(57)【要約】交絡され、捲縮加工され、更に任意に延伸された不織ウェブを含む布が提供されている。不織ウェブは、その外側周辺に露出された個々のセグメントを持つ分裂可能な多成分熱可塑性繊維から形成される。１つの実施形態において、捲縮加工した不織ウェブは、セルロース系繊維及び任意に合成ステープル繊維を含む繊維材料と水圧交絡されることができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一表面及び第二表面を定め、外側周辺部に露出された個々のセグメントを持つ分裂可能な多成分繊維を含む不織ウェブを形成し、
前記不織ウェブの前記第一表面を第一捲縮加工表面に接着し、
前記第一捲縮加工表面により前記ウェブを捲縮加工し、
その後、少なくとも前記個々のセグメントの一部が前記多成分繊維から分離させられるように、前記捲縮加工した不織ウェブを交絡する、
ことを含む布形成の方法。
【請求項２】
前記捲縮加工した不織ウェブは、セルロース系繊維を含む繊維材料と交絡されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記繊維材料は更に、合成ステープル繊維を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記合成ステープル繊維は、重量比約１０％と約２０％の間で前記繊維材料を含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記合成ステープル繊維は、約０．２５インチと約０．３７５インチの間の平均繊維長さを持つことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記多成分繊維は、円、四角、複突部、リボン、及びその組み合わせから成るグループから選択された形態を持つことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記多成分繊維は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロン、及びその組み合わせを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記多成分繊維は、連続したスパンボンド熱可塑性繊維であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
間隔をもったパターンで前記不織ウェブの前記第一表面に捲縮用接着剤を付与して、前記第一表面が、前記間隔をもったパターンに従って前記捲縮加工表面に接着されるようにすることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記不織ウェブの前記第二表面を第二捲縮加工表面に接着させ、次に前記第二表面により前記ウェブを捲縮加工させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
間隔をもったパターンで前記不織ウェブの前記第二表面に捲縮用接着剤を付与して、前記第二表面が、前記間隔をもったパターンに従って前記捲縮加工表面に接着するようにすることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記不織ウェブが捲縮加工される前に、前記不織ウェブを延伸することを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記不織ウェブは、機械方向に機械的に延伸されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記不織ウェブは、最初の長さの約１０％から約１００％だけ延伸されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記不織ウェブは、最初の長さの約２５％から約７５％だけ延伸されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記捲縮加工された不織ウェブは、水圧交絡されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記不織ウェブは、約１００ポンド／平方インチから約３０００ポンド／平方インチの間の水圧で交絡されることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記不織ウェブは、約１２０ポンド／平方インチから約５００ポンド／平方インチの間の水圧で交絡されることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記不織ウェブは、約１５０ポンド／平方インチから約１８０ポンド／平方インチの間の水圧で交絡されることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
セルロース系繊維を含む繊維材料と交絡した捲縮不織ウェブを含み、前記捲縮不織ウェブは、外側周辺に露出された個々のセグメントを持つ分裂可能な多成分熱可塑性繊維から形成されたことを特徴とする複合布。
【請求項２１】
前記繊維材料は、更に合成ステープル繊維を含むことを特徴とする請求項２０に記載の複合布。
【請求項２２】
前記合成ステープル繊維は、重量比約１０％から約２０％の間で前記繊維材料を含むことを特徴とする請求項２１に記載の複合布。
【請求項２３】
前記合成ステープル繊維は、約０．２５インチから約０．３７５インチの間の平均繊維長さを持つことを特徴とする請求項２１に記載の複合布。
【請求項２４】
前記多成分繊維は、円、四角、複突部、リボン、及びその組み合わせから成るグループから選択された形態を持つことを特徴とする請求項２０に記載の複合布。
【請求項２５】
前記多成分繊維は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロン、及びその組み合わせを含むことを特徴とする請求項２０に記載の複合布。
【請求項２６】
前記多成分繊維は、連続したスパンボンド熱可塑性繊維であることを特徴とする請求項２０に記載の複合布。
【請求項２７】
前記不織ウェブは又、機械方向に機械的に延伸されたものであることを特徴とする請求項２０に記載の複合布。
【請求項２８】
前記不織ウェブは、最初の長さの約１０％から約１００％だけ延伸されたものであることを特徴とする請求項２７に記載の複合布。
【請求項２９】
前記不織ウェブは、最初の長さの約２５％から約７５％だけ延伸されたものであることを特徴とする請求項２７に記載の複合布。
【請求項３０】
前記不織ウェブは、前記繊維材料と水圧交絡されたものであることを特徴とする請求項２０に記載の複合布。
【請求項３１】
捲縮加工により与えられた微細折り目を含む不織ウェブを含み、前記不織ウェブは、連続したスパンボンド多成分熱可塑性繊維及びそれから分離した個々のセグメントから形成され、前記不織ウェブは、パルプ繊維を含む繊維材料と一体に交絡されていることを特徴とする複合布。
【請求項３２】
前記不織ウェブは又、機械方向に機械的に延伸されたものであることを特徴とする請求項３１に記載の複合布。
【請求項３３】
前記不織ウェブは、最初の長さの約１０％から約１００％だけ延伸されたものであることを特徴とする請求項３２に記載の複合布。
【請求項３４】
前記不織ウェブは、最初の長さの約２５％から約７５％だけ延伸されたものであることを特徴とする請求項３３に記載の複合布。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
家庭用及び産業用拭き布は、有極液体（例えば水及びアルコール）と無極性液体（例えば油）の両方を迅速に吸収するために使用されることがしばしばある。拭き布は、例えば圧縮のような圧力により液体を除去しようとするまで、拭き布構造内に液体を保持する十分な吸収能力を持つべきである。加えて、拭き布は、使用中にしばしばもたらされる引き裂き力、延伸力及び研磨力に耐性を持つように、良好な物理的強度及び磨耗抵抗を備えなければならない。更に、拭き布は感触が柔軟であるべきである。
【背景技術】
【０００２】
