(57)【要約】吸収性多層ウェブは、第一及び第二繊維を含む上面層を含み、該第一繊維は親水性で該第二繊維は疎水性であり、更に該第一及び前記第二繊維は実質的に上面層に均一に分布されており、少なくとも１つの付加的層が設けられる。吸収性多層ウェブの製造方法は、親水性繊維を準備し、疎水性繊維を準備し、親水性及び疎水性繊維を実質的に均一に分布した第一ウェブ層を形成し、少なくとも第二ウェブ層を形成し、前記第一層と前記第二層を結合させる段階を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一及び第二繊維を含む上面層を含み、
前記第一繊維は親水性で、前記第二繊維は疎水性であり、
前記第一及び第二繊維は実質的に上面層に均一に分布されており、
少なくとも１つの付加的層を備える、
吸収性多層ウェブ。
【請求項２】
前記第二繊維は、前記上面層の約１０％から約５０％から成ることを特徴とする請求項１に記載の吸収性多層ウェブ。
【請求項３】
前記疎水性繊維は、合成繊維であることを特徴とする請求項１に記載の吸収性多層ウェブ。
【請求項４】
前記合成繊維は、ポリプロピレン繊維であることを特徴とする請求項３に記載の吸収性多層ウェブ。
【請求項５】
前記ポリプロピレン繊維は、約１．０から約２．０ミリメートルの間の長さであることを特徴とする請求項４に記載の吸収性多層ウェブ。
【請求項６】
前記疎水性繊維は、化学処理セルロース系繊維であることを特徴とする請求項１に記載の吸収性多層ウェブ。
【請求項７】
前記疎水性繊維は、アミノポリシロキサンで化学処理されていることを特徴とする請求項６に記載の吸収性多層ウェブ。
【請求項８】
前記アミノポリシロキサン濃度は、約１及び５％の間の固形物濃度であることを特徴とする請求項７に記載の吸収性多層繊維。
【請求項９】
前記吸収性多層ウェブは、湿潤堆積ティッシュシートであることを特徴とする請求項１に記載の吸収性多層ウェブ。
【請求項１０】
前記付加的層は、親水性繊維を含むことを特徴とする請求項１に記載の吸収性多層ウェブ。
【請求項１１】
前記親水性繊維は、前記付加的層を支配することを特徴とする請求項１０に記載の吸収性多層ウェブ。
【請求項１２】
前記親水性繊維は、高収率パルプ繊維を含むことを特徴とする請求項１０に記載の吸収性多層ウェブ。
【請求項１３】
請求項１に記載の吸収性多層ウェブを含むことを特徴とする吸収性タオル。
【請求項１４】
請求項１に記載の吸収性多層ウェブを含むことを特徴とする個人的ケアー物品。
【請求項１５】
ａ）第一繊維が親水性であり第二繊維が疎水性である第一及び第二繊維を含み、前記第一及び第二繊維が実質的にウェブの第一及び第二外部層上に均一に分布された第一及び第二外部層と、
ｂ）前記第一及び第二外部層との間に配置され、優れた親水性繊維を含む第三中間層と、を含むことを特徴とする吸収性多層ウェブ。
【請求項１６】
前記中間層と前記第一又は第二外部層との間に位置する付加的層を更に含むことを特徴とする請求項１５に記載の吸収性多層ウェブ。
【請求項１７】
前記第二繊維は、前記第一及び第二外部層の約１０％から約５０％を含むことを特徴とする請求項１５に記載の吸収性多層ウェブ。
【請求項１８】
前記疎水性繊維は、合成繊維であることを特徴とする請求項１５に記載の吸収性多層ウェブ。
【請求項１９】
前記合成繊維は、ポリプロピレン繊維であることを特徴とする請求項１８に記載の吸収性多層ウェブ。
【請求項２０】
前記ポリプロピレン繊維は、約１．０から約２．０ミリメートルの間の長さであることを特徴とする請求項１９に記載の吸収性多層ウェブ。
【請求項２１】
前記疎水性繊維は、化学処理セルロース系繊維であることを特徴とする請求項１５に記載の吸収性多層ウェブ。
【請求項２２】
前記疎水性繊維は、アミノポリシロキサンで化学処理されたことを特徴とする請求項２１に記載の吸収性多層ウェブ。
【請求項２３】
前記アミノポリシロキサン濃度は、約１から５％の固形物濃度であることを特徴とする請求項２２に記載の吸収性多層ウェブ。
【請求項２４】
前記吸収性多層ウェブは、湿潤堆積ティッシュシートであることを特徴とする請求項１５に記載の吸収性多層ウェブ。
【請求項２５】
前記中間層は、親水性繊維を含むことを特徴とする請求項１５に記載の吸収性多層ウェブ。
【請求項２６】
前記親水性繊維は、前記中間層の支配的成分であることを特徴とする請求項２５に記載の吸収性多層ウェブ。
【請求項２７】
前記親水性繊維は、高収率パルプ繊維を含むことを特徴とする請求項２６に記載の吸収性多層ウェブ。
【請求項２８】
請求項１５に記載の吸収性ウェブを含むことを特徴とする吸収性タオル。
【請求項２９】
請求項１５に記載の吸収性ウェブを含むことを特徴とする個人的ケアー物品。
【請求項３０】
第一繊維は親水性で第二繊維は疎水性であり、前記第一及び前記第二繊維はウェブの表面上に実質的に均一に分布されていることを含む、ことを特徴とする表面を持つ吸収性ウェブ。
【請求項３１】
ａ）親水性繊維を準備し、
ｂ）疎水性繊維を準備し、
ｃ）実質的に親水性及び疎水性繊維が均一に分布された第一ウェブ層を形成し、
ｄ）少なくとも第二ウェブ層を生成し、
ｅ）前記第一層と前記第二層を結合する、
段階を含むことを特徴とする吸収性多層ウェブを形成する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、疎水性及び親水性成分のいずれをも組み込んだハンドタオルに関する。特に、本発明は、使用者にタオルが乾燥したままであると感じさせ、しかし尚、湿気を吸収することが可能なハンドタオルに関する。更に、本発明はそのようなハンドタオルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
