(57)【要約】３次元繊維をウェブに形成する方法が開示される。この方法は、第１成分及び第２成分を共押出しする段階を含む。第１成分は回復率Ｒ1を有し、第２成分は回復率Ｒ2を有し、Ｒ1はＲ2より高い。第１及び第２成分は、紡糸パックを通して導かれて、複数の連続溶融繊維を形成する。次いで、溶融繊維が冷却チャンバに向けられて、複数の冷却された連続繊維が形成される。冷却された繊維が引伸ばしユニットに向けられて、複数の固体の連続線状繊維が形成される。固体繊維の各々は、弛緩される前に少なくとも５０パーセント延伸される。弛緩段階は、線状繊維を、各々がその長さの少なくとも一部にわたってコイル形状をもつ複数の連続３次元繊維にする。次いで、連続３次元コイル化繊維は、可動支持体上に堆積されてウェブを形成する。
2005537404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維をウェブに形成する方法であって、
ａ）回復率Ｒ1を有する第１成分と、Ｒ1がＲ2よりも高いものとした場合の回復率Ｒ2を有する第２成分とを共押出しし、
ｂ）前記第１及び第２成分を、紡糸パックを通して導き、各々が所定の直径を有する複数の連続溶融繊維を形成し、
ｃ）前記複数の溶融繊維を冷却チャンバに通して、複数の冷却された繊維を形成し、
ｄ）前記複数の冷却された繊維を引伸ばしユニットに通して、前記溶融繊維より小さい直径を有する複数の固体繊維を形成し、
ｅ）前記冷却された固体繊維の各々を少なくとも５０パーセント延伸させ、
ｆ）前記延伸された繊維を弛緩させてコイル化繊維を形成し、前記コイル化繊維の各々の前記第１成分が前記第２成分に接着するようにし、
ｇ）前記コイル化繊維を可動支持体上に堆積させてウェブを形成する、
段階を含む方法。
【請求項２】
前記繊維が二成分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３】
前記二成分繊維の各々が、芯／鞘断面形状を有することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１及び第２成分が、互いに機械的に接着されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１及び第２成分が、互いに化学的に接着されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１及び第２成分が、互いに物理的に接着されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ウェブがスパンボンド不織ウェブであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記スピンパックを出る前記溶融繊維の速度より速い速度で前記複数の冷却繊維を引き伸ばすことをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ウェブ中の前記第１成分の体積パーセントが、約４０％から約８０％までであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
二成分繊維をウェブに形成する方法であって、
ａ）回復率Ｒ1を有する第１成分と、Ｒ1がＲ2より高いものとした場合の回復率Ｒ2を有する第２成分とを共押出しし、
ｂ）前記第１及び第２成分を、紡糸パックを通して導き、各々が所定の直径を有する複数の連続溶融繊維を形成し、
ｃ）前記複数の溶融繊維を冷却チャンバに通して、複数の冷却された繊維を形成し、
ｄ）前記複数の冷却された繊維を、前記第１速度より大きい第２速度で引伸ばしユニットに通して、各々が前記溶融繊維より小さい直径を有する複数の固体線状繊維を形成し、
ｅ）前記冷却された固体繊維の各々を少なくとも５０パーセント延伸させ、
ｆ）前記延伸された繊維を弛緩させてコイル化繊維を形成し、前記固体繊維の各々の前記第１成分を前記第２成分に接着するようにし、
ｇ）前記コイル化繊維を可動支持体上に堆積させてウェブを形成し、
ｈ）前記ウェブに高温空気を向けて安定化されたウェブを形成し、
ｉ）前記安定化されたウェブ内に複数の結合を形成して、ボンデッドウェブを形成する、
段階を含む方法。
【請求項１１】
前記第１成分がポリエステルであることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１成分がポリ乳酸であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記安定化繊維ウェブを、一対の結合ロールによって形成されたニップに通して結合して、ボンデッドウェブを形成することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記ウェブが、少なくとも一方向に約４００％までの伸びを有することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記第２成分がポリオレフィンであることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記冷却された固体繊維の各々を、約７５パーセントから約１０００パーセントまで延伸させることをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
前記冷却された固体繊維の各々を、約１００パーセントから約５００パーセントまで延伸させることをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１８】
前記溶融繊維の各々が、約０．１ミリメートルから約２．０ミリメートルまでの所定の直径を有することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１９】
前記ウェブが、少なくとも一方向に約２００％までの伸びを有することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項２０】
二成分繊維をウェブに形成する方法であって、
ａ）回復率Ｒ1を有する第１成分と、Ｒ1がＲ2より高いものとした場合の回復率Ｒ2を有する第２成分とを共押出しし、
ｂ）前記第１及び第２成分を、紡糸パックを通して導き、各々が所定の直径を有する複数の連続溶融繊維を形成し、
ｃ）前記複数の溶融繊維を冷却チャンバに通して、複数の冷却された繊維を形成し、
ｄ）前記複数の冷却された繊維を、前記第１速度より大きい第２速度で引伸ばしユニットに通して、各々が前記溶融繊維より小さい直径を有する複数の固体繊維を形成し、
ｅ）前記冷却された固体繊維の各々を少なくとも１００パーセント延伸させ、
ｆ）前記延伸された繊維を弛緩させてコイル化繊維を形成し、前記固体繊維の各々の前記第１成分を前記第２成分に接着するようにし、
ｇ）前記コイル化繊維を可動支持体上に堆積させてウェブを形成し、
ｈ）前記ウェブに高温空気を向けて安定化されたウェブを形成し、
ｉ）前記安定化されたウェブ内に複数の結合を形成して、ボンデッドウェブを形成する、
段階を含む方法。
【請求項２１】