過去において、メルトブローン不織ウェブのような不織布が、拭き布として広く使用されてきた。メルトブローン不織ウェブは、液体吸収及び液体保持に適した繊維間毛管構造を持つ。しかしながら、メルトブローン不織ウェブは、例えば耐引き裂き強度及び磨耗抵抗など、重負荷用拭き布として使用するのに必要な、物理的特性に欠けることがある。結果として、メルトブローン不織ウェブは、典型的には、支持層、例えばスパンボンド不織ウェブにラミネートされるが、これは、研磨性表面又は粗表面上で使用するのには望ましくないものである。
【０００３】
メルトブローン不織ウェブより太く強力な繊維を含み、典型的には熱及び圧力で点接着されるスパンボンド及びステープル繊維の不織ウェブは、耐引き裂き強度及び磨耗抵抗を含む良い物理的特性を提供することができる。しかしながら、スパンボンド及びステープル繊維不織ウェブは、拭き布の吸収特徴を高める微細繊維間毛管構造に欠けるところがある。更に、スパンボンド及びステープル繊維不織ウェブは、不織ウェブ内の液体の流れ又は移動を妨げることになる点接着を含むことが多い。
このように、丈夫で柔軟な繊維の必要性及び、広く様々な用途において使用される拭き布の良い吸収性特性を示す繊維の必要性が残っている。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第３，８４９，２４１号公報
【特許文献２】米国特許第４，３４０，５６３号公報
【特許文献３】米国特許第３，６９２，６１８号公報
【特許文献４】米国特許第３，８０２，８１７号公報
【特許文献５】米国特許第３，３３８，９９２号公報
【特許文献６】米国特許第３，３４１，３９４号公報
【特許文献７】米国特許第３，５０２，７６３号公報
【特許文献８】米国特許第３，５０２，５３８号公報
【特許文献９】米国特許第３，５４２，６１５号公報
【特許文献１０】米国特許第５，３８２，４００号公報
【特許文献１１】米国特許第５，１０８，８２０号公報
【特許文献１２】米国特許第４，７９５，６６８号公報
【特許文献１３】米国特許第５，３８２，４００号公報
【特許文献１４】米国特許第５，３３６，５５２号公報
【特許文献１５】米国特許第６，２００，６６９号公報
【特許文献１６】米国特許第５，２７７，９７６号公報
【特許文献１７】米国特許第５，１６２，０７４号公報
【特許文献１８】米国特許第５，４６６，４１０号公報
【特許文献１９】米国特許第５，０６９，９７０号公報
【特許文献２０】米国特許第５，０５７，３６８号公報
【特許文献２１】米国特許第３，８５５，０４６号公報
【特許文献２２】米国特許第５，６２０，７７９号公報
【特許文献２３】米国特許第５，９６２，１１２号公報
【特許文献２４】米国特許第６，０９３，６６５号公報
【特許文献２５】米国意匠特許第４２８，２６７号公報
【特許文献２６】米国意匠特許第３９０，７０８号公報
【特許文献２７】米国特許第５，２８４，７０３号公報
【特許文献２８】米国特許第６，１０３，０６１号公報
【特許文献２９】米国特許第６，１９７，４０４号公報
【特許文献３０】米国特許第５，５７３，７１９号公報
【特許文献３１】米国特許第３，４８５，７０６号公報
【特許文献３２】米国特許第２，６６６，３６９号公報
【特許文献３３】米国特許第３，８２１，０６８号公報
【特許文献３４】米国特許第５，８５３，８５９号公報
【特許文献３５】米国特許第６，１９７，４０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の１つの態様によると、布を形成する方法が開示される。この方法には、第一表面及び第二表面を定める不織ウェブの形成が含まれる。不織ウェブは、その外側周辺部に露出される個々のセグメントを持つ分裂可能な多成分を含む。分裂可能な多成分繊維は、一般的にセグメントをそれから分離させるような様々の異なった形態から成ることができる。例えば、幾つかの実施形態において、多成分繊維は、円、四角、複突部、リボン、及びこれらの組み合わせから成るグループから選択された形態を持つ。
【０００６】
付加的に、分裂可能な多成分繊維は、様々な材料から、及び知られている色々な方法を使用して形成することができる。例えば、幾つかの実施形態において、分裂可能な多成分繊維内のセグメントは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロン及びその組み合わせを含む。更に１つの実施形態において、不織ウェブの分裂可能な多成分繊維は、連続したスパンボンド熱可塑性繊維である。
【０００７】
一旦不織ウェブが形成されると、ウェブの第一表面は捲縮加工用第一表面に接着され、次いでウェブが捲縮される。１つの実施形態において、例えば、捲縮加工用接着剤は、間隔をもったパターンで不織ウェブの第一表面に付与され、不織ウェブの第一表面は、間隔をもったパターンで捲縮加工表面に接着される。更に幾つかの実施形態において、不織ウェブの第二表面も又、第二捲縮加工表面に接着され、次いでウェブが捲縮加工される。必須とされるものではないが、捲縮加工されたウェブの２つの表面が、形成された布のある特性を高めるようにすることもできる。
【０００８】
幾つかの実施形態において、捲縮加工される前に、ウェブはある方向に延伸させることができる。例えば１つの実施形態において、不織ウェブは機械的に機械方向に延伸される。結果として不織ウェブは「ネック付与」された状態になり、機械横方向にウェブの延伸が増加される。不織ウェブは一般的に望ましい程度に延伸されることができる。例えば、幾つかの実施形態において、不織ウェブは最初の長さの約１０％から約１００％だけ、更に幾つかの実施形態において最初の長さの約２５％から約７５％だけ延伸される。
【０００９】
捲縮加工され、任意に延伸された不織ウェブは次に交絡され（例えば水力、空気的、機械的、などにより）、少なくとも一部の個々のセグメントは多成分繊維から分離するようになる。捲縮加工された不織ウェブは、必要であればセルロース系繊維を含む繊維材料と交絡させることができる。セルロース系繊維に加えて、繊維材料は更に合成ステープル繊維のような、他の型の繊維を含むことができる。幾つかの実施形態において、合成ステープル繊維が利用される時には、該合成ステープル繊維は、重量比約１０％から約２０％の間の繊維材料を含むことができ更に、約１／４インチから約３／８インチの間の平均繊維直径を持つことができる。
【００１０】
本発明の他の態様によると、複合布は、セルロース系繊維を含む繊維材料と交絡する（例えば水圧、空気、機械などにより）捲縮加工された不織ウェブを含むものが開示される。捲縮加工された不織ウェブは、その外側周辺に露出されている個々のセグメントを持つ分裂可能な多成分熱可塑性繊維から形成される。１つの実施形態において、分裂可能な多成分繊維は連続したスパンボンド熱可塑性繊維である。更に幾つかの実施形態において、不織ウェブは又、延伸される。
【００１１】
本発明の他の特徴及び態様は以下に詳細に述べられる。
【００１２】
本発明の最良の実施形態を含む本発明の完全で実施可能な開示が、当業者に向けられるものとして、添付図を参照する以下の説明により具体的に示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の様々な実施形態について、詳細を以下に述べるが、それらの１つ又はそれ以上の実施例が以下に示される。各々の実施例は、本発明を限定するものではなく、本発明を説明するために提供される。事実、本発明の範囲又は思想から離れることなく、本発明についての種々の修正及び変更が成され得ることは、当業者にとって明らかであろう。例えば、１つの実施形態の部分として示され、又は説明された特徴を、別の実施形態において利用し更に別の実施形態とすることができる。このように、本発明は、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等手段の範囲で成される修正及び変更を含むことを意図するものである。
【００１４】
（定義）
ここで用いられる「不織布又は不織ウェブ」という用語は、個々の繊維又は糸が互いに組み合わされているが、編布のように識別可能な形ではない構造を持つウェブを意味する。不織布又は不織ウェブは、例えば、メルトブロー法、スパンボンド法、ボンデッドカーデッドウエブ法などの多くの方法から形成されてきた。不織布の基本重量は、通常、平方ヤード当たりの材料オンス（ｏｓｙ）又は、平方メートル当たりのグラム（ｇｓｍ）で表され、使用される繊維直径は、通常、ミクロンで表される。（ｏｓｙからｇｓｍに換算するには、ｏｓｙに３３．９１を掛ければよい）
