(57)【要約】  伸縮性布を製造するための方法であって、少なくとも１重量％のバインダー繊維を有する水流交絡前駆体布を提供する工程と、前駆体布を、バインダー繊維の融点より高い温度に加熱する工程と、次に、幅を２０％超だけ低減するのに十分な比で、かつ、１分あたり１０〜８００％の歪み速度で、縦方向に前駆体布を延伸して、約１００％〜５００％までの横方向の伸長性、および５０％の伸長における３０〜９５％の回復を有する伸縮性布を製造する工程を含んでなる方法。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）主として、非弾性ベース繊維と、ベース繊維より低い融点を有する熱可塑性バインダー繊維少なくとも１重量％とを含む水流交絡不織前駆体布を提供する工程と、
（ｂ）前駆体布を、バインダー繊維の融点より高い温度に加熱する工程と、
（ｃ）前駆体の幅を少なくとも２０％だけ低減し、かつ、結果として生じる伸縮性布において１００％を超える横方向の伸びを達成するのに十分な比で、縦方向に前駆体布を延伸する工程と、
（ｄ）張力を解放する前、伸張されたウェブを冷却して、バインダー繊維上に固定された結合点を作る工程と
を含んでなる、伸縮性布の製造方法。
【請求項２】
処理速度が、１分あたり少なくとも３０メートル、好ましくは１分あたり１００〜３００メートルである請求項１に記載の方法。
【請求項３】
処理歪み速度が、１分あたり１０〜８００％である請求項２に記載の方法。
【請求項４】
延伸工程が、２組のＳラップロールの使用を含んでなる請求項１に記載の方法。
【請求項５】
加熱工程が、前駆体布を、あるベース繊維の融点より高い温度に加熱する工程を含んでなる請求項１に記載の方法。
【請求項６】
高温での縦方向の延伸を前駆体に与えて、前駆体の幅を低減し、長さを前駆体から２０％超だけ伸長し、伸縮性布において、前駆体の５０％を超える横方向の伸長性の増加を達成することによって得られる、非弾性繊維から構成された伸縮性布。
【請求項７】
非弾性ベース繊維と、ベース繊維より低い融点を有する非弾性熱可塑性バインダー繊維３０％未満とを含む交絡前駆体ウェブから製造された伸縮性不織布であって、前駆体ウェブが、バインダー繊維の融点より高い高温で縦方向に延伸されて、前駆体の幅を２０％超だけ低減し、伸縮性不織布において、５０％の伸びから３０〜９５％の回復とともに、１００％〜５００％の横方向の伸長性を達成する伸縮性不織布。
【請求項８】
１００％の伸びにおいて４０〜８５％の回復を有する請求項７に記載の伸縮性布。
【請求項９】
１５０％の伸びにおいて１５〜７５％の回復を有する請求項７に記載の伸縮性布。
【請求項１０】
少なくとも１重量％のバインダー繊維を含んでなる請求項７に記載の伸縮性布。
【請求項１１】
開口布、メッシュ布、および網布よりなる群から選択される形態の請求項７に記載の伸縮性布。
【請求項１２】
ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、アクリル、ポリスチレン、ポリアミド、ならびに、熱可塑性繊維と、木材パルプ、綿、レーヨン、およびリヨセルよりなる群から選択される非熱可塑性繊維との混合物よりなる群から選択される熱可塑性ベース繊維を含んでなる請求項７に記載の伸縮性布。
【請求項１３】
ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、アクリル、ポリスチレン、ポリアミド、コポリエステル、さや／芯コポリエステル／ポリエステル、さや／芯ポリエチレン／ポリエステル、およびさや／芯非弾性ポリオレフィン／エラストマーよりなる群から選択されるバインダー繊維を含んでなる請求項７に記載の伸縮性布。
【請求項１４】
綿、木材、および合成繊維よりなる群から選択される熱可塑性繊維および非熱可塑性繊維のベース繊維ブレンドを含んでなる請求項７に記載の伸縮性布。
【請求項１５】
合成繊維がアラミドである請求項１３に記載の伸縮性布。
【請求項１６】
ポリエステルの熱可塑性ベース繊維と、さや／芯バインダー繊維とを含んでなり、芯がポリエステルである請求項７に記載の伸縮性布。
【請求項１７】
さやがコポリエステルである請求項１６に記載の伸縮性布。
【請求項１８】
さやがポリエチレンである請求項１６に記載の伸縮性布。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非弾性水流交絡シートからの弾性不織シートの製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