手を洗った後、典型的には、手を乾燥させる為に、特に公共洗面所では、紙ベースのハンドタオルが使用されている。このようなタオルは、外部層に触れたとき湿った感じを受けるまで使用されることが多く、時には使用者の手に湿気が残り、乾燥した感触が不十分だという感覚が残ってしまうことがある。その時点で、湿潤タオルは廃棄され、乾燥させ続けるために別のタオルが消費される。不幸なことに、この使用例はしばしば、十分にハンドタオルの吸収能力を使用できないものとなる。使用済みタオルの外部層が湿った感じになっても、タオルは、まだ未使用の吸収能力を持っている。しかしながら、ハンドタオルが湿っており、それを連続使用は使用者の手にタオルの湿気を再移動させるであろう（すなわち再湿潤）という使用者の感覚が、使用者にタオルを捨てさせ、新しい乾燥したものと取り替えさせることになる。結果的に、タオルの十分な吸収能力を使用できないことは、乾燥した感覚を得るために使用者が余分にタオルを必要とし、或いは、タオル製造者は余分な原材料を加えるといった無駄を生み、湿潤感覚を補うためのこのような余分な原材料は、湿気の吸収を十分に確実なものとするが、事実は、ハンドタオル製造が、乾燥目的を保障するのに実際に必要以上の、大きな吸収能力を与えすぎるものとなる。
【０００３】
この点で、オムツ、女性用防護パッド及びトイレ練習用パンツのような個人的ケアー製品は、セルロース系又は不織材料の吸収能力を高めるために、超吸収体で製造されてきた。このような材料は、吸収性製品の接触肌表面から液体を吸い上げるのに十分な効果があるが、このような超吸収体は構造的に実用的では無く、或いは、ハンドタオルの構成に理論上困難性を提起するものである。更に、このような超吸収体は高価なことが多く、消費者はペーパータオルの費用をかなり負担しなければならないことがある。
【０００４】
過去には、疎水性材料がペーパータオルと関連して使用されてきたが、ペーパータオルの表面全体にわたって均一な乾燥感覚を生み出すような形で、そのような材料が使用されてきたことはない。例えば、ペーパータオルについてのＬｉｔｔｌｅ他の米国特許第１，１２２，９５９号は、強度の補強特性のためにペーパータオルの表面に印刷塗布された疎水性材料について記載している。このような強度の補強は、ペータータオルの表面上における特定の幅の狭い線に沿って成されている。
【０００５】
高パルプ含有量不織複合布の製法についてのＥｖｅｒｈａｒｔ他の米国特許第５，３８９，２０２号は、連続フィラメント基体内にパルプ繊維を水圧交絡させることにより、７０重量％パルプ含有量より大きいものを作ることができる複合不織布について記載している。連続フィラメント基体は、１つの側に１つのパルプ層が、更に望ましくは、もう１つの側に異なったパルプ層が水圧交絡され、２つの高パルプ密度の側部を備えた複合体を作り出す。高パルプ含有量は、使用者の皮膚から吸収される液体移動を改善させるために、重負荷拭き布及び、分散層のような吸収性個人ケアー製品において使用されており、吸収性芯の湿気と使用者の皮膚間の隔離を促すものである。
【０００６】
最後に、二重ゾーン吸収性ウェブというＣｈｅｎ他の米国特許第５，９９０，３７７号は、疎水性繊維が、湿潤特性を変化させるために紙の外側に位置されているウェブについて記載しており、その全体は引用によりここに組み入れられる。このウェブは、ピーク及び谷の両方を持つ３次元吸収性ウェブで、ピーク上に疎水性材料が堆積されている。このウェブは、流体流出及び乾燥感覚の両方を促進するために使用される。該ウエブは、３次元親水性ウェブ上に接触している領域の最上部本体に、疎水性材料を堆積することにより作り出される。
【０００７】
従って、タオル表面全体にわたって均一な乾燥感覚を保持し、手の乾燥中に湿気を吸収し続ける、手ごろなハンドタオルが必要である。このようなタオルは、理想的には使用者に「再湿潤」の印象は与えないものである。このようなタオルは、実質的にタオルの吸収能力全体を利用させることで無駄を減少させることができ、これにより、タオル消費率及び／又は原材料消費率が減少する（タオル基本重量の減少による）。このようなタオルは単品のハンドタオルの有用性を増加し、更に最終的には消費者への全体的費用を軽減することができる。
【０００８】
【特許文献１】米国特許第１，１２２，９５９号公報
【特許文献２】米国特許第５，３８９，２０２号公報
【特許文献３】米国特許第５，９９０，３７７号公報
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
吸収性多層ウェブは、第一及び第二繊維を含む上面層を含み、第一繊維は親水性、第二繊維は疎水性であり、更に第一及び前記第二繊維は実質的に上面層に均一に分布されており、更に少なくとも１つの付加的層を含む。
【００１０】
代替的に、このような第二繊維は、上面層の約１０から約５０パーセントを含む。更なる代替的実施形態として、疎水性繊維は、セルロース系繊維が化学的に処理されたものである。更なる代替的実施形態において、疎水性繊維はアミノポリシロキサンが化学的に処理されたものである。更なる代替的実施形態において、付加的層は親水性繊維を含む。
【００１１】
本発明の別の実施形態において、吸収性多層ウェブは、第一外部層及び第二外部層を含む。第一及び第二外部層は、第一及び第二繊維を含む。第一繊維は親水性で、更に第二繊維は疎水性である。このような第一及び第二繊維は、実質的に、ウェブの第一及び第二外部層上に均一に分布される。第三の，すなわち中間層は、第一及び第二外部層の間に分布されており、優れた親水性繊維を含む。この実施形態の、代替的実施形態において、第二繊維は、第一及び第二外部層の約１０から約５０パーセントから作られる。
【００１２】
