JP2006520863A - パターン接合不織布 - Google Patents

Abstract

形状によって画定される少なくとも１つの領域付きの少なくとも１つの形状を有する接合点の幾何学的に繰り返しの、視覚的に識別できる基本パターンと、前記基本パターン内に組み込まれた第２の視覚的に区別できる接合パターンとを有する不織繊維ウェブを含んでなるパターン接合不織布。

Description

本発明は、第１接合パターン内に第２パターンを接合されたパターン接合不織布に関する。

接合不織布の多くの製造方法が当該技術分野で公知である。具体的には、その一方または両方がそれらの表面上に陸および凹部のパターンを有してもよい加熱されたカレンダーロール間のニップにそれを通すことによって不織ウェブの限定領域で接合するために熱および圧力をかけることは公知である。かかる接合工程中に、不織ウェブを構成する繊維のタイプに依存して、接合領域は自生的に形成されてもよい、すなわち、ウェブの繊維は少なくともパターン領域で溶融融合される、または接着剤の添加で形成されてもよい。

接合不織布の物理的性質が接合の程度およびパターンに関係することは当該技術分野では公知である。一般に、大きな接合面積が、柔軟性および多孔性を犠牲にして、寸法安定性を不織布に与えるために適用されてもよく、幾何学的に繰り返しの接合パターンが等方的寸法安定性を与えるために用いられる。しかしながら、異なる用途についての異なる特性要件がランダムまたは不規則パターンの使用を指示するかもしれない。

表面耐磨耗性、ウェブ強度および寸法安定性のような布の特性を大きく変えることなく布を特定するために視覚的に区別できる接合パターンを用いる方法があるならば、それは有用であろう。サヨヴィッツ（Ｓａｙｏｖｉｔｚ）らに付与された（特許文献１）は、接合領域の幾何学的に繰り返しの基本パターンであって、該接合領域の幾らかの規則的パターンが取り除かれて視覚的に区別できる接合パターンを作り出している基本パターンを開示している。しかしながら、幾らかの接合領域の欠如は、布のより少ない接合につながり、より弱い布およびより多い布毛羽立ちをもたらし得る。幾つかの隣接接合点が取り除かれた場合、布のさらにより少ない接合が起こり、それはさらにより弱い布およびさらにより多くの布毛羽立ちにつながり得る。視覚的に区別できる第２接合パターンを作り出すのに十分に接合パターンを変えるが、接合点の数を維持して布強度および布毛羽立ちレベルを維持するパターン接合不織布を有することは望ましいであろう。

米国特許第６，０９３，６６５号明細書

本発明の一実施形態は、形状によって画定される少なくとも１つの領域付きの少なくとも１つの形状を有する接合点の幾何学的に繰り返しの、視覚的に識別できる基本パターンと、前記基本パターン内に組み込まれた第２の視覚的に区別できる接合パターンとを有する不織繊維ウェブを含んでなるパターン接合不織布である。

本発明は、１つもしくはそれ以上の視覚的に認識できるおよび識別できる第２接合パターンを有する不織布を提供する。視覚的に認識できる第２接合パターンは、表面耐摩耗性、ウェブ強度および寸法安定性のような布の有用な特性を大きく犠牲にすることなく、不織布識別機構として非常に適している。従って、本発明は、不織布の起源、特性および性質、例えば、重量、組成、疎水性、親水性などの様々な情報源を示すための、および各布について指定された用途、例えば、医療着もしくは手術着またはドレープのような医療用途、ジャンプスーツ、作業服、手袋、白衣などをはじめとする保護アパレルの物品用のよ
うな環境用途を示すための識別マークを作り出すために用いることができる。さらに、接合パターンは、位置合わせ点または境界画定点としての役割を果たしてかかる不織布から衣服、おむつ、防護衣などのような物品が組み立てられるまたは製造される製造方法を支援することができる。

本発明は、幾何学的に繰り返しの基本接合パターンを有する不織布に有用である。基本接合パターンのための接合点のサイズ、形状、配置およびパターンは、基本接合点によって作り出されたパターンが規則的であり、繰り返しである限り、広く変わってもよい。不織布の異なる用途に必要とされる美感効果および物理的性質に依存して、繰り返し接合パターンにおける隣接接合点間の距離だけでなく各接合点のサイズおよび／または形状も変わってもよい。上述のように、布の全接合面積および接合点のサイズは、異なる特性を不織布に与える。例えば、高度に接合された領域は寸法安定性を与える傾向があるが、より少なく接合された領域は柔軟性、ドレープ性および多孔性を与える。様々な基本接合パターンのうち、特に有用なパターンは、一様な形状およびサイズの接合点を有する等間隔の繰り返し接合パターンである。

