(57)【要約】二成分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、複数の溶融繊維が冷却チャンバに向けられて、複数の冷却された連続繊維が形成される。複数の冷却された連続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。線状繊維は、形成ワイヤのような可動支持体上に堆積されて、繊維の蓄積体を形成する。繊維の蓄積体は、安定化され、結合されて、ウェブを形成する。ウェブは、該ウェブが弛緩される前に、縦方向、横方向又は両方向に少なくとも５０％延伸される。ウェブを弛緩させることにより、繊維が３次元のコイル形状をもち、ウェブに少なくとも一方向の伸長性を与えることができる。
2005537405.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線状繊維を形成し、
ｅ）前記線状繊維を可動支持体上に堆積させて、繊維の蓄積体を形成し、
ｆ）前記繊維を安定化させ、結合してウェブを形成し、
ｇ）前記ウェブを少なくとも一方向に少なくとも５０パーセント延伸し、
ｈ）前記延伸されたウェブを弛緩させ、それにより前記繊維が３次元のコイル形状をもって、前記ウェブに少なくとも一方向の伸長性を与えるようにする、
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】
前記芯／鞘断面形状の前記二成分繊維の各々が、互いに機械的に接着されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記芯／鞘断面形状の前記二成分繊維の各々が、互いに化学的に接着されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記芯／鞘断面形状の前記二成分繊維の各々が、互いに物理的に接着されることを特徴とする請求項３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】
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線状繊維を形成し、
ｅ）前記線状繊維を可動支持体上に堆積させて、繊維の蓄積体を形成し、
ｆ）前記繊維の蓄積体上に高温空気を向けて、安定化された繊維を形成し、
ｇ）前記安定化された繊維を結合してウェブを形成し、
ｈ）前記ウェブを縦方向及び横方向に少なくとも５０パーセント延伸し、
ｉ）前記延伸されたウェブを弛緩させ、それにより前記繊維が３次元のコイル形状をもって、前記ウェブに二方向の伸長性を与えるようにする、
段階を含む方法。
【請求項１１】
前記ウェブにおいて１平方インチ当たり少なくとも１つの結合点が形成され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の結合点が形成されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記ウェブが、約５０パーセントから約５００パーセントまで延伸されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記ウェブが、約５０パーセントから約２５０パーセントまで延伸され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１６】
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１７】
前記繊維を安定化させるために、前記繊維の蓄積体に複数の高温空気流をあてることをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１成分がエラストマー材料であ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向けて、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線状繊維を形成し、
ｅ）前記線状繊維を可動支持体上に堆積させて、繊維の蓄積体を形成し、
ｆ）前記繊維の蓄積体上に高温空気を向けて、安定化されたウエブを形成し、
ｇ）前記安定化されたウェブを少なくとも一方向に少なくとも５０パーセント延伸し、
ｈ）前記延伸されたウェブを弛緩させ、それにより前記繊維が３次元のコイル形状をもつようにし、
ｉ）前記延伸されたウェブを結合して、少なくとも一方向の伸長性をもつウェブを形成する、
段階を含む方法。
【請求項２１】
前記安定化されたウェブの一部が、二方向に延伸されることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記安定化されたウェブが、最初に縦方向に延伸され、次いで横方向に延伸されることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記ウェブにおいて、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２０に記載の方法。
【請求項２５】
前記ウェブは、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１７に記載の方法。
【請求項２６】
前記ウェブは、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１７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、及びライナを製造することができるウェブを形成するために、縦方向、横方向又は両方向に延伸し可能な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、改善された延伸し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、良好な延伸し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、ウェブに独特の特性及び特徴を生じさせることができる。ここで、少なくとも一方向に伸長可能なウェブを形成する方法が発明され、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、二成分繊維でウェブを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線状繊維が形成される。線状繊維は、形成ワイヤのような可動支持体上に堆積されて、繊維の蓄積体を形成する。繊維の蓄積体は、安定化され、結合されて、ウェブを形成する。ウェブは、該ウェブが弛緩される前に、縦方向、横方向又は両方向に少なくとも５０％延伸される。ウェブを弛緩させることにより、繊維が３次元のコイル形状をもち、ウェブに少なくとも一方向の伸長性が与えられる。