【００１５】
ここで用いられる「ミクロ繊維」という用語は、その直径が平均約７５ミクロンより大きくない小さい直径の繊維を意味しており、例えば平均約０．５ミクロンから約５０ミクロンの直径を持ち、更に特定的にはミクロ繊維は、平均約２ミクロンから約４０ミクロンの直径を持つものである。
【００１６】
ここで用いられる「メルトブローン繊維」という用語は、複数の微細な、通常は円形のダイ毛管を通して、溶融状態熱の可塑性材料を集中する高速ガス（例えば空気）中に溶融状態の繊維として押し出し、この高速ガスが溶融熱可塑性材料の繊維を細くして、その直径を、多分ミクロ繊維の直径にまで減少させることにより形成された繊維を意味する。その後、メルトブローン繊維は高速ガス流により運ばれて、集積表面に堆積され、ランダムに散布されたメルトブローン繊維のウェブを形成する。この方法は、例えば、Ｂｕｔｉｎ他の米国特許第３，８４９，２４１号に記載されており、その全体はすべての目的について引用によりここに組み入れられる。概して言えば、メルトブローン繊維は、連続の又は非連続のミクロ繊維であり、直径は概して１０ミクロンより小さく、集積された表面上に堆積した時、概して粘着性を持つ。
【００１７】
ここで用いられる「スパンボンドフィラメント」という用語は、押し出される繊維の直径を持つ、複数の微細な、通常は円形の紡糸口金の毛管からフィラメントとして溶融熱可塑性材料を押し出し、次いで、例えば引き抜き及び／又は他の周知のスパンボンド機構によって、急激に大きさを減少させることにより形成される、小直径の実質的に連続する繊維を意味する。スパンボンド不織ウェブの製造は、例えば、Ａｐｐｅｌ他の米国特許第４，３４０，５６３号、及びＤｏｒｓｃｈｎｅｒ他の米国特許第３，６９２，６１８号、及びＭａｔｓｕｋｉ他の米国特許第３，８０２，８１７号、及びＫｉｎｎｅｙ他の米国特許第３，３３８，９９２号、及び第３，３４１，３９４号、及びＨａｒｔｍａｎ他の米国特許第３，５０２，７６３号、及びＬｅｖｙ他の米国特許第３，５０２，５３８号、及びＤｏｂｏ他の米国特許第３，５４２，６１５号、及びＰｉｋｅ他の米国特許第５，３８２，４００号に記載され、示されており、その全体はすべての目的について引用によりここに組み入れられる。スパンボンド繊維は、集積された表面上に堆積した時、概して粘着性がない。スパンボンドフィラメントは、約４０ミクロンより小さい直径を持つことが時としてあり、更にしばしば約５から約２０ミクロンである。
【００１８】
ここで用いられる「パルプ」という用語は、木質及び非木質植物のような自然材料からの繊維を意味する。木質植物は、例えば、落葉樹及び針葉樹を含む。非木質植物は、例えば、綿、亜麻、ハネガヤ草、トウワタ、わら、ジュート、麻及びバガスを含む。
【００１９】
ここで用いられる「平均繊維長さ」という用語は、フィンランド、カヤーニにあるＫａｊａａｎｉ  Ｏｙ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓより入手可能なカヤーニ繊維分析器製品番号ＦＳ−１００を使用して求められるパルプの加重平均長さを意味する。テスト手順によると、パルプ試料は、どんな繊維束又は繊維片も存在しないことを保証するために、温浸法で処理される。それぞれのパルプ試料は、温水で分解され、およそ０．００１％の溶液に希釈される。個々のテスト試料は、標準カヤーニ繊維分析テスト手順の使用によりテストされた時の希釈液の、およそ５０から１００ｍｌを取り出したものである。加重平均繊維長さは、以下の方程式で表される。
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ここで、
ｋは最大繊維長さ、ｘiは繊維の長さであり、
ｎiは長さｘiを持つ繊維の数であり、
ｎは測定された総繊維数である。
【００２０】
ここで用いられる「低平均繊維長さのパルプ」という用語は、非常に多量の短繊維及び非繊維性粒子を含むパルプを意味する。二次木質繊維パルプは、低平均繊維長さのパルプと考えられる。しかしながら、二次木質繊維パルプの質は、再生利用された繊維の質及び前工程の形式及び量に依存するであろう。低平均繊維長さのパルプは、例えば、カヤーニ繊維分析器製品番号ＦＳ−１００（フィンランド、カヤーニにあるＫａｊａａｎｉ  ＯｙＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）の光ファイバー分析器により求められた、約１．２ミリメートルより小さい平均繊維長さを持つ。例えば、低平均繊維長さのパルプは、約０．７から約１．２ミリメートルの範囲の平均繊維長さを持つ。例示的低平均繊維長さのパルプは、バージン硬材パルプ、及び、例えば、会社での廃棄物、新聞印刷用紙、及び廃棄ボール紙などを原料とする二次繊維パルプを含む。
【００２１】
ここで用いられる「高平均繊維長さのパルプ」という用語は、比較的少ない量の短繊維及び非繊維性粒子を含むパルプを意味する。高平均繊維長さのパルプは、典型的には、ある種の非二次的（すなわちバージンな）繊維から形成される。スクリーンされた二次繊維パルプもまた、高平均繊維長さを持つ。高平均繊維長さのパルプは、典型的には、例えば、カヤーニ繊維分析器セ品番号ＦＳ−１００（フィンランド、カヤーニにあるＫａｊａａｎｉ  Ｏｙ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）の光ファイバー分析器により求められた、約１．５ミリメートルより大きい平均繊維長さを持つ。例えば、高平均繊維長さのパルプは、約１．５ミリメートルから約６ミリメートルの平均繊維長さを持つ。木質繊維パルプの例示的高平均繊維長さのパルプは、例えば、漂白された及び漂白されないバージン軟材繊維パルプを含む。
【００２２】
ここで用いられる「多成分繊維」又は「複合繊維」という用語は、少なくとも２つのポリマー成分から形成される繊維を意味する。このような繊維は、通常１つの繊維を形成するために、分離した押し出し形成機から押し出されるが一緒に紡糸されたものである。多成分繊維は類似した又は同一のポリマー材料の分離した成分を含むものではあるが、それぞれの成分のポリマーは、通常は互いに異なっている。個々の成分は、典型的には、繊維の横断面形状にわたって一定して位置決めされた異なる領域に実質的に配列され、更に繊維の全体の長さにほぼ沿って延びる。このような繊維の形態は、例えば横方向並列配置、パイ配列、又は他の配列であることができる。二成分繊維及び同様の形成方法は、Ｋａｎｅｋｏ他の米国特許第５，１０８，８２０号、Ｋｒｕｅｇｅ他の米国特許第４，７９５，６６８号、Ｐｉｋｅ他の米国特許第５，３８２，４００号、Ｓｔｒａｃｋ他の米国特許第５，３３６，５５２号、Ｍａｒｍｏｎ他の米国特許第６，２００，６６９号に記載されており、その全体はすべての目的について引用によりここに組み入れられる。同様のものを含む繊維及び個々の成分は、様々な不規則な形を持っており、例えばそれらは、Ｈｏｇｌｅ他の米国特許第５，２７７，９７６号、Ｈｉｌｌｓ他の米国特許第５，１６２，０７４号、Ｈｉｌｌｓ他の米国特許第５，４６６，４１０号、Ｌａｒｇｍａｎ他の米国特許第５，０６９，９７０号、及びＬａｒｇｍａｎ他の米国特許第５，０５７，３６８号に記載されており、その全体はすべての目的について引用によりここに組み入れられる。
【００２３】
ここで用いられる「繊維」という用語は、ダイのような形成用オリフィスを通してポリマーを通過させることにより形成された、細長く押し出し形成されたものを意味する。特記しない限り、「繊維」という用語は、決められた長さを持つ非連続ストランド及びフィラメントのような連続したストランド材料を含む。
【００２４】
一般的に本発明は、分裂可能な多成分繊維を含む交絡不織ウェブから成形される布に向けられている。不織ウェブは、形成された布の様々な特性を改善するために捲縮加工され、更に任意に延伸される。幾つかの実施形態において、例えば、不織ウェブは、セルロース系繊維及び任意に合成ステープル繊維を含む繊維材料と水圧交絡される。不織ウェブを形成するために分裂可能な多成分繊維を使用することにより、多成分繊維の様々なセグメントは交絡の間に分裂することができ、それにより形成された繊維の嵩高性、柔軟性、及び毛管張力を改善する。