伸縮性布は、通常、前駆体布に組入れられるか取付けられたゴムまたは何らかの他の弾性材料で製造される。前駆体布は、従来の織物または不織布であることができる。伸縮性不織布を製造する他の方法は、弾性糸、ストリップ、およびフィルムを埋込むかまたは取付けることを含んだ。これらは、接着剤、熱結合、積層、縫合、ステッチボンドなどによって取付けることができる。しかし、すべての場合において、プロセスは高価である。
【０００３】
ハッセンベーラー（Ｈａｓｓｅｎｂｏｅｈｌｅｒ）らへの特許文献１およびツァイ（Ｔｓａｉ）らへの特許文献２は、一方、スパンボンドウェブおよび梳毛ウェブなどの熱可塑性結合不織布を、熱および歪みを用いて処理して、弾性特性を有するウェブを作製できることを示した。これらの熱機械的方法は、熱結合前駆体ウェブを、軟化温度と融点との間の高温のオーブンを通過させ、縦方向の延伸を与えて、ウェブを横方向に圧密化し、大部分の繊維が、主として延伸方向に伸長され整列されることを記載している。ウェブを冷却すると、長手方向に伸長された構成の繊維の固定が、熱結合点で位置記憶を形成し、したがって、ウェブは、横方向に伸張されると回復を示す。しかし、これらの方法は、熱機械的結合またはカレンダ加工された前駆体ウェブを必要とし、処理温度は繊維の融点より低くなければならない。そうでなければ、ウェブは、可塑化され、剛性であり、脆性であり、ほとんど弾性がないか、より悪いことに、プロセスにおいてウェブを破断させる。さらに、そのようなウェブの引張強度が、完全に熱結合に依存し、熱および歪み処理が、大部分の繊維をほとんど、延伸方向に整列させるので、それは、延伸方向に沿った、結果として生じる伸縮性布の引裂強度の重大な低下を引起す。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５，２４４，４８２号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第１５３８２５０  Ａ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
多くの用途の場合、より高い引裂強度を有する、より軟性の布が望ましく、交絡布の使用によって得ることができる。しかし、従来のスパンレース布およびニードルパンチ布は、先行技術に記載された熱および歪みプロセスによって弾性を得ず、というのは、「結合点」が、そのようなプロセスによって永久的に変えられない摩擦および噛合い接触点しかもたらさない交絡によって形成されるからである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、残りのベース繊維の溶融温度より低い溶融温度を有する熱可塑性バインダー繊維を少なくとも１重量％有する水流交絡前駆体布を提供し、前駆体布を、バインダー繊維の融点より高い温度に加熱しながら、前駆体の幅を少なくとも２０％だけ低減するのに十分な比で、かつ、１分あたり１０〜８００％の歪み速度で、縦方向に前駆体布を延伸し、次に、結果として生じるものを周囲温度に冷却して、結果として生じるウェブを硬化させることによって、伸縮性布を製造するための方法に関する。
【０００７】
本発明は、説明された方法によって製造され、横方向の１００％〜５００％の伸長性、および、横方向の、５０％の伸びにおける３０〜９５％の回復を有する伸縮性水流交絡布に関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本方法の１つの目的は、ベース繊維として純弾性繊維を使用しない伸縮性スパンレース布を作製する費用効果的熱機械的プロセスを提供することである。熱結合されて、または熱結合されずに、低パーセンテージの低融点バインダー繊維を非弾性前駆体ウェブに組入れ、バインダー繊維の融点より高い温度で伸張プロセスを行うことによって、可塑化バインダー繊維は、接触点において結合目的を果たし、接触点の周りに固定された繊維のための位置記憶を形成することができる。バインダー繊維のパーセンテージが低いので、本発明の高温プロセスによって剛性がそれほど生じない。
【０００９】