本発明は、基本接合パターン内に組み込まれた、視覚的に区別できる第２接合パターンを有するパターン接合不織布であって、表面耐摩耗性、ウェブ強度および寸法安定性のような布の特性を大きく変えることなく布を特定するために用いることができるパターン接合不織布に関する。これは、形状によって画定される少なくとも１つの領域付きの少なくとも１つの形状を有する接合点の幾何学的に繰り返しの、視覚的に識別できる基本接合パターンのパターン接合不織布を使用することによって達成され、ここで、基本接合点の幾つかは、幾何学的な基本接合パターン内に組み込まれた別個の、視覚的に区別できる第２接合パターンを提供するために、例えば、異なる面積の同じ形状接合点、異なる形状接合点および同じ面積、または異なる面積の異なる形状接合点を有することによってなど、基本接合点とは異なる接合点で置き換えられている。

基本接合パターンは、特定配置での形状およびサイズの１つもしくはそれ以上の組合せを示す接合点で構成される。このパターンは、接合点によって作り出されるパターンが規則的であり、繰り返しであり、視覚的に識別できる限りは変わってもよい。

パターン接合不織布の接合点（全接合面積）は不織布の表面の約６％〜約５０％、好ましくは約１０％〜約４０％をカバーする。特定可能な、基本の接合点は別々に不織布の表面の約３％〜約４７％、好ましくは約５％〜約３５％をカバーする。余りにも大きい面積を接合すると、堅い、手触りの粗い布をもたらすが、余りにも小さい面積を接合すると、弱い布をもたらし得る。パターン接合不織布の接合点密度は、ｃｍ^２当たり約８〜約１２８接合点、好ましくはｃｍ^２当たり約１２〜約６４接合点である。任意の個々の接合点の面積は約０．３ｃｍ^２未満、好ましくは約０．２ｃｍ^２未満である。個々の特定可能な第２接合点の面積は、個々の基本接合点の面積の約２５％〜約３００％、好ましくは約４０％〜約２５０％である。

円、卵形、正方形、菱形、線および十字形を含むがそれらに限定されない、多くの形状の接合点を用いることができる。

本不織布の製造に好適な不織ウェブは、容易にパターン接合できる任意の公知の不織ウェブであり、それらはステープルファイバー、連続繊維またはそれらの混合物から製造された繊維ウェブを含むがそれらに限定されず、該繊維は天然、合成またはそれらの混合物であってもよい。さらに、好適な繊維は捲縮または未捲縮であってもよく、合成繊維は単一成分繊維または多成分複合繊維、例えば２成分サイド−バイ−サイドもしくはシース−コア繊維であってもよい。

好適な天然繊維を例示するものには、セルロース系繊維、綿、黄麻、パルプ、木材などが含まれる。天然繊維ウェブが利用される場合、繊維または粉体の形のバインダーまたは接着剤が成分繊維を統合するためにウェブの繊維上にスプレーされてももしくはそれと混合されてもよいし、または接合領域を形成するために別のやり方で塗布されてもよい。好適なバインダーを例示するものには、エチレン・酢酸ビニル、アクリレート接着剤、アクリル接着剤、ラテックスなどが含まれる。

本発明に好適な合成繊維は、繊維を形成することが知られている合成熱可塑性ポリマーから製造され、それらはポリオレフィン、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレンなど；ポリアミド、例えば、ナイロン６、ナイロン６／６、ナイロン１０、ナイロン１２など；ポリエステル、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなど；ポリカーボネート、ポリスチレン、熱可塑性エラストマー、ビニルポリマー、ポリウレタン、ならびにそれらのブレンドおよび共重合体を含むが、それらに限定されない。さらに好適な繊維には、ガラス繊維、炭素繊維、半合成繊維、例えば、ビスコースレーヨン繊維および酢酸セルロース繊維などが含まれる。各ポリマーの公知の特性に従って、合成および半合成ポリマー繊維を自生的に接合することができる。すなわち、ウェブの繊維は熱および圧力下に溶融融合される、またはバインダーの使用で接合することができる。例えば、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ビニルポリマーなどの繊維ウェブは自生的に接合することができ、ガラス繊維および／または炭素繊維のウェブはバインダーの使用を必要とする。