【００２５】
本発明の布に使用される不織布は、種々異なる方法により及び種々異なる材料により形成することができる。例えば、幾つかの実施形態において、不織ウェブは分裂可能な多成分繊維を含む。分裂可能でもある多成分繊維の製造において、一体的多成分繊維を総合的に形成する個々のセグメントは、１つ又はそれより多いセグメントが一体的多成分繊維の外側表面部分を形成するような形で、多成分繊維の縦方向に沿って連続している。言い換えると、１つ又はそれより多いセグメントは、多成分繊維の外側周辺に沿って露出されている。例えば図１を参照すると、横方向並列配置形態を持ち、多成分繊維１１０の外側表面の部分を形成する第一セグメント１１２Ａ及び多成分繊維１１０の残りの外側表面を形成する第二セグメント１１２Ｂを持つ、一体的多成分繊維１１０が示されている。
【００２６】
図２に示す特に有益な形態は、複数の半径方向に延びる楔形形状であり、これはセグメントの横断面形状について言えば、多成分繊維１１０の内側部分におけるより、多成分繊維１１０の外側部分における方が厚い。１つの態様において、多成分繊維１１０は異なるポリマー材料の、個々に楔形形状で交互に並んだセグメント１１２Ａ及び１１２Ｂを持つことができる。
【００２７】
円形の繊維形態に加えて、多成分繊維は他の形状、例えば四角、複突部、リボン及び／又は他の形をとることができる。付加的に図３に示すように、中空の中央部１１６の周りに交互のセグメント１１４Ａ及び１１４Ｂを持つ多成分繊維が使用される。更なる態様において、図４に示すように、本発明の使用に適した多成分繊維１１０は、セグメント１１８Ａ及び１１８Ｂを含むことができ、第一セグメント１１８Ａは、複数の付加的セグメント１１８Ｂをから分離する半径方向に延びるアーム１１９を持つ単繊維からなる。分離は成分１１８Ａと１１８Ｂの間で成されるべきではあるが、個々のアーム１１９に結合した中央芯１２０のために、凸部又はアーム１１９の間で成されないこともある。このように、より均一な繊維を得るために、個々のセグメントは粘着性のある中央芯を持たないようにすることが望ましいことがある。例えば図５に示すように、多成分繊維１１０を形成する代替的セグメント１１２Ａ及び１１２Ｂは、繊維の横断面形状全体にわたって延びることができる。以下に説明するように、個々のセグメントは、同一又は類似の材料を含むことができ、同様に、２又はそれより多い異なる材料を含むことができる。
【００２８】
個々のセグメントは典型的には、様々な形状をしてはいるが、繊維の横断面にわたって区別できる境界又は領域を持つ。幾つかの材料については、多成分繊維の内部部分の接触点において同様の材料のセグメントが接着又は溶融することを防ぐために、中空繊維タイプの多成分繊維の形成が望まれるであろう。更に上述したように、多成分繊維の外側表面に沿って隣接セグメントに重ならないように、形状は、良好に定められ、又は「区別できる」ものとすることが望まれるであろう。例えば図６に示すように、交互セグメント１２２Ａ及び１２２Ｂは、隣接セグメント１２２Ａの外側部分を「囲む」セグメント１２２Ｂの部分が示されている。この重なりは、特にセグメント１２２Ａが隣接セグメント１２２Ｂにより十分に囲まれている時に、個々のセグメントの分離を邪魔し、及び／又は妨げるであろう。従って、「囲み」が避けられ、十分に定められた又は区別できる形状の形成が強く望まれる。
【００２９】
幾つかの例において、それぞれの熱可塑性材料に適合した粘性は上記した「囲み」を妨ぐ手助けとなる。これは種々に異なる方法で成されることができる。例えば、それぞれの材料の温度は、その溶融範囲及び処理ウインドウの相反するそれぞれの限界点で実行され、すなわちナイロン及びポリエチレンからパイ形状の多成分繊維を形成する時には、ポリエチレンは溶融範囲の下限に近い温度（約３９０℃）に加熱され、ナイロンは溶融範囲の上限に近い温度（約５００℃）に加熱される。これに関して、成分の１つは、処理ウインドウの下限に近い温度で処理されるように、紡糸パックの温度より低い温度で紡糸パックに導入され、一方、他の材料は、処理ウインドウの上限温度での処理を保障する形で導入されるようにすることができる。更に、ポリマー材料の粘性を効果的に減少又は増加するために使用される添加物が当業者に知られている。
【００３０】
不織ウェブを形成するために使用される多成分繊維は、個々のセグメント及びそれぞれのポリマー材料のサイズが互いに不均衡であるように形成することができる。個々のセグメントは、８０：２０又は７５：２５の割合がより容易に製造できるが、最大９５：５の割合の量にまで様々に異ならせることができる。例えば、１つの実施形態において、図３に示すように、個々のセグメント１１４Ａ及び１１４Ｂは互いに対して不均衡なサイズを持つ。例えばセグメントを形成するポリマーの１つが残りのセグメントを形成するポリマーより著しく高価な場合、高価なポリマー材料のセグメントのサイズを減少することにより、高価なポリマー材料の量を減少させることができる。
【００３１】
広い様々な種類のポリマー材料が、本発明で使用される分裂可能な多成分繊維の製造の使用に適していることが知られている。その例には、これに限られるものではないが、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、並びにその他の溶融紡糸可能な及び／又はポリマーを形成する繊維が含まれる。本発明の実施に使用されるポリアミドは、当業者に知られているポリアミドのいずれでもよく、コポリマー及びその混合物を含む。ポリアミド及びその合成方法の例示は、Ｄｏｎ  Ｅ．Ｆｌｏｙｄによる“ポリマー樹脂”（１９６６年ニューヨーク、Ｒｅｉｎｈｏｌｄ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇの米国議会図書館カタログナンバー６６−２０８１１）に記載されている。特に商業的に有用なポリアミドは、ナイロン−６、ナイロン６６、ナイロン−１１及びナイロン−１２である。これらのポリアミドは、他の中でもサウスカロライナ州にある、Ｅｍｓｅｒ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  ｏｆ  Ｓｕｍｔｅｒ（Ｇｒｉｌｏｎ（登録商標）＆Ｇｒｉｌａｍｉｄ（登録商標）ナイロン）及びニュージャージー州にある、Ａｔｏｃｈｅｍ，Ｉｎｃ．Ｐｏｌｙｍｅｒｓ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ，ｏｆ  Ｇｌｅｎ  Ｒｏｃｋ（Ｒｉｌｓａｎ（登録商標）ナイロン）などの多くの供給元から入手できる。多くのポリオレフィン、例えば、Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ'ｓ  ＡＳＰＵＮ（登録商標）６８１１Ａ  ＬＬＤＰＥ（線状低密度ポリエチレン）のようなポリエチレンが繊維の製造のために入手可能であり、２５５３ＬＬＤＰＥ及び２５３５５及び１２３５０高密度ポリエチレンも適したポリマーである。繊維形成ポリプロピレンは、ＥｘｘｏｎＣｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ'ｓ  Ｅｓｃｏｒｅｎｅ（登録商標）ＰＤ３４４５ポリプロピレン及びＨｉｍｏｎｔ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．'ｓ  ＰＦ−３０４を含む。上記に挙げたものに加えて、多くの他の適当な繊維形成ポリオレフィンが商業的に入手可能である。
【００３２】
