(57)【要約】繊維成分と水圧交絡された、穿孔された不織ウェブを含む複合布が提供される。穿孔された不織ウェブは、熱可塑性繊維を含有し、繊維成分は、布の約５０重量％より多くを構成する。本発明によると、優れた液体処理特性を達成することができる。本発明の交絡布はまた、改善された嵩、柔らかさ、及び毛管張力を有することもできる。
2006511728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルロース繊維を含む繊維成分と水圧交絡され、熱可塑性繊維を含有する穿孔された不織ウェブからなる複合布であって、前記繊維成分が前記布の約５０重量％より多くを構成することを特徴とする複合布。
【請求項２】
前記穿孔された不織ウェブがさらにクリープ加工されたことを特徴とする請求項１に記載の複合布。
【請求項３】
前記不織ウェブがスパンボンド・ウェブであることを特徴とする請求項１に記載の複合布。
【請求項４】
前記スパンボンド・ウェブが多成分繊維からなることを特徴とする請求項３に記載の複合布。
【請求項５】
前記多成分繊維が分割可能であることを特徴とする請求項４に記載の複合布。
【請求項６】
前記スパンボンド・ウェブがポリオレフィン繊維からなることを特徴とする請求項３に記載の複合布。
【請求項７】
前記ポリオレフィン繊維が、フィラメント当たり約３より小さいデニールを有することを特徴とする請求項６に記載の複合布。
【請求項８】
前記スパンボンド・ウェブが点結合されたことを特徴とする請求項３に記載の複合布。
【請求項９】
前記繊維成分が、前記布の約６０重量％から約９０重量％までを構成することを特徴とする請求項１に記載の複合布。
【請求項１０】
前記穿孔された不織ウェブが、約２００ミクロンから約２０００ミクロンまでの直径を有する孔を含むことを特徴とする請求項１に記載の複合布。
【請求項１１】
前記穿孔された不織ウェブが、約３００ミクロンから約８００ミクロンまでの直径を有する孔を含むことを特徴とする請求項１に記載の複合布。
【請求項１２】
セルロース繊維を含む繊維成分と水圧交絡され、熱可塑性ポリオレフィン繊維を含有する、穿孔されクリープ加工されたスパンボンド・ウェブからなる複合布であって、前記繊維成分が、前記布の約５０重量％より多くを構成することを特徴とする複合布。
【請求項１３】
前記スパンボンド・ウェブが多成分繊維からなることを特徴とする請求項１２に記載の複合布。
【請求項１４】
前記多成分繊維が分割可能であることを特徴とする請求項１３に記載の複合布。
【請求項１５】
前記ポリオレフィン繊維が、フィラメント当たり約３より小さいデニールを有することを特徴とする請求項１２に記載の複合布。
【請求項１６】
前記スパンボンド・ウェブが点結合されたことを特徴とする請求項１２に記載の複合布。
【請求項１７】
前記繊維成分が、前記布の約６０重量％から約９０重量％までを構成することを特徴とする請求項１２に記載の複合布。
【請求項１８】
前記穿孔されたスパンボンド・ウェブが、約２００ミクロンから約２０００ミクロンまでの直径を有する孔を含むことを特徴とする請求項１２に記載の複合布。
【請求項１９】
前記穿孔されたスパンボンド・ウェブが、約３００ミクロンから約８００ミクロンまでの直径を有する孔を含むことを特徴とする請求項１２に記載の複合布。
【請求項２０】
布を形成する方法であって、
熱可塑性ポリオレフィン繊維を含有し、第１の面及び第２の面を定めるスパンボンド・ウェブを穿孔し、前記穿孔されたスパンボンド・ウェブを、セルロース繊維を含有する繊維成分と水圧交絡させる段階を含み、
前記繊維成分が、前記布の約５０重量％より多くを構成することを特徴とする方法。
【請求項２１】
前記スパンボンド・ウェブの前記第１の面を第１のクリープ加工面に付着させ、前記第１のクリープ加工面から該ウェブをクリープ加工する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
離間配置されたパターンでクリープ加工用接着剤を前記スパンボンド・ウェブの前記第１の面に塗布する段階をさらに含み、該第１の面が、前記離間配置されたパターンに従って前記クリープ加工面に付着されるようになったことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記スパンボンド・ウェブの前記第２の面を第２のクリープ加工面に付着させ、前記第２の面から該ウェブをクリープ加工する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
離間配置されたパターンでクリープ加工用接着剤を前記スパンボンド・ウェブの前記第２の面に塗布する段階をさらに含み、該第２の面が、前記離間配置されたパターンに従って前記クリープ加工面に付着されるようになったことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記スパンボンド・ウェブが、平方インチ当たり約１０００ポンドから平方インチ当たり約３０００ポンドまでの水圧で交絡されることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２６】