スパンレース不織前駆体の使用は、より望ましい引裂強度を有する、より厚い、より軟性の伸縮性布をもたらす。前駆体布は、主として、（ポリ）エチレンテレフタレート（すなわち、ポリエステル）、またはポリアミドステープル繊維、または、上記合成繊維と、木材パルプ、綿、レーヨン、リヨセルなどの、あるパーセンテージの非熱可塑性繊維との混合物などの非弾性ベース繊維から製造され、次に、少なくとも約１％のバインダー繊維、好ましくは約５％〜３０％のバインダー繊維とブレンドされる。バインダー繊維は、好ましくは、ポリプロピレン、ポリエチレン、コポリエステル、アクリル、ポリアミド、ポリウレタン、およびポリスチレンなどの熱可塑性繊維から製造される。バインダーは、さや／芯、サイド−バイ−サイドなどの二成分繊維であることができる。たとえば、バインダー繊維は、コポリエステルさやおよびポリエステル芯、またはポリエチレンさやおよびポリエステル芯もしくは配合弾性芯を有する二成分ステープル繊維であることができる。コポリエステル組成は、繊維製造業者および所望の属性によって変わることができるが、一般に、ポリ（エチレンテレフタレート）およびイソフタレートのコポリマーから構成される。バインダー繊維のパーセンテージは、布の重量による。さらに処理されてスパンレースウェブになった繊維ウェブに、バインダー繊維を組入れ、次に、これらのバインダー繊維をインラインドライヤ内で活性化することによって、本発明者らは、次に弾性ウェブに変えることができる布を製造した。バインダー繊維の、それら自体および／またはベース繊維との交差点は、スパンボンド布の点結合と同様に作用する。
【００１０】
本発明は、弾性スパンレース（水流交絡）不織ウェブを製造する方法を提供する。熱可塑性バインダー繊維とブレンドされた合成繊維および／または木材パルプ繊維の前駆体ウェブが、開繊、カーディング、または他の適切なウェブ形成プロセス、次いで、水流交絡（スパンレースとも呼ばれる）によって、処理されてウェブになる。スパンレースウェブは、バインダー繊維を少なくとも部分的に溶融するが、布を構成するベース繊維を溶融しないのに十分な高温に曝される。これは、熱風処理、または所望の高温を達成するための任意の他の適切な手段によって行うことができる。バインダー繊維の融点より高い温度に曝されながら、スパンレース布は、１０〜８００％／分の歪み速度での、ウェブ幅を２０％超だけ（好ましくは５５〜７５％の範囲内）低減するのに十分な延伸比での縦方向の延伸処理にかけられる。延伸比は、５〜５０％、好ましくは１０〜２０％であることができる。この高温での延伸工程は、前駆体ウェブ形成プロセスとインラインで、または別個のオフラインプロセスとして行うことができる。前駆体ウェブを加熱する方法は、ウェブの損傷を回避するのに必要なほど短い時間で熱伝達を行うことができる限り、特に限定されない。加熱は、放射または対流によって行うことができる。放射加熱は、赤外線法を用いて行うことができる。対流加熱は、適切な加熱流体、好ましくは、空気などの気体によって行うことができる。
【００１１】
本発明の方法を、図を参照してさらに説明することができる。したがって、伸縮性スパンレース布２が、熱可塑性バインダー繊維を含むスパンレース前駆体ウェブ１を提供することによって製造され、前駆体ウェブは、巻出しロール１０によって支持される。巻出しロール１０は、その長手方向軸の周りに回転され、前駆体ウェブ１は、矢印によって示されるように縦方向（ＭＤ）に、速度Ａで巻出しロール１０を出る。前駆体ウェブは、Ｓラップ１５を介して加熱手段２０内に、加熱手段を通って、加熱手段の出口からＳラップ２５を介して巻取りロール３０に移動する。Ｓラップ２５および巻取りロール３０は、巻出しロール１０およびＳラップ１５の巻出し速度Ａの（１＋Ｘ％）倍高い速度で駆動される。Ｓラップ１５は、ロール１５１および１５２を含んでなる。Ｓラップ２５は、ロール２５１および２５２を含んでなる。係数（１＋Ｘ％）は、本発明の方法における前駆体ウェブの延伸比を定める。本発明によれば、結果として生じる布に、約１００％を超え５００％までの横方向の破断点伸びを生じさせるために、前駆体ウェブは、バインダー繊維の融点より高い温度での、幅を少なくとも２０％だけ低減するのに十分な延伸比、および５０〜８００％／分の範囲内の歪み速度での、縦方向の延伸処理にかけられる。結果として生じる伸縮性布で、商業的に有用な、５０〜２００％の伸長での１５〜８０％の回復を達成することができる。好ましくは、本発明の方法を行うための機械は、商業的生産容量のために構成され、巻出しロールおよび巻取りロールが、３〜４０ｍ、好ましくは約２０〜３０ｍの距離で設置され、加熱デバイスが間に設置される。