多くの材料が溶融紡糸又は他の多成分繊維形成法における使用に適してはいるが、多成分繊維は２つ又はそれ以上の異なる材料を含むので、当業者は、特定の材料がすべての他の材料と使用するのに適しているわけではないことを認識するであろう。従って、１つの態様においては、多成分繊維の個々のセグメントを形成する材料の組成物が、典型的には隣接セグメントの材料の両立性を視野に入れて選択される。この点に関して、個々のセグメントを形成する材料は、一般的に、隣接セグメントを形成する材料とは混和性がなく、隣接セグメントに対して互いに親和性が少ないことが望ましい。処理条件の下で互いに著しく接着する傾向を持つポリマー材料を選択することは、セグメントを分離するために必要な衝撃エネルギーを増加し、一体的多成分繊維の個々のセグメントの間で成される分離の度合いを減少することになる。従って、隣接セグメントは異なる材料から形成されることが望まれる場合が多い。例えば、隣接セグメントは、一般的に、ポリオレフィン及び非ポリオレフィンを含むことができ、例えば、次の物質、すなわち、ナイロン−６及びポリエチレン；ナイロン−６及びポリプリピレン；ポリエステル及びＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）の交互配置された成分を含む。これに限られるものではないが、ナイロン−６及びポリエステル、及びポリプロピレン及びＨＤＰＥを含む本発明の他の組み合わせも又、使用に適していると考えることができる。
【００３３】
必須ではないが、不織ウェブを形成するために使用される分裂可能な多成分繊維は又、耐久力、強度、手触り、美的及び／又はウェブの他の特性を改善するために接着することができる。例えば、不織ウェブは、熱接着、超音波接着、粘着剤、及び／又は機械的接着により接着することができる。１つの例として、不織ウェブは、たくさんの小さな区分された接着点を持つ形で点接着することができる。例示的点接着法として、熱点接着があり、これは一般的に、刻目パターンロールなどの加熱ロールと第二ボンドロールとの間の１つ又はそれ以上の層を通すことにより行われる。刻目ロールは、ある程度パターン化されているので、ウェブは表面全体には接着されず、更に第二ロールは、平滑なもの又はパターン化されたものとすることができる。結果として、刻目ロールの様々なパターンは、機能だけでなく美的理由からも開発されてきた。例示的接着パターンとして、この限りではないが、Ｈａｎｓｅｎ他の米国特許第３，８５５，０４６号、Ｌｅｖｙ他の米国特許第５，６２０，７７９号、Ｈａｙｎｅｓ他の米国特許第５，９６２，１１２号、Ｓａｙｏｖｉｔｚ他の米国特許第６，０９３，６６５号、Ｒｏｍａｎｏ他の米国意匠特許第４２８，２６７号、Ｂｒｏｗｎ他の米国意匠特許第３９０，７０８号に記載されており、その全体はすべての目的について引用によりここに組み入れられる。例えば、幾つかの実施形態において、不織ウェブは、約３０パーセントより少ない総接着面積（従来の光学顕微鏡法により求められた）、及び／又は約１００ボンド／平方インチより大きい均一な接着密度を持つように任意に接着される。例えば、不織ウェブは、約２から約３０パーセントの総接着面積、及び／又は、約２５０から約５００接着点／平方インチの接着密度を持つことができる。このような総接着面積及び／又は接着密度の組み合わせは、幾つかの実施形態において、平滑アンビルロールに完全に接触させた時に約３０パーセントより小さい総接着表面面積を付与するような約１００接着点／平方インチより大きい点接着パターンで不織ウェブを接着することにより得られる。幾つかの実施形態において、接着パターンは、約２５０から約３５０接着点／平方インチの点接着密度、及び／又は、平滑アンビルロールに接触させた時、約１０パーセントから約２５パーセントの総接着表面面積を持つ。
【００３４】
更に、不織ウェブは、連続シーム又はパターンにより接着できる。付加的例として、不織ウェブは、シートの周辺に沿って、又は、縁に近接する布の幅或いは機械横方向（ＣＤ）を単に横切る方向に接着できる。熱接着及びラテックス含浸の組み合わせなどの他の接着技術も使用できる。代替的に及び／又は付加的に、樹脂、ラテックス又は接着剤は、例えば、スプレー塗布又は印刷塗布により不織ウェブに付与され、必要な接着を得るために乾燥される。更に他の適した接着技術は、Ｅｖｅｒｈａｒｔ他の米国特許第５，２８４，７０３号、Ａｎｄｅｒｓｏｎ他の米国特許第６，１０３，０６１号、Ｖａｒｏｎａ他の米国特許第６，１９７，４０４号に記載されており、その全体はすべての目的について引用によりここに組み入れられる。
【００３５】
不織ウェブが接着しているかどうかにかかわらず、それは典型的に捲縮加工される。捲縮加工は、種々に異なる特徴を付与するためにウェブに微細折り目を与えることができる。例えば捲縮加工は不織ウェブの孔構造を開口したものとすることができ、これにより透過性が増加する。更に捲縮加工は、機械方向及び／又は機械横方向にウェブの延伸可能性を高め、同様にその柔軟性及び嵩高性を増加することができる。
【００３６】
不織ウェブを捲縮加工する様々な技術は、Ｖａｒｏｎａ他の米国特許第６，１９７，４０４号に記載されている。例えば図７は、不織ウェブ２０の１つの面又は両面に捲縮加工するために使用することができる捲縮加工法の１つの実施形態を示している。例えば、不織ウェブ２０は、第一捲縮加工位置６０、第二捲縮加工位置７０、又は両方を通過することができる。不織ウェブ２０の１つの面だけ捲縮加工したい場合には、どちらかの捲縮位置を迂回して、第一捲縮加工位置６０か、又は第二捲縮加工位置７０のどちらかを通過させればよい。不織ウェブ２０の両面に捲縮加工したい場合には、捲縮加工位置６０及び７０の両方を通過させればよい。
【００３７】
ウェブ２０の第一側８３は、第一捲縮加工位置６０を使用して捲縮加工することができる。捲縮加工位置６０は、下側のパターン付け又は平滑印刷ロール６２と、上側の平滑アンビルローラー６４と、印刷浴６５とを持つ第一印刷位置を含み、更に乾燥ローラー６６及びそれに組み合わされた捲縮加工用フレード６８も含む。
【００３８】
ローラー６２及び６４は、ウェブ２０を挟んで前方に導く。ローラー６２及び６４が回転するに従って、パターン付け又は平滑印刷ローラー６２は、接着剤を含む浴６５に浸漬され、更に複数の離れた位置において部分的に、又は全体にわたってウェブ２０の第一側８３に接着剤を付与する。接着剤被膜されたウェブ２０は、次いで乾燥ドラム６６の周りを通過して、そこで接着剤被膜された表面８３はローラー６６に接着される。ウェブ２０の第一側８３は次いで、ドクターブレード６８を使用して捲縮加工される（すなわちドラムから持ち上げられそして曲げられる）。
【００３９】
ウェブ２０の第二側８５は、第一捲縮位置６０が迂回されるかどうかにかかわらず、第二捲縮加工位置７０を使用して捲縮加工される。第二捲縮加工位置７０は、下側のパターン付け又は平滑印刷ロール７２と、上側の平滑アンビルローラー７４と、印刷浴７５とを含む第二印刷位置を含み、更に乾燥ドラム７６及びこれに組み合わされた捲縮加工用ブレードも含む。ローラー７２及び７４はウェブ２０を挟んで前に導く。ローラー７２及び７４が回転するに従って、印刷ローラー７２は接着材料を含む浴７５に浸漬され、部分的に又は全体にわたってウェブ２０の第二側８５に接着剤を付与する。接着剤被膜されたウェブ２０は、次いで乾燥ローラー７６の周りを通過し、そこで接着剤皮膜された表面８５はローラー７６に接着される。ウェブ２０の第二側８５は次いで、ドクターブレード７８を使用して捲縮加工される。捲縮加工された後、不織ウェブ２０は冷却装置８０を通過し、交絡される前に貯蔵ロール８２に巻き上げられる。
【００４０】
第一及び／又は第二印刷装置でウェブ２０に付与された接着剤は、捲縮加工用ドラムへの基体の粘着性を高めることができ、同様にウェブ２０の繊維を強化することができる。例えば、幾つかの実施形態において、接着剤は、上記した任意の接着技術が利用されない程度にウェブを接着させるようにすることができる。
【００４１】
接着剤付与位置においてウェブ２０の繊維を強化するため、及び、ドラム６６及び／又は７６の表面に一時的にウェブ２０を接着させるために、一般的に広く様々な接着材料が利用される。エラストマー接着剤（すなわち破壊されることなく少なくとも７５％の伸びが可能な材料）は、特に適している。適した材料は、限定的ではないが、水性ベースのスチレンブタジエン接着剤、ネオプレン、ポリビニールクロライド、ビニールコポリマー、ポリアミド、エチレンビニールターポリマー及びこれらの混合物を含む。例えば、利用され得る１つの接着材料に、ＨＹＣＡＲ（登録商標)の商標でＢ．Ｆ．Ｇｏｏｄｒｉｃｈ  Ｃｏｍｐａｎｙより販売されているアクリル性ポリマー乳濁液がある。接着剤は、上記した印刷技術を使用して付与されるか、又は代替的に、メルトブローン、溶融スプレー、ドリッピング、スパッタリング、又は不織ウェブ２０に部分的に又は全体にわたって接着剤を付与することが可能な他の技術により付与される。