吸収性多層ウェブの製造方法は、親水性繊維の付与、疎水性繊維の付与、親水性及び疎水性繊維の実質的に均一した分布による第一ウェブ層の形成、少なくとも第二ウェブ層の形成、及び前記第一層と前記ウェブ第二層との結合の方法を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
(定義）
本発明のウェブ及びその流体処理特性を説明するにあたり、以下に説明するような多くの用語及び試験が使用されている。
【００１４】
ここで用いられる「高収率パルプ繊維」という用語は、約６５パーセントより大きく、より特定的には約７５パーセントより大きく、更に特定的には約７５から約９５パーセントの収率を与えるパルプ形成法により製造される、パルプ製紙繊維を意味する。収率とは、結果として得られる加工済繊維の数値を最初の木量に対する割合として示すものである。例示的高収率パルプは、漂白済み化学熱機械パルプ（ＢＣＴＭＰ）、化学熱機械パルプ(ＣＴＭＰ）、圧力／圧力熱機械パルプ（ＰＴＭＰ）、熱機械パルプ（ＴＭＰ）、熱機械化学パルプ（ＴＭＣＰ）、高収率亜硫酸塩パルプ、及び高収率クラフトパルプを含み、これらの全ては、高水準のリグニンを持つ繊維を含んでいる。望ましい高収率パルプ繊維は、かなり完全で比較的無傷の繊維で構成されていることが特徴とされており、２５０又はこれより大きいカナダ標準自由度値(ＣＳＦ）、より望ましくは３５０ＣＳＦ又はこれより大きい、更により望ましくは４００ＣＳＦ又はこれより大きい自由度があり、更には低い微細片含有率（ブリット噴射テストにおいて、２５パーセントより少ない、より望ましくは２０パーセントより少ない、更により望ましくは１５パーセントより少ない、一層より望ましくは１０パーセントより少ない量）を持っている。一般的な製紙繊維に加えて、高収率パルプ繊維は、トウワタ種子フロス繊維、アバカ、アサ、ケナフ、バガス、綿及び同様なもののような他の天然繊維を含む。このような繊維は、ここに説明する本発明で使用することができる。
ここで用いられる「親水性」という用語は、水分が拡散することを可能にする繊維を意味する。典型的には、このような材料は、約５０ダイン／ｃｍより大きい表面エネルギーを持つという物理的特性を示す。
【００１５】
ここで用いられる「疎水性」という用語は、一般的に、水分の拡散を促進しない表面を持つ繊維を意味する。むしろ水は、滴を形成し、３相境界線(空気ー水−繊維)の水表面に接している繊維表面の平面から接触角度が測定される。典型的に、接触角度は４０−１１０度の範囲にあり、９０度を超えることもしばしばある。繊維は更に、約１０−５０ダイン／ｃｍの間のような、約５０ダイン／ｃｍより小さい表面エネルギーを示す。疎水性材料の更なる詳細に関しては、１９６９年ニューヨークのＦ．Ｍ．Ｆｏｗｋｅｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓより出版されたＨｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ  Ｓｕｒｆａｃｅｓの１ページに記されている。疎水性繊維は、本来疎水性の材料又は、疎水性にある程度処理されている親水性繊維による材料から製造される。
【００１６】
接触角度は、１９８０年Ｂｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈｓ出版のＤｕｎｃａｎ  Ｊ．ＳｈａｗによるＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｔｏ  Ｃｏｌｌｏｉｄ  ａｎｄ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  第３版、１３１−１３５ページに記載されている標準測定技術により測定され、その内容は引用によりここに組み入れられる。表面エネルギーは、イリノイ州、シカゴのＵＶ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｓｕｐｐｌｙ，  Ｉｎｃ．より入手できる、ダインペンセットを使用して測定される。このようなペンは、ここに記載されている多数の実験に使用されてきた。しかしながら、付加的表面エネルギー測定方法として、英国のＴｏｒｓｉｏｎ  Ｂａｌａｎｃｅ  Ｓｕｐｐｌｉｅｓより入手可能な、プラチナリングを利用するＴｏｒｓｉｏｎ  Ｂａｌａｎｃｅ装置及び他の装置によるものを含む。
【００１７】
ここで用いられる「非圧縮性乾燥」という用語は、乾燥工程の間にウェブの一部にかなりの高密度化又は圧縮をもたらすような圧縮性ニップ又は他の段階を含まない、セルロース系ウェブを乾燥させる方法を意味する。例示的方法として、空気通過乾燥法、空気噴射衝突乾燥法、Ｅ．Ｖ．Ｂｏｗｄｅｎ、Ｅ．Ｖ．、Ａｐｐｉｔａ  Ｊ．、４４（１）：４１（１９９１）により示されている空気浮揚乾燥法のような非接触乾燥法、流体通過又は過熱水蒸気の衝突、マイクロ波乾燥及び他の無線周波数或いは誘電的乾燥法、超臨界的液体による水抽出法、非水性で低表面張力液体による水抽出法、赤外線乾燥法、溶融金属フィルムとの接触による乾燥法、及び他の方法を含む。本発明のベースシートは、上述した非圧縮性乾燥法のいずれかによって乾燥されることが望ましい。標準乾燥クレープ加工技術は、ウェブが乾燥した表面上に機械的に圧縮されなければならないので、圧縮性乾燥方法と見なされ、熱せられたヤンキーシリンダーに圧縮成形された領域にかなりの高密度化をもたらす。クレープ加工することなく成される、空気圧縮成形及び、時にはヤンキー乾燥法による、非圧縮性脱水及びティッシュウエブを乾燥する技術は、Ｆ．Ｇ．Ｄｒｕｅｃｋｅ他の米国特許第６，１８７，１３７号、Ｓ．Ｃｈｅｎ他の米国特許第６，１９７，１５４号、及びＦ．Ｈａｄａ他の米国特許第６，３０６，２５７号に記載されており、その全体は引用によりここに組み入れられる。本発明に使用できるペーパータオル製造工程にとって潜在的価値をもつものとして、Ｉ．Ａ．Ａｎｄｅｒｓｓｏｎ他の米国特許第５，２３０，７７６号に記載されている紙製造機、及び、Ｓ．Ｃ．Ｃｈｕａｎｇ他の米国特許第５，５９８，６４３号及び第４，５５６，４５０号に記載されている毛管脱水技術があり、これらの全ては引用によりここに組み入れられる。Ｊ．Ｄ．Ｌｉｎｄｓａｙによる“Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ  Ｄｅｗａｔｅｒｉｎｇ  ｔｏ  Ｍａｉｎｔａｉｎ  Ｂｕｌｋ”Ｐａｐｅｒｉ  ｊａ  Ｐｕｕ、７４（３）：２３２−２４２（１９９２）に記載されている脱水概念も、この領域への更なる指針を与える。
