JPS6211106B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は不織布とそれを処理する方法の分野に
ある。 不織布は一般にスパン・ボンデツド・フアブリ
ツクと名付けられている布帛を包含している。こ
の布帛はよく知られており、適当な材料の連続フ
イラメントを紡出しこれをウエブ状にならべ各部
分があらゆる方向に拡がるようフイラメントを無
作為に配置することによつて形成された布帛を一
般に含んでいる。ウエブは次いでフイラメントを
それらの交差点で互いに結合させるよう処理され
る。その処理は機械的結合、融着または別の結合
材料を用いて行なわれる。それらの製造のための
そのような布帛および方法はよく知られており、
そのような方法の一つはKinneyに与えられた米
国特許第3338992号に記載されている。これら材
料を記載している別の特許はHartmannに与えら
れた米国特許第3554854号である。 本願において用いられるとき、不織布という用
語は、機械的手段、材料の融着または別の結合材
料によりフイラメントの交差点で結合された無作
為に配向されたフイラメントを有する型式の布帛
を指すものであり、フイラメントは連続である。 公知の不織布はそれらの硬さのため即ちドレー
プ性が貧弱であるため、多くの目的には不満足で
あると一般に考えられている。 ある種の不織布の緻密化しても得られた軟らか
さの改良については従来から満足といえるもので
はなかつた。このことは特にポリエステル、ポリ
アミドおよびポリオレフインのスパン・ボンデツ
ド布帛について当てはまつていた。これら布帛の
繊維は吸湿量が少なくそのため湿潤によつて可塑
化または軟化されないということに問題があると
考えられていた。その結果、加工時にそれらが硬
いため、繊維を締めつけ布帛を緻密化するには比
較的大きな力が必要である。スパン・ボンデツド
布帛を緻密化するといくらか硬さを減ずるが望ま
しくない粗剛な表面性質を生ずる大皺が発生する
という結果が一般に生じた。この効果は繊維のデ
ニールと材料の目付けにより大きくなつたり小さ
くなつたりする。 この問題を克服する従来の試みとしては、布帛
を軟らかく繊維をより柔軟にして緻密化を受けや
すいように緻密化温度を正確に調節する努力を包
んでいる。しかしこれは一般に不満足な解決であ
つた。この方法では布帛はかなり収縮するけれど
も、緻密化後冷却すると布帛の硬さは殆ど減じな
い。そして多くの場合実際増大することもある。
温度が高すぎると軟らかさに有害な効果を生ずる
ことが知られている。 また、膨潤剤として働くことが知られている薬
品を加えることにより繊維の圧縮抵抗を減ずる試
みもなされた。その結果はいずれも成果を生じな
かつた。その理由は一般に化学薬品は潤滑剤とし
て働きそのため緻密化工程を妨げたからである。
その上、評価された薬品はいずれも被処理材料の
圧縮係数を著しく減少しなかつた。 従来の緻密化法はある種の布帛の柔軟性の改良
に著しい成功をおさめている。しかし、従来の緻
密化法は主として布帛の縦方向に配向した繊維お
よび繊維片に作用する。その結果、この方法によ
つて得られる布帛の硬さの減少は主として布帛の
縦方向に限定され、布帛の横方向の硬さは僅かし
か減少されない。 圧縮力を増大する試みはブランケツトと材料の
間の摩擦を増大する非潤滑剤の使用に集中した。
布帛の機械的浮き出し法（エンボス法）もまた摩
擦を増大する手段として評価された。また、より
硬いブランケツト（60シヨアＡ硬度計または50シ
ヨアＡ硬度計）は著しい効果を示した。このよう
な硬いブランケツトは特に重目の材料に緻密な圧
縮化を起こした。 本発明者は多くの不織布の圧縮係数が延伸によ
つて著しく減少され得ることを発見した。材料の
布帛をその弾性限界を越えて伸ばすに十分な張力
で機械の方向へ（即ち布帛の供給方向および加え
られる張力の方向へ）延伸し、次いでこれを緻密
化することにより、著しく良好な緻密化が得られ
た。これは緻密化の圧縮力に対する布帛の抵抗の
減少を起こす布帛の圧縮係数の減少にもとずくも
のと考えられる。 なお、弾性限界を越えて伸ばすに十分な張力と
は、材料（フイラメント）をこの張力から解放し
たとき材料が塑性変形（延伸）せしめられていて