【００４２】
ウェブ２０の接着剤付与割合は、様々なレベルの捲縮加工を得るように選択することができる。例えば、接着剤はウェブ表面の約５％から１００％の間、幾つかの実施形態においてはウェブ表面の約１０％から約７０％の間、更に幾つかの実施形態においてはウェブ表面の約２５％から約５０％の間を被膜することができる。接着剤は又、接着剤が付与された位置で不織ウェブ２０を貫通するようにすることができる。特に、接着剤は、典型的には、不織ウェブの厚みの約１０％から約５０％を貫通するが、幾つかの位置では接着剤貫通を、これよりも大きく又は小さくすることができる。
【００４３】
任意に、不織ウェブ２０は、捲縮加工の前に機械方向及び／又は機械横方向に延伸させることができる。ウェブ２０の延伸は、これに限られるものではないが、柔軟性、嵩高性、延伸可能性及び回復力、透過性、基本重量、密度、及び液体保持能力を含む布の物理的特性を最大限に利用し、更に高めるために使用される。例えば、１つの実施形態において、ウェブ２０は、ウェブ２０を機械横方向に収縮させ又はネック付与するために、機械方向に機械的に延伸させることができる。形成されたネック付与したウェブ２０は、このようにして機械横方向に、より延伸可能になる。ウェブ２０の機械的延伸は、当業者に知られている様々な工程の幾つかを使用して成し遂げられる。例えば、ウェブ２０は、機械横方向に延伸させることができる（例えば約０から約１００％が）ネック付与したウェブを得るために、機械方向に最初の長さの約０から約１００％の間で予め延伸されることができる。典型的にウェブ２０は、機械方向に、最初の長さの約１０％から約１００％、より一般的には最初の長さの約２５％から約７５％だけ延伸される。
【００４４】
延伸された状態では、ウェブ２０は、第一に、ウェブ２０に付与された接着剤により、第二に、捲縮加工の間に熱を与えられることにより、比較的寸法的に安定化される。この安定性は、ウェブ２０の機械横方向延伸特性を与えることができる。機械方向延伸は更に、捲縮加工の間に起こる不織ウェブ２０の接着領域の平面外変形により安定化される。機械方向及び／又は機械横方向に延伸力を与えるために、他の延伸技術を本発明において利用することができる。例えば、適した延伸法の例として、不織ウェブの縁を保持し延伸力を付与するために、把持装置、例えばクリップを利用した張枠法がある。更に本発明の使用に適していると考えられている延伸技術の他の例示は、Ｆｉｔｔｉｎｇ他の米国特許第５，５７３，７１９号に記載されており、その全体はすべての目的について、引用によりここに組み入れられる。
【００４５】
本発明によると、不織ウェブは次いで、当業者に知られた様々な交絡技術（例えば水力、空気、機械的、など）のどれかを使用して交絡される。不織ウェブは単独で又は他の材料と結合して交絡させることができる。例えば、幾つかの実施形態において、不織ウェブは水圧交絡を使用してセルロース系繊維成分と一体に交絡される。セルロース系繊維成分は一般的に、形成された布に効果的量を含むことができる。例えば幾つかの実施形態において、セルロース系繊維成分は、布の重量比約５０％より多く、更に幾つかの実施形態において、布の重量比約６０％から約９０％の間を含むことができる。
【００４６】
セルロース系繊維成分を利用する時は、該セルロース系繊維成分は、セルロース系繊維（例えばパルプ、熱機械的パルプ、合成セルロース系繊維、変種セルロース系繊維及び同様のもの)、同様に他の型の繊維（例えば、合成ステープル繊維）を含むことができる。適したセルロース系繊維原料の幾つかの例として、熱機械的に漂白された又は漂白されていない軟材及び硬材パルプなどのバージン木質繊維がある。事業所の廃棄物、新聞印刷用紙、褐色包装紙ストック、廃棄ボール紙などの二次的又は、再利用繊維も使用することができる。更に、アバカ、アマ、トウワタ、綿、変種綿、コットンリンターなどの植物繊維もまた使用できる。これに加えて、例えば、レーヨン及びビスコースレーヨンなどの合成セルロース系繊維も使用できる。変成セルロース系繊維もまた使用できる。例えば、繊維材料は、炭素鎖に沿ってヒドロキシル基を適切な基（例えば、カルボキシル、アルキル、アセテート、硫酸塩など）で置換することにより形成される、セルロースの派生物から構成できる。
【００４７】
パルプ繊維を利用する時は、該パルプ繊維は、高平均繊維長さのパルプ、低平均繊維長さのパルプ、或いはそれらの混合物のいずれかを有するものとすることができる。高平均繊維長さのパルプ繊維は、典型的には、約１．５ミリメートルから約６ミリメートルの平均繊維長さを持つ。このような繊維のいくつかの例として、この限りではないが、北方軟材、南方軟材、アカスギ、ベイスギ、ベイスガ、パイン（例えば、南方パイン）、ベイツガ（例えば、クロベイツガ）、これらの組み合わせ、及び同様のものがある。例示的高平均繊維長さの木質パルプは、Ｌｏｎｇｌａｃ１９の商標でＫｉｍｂｅｒｌｙ−Ｃｌａｒｋ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎより入手可能なものを含む。
【００４８】
低平均繊維長さのパルプは、例えば、ある種のバージン硬材パルプ、及び新聞印刷用紙、回収されたボール紙、及び事業所での廃棄物などの原料のような資源からの二次的（すなわち再利用）繊維パルプとすることができる。ユーカリ、メープル、カバノキ、アスペン及び同様なものなどの硬材繊維もまた使用できる。低平均繊維長さのパルプ繊維は、典型的には、約１．２ミリメートルより小さい平均繊維長さ、例えば、０．７ミリメートルから１．２ミリメートル、を持つ。高平均繊維長さ及び低平均繊維長さのパルプの混合物は、低平均繊維長さのパルプを大きな割合で含むものとすることができる。例えば、混合物は、重量比約５０％以上の低平均繊維長さのパルプ及び重量比約５０％以下の高平均繊維長さのパルプを含む。ある例示的混合物は、重量比で７５％の低平均繊維長さのパルプ及び約２５％の高平均繊維長さのパルプを含む。
【００４９】
上記したように、非セルロース系繊維をセルロース系繊維成分内に利用することができる。使用できる適した非セルロース系繊維の幾つかの例は、これに限られるものではないが、ポリオレフィン繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、ポリビニールアセテート繊維、及びこの混合物である。幾つかの実施形態において、非セルロース系繊維は、例えば約０．２５インチから約０．３７５インチの間の平均繊維長さを持つステープル繊維とすることができる。非セルロース系繊維が利用される時、セルロース系繊維成分は一般的に、軟材パルプ繊維のような重量比約８０％から約９０％に間のセルロース系繊維を含み、更にポリエステル又はポリオレフィンステープル繊維のような重量比約１０％から約２０％の間の非セルロース系繊維を含む。
【００５０】
湿潤強度のレジン及び／又はレジン結合材の少量を、強度及び磨耗抵抗を改善するためにセルロース系繊維成分に加えることができる。架橋結合剤及び／又は加水剤も、パルプ混合物に加えることができる。接着解除剤は、大きな開口性又は粗めの不織パルプ繊維ウェブが必要な時、水素結合の割合を減少させるために、パルプ混合物に加えられる。ある種の接着解除剤を、例えば、重量比で布の約１％から４％の量だけ付加すると、測定された静及び動摩擦係数を減少させ、複合繊維の連続フィラメント密度の高い側の磨耗抵抗を増大させるように見える。接着解除剤は、潤滑油又は摩擦減少剤として働くと考えられる。
【００５１】
図８を参照すると、分裂可能な、多成分繊維を含む不織ウェブとセルロース系繊維成分を水圧交絡させるための、本発明の１つの実施形態が示されている。示されるように、セルロース系繊維を含む繊維スラリーは、通常の製紙ヘッドボックス１２に運搬され、そこで水路１４を通って、通常の形成繊維又は表面１６に堆積される。繊維材料の懸濁物質は、通常の製紙工程で典型的に使用されている濃度を持つ。例えば、懸濁物質は、水で懸濁された繊維材料の重量比約０．０１から約１．５％を含む。その後、水分は繊維材料１８の均一な層を形成するため、繊維材料の懸濁物質から除去される。
【００５２】