前記スパンボンド・ウェブが、平方インチ当たり約１２００ポンドから平方インチ当たり約１８００ポンドまでの水圧で交絡されることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２７】
前記スパンボンド・ウェブが多成分繊維からなることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２８】
前記多成分繊維が分割可能であることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記ポリオレフィン繊維が、フィラメント当たり約３より小さいデニール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３０】
前記スパンボンド・ウェブを点結合する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項３１】
前記繊維成分が、前記布の約６０重量％から約９０重量％までを構成することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項３２】
前記穿孔されたスパンボンド・ウェブが、約２００ミクロンから約２０００ミクロンまでの直径を有する孔を含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項３３】
前記穿孔されたスパンボンド・ウェブが、約３００ミクロンから約８００ミクロンまでの直径を有する孔を含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項３４】
前記スパンボンド・ウェブを穿孔する前に該スパンボンド・ウェブを伸張させる段階をさらに含む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】
本発明は、繊維成分と水圧交絡された不織ウェブを含む交絡布に向けられる。
【背景技術】
【０００２】
家庭用及び工業用拭取材は、極性液体（例えば、水及びアルコール）及び非極性液体（例えば、油）の両方を迅速に吸収するために用いられることが多い。拭取材は、例えば絞るといった、圧力による液体の除去が望まれるまで、液体を拭取材構造体の中に保持するのに十分な吸収能力をもつ必要がある。さらに、拭取材は、多くの場合、使用の際に適用される引き裂き力、伸張力、及び磨耗力に耐えるための優れた物理的強度及び耐磨耗性をもつ必要もある。さらに、拭取材はまた、手触りが柔らかくなければならない。
従来、メルトブローン不織ウェブのような不織布が、拭取材として幅広く用いられてきた。メルトブローン不織ウェブは、液体を吸収して保持するのに適した繊維間の毛細管構造をもつ。しかしながら、メルトブローン不織ウェブは、例えば、引き裂き強度及び耐磨耗性といった、酷使に耐える拭取材として用いるのに必要な物理特性を欠くことがある。従って、メルトブローン不織ウェブは、典型的には、例えば不織ウェブといった支持層にラミネートされるが、これは、研磨性の面又は粗い面上での使用に望ましくないことがある。
【０００３】
メルトブローン不織ウェブより厚く強い繊維を含み、典型的には熱及び圧力で点結合されたスパンボンド・ウェブは、引き裂き強度及び耐磨耗性などの優れた物理的特性をもたらすことができる。しかしながら、スパンボンド・ウェブは、拭取材の吸収特性を向上させる繊維間の微細な毛細管構造を欠くことがある。さらに、スパンボンド・ウェブは、不織ウェブ内の液体の流れ又は移動を抑制し得る結合点を含むことが多い。
従って、強くて柔らかく、しかも多種多様な拭取材用途に用いるための優れた吸収特性を呈する布に対する必要性が依然としてある。
【発明の開示】
【０００４】
本発明の一実施形態によると、セルロース繊維を含む繊維成分と水圧交絡された、穿孔された不織ウェブ（例えば、スパンボンド・ウェブ）からなる複合布が開示される。穿孔された不織ウェブは、フィラメント当たり約３より小さいデニールを有するポリオレフィン繊維のような熱可塑性繊維を含有する。一実施形態において、不織ウェブは、任意に分割可能な多成分繊維を含有することができる。幾つかの実施形態において、不織ウェブの孔は、約１ミリメートルから約５ミリメートルまで、幾つかの実施形態においては、約１ミリメートルから約３ミリメートルまでの幅を有する。穿孔された不織ウェブをクリープ加工することもできる。
図示されるように、結果として得られた交絡布はさらに、セルロース繊維を含む繊維成分も含有するものとなる。セルロース繊維の他に、繊維性材料は、合成ステープル繊維のような他のタイプの繊維を含有することもできる。とにかく、繊維成分は、一般に、布の約５０重量％より多くを、幾つかの実施形態においては、布の約６０重量％から約９０重量％までを構成する。
【０００５】