前記コイル繊維が螺旋形状を有することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記ウェブに高温空気の幾つかの流れを向けて、安定化ウェブを形成することをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記ボンデッドウェブにおいて、１平方インチ当たり少なくとも１つの結合部が形成されることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記ボンデッドウェブにおいて、１平方インチ当たり少なくとも３０の結合部が形成されることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記ボンデッドウェブは、少なくとも一方向に約１００％までの伸びを有することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２６】
前記ボンデッドウェブは、二方向に約４００％までの伸びを有することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
後で不織ウェブを形成することができる繊維を紡糸するための、当業者に公知の多くの方法がある。こうした不織ウェブの多くは、体液及び／又は尿、糞便、月経分泌物、血液、汗等といった排泄物を吸収するための使い捨て吸収性物品に有用である。身体側カバー、表面材、及びライナにすることができる縦方向及び横方向に延伸可能なスパンボンド材料を形成するのに３次元繊維も有用である。こうした物品の製造業者は、こうした新しい材料、及びこうした新しい材料を物品に構成し又は使用して、それらが設計された用途を達成するのにより機能的なものとなるようにするための方法を常に捜し求めている。少なくとも一方向に伸長可能な少なくとも１つのエラストマー材料から形成された３次元二成分繊維でウェブを形成することは、非常に有益である。例えば、セルロースパルプ繊維が散在されて３次元不織繊維のウェブにされたものから形成された吸収体層を含む乳児用おむつは、３次元繊維が伸長可能である場合には、吸収体層がより多量の体液を保持できる。こうした吸収体層は、着用者に良好な漏れ防護を与えることができ、頻繁に取り替えられる必要がない。別の例においては、複数の３次元繊維から形成されたスパンボンド不織表面材又はライナは、改善された延伸性及び制御可能な収縮性を与えることができる。こうした表面材又はライナは、吸収性物品の着用者に改善されたフィット性及び良好な快適性を与えることができる。
【背景技術】
【０００２】
こうした３次元繊維から形成されたウェブは、１つ又はそれ以上の以下の特性、すなわち、改善されたフィット性、改善された嵩高性、良好な快適性、大きな空隙体積、柔軟な感触、改善された弾力性、良好な延伸性及び制御された収縮性の１つ又はそれ以上を与えることができる。
不織ウェブを形成するのに用いられる具体的な方法は、ウェブに別の方法では再現できない独特の特性及び特徴を生じさせることができる。ここで、ウェブが非常に望ましい特性を呈することができるようにする新規なウェブ形成方法が発明され、そうしたウェブは、使い捨て吸収性物品に組み込まれたときには非常に望ましい。
【発明の開示】
【０００３】
手短に述べると、本発明は、繊維をウェブに形成する方法に関する。この方法は、第１及び第２成分を共押出しする段階を含む。第１成分は回復率Ｒ1を有し、第２成分は回復率Ｒ2を有し、Ｒ1はＲ2より高い。第１及び第２成分は、紡糸パックを通して導かれて、各々が所定の直径を有する複数の連続溶融二成分繊維を形成する。次いで、複数の溶融繊維が冷却チャンバに向けられて、複数の冷却された繊維が形成される。複数の冷却された繊維が引伸ばしユニットに向けられて、溶融繊維より小さい直径を有する複数の固体繊維が形成される。固体繊維の各々は、少なくとも５０パーセント延伸され、次いで弛緩されて、それにより３次元繊維を形成する。３次元繊維は、コイル形状を有し、少なくとも一方向に伸長可能である。次いで、３次元繊維は、形成ワイヤのような可動支持体上に堆積されて、それによりウェブが形成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００４】
図１を参照すると、繊維でウェブを形成する方法を実行するために必要な設備の概略図が描かれている。この方法は、第１成分１０及び第２成分１２を共押出しする段階を含む。第１及び第２成分１０及び１２は、固体の樹脂ペレット又は小粒子の形態とすることができる。第１成分１０は、ホッパー１４に配置され、そこから第１成分が導管１６を通って計量されながら第１押出機１８に供給される。同様に、第２成分１２は、ホッパー２０に配置され、そこから第２成分が導管２２を通って計量されながら第２押出機２４に供給される。
【０００５】
第１成分１０は、紡糸できるか、又は別の方法で連続繊維を形成することができる材料である。この第１成分１０が繊維を形成する場合、該繊維は、延伸可能であって、高い回復率Ｒ1を有するものでなければならない。「回復率Ｒ1」は、第１成分１０がその最初の長さの少なくとも５０％延伸された後、それを引き伸ばすために適用された力が取り除かれる時に回復できるパーセントとして定義される。望ましくは、第１成分１０はエラストマー材料である。第１成分１０に使用できる好適なエラストマー材料としては、溶融押出し可能な熱可塑性エラストマー、例えば、ポリウレタンエラストマー、コポリエーテルエステル、ポリエーテルブロックポリアミドコポリマー、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）エラストマー、スチレン系ブロックコポリマー、エーテルアミドブロックコポリマー、オレフィン系エラストマー、並びにポリマー分野の当業者に既知の他のエラストマーが挙げられる。有用なエラストマー樹脂としては、ポリエステルポリウレタン及びポリエーテルポリウレタンが挙げられる。２つの市販のエラストマー樹脂の例は、商品名ＰＮ３４２９−２１９及びＰＳ３７０−２００ＭＯＲＴＨＡＮＥ（登録商標）ポリウレタンとして販売される。ＭＯＲＴＨＡＮＥ（登録商標）は、イリノイ州シカゴ６０６０６に事務所を有するＨｕｎｔｓｍａｎ  Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｓの登録商標である。別の好適なエラストマー材料は、オハイオ州クリーヴランド４４１４１に事務所を有するＮｏｖｅｏｎ，Ｉｎｃ．の登録商標であるＥＳＴＡＮＥ（登録商標）である。さらに別の好適なエラストマー材料は、マサチューセッツ州Ｂｏｘｆｏｒｄ０１９２１に事務所を有するＭｅｒｑｕｉｎｓａの登録商標であるＰＥＡＲＬＴＨＡＮＥ（登録商標）である。
【０００６】
３つ目の別のエラストマー材料としては、商品名ＰＥＢＡＸ（登録商標）として種々の等級で市販されているポリエーテルブロックポリアミドコポリマーが挙げられる。ＰＥＢＡＸ（登録商標）は、ペンシルヴェニア州Ｂｉｒｄｓｂｏｒｏ１９５０８に事務所を有するＡｔｏｆｉｎａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．の登録商標である。第２のエラストマー材料は、商品名ＡＲＮＩＴＥＬ（登録商標）として販売されるコポリエーテル−エステルである。ＡＲＮＩＴＥＬ（登録商標）は、オランダ、ヘールレン、Ｈｅｔ  Ｏｖｅｒｌｏｏｎ  １，ＮＬ−６４１１  ＴＥに事務所を有するＤＳＭの登録商標である。第３のエラストマー材料は、商品名ＨＹＴＲＥＬ（登録商標）として販売されるコポリエーテルエステルである。ＨＹＴＲＥＬ（登録商標）は、デラウェア州ウィルミントン１９８９８に事務所を有するＥ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓの登録商標である。