【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２２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、延伸し可能であって、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、延伸し可能であって、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＝ｐ（ｄ2／４）Ｌ1
式中、Ｖは固体線状繊維の体積であり、ｐ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、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。
【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。第１及び第２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】
図１を再び参照すると、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をその上に引落と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落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を効率よく引落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落される。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、溶融材料が引落される量、繊維が引落される距離、繊維を引落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。
【００２１】
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。
引伸ばしユニット４２を出た固体線状繊維４４は、次いで可動支持体又は形成表面４６に堆積する。可動支持体４６は、駆動ロール４８によって駆動されつつ、ガイドロール５０の周りを回転する連続形成ワイヤ又はベルトとすることができる。必要により、１以上のガイドロールを利用できる。当業者に既知の他の種類の可動支持体も利用できる。可動支持体４６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４６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５２は、可動支持体４６上の固体線状繊維４４の蓄積を促進するために、任意に可動支持体４６の下方に配置することができる。
【００２２】
図１及び３を参照すると、連続的な線状繊維４４は、可動支持体４６にランダム配向で蓄積し、不織マット５４を形成する。不織マット５４は、この時点で連続的な線状繊維４４の単なる蓄積物であり、繊維４４をウェブとして安定化するいかなる溶融点も結合も含んでいない。マット５４の厚さ及び坪量は、可動支持体４６の速度、可動支持体４６上に堆積する連続線状繊維４４の数及び直径、並びに繊維４４が可動支持体４６上に堆積する速度によって規定される。次いで不織マット５４は、マット５４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５６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、二成分繊維４４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４４が隣接繊維４４に接触し、交差し、又は重なる時点で繊維４４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４４の一部が溶融されて、複数の溶融点５８にて隣接繊維４４と接着される。
【００２３】
溶融点５８は、２以上の連続繊維４４の交差点で形成される結合である。形成された溶融点５８の数は変更することができ、マット５４の速度、高温空気の温度、二成分繊維４４の組成、連続線状繊維４４の交絡程度、マット５４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５８によって接着される連続線状繊維４４は、安定化されたウェブ６０を形成する。或いは安定化ウェブを形成するために圧縮ロールも使用できる。ウェブ６０は、空気堆積ウェブ、コフォームウェブ、湿式堆積ウェブなどとすることができる。
【００２４】