本発明の別の実施形態によると、熱可塑性ポリオレフィン繊維を含有し、第１の面と第２の面とを定めるスパンボンド・ウェブを穿孔する段階を含む、布の形成方法が開示される。任意に、ウェブを穿孔する前にスパンボンド・ウェブを伸張させることができる。幾つかの実施形態において、この方法は、スパンボンド・ウェブの第１の面を第１のクリープ加工面に付着させ、該第１のクリープ加工面から該ウェブをクリープ加工する段階を含む。所望であれば、離間配置されたパターンでクリープ加工用接着剤をスパンボンド・ウェブの第１の面に塗布することができ、該第１の面は、離間配置されたパターンに従ってクリープ加工面に付着されるようになる。さらに、この方法は、パンボンド・ウェブの第２の面を第２のクリープ加工面に付着させ、該第２のクリープ加工面から該ウェブをクリープ加工する段階を含む。所望であれば、離間配置されたパターンで、クリープ加工接着剤をスパンボンド・ウェブの第２の面に塗布することができ、該第２の面は、離間配置されたパターンに従ってクリープ加工面に付着されるようになる。必須ではないが、ウェブの２つの面をクリープ加工することにより、結果として得られる布の特定の特性が向上されることもある。
【０００６】
穿孔されるとき、スパンボンド・ウェブは、セルロース繊維を含有する繊維成分と水圧交絡され、そこで、該繊維成分は、布の約５０重量％より多くを構成する。スパンボンド・ウェブは、種々の異なる水圧で繊維成分と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、スパンボンド・ウェブは、平方インチ当たり約１０００ポンドから平方インチ当たり約３０００ポンドまで、幾つかの実施形態においては、平方インチ当たり約１２００ポンドから平方インチ当たり約１８００ポンドまでの水圧で交絡される。
本発明の他の特徴及び態様は、以下により詳細に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
当業者にとって最良の形態を含む本発明の十分な及び本発明を実施可能にする開示は、付属の図面の参照を含む本明細書の残りの部分でさらに具体的に説明される。
本明細書及び図面における参照符号の反復的な使用は、本発明の同じ又は類似した特徴又は要素を表すように意図される。
ここで本発明の種々の実施形態について詳しく説明し、その１つ又はそれ以上の例について後述する。各々の例は、本発明を説明するために与えられたものであって、本発明を制限するためのものではない。事実、本発明の範囲及び精神を逸脱することなく、本発明に種々の修正及び変形をなし得ることが当業者には明らかであろう。例えば、１つの実施形態の一部として図示され又は説明された特徴を、別の実施形態に用いて、さらに別の実施形態を生み出すことができる。従って、本発明は、こうした修正及び変形を包含するように意図されている。
【０００８】
（定義）
ここで用いられる「不織ウェブ」という用語は、相互に織り込まれているが、編成布におけるように識別可能な様式でない個々の繊維又はスレッドの構造を有するウェブのことを言う。不織ウェブは、例えばメルトブローン・ウェブ、スパンボンド・ウェブ、カーデッド・ウェブなどを含む。
ここで用いられる「スパンボンド・ウェブ」という用語は、小直径のほぼ連続する繊維から形成された不織ウェブのことを言う。繊維は、溶融した熱可塑性材料を、紡糸口金の複数の微細な、通常は円形の毛細管からフィラメントとして押し出し、次いで押し出された繊維の直径を、例えば、引き延ばし機構及び／又は他の周知のスパンボンド機構などで急速に縮小させることにより形成される。スパンボンド・ウェブの製造は、例えば、Ａｐｐｅｌ他に付与された米国特許第４，３４０，５６３号、Ｄｏｒｓｃｈｎｅｒ他に付与された米国特許第３，６９２，６１８号、Ｍａｔｓｕｋｉ他に付与された米国特許第３，８０２，８１７号、Ｋｉｎｎｅｙに付与された米国特許第３，３３８，９９２号、Ｋｉｎｎｅｙに付与された米国特許第３，３４１，３９４号、Ｈａｒｔｍａｎに付与された米国特許第３，５０２，７６３号、Ｌｅｖｙに付与された米国特許第３，５０２，５３８号、Ｄｏｂｏ他に付与された米国特許第３，５４２，６１５号、及びＰｉｋｅ他に付与された米国特許第５，３８２，４００号に記載され、図示されており、これらの特許は、全ての目的についてその全体を引用により本明細書に組み入れる。スパンボンド繊維は、集積面に堆積されるときは、通常は粘着性がない。スパンボンド繊維は、時には約４０ミクロンより小さい直径を有することがあり、多くの場合は、約５ミクロンから約２０ミクロンまでの間である。
【０００９】
ここで用いられる「メルトブローン・ウェブ」という用語は、溶融した熱可塑性材料の繊維を、複数の微細な、通常は円形のダイ毛細管を通じて、集束する高速高温ガス（例えば空気）流の中へ溶融した繊維として押し出し、熱可塑性材料の繊維がガス流によって細められ、直径が、マイクロファイバーの直径にまで縮小されることにより形成される不織ウェブのことを言う。その後、メルトブローン繊維は、高速ガス流により運ばれ、集積面に堆積されて、不規則に分散されたメルトブローン繊維のウェブを形成する。このような工程は、例えば、Ｂｕｔｉｎ他に付与された米国特許第３，８４９，２４１号に開示されており、この特許の全体は、全ての目的について引用によりここに組み入れられる。場合によっては、メルトブローン繊維は、連続的又は非連続的なマイクロファイバーであってもよく、通常は直径が１０ミクロンより小さいものであり、集積面に堆積されるときには、通常は粘着性がある。
