(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つ以上の重合体成分を別々に溶融するステップと、紡糸口金オリフィスから前記２つ以上の溶融重合体成分を押出して多成分フィラメントを形成するステップと、前記フィラメントを急冷空気と接触させて前記フィラメントを冷却および凝固するステップと、細長化器内で前記フィラメントを空圧的に細長化および延伸するステップと、動いている通気性連続ベルト上に前記フィラメントをランダムに堆積してほぼ連続するフィラメントから成る不織布を形成するステップと、結合器を通過するように前記ウェブを導き、前記フィラメントを結合させて、前記ウェブを凝集性不織布に加工するステップとを含んでいる、多成分フィラメントからスパンボンド不織布を製造するプロセスにおいて、スピンビーム組立体を通過するように前記２つ以上の溶融重合体成分を別々に導き、前記スピンビーム組立体は分配プレートを備え、該分配プレートは、前記別々の溶融重合体成分が複数の紡糸口金オリフィスで組合せられ、多成分フィラメントを形成するように構成され、前記紡糸口金オリフィスは、メートル当たり少なくとも３０００オリフィスの密度で配置され、独立して制御可能な第１のブロワから前記急冷チャンバに流入して、フィラメントと接触するように急冷空気を導き、前記フィラメントを冷却および凝固し、前記フィラメントと一緒に前記細長化器を通過するように前記急冷空気を導くべく前記急冷チャンバと前記細長化器とが接続されており、前記フィラメントを前記細長化器から取出してフィラメント堆積装置を通過させ、前記動いている通気性ベルト上に堆積させて、独立して制御可能な第２のブロワにより前記通気性ベルトの下方から吸引し、前記堆積装置および前記通気性ベルトを通過するように空気を吸引することを特徴とするプロセス。
【請求項２】
前記２つ以上の重合体成分は、横断面で見て、シースとコアの模様、横並び模様、複数の扇形に切断されたパイの模様、海に浮かぶ複数の孤島の模様、あるいは傾斜模様から選択された模様の形態で配置されている、請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
一方の重合体成分はポリエチレンであり、他方の重合体成分はポリプロピレンである、請求項１に記載のプロセス。
【請求項４】
前記スピンビーム組立体を通過するように導かれ、前記紡糸口金オリフィスで組合せられる前記重合体成分は、シース・コア模様の２成分フィラメントを形成するように配置されている２つの重合体成分であり、前記重合体成分のうち第１のものはポリプロピレンであり、第２の重合体成分は、前記ポリプロピレン重合体成分と異なる性質の重合体である、請求項１に記載のプロセス。
【請求項５】
前記第１の重合体成分はポリエチレンである、請求項４に記載のプロセス。
【請求項６】
前記第２の重合体成分は異なるポリプロピレンである、請求項４に記載のプロセス。
【請求項７】
結合器を通過するように前記ウェブを導くステップは、型押されたカレンダーロールを含むカレンダーを通過するように前記ウェブを導いて、前記布全体に散在する点結合を形成することを含んでいる、請求項１に記載のプロセス。
【請求項８】
それぞれ２つ以上の重合体成分を別々に溶融する２つ以上の押出機と、前記押出機に接続され、前記押出機から前記溶融重合体成分を別々に受取り、紡糸口金オリフィスから前記重合体成分を押出して、多成分フィラメントを形成するスピンビーム組立体と、前記紡糸口金オリフィスから押出された前記フィラメントを受取り、前記フィラメントを急冷空気と接触させて、前記フィラメントを冷却および凝固するように配置されている急冷ゾーンと、前記フィラメントを受取るように配置され、前記フィラメントを空圧的に細長化および延伸するように構成されている細長化器と、前記フィラメントを結合して、前記フィラメントから凝集性不織布を形成する結合器とを備えている、多成分フィラメントからスパンボンド不織布を製造するシステムにおいて、
前記スピンビーム組立体は、前記別々の溶融重合体成分が複数の紡糸口金オリフィスで組合せられ、多成分フィラメントを形成するように構成された分配プレートを備え、前記紡糸口金オリフィスは、メートル当たり少なくとも３０００オリフィスの密度で配置され、独立して制御可能な第１のブロワを有する急冷チャンバが、前記フィラメントと接触するように急冷空気を導き、前記フィラメントを冷却および凝固するように配置され、前記フィラメントと一緒に前記細長化器を通過するように前記急冷空気を導くべく前記急冷チャンバと前記細長化器とが接続されており、フィラメント堆積装置が、前記細長化器から出た前記フィラメントを受取るように配置されており、前記フィラメントは、前記動いている通気性ベルトの上に堆積され、独立して制御可能な第２のブロワにより前記通気性ベルトの下方から吸引して、前記堆積装置および前記通気性ベルトを通過するように空気を吸引したことを特徴とするシステム。