ここで図１及び５を参照すると、安定化ウェブ６０は、結合ロール６４及びアンビルロール６６によって形成されるニップ６２を通って送られる。結合ロール６４及びアンビルロール６６は通常、高温に加熱される。結合ロール６４は、１以上の外側に突出したナッブ又は突出部６８を含む。ナッブ又は突出部６８は、結合ロール６４の外周から外側に延びており、適切な大きさにされ、安定化ウェブ６０に複数の結合７０を形成するように成形される。安定化ウェブ６０に結合７０が形成されたら、安定化ウェブはボンデッドウェブ７２になる。結合ロール６４及びアンビルロール６６は、安定化ウェブ６０がニップ６２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６８は、安定化ウェブ６０に所定の深さに入り込み、結合７０を形成する。ボンデッドウェブ７２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７２における結合７０の正確な数及び位置は、結合ロール６４の外周に形成されたナッブ又は突出部６８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個の結合が、ボンデッドウェブ７２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７２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個の結合が、ボンデッドウェブ７２に形成される。通常、結合面積パーセントは、ウェブ７２の全面積の約１０％〜約３０％で変化する。
【００２５】
図１をさらに参照すると、ボンデッドウェブ７２は次いで、少なくとも１方向に延伸され、望ましくは２方向に延伸される。例えば、ボンデッドウェブ７２は、縦方向、横方向、又は両方向に引き伸ばすことができる。図１において、ボンデッドウェブ７２は、回転ロール７６及び７８対の間に形成されたニップ７４に送られる。ロール７６及び７８の各々は、それぞれ形状が付けられた表面８０及び８２を有する。形状が付けられた表面８０及び８２は、適切な大きさにされ、互いに適合する形状にされ、ボンデッドウェブ７２がニップ７４を通って進む時にそれを縦方向に引き伸ばす。ボンデッドウェブ７２は、縦方向に延伸されて長くなったウェブ８４になる。別の選択肢は、縦方向にウェブを引き伸ばすために一連の回転ロールを使用することである。ロールは、所望により異なる速度で駆動することができる。
この長くなったウェブ８４は次いで、一対の回転ロール８８及び９０の間に形成されたニップ８６を通って送られることができる。ロール８８及び９０の各々は、それぞれ形状が付けられた表面９２及び９４を有する。形状が付けられた表面９２及び９４は、適切な大きさにされ、互いに適合する形状にされ、ウェブ８４がニップ８６を通る時にウェブ８４の幅又は横方向を大きくして、より幅の広いウェブ９６になるようにする。１又は２方向にウェブを引き伸ばすために、当業者に既知の他の機構を使用できることに留意すべきである。こうした選択肢の１つは、ウェブの側縁部に取り付けたグリッパーを使用し、ウェブを横方向に引き伸ばすことである。別の選択肢は、ウェブを引き伸ばすためにテンターフレームを使用することである。
【００２６】
延伸しは、約２５℃の室温で行うことができる。望ましくは、延伸しはまた、約２５℃〜約１００℃の範囲にて高温で行うことができる。より望ましくは、延伸しは、約５０℃〜約９０℃の範囲の高温で行うことができる。
延伸された幅広のウェブ９６において、繊維４４の一部は、少なくとも１方向に少なくとも５０％延伸される。「延伸される」とは、連続繊維４４が冷却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、繊維４４に働く軸張力によって生じる。繊維４４が延伸される時、繊維４４の断面積は小さくなる。望ましくは、ウェブ９６を形成する繊維４４の一部に付与される延伸量は、約５０％〜約５００％に及ぶことができる。より望ましくは、ウェブ９６を形成する繊維４４の一部に付与される延伸量は、約５０％〜約２５０％に及ぶことができる。最も望ましくは、ウェブ９６を形成する繊維４４の一部に付与される延伸量は、約７５％〜約２００％に及ぶことができる。所望ならば、複数のいくつかの適合ロール対は、ウェブ９６の延伸率を除々に増大させるために使用できることに留意すべきである。繊維４４の一部が延伸される時、ウェブ９６の厚さは薄くなる。ウェブ９６の厚さは、約２ミル〜約１５ミルに及ぶことができ、延伸により、この厚さは薄くなる。
【００２７】
延伸は、繊維４４の一部の断面積を約５％〜約９０％小さくする。望ましくは、繊維４４の一部の断面積は、約１０％〜約６０％に小さくされる。より望ましくは、繊維４４の一部の断面積は、約２０％〜約５０％に小さくされる。延伸された２成分連続繊維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４４の直径は、約１０ミクロン〜約２０ミクロンに及ぶ。
延伸力が取り除かれた後に、延伸された繊維が収縮又は縮むことができるように、２成分連続繊維４４は、延伸される前に、一定の構成を有するべきである。「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。
【００２８】
図１及び６を参照すると、延伸されたウェブ９６は、ニップ８６を通った後に弛緩される。この弛緩によって、ウェブ９６を形成する延伸された繊維４４は収縮することができる。この弛緩により、繊維４４の一部が、複数の３次元の２成分連続繊維９８に収縮又は縮むことができる。弛緩されたウェブ９６の厚さは、ボンデッドウェブ７２の厚さよりも大きい。この厚さの増加により、より嵩高いウェブ、並びにより柔らかなウェブが得られる。図６において、３次元の２成分連続繊維９８の一部は、長手方向の中心軸ｘ−ｘをもつ螺旋又は螺旋コイルの形状で描かれる。「３次元繊維」とは、規則的又は不規則に間隔をあけたコイル及び／又は曲線の利点を活かして形成されたｘ、ｙ及びｚ成分を有する繊維を意味し、そのｘ、ｙ及びｚ平面における繊維の先端が、線状繊維より大きい体積を規定する点の軌跡を形成する。３次元の連続繊維９８は、一般に螺旋構成を有する。螺旋構成は、３次元の連続繊維９８の各々の全長Ｌに沿って延びることができ、又は螺旋構成は、３次元繊維９８の連続長の一部において生じることができる。望ましくは、コイル形状は、３次元の連続繊維９８の各々の長さの少なくとも半分にわたって延びている。より望ましくは、コイル形状は、３次元の連続繊維９８の各々の長さの約５０％〜約９０％で延びている。最も望ましくは、コイル形状は、３次元の連続繊維９８の各々の長さの約９０％〜約１００％で延びている。コイルは、３次元の連続繊維９８の長さの少なくとも一部に沿って時計周り又は反時計周りの方向に形成することができることに留意すべきである。各コイルの構成は、３次元の連続繊維９８の各々の長さに沿って変化してもよいことに留意すべきである。