ここで用いられる「パルプ」という用語は、木質植物及び非木質植物などの自然資源からの繊維のことを言う。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、アフリカハネガヤ、トウワタ、わら、ジュート、麻、及びバガスを含む。
【００１０】
ここで用いられる「多成分繊維」又は「コンジュゲート繊維」という用語は、少なくとも二成分のポリマーから形成される繊維のことを言う。このような繊維は、通常、別々の押出成形機から押出成形されるが、共に紡糸されて１つの繊維を形成する。ポリマーのそれぞれの成分は、通常は互いに異なるものであるが、多成分繊維は、類似した又は同一のポリマー材料の別個の成分を含むことができる。個々の成分は、一般的には、繊維の断面にわたって実質的に一定に位置された個別の区域に配置され、繊維の長さに沿って連続的に延びる。このような繊維の構成は、例えば、並列配置、パイ配置、又は他の何らかの配置とすることができる。二成分繊維及びその製造法は、Ｋａｎｅｋｏ他に付与された米国特許第５，１０８，８２０号、Ｋｒｕｅｇｅ他に付与された米国特許第４，７９５，６６８号、Ｐｉｋｅ他に付与された米国特許第５，３８２，４００号、Ｓｔｒａｃｋ他に付与された米国特許第５，３３６，５５２号、及びＭａｒｍｏｎ他に付与された米国特許第６，２００，６６９号に教示されており、これらの特許は、全ての目的についてその全体が引用によりここに組み入れられる。繊維及び該繊維を含む個々の成分はまた、Ｈｏｇｌｅ他に付与された米国特許第５，２７７，９７６号、Ｈｉｌｌｓに付与された米国特許第５，１６２，０７４号、Ｈｉｌｌｓに付与された米国特許第５，４６６，４１０号、Ｌａｒｇｍａｎ他に付与された米国特許第５，０６９，９７０号、及びＬａｒｇｍａｎ他に付与された米国特許第５，０５７，３６８号に記載されるもののような種々の不規則な形状を有することもでき、これらの特許は、全ての目的についてその全体が引用によりここに組み入れられる。
【００１１】
ここで用いられる「平均繊維長」という用語は、フィンランド、カヤーニ所在のＫａｊａａｎｉ  Ｏｙ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社から入手可能なＫａｊａａｎｉ繊維分析器型番ＦＳ−１００を用いて測定されたパルプ繊維の加重平均長を言う。試験手順によれば、パルプ試料は、繊維束又は結束が存在しないことを確実なものにするために、離解液で処理される。パルプ試料の各々を熱湯の中で解砕し、およそ０．００１％の溶液となるように希釈する。標準カヤーニ繊維分析試験手順を用いて試験するときに、希釈溶液から個々の試験試料をおよそ５０から１００ｍｌまでの分量で抜き取る。加重平均繊維長は、次の式：
2006511728.tif 000003
で表すことができる。
ここで、
ｋ＝最大繊維長、
ｘi＝繊維長、
ｎi＝長さｘiを有する繊維の数
ｎ＝測定繊維の総数
である。
【００１２】
ここで用いられる「平均繊維長の短いパルプ」という用語は、かなりの量の短い繊維及び非繊維粒子を含有するパルプのことを言う。多くの二次木質繊維パルプは、平均繊維長の短いパルプと考えることができる。しかしながら、この二次木質繊維パルプの品質は、リサイクル繊維の品質、並びに前の処理のタイプ及び量によって決まる。平均繊維長の短いパルプは、例えば、カヤーニ繊維分析器型番ＦＳ−１００（フィンランド、Ｋａｊａａｎｉ所在のＫａｊａａｎｉ  Ｏｙ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社）のような光ファイバ分析器によって測定される、約１．２ｍｍより短い平均繊維長を有することができる。例えば、平均繊維長の短いパルプは、約０．７ｍｍから約１．２ｍｍまでの範囲の平均繊維長を有することができる。例示的な平均繊維長の短いパルプには、バージン硬木パルプ、及びオフィス排紙、新聞紙、及び板紙の屑のような原材料からの二次繊維パルプが挙げられる。
【００１３】
ここで用いられる「平均繊維長の長いパルプ」という用語は、比較的少量の短い繊維及び非繊維粒子を含有するパルプのことを言う。平均繊維長の長いパルプは、典型的には、二次的でない（バージン）繊維から形成される。選別された二次繊維パルプは、長い平均繊維長をもつことができる。平均繊維長の長いパルプは、典型的には、例えば、カヤーニ繊維分析器型番ＦＳ−１００（フィンランド、Ｋａｊａａｎｉ所在のＫａｊａａｎｉ  Ｏｙ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社）のような光ファイバ分析器によって測定される、約１．５ｍｍより長い平均繊維長を有する。例えば、平均繊維長の長いパルプは、約１．５ｍｍから約６ｍｍまでの平均繊維長を有することができる。木質繊維パルプの例示的な平均繊維長の長いパルプには、例えば、漂白された及び未漂白のバージン軟木繊維パルプが挙げられる。