【００１８】
ここで用いられる「非再湿潤」という用語は、使用している間に、使用者の手に再湿潤の感覚を与えないか又は減少させるように働くタオルを意味する。
【００１９】
「再湿潤」は、近接した乾燥フィルター紙に湿気のあるウェブから吸い上げられる水溶液の量で、皮膚を湿潤させる湿気のあるウェブの傾向を評価しようとするものである。例えば、再湿潤試験は、おおよそ４インチＸ６インチの寸法の長方形にティッシュウエブの試料を切ったものにより行われる。試験は、Ｔａｐｐｉ調整部屋（５０％相対湿度、７３°Ｆ）で行われる。この試験では、調整済み試料の最初の空気乾燥重量を記録し、次いで脱イオン水を、均一に湿潤するようにティッシュ試料の両側にスプレーし、ティッシュの総湿潤質量を、最初に記録した試料の空気乾燥重量の４倍の値にし、このようにして試料の「見かけの湿分比」を、調整済み空気乾燥繊維の１グラム当たり３．０グラム（±０．１５グラム）の水を加えた値にする。試料が正しい質量になるまで繰り返しスプレーし重量測定する工程は、２分以上かかるべきではない。一度試料が湿潤すると、質量が測定され記録されている単乾燥Ｗｈａｔｍａｎ＃３フィルターが、湿潤ティッシュ試料の中央に置かれ、同時に荷重がフィルター円盤上に位置される。荷重は、７２３ｇで４．５インチの直径及び１インチの厚みを持つ、円柱状のアルミニウム円盤である。アルミニウム円盤は、フィルター円盤のほぼ中央に置かれなければならない。湿潤試料上のフィルターペーパーは２０秒間荷重のもとに置かれ、この時点で、すぐに荷重及びフィルターペーパーが取り除かれる。そこでフィルターペーパーが計量され、最初の空気乾燥質量に対する付加質量が、再湿潤値としてグラムで表される。以下に実施例として記載しているもののような様々な試験を使用することができる。
【００２０】
「正規化再湿潤値」とは、試料の再湿潤値を試料の乾燥質量で割ったものである。
【００２１】
ここで用いられる「実質的に均一に分布された」という用語は、使用者の肌に接触するウェブ層のほぼ表面全体にわたって分布しているという意味で、これは、ウェブ表面のある部分にだけ分布し他には分布していないものに対比されるものである。「均一な分布」又は「均一に分布された」とは、使用者の肌に接触するウェブの表面全体にわたって、親水性及び疎水性繊維材料の両方について、一般的な異種分布を意味する。
【００２２】
ここで用いられる「上面層」、「ウェブの上面」、「外部表面層」及び「外部層」という用語は、互いに互換的に使用できるもので、使用者の肌に接触するウェブ又はハンドタオルの層の部分を意味する。
【００２３】
ここで用いられる「合成の」又は「合成繊維」という用語は、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、並びに混合物及びコポリマーから作られる繊維、又は他の知られた熱可塑性材料から形成された繊維とを含む。
【００２４】
ここで用いられる「湿潤堆積」という用語は、「湿潤形成」と同様の意味で、例えば、製紙のような、不織材料が繊維の懸濁水から形成される方法を意味している。湿潤堆積法により作られる例示的製品は、紙、人工皮革、サンドペーパーの裏面、及び顔面保護用マスクを含み、更に本発明のペーパータオル／ティッシュ／ウェブを含む。このようなタオル製造方法は、米国特許第４，１６６，００１号、第５，４９４，５５４号、及び第５，８８５，６９７号に記載されており、その全体は引用によりここに組み入れられる。
【００２５】
ここで用いられる「湿潤弾性パルプ繊維」という用語は、高収率繊維、化学的に剛化された繊維及び交差結合繊維を含むグループから選択された製紙繊維を意味する。化学的に剛化された繊維又は交差結合繊維には、シルケット加工繊維、Ｗｅｙｅｒｈａｅｕｓｅｒ  Ｃｏｒｐ．が製造したＨＢＡ繊維などの例があり、これらは、Ｌ．Ｊ．Ｂｅｒｎａｒｄｉｎ他の米国特許第３，２２４，９２６号、及び同じくＬ．Ｊ．Ｂｅｒｎａｒｄｉｎ他の米国特許第３，４５５，７７８号に記載されている。どのような湿潤弾性パルプ繊維の混合物も使用できるが、高収率パルプ繊維は、以下に記載される原理に従って使用される時、低価格及び便利な流体取り扱い性能の為に、本発明の多くの実施形態において選択される湿潤弾性繊維である。
【００２６】
後で説明される特定の吸収性層又は親水性部の中のベースシート上にある高収率又は湿潤弾性パルプ繊維の量は(親水性及び疎水性繊維の混合物を備えた外部層と対照的に）、望ましくは少なくとも、約１０乾燥重量パーセント又はこれより大きく、より望ましくは、約１５乾燥重量パーセント又はこれより大きく、更により望ましくは、３０乾燥重量パーセント又はこれより大きく、更により望ましくは、５０乾燥重量パーセント又はこれより大きく、更により望ましくは、約２０から１００パーセントである。層状ベースシートには、これらと同じ量を、１つ又はそれ以上の個々の層に施すことができる。湿潤弾性パルプ繊維は、一般的に他の製紙繊維より柔軟性がないので、３層ベースシートの中央層に位置するか、又は、多層製品の場合、それぞれの層の内面層に位置するように、最終製品の中間層にのみ組み込むことが有益である。このような繊維をタオルに組み込むことが望まれるならば、このような繊維は、使用者の肌に接触しないタオルの領域に限られるであろう。使用者の肌に接触する領域においては、当業者に知られている様々なティッシュ製品に共通して見られるような、より柔軟な繊維が使用され、以下にその例示が説明される。