巻出し機は、有利に、３０ｍ／分を超え、かつ３００ｍ／分まで、好ましくは、少なくとも１００ｍ／分かつ２５０ｍ／分までの商業的速度で動作し、巻取りロールの速度を増加させることによって、１％〜３０％、好ましくは１０〜２０％の延伸比が生じる。歪み速度は１０〜８００％／分に調整される。延伸比は、前駆体ウェブの幅低減の程度に関連し、歪み速度は、一定の延伸比での処理速度に関連する。速度が所望の範囲より低い場合、ウェブが、過熱し、剛性になる傾向があることがわかった。一方、速度が所望の範囲より高い場合、前駆体ウェブは十分に加熱されず、ウェブは延伸処理の間破断することがあるか、ウェブが延伸張力から解放された後、幅低減は維持されない。Ｓラップ１５および２５は、また、延伸手段として働くだけでなく、不織ウェブの移動を制御する。
【００１２】
弾性スパンレースウェブは、前駆体ウェブと比較して２０〜７５％の幅低減、および約１００％〜５００％の横方向の伸長性によって特徴づけられる。特定の幅低減を達成するために必要な延伸比は、前駆体ウェブ構造に非常に依存する。２０％を超える幅低減を得ることが、結果として生じる布における１００％を超える横方向の伸び、およびさらに布を弾性にする可能性を達成するために重要である。さらに、弾性スパンレースウェブの横方向の弾性は、５０％の伸びにおける３０〜９５％の回復、１００％の伸びにおける２５〜７５％の回復、または１５０％の伸びにおける１５〜７５％の回復によって特徴づけられる。結果として生じる伸縮性スパンレース布は、０．２ｍｍ〜３．５ｍｍの厚さ、および２０〜３００ｇ／ｍ２の坪量を有する。
【００１３】
本発明は、さらに、伸縮性不織布を非常に高い費用効果で製造するために利用可能な不織基材の範囲を大きく拡大する本発明の弾性不織ウェブを含む製品を提供する。本発明は、消費者製品；クリーンルーム；医療用フェースマスク、フード、およびグローブ；合成レザー基材用などの複合材および積層体およびコーティング用基材などの分野における用途を有する。
【００１４】
用語解説およびテスト方法
歪み速度（％／ｔ）は、一般に、一片の布が、ある期間で特定の（Ｘ）パーセンテージ延伸され伸長されることと説明される。伸長パーセンテージは、巻取りまたはＳラップ（２５）と巻出しまたはＳラップ（２５）との速度比によって達成することができ、布ランスルーの期間は、Ｄを巻出し速度（Ａ）および［（１＋Ｘ％）Ａ］の巻取り速度の平均値で割ることによって計算することができる。速度Ａは、一般に、次のようにｍ／分で表される。
Ｘ％／｛Ｄ／［Ａ＋（１＋Ｘ％）Ａ］／２｝＝Ｘ％／｛２Ｄ／［Ａ＋（１＋Ｘ％）Ａ］｝＝｛Ｘ％×［Ａ＋（１＋Ｘ％）Ａ］｝／２Ｄ
【００１５】
ウェブ弾性は、次のように、幅５ｃｍ×長さ１０ｃｍのストリップを長手方向軸に沿って測定することによって定義される。
（伸張された長さ−回復された長さ）／（伸張された長さ−元の長さ）。
【００１６】
融点は、熱可塑性繊維が液体になり始める温度である。
【００１７】
ストリップ引張テストは、一方向の応力を受けたときの布の破断強度および伸びまたは歪みの測定である。このテストは、歪み試験機、インストロン（Ｉｎｓｔｒｏｎ）モデル１１２２の一定の速度で行った。本実施例において、幅２インチ（５０ｍｍ）および長さ少なくとも５インチ（１５０ｍｍ）の布のストリップを、布の縦方向および横方向に切断する。１サンプルあたり１０の標本をテストして、平均値を計算した。このテストは、当該技術分野において知られており、一般に、ＡＳＴＭ方法５０３５−９５の規格に従う。結果は、破断に対してポンドで、および破断前の伸びのパーセントで表される。「伸び」という用語は、元の長さのパーセンテージとして表される、引張テストの間の標本の長さの増加を意味する。使用される「伸長性」という用語は、引張テストで測定された破断点伸びと同じである。
【００１８】
引裂強度は、２×２．５インチ（５０ｍｍ×６３．５ｍｍ）の矩形標本を使用して、ＡＳＴＭ  ５７３５から修正されたタング（ｔｏｎｇｕｅ）（１つの裂き）手順によって測定される。１０の標本が処理ごとにテストされ、結果はポンドで表される。
【００１９】
各標本の坪量は、それぞれ、１０のストリップサンプルまたは１２のグラブサンプルの平均重量から計算される。
【００２０】
厚さは、それぞれ、１０のストリップサンプルまたは１２のグラブサンプルの平均である。ストリップサンプルは、ＴＭＩ自動厚さ試験機を使用して、直径２インチの接触領域および１４．７ｇ／ｃｍ２の圧力で測定される。グラブサンプルは、エイムズ（Ａｍｅｓ）厚さゲージを使用して、直径１インチの接触領域および７．４６ｇ／ｃｍ２の圧力で測定した。