【請求項９】
前記別々の溶融重合体成分が組合せられて成す横断面が、シースとコアの模様、横並び模様、複数の扇形に切断されたパイの模様、海に浮かぶ複数の孤島の模様、あるいは傾斜模様から選択されるように、前記分配プレートが構成されている、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記一方の重合体成分はポリプロピレンであり、前記他方の重合体成分はポリエチレンである、請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
前記スピンビーム組立体を通過するように導かれ、前記紡糸口金オリフィスで組合せられる前記重合体成分は、シース・コア模様の２成分フィラメントを形成するように配置されている２つの重合体成分であり、前記重合体成分のうち第１のものはポリプロピレンであり、第２の重合体成分は、前記ポリプロピレン重合体成分と異なる性質の重合体である、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第２の重合体成分は別のポリエチレンである、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第２の重合体成分は別のポリプロピレンである、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記結合器は、前記布全体に散在する点結合を形成し、型押されたカレンダーロールを含むカレンダーを備えている、請求項８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［発明の分野］
本発明は、スパンボンド不織布の製造の改善に係り、より詳細には、多成分スパンボンド布の改善された製造プロセスおよびシステムに関する。
【０００２】
［発明の概要］
国際公開番号ＷＯ００／０８２４３号によると、多成分フィラメントを有するスパンボンド不織布は、２つ以上の重合体成分を別々に溶融し、紡糸口オリフィスから前記２つ以上の溶融重合体成分を押出して多成分フィラメントを形成し、前記フィラメントを急冷空気と接触させて前記フィラメントを冷却および凝固し、細長化器内で前記フィラメントを空圧的に細長化および延伸し、動いている通気性連続ベルト上に前記フィラメントをランダムに堆積してほぼ連続するフィラメントから成る不織布を形成し、結合器を通過するように前記ウェブを導き、前記フィラメントを結合させて前記ウェブを凝集性不織布に加工することにより製造されている。
【０００３】
本発明は、柔らかさ、強さ、質およびコストの間のバランスが予想外に優れた不織布を提供するものである。これらの布の製造プロセスおよびシステムは、融通性と、当技術分野でこれまで提供あるいは提案されたことのなかった優れた質および低コストの製品設計とを提供する。
【０００４】
本発明の１つの態様では、前記別々の溶融重合体成分が複数の紡糸口金オリフィスで組合せられ、２つ以上の重合体成分を含むフィラメントを形成するように構成された分配プレートを有しているスピンビーム組立体を通過させて前記２つ以上の溶融重合体成分を別々に導き、前記紡糸口金オリフィスは、メートル当たり少なくとも３０００オリフィスの密度で配置され、独立して制御可能な第１のブロワから前記急冷チャンバに流入して、フィラメントと接触するように急冷空気を導き、前記フィラメントを冷却および凝固し、前記フィラメントと一緒に前記細長化器を通過するように前記急冷空気を導くべく前記急冷チャンバと前記細長化器とが接続されており、前記フィラメントを前記細長化器から取出してフィラメント堆積装置を通過させ、前記動いている通気性ベルト上に堆積させて、独立して制御可能な第２のブロワにより前記通気性ベルトの下方から吸引し、前記堆積装置および前記通気性ベルトを通過するように空気を吸引することを特徴とする多成分フィラメントからスパンボンド不織布を製造するプロセスが提供される。