【００２９】
ウェブ９６において、繊維９８の全てではないが、少なくとも一部は、３６０°を囲むコイルをもったコイル構成を有する。螺旋コイルは、３次元の連続繊維９８の長さの一部又は全長にわたって連続又は不連続とすることができる。最も望ましくは、３次元の連続繊維９８は、連続的な螺旋コイルを示す。３次元の連続繊維９８は、二次元繊維が、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二次元繊維とは異なる。３次元の連続繊維９８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方向にのみ延びた二次元繊維である。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。
【００３０】
３次元の連続繊維９８は、螺旋コイルを形成する場合、非線状構成を有する。３次元の連続繊維９８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。３次元の連続繊維９８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、３次元の連続繊維９８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、３次元の連続繊維９８の振幅「Ａ」は、約５０ミクロン〜約５００ミクロンに及ぶ。３次元の連続繊維９８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、３次元の連続繊維９８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。３次元の連続繊維９８の振幅「Ａ」及び３次元の連続繊維９８を形成する螺旋コイルの振動数「Ｆ」は、３次元の連続繊維９８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３次元の連続繊維９８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。
【００３１】
３次元の連続繊維９８は、それを形成する第１及び第２成分１０及び１２の特徴及び特性によって、延伸された後にコイル形状を得ることができる。第１及び第２成分１０及び１２は、２成分連続繊維３６を形成するために紡糸パック３０にて互いに接着される。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、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９８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９８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。
【００３２】
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％の伸びが良好であり、約３００％を超える伸び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７００％以上までの変形を有する。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９８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。
【００３３】
３次元の連続コイル化繊維９８の長さの伸びパーセントは、３次元の連続コイル化繊維９８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ることができ、
％Ｅ＝１００×（Ｌ1−Ｌ）／Ｌ
式中、％Ｅは３次元繊維９８のパーセント伸びであり、Ｌは３次元繊維９８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９８の最終長さである。
【００３４】
収縮した３次元繊維９８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９８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９８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９８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。
３次元の連続繊維９８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９８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９８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９８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９８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９８は、後でｘ及びｙ方向の両方に伸ばすことができる。
【００３５】
３次元の連続繊維９８は、延伸されたウェブ９６が弛緩又は収縮した後に得られる。３次元の連続繊維９８の一部は、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９８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９８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。線状繊維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９８の最終特性に影響することがある。
【００３６】
