でギャザーされる。結合 位置の間にギャザーされた非弾性材料によって弾性材料が伸びることのできる程 度にまで複合弾性材料が伸張できる。この種の複合弾性材料が、例えばヴァンダ ーウィーレン他により1988年1月19日に発行された米国特許第4、720 、415号に開示されている。本発明は、この先行技術を引用し、この特許明細 書の記述を本明細書の記述の一部とする。 一つの種類の複合弾性材料は伸張―結合積層体と言われる。このような積層体 は、一般的に米国特許第4、720、415号に記載されているように形成され る。例えば、エラストマー繊維が供給ロールからほどかれて、S状ロール装置の ニップを通ることができる。弾性繊維は、整列して形成され、供給ロール上に蓄 積されることなくニップを直接通過する。 弾性ウェブは、逆S字通路内においてS状ロール装置のニップを通過する。S 字状ロール装置から、弾性ウェブが結合ローラ装置によって形成された圧力ニッ プを通る。さらにS字状ロール装置(図示せず)がS字状ロール装置と結合ロー ラ装置との間に導かれて、伸張された材料を安定させ、伸張量を制御する。S字 状ロール装置のローラの周辺線形速度が結合ローラ装置のローラの周辺線形速度 よりも小さいように制御されるために、弾性ウェブはS字状ロール装置と結合ロ ール装置の圧力ニップとの間で引っ張られる。ローラの速度における差を調整す ることによって、弾性ウェブが引っ張られて、所望量だけ伸びてこのような伸張 した状態を維持するようにする。 同時に、第一及び第二のギャザー可能層が供給ロールからほどかれて、結合ロ ーラ装置の先端を通る。第一のギャザー可能層、または第二ギャザー可能層は、 例えば、溶融吹き込み加工、スパンボンド加工、或いはフィルム押出し加工のよ うな押出し加工によって整列して形成され、供給ロール上に最初に蓄積されるこ となくニップを直接通る。 結合ローラ装置を通る間、第一のギャザー可能層と第二のギャザー可能層は、 弾性ウェブ(このウェブが伸張した状態の間に)に結合され複合弾性材料(即ち 伸張―結合された積層体)を形成する。 伸張―結合積層体は、S字状ロール及び結合ロール装置によって加えられた引 っ張り力を解放すると、ただちに弛緩し、これによって、第一ギャザー可能層及 び第二ギャザー可能層が伸張―結合積層体内に集められることになる。この伸張 −結合積層体はワインダーに巻かれる。 例1 繊維不織弾性ウェブは、約75.0重量%の、シェルケミカル社から入手した スチレン―ポリ(エチレン―プロピレン)―スチレン―ポリ(エチレン―プロピ レン)弾性テトラブロックコポリマー(分子量63、000)と、20.0重量 %のREGALREZ1126粘着付与樹脂と、5.0重量%のDrakeol 34鉱油と、の配合物を溶融吹き込みすることによって形成された。この配合物 は、約7乃至8グラム/10分の溶融流量率を有する。この配合物の溶融流量率 は、10分間以内の2160グラム荷重のもとにおける190°CでASTMD 1238に従って求められる。 配合物の溶融吹き込みは、ダイの先端の線形2.54センチメートル(1イン チ)あたり30個の押出し細管を有する溶融吹き込みダイを通して配合物を押し 出すことによって達成された。細管のそれぞれは、約0、5ミリメートル(0. 0197インチ)の直径と約2.8ミリメートル(0.113インチ)の長さを 有している。弾性配合物は、約260°C(480°F)の温度で分あたり0. 55グラム/細管の割合で細管を通った。ダイ先端内の溶融された配合物にかけ られた押出し圧は、27.7kg/m2(395psi)ゲージとして計測され た。細管の両側に空気通路を形成する空気プレートのリップの外面の平面から約 2ミリメートル(0.008インチ)正の方向に突出するように、ダイ先端形状 が調整される。空気プレートは、それぞれが押出し細管の片側にある、2つの空 気通路が約1.5ミリメートル(0.060インチ)の幅、即ち間隙の空気通路 を形成するように調整された。配合物を溶融吹き込みする形成空気が、0.14 kg/cm2(2.0psi)ゲージのもとで254°C(490°F)の温度 で空気通路に供給された。このように形成された溶融吹き込みされた繊維は、ダ イ先端からほぼ30.48センチメートル(12インチ)である形成スクリーン 上に吹き込まれた。溶融吹き込み繊維は、形成スクリーン上に収集されて、基本 重量が約73.3グラム/平方メートル(gsm)の凝集性不織ウェブを形成す る。 例2乃至6は、例1に従って導かれる。これらの例に関する押出し可能配合物 は、様々な量の、シェルケミカル社から入手したスチレン―ポリ(エチレン―プ ロピレン)―スチレン―ポリ(エチレン―プロピレン)エラストマーブロックコ ポリマー(分子量63、000)と、ポリオレフィン(PetrothaneN A 601 ポリエチレン)、粘着付与性樹脂(REGALREZ 1126 炭化水素樹脂)及びエキステンダー油(Drakeol 34白色鉱油)を混和 することによって準備された。