【０００７】
第１成分１０はまた、ＫＲＡＴＯＮ（登録商標）のようなスチレン系ブロックコポリマーから形成することができる。ＫＲＡＴＯＮ（登録商標）は、テキサス州ヒューストンに事務所を有するＫｒａｔｏｎ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓの登録商標である。
第１成分１０はさらに、ポリエステル脂肪族ポリウレタン又はポリヒドロキシアルカノエートのような生分解性エラストマー材料から形成することができる。第１成分１０は、エラストマー及びプラストマーのようなオレフィン系エラストマー材料から形成することができる。このようなプラストマーの１つは、商品名ＡＦＦＩＮＩＴＹ（登録商標）として販売されるエチレン系樹脂又はポリマーである。ＡＦＦＩＮＩＴＹ（登録商標）は、テキサス州Ｆｒｅｅｐｏｒｔに事務所を有するＤｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙの登録商標である。ＡＦＦＩＮＩＴＹ（登録商標）樹脂は、Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ＣｏｍｐａｎｙのＩＮＳＩＴＥ（登録商標）拘束幾何触媒技術を用いて製造されるエチレン及びオクテンのエラストマーコポリマーである。別のプラストマーは、シングルサイト触媒により誘導されたコポリマー及びターポリマーを含む商品名ＥＸＡＣＴ（登録商標）として販売される。ＥＸＡＣＴ（登録商標）は、テキサス州Ｉｒｖｉｎｇ７５０３９−２２９８、Ｌａｓ  Ｃｏｌｉｎａｓ  Ｂｏｕｌｅｖａｒｄ  ５９５９に事務所を有するＥｘｘｏｎ  Ｍｏｂｉｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの登録商標である。第１成分１０を形成するのに使用できる他の好適なオレフィン系エラストマーとしては、ポリプロピレン誘導エラストマーが挙げられる。
【０００８】
第１成分１０はさらに、特定温度で延伸された後に十分な回復率Ｒ1を有する非エラストマー熱可塑性材料から形成することができる。第１成分１０を形成するのに有用な非エラストマー材料は、ポリアミド、ナイロン、ポリエステル、ポリオレフィン又はポリオレフィンのブレンドのような押出し可能な熱可塑性ポリマーである。例えば、非エラストマー生分解性ポリ乳酸は、その約６２℃のガラス転移温度を超えて延伸される場合に十分な回復率Ｒ1を与えることができる。
第２成分１２は、第１成分１０と同様に、紡糸できるか、又は別の方法で連続繊維を形成することができる材料である。第２成分１２が線状繊維を形成する場合、該線状繊維は、延伸可能であって、Ｒ1より小さい回復率Ｒ2を有するものでなければならない。「回復率Ｒ2」は、成分がその最初の長さの少なくとも５０％延伸された後、それを引き伸ばすために適用された力を取り除いた時に回復できるパーセントとして定義される。第１及び第２成分１０及び１２が線状繊維を形成する場合、線状繊維が吸収性物品に有用となるために、繊維は延伸された状態から収縮又は縮むことができなければならない。本明細書に言及される場合、「収縮」という用語は、「縮む」と同じことを意味する。望ましくは、Ｒ1／Ｒ2の比は、少なくとも約２〜約１００の範囲に及ぶ。最も望ましくは、Ｒ1／Ｒ2の比は、少なくとも約２〜約５０の範囲に及ぶ。線状繊維においてＲ1をＲ2より大きくする理由は、第１及び第２成分１０及び１２が収縮又は縮む時に、３次元繊維が非常に望ましい所定の構造上の構成を示すからである。３次元繊維のこのような構造上の構成は、少なくとも１方向において例外的な伸び特性を示す。
【０００９】
線状繊維はさらに、第１成分１０がこの線状繊維の約３０％〜約９５％の体積パーセントを構成し、第２成分１２がこの線状繊維の約５％〜約７０％の体積パーセントを構成する場合に、いくつかの特有の特性を備える。望ましくは、第１成分１０は、線状繊維の約４０％〜約８０％の体積パーセントを構成し、第２成分１２は、線状繊維の約２０％〜約６０％の体積パーセントを構成する。固体線状繊維の体積は、次の式を用いて計算され、
Ｖ＝π（ｄ2／４）Ｌ1
式中、Ｖは固体線状繊維の体積であり、πは円周と円の直径との比を表し、かつ広範囲の数学的問題において定数で表すことができる約３．１４１５９の超越数であり、ｄは線状繊維の直径であり、Ｌ1は線状繊維の初期長さである。
【００１０】
第１成分１０及び第２成分１２に関する体積パーセントの上述の範囲では、線状繊維は、少なくとも５０％延伸されて、延伸された線状繊維を形成できる。第１及び第２成分１０及び１２の各々の体積パーセントはまた、延伸された繊維が収縮した長さに収縮又は縮むのに重大な役割を果たす。第１及び第２成分１０及び１２の各々の体積パーセントを変更することによって、延伸された後、特定の所望特性をもった所定の構成に収縮することができる線状繊維を製造できる。しばらく経って、このような繊維が使い捨て吸収性物品に形成された後、体液と接触することで、この吸収性物品は膨潤し、繊維が線状になる前に少なくとも１方向に伸びることができる。繊維が伸びる時、繊維は伸長して、吸収性構造はさらなる体液を受容して保存できるようになる。
【００１１】
第１及び第２成分１０及び１２は、繊維が延伸された後で弛緩される時に分裂するのを防止するために、化学的、機械的及び／又は物理的に互いに接着又は結合される。弛緩された繊維は、長さ方向に収縮する。望ましくは、第１成分１０は、第２成分１２に強く接着される。芯／鞘配置において、第１及び第２成分１０及び１２間の機械的接着は、存在する化学的接着及び／又は物理的接着を補い、第１成分１０の第２成分１２からの分裂又は分離を防止するのを助ける。この分裂又は分離は、一方の成分が他方の成分よりも大きく収縮できるために生じる。特に収縮の間に強い相互接着が存在しない場合、２つの成分は２つに分かれることがあり、これは望ましいことでない。並列又はくさび型構成で配置された２つの成分で形成された繊維において、強い化学的及び／又は物理的接着は、第１成分１０が第２成分１２から分裂又は分離するのを防止する。
【００１２】