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９８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の各々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。
【００３７】
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、試料の狭い区域が延伸された。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。
【００３８】
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【００３９】
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。回復パーセント（Ｒ％）は、次の式を用いて計算できる。
回復％＝［（１2−１3）／１2］×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。
【００４０】
図７を参照すると、線状繊維４４が延伸され、該繊維が弛緩されてコイル形状になった後のウェブ９６の一部を示す。この時点で、コイル化繊維９８のウェブ９６が形成され、それは安定なウェブである。
図１に再び戻ると、複数の３次元繊維９８から形成されたウェブ９６は、該ウェブを大きな供給ロール１０２に蓄積できる巻取りロール１００に送られる。供給ロール１０２が所望の外側直径に達した時、切断ナイフ１０４及び協働アンビル１０６を用いてウェブ９６を切断することができる。所望の時間にウェブ９６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。
【００４１】
図８を参照すると、コイル化繊維９８のウェブを形成する代替方法が描かれている。この方法は、安定化ウェブ６０が高温エアナイフ５６で形成される時点まで図１に示されるものと同一である。このため、引伸ばしユニット４２の上流で利用される設備は図示されていない。安定化ウェブ６０を形成した後、それは、ローラー７６及び７８の対によって形成されるニップ７４を通って送られる。ここで安定化ウェブ６０は縦方向に延伸され、長くなったウェブ８４を形成する。長くなったウェブ８４は、次いで、ローラー８８及び９０の対によって形成されるニップ８６を通って送られ、横方向に延伸される。ニップ８６を離れる時、ウェブ９６を形成する延伸された繊維は、弛緩される。この弛緩によって、延伸された繊維の一部が、収縮し、コイル化繊維９８を形成する。得られたウェブ９６は、複数のコイル化繊維９８で構成される。ウェブ９６は、ローラー６４及び６６の対によって形成されるニップ６２を通って送られ、そこでウェブ９６に複数の結合７０が形成され、それによってボンデッドウェブ９７が得られる。ボンデッドウェブ９７は次いで、該ウェブが大きい供給ロール１０２に蓄積される巻取りロール１００に送られる。供給ロール１０２が所望の外側直径に達した時、ボンデッドウェブ９７は、切断ナイフ１０４及び協働アンビル１０６を用いて切断することができる。
【００４２】
上述した２つの方法のいずれかによって形成されるウェブ９６又は９７は、多数の特有の特性を有する。ウェブ９６又は９７は、少なくとも１方向、望ましくは２方向に伸長可能である。ウェブ９６又は９７はまた、延伸されず、弛緩された複数の繊維で形成されたウェブに比べて、制御された収縮性、嵩高さ、及びより大きい空隙容積を示す。最後に、ウェブ９６又は９７は、高度の柔らかさを有し、それはウェブ材料が使い捨て吸収性物品における身体側カバーとして利用される場合に非常に望ましい特性である。
ウェブ９６又は９７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、ウェブ９６又は９７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、ウェブ９６又は９７は、縦方向、横方向又は両方向に約１００％までの伸びを有する。ウェブ９６又は９７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。
【００４３】
伸長可能なウェブ９６又は９７は、延伸し可能な材料、弾性フィルム又は弾性繊維に積層されて、薄い非吸収性の材料を形成することができることに留意すべきである。この積層材料は、おむつ、トレーニングパンツ、失禁衣類、衛生ナプキンなどのような使い捨て吸収性物品の身体側カバー又は対向層として使用できる。この積層材料はまた、創傷包帯、手術着、手袋などのようなヘルスケア製品に使用できる。
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】
【００４４】
【図１】連続二成分線状繊維で少なくとも一方向の伸長性を呈するウェブを形成する方法を概略的に示す図である。
【図２】二成分繊維の断面図である。
【図３】可動支持体上に蓄積された複数の連続線状繊維から形成された不織マットの一部の上面図である。
【図４】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３に示された不織マットの上面図である。
【図５】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に示された安定化されたウェブの上面図である。
【図６】二成分繊維を引き伸ばすのに用いられた力が除去され、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７】延伸された繊維が弛緩されてコイル化繊維になった後のウェブの一部の上面図である。
【図８】連続二成分線状繊維で少なくとも一方向の伸長性を呈するウェブを形成するための別の方法を概略的に示す図である。
【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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