各成分量は、各押出しエラストマー複合物に対し て表2において重量%で表される。例えば酸化防止剤のような少量存在する添加 物は表2の式に示されていない。溶融吹き込みされたウェブが、シェルケミカル 社から登録商標名KRATON G−1657:Petrothene NA 601ポリエチレン及びREGALREZ1126粘着性付与樹脂からなるトリ ブロックコポリマー(即ち、スチレン―ポリ(エチレン―ブチレン)―スチレン ―エラストマーブロックコポリマー)のような配合物から形成されたことを除け ば、図7は、例1乃至図6に従って導かれる。 全ての溶融吹き込みされたウェブが、ダイ先端の線形1インチあたり30個の 押出し細管を有する溶融吹き込みダイを用いることで用意された。溶融吹き込み ダイのそれぞれの細管の直径は約0.5ミリメートル(0.0197インチ)で あり、長さは約2.8ミリートル(0.113インチ)であった。例2乃至7の 様々な工程のパラメータを表3に詳細に記載する。 引張試験及びサイクリングデータ 例1乃至7において作り出された溶融吹き込みされたウェブが試験されて、こ れらの材料の引張特性を判定する。この試験の結果が表4に記録されている。マ サチュセッツ州、ストグトン在住のシンテック社から入手可能なシンテック2の コンピュータで処理された材料の試験システム上で試験された。サンプルの大き さは、約2.54センチメートル(1インチ)×15.24センチメートル(6 インチ)(6インチの大きさは機械方向である)であり、ゲージ長さは100m m(約4インチ)、停止荷重は2000グラムで設定され、クロスヘッド速度は 約500ミリメートル/分であった。第一回のサイクル荷重部分の間、100% の伸張(即ち、材料の初期の長さの200%)と、250%の伸張(即ち、材料 の初期長さの350%)での荷重と、サイクルの非荷重部分の間の100%伸張 での荷重とで、計測された。第二サイクルの荷重部分の間、100%の伸びと2 50%の伸びで、第二のサイクルの非荷重の間100%の伸張で、この計測が繰 り返された。次いで、500ミリメートル/分でサンプルが300%(即ち、材 料の初期の長さの400%)まで伸ばされて、(a)300%の伸びに達し、( b)1分の間300%の伸びで保持された後、(c)20分の間、300%の伸 びに保持された後で荷重が計測された。300%伸びた後計測された初期の荷重 と、20分の間300%の伸びて計測された荷重との間の差が求められた。第一 回の伸びの勾配(100%乃至250%の伸び)が次の式を用いて求められた。 第1回の伸びの勾配=(荷重250%−荷重100%)/(長さ250%−長さ100% 本発明は、好ましい実施例に基づいて記載してきたが、本発明によって得られ た事項は特定の実施例に制限されるものではない。本発明の目的は、以下の請求 の範囲の精神と範囲内に含まれているように全ての他の変更例、変形例及び均等 例を含んでいる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AT,AU,BB,BG,BR,BY, CA,CH,CN,CZ,DE,DK,ES,FI,G B,HU,JP,KP,KR,KZ,LK,LU,LV ,MG,MN,MW,NL,NO,NZ,PL,PT, RO,RU,SD,SE,SK,UA,UZ,VN

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.エラストマーA−B−A−Bテトラブロックコポリマーからなり、前記Aが 熱可塑性ポリマーブロックで、前記Bがポリ(エチレン―プロピレン)モノマー 単位に実質的に水素化されたイソピレンモノマーである、押出し可能配合物から 形成された繊維の凝集マトリックスからなる弾性不織ウェブにおいて、 該ウェブは、これが約250%まで伸びる間に、局部的に一定である約1.2 5未満の弾性係数を有するようになっていることを特徴とする弾性不織ウェブ。 2.前記ウェブは、該ウェブが約250%まで伸びる間、局部的に一定である約 1未満の弾性係数を有するようになっていることを特徴とする請求項1に記載の 弾性不織ウェブ。 3.前記エラストマーA−B−A−Bテトラブロックコポリマーは、式 を有しており、mは約40乃至75の整数であり、nは約500乃至1000の 整数であり、pは約75乃至125の整数であり、Rはフェニール基であること を特徴とする請求項1に記載の弾性不織ウェブ。 4.前記エラストマーA−B−A−Bテトラブロックコポリマーの平均分子量は 約48、000乃至約94、000であり、ポリスチレン末端ブロックとポリ( エチレン―プロピレン)中間ブロックと末端ブロックの重量比は、約10:90 乃至約25:75であることを特徴とする請求項1に記載の弾性不織ウェブ。 5.前記押出し可能配合物は、水素化された炭化水素樹脂とテルペン炭化水素樹 脂を含むグループから選択された粘着付与性樹脂を備えていることを特徴とする 請求項1に記載の弾性不織ウェブ。 6.