第２成分１２は、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリエステル、又はポリエーテルから形成できる。第２成分１２はまた、商品名ＡＳＰＵＮ（登録商標）６８１１Ａとして販売される繊維等級のポリエチレン樹脂のようなポリオレフィン樹脂とすることができる。ＡＳＰＵＮ（登録商標）は、ミシガン州ミッドランド４８６７４に事務所を有するＤｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙの登録商標である。第２成分１２はまた、ポリオレフィン樹脂、例えば、デラウェア州ウィルミントン１９８０８、Ｃｅｎｔｅｒｖｉｌｌｅ  Ｒｏａｄ２８０１、Ｔｈｒｅｅ  Ｌｉｔｔｌｅ  Ｆａｌｌｓ  Ｃｅｎｔｒｅに事務所を有するＢａｓｅｌｌ  Ｎｏｒｔｈ  Ａｍｅｒｉｃａ，Ｉｎｃ．から入手可能なＨｉｍｏｎｔ  ＰＦ３０４及びＰＦ３０８のようなホモポリマーポリプロピレンとすることができる。第２成分１２を形成できるポリオレフィン樹脂の別の例は、テキサス州Ｉｒｖｉｎｇ７５０３９−２２９８、Ｌａｓ  Ｃｏｌｉｎａｓ  Ｂｏｕｌｅｖａｒｄ  ５９５９に事務所を有するＥｘｘｏｎ  Ｍｏｂｉｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なポリプロピレンＰＰ３４４５である。第２成分１２に使用できるさらに他の好適なポリオレフィン材料としては、ランダムコポリマー、例えばプロピレン及びエチレンを含有するランダムコポリマーが挙げられる。このようなランダムコポリマーの１つは、テキサス州Ｉｒｖｉｎｇ７５０３９−２２９８、Ｌａｓ  Ｃｏｌｉｎａｓ  Ｂｏｕｌｅｖａｒｄ  ５９５９に事務所を有するＥｘｘｏｎ  Ｍｏｂｉｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能な商品名Ｅｘｘｏｎ９３５５である。
【００１３】
第２成分１２はまた、延伸時に十分な永久変形を与える溶融押出し可能な熱可塑性材料から形成できる。このような材料としては、脂肪族及び芳香族ポリエステル、コポリエステル、ポリエーテル、ポリプロピレン及びポリエチレンのようなポリオレフィン、これらのコポリマーブレンド、ポリアミド及びナイロンが挙げられるが、これらに限定されない。第２成分１２はさらに、脂肪族ポリエステルのような生分解性樹脂から形成できる。このような脂肪族ポリエステルの１つは、ポリ乳酸（ＰＬＡ）である。他の生分解性樹脂としては、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネートアジペート及びポリブチレンサクシネートが挙げられる。ポリブチレンサクシネートアジペート及びポリブチレンサクシネート樹脂は、商品名ＢＩＯＮＯＬＬＥ（登録商標）として販売され、これはニューヨーク州ニューヨーク１００１７に事務所を有するＳｈｏｗａ  Ｈｉｇｈ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓの登録商標である。さらなる生分解性樹脂としては、商品名ＥＡＳＴＡＲ  ＢＩＯ（登録商標）として販売されるコポリエステル樹脂が挙げられる。ＥＡＳＴＡＲ  ＢＩＯ（登録商標）は、テネシー州Ｋｉｎｇｓｐｏｒｔ３７６６２に事務所を有するＥａｓｔｍａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙの登録商標である。第２成分１２に使用できるさらに他の生分解性樹脂としては、種々の組成及び構造を有するポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）、並びに前述のポリマーとのコポリマー、ブレンド及び混合物が挙げられる。好適な生分解性ポリマー樹脂の具体的な例としては、Ｉｔｏｃｈｕ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌから市販されるＢＩＯＮＯＬＬＥ（登録商標）１００３、１０２０、３０２０及び３００１樹脂が挙げられる。ＢＩＯＮＯＬＬＥ（登録商標）は、ニューヨーク州ニューヨーク１００１７に事務所を有するＳｈｏｗａ  Ｈｉｇｈ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓの登録商標である。
【００１４】
第２成分１２はまた、水溶性及び膨潤性樹脂から形成できる。このような水溶性の膨潤性樹脂の例としては、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）及びポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）が挙げられる。グラフトポリエチレンオキシド（ｇＰＥＯ）又は化学的に修飾されたＰＥＯも使用できる。水溶性ポリマーは、良好な加工性、性能及び液体との相互作用を与えるために生分解性ポリマーとブレンドすることができる。
ＰＥＯ樹脂は、反応性押出し、グラフト化、ブロック重合又は分枝によって化学的に修飾され、その加工性を改善できることに留意すべきである。ＰＥＯ樹脂は、２００１年１月９日にＷａｎｇらに対して発行された米国特許第６，１７２，１７７号に記載される反応性押出し又はグラフト化によって修飾することができる。
【００１５】
最後に、第２成分１２は、第１成分１０よりも低い回復率Ｒ2を有する。第２成分１２は、低弾性回復を示す材料から形成できる。第２成分１２を形成できる材料としては、ポリオレフィン樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、ポリエステル及びポリエーテルが挙げられるが、これらに限定されない。第２成分１２は、親水性又は疎水性界面活性剤で処理又は修飾することができる。第２成分１２の親水性界面活性剤による処理は、体液又は液体との相互作用を増大させるために湿潤性表面を形成する。例えば、第２成分１２の表面が親水性になるように処理される場合、体液、特に尿と接触した時により湿潤性となる。第２成分１２の疎水性界面活性剤による処理によって、体液又は液体をはじくようになる。親水性又は疎水性特性を制御するために、第１成分１０の同様の処理を行うこともできる。
【００１６】
図１を再び参照すると、第１及び第２成分１０及び１２は、２つの押出し機１８及び２４にて別々に共押出しされる。押出し機１８及び２４は、押出し分野の当業者に周知の様式で機能する。要するに、固体樹脂ペレット又は小粒子は、それらの溶融温度を超えて加熱され、回転オーガによって経路に沿って進む。第１成分１０が導管２６を通って送られる一方で、第２成分１２は同時に導管２８を通って送られ、両方の流れストリームは紡糸パック３０に向けられる。図示しないが溶融ポンプは、必要により、体積分布を調節するために導管２６及び２８の１つ又は両方にわたって配置することができる。紡糸パック３０は、合成繊維を製造する器具である。紡糸パック３０は、押出された材料が流れる複数の孔又は開口部を有する底板を含む。紡糸パック３０における１平方インチあたりの開口部の数は、１平方インチあたり約５〜約５００開口部に及ぶことができる。望ましくは紡糸パック３０における１平方インチあたりの開口部の数は、約２５〜約２５０である。より望ましくは、紡糸パック３０における１平方インチあたりの開口部の数は、約１２５〜約２２５である。紡糸パック３０における各開口部の大きさは、様々なものとすることができる。典型的な大きさの開口部は、直径が約０．１ミリメートル（ｍｍ）〜約２．０ｍｍに及ぶことができる。望ましくは紡糸パック３０における各開口部の大きさは、直径が約０．３ｍｍ〜約１．０ｍｍに及ぶことができる。より望ましくは、紡糸パック３０における各開口部の大きさは、直径が約０．４ｍｍ〜約０．８ｍｍに及ぶことができる。
紡糸パック３０の開口部は、断面が丸い又は円形である必要はなく、バイローバル、トリローバル、正方形、三角形、長方形、楕円形、又は所望のその他の幾何学的断面構成を有することができることに留意すべきである。
【００１７】