【００２７】
これまでに説明された問題点と必要性は、ベースシート上面(すなわちウェブの上面層)に実質的に均一に分布された親水性及び疎水性繊維の両方を含む、吸収性多層ウェブのベースシートを提供する本発明により対処される。本質的に、本発明によるハンドタオルは、流体を含まない肌に接触する領域、又は液体をはじく領域を作り出す、異種表面化学／繊維構造を持つ。このような上面層を組み込んだタオルは、使用者の肌に直接接触するウェブの上面で、乾燥した感触を維持しながら、依然として流体を吸収し、保持する。
【００２８】
望ましくは、これは本発明によるタオルの横断面を示す図１に見られるように、タオルのベースシート１０は、第一層２０及び第二層３０を含む。第一及び第二層は単一プライであり、これら層の一方又は両方が、使用者の肌に接触する上面層を構成する。１つの実施形態において、層の１つが上面層を形成する場合には、もう１つの層は優れた親水性／吸収性セルロース系繊維である。
【００２９】
代替的実施形態においては、本発明によって作られたタオルの代替的実施形態の横断面を示す図２に見られるように、第一の層５０及び第二の層７０は、実質的に、タオル４０の第一及び第二層とは異なる繊維又は異なる特性を持つ第３の層６０を挟んでいる。この中間層は、例えば前に説明した高収率繊維／湿潤弾性パルプ繊維を含むことができる。
【００３０】
再び図１において、第一及び第二層５０及び７０は、タオルの上面層を形成することができる。３つ全部の層を、単一プライとすることができる。このような実施形態においては、高収率親水性／吸収性パルプ繊維（又は湿潤弾性パルプ繊維）をある層に戦略的に配置し、ティッシュ製品に共通して使用されているようなより柔軟な親水性セルロース系繊維を、使用者の肌に接触する別の領域に配置することができる。柔軟な繊維の例としては白トウヒ及びパインなどの木材があり、更にアスペン、オーク、トネリコ、ニレ、メープル及びユーカリなどの硬材がある。
【００３１】
より柔軟な親水性繊維と共に使用される疎水性繊維は、疎水性にするために化学処理されたセルロース系繊維か、又は代替的に、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、並びに混合物及びコポリマーなど固有の性質として疎水性の合成材料から形成された繊維か、又は他の公知の熱可塑性疎水性材料から形成された繊維とすることができる。１つの実施形態においては、本発明において疎水性繊維として使用される熱可塑性材料は、ポリプロピレン繊維を含むことが望ましい。
【００３２】
このような疎水性繊維は処理済セルロース系繊維で、例えば、ポリシロキサン、微紛化合物、シリコン化合物、ポリテトラフルオエチレン（ＰＴＦＥ）、ワックス、ポリウレタン乳濁液、脂肪、及び脂肪酸派生物のような材料で処理される。
【００３３】
望ましい実施形態においては、単一プライ製品は、上面層の約１０から約５０パーセントに疎水性繊維を、残部には親水性繊維を含む。二プライ製品は、望ましくは、上面層の約１０から約５０パーセントに疎水性繊維を、残部に親水性繊維を含む。代替的に、単一プライ製品は、約１０から約５０パーセントの間の疎水性繊維を含むものとし、該プライは、肌と接触する表面領域を更に減少させるために、高ロフト空気通過乾燥法（ＴＡＤ）により形成する。空気通過乾燥技術の説明は、米国特許第５，９９０，３７７号に記載されており、その全体は引用によりここに組み入れられる。
【００３４】
更なる実施形態において、３層単一プライ製品は、前述した高収率繊維のような高吸収性（親水性）セルロース系繊維から成る内部層と、約１０から約５０パーセントの間の疎水性繊維を含み、残部が親水性繊維である少なくとも１つの、望ましくは両方外部層とを含む。更なる代替的実施形態において、３層実施形態の内部層は超吸収性材料を含む。このような３層実施形態において、内部層の細孔分布は、外部表面シートから離れた空隙に存在する流体を吸い上げるのを助けるように最適化される（このような隙間にある液体が再湿潤現象をもたらすため）。これを成し遂げるために、材料の中の毛管力を最大にするようなより小さいサイズの細孔が好まれる。更なる代替的実施形態において、３層実施形態は、使用者の手のシート疎水性領域への接触が増加するように、２つの上面層に３次元パターンを持つ。紙製品にごく普通に組み込まれていて、更に製紙技術上良く知られている他の添加物を、同じように繊維混合に加え得ることを理解されたい。このような添加物には、湿潤強化剤（ポリアミン・エピクロルヒドリンのような）並びに澱粉及びカルボキシメチルセルロースのような乾燥強化剤、更に柔軟材及び接着解除剤も含まれる。更なる代替的実施形態において、１つより多い中間層がこの構造に含まれる。
【００３５】
上述したいずれの実施形態においても、使用者の肌に接触する外部層すなわち上面層は、異種層に実質的に均一に分配された疎水性及び親水性繊維を含むことを認識するべきである。代替的実施形態において、疎水性繊維は処理済セルロース系繊維である。代替的実施形態において、疎水性繊維は合成繊維である。
【００３６】