前記配合物は、ポリオレフィンを含むことを特徴とする請求項1に記載の弾 性不織ウェブ。 7.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、ポリブチレン コポリ マー及びこれらの混合物を含むグループから選択されることを特徴とする請求項 6に記載の弾性不織ウェブ。 8.前記配合物は、エキステンダー油を含んでいることを特徴とする請求項1に 記載の弾性不織ウェブ。 9.前記配合物は、約50重量%乃至約80重量%のエラストマーA−B−A− Bテトラブロックコポリマーと、約15重量%乃至約28重量%の粘着付与性樹 脂と、約3重量%乃至約23重量%のポリオレフィンと、約0乃至約15重量% のエキステンダー油とからなることを特徴とする請求項1に記載の弾性不織ウェ ブ。 10.前記繊維は、溶融吹き込みされた繊維であることを特徴とする請求項1に記 載の弾性不織ウェブ。 11.前記溶融吹き込みされた繊維は、マイクロファイバーを含んでいることを特 徴とする請求項10に記載の弾性不織ウェブ。 12.請求項1に記載の弾性不織ウェブと、 該弾性ウェブに間隔をあけて結合されており、この間隔のあいた結合位置の間 にギャザーされるようになった少なくとも一つのギャザー可能層と、 を備える複合弾性材料。 13.前記ギャザー可能層は繊維からなる不織ウェブであることを特徴とする請求 項12に記載の複合弾性材料。 14.前記ギャザー可能層は、スパンボンドされた繊維ウェブ、溶融吹き込みされ た繊維ウェブ、結合されてカーディングされた繊維ウェブ、スパンボンドされた 繊維ウェブ、溶融吹き込みされた繊維ウェブ、結合されてカーディングされた繊 維ウェブの少なくとも一つを含む多層材料からなるグループから選択されること を特徴とする請求項13に記載の複合弾性材料。 15.前記ギャザー可能層は、繊維、及び、木材パルプと、ステープル繊維と、粒 子及び超吸収性材料からなるグループから選択される一つか、二つ以上の他の材 料と、の混合物からなる複合材料であることを特徴とする請求項13に記載の複合 弾性材料。 16.Aが熱可塑性ポリマーブロックであり、Bがポリ(エチレン―プロピレン) モノマー単位に実質的に水素化されたイソピレンモノマー単位である、エラスト マーA−B−A−Bテトラブロックコポリマーと、粘着性付与樹脂とを含む配合 物から形成された弾性繊維の凝集マトリックスと、 非弾性繊維と粒子からなるグループから選択された少なくとも一つの他の材料 と、 からなる一体形成された弾性不織ウェブにおいて、 該ウェブは、このウェブが約250%まで伸びる間、局部的に一定である、約 1.25未満の弾性係数を有することを特徴とする一体形成された弾性不織ウェ ブ。 17.前記ウェブは、該ウェブが約250%まで伸びる間、局部的に一定である、 約1未満の弾性係数を有するようになっていることを特徴とする請求項16に記載 の弾性不織ウェブ。 18.前記弾性繊維は、溶融吹き込みされた繊維であることを特徴とする請求項16 に記載の一体形成された弾性不織ウェブ。 19.前記溶融吹き込みされた繊維は、マイクロファイバーを含んでいることを特 徴とする請求項18に記載の一体形成された弾性不織ウェブ。 20.約20重量%乃至約99重量%の弾性繊維と、約1重量%乃至約80重量% の他の材料から構成されることを特徴とする請求項16に記載の一体形成された弾 性不織ウェブ。 21.前記非弾性繊維は、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、植物繊維、ポリオ レフィン繊維、セルロース誘導体繊維、多成分繊維、天然繊維、吸収性繊維、電 気的導電性繊維、又は前記非弾性繊維の2つか、それ以上の配合からなるグルー プから選択されることを特徴とする請求項16に記載の弾性不織ウェブ。 22.前記粒子材料は、活性化ターコール、及び超吸収性体からなる前記グループ から選択されることを特徴とする請求項16に記載の一体形成された弾性不織ウェ ブ。 23.請求項16に関する一体形成された弾性不織ウェブと、 該一体形成された弾性ウェブに間隔をあけて結合されており、前記間隔のあい た結合位置の間にギャザーされるようになった少なくとも一つのギャザー可能層 と、 を備える複合弾性材料。 24.Aが熱可塑性ブロックであり、Bがポリ(エチレン―プロピレン)モノマー 単位に実質的に水素化されたイソピレンモノマー単位である、エラストマーA− B−A−Bテトラブロックコポリマーと、接着性付与樹脂と、を備えた配合物か ら形成され、前記ウェブが約250%まで伸びる間局部的に一定である約1.2 5未満の弾性係数を有するようになっている少なくとも一つの弾性シートと、 間隔をあけて該弾性シートに結合され、この間隔のあいた位置の間にギャザー されるようになった少なくとも一つのギャザー可能層と、 からなる複合弾性材料。
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