図１及び２を参照すると、第１及び第２成分１０及び１２は、紡糸パック３０に向けられ、第１成分１０が芯３２を形成する一方で、第２成分１２がその芯３２の外延を囲む鞘３４を形成するような様式で底板に形成された開口部を通って送られる。所望ならば、第１成分１０が鞘を形成する一方で、第２成分１２が芯を形成できることに留意すべきである。この芯／鞘配置は、線状の二成分繊維３６の１つの構成を作り出す。他の断面構成を有する二成分繊維も紡糸パック３０を用いて製造できる。例えば、二成分繊維は、並列構成、又は芯が鞘の同軸から外れた芯／鞘設計を有することができる。
１つの二成分繊維３６は、紡糸パック３０内で板に形成された各開口部毎に形成される。これによって、各々が所与の直径を有する複数の連続溶融繊維３６が、第１速度で同時に紡糸パック３０から出ることができる。線状の二成分繊維３６の各々は、間隔を空けられ、隣接する繊維３６と分離されている。各二成分繊維３６の直径は、紡糸パック３０の底板に形成された開口部の大きさによって規定される。例えば、上述したように、底板の孔又は開口部の直径が約０．１ｍｍ〜約２．０ｍｍに及ぶ場合、溶融繊維３６の各々は、約０．１ｍｍ〜約２．０ｍｍに及ぶ直径を有することができる。溶融繊維３６は、板に形成された開口部を出た後、断面積が大きくなることがある傾向にあるが、この伸長は比較的小さい。
【００１８】
複数の連続溶融繊維３６は、冷却チャンバ３８を通って送られ、複数の冷却された線状二成分繊維４０を形成する。望ましくは、溶融繊維３６は紡糸パック３０から冷却チャンバ３８に向かって下方に向けられる。溶融繊維３６を下方に向ける理由は、溶融繊維３６の移動を補助するために重力を利用できるからである。さらに垂直方向下向きの移動は、繊維３６が互いに分離し続けるのを助けることができる。
冷却チャンバ３８において、連続溶融繊維３６は、１以上の空気ストリームと接触する。通常、紡糸パック３０を出て冷却チャンバ３８に入る連続溶融繊維３６の温度は、約１５０℃〜約２５０℃の範囲である。溶融繊維３６の実際の温度は、構成する材料、このような材料の溶融温度、押出しプロセスの間に適用される熱量、並びに他の要因による。冷却チャンバ３８内では、連続溶融繊維３６は、より低温の空気と接触して、囲まれる。この空気の温度は、約０℃〜約１２０℃に及ぶことができる。望ましくは、空気は、溶融繊維３６を素早く冷却するように冷却又は冷蔵される。しかし、二成分繊維３６を形成するのに使用される特定の材料では、周囲の空気又はさらに加熱された空気を用いるのが有利である。しかし、大部分のエラストマー材料では、空気は、約０℃〜約４０℃に冷却又は冷蔵される。より望ましくは、空気は、約１５℃〜約３０℃の温度に冷却又は冷蔵される。より低温の空気を、種々の角度で溶融繊維３６に向けることができるが、水平角度又は下向きの角度が最も良く作用するようである。入ってくる空気の速度は、溶融繊維３６を効率よく冷却するように維持又は調節することができる。
【００１９】
冷却又は冷蔵された空気によって、連続溶融繊維３６は、結晶化し、結晶構造又は相の分離を起こし、複数の冷却された連続繊維４０を形成する。冷却された繊維４０は、この時点でなおも線状構成をもつ。冷却チャンバ３８を出る時、冷却された繊維４０の温度は、約１５℃〜約１００℃に及ぶことができる。望ましくは、冷却された繊維４０の温度は、約２０℃〜約８０℃に及ぶ。最も望ましくは、冷却繊維４０の温度は、約２５℃〜約６０℃に及ぶ。冷却された繊維４０は、この繊維４０を形成した第１及び第２成分１０及び１２の溶融温度より低い温度である。冷却された繊維４０は、この段階で軟質プラスチック粘稠度を有することができる。
複数の冷却された連続繊維４０は、次いで引伸ばしユニット４２に送られる。引伸ばしユニット４２は、重力の利点を利用するために冷却チャンバ３８の垂直方向下方に位置することができる。引伸ばしユニット４２は、冷却された繊維４０をその上に引伸ばせるのに充分な間隔を与えるために十分な高さを有していなければならない。引伸ばしは、冷却された繊維４０に、紡糸パック３０から下方に出た溶融材料を引く又は引伸ばす加圧空気を供することを含む。空気圧力は、１平方インチあたり（ｐｓｉ）約３ポンド〜約１００ｐｓｉに及ぶことができる。望ましくは、空気圧力は、約４ｐｓｉ〜約５０ｐｓｉに及ぶことができる。より望ましくは、空気圧力は、約５ｐｓｉ〜約２０ｐｓｉに及ぶことができる。冷却チャンバ３８において、加圧空気の速度は、冷却された繊維４０を効率よく引伸ばすために維持又は調整することができる。
【００２０】
加圧空気は、約２５℃の周囲温度とすることができ、又は加圧空気は、所望に応じて、より熱くすることも、より冷たくすることもできる。冷却された繊維４０は、冷却された状態からではなく、主に溶融状態から下方に引伸ばされる。引伸ばしユニット４２の加圧空気の下方への力によって、溶融材料が長くされ、伸ばされて固体繊維４４になる。溶融材料の延長は、固体繊維４４の断面積を、成形し、狭くし、湾曲させ、そうでなければ変化させる。例えば、溶融材料が、紡糸パック３０を出た時に丸い又は円形断面積を有する場合、固体繊維４４の外側直径は小さくなる。固体線状繊維４４の直径が小さくなる量は、溶融材料が引伸ばされる量、繊維が引伸ばされる距離、繊維を引伸ばすのに使用される空気の圧力及び温度、スピンライン張力などを含むいくつかの要因に左右される。望ましくは、固体線状繊維４４の直径は約５ミクロン〜約１００ミクロンに及ぶ。より望ましくは固体線状繊維４４の直径は、約１０ミクロン〜約５０ミクロンに及ぶ。最も望ましくは、固体線状繊維４４の直径は、約１０ミクロン〜約３０ミクロンに及ぶ。
引伸ばしユニット４２内において、冷却された繊維４０は、紡糸パック３０を出た連続溶融繊維３６が示す第１速度よりも速い第２速度で引かれる。連続溶融繊維３６と連続冷却繊維４０との間のこのような速度変化が、溶融材料を長くし、またさらに断面積を小さくすることができる。引伸ばしユニット４２を出た時、冷却された繊維４０は固体繊維４４になる。
【００２１】
引伸ばしユニット４２を出た複数の固体繊維４４の各々は、延伸ユニット４６に向けられ、そこで各々は少なくとも５０％延伸される。「延伸される」とは、連続固体線状繊維４４が冷却及び／又は固体状態で長くされる又は延伸されることを意味する。延伸は、冷却繊維４０及び固体繊維４４の両方に働く軸張力によって生じる。延伸によって、連続固体繊維４４に対して下向きの力がかかることが望ましい。溶融状態、冷却状態及び固体状態の繊維は軸方向に並んでいるので、下方の固体繊維４４にかけられた張力は、冷却繊維４０を通じて上方に伝達され、さらに溶融繊維３６へと上方に伝達される。延伸が起こる正確な位置は、使用される装置、第１成分１０及び第２成分の組成、作動条件等に依存することになる。冷却繊維４０及び固体繊維４４が延伸されるのに伴って、繊維４０及び４４の断面積は小さくなる。望ましくは、冷却繊維４０及び固体繊維４４に付与される延伸量は、約７５％〜約１０００％に及ぶことができる。より望ましくは、冷却繊維４０及び固体繊維４４に付与される延伸量は、約１００％〜約５００％に及ぶことができる。最も望ましくは、冷却繊維４０及び固体繊維４４に付与される延伸量は、約１５０％〜約３００％に及ぶことができる。
繊維４４は、分裂することなく、かつ分裂繊維を形成することなく、延伸することができることに注目されたい。繊維４４の第１成分１０及び第２成分１２は、分裂を防ぐために、互いに化学的に、機械的に及び／又は物理的に接着され又は接合される。
【００２２】