単一プライ及び多プライのペーパータオルに適したべースシートは、周知の製紙技術にある製紙繊維の水溶性スラリーから作ることができる。親水性繊維は、木質、無木質パルプ、又は他のセルロース源から得られるもので、望ましくは、高収率繊維又は他の湿潤弾性パルプ繊維及び有効量の湿潤強化剤を一部に含むものである。木質及び無木質とは、それぞれ機械的及び化学的パルプ繊維という意味で、機械的パルプ製造では、繊維を製造するために木全体がすり潰され、化学的パルプ加工では、個々の繊維を製造するために化学薬品を使用して木の一部を溶かすものと理解されている。前述したように、疎水性繊維は、変形木質及び無木質パルプ繊維及び石油ベースの合成繊維から成る。
【００３７】
パルプ繊維の変成に関して、これらの繊維の表面化学は、前述したような繊維の表面に様々な化学物質を接着することにで、より疎水性にすることができる。接着は、単なるファンデルワールス引力、イオン結合力、又は共有結合力によるものとすることができる。典型的に、共有結合は、グラフティング技術を使用して製造される。このような化学は、ＡＫＤ（アルキルケトン二重体）、Ｋｙｍｅｎｅ（エピクロルヒドリン）、ポリシロキサン及びビニールモノマーなどのサイズ剤の使用を含む。望ましい疎水性合成繊維は、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）、ポリビニールクロライド、及び微粉を含む混合成分繊維を含むことが望ましい。
【００３８】
ベースシートは、３次元布上に空気通過乾燥法により又は当業者に知られている他の方法により織成され、３次元構造を与えるために非圧縮性で乾燥されることが望ましい。湿潤弾性パルプ繊維の固有の剛性は、望むならば、グリセロールのような適した可塑剤の組み込み又は、マイクロストレーニング、乾燥クレープ加工、又はカレンダー加工のような機械処理によって減少される。
【００３９】
３次元ウェブの形成に良く適している通過乾燥布は、米国特許第５，４２９，６８６号に記載されており、引用によりここに組み入れられる。湿潤型加工、３次元形成布の形成、乾燥不織布、エンボス布へのラッシュ移動、エンボス加工、スタンプ加工、などのような他の方法が、有効な３次元構造を創造するために使用される。
【００４０】
ベースシートは、様々な層が効果的に接着され、互いが密接に関連している一体の多層構造として形成される。このような一体の多層構造ベースシートは、２つの又はそれ以上の原料がヘッドボックスの分離した部屋内に準備された層構成の、又は層状配列されたヘッドボックスを使用して形成されるか、又は代替的に、乾燥している間に層間で水素結合を広く促すために、別々のヘッドボックスを使用して，乾燥の前に湿潤ウェブを共にコーチングすることにより形成される。更に、それらは空気堆積の間に、ウェブに付与された繊維及び添加物の様々な組成により形成される。
【００４１】
多層シートは、それぞれの層の材料組成を適応させることにより、物理的特性をより効果的に制御することができる。例えば、本発明において使用できる一体の多層ベースシートは、前述したように、ベースシートの上部表面に対応する上部上面層、及び前記上部層の下にあって該上部層に一体に取り付けられた少なくとも１つの残りの層を有するもので、取り付けは、乾燥中にセルロース系繊維の間で形成される水素結合によることが好ましく、前記上部層は、材料組成に関してベースシートの少なくとも１つの残りの層とは異なっている。材料組成の違いは、（例えば、硬材対軟材の割合又は疎水性対親水性繊維の割合、繊維の長さ、繊維の収率、繊維の処理、すなわち、機械的精製、繊維細分化、捲縮を与えるための分散、蒸気粉砕、酵素処理、化学交差結合、オゾン処理、漂白、添加剤又は他の化学薬剤の内部、繊維にある薬剤の超臨界的流体抽出又は細胞壁上及び細胞壁中への溶質の超臨界的流体付加を含む超臨界的流体処理のような繊維の形態学的又は化学的特性を変化させる工程による繊維処理などの）繊維種の違いによるものである。上部層と、ベースシートの少なくとももう１つの層との間の材料組成の違いは又、形式、性質、又は化学薬品の投与量を含む、添加化学薬品の違いによる。ウェブの少なくとも１つの層に付加される他と異なる化学薬品は、接着解離剤、抗菌剤、湿潤強化樹脂、プロテイン、超吸収性粒子、グリコール、着色剤、乳白剤、界面活性剤、酸化亜鉛、ベーキングソーダ、シリコン化合物、沸石、活性炭などの繊維可塑剤を含む。
【００４２】
説明してきたように、本発明のタオルは、湿潤堆積法の使用により形成される。更に、疎水性繊維は、前述したヘッドボックスにおいて、第一又は第二層の少なくとも１つにある親水性繊維と混合される。第一又は第二層は、更なる実施形態において、亜硫酸塩パルプ又はＢＣＴＭＰを含むことができる。
【００４３】
本発明のタオルは、約２５ｇｓｍ（グラム／平方メートル）から約６０ｇｓｍの基本重量であることが望ましく、タオルの基本重量は、材料の予定された最終用途により様々に変化する。疎水性繊維の繊維サイズは、直径が約１０から６０ミクロンの間で、長さが約０．５と３ミリメートルの間であることが望ましい。親水性繊維の繊維サイズは、同じ範囲であることが望ましい。１つの実施形態において、親水性繊維は、北方軟材クラフトのような軟材セルロース系材料から成り、一方疎水性繊維は、処理済セルロース系材料から成る。疎水性繊維が、不織技術として当業者に良く知られている伝統的なメルトスピン不織技術により形成されるならば、繊維は、通常の紙製造段階の間に親水性繊維スラリーに組み込んでもよい。
【００４４】
更に、第三中間層が、前述してきたように（単一プライ構造の一部として）含まれるならば、第三層は、親水性材料を第一層及び第二層より大きい割合にして、より高い吸収性のものとし、更に大きい吸い上げを示すものとすることができる。
【００４５】
本発明の更に別の実施形態において、タオルは、親水性繊維及び疎水性繊維を持つ第一上面層と、該第一層より高い吸収性のある親水性繊維を持つ第二層を含む第一プライを含む。第二層は、第一層に近接して位置されなければならない。第二プライが第一プライに接着され、全体として鏡像になる。
【００４６】