元の寸法（長さ）に戻らない程度の張力をいい、
材料に破断（切断）を生ぜしめる程度の張力を意
味するものではない。 もう一つの非常に著しい利点は、材料が延伸さ
れるとき、それは横断方向にネツキングを起こ
す、即ち狭くなる、そのため繊維が横方向におい
て曲げられるということである。このようにして
硬さの著しい減少と共に約20％ほどの横方向の延
伸が達成された。 ここで用いられる緻密化とは、シートまたはウ
エブが厚さが増大したりしわにならないように保
ちながら布帛をその縦方向に縮める工程をいう。 それ故、不織布をより柔軟にしより曲げやすく
する不織布の緻密化方法を提供するのは本発明の
一つの目的である。 別の目的は布帛を二方向に延伸可能にする方法
を提供することである。 更に他の目的は、ある長さに対して直角に伸長
力を加えることにより著しく減少された長さを持
ち得る如何なる材料にも適用し得る如き方法を提
供することである。 その他の目的と利点は付図を参照して行なわれ
る次の記述から明らかになるであろう。 第１図は本発明の一形態を実施するための装置
を図式的に示す平面図である。 第２図は第１図に図式的に示された装置の側立
面図である。 第３図は本発明を実施するための装置の一改変
形態の図式的平面図である。 第４図は第３図の装置の側立面図である。 図面において数字２は前述の如き種類の不織布
のウエブを示し、連続した細長いウエブとして示
されている。第１図と第２図に示された如き方法
においては、ウエブ２は適当な供給源から供給さ
れ、予め定められた速度で回転せしめられている
供給ローラーの挾み線の間を通り、このようにし
てウエブ２のローラーを通る供給速度を定める。
ウエブ２は供給ローラー４からローラー５を越え
てシリンダー１２と、緻密化装置１０の挾みロー
ラー８を越えて引きづられるブランケツト６とに
向けられる。緻密化装置１０はよく知られた構造
と作用を持つているものであり、図面に例示され
cluettの米国特許第2624245号に記載されてい
る。簡単にいうと、緻密化装置は軸のまわりに回
転するよう取り付けられた加熱されたシリンダー
１２を含む。挾みローラー８がローラー１２との
間隔を調節するよう普通に取り付けられており、
比較的厚いエラストマーのブランケツト６がロー
ラー８とシリンダー１２の間で挾みローラー８を
越え、次いでシリンダー１２の弧状部分を越え、
取り上げローラー１４に至り、更に戻りローラー
１６を越えて引きづられ、そこから挾みローラー
８に向けて戻る。よく知られているように、張力
下に保たれシリンダー１２に押し付けられている
ブランケツト６の作用は、装置を通つて供給され
るウエブ材料を皺にすることなく、ウエブの相対
した面を平行にかつほぼ同じ厚さに保ちながら、
ウエブ材料を短縮すること即ち緻密化することで
ある。ウエブの短縮は、ウエブの縦方向にのびて
いる殆どすべてのフイラメントを「微細圧縮」を
受けさせウエブ体内で曲げさせることによつて完
成される。 第１図と第２図に示されているように、ウエブ
２は供給ローラー４からローラー５を越えてブラ
ンケツト６とシリンダー１２の間の挾み線へ向け
られ、挾みローラーとシリンダー１２の運転速度
は供給ローラー４によつて許されるよりも大きな
速度でウエブ２を引こうとする如きものである。
その結果、一般に材料の供給方向にのびているフ
イラメントを積極的に永久的に延伸することとな
る。すなわち、フイラメントはその弾性限界を越
えた張力を受けて延伸される。第１図に示されて
いるように、ウエブの幅が減少すると同時に布帛
の横方向の繊維またはフイラメントの曲りが起こ
る。このことは、一般に縦方向にのびているフイ
ラメントが供給方向に延伸され供給方向に配列し
ようとし横断方向に集まり、そのためその部分は
ウエブの中心方向に向けて内側へ引張られ、それ
に結合している一般に横方向にのびているフイラ
メントは曲げられよじられ、ウエブの幅が横方向
に減少することを意味する。そしてこのことは機
械方向の引張り強力の著しい改良をもたらす。ウ
エブ材料がブランケツト６とシリンダー１２の間
の挾み線にはいると、よく知られた緻密化が起こ
り、この場合では織物繊維の張力が緩められるば
かりでなく、その縦方向および横方向にのびてい