延伸は、二成分繊維４０及び４４の各々の断面積を冷却繊維４０の断面積から約５％〜約９０％小さくする。望ましくは、二成分繊維４０及び４４の断面積は、冷却繊維４０の断面積から約１０％〜約６０％小さくされる。より望ましくは、二成分繊維４０及び４４の断面積は、冷却繊維４０の断面積から約２０％〜約５０％小さくされる。延伸された２成分連続繊維４０及び４４は、比較的小さい直径又は断面積を有する。望ましくは、延伸された連続繊維４０及び４４の直径は、約５ミクロン〜約５０ミクロンに及ぶ。より望ましくは、延伸された繊維４０及び４４の直径は、約５ミクロン〜約３０ミクロンに及ぶ。最も望ましくは、延伸された繊維４０及び４４の直径は、約１０ミクロン〜約２０ミクロンに及ぶ。
【００２３】
延伸ユニット４６は、繊維４０及び／又は４４を引伸ばすために加圧空気を用いることができる。或いは、延伸ユニット４６は、繊維４０及び／又は４４の各々に引張を与えてそれらを延伸させるために、機械的装置を使用することができる。望ましくは、引伸ばしユニット４２に用いられたのと同様の方法で加圧空気が用いられる。空気は所定値まで加圧され、次いで、所望の速度にて水平又は下向き角度で延伸ユニット４６に向けられて、複数の固体線状繊維４４を延伸する。加圧空気が用いられるときには、空気圧は、約３ポンド毎平方インチ（ｐｓｉ）から約１００ｐｓｉまでの範囲とすることができる。望ましくは、空気圧は、約４ｐｓｉから約５０ｐｓｉまでの範囲とすることができる。より望ましくは、空気圧は、約５ｐｓｉから約２０ｐｓｉまでの範囲とすることができる。加圧空気は、繊維４０及び／又は４４を軟化させて延伸を容易にするために、加熱することができる。
【００２４】
或いは、延伸ユニット４６は、必要であれば引伸ばしユニット４２に組み込むことができる。２つのユニット４２及び４６を組み合わせたときには、延伸段階は、繊維４０及び／又は４４が形成された後に引伸ばしユニット４２の下側部分において起こるべきである。その理由は、繊維４０及び／又は４４が、延伸される前に明確かつ恒久的な形状をもち、それにより、延伸力が除去されると延伸された繊維が収縮又は縮む能力を呈するためである。「収縮」とは、以前の状態に、短くなる、元に戻る、引き戻される又は回復する能力のことを意味する。「収縮」及び「縮む」という２つの単語は、本発明を説明するために本明細書において互換的に使用される。延伸段階が引伸ばしユニット４２に組み入れられたときには、繊維４０及び／又は４４を延伸するのに用いられる空気圧及び／又は空気速度は、冷却繊維４０を引き伸ばすために用いられた空気圧及び／又は速度と同一とするか又はそれより高いものとすることができる。
【００２５】
図１及び図３を参照すると、延伸ユニット４６を出たときに、繊維４０及び／又は４４を延伸するために用いられた力が除去され、固体線状繊維４４が弛緩される。この弛緩により、線状繊維４４が収縮し又は縮んで、複数の連続３次元二成分繊維４８となることができる。図３においては、連続３次元二成分繊維４８の一部が、縦方向中心軸線Ｘ−Ｘを有する螺旋又は螺旋コイルの形状で描かれている。「３次元繊維」とは、コイル及び／又は規則的又は不規則に離間された湾曲によって生成されたｘ、ｙ及びｚ成分を有する繊維を意味し、そのｘ、ｙ及びｚ平面における末端が、線状繊維より大きい体積を定める点の軌跡を生成する。連続３次元繊維４８は、全体として螺旋形の形状を有する。螺旋形の形状は、連続３次元繊維４８の各々の全長Ｌに沿って延びることができ、又は３次元繊維４８の連続長さの一部にわたって生じることができる。望ましくは、コイル形状は、連続３次元繊維４８の各々の長さの少なくとも半分にわたって延びる。より望ましくは、コイル形状は、連続３次元繊維４８の各々の長さの約５０％から約９０％にわたって延びる。最も望ましくは、コイル形状は、連続３次元繊維４８の各々の長さの約９０％から約１００％にわたって延びる。コイルは、連続３次元繊維４８の長さの少なくとも一部に沿って時計回りに又は反時計回りに形成することができる。各コイルの形状は、連続３次元繊維４８の各々の長さに沿って変化させることができる。
【００２６】
連続３次元繊維４８の各々は、３６０度を囲むコイルを有するコイル繊維を形成することができる。螺旋コイルは、連続３次元繊維４８の長さの一部又は全長にわたって連続的なもの又は不連続なものとすることができる。最も望ましくは、連続３次元繊維４８は、連続的な螺旋コイルを呈する。連続３次元繊維４８は、２次元繊維が例えば「ｘ」及び「ｙ」成分、「ｘ」及び「ｚ」成分、又は「ｙ」及び「ｚ」成分の２成分だけを有するという点において２次元繊維とは異なる。連続３次元繊維４８は、「ｘ」成分、「ｙ」成分及び「ｚ」成分の３成分を有する。多くの捲縮繊維は、平坦で２方向にのみ延びた２次元繊維である。捲縮繊維は、通常、押しつぶされ又はつままれて小さい規則的な折り目又は隆起が形成された繊維である。捲縮繊維は、普通、その長さに沿って湾曲している。
【００２７】
連続３次元繊維４８は、螺旋コイルを形成する場合、非線状構成を有する。連続３次元繊維４８はまた、その長さＬの一部に対して垂直に測定される振幅「Ａ」を有する。連続３次元繊維４８の振幅「Ａ」は、約１０ミクロン〜約５，０００ミクロンに及ぶことができる。望ましくは、連続３次元繊維４８の振幅「Ａ」は、約３０ミクロン〜約１，０００ミクロンに及ぶ。最も望ましくは、連続３次元繊維４８の振幅「Ａ」は、約５０ミクロン〜約５００ミクロンに及ぶ。連続３次元繊維４８はさらに、隣接した螺旋コイル間で３６０度分離した２つの位置にて測定される振動数「Ｆ」を有する。振動数「Ｆ」は、コイル化繊維の長さの１インチ毎に形成されたコイル又はカールの数を示すのに使用される。振動数「Ｆ」は、１インチあたり約１０〜約１，０００コイルに及ぶことができる。望ましくは、振動数「Ｆ」は、１インチあたり約５０〜約５００コイルに及ぶことができる。振幅「Ａ」及び／又は振動数「Ｆ」は、連続３次元繊維４８の長さＬの少なくとも一部に沿って又は全長にわたって、変化することもでき、又は一定であることもできることに留意すべきである。望ましくは、振幅「Ａ」及び振動数「Ｆ」は、長さＬの大部分にわたって一定である。連続３次元繊維４８の振幅「Ａ」及び連続３次元繊維４８を形成する螺旋コイルの振動数「Ｆ」は、連続３次元繊維４８の長さに沿って、その延伸された状態からの全体的な収縮に影響する。
第１及び第２成分１０及び１２の変形特性は、延伸された繊維が連続３次元繊維４８に収縮する時に現れる螺旋コイルの構成及び大きさに影響することに留意すべきである。
【００２８】
第１及び第２成分１０及び１２は、２成分連続繊維を形成するために紡糸パック３０にて互いに接着される。固体線状繊維４４における第１成分１０は、少なくとも約５０％変形の伸びを有する。第１成分１０は、変形後、その長さを基準に、そこに付与された延伸変形の少なくとも約２０％を回復することができる。望ましくは、固体線状繊維４４の第１成分１０は、その延伸変形の少なくとも約５０％を回復することができる。第１成分１０が少なくとも約５０％未満の伸びを有する場合、回復又は弛緩力は、３次元繊維４８の螺旋コイル化を活性化するのに十分でない場合がある。収縮した３次元繊維４８における反復螺旋コイルが最も望ましい。第１成分１０に関して、少なくとも約５０％より高い伸びが望ましい。例えば、少なくとも約１００％の伸びが良く、３００％を超える伸びはより良好であり、４００％を超える伸びはさらに良好である。