概して、タオルの上面層上の親水性繊維と疎水性繊維の実質的に均一な分布は、乾燥中に肌に接触して残るか、又は肌に流れ戻る流体の量を減少させることにより、手の乾燥のために使用されるこのようなタオルの適性を高めることができ、これが乾燥のより良い感触と、乾燥工程の間タオルによって手が再湿潤していないという感覚をもたらす。
【００４７】
以下の実施例は本発明の理解を助けることを意図しているが、本発明の範囲を限定するものではない。実施例の目的において、「ＯＤ」という用語は、オーブン乾燥（１０５℃±２℃）を意味する。実験されたハンドシート試料の重量は、３．１１から３．８９グラムの間であった。二層及び三層構成のベースシートの内部層は、０．３％濃度のセルローススラリー８００ｍｌから作られた。実施例の目的において、内部層は処理なし吸収性層であったことを理解するべきである。内部層は更に、手漉き用型上のスクリーンに最も近いところに位置させられた。外部層は、０．３％濃度のセルローススラリー１００ｍｌから作られた。外部層は処理済層（処理済及び非処理セルロース繊維の両方を含む）であり、スクリーンから離れた側の手漉き用型上の層であった。
【００４８】
セルロースが疎水性繊維材料を生成するために処理される時、一般的に１から１５％の間のポリシロキサン（ＮｕＤｒｙ３０，ＯＳＩ−Ｗｉｔｃｏ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）が利用される（パーセントは総固形物に対する割合）。ポリシロキサンは、溶液ではアミノポリシロキサンであった。実施例によると、溶液の量は５０から３００ｍｌの範囲であった。総固形物の割合が大きいものを使用することはできるが、そのような大きい濃度を用いることの利益は認められなかった。事実、１０％から１５％の間のような大きい割合は、最終製品の処理済繊維では、再湿潤を高い割合で減少させることを示すにもかかわらず、均一に施すことは困難であった。典型的には、１−５％のポリシロキサン溶液（５０ｍｌの量）が原料に加えられて処理され、５分間混ぜられ、次いで処理なし繊維を汚さないために超過分が取り除かれた。次に、別の処理済繊維が処理なし繊維と混ぜられた（すなわち原料に）。処理済繊維と処理なし繊維の混合は、表１に示しているような割合を利用して成された。
【００４９】
手漉きシートは、Ｔａｐｐｉ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  Ｔ２０５ｓｐ−９５を使用して形成された。手漉きシートは、２００メッシュスクリーンと、スクリーンの上部に配置された空気通過乾燥繊維の両方を使用して、標準ＴＡＰＰＩ手漉き用型で形成された。使用された繊維は、北方軟材クラフト、南方軟材クラフト、及びユーカリであった。処理済セルロース系繊維に対比して、合成繊維が使用された時は、長さが１−２ｍｍの範囲となるように切られた２−３デニールのポリプロピレン繊維としてシートに組み込まれることになる。層は次に、層状の手漉きシート構造を形成するために、拘束リングで、湿潤させ次いで乾燥させながら結合される。すべての手漉きシートは圧縮されていなかった。
【実施例１】
【００５０】
最初の実験は、内部及び外部層（２つの層）を持つ手漉きシートを形成することを含んだ。外部層（手漉き用型のスクリーンから最も離れている）は、中に含まれているセロース系繊維を化学的に処理した。内部層（芯）は、０．３％濃度のユーカリ原料８００ｍｌで作られた。この組成は、効果的な吸収性内部芯を確立させるものであった。
【００５１】
外部層は１００％の軟材セルロース系繊維で作られた。しかしながら、繊維のうちの幾つかが疎水性化学薬品剤で処理され、それ以外のものは処理されなかった。この層は、０．３％濃度１００ｍｌ中の全部で０．３グラムの繊維から成っていた。外部層の処理済及び処理なし繊維の比率として、幾つかの様々な割合が用いられた。これらは、処理済と処理なし繊維の比率として、下の表１に示されている。これらは、「パーセント」及びｍｌ、同じようにｇＦ、乾燥繊維のグラムであるｇＦでそれぞれ示されている。
表１
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【００５２】
繊維を処理する方法は、化学薬品処理（ポリシロキサン）で処理された繊維を混ぜて、Ｂｕｃｈｎｅｒ漏斗の余分な流体を除去し、繊維を洗浄し更に注入を繰り返す。最初に０．３％の濃度材料で６００ｍｌを使用し、多量の処理済繊維を製造し、１５％で３００ｍｌの固形化学薬品剤（ポリシロキサン指定）を加え、ろ過し、洗浄し、ろ過して更に乾燥する（ＯＤ）。製造された疎水性繊維は、これらの割合及び量の水では、よく分散されないことが確認された。その結果、次に続く手順が次の実施例でなされた。
【実施例２】
【００５３】
より良い乾燥した感触を持つ吸収性ウェブの例示を一般的に示すために、Ｔａｐｐｉ標準手段を使用したＢｒｉｔｉｓｈ  Ｈａｎｄｓｈｅｅｔ  Ｍｏｌｄで、手漉きシートが準備された。手漉きシートは、セルロース及び合成繊維の両方を含んだ混合物、同様に処理済及び処理なしセルロース繊維の混合物から形成された。処理済又は変形されたセルロース系繊維は、アミノポリシロキサンで処理された。これらの手漉きシートは、次に多プライ構造を製造するために、処理なし手漉きシートの上に配置された。再湿潤は、シートへの水注入により計測され、乾燥ろ過紙で覆われ、圧力をかけられ、更にろ過紙の湿分吸収量が測定された。
【実施例３】
【００５４】