また、本発明は、多成分フィラメントからスパンボンド不織布を製造するシステムも提供する。このシステムは、それぞれ２つ以上の重合体成分を別々に溶融する２つ以上の押出機と、前記押出機に接続され、前記押出機から前記溶融重合体成分を別々に受取り、紡糸口金オリフィスから前記重合体成分を押出して、多成分フィラメントを形成するスピンビーム組立体と、前記紡糸口金オリフィスから押出された前記フィラメントを受取り、前記フィラメントを急冷空気と接触させて、前記フィラメントを冷却および凝固するように配置されている急冷ゾーンと、前記フィラメントを受取るように配置され、前記フィラメントを空圧的に細長化および延伸するように構成されている細長化器と、前記フィラメントを結合して、前記フィラメントから凝集性不織布を形成する結合器とを備えている。本発明のシステムでは、前記スピンビーム組立体は、前記別々の溶融重合体成分が複数の紡糸口金オリフィスで組合せられ、多成分フィラメントを形成するように構成された分配プレートを備え、前記紡糸口金オリフィスは、メートル当たり少なくとも３０００オリフィスの密度で配置され、独立して制御可能な第１のブロワを有する急冷チャンバが、前記フィラメントと接触するように急冷空気を導き、前記フィラメントを冷却および凝固するように配置され、前記フィラメントと一緒に前記細長化器を通過するように前記急冷空気を導くべく前記急冷チャンバと前記細長化器とが接続されており、フィラメント堆積装置が、前記細長化器から出た前記フィラメントを受取るように配置されており、前記フィラメントは、前記動いている通気性ベルトの上に堆積され、独立して制御可能な第２のブロワにより前記通気性ベルトの下方から吸引して、前記堆積装置および前記通気性ベルトを通過するように空気を吸引することを特徴としている。
【０００５】
１つの特別の実施形態では、前記２つ以上の重合体成分の初期処理、溶融および前送りが、それぞれの個別の押出機内で行われている。前記別々の重合体成分は組合せられ、多成分フィラメントとして押出されている。これは、スピンビーム組立体を用いて行われ、該スピンビーム組立体は、Ｈｉｌｌｓ，Ｉｎｃ．から入手可能であり、米国特許第５，１６２，０７４号明細書、米国特許第５，３４４，２９７号明細書および米国特許第５，４６６，４１０号明細書に記載の固有の分配プレート装置を有するスピンパック（ｓｐｉｎ  ｐａｃｋ）を備えている。押出されたフィラメントは、急冷、細長化されて、動いている通気性コンベヤベルト上に堆積される。これは、米国特許第５８１４３４９号明細書に記載のＲｅｉｃｏｆｉｌ  ＩＩＩシステムとして知られているシステムを用いて行われる。コンベヤベルト上でフィラメントから形成されたウェブは、この形で結合されるか、または付加的な層または成分と組合せて結合されている。この結合は、ウェブが結合器を通過させることにより行われている。結合器は、加熱されるカレンダーを備えていることもあり、該カレンダーは、型押されたカレンダーロールを有している。このカレンダーロールは、布全体に散在する点結合を形成するものである。代替的に、結合器は空中通過式結合器を構成することもある。この場合、布は市販の巻取り組立体を用いてロール状に巻かれている。
【０００６】
［発明の実施の形態］
本発明を、添付図面を参照して以下により詳細に説明する。添付図面には本発明の１つの好ましい実施形態が示されている。しかしながら、本発明は、多数の異なる実施形態で実施でき、本明細書に記載の実施形態に限定されるものではない。この実施形態を説明する理由は、この開示が完全完璧なものとなり、当業者に本発明の範囲を完全に伝えることにある。同一の参照番号は、一貫して同一の構成要素を示している。
【０００７】
図１は、本発明のプロセスを行うためのシステムの構成要素を概略的に示している。図示の実施形態おいて、本システムは、２つの別々な繊維状重合体材料を受取って処理するのに適した２つの押出機１１，１２を備えている。このような重合体材料は、通常、重合体チップあるいはフレークの形でメーカから得られるものである。押出機は、供給される重合体材料を受取るのに適した入口ホッパ１３，１４を備えている。押出機は、加熱される押出機バレルを備えている。押出機バレル内には、渦巻き状体または羽根を有する押出スクリューが取付けられており、渦巻き状体または羽根により、一連の加熱ゾーンを通過して重合体材料のチップまたはフレークが運ばれるようになっている。その際、重合体材料は、加熱されて溶融状態となり、押出スクリューがこれを混合するようになっている。このタイプの押出機は、様々なソースから市販されている。