好適なステープルファイバー・ウェブは、紡毛糸もしくは綿カード機またはガーネット機でステープルファイバーの集まりをカーディングすることによって製造されてもよく、好適な連続繊維ウェブはメルトブローン繊維および／またはスパンボンド繊維からウェブを製造する通常のエアレイ法によって製造されてもよい。本明細書で用いるところでは、用語「メルトブローン繊維」は、溶融した熱可塑性ポリマーを複数の微細な、通常円形のダイ毛細管を通して溶融スレッドまたはフィラメントとして、溶融した熱可塑性ポリマーのフィラメントを繊維化してそれらの直径を小さくする高速ガス流れ中へ押し出すことによって形成された繊維を示す。一般に、メルトブローン繊維は約１０ミクロン以下の平均繊維径を有する。繊維が形成された後、それらは高速ガス流れによって運ばれ、収集面上に沈積されてランダムに分散されたメルトブローン繊維のウェブを形成する。かかる方法は、例えば、ブチン（Ｂｕｔｉｎ）に付与された米国特許第３，８４９，２４１号明細書に開示されている。本明細書で用いるところでは、用語「スパンボンド繊維」は、溶融した熱可塑性ポリマーを紡糸口金の複数の微細な、通常円形の毛細管からフィラメントとして押し出すことによって形成される小直径繊維を意味する。押し出されたフィラメントは次に、引き出す機構または他の周知の延伸機構によって急速に延伸される。生じた繊維は、一般に、メルトブローン繊維のそれより大きな平均直径を有する。典型的には、スパンボンド繊維は１２ミクロンを上回る、約５５ミクロン以下の平均直径を有する。スパンボンドウェブの製造は、例えば、アペル（Ａｐｐｅｌ）らに付与された米国特許第４，３４０，５６３号明細書、およびドルシュナー（Ｄｏｒｓｃｈｎｅｒ）らに付与された米国特許第３，６９２，６１８号明細書に開示されている。

本発明の布にはさらに、２つ以上の上述の不織ウェブのラミネートおよび不織ウェブとフィルムとのラミネートが含まれる。多数のウェブを含むラミネートの有用な例は、様々な濾過能力を与えるために該スパンボンドウェブの間でラミネートの内側に１つもしくはそれ以上のメルトブローンウェブと共に強度を与えるためにラミネートの外側にスパンボンドウェブ付きのサンドイッチ構造である。当該技術分野で公知の様々なフィルム、特に熱可塑性フィルムを、湿気、化学薬品および香気バリア特性のような追加のバリア特性を与えるために、自生的にまたはバインダーを使って、不織ウェブに接合することができる
。有用な熱可塑性フィルムは、例えば、ポリオレフィン、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレンなど；ポリアミド、例えば、ナイロン６、ナイロン６／６、ナイロン１０、ナイロン１２など；ポリエステル、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなど；ポリカーボネート、ポリスチレン、熱可塑性エラストマー、ビニルポリマー、ポリウレタン、ならびにそれらのブレンドおよび共重合体から製造することができる。

本発明は、当該技術分野で公知の任意のパターン接合形成方法を用いて行うことができる。好ましくは、接合パターンは、通常のカレンダー接合方法を用いて付けられる。一般に、カレンダー接合方法は、ロール間のニップにウェブを通すことによりウェブの限定領域で接合するためにパターンロール・ペアを用い、そのロールの少なくとも１つは加熱され、その表面上に陸および凹部のパターンを有する。あるいはまた、接合パターンは、超音波作業ホーンおよびアンビルにより形成されたギャップにウェブを通すことによって付けることができる。アンビルは、パターン接合布を提供するために***部分を有するロールの形にあってもよい。