【００１４】
一般に、本発明は、繊維成分と水圧交絡された不織ウェブを含む交絡布に向けられる。不織ウェブは、穿孔され、任意にクリープ加工される。このような不織ウェブは、結果として得られる交絡布に優れた液体処理特性を与え得ることが分かった。本発明の交絡布はまた、改善された嵩、柔らかさ、及び毛管張力を有することもできる。
【００１５】
不織ウェブは、種々の異なる材料から形成することができる。例えば、不織ウェブを形成するのに用いることができる好適なポリマーの幾つかの例には、これら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、並びに他の溶融紡糸可能なポリマー及び／又は繊維形成ポリマーが挙げられる。本発明の実施に用いることができるポリアミドは、コポリマー及びその混合物を含む、当業者に周知の任意のポリアミドとすることができる。ポリアミドの例及びその合成方法は、Ｄｏｎ  Ｅ．Ｆｌｏｙｄによる「ポリマー樹脂」（Ｌｉｂｒａｒｙ  ｏｆ  Ｃｏｎｇｒｅｓｓ  Ｃａｔａｌｏｇ  ｎｕｍｂｅｒ  ６６−２０８１１、Ｒｅｉｎｈｏｌｄ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ、ＮＹ、１９６６年）に見出すことができる。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、とりわけ、サウスカロライナ州Ｓｕｍｔｅｒ所在のＥｍｓｅｒ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ社（Ｇｒｉｌｏｎ（登録商標）及びＧｒｉｌａｍｉｄ（登録商標）ナイロン）、及びニュージャージー州Ｇｌｅｎ  Ｒｏｃｋ所在のＡｔｏｃｈｅｍ  Ｉｎｃ．社ポリマー事業部（Ｒｉｌｓａｎ（登録商標）ナイロン）のような多数の供給元から入手可能である。多くのポリオレフィンが、繊維の製造に使用可能であり、こうした好適なポリマーは、例えば、ダウ・ケミカル社のＡＳＰＵＮ（登録商標）６８１１Ａ  ＬＬＤＰＥ（線状低密度ポリエチレン）、２５５３ＬＬＤＰＥ、並びに２５３５５及び１２３５０高密度ポリエチレンのようなポリエチレンである。繊維形成ポリプロピレンには、Ｅｘｘｏｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ社のＥｓｃｏｒｅｎｅ（登録商標）ＰＤ３４４５ポリプロピレン、及びＨｉｍｏｎｔ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社のＰＦ−３０４が含まれる。上記に列挙されたものに加えて、他の多数の好適な繊維形成ポリオレフィンも市販されている。
【００１６】
不織ウェブを形成するのに用いられる繊維のフィラメント当たりのデニールを変えることもできる。例えば、１つの特定の実施形態において、不織ウェブを形成するのに用いられるポリオレフィン繊維のフィラメント当たりのデニールは、約６より小さく、幾つかの実施形態においては、約３より小さく、幾つかの実施形態においては、約１から約３までである。
任意的に、不織ウェブを形成する繊維は、分割可能な多成分繊維とすることができる。分割可能でもある多成分繊維を製造する際には、集合的に単一の多成分繊維を形成する個々のセグメントは、１つ又はそれ以上のセグメントが該単一の多成分繊維の外面の一部を形成するようにして、多成分繊維の長手方向に沿って連続している。換言すると、１つ又はそれ以上のセグメントが多成分繊維の外周に沿って露出されている。例えば、図５を参照すると、第１セグメント１１２Ａが該多成分繊維１１０の外面の一部を形成し、第２セグメント１１２Ｂが該多成分繊維１１０の外面の残りの部分を形成した、並列構成を有する単一の多成分繊維１１０が図示されている。
【００１７】
図６に示されるように、特に有用な構成は、セグメントの断面に関して、多成分繊維１１０の内部におけるものより該多成分繊維１１０の外面が厚くなっている、半径方向に延びる複数のくさび形状である。一態様において、多成分繊維１１０は、交互配置された異なるポリマー材料からなる個々のくさび形状セグメント１１２Ａ及び１１２Ｂを有することができる。
円形の繊維構成に加えて、多成分繊維は、正方形、マルチローバル、リボン、及び／又は他の形状のような他の形状を有してもよい。さらに、図７に示されるように、中空の中心１６の周りに交互配置されたセグメント１１４Ａ及び１１４Ｂを有する多成分繊維を用いることができる。更に別の態様において、図８に示すように、本発明と共に用いるのに適した多成分繊維１１０が、個々のセグメント１１８Ａ及び１１８Ｂを含むことができ、第１セグメント１１８Ａは、複数の付加的なセグメント１１８Ｂを分離する半径方向に延びるアーム１１９を備えた単一繊維から構成される。成分１１８Ａと成分１１８Ｂとの間で分離が生じるはずであるが、多くの場合、個々のアーム１１９を結合する中央コア１２０のために、ローブ又はアーム１１９間では生じない。従って、より均一な繊維を達成するためには、多くの場合、個々のセグメントが粘着性のある中央コアをもたないことが望ましい。例えば、図９に示すように、多成分繊維１１０を形成する交互配置されたセグメント１１２Ａ及び１１２Ｂが、繊維の断面全体にわたって延びることができる。後述されるように、個々のセグメントが同一の材料又は類似した材料、並びに２つ又はそれ以上の異なる材料を含み得ることも理解されるであろう。