るフイラメントがウエブ内で緻密化され、よじら
れ、または曲げられるとしても、その縦のフイラ
メントは積極的に圧縮下に置かれる。 第３図と第４図に示された装置と工程において
は、第１図および第２図を参照して記載されたよ
うに、ウエブはローラー４を通つて供給され、次
いで延伸ローラー１８を通る。このローラーはロ
ーラー４よりも高速で駆動されているからウエブ
２に永久的延伸を与え、その結果、既に記載され
た幅の減少と横方向の繊維の曲りが起こる。 ウエブが延伸ローラー１８を去るとき、縦方向
のすべての張力は緩められ、そして幅が僅か増大
する。しかしウエブの幅は延伸前よりもまだ小さ
い。次いでウエブは適当な緩衝蓄積装置のゆりか
ご２０または同様なものに緩やかに供給され、そ
こからローラー１９を越えて緻密化装置１０のブ
ランケツト６とシリンダー１２の間の挾み線へ供
給される。この緻密化装置は第１図と第２図に示
されたものと同一であつてもよい。装置１０にお
いてウエブは縦方向に緻密化され、そこから出て
来る製品は第１図と第２図の装置から出て来るも
のと実質的に同一の特性を持つている。 一般に、布帛は所望の幅減小が生ずるまで延伸
された後、緻密化装置に供給される。10％〜30％
の延伸は材料の圧縮係数を約35％減小し従つて緻
密化を極めて容易にすることが発見された。この
工程は先ずウエブを供給方向に延伸し、次いでウ
エブを延伸前のもとの長さに近い長さまで緻密化
装置の中で縦方向に緻密化することは注目すべき
である。しかし、縦方向の緻密化が行なわれてい
る間、ウエブはブランケツト６とシリンダー１２
の間で締めつけられているため、そのもとの横方
向の幅に拡がらないようされている。一般に縦方
向にのびているフイラメントが緻密化され、そし
て一般に横方向にのびているフイラメント部分は
永久的に曲げられ、生成した布帛は柔かさが著し
く増大し、両方向に容易に延伸され得る。そして
横方向の延伸性はウエブの元の幅を回復するに十
分である。本出願者が、材料を実質的に延伸し次
いでこれをもとの長さまで緻密化装置の中で戻す
ことにより、この結果を達成し得た理由の一つ
は、布帛は延伸中自由に狭まるが、緻密化装置中
で縮められるときそのもとの幅に戻らないよう制
限されていることであると考えられる。これら制
限力は、布帛がシリンダーとブランケツトの間で
サンドウイツチ状になつているため起こる。横断
方向の膨張をこのように制限することにより、本
出願者は横断方向の繊維の曲りを積極的に閉じ込
めているのである。 今までに記載したことは、スパン・ボンデツド
布帛は疎水性であり水分を吸収しないから普通の
方法では緻密化され得ないという仮定にもとづい
てなされたが、本発明はかかる疎水性材料に限定
されない。本発明は交差点において如何なる方法
で結合されていてもよいフイラメントまたは繊維
よりなる他の材料で構成された布帛の場合でも有
利に用い得ると考えられる。 ある種の不織布の場合、ウエブに張力をかける
前に少量の水分を加えると達成される狭ばまりの
量が著しく増大することが発見された。この水分
はまた材料の達成さるべき狭ばまりをより容易に
する。即ち引張り力がより小さくてよい。水分で
有利に処理されることが発見された材料の種類と
しては親水性の繊維および／またはバインダーで
ある。これらの布帛に水分を加えるとより曲がり
やすいより変形しやすい結合を生ずる傾向があ
る。そのためシートを破壊することなく機械の方
向に布帛をより多く伸長し従つて幅がより多く減
少し得ることとなる。 材料に対する水分添加の最適量は存在する繊維
とバインダーの種類に確実に関係する。それは実
験的に決定するのがおそらく最もよい。一般に、
所望の水分はシート重量の15％〜25％の範囲にあ
る。 アクリル性のバインダーで結合されたレーヨン
繊維よりなる材料を加工するある特別の場合にお
いて、本出願者は風乾した布帛を僅か約８％しか
延伸し得なかつた。そのため横断方向の幅の減少
は２％であつた。この材料を更に伸ばそうと試み
たらシートは引きちぎられた。しかし、ウエブに
12％の水分を加えることにより（最初７％から全
水分19％まで）、本出願者はウエブを容易に20％
延伸することができた。その結果幅は12％減少し
た。これにより、加工されたウエブの布帛様風合