パターンロールの温度およびニップ圧は、過度の収縮またはウェブ劣化のような望ましくない付随する副次的悪影響を及ぼすことなく接合を達成するように選択されるべきである。適切なロール温度およびニップ圧は一般にウェブ速度、ウェブ坪量、繊維特性、接着剤の有無などのようなパラメーターによってある程度影響を受けるが、約７ＭＰａ〜約３５０ＭＰａの***点上のニップ圧（ピン圧）と組み合わせて、ロール温度は成分繊維ポリマーの軟化温度と結晶溶融温度との間の範囲にあることが好ましい。甚だしい繊維溶融が起こる温度にウェブを曝すことは望ましくないかもしれない。例えば、ポリプロピレンウェブに好ましいパターン接合設定値は、約１２７℃〜１６０℃の範囲のロール温度、および約７ＭＰａ〜約７００ＭＰａの範囲のピン圧である。しかしながら、統合し、本接合パターンを形成するためにメルト接着剤以外の接着剤が利用される場合、接着剤が硬化して永続的な接合を形成するまで繊維を適所に保持するために最小限のピン圧が必要とされるに過ぎないので、何の著しい熱および圧力もかけられる必要がない。

本発明に好適なパターンロールは、パターン化ロール用のスチールおよび平滑ロール用の高温ゴムのような周知の材料から、および当該技術分野で周知の方法により製造されてもよい。パターンロールは、所望のパターンを含む金型から製造されてもよい。好適なパターンロール形成手順は彫刻技術で周知である。本発明の接合パターンはまた、上記のインライン・ロールパターン化法の代替策として、雄型および雌型を用いて当該技術分野で公知のスタンプ法によって形成することもできる。

図１は本発明の接合パターンの具体例を提供する。卵形内の大文字Ｄの第２の視覚的に別個の接合パターンを、幾何学的に繰り返しの基本接合パターン内に見ることができる。図２は図１の拡大部分を提供する。幾何学的に繰り返しの基本接合パターンは円形１０および卵形１２接合点で構成される。円１０は、円１０から外へ向かって放射状に広がる６つの卵形１２によって取り囲まれて、ネスト状デイジー花パターンを作り出す。各卵形１２は２つの円１０に隣接している。基本接合点はすべて同じ形状のものまたは異なる形状のものであり得る。視覚的に特定可能な第２接合パターンは菱形形状の接合点１４で構成される。各菱形１４は円１０か卵形１２かのどちらかに置き換わった。図１の菱形のすべては卵形内に大文字Ｄを生み出す。多くの菱形接合点１４は互いに隣接していることがさらに注目される。

図３は、本発明の接合パターンの別の具体例を提供する。視覚的に特定可能な十字形接合パターンの輪郭を、幾何学的に繰り返しの基本接合パターン上に見ることができる。図２と同様に、幾何学的に繰り返しの基本接合パターンは円１０および卵形１２接合点で構
成されてネスト状デイジー花パターンを作り出す。視覚的に特定可能な第２接合パターンは菱形形状の接合点１４で構成される。各菱形１４は円１０か卵形１２かのどちらかに置き換わった。図３の菱形のすべては十字形の輪郭を生み出す。

試験方法
次の実施例は次の試験方法を用いた。ＡＳＴＭは米国材料試験協会（Ａｍｅｒｉｃａｎ
Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）を意味し、ＩＮＤＡは不織布工業会（Ｎｏｎｗｏｖｅｎ Ｆａｂｒｉｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ）を意味する。

坪量は布の単位面積当たりの質量の尺度であり、参照により本明細書によって援用されるＡＳＴＭ Ｄ３７７６によって測定され、ｇ／ｍ^２単位で報告される。

グラブ引張強度は布の破断強度の尺度であり、参照により本明細書によって援用されるＡＳＴＭ Ｄ５０３４に従って行われ、ニュートン（Ｎ）単位で報告される。

伸びはグラブ引張強度試験で破損（破断）前に布が伸びる量の尺度であり、参照により本明細書によって援用されるＡＳＴＭ Ｄ５０３４に従って行われ、パーセントとして報告される。