【００１８】
様々な形状からなるにもかかわらず、個々のセグメントは、典型的には、繊維の断面を横断する明確な境界又は区域を有する。同様の材料のセグメントが多成分繊維の内部の接触点で結合又は溶融するのを阻止するために、幾つかの材料を用いて中空の繊維型の多成分繊維を形成することが望ましい場合がある。場合によっては、それぞれの熱可塑性材料の粘度を合致させることにより、こうした明確な境界の形成が助けられることもある。このことは、種々の異なる方法で達成することができる。例えば、それぞれの材料の温度は、その溶融領域又は処理窓の対向する両端部で伝わることができ、例えば、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ときには、該ポリエチレンを、その溶融領域の下限近くの温度まで加熱し、該ナイロンをその溶融領域の上限近くの温度まで加熱することができる。この点に関して、成分の１つを、該成分がその処理窓の下端近くの温度で処理されるように、スピンパックのものより低い温度で該スピンパックの中にもってくることができ、他の材料は、その処理窓の上端で処理することを確実にする温度で導入することができる。さらに、特定の添加剤を用いて、所望通りにポリマー材料の粘度を増減させることも、当業界において周知である。
【００１９】
不織ウェブを形成するのに用いられる多成分繊維は、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になるように形成することもできる。個々のセグメントは、体積比で９５：５だけ変化させ得るが、より容易に８０：２０又は７５：２５の比率を製造することができる。例えば、一実施形態において、図７に示されるように、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有する。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には、それぞれのセグメントの大きさを減少させることによって、高価なポリマー材料の量を減らすことができる。
【００２０】
多くの材料が、溶融紡糸又は他の多成分繊維の製造工程に用いるのに適しているが、多成分繊維は２つ又はそれ以上の異なる材料を含有できるので、当業者であれば、特定の材料が他の全ての材料と共に用いるのに適しているわけではないことを理解するであろう。従って、一態様において、多成分繊維の個々のセグメントを形成する材料の組成は、一般に、該材料の隣接するセグメントのものとの適合性を鑑みて選択される。この点に関して、個々のセグメントを形成する材料は、一般に、隣接するセグメントを形成する材料との混和性をもたず、隣接するセグメントを形成する材料に対する相互親和性が不十分であることが望ましい。処理条件のもとで互いに著しく付着する傾向があるポリマー材料を選択すると、セグメントを分離させるのに必要とされる衝撃エネルギーが増加し、単一の多成分繊維の個々のセグメント間で達成される分離の度合いが減少することになる。従って、多くの場合、隣接するセグメントが異なる材料から形成されることが望ましい。例えば、隣接するセグメントは、一般に、例えば、次の材料、すなわちナイロン−６及びポリエチレン、ナイロン−６及びポリプロピレン、並びに、ポリエステル及びＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）の交互配置成分を含む、ポリオレフィン及び非ポリオレフィンを含有することができる。同様に本発明に用いるのに適していると考えられる他の組み合わせには、これら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、並びに、ポリプロピレン及びＨＤＰＥが挙げられる。
【００２１】
必須ではないが、不織ウェブを形成するのに用いられる繊維を結合して、耐久性、強度、手触り、美観、及び／又は他のウェブの特性を向上させることもできる。例えば、不織ウェブを、熱結合、超音波結合、接着結合、及び／又は機械結合させることができる。一例として、多数の小さな別個の結合点をもつように、不織ウェブを点結合することができる。例示的な点結合工程は、一般に、１つ又はそれ以上の層を、刻まれたパターン形成ロール及び第２結合ロールのような加熱ロール間に通すことを含む熱点結合である。刻まれたロールは、ウェブがその全表面にわたって結合されないように、何らかの方法でパターン形成することができ、第２のロールは、滑らかにするか又はパターン形成することができる。その結果、刻まれたロールのための種々のパターンが、機能的理由及び美観的な理由から開発された。