を著しく改善した。 また、延伸中に熱を加えることは他の種類の材
料、特に熱可塑性の繊維および／またはバインダ
ーの加工に有利であることが発見された。この種
の材料においては、親水性バインダーや繊維で構
成されたウエブにおいて水分が行なうと同様の効
果を熱が発揮するものと考えられる。 実施例 特殊な例として、次の如くE.I.Dupontから４
種類のポリエステルのスパン・ボンデツド布帛が
得られた。 2011 13lbs／3000ft²の標準的直線繊維の布帛 2024 2011と類似のもの、ただし目付は43lbs／
3000ft² 2431 捲縮繊維布帛 T213 上記各織物の繊維が5.5dであつたのに対
し約2.9dの繊維デニールを有する布帛 これら布帛の各々は本発明に従い数種の異なつ
た条件下で加工された。即ち、50シヨアＡおよび
60シヨアＡ硬度計のブランケツトを用いる普通の
緻密化、および延伸後50シヨアＡ硬度計のブラン
ケツトを用い、またある例では60シヨアＡ硬度計
ブランケツトを用いて緻密化した。結果は下に表
示されている。

【表】 延 伸 緻密化装置にはいる前に12〜15％の幅減少を起
こすよう十分な延伸をウエブに与えた。これを達
成するに必要な速度差は約20〜25％であつた。 緻密化 緻密化前にウエブの延伸を行なう場合も行なわ
ない場合も、緻密化条件は次の如くであつた。 挾み圧縮 15％ シリンダー温度^* 140〓 シリンダー表面 テフロン ブランケツト張力 60ポンド／直線インチ
（pounds per linear inch） シート水分 風乾 ＊より高い温度は柔軟性に悪影響を及ぼすこと
が発見された。 緻密化だけの場合に較べて、延伸と緻密化では
すべての場合著しく硬さが減少した。このことは
機械方向の硬さについて当てはまるだけでなくま
た特に横断方向の硬さについても当てはまる。ま
たウエブの引張り強度は少なくとも機機方向にお
いて著しく増大したことを示している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一形態を実施するための装置
を図式的に示す平面図、第２図は第１図に図式的
に示された装置の側立面図、第３図は本発明を実
施するための装置の一改変形態の図式的平面図、
第４図は第３図の装置の側立面図である。なお、
符号の説明を列記すると、 ２：ウエブ、４：供給ローラー、５：ローラ
ー、６：ブランケツト、８：挾みローラー、１
０：緻密化装置、１２：シリンダー、１４：取上
げローラー、１６：戻りローラー、１８：延伸ロ
ーラー、１９：ローラー、２０：ゆりかごであ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 連続フイラメントを有する不織布を柔軟性と
   可撓性を増大するために処理する方法において、
   該不織布のウエブを延伸帯域を通して供給し、そ
   してその一般に縦方向にのびているフイラメント
   をその弾性限界を越えて伸ばすに十分であるがフ
   イラメントを切断させない程度の縦張力を、供給
   方向に、該ウエブに与え、それにより該ウエブの
   横方向寸法を減少し、一般に横方向にのびている
   フイラメントをより曲げる工程；そしてその後
   で、減少された横方向の寸法の該ウエブの縦方向
   に引き伸ばされたフイラメントの大部分を主とし
   て縦方向に緻密化する工程よりなる前記不織布処
   理方法。 ２ 該縦方向の緻密化工程は該ウエブが一般に縦
   方向にのびているフイラメントをその弾性限界を
   越えて伸ばすに十分である張力下にある間に開始
   される特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 該縦方向の緻密化工程を開始する前に該ウエ
   ブにおける張力を緩める工程を含む特許請求の範
   囲第１項に記載の方法。 ４ 該張力は該ウエブを15％〜25％の程度まで伸
   ばすに十分である特許請求の範囲第１項に記載の
   方法。 ５ 該ウエブを縦方向に緻密化しながら、減少し
   た横方向の寸法の該ウエブを横方向に膨張しない
   ように保つ別の工程を含む特許請求の範囲第１項
   に記載の方法。