【実施例】
【００２１】
次の実施例において、ベース繊維は、ダクロン（Ｄａｃｒｏｎ）（登録商標）タイプ６１２Ｗと識別された、ＤＡＫアメリカズ（ＤＡＫ  Ａｍｅｒｉｃａｓ）から市販されるポリエステルステープル繊維である。バインダー繊維は、ＦＩＴインコーポレーテッド（ＦＩＴ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ）から市販され、タイプ２０１と識別されたさや／芯コポリエステル／ポリエステルステープル繊維である。バインダー繊維の融点は１１０°Ｃ（２３０°Ｆ）であり、前駆体スパンレース布は１５％のバインダー繊維を含む。
【００２２】
実施例１〜１０
前駆体ＡおよびＥは、それぞれ、１平方ヤードあたり１．２および１．８５オンスの坪量を有する。周囲温度での長手方向の延伸の結果は、下の表１に示される。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
周囲温度での長手方向の延伸は、さまざまであり、幅をある程度低減し、結果として生じるウェブの伸長性を向上させることがわかった。約２０％の幅低減で、結果として生じるウェブの横方向の１００％を超える伸長性が達成されたが、５０〜１００％の伸びから、弾性回復があまり観察されなかった。
【００２５】
実施例１１〜２３
前駆体ＣおよびＤは、１平方ヤードあたり０．８オンス（２７ｇ／ｍ２）の坪量を有した。高温での長手方向の延伸の結果は、下の表２に示される。
【００２６】
【表２】
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【００２７】
上の表１および２の結果と対照的に、上記条件で処理されたバインダー繊維がないスパンレース前駆体は、同様の幅低減および横方向の伸長性の向上を達成することができたが、５０〜１００％の伸びから、顕著な弾性回復が見出されなかった。さらに、高温であるが２３０°Ｆ（バインダー繊維の融点）未満で、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの前駆体を処理した際に、結果として生じる布は、小さい程度の弾性しか示さなかった。
【００２８】
実施例２４〜２８
上で説明されたような前駆体スパンレース布に、さまざまな延伸温度での１４％の延伸比を与え、次に、伸びおよび伸張回復についてテストした。結果は、下の表３に示される。
【００２９】
【表３】
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【００３０】
高温での長手方向の延伸は、幅を約７５％まで低減することができ、約１０％の延伸比が、５０％の幅低減を達成するのに十分なことが示された。結果として生じる実施例のウェブの幅低減は、延伸および温度に応じて変化することがわかり、横方向の伸長性の向上も、延伸および温度から生じることがわかった。さらに、より高い温度とともに弾性（伸び後の回復）が増加することが注目すべきであった。
【００３１】
実施例１９〜３８
上で説明されたような、しかし、０．８または１．２ｏｚ／ｙｄ２（２７または４０．７ｇ／ｍ２）の坪量を有する前駆体スパンレース布に、さまざまな延伸温度でのさまざまな延伸比を与えて、少なくとも５０％の所望の幅低減を達成した。次に、実施例を、さらに、さまざまな伸びおよび伸張回復特性についてテストした。３３０°Ｆの高温での長手方向の延伸の処理で、結果として生じるウェブの物理的特性は著しく変化され、商業的に価値のある弾性が、３００％未満の伸びによって示された。結果は、下の表４に示される。
【００３２】
【表４】
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【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の方法の一実施形態を行うための装置の概略図である。
【図１】
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【国際調査報告】
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2009520123.tif 000009
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