不織ウェブ２０は又、供給ロール２２から巻きほどかれて、供給ロール２２が矢印の方向に回転するのに従って、矢印に示される方向に移動する。不織ウェブ２０は、スタックロール２８及び３０によって形成されたＳ−ロール装置２６のニップ２４を通って移動する。次いで、不織ウェブ２０は、従来の水圧交絡機の小孔のある交絡表面３２上に位置させられ、ここで、セルロース系繊維層１８がウェブ２０上に置かれる。必要ではないが、典型的には、処理済セルロース系繊維層１８は、不織ウェブ２０と水圧交絡マニホルド３４との間にあることが望ましい。セルロース系繊維層１８及び不織ウェブ２０は、１つ又はそれ以上の水圧交絡マニホルド３４の下を通過し、セルロース系繊維材料を不織ウェブ２０の繊維と交絡させるため、流体噴流によって処理される。流体噴流はまた、不織ウェブ２０の中に及びこれを通してセルロース系繊維を駆動し、複合布３６を形成する。
【００５３】
代替的に、セルロース系繊維層１８及び不織ウェブ２０が、湿潤堆積が成されるのと同じ孔あきスクリーン（すなわちメッシュ布）上にある時に、水圧交絡を行うことができる。本発明はまた、乾燥セルロース系繊維シートを不織ウェブに重ね、該乾燥シートを特定の水分含有量まで再加水し、そして再加水したシートに水圧交絡を施すことも考慮している。水圧交絡は、セルロース系繊維層１８が水で十分に飽和した時に行われる。例えば、セルロース系繊維層１８は、水圧交絡直前には、重量比で約９０パーセントまで水を含むようにすることができる。代替的に、セルロース系繊維層は、空気堆積層又は乾燥堆積層とすることができる。
【００５４】
水圧交絡は、例えば、Ｅｖａｎｓ他の米国特許第３，４８５，７０６号に記載された通常の水圧交絡装置の利用により達成することができ、この特許は、その全体がすべての目的について引用によりここに組み入れられる。水圧交絡は、例えば水のような適切な作業液体で実施される。作業液体は、一連の個々の孔又は通気孔に、液体を均等に散布するマニホルドを通して流れる。これらの孔又は通気孔は、直径約０．００３から約０．０１５インチであり、例えばそれぞれの列に、１インチに付き３０−１００個といった多くの通気孔を持つ１つ又はそれ以上の列に配列することができる。例えば、メーン州にあるＨｏｎｅｙｃｏｍｂ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ  ｏｆ  Ｂｉｄｄｅｆｏｒｄにより製造された、直径０．００７インチの通気孔、１インチに付き３０の孔、及び１列に並んだ孔を持つストリップを含むマニホルドを利用することができる。しかしながら、他の色々なマニホルド形態及び組み合わせを、使用することも考慮されるべきである。例えば、単一のマニホルドを使用したり、或いは幾つかのマニホルドを連続的に配列することができる。
【００５５】
液体は、約４０ｘ４０から約１００ｘ１００のサイズを持つ、単一の平坦なメッシュのような孔あき表面により支持されている、セルロース系繊維層１８及び不織ウェブ２０に衝撃的に当たるようにすることができる。孔あき表面は、約５０ｘ５０から約２００ｘ２００のサイズのメッシュを持つ多層メッシュとすることもできる。多くの水噴射処理法で典型的に見られるように、余剰の水を水圧交絡複合材料３６から回収するために、真空スロット３８が、水圧ニードリング・マニホルドの真下か、或いは、交絡マニホルドの下流方向の、孔あき交絡表面３２の真下に位置させられる。
【００５６】
特定の作動理論に拘泥するものではないが、不織ウェブ２０上にあるセルロース系繊維１８に直接的に衝撃を与える作業液体の円柱状噴射は、繊維をウェブ２０内のマトリックス繊維又はネットワーク繊維内に及びこれを部分的に通して駆動する。液体噴射及びセルロース系繊維１８が、不織ウェブ２０と相互作用する時、セルロース系繊維１８は、繊維相互間で、及び不織ウェブ２０の繊維と交絡される。
【００５７】
加圧された水流の衝撃は、不織ウェブの分裂可能な多成分繊維の外側周辺に露出された個々のセグメントを、多成分繊維から分離させる。例えば、比較的小さい直径（例えば、約１５ミクロンより小さい直径を持つスパンボンド繊維）を持ち、その外側周辺に複数の個々のセグメントが露出されている、多成分繊維を分裂させることは、多くの微細繊維すなわちミクロ繊維を持つウェブを形成することになる。これらの微細繊維すなわちミクロ繊維は、形成されたウェブの様々な特性を高めることができる。例えば、多成分繊維を様々なセグメントに分裂させることは、形成されたウェブに柔軟性、嵩高性、及び機械横方向強度を増加することができる。
【００５８】
多成分繊維の望ましい分裂を達成するために、約１００から３０００ｐｓｉｇ、幾つかの実施形態においては約１２０から５００ｐｓｉｇ、更に幾つかの実施形態においては約１５０ｐｓｉｇから約１８０ｐｓｉｇの間の水圧を使用して、水圧交絡が達成されることが典型的には望ましい。上記した圧力範囲の上限で処理される時、複合布３６は約１０００フィート／分（ｆｐｍ）までの速さで処理することができる。
【００５９】
上記に示したように、交絡工程における噴射圧力は、低い圧力は望ましい程度の分離を形成しないことがしばしばあるという理由から、典型的には少なくとも１００ｐｓｉｇである。しかしながら、特に高品質の横断面形状に成形されたセグメントを利用する時、及び／又は互いに容易に接着しないポリマー材料を隣接セグメントに利用することにより、適切な分離を実質的に低い水圧で達成できることが理解されるべきである。更に、部分的には、多成分繊維に対し２回又はそれより多くの交絡工程を施すことにより、より多くの分離が達成できる。すなわち、ウェブに対し、交絡装置のもとで水噴射を第１側に向ける工程を少なくとも１回は施し、別の工程で水噴射をウェブの反対側に向けるようにすることが望ましい。
【００６０】
液体噴射処理の後、次に形成された複合布３６は、非圧縮乾燥工程に送ることができる。速度差ピックアップロール４０が、材料を、水圧ニードルベルトから非圧縮乾燥工程に移動させるのに使用される。代替的に、従来の真空タイプピックアップ及び移送布を使用することができる。望ましい場合には、複合布３６は、乾燥工程に送られる前に、湿式クレープ加工することができる。布３６の非圧縮性乾燥は、従来の回転ドラム式空気通過乾燥装置４２の利用により達成される。空気乾燥機４２は、パーフォレーション４６を通って吹いてくる熱風を受け止めるための、外側フード４８を組み合わせ持ったパーフォレーション４６付き外部回転式シリンダー４４である。空気乾燥機ベルト５０は、空気乾燥機外部シリンダー４０の上で複合布３６を運ぶ。空気乾燥機４２の外部シリンダー４４にあるパーフォレーション４６を通して、熱せられた空気が複合布３６からの水分除去を促進する。空気乾燥機４２による複合布３６を通過させる空気の温度は、約２００°Ｆから約５００°Ｆの範囲である。他の有効な空気乾燥方法及び装置は、例えば、Ｎｉｋｓ他の米国特許第２，６６６，３６９号、及びＳｈａｗ他の米国特許第３，８２１，０６８号に見られ、これら全体は、すべての目的について引用によりここに組み入れられる。
【００６１】
また、複合布３６に選択された特性を付与する為に、仕上げ段階及び／又は後処理行程を使用することが望ましいことがある。例えば、布３６は、延伸性を高めるために、及び／又は、均一した外観及び／又はある程度の良好な触感を与えるために、カレンダーロールで軽く圧縮したり、縮ませたり、ブラシ処理をしたり、或いはその他の処理を施したりする。代替的に又は付加的に、接着剤又は染料のような様々な化学的後処理が布３６に付加される。利用される付加的後処理は、Ｌｅｖｙ他の米国特許第５，８５３，８５９号に記載されており、これら全体は、すべての目的について引用によりここに組み入れられる。
【００６２】
本発明の布の基本重量は、一般的に、約２０から約２００グラム／平方メートル（ｇｓｍ）、特定的には約３５から約１００ｇｓｍの範囲とすることができる。低い基本重量を持つ製品は、典型的には、軽負荷用拭き布としての使用によく適しており、一方で、高い基本重量を持つ製品は、産業用拭き布としての使用によく適している。本発明は、以下に示す実施例を参照すれば、より良く理解できるであろう。
【実施例１】
【００６３】