【０００８】
まとめて２０により示されているスピンビーム組立体は、各押出機１１，１２の排出端に連通している。これによってスピンビーム組立体は、各押出機から溶融重合体材料を受取るようになっている。スピンビーム組立体２０は、本装置の幅方向に延びており、製造すべき不織布の幅を決めるようになっている。スピンビーム組立体は、通常、数メートルの長さを有している。スピンビーム組立体には、１つ以上の交換可能なスピンパックが取付けられている。これらスピンパックは、２つの押出機から溶融重合体材料を受取り、重合体材料をろ過してから、紡糸口金プレート内に形成された微細な毛管を通過するように重合体材料を導いている。重合体は、圧力下で毛管オリフィスから押出されて、微細な連続フィラメントを形成するものである。本発明にとって重要なのは、高密度の紡糸口金オリフィスを提供することにある。好ましくは、紡糸口金は、スピンビームの長さのメートル当り少なくとも３０００オリフィスの密度を有し、より好ましくは、メートル当り少なくとも４０００オリフィスの密度を有している。メートル当り６０００もの高い穴密度も、考えられる。
【０００９】
各スピンパックは、サンドイッチ状に一緒にされた一連のプレートから組立てられている。スピンパックの下流端すなわち底部には、前述した紡糸口金オリフィスを有する紡糸口金プレート２２が配置されている。上流端すなわち頂部には、溶融重合体の別々の流れを受取るための複数の入口ポートを有する頂部プレートが配置されている。頂部プレートの下方には、スクリーン支持プレートが配置されている。スクリーン支持プレートは、溶融重合体をろ過するフィルタスクリーンを保持している。スクリーン支持プレートの下方には、調量プレートが配置されている。調量プレート内には、別々の溶融重合体流を分配する流れ分配アパーチュアが形成されている。調量プレートの下方の位置かつ紡糸口金プレート２２の真上の位置には、分配プレート２４が取付けられている。分配プレート２４は、前述の調量プレート内の流れ分配プレートから受取ったそれぞれの溶融重合体材料を別々に運ぶ複数のチャネルを形成している。分配プレート内のチャネルは、それぞれ別々の溶融重合体流のための通路として機能すべく構成され、適切な紡糸口金入口個所に重合体流を導いている。これによって、別々の溶融重合体成分は、紡糸口金オリフィスの入口端で組合せられ、フィラメントの横断面内に所望の幾何学的パターンを作成している。溶融重合体材料が紡糸口金オリフィスから押出されると、別々の重合体成分は、フィラメント横断面内の別々の領域あるいはゾーンを占めることになる。例えば、パターンには、シースとコアの模様、横並び模様、複数の扇形に切断されたパイの模様、海に浮かぶ複数の孤島の模様、傾斜模様、市松模様、オレンジをむいた皮の模様などがある。紡糸口金オリフィスは、丸い横断面を有することもあり、その他の様々な横断面、例えば３葉模様、４葉模様、５葉模様、犬用の骨模様、三角形模様を有することもある。このようにして、様々な横断面のフィラメントが得られることになる。薄い分配プレート２４は、特にエッチングを用いることにより容易に製造可能である。エッチングは、従来の機械加工の方法に比してコストが小さい。分配プレート２４は薄いので、熱伝導が良好であり、非常に小さい容量の重合体を保持するものであるから、スピンパック組立体内の滞在時間が大幅に縮まることになる。これが特に好適であるのは、大幅に異なる融点を有する複数の重合体材料を押出す場合である。すなわち、この場合、スピンパックおよびスピンビームは、溶融重合体の融点の内でより高い融点よりも高い温度で操作されなければならない。スピンパック内で他方の（より低い）融点の重合体材料は、このようなより高い温度に遭遇するが、滞在時間は短くなる。これによって、重合体材料の劣化が弱まることになる。２成分あるいは多成分繊維を製造することについて前述したタイプの分配プレートを用いるスピンパックは、フロリダ州Ｗ．Ｍｅｌｂｏｒｎｅ所在のＨｉｌｌｓ  Ｉｎｃ．により製造され、米国特許第５，１６２，０７４号明細書、米国特許第５，３４４，２９７号明細書および米国特許第５，４６６，４１０号明細書に記載されている。これらの明細書の開示は、引用することにより本明細書の一部を成すものとする。
【００１０】