実験は、内部／処理なし及び外部／処理済層（２層）を持つ手漉きシートを形成することを含んだ。内部層は、０．３％濃度のユーカリ繊維スラリー８００ｍｌから作られた。外部層は、化学的に処理なし及び処理済軟材セルロース系繊維の混合物から作られた。外部層は、以下の手順により製造された。０．３％濃度の軟材繊維スラリー６００ｍｌの試料が、０．３％より大きい濃度の軟材繊維スラリーから分離された。５％の総固形物化学薬品処理された５０ｍｌ試料が軟材繊維スラリーに加えられた。この混合物は、化学薬品が繊維スラリーの中で均一になるように攪拌された。次に、余分な化学薬品はＢｕｃｈｎｅｒ漏斗を通って、混合物から除去された。繊維は、残っている余分な化学的性質を除去するために水で洗浄され、再び注がれた。この時、手漉きシートを作る前に、軟材試料の全体のパーセント濃度を求めるために、処理済繊維試料のパーセント濃度を知っておくことが必要である。軟材試料の全体のパーセント濃度を知っておくことは、手漉きシートが必要な重量に形成されるために重要なことである。処理済繊維のパーセント濃度、（グラム繊維／（グラム繊維＋グラム水））*１００、は、処理済繊維の試料を用い、この試料で手漉きシートを作り、オーブン乾燥するまでオーブンで試料を乾燥し、ついで手漉きシートを計量して求められる。処理済軟材繊維は、正しい比率で処理なし軟材繊維スラリーに付加された。この軟材繊維スラリーは、テストのための手漉きシート製造においては、内部層に沿って使用された。
【００５５】
手漉きシートの試料は、次いで以下のような手順でテストされた。手漉きシートを４インチろ過紙の上部に位置した。水２ｍｌを、手漉きシートの上から注いだ。およそ１５秒を経過させた。別の４インチろ過紙を試料の上部に位置した。均一に分布した２００グラムのおもりをろ過紙上部に配置した。およそ３０秒を経過させた。次いでおもりを除去し、上部ろ過紙を計量した。最初のろ過紙重量と最後のろ過紙重量（水を含めて）との違いが、試料から「再湿潤」した水の量である。この値が、「再湿潤」値又は「水分」値（表２に示している）として述べられており、グラムで示されている。繊維重量グラムに対して試料からどのくらいの水が再湿潤しているかを求めることは、重要である。どの試料も同じ重量ではなく、手漉きシートに吸収されたであろう水の量は、試料の繊維の量によるものである。このように「正規化再湿潤」値は、それぞれの試料の繊維量、又は代替的に試料の重量を考慮して確定される。正規化再湿潤値は、水重量グラムをウェブ重量グラムで割って計算される。試料から再湿潤するであろう水の量は、現在では、ウェブ試料当たりではなく、繊維グラム当たりで求められる。正規化再湿潤値をより意味のある数値にするために、「再湿潤性減少」又は「非再湿潤性能」値が計算される。非再湿潤性能値は、対照の正規化再湿潤値から実験試料（試料＃１−５）の正規化再湿潤値を引いて得られる量を対照試料（試料＃６）の正規化再湿潤値で割ることによって計算される。この値は、実験用試料が対照試料に比較して、「再湿潤」が減少する割合を示している。
【００５６】
手漉きシートは、パルプの物理的テストのために、ＴＡＰＰＩ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  Ｔ２０５ｓｐ−９５Ｆｏｒｍｉｎｇ手漉きシートを使用して、ＴＡＰＰＩ標準手漉き用型で準備された。（アトランタ州、ＴＡＰＰＩ  Ｐｒｅｓｓ）
【００５７】
様々な疎水性／親水性比率での非再湿潤性能が、以下の表２に示されている。
表２
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【００５８】
上記表において、略語「Ｓａｍｐ．＃」は試料番号を表し、「Ｔｒｅａｔ％」は処理済セルロース系繊維割合を表し、「Ｔｒｅａｔ．（ｇＦ）」はグ乾燥繊維ラム当たりの処理済セルロースを表し、「Ｕｎｔｒｅ．％」は処理なしセルロース系繊維割合を表し、「Ｕｎｔｒｅ．（ｇＦ）」は乾燥繊維グラム当たりの処理なし繊維を表し、「Ｆｉｌｔｅｒ  Ｉｎｉｔｉａｌ」は最初のろ過重量を表し、「Ｆｉｌｔｅｒ  Ｆｉｎａｌ」は最終ろ過重量を表し、「Ｗａｔｅｒ」はろ過紙の水重量（又は再湿潤）を表し、「Ｎｏｒｍ  Ｒｅｗｔ」は正規化再湿潤値を表し、「Ｄｅｃ  Ｒｅｗｔ（％）」又は再湿潤性減少は再湿潤性能減少割合又は４インチろ過紙への湿気移動減少パーセントを表す。試料＃６は対照品であった。
【００５９】
この表のデータは、非再湿潤性能の割合、すなわち、テストされたペーパータオルからもう１つの表面上に再移動湿潤をさせない能力に対する上述の調整を使用して製造されたハンドタオルの上面層の疎水性繊維の割合を示す図３に反映されている。この結果は、処理済セルロース系繊維の量が増加するにつれ、再湿潤性減少値が増加していることを示している。
【００６０】
物品の表面を通しての親水性及び疎水性繊維の混合は、ティッシュ、拭き布、オムツライナー、又は他の吸収性消費製品成分のような他の個人的ケアー製品でも起こり得ることを認識しなければならない。
【００６１】
本発明は、望ましい実施形態を特に参照して詳細に説明しているが、これら明確に述べられていることに加えて、以下の請求項に述べられた本発明の思想及び範囲から離れることなく、多くの修正及び付加がなされることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明によるペーパータオルの横断面図を表したもので、タオルは単層に２つの層を持っているという図である。
【図２】本発明によるペーパータオルの代替的実施形態の横断面図である。
【図３】本発明による非再湿潤性能対疎水性繊維濃度を、グラフの形で表したものである。
【符号の説明】
【００６３】
１０  タオルのベースシート
２０  第一の層
３０  第二の層
４０  タオル
５０  第一の層
６０  第三の層
７０  第二の層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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