例示的な結合パターンには、これらに限られるものではないが、Ｈａｎｓｅｎ他に付与された米国特許第３，８５５，０４６号、Ｌｅｖｙ他に付与された米国特許第５，６２０，７７９号、Ｈａｙｎｅｓ他に付与された米国特許第５，９６２，１１２号、Ｓａｙｏｖｉｔｚ他に付与された米国特許第６，０９３，６６５号、Ｒｏｍａｎｏ他に付与された米国デザイン特許第４２８，２６７号、Ｂｒｏｗｎに付与された米国デザイン特許第３９０，７０８号に記載されるものが挙げられ、これらの特許は、全ての目的についてその全体が引用により本明細書に組み入れられる。例えば、幾つかの実施形態において、不織ウェブは、約３０％より少ない合計結合面積（通常の光学顕微鏡方法によって求められる）及び／又は１平方インチ当たり約１００個より多い結合という均一な結合密度を有するように任意的に結合することができる。例えば、不織ウェブは、約２％から約３０％までの合計結合面積、及び／又は１平方インチ当たり約２５０から約５００個までのピン結合の結合密度を有することができる。幾つかの実施形態において、こうした合計結合面積及び／又は結合密度の組み合わせは、不織ウェブを、１平方インチ当たり約１００個のピン結合を有するピン結合パターンと結合させることにより達成することができ、該ピン結合パターンは、滑らかなアンビルロールに完全に接触しているときに、約３０％より少ない合計結合表面積を提供する。幾つかの実施形態において、結合パターンは、１平方インチ当たり約２５０から約３５０までのピン結合のピン結合密度、及び／又は、滑らかなアンビルロールに接触しているときには、約１０％から約２５％までの結合表面積を有することができる。
【００２２】
さらに、不織ウェブは、連続的なシーム又はパターンで結合することができる。更に別の例として、不織ウェブは、シートの周囲に沿って、又は単に縁部に隣接するウェブの幅すなわち横方向にわたって結合することができる。熱結合及びラテックス含浸との組み合わせのような他の結合技術を用いることもできる。代替的に及び／又は付加的に、樹脂、ラテックス、又は接着剤を、例えば、噴霧又は印刷によって不織ウェブに適用し乾燥して、所望の結合を与えることができる。さらに他の適切な結合技術は、Ｅｖｅｒｈａｒｔ他に付与された米国特許第５，２８４，７０３号、Ａｎｄｅｒｓｏｎ他に付与された米国特許第６，１０３，０６１号、及びＶａｒｏｎａに付与された米国特許第６，１９７，４０４号に記載されており、これらの特許は、全ての目的についてその全体が引用により組み入れられる。
【００２３】
不織ウェブは、結合されているかどうかにかかわらず、本発明に従って穿孔される。穿孔は、何らかの周知の穿孔装置を用いて行うことができる。一実施形態において、この装置は、一連のピンを含むピン部材と、これに対応して該ピンを受ける一連の陥凹部又はオリフィスを含むオリフィス部材とを用いることができる。この装置は、種々のピン形状に適合する能力を有する回転式穿孔システムであることが望ましい。好適なピン及びこれに対応するオリフィスは、これらに限られるものではないが、円形、楕円形、矩形、及び三角形の形状など、種々の断面基本形状を有することができる。例えば、幾つかの実施形態において、ピンは円形であり、約０．０３インチから約０．２５インチまでの直径を有する。さらに、ピンは、穿孔工程を容易にするために、面取りした端部を有することができる。
不織ウェブの使用法及び厚さによって、該ウェブを通してピンを貫通する深さを、例えば、完全に貫通させる又は不完全に貫通させるといったように変えることができる。一般に、完全に貫通した孔を含む不織ウェブは、より高い吸収能力を提供する。さらに、不織ウェブの単位面積を穿孔するピンの数を変えることもできる。例えば、ピン密度は、一般に、１平方インチ当たり約６ピンから約４００ピンまでであり、幾つかの実施形態においては、約５０ピンから約２００ピンまでであり、また幾つかの実施形態においては、約１００ピンから約１６０ピンまでである。
【００２４】
例えば、図１−図２を参照すると、例示的な穿孔工程が示されている。図示されるように、最初に、２つの組のＳ字ロール構成すなわち第１のＳ字ロール構成１５及び第２のＳ字ロール構成１７に不織ウェブ２０を通すことにより該不織ウェブ２０が伸張される。各々のＳ字ロール構成は、著しく滑ることなく不織ウェブ２０を進める、緊密に配置された少なくとも２つの逆回転ロールを含む。第２のＳ字ロール構成１７の周囲線速度が、第１のＳ字ロール構成１５の線速度より速くなるように制御されるので、不織ウェブ２０は機械方向に伸張される。伸張度は、約５０％まで、幾つかの実施形態においては、約５％から約４０％まで、幾つかの実施形態においては、約１０％から約３０％までのように変わることができる。伸張度は、最初の不織ウェブと伸張された不織ウェブとの間の、例えば幅のような伸張された寸法の差を、該不織ウェブの最初の寸法で割ることによって計算される。任意であるが、伸張することが、これらに限られるものではないが、柔らかさ、嵩、伸張可能性及び回復、透過性、坪量、密度、並びに液体保持能力など、布の物理的特性を最適化し、向上させることができる。好適な伸張工程の別の例は、例えばクリップのような把持装置を用いて、不織布の縁部を保持し、伸張力を典型的には機械横方向に適用するテンター・フレーム工程である。
【００２５】