ハンドル−Ｏ−メーターは布のドレープ適性の尺度であり、参照により本明細書によって援用されるＩＮＤＡ９０．３−９２に従って測定され、グラム（ｇ）単位で報告される。

実施例１
図１に例示するような基本接合点の幾何学的に繰り返しのパターンに接合点の視覚的に区別できる第２パターンを含む本発明の接合パターンを用いて３層布を作り出した。３層布は、参照により本明細書によって援用されるルディシル（Ｒｕｄｉｓｉｌｌ）らに付与された国際公開第０１０９４２５号パンフレットに開示された方法に従って製造されたスパンボンド繊維の２つの外層とメルトブローン繊維の中心層とを含んでなった。スパンボンド繊維は、コアがポリエチレンテレフタレートを含んでなり、シースがポリエチレンを含んでなるシース−コア複合繊維であった。シース対コアの比は５０重量％であった。中心層は、一成分がポリエチレンテレフタレートであり、他がポリエチレンであるサイド−バイ−サイド複合メルトブローン繊維でできていた。ポリエチレンテレフタレート樹脂は該繊維の約６５重量％を含んでなった。各スパンボンド層の重量は２１ｇ／ｍ^２であり、メルトブローン層の重量は１７ｇ／ｍ^２であった。３層を、上部および下部スチール加熱ロールからなるカレンダー装置のニップに供給した。上部ロールは、図１に例示されるように、ネスト状デイジーの基本接合パターン内に組み込まれた卵形内に大文字Ｄを作り出す菱形形状の接合要素の第２パターンで彫刻されており、下部ロールは滑らかなアンビル・ロールであった。図２について言及すると、円１０および卵形１２は布の表面の１５％をカバーする。菱形１４は布の表面の２０％をカバーする。布の接合点密度はｃｍ^２当たり３４点である。両ロールは直径が約４６ｃｍであり、リニアーメーター当たり３５ｋＮのニップ圧設定で約１２０℃に加熱された。ハンドル−Ｏ−メーターならびにグラブ引張および伸びデータは表にある。

比較例Ａ
布を基本パターンの接合点のみを用いて接合したことを除いて、実施例１の同じ３層布を使用した。ハンドル−Ｏ−メーターならびにグラブ引張および伸びデータは表にある。

表からのデータを比較すると、本発明の接合パターンは視覚的に特定可能な第２接合パターンを提供しながら不織布の物理的性質を大きく低下させないことが明らかである。

実施例２
図３は本発明の別の例を示す。十字形の輪郭の視覚的に区別できる接合パターンを幾何学的に繰り返しの基本接合パターン上に見ることができる。図２と同様に、幾何学的に繰り返しの基本接合パターンは円１０および卵形１２接合点で構成されてネスト状デイジー花パターンを作り出す。視覚的に特定可能な第２接合パターンは菱形形状の接合点１４で構成される。各菱形１４が円１０か卵形１２かのどちらかに置き換わってしまった。図３の菱形のすべてが十字形の輪郭を生み出す。円１０および卵形１２は布の表面の１５％をカバーする。菱形１４は布の表面の２０％をカバーする。布の接合点密度はｃｍ^２当たり３０点である。

本発明の例示的な接合パターンである。 図１の接合パターンの拡大部分である。 本発明の別の例示的な接合パターンである。

Claims (12)

1. 形状によって画定される少なくとも１つの領域付きの少なくとも１つの形状を有する接合点の幾何学的に繰り返しの、かつ、視覚的に識別できる基本パターンと、前記基本パターン内に組み込まれた第２の視覚的に区別できる接合パターンとを有する不織繊維ウェブを含んでなるパターン接合不織布。
2. 基本接合パターンの接合点の幾らかが基本接合パターンの接合点とは異なる形状および／または面積を有する第２パターン接合点で置き換えられている請求項１に記載のパターン接合不織布。
3. 第２パターン接合点が異なる面積の基本パターン接合点の同じ形状のものである請求項２に記載のパターン接合不織布。
4. 第２パターン接合点が同じ面積の基本パターン接合点とは異なる形状のものである請求項２に記載のパターン接合不織布。
5. 第２パターン接合点が基本パターン接合点とは異なる形状および異なる面積のものである請求項２に記載のパターン接合不織布。
6. 少なくとも１つの不織繊維ウェブと少なくとも１つのフィルムとのラミネートを含んでなる請求項１に記載のパターン接合不織布。
7. 不織繊維ウェブがステープルファイバー不織ウェブ、スパンボンド不織ウェブおよびメルトブローン不織ウェブから選択される請求項１に記載のパターン接合不織布。
8. マルチプル不織ウェブを含んでなる請求項１に記載のパターン接合不織布。
9. 第１スパンボンド不織ウェブ、少なくとも１つのメルトブローン不織ウェブおよび第２スパンボンド不織ウェブを含んでなる請求項８に記載のパターン接合不織布。
10. 個々の第２パターン接合点の面積が個々の基本パターン接合点の面積の約２５〜約３００％である請求項２に記載のパターン接合不織布。
11. 請求項１に記載のパターン接合不織布を含んでなる防護衣の物品。
12. 請求項１に記載のパターン接合不織布を含んでなるメディカルドレープ。

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