【００２９】
固体線状繊維４４における第２成分１２は、永久非回復性変形値及び回復性変形値を含む総合変形を有する。固体状態の永久非回復性変形値は、延伸、塑性降伏及び／又は引伸ばしの結果として、少なくとも約４０％である。回復性変形値は、少なくとも約０．１％である。第２成分１２に関して少なくとも約５０％より高い伸びが望ましい。少なくとも約１００％の変形が良好であり、約３００％を超える変形がさらにより良好である。塑性降伏及び引伸ばしにより、第２成分１２の薄化が生じる。第２成分１２は、線状繊維４４が固体状態で延伸される場合、約５０％から約７００％まで又はそれ以上の変形を有する。固体状態の延伸とは、第２成分１２がその溶融温度より低い温度で延伸されることを意味する。第２成分１２の総合変形が少なくとも約５０％未満である場合、第２成分１２は、延伸過程の間に破損し、破断する。また低変形において、第２成分１２は、３次元繊維４８における反復螺旋コイルの形成に所望される、十分なレベルの永久塑性降伏及び薄化を与えない。非常に低い温度では、繊維が砕けやすくなり、破断することがあるので、延伸を行うべきでない。同様に、素早い延伸によって、所望の伸びパーセントに達する前に繊維が破断する場合があるため、繊維は非常に素早く延伸されるべきではない。
【００３０】
３次元の連続コイル化繊維４８の長さの伸びパーセントは、３次元の連続コイル化繊維４８が直線又は線状になる前に引き伸ばすことができる長さの変化％として定義される。伸び％は、次の式によって表すことができ、
％Ｅ＝１００×（Ｌ1−Ｌ）／Ｌ
式中、％Ｅは３次元繊維４８のパーセント伸びであり、Ｌは３次元繊維４８の収縮した長さであり、Ｌ1は直線又は非コイル形状に延伸された後の３次元繊維４８の最終長さである。
収縮した３次元繊維４８は、その後、収縮した長さの少なくとも１００％に伸ばされる能力を有する。最も望ましくは、収縮した３次元繊維４８は、その後、収縮した長さの約１５０％〜約９００％に伸ばすことができる。さらにより望ましくは、収縮した３次元繊維４８は、その後、収縮した長さの約２５０％〜約５００％に伸ばすことができる。さらにより望ましくは、収縮した３次元繊維４８は、その後、収縮した長さの約３００％〜約４００％に伸ばすことができる。
【００３１】
連続３次元繊維４８は、繊維が線状になる前に少なくとも１方向に例外的に伸びる特性を示す。伸びは、３次元繊維４８が直線又は線状になる前に引き伸ばすことができるパーセント長さとして定義される。３次元繊維４８の伸び特性の方向は、通常、線状繊維４４が延伸された方向と同じである。換言すれば、収縮した繊維４８が後で伸びる方向は、その収縮方向と反対である。収縮した繊維４８は、２以上の方向に伸び特性を有することが可能である。例えば、収縮した繊維４８は、後でｘ及びｙ方向の両方に伸ばすことができる。
連続３次元繊維４８は、延伸された繊維４４が弛緩又は収縮した後に得られる。連続３次元繊維４８は、第２成分１２の回復率Ｒ2と比較した場合の、第１成分１０の回復率Ｒ1との差によって螺旋プロファイルを達成できる。例えば、第１成分１０は、第２成分１２の回復率Ｒ2より高い回復率Ｒ1を有するので、第１成分１０は、第２成分１２よりも大きな程度に収縮しようとする。しかし、第１及び第２成分１０及び１２の両方は、互いに物理的、化学的又は機械的に接着又は結合しているので、同程度に収縮又は縮む。第１及び第２成分１０及び１２の体積パーセント及び回復パーセントの組み合わせは、繊維４８の特有の３次元構成を作り出す。第１及び第２成分１０及び１２の収縮又は回復は、収縮した繊維４８のツイスト又はコイル化効果を確立する。得られたコイル化の量、並びにコイル化形状及び位置は、線状繊維４４の構成に使用される材料の選択によって制御することができる。これらの３つの変数、コイル化量、コイル化形状及びコイル化位置はまた、各成分の体積、並びに線状繊維４４の各延伸量によって制御することができる。固体繊維４４が延伸されて収縮する時間及び温度条件はまた、収縮した繊維４８の最終プロファイルに影響することがある。
【００３２】
第１成分１０は、第２成分１２の回復率Ｒ2より高い回復率Ｒ1を有し、そのため第１成分１０が形成される材料は、より粘着性で弾性である傾向にある。そういうわけで、より高い回復率Ｒ1を有する材料が、内部芯を形成するために使用される一方で、より低い回復率Ｒ2を有する材料は、外側鞘を形成するために使用される。第１及び第２成分１０及び１２が延伸状態から収縮しようとした時に、外側鞘は、あまり収縮したり、又は縮んだりしない。これは、第１成分１０が、それ自体が可能な量だけ完全に収縮することができないことを意味する。この閉じ込められた力は、収縮した繊維４８においてツイスト又は螺旋コイル効果をもたらす。線状繊維４４を形成するために使用される材料を変更することによって、及び線状繊維４４が延伸され、次いで収縮される条件を制御することによって、所定の方法により後で伸ばされる独特の構成の３次元繊維を製造できる。この特徴は、使い捨て吸収性物品を構成するのに極めて有用であることがわかった。この特徴はまた、他の物品においても同様に有益な特徴を示す場合がある。
【００３３】
次の表１は、種々の割合で延伸された個々の材料の回復パーセントを示す。各試料を形成する材料は、特定の厚さの薄いシートからドッグボーン又はダンベル形状に切り取られた。ドッグボーン形状の試料は、第１の伸長末端から第２の伸長末端までで測定された、６３ミリメートル（ｍｍ）の初期長さを有していた。反対に位置合わせされた２点の伸長末端間には、１８ｍｍの長さ及び３ｍｍの幅を有する狭い区域があった。次いで材料は、引張試験機に置かれ、材料の縦方向において、１分あたり５インチの速度で延伸された。この延伸によって、試料の狭い区域が伸長された。次いで試料の延伸に使用された力を取り除き、試料を収縮又は回復させた。最終回復長さとして知られる狭い区域の収縮した長さが測定され、延伸長さの百分率として記録された。このような材料を、線状繊維４４を形成するために別の材料と組み合わせる場合、このような同様の範囲の回復又は縮みを得ることができるということは、この情報から推定できる。
【００３４】
2005537404.tif 000003
【００３５】
表１において、ドッグボーン形状の試料は、第１及び第２伸長末端間に位置する狭い区域ｌ1を有していた。ドッグボーン試料の伸長末端の各々は、引張り試験機に固定され、力を適用されて、特定の温度において材料をその縦方向に所定量延伸した。試料を引き伸ばすことによって、狭い区域は、長さｌ2に延伸される。長さｌ2は、初期長さｌ1より大きい。試料に与えられた力は、次いで取り除かれ、試料は、狭い区域が長さｌ3に短くなるように収縮された。収縮した長さｌ3は、延伸された長さｌ2より小さいが、初期長さｌ1よりは大きい。繊維を形成するのに使用できる異なる材料の回復パーセント（Ｒ％）は、次の式を用いて計算できる。
回復％＝［（ｌ2−ｌ3）／ｌ2］×１００
式中、ｌ2は試料の狭い区域の延伸された長さであり、ｌ3は試料の狭い区域の収縮した長さである。
【００３６】