紡糸口金プレート２２を出ると、押出されたばかりの溶融フィラメントは、下方へ導かれて、急冷チャンバ３０を通過することになる。独立して制御可能なブロワ３１からの空気は、急冷チャンバ３０に流入し、フィラメントと接触するように導かれて、フィラメントを冷却および凝固する。フィラメントは、下方へ移動し続けてフィラメント細長化器３２に入る。フィラメントおよび急冷空気が細長化器３２を通過する際、急冷空気が細長化チャンバを下方へ通過すると、細長化器３２の横断面形状の作用により、急冷チャンバからの急冷空気が加速されることになる。フィラメントは、加速された空気により連行されるので、同様に加速されることになる。これによって、フィラメントは、細長化器を通過する際に細長化（延伸）される。ブロワ速度、細長化器チャネルの間隙および収束に関する幾何学的形状は、プロセスの融通性に応じて調整可能である。
【００１１】
フィラメント細長化器３２の下方の位置には、フィラメント堆積装置３４が取付けられている。フィラメント堆積装置３４の下方に位置し、動いている通気性エンドレスコンベヤベルト４０の上にフィラメントを置くと、フィラメント堆積装置３４は、フィラメントをランダムに分配する。これによって、ランダムに配置されたフィラメントの結合されていないウェブが得られることになる。フィラメント堆積装置３４は、発散する幾何学的形状を有するディフューザと、調整可能な側壁とから構成されている。通気性ベルト４０の下方には、フィラメント堆積装置３４を通過して空気を下方へ吸引する吸引装置４２が配置されている。これによって、吸引装置４２は、フィラメントを通気性ベルト４０上に置くのを助けている。空隙３６は、細長化器３２の下端と、フィラメント堆積装置３４の上端との間に設けられており、周囲の空気が堆積装置３４に流入することが可能となっている。これによって、堆積装置内のフィラメント分布がむらなく、しかもランダムになる。したがって、不織布は、機械の長さ方向および幅方向の両方で良好な均一性を有することになる。
【００１２】
急冷チャンバ、フィラメント細長化器およびフィラメント堆積装置は、ドイツ国Ｔｒｏｉｓｄｏｒｆ所在のＲｅｉｆｅｎｈａｕｓｅｒ  ＧｍｂＨ  ＆  Ｃｏｍｐａｎｙ  Ｍｓｃｈｉｎｅｎｆａｂｒｉｋから入手可能である。このシステムは、米国特許第５８１４３４９号明細書により詳細に記載されている。この明細書の開示は、引用することにより本明細書の一部を成すものとする。このシステムは、Ｒｅｉｆｅｎｈａｕｓｅｒにより「Ｒｅｉｃｏｆｉｌ  ＩＩＩ」システムとして市販されている。
【００１３】
動いている連続エンドレスコンベヤベルト上のフィラメントから成るウェブは、結合器を通過するように導かれて結合され、凝集性不織布を形成することになる。結合は、多数の公知の技術の任意のものにより行うことができる。例えば、１対の加熱されるカレンダーロール４４のニップ（ロール間隙）を通過させる技術、あるいは、空中通過式結合器を通過させる技術などがある。代替的に、フィラメントから成るウェブは、１つ以上の付加的な成分と組合せられて結合され、複合不織布を形成している。このような付加的な成分には、例えば、フィルム、溶融吹込成形ウェブ、あるいは連続フィラメントまたはステープルファイバから成る付加的ウェブなどがある。
【００１４】
多成分フィラメントの重合体成分間の比は任意に選択でき、これによって、融点、結晶化の性質、電気特性、熱性、および混和性を適宜調整することが可能である。したがって、溶融紡糸により多成分フィラメントを得たり、所望の性質の不織布を得たりすることが可能となる。本発明を実施するのに適切な重合体には、例えば、ポリプロピレンおよびポリエチレンを含むポリオレフィン、ナイロンを含むポリアミド、ポリエチレンテレフタレートおよびポリブチレンテレフタレート、熱可塑性エラストマー、熱可塑性エラストマーの共重合体、およびこれらの任意のものの混合物などがある。
【００１５】
本発明の多数の変更およびその他の実施形態は、前述の説明および関連図面に示されている益を有する、本発明に係る当業者に思い浮かぶであろう。したがって、当然理解すべきは、本発明は、開示されている特定の実施形態に限定されず、変更およびその他の実施形態が、添付のクレームの範囲内にあるものとすることである。特定の用語が本明細書において用いられたが、これらの用語は、一般的かつ説明的意味のみに用いられ、限定を目的としたものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る２成分スパンボンド不織布を製造するシステムの構成要素の配置を示す概略図である。
【図１】
0003725866.tif 000002