本発明による交絡布を形成する能力が示された。最初に、０．５ｏｓｙの点接着されたスパンボンドウエブが形成された。スパンボンドウエブは、ナイロン鞘（Ｃｕｓｔｏｍ  ＲｅｓｉｎｓによるＮｙｌｅｎｅ４０１）及びポリエチレン芯（Ｄｏｗ６８１１）から形成された５突部形状の分裂可能な繊維を含んでいた。分裂可能な繊維は、フィラメントに付き３．０デニールであった。スパンボンドウエブの捲縮加工割合は１５％であった。スパンボンドウエブは次いで、１５００ポンド／平方インチの交絡圧力で粗目ワイヤー上でパルプ繊維成分と水圧交絡された。形成された布は、１２２グラム／平方メートルの基本重量を持っており、重量比２０％のスパンボンドウエブ及び重量比８０％のパルプ繊維成分を含んでいた。
【００６４】
形成された状態で、布の「粘性油吸収性」及び「ウェブ透過性」が以下のように求められた。
【００６５】
粘性油吸収性効率法
粘性油吸収は、布の粘性油を拭き取る能力を求めるために使用される方法である。ウェブの試料は、先ずスレッド（１０ｃｍｘ６．３ｃｍ）のパッド状表面に取り付けられる。スレッドは、回転ディスクを横切ってスレッドを移動するように設計されたアーム上に取り付けられる。次いでスレッドは、スレッド及び試料の結合した重量が約７６８グラムであるように計量される。その後、スレッドと移動アームが水平回転ディスク上に置かれ、試料は重みが付けられたスレッドにより該ディスクの面に押しつけられる。詳細に述べると、スレッド及び移動アームは、スレッドの前縁（６．３ｃｍ側）がディスクの中心から丁度外れる状態にあり、スレッドの１０ｃｍ中心線がディスクの半径線に沿って位置し、その結果、６．３ｃｍの後縁がディスクの周縁付近に位置する状態になるように配置される。
【００６６】
次いで、１グラムの油がスレッドの前縁の前のディスクの中央に置かれる。約６０ｃｍの直径を持つディスクを、約６５ｒｐｍで回転させ、その間、約２  １／２ｃｍ／秒の速さでディスクを横切るように移動アームがスレッドを動かし、スレッドの後縁がディスクの外側縁から外れるまでこの動きを続ける。この時点で試験は停止される。拭き取り効果は、拭き取りテストの前及び後での拭き布の重量の変化を計測することにより評価される。拭き効率割合は、拭き布の重量の増加を１グラム（総油重量）で割って求められる。上記した試験は、一定の温度及び相対湿度状態（７０°Ｆ±２°Ｆ及び６５％相対湿度）の下で成される。
【００６７】
ウェブ透過性計測法
ウェブ透過性は、材料による液体流れに対する抵抗の測定から得られる。粘性を持つ液体を、一定の流量で、与えられた厚さを持つ材料に強制的に通過させ、圧力降下として計測された流れの抵抗が観察される。透過性を求めるために、ダーシーの法則が以下のように使用される。
透過性＝［流量Ｘ厚さＸ粘性／圧力降下］
ここで、単位は次のとおりである。
透過性：        ｃｍ2又はダーシー（１ダーシー＝９．８７Ｘ１０−９ｃｍ2）
流量：          ｃｍ／秒
粘性：          パスカル・秒
圧力降下：      パスカル
【００６８】
装置は、シリンダー内にあるピストンが計測されようとする試料を通して液体を押すような配列を含む。試料は、垂直方向に置かれた２つのアルミニウムのシリンダーの間に固定される。どちらのシリンダーも、外径３．５インチ、内径２．５インチ及び長さ約６インチである。直径３インチのウェブ試料が外側の縁に置いて保持され、したがって装置内に完全に収められる。下側シリンダーは、一定の速度でシリンダー内を垂直に動くことができるピストンを有し、該ピストンは、該ピストンに支持されている液体柱により与えられる圧力を観察することができる圧力変換器に結合されている。変換器はピストンと共に移動するように配置されており、液体柱が試料と接触し、その中に押し出されるまで付加的な圧力が計測されることはない。この点で、計測される付加的圧力は、通過する液体流に対する材料の抵抗によるものである。このピストンは、ステッパーモーターにより作動されるスライド組立体により動かされる。
【００６９】
試験は、液体が試料を通して通過するまで一定の速度でピストンを動かすことから始める。次にピストンが停止され、基準圧力が記録される。これは、試料の浮力効果を修正するものである。次に、新しい圧力を計測するために、動きが適切な時間再開される。２つの圧力の違いは、液体流に対する材料の抵抗による圧力であり、上記した方程式に使用されている圧力降下である。ピストンの速度は、流量である。材料を湿潤させる液体は、飽和流が達成されることを確実にするので、この種の液体を使用することが好ましいが、粘性がわかっている液体であればどれでも使用することができる。計測は、ピストン速度２０ｃｍ／分、粘性６センチポアズの鉱油（カリフォルニア州、ロサンゼルスにあるＰｅｎｒｅｃｏより製造されたＰｅｎｅｔｅｃｋ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｍｉｎｅｒａｌ  Ｏｉｌ）を使用して実施された。この方法は、Ｖａｒｏｎａ他の米国特許第６，１９７，４０４号にも記載されている。
【００７０】
上述した試験が行った後、粘性油吸収性は７８％で、ウェブ透過性は１１２ダーシーであったと判断された。このような高い油吸収性及びウェブ透過性は、一般的に、油及び他の材料を吸収するための拭き布として利用される本発明の布の能力を表すものである。
【実施例２】
【００７１】
本発明に従って交絡布を形成する能力が示された。最初に、０．５ｏｓｙの点接着されたスパンボンドウエブが形成された。スパンボンドウエブは、ナイロン鞘（Ｃｕｓｔｏｍ  ＲｅｓｉｎｓのＮｙｌｅｎｅ４０１）及びポリエチレン芯（Ｄｏｗ６８１１）から形成される５突部形状の分裂可能な繊維を含んでいた。分裂可能な繊維はフィラメントごとに３．０デニールであった。スパンボンドウエブの捲縮加工割合は１５％であった。スパンボンドウエブは、次いで、１５００ポンド／平方インチの交絡圧力で粗目ワイヤー上でパルプ繊維成分と水圧交絡された。形成された布は、８５グラム／平方メートルの基本重量を持っており、重量比３０％のスパンボンドウエブ及び重量比７０％のパルプ繊維成分を含んでいた。
【００７２】
形成された布の「粘性油吸収性」は８２％であり、「ウェブ透過性」は１２８ダーシーであった。上述した試験がなされた後、粘性油吸収性は７８％で、ウェブ透過性は１１２ダーシーであったと判断された。このような高い油吸収性及びウェブ透過性は、一般的に、油及び他の材料を吸収するための拭き布として利用される本発明の布の能力に反映する。
【００７３】
本発明は、特定の実施形態に関して詳細に記載されてきたが、上述の事柄に理解を得た上で、当業者が、これらの実施形態の修正、変更、及び均等技術を容易に想到できることが認識されるであろう。従って、本発明の範囲は、添付された請求項及びそれらの均等技術として評価されるべきものである。
説明及び図における参照符号の繰り返しの使用は、本発明の同一又は類似した特徴或いは要素を表すものである。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明での使用に適した例示的多成分繊維の横断面図である。
【図２】本発明での使用に適した例示的多成分繊維の横断面図である。
【図３】本発明での使用に適した例示的多成分繊維の横断面図である。
【図４】本発明での使用に適した例示的多成分繊維の横断面図である。
【図５】本発明での使用に適した例示的多成分繊維の横断面図である。
【図６】多成分繊維の外側表面に露出されていない、あまり良く形成されていない個々のセグメントを持つ多成分繊維の横断面図である。
【図７】本発明の１つの実施形態において不織基体をクレープ加工する工程の図である。
【図８】本発明の１つの実施形態において水圧交絡された複合布を形成する工程の図である。
【符号の説明】
【００７５】
１１０    多成分繊維
１１２    セグメント
１１９    アーム
２０      不織ウェブ
６０      捲縮加工位置
６２      印刷ローラー
６４      アンビルローラー
６５      浴
６８      捲縮加工用ブレード
２８      スタックロール
３６      複合布
４２      空気乾燥機
４６      パーフォレーション
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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