図１に戻ると、３次元コイル化繊維４８が、可動支持体又は形成面５０上に堆積される。可動支持体５０は、ガイドロール５４周りを回転しながら駆動ロール５２によって駆動される連続形成ワイヤ又はベルトとすることができる。必要であれば、１つ又はそれ以上のガイドロールを用いることができる。当業者には公知の他の形式の可動支持体を用いることもできる。可動支持体５０は、開口部をもたない、又はそこに複数の開口部が形成されている微細な、中程度の又は粗いメッシュとして構成することができる。例えば、可動支持体５０は、標準的な窓網戸と同様の構成を有することができ、又はそれは製紙業界で使用されるワイヤ又はフェルトに似た密な織布とすることができる。真空チャンバ５６は、可動支持体５０上の３次元繊維４８の蓄積を促進するために、任意に可動支持体５０の下方に配置することができる。
【００３７】
ここで図４及び５を参照すると、複数の連続的な３次元繊維４８が可動支持体４６に堆積する際に、ランダム配向が生じ、ウェブ５８が形成される。ウェブ５８は、この時点で連続的な３次元コイル化繊維４８の単なる蓄積物であり、ウェブ５８を安定化する一助となるいかなる溶融点も結合も含んでいない。ウェブ５８の厚さ及び坪量は、可動支持体５０の速度、可動支持体５０上に堆積する連続３次元コイル化繊維４８の数及び直径、並びに３次元繊維４８が可動支持体５０上に堆積する速度によって規定される。次いで不織ウェブ５８は、ウェブ５８に対して高温空気の１以上のジェット又はストリームを向ける高温エアナイフ６０の下に送られる。「高温空気」とは、所定の高温に加熱された空気を意味する。使用される正確な温度は、二成分３次元繊維４８を形成するのに使用される材料に基づいて決定される。高温空気は、こうした繊維４８が隣接繊維４８に接触し、交差し、又は重なる時点で繊維４８の一部を溶融するのに十分な温度であるべきである。高温空気によって、繊維４８の一部が溶融されて、複数の溶融点６２にて隣接繊維４８と接着される。溶融点は、２以上の連続繊維４８の交差点で形成される結合である。形成された溶融点６２の数は変更することができ、ウェブ５８の速度、高温空気の温度、二成分繊維４８の組成、連続３次元繊維４８の交絡程度、ウェブの坪量などを含む多数の要因によって決定される。例えば、１平方インチあたり約１０〜約１０，０００の溶融点とすることができる。複数の溶融点６２によって接着される連続３次元繊維４８は、安定化されたウェブ６４を形成する。或いは安定化ウェブ６４を形成するために圧縮ロールも使用できる。
【００３８】
ここで図１及び６を参照すると、安定化ウェブ６４は、結合ロール６８及びアンビルロール７０によって形成されるニップ６６を通って送られる。結合ロール６８及びアンビルロール７０は通常、高温に加熱される。結合ロール６８は、１以上の外側に突出したナッブ又は突出部７２を含む。ナッブ又は突出部７２は、結合ロール６８の外周から外側に延びており、安定化ウェブ６４に複数の結合７４を形成する寸法及び形状にされる。安定化ウェブ６４に結合７４が形成されたら、安定化ウェブはボンデッドウェブ７６になる。結合ロール６８及びアンビルロール７０は、安定化ウェブ６４がニップ６６を通過する時に、回転することができる。ナッブ又は突出部７２は、安定化ウェブ６４に所定の深さに入り込み、結合７４を形成する。ボンデッドウェブ７６は、スパンボンド不織ウェブとすることができる。スパンボンドは、溶融熱可塑性樹脂を比較的小さい直径を有する繊維に押出すことによって製造される不織材料である。ボンデッドウェブ７６における結合７４の正確な数及び位置は、結合ロール６８の外周に形成されたナッブ又は突出部７２の位置及び構成によって規定される。望ましくは、１平方インチあたり少なくとも１個の結合７４が、ボンデッドウェブ７６に形成される。より望ましくは、１平方インチあたり約２０〜約５００個の結合が、ボンデッドウェブ７６に形成される。最も望ましくは、１平方インチあたり少なくとも約３０個の結合７４が、ボンデッドウェブ７６に形成される。通常、結合面積パーセントは、ウェブ７６の全面積の約１０％〜約３０％で変化する。
【００３９】
ボンデッドウェブ７６は、少なくとも１方向、縦方向、横方向に約４００％までの伸びを有することができ、又はそれらは、両方向に伸びを有することができる。望ましくは、ボンデッドウェブ７６は、縦方向、横方向、又は両方向に約２００％までの伸びを有する。より望ましくは、ボンデッドウェブ７６は、縦方向、横方向又は両方向に約１００％までの伸びを有する。ボンデッドウェブ７６は、伸ばされることができ、次いでウェブは、伸び力が取り除かれた時に、ほぼ元の長さに収縮する能力を有する。
図１に再び戻ると、ボンデッドウェブ７６は、該ウェブを大きな供給ロール８０に蓄積できる巻取りロール７８に送られる。供給ロール８０が所望の外側直径に達した時、切断ナイフ８２及び協働アンビル８４を用いてボンデッドウェブ７６を切断することができる。所望の時間にボンデッドウェブ７６を切断又は断つ他の手段も利用できる。こうした切断手段は当業者に周知である。
ここで図７−９を参照すると、二成分繊維をウェブに形成する別の方法を描く流れ図が示されている。これらの流れ図は、複数の繊維をウェブに形成することに関係する一連の段階を示している。
【００４０】
ウェブ７６は、延伸可能な材料、弾性フィルム、又は弾性繊維にラミネートして、薄い非吸収性の材料を形成できることに留意すべきである。このラミネート材料は、おむつ、トレーニングパンツ、失禁用衣類、生理用ナプキン等といった使い捨て吸収性物品の身体側カバー又は表面材層として用いることができる。このラミネート材料はまた、創傷被覆材、外科用ガウン、手袋などといったヘルスケア製品に用いることができる。
本発明はいくつかの具体的な実施形態に関連させて説明されたが、上述の説明に照らして当業者は多くの代替、変更及び変形が明らかであることを理解すべきである。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲の趣旨及び範囲内のこのような代替、変更及び変形は全て包含することを意図する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】繊維をウェブに形成する開示された方法を実施するのに必要とされる装置の概略図である。
【図２】二成分繊維の断面図である。
【図３】固体繊維を延伸するために用いられた力が除去され、該繊維が弛緩されたときに形成された螺旋繊維の側面図である。
【図４】可動支持体上に蓄積された複数の３次元繊維から形成されたウェブの一部の上面図である。
【図５】繊維が高温空気ジェットに曝されて安定化されたウェブを形成した後の、図４に示されたウェブの一部の上面図である。
【図６】繊維が結合されてボンデッドウェブを形成した後の、図５に示されたウェブの一部の上面図である。
【図７】繊維をウェブに形成する方法の流れ図である。
【図８】繊維をウェブに形成する別の方法の流れ図である。
【図９】繊維をウェブに形成するさらに別の方法の流れ図である。
【図１】
2005537404.tif 000004
【図２】
2005537404.tif 000005
【図３】
2005537404.tif 000006
【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】
2005537404.tif 000011
【図９】
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【国際調査報告】
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