２つのＳ字ロール構成１５と１７との間に穿孔するニップ・ローラ構成１９を置き、張力をかけられたすなわち伸張された不織ウェブ２０上に孔を形成する。ニップ・ローラ構成１９は、複数の加熱されていないピン２３を有するピン・ローラ２１と、対をなす複数の加熱されていないオリフィス２７を有するオリフィス・ローラ２５とを含む。各々のオリフィス２７は、対をなすピン２３の直径より大きいサイズを有するので、これらのピン及びオリフィスは、該オリフィスの入口縁部において不織ウェブの断片を挟むか、又は穿孔することなく相互係合できる。各オリフィスのサイズは、対をなすピンのものより少なくとも約０．０１インチ大きいことが望ましい。ニップ・ローラ構成１９を作動させる際、ローラ２１及び２５は、伸張されたウェブ２０が、これらのローラによって形成されるニップを通して送られる間、同時に回転する。ローラ２１及び２５が回転されると、該ローラ２１のピン２３が、不織ウェブ２０の繊維を、対をなすオリフィス２７内に押し込む。不織ウェブ２０がピン２３によりオリフィス２７内に押し込まれると、隆起領域３１及び貫通孔３３が形成される。貫通度は、ニップ・ローラ２１及び２５との近さ、及び／又はピン２３の長さを調整することによって制御することができる。
孔の形成後、不織ウェブ２０にかけられた伸張力が解除され、該ウェブを実質的に予め張力がかけられた寸法に戻す。穿孔された不織ウェブ２０の伸張された寸法は、伸張力が解除されたときに、予め張力がかけられた長さの約１２５％以内、幾つかの実施形態においては、約１１０％以内に戻ることが望ましい。
【００２６】
穿孔前又は穿孔後、本発明の不織ウェブを任意にクリープ加工することもできる。クリープ加工は、微小の折り曲げ部をウェブ内に与え、該ウェブに種々の異なる特性をもたらし得る。例えば、クリープ加工は、不織ウェブの孔構造を広げ、これにより該ウェブの透過性が向上され得る。さらに、クリープ加工は、機械方向及び／又は機械横方向のウェブの伸張可能性を向上させ、該ウェブの柔らかさ及び嵩を増大させることができる。不織ウェブをクリープ加工するための種々の技術が、Ｖａｒｏｎａに付与された米国特許第６，１９７，４０４号に記載されている。例えば、図３は、不織ウェブ２０の片側又は両側をクリープ加工するのに用いることができるクリープ加工工程の一実施形態を図示している。例えば、不織ウェブ２０は、第１のクリープ加工ステーション６０、第２のクリープ加工ステーション７０、又はその両方を通過することができる。不織ウェブ２０の片側だけをクリープ加工することが望まれる場合には、一方のクリープ加工ステーション又は他方のクリープ加工ステーションを迂回させた状態で、該ウェブを第１のクリープ加工ステーション６０又は第２のクリープ加工ステーション７０のいずれかに通すことができる。不織ウェブ２０の両側をクリープ加工することが望まれる場合には、該ウェブを両方のクリープ加工ステーション６０及び７０に通すことができる。
【００２７】
第１のクリープ加工ステーション６０を用いて、ウェブ２０の第１の側８３をクリープ加工きる。クリープ加工ステーション６０は、最初に、パターン形成された又は滑らかな下部印刷ローラ６２と、滑らかな上部アンビルロール６４と、印刷浴６５とを有する印刷ステーションを含み、さらに乾燥器ローラ６６及びそれに関連したクリープ加工ブレード６８も含む。ローラ６２及び６４は、ウェブ２０を挟み、該ウェブ２０を前方に案内する。ローラ６２及び６４が回転すると、パターン形成された又は滑らかな印刷ローラ６２が接着材料を含有する浴６５の中に浸され、該接着材料を離間配置された複数の箇所において部分的な適用範囲で又は全体的な適用範囲でウェブ２０の第１の側８３に塗布する。次に、接着剤が被覆されたウェブ２０は、乾燥ドラム６６の周りに送られ、そこで接着剤被覆面８３がローラ６６に接着されるようになる。次に、ドクターブレード６８を用いて、ウェブ２０の第１の側８３がクリープ加工される（すなわち、ドラムから持ち上げられ、曲げられる）。
【００２８】
第１のクリープ加工ステーション６０が迂回されたかどうかにかかわらず、第２のクリープ加工ステーション７０を用いてウェブ２０の第２の側８５をクリープ加工できる。第２のクリープ加工ステーション７０は、パターン形成された又は滑らかな下部印刷ローラ７２と、滑らかな上部アンビルロール７４と、印刷浴７５とを含む第２の印刷ステーションを含み、さらに乾燥器ローラ７６及びそれに関連したクリープ加工ブレード７８も含む。ローラ７２及び７４は、ウェブ２０を挟み、該ウェブ２０を前方に案内する。ローラ７２及び７４が回転すると、印刷ローラ７２が接着材料を含有する浴７５の中に浸され、該接着材料を部分的適用範囲又は全体的な適用範囲でウェブ２０の第２の側８５に塗布する。次に、接着剤が被覆されたウェブ２０は、乾燥ドラム７６の周りに送られ、そこで接着剤被覆面８５がローラ７６に接着されるようになる。次に、ドクターブレード７８を用いてウェブ２０の第２の側８５がクリープ加工される。クリープ加工された後、不織ウェブ２０は、冷却ステーション８０を通過することができ、交絡される前に保管ロール上に巻かれる。
【００２９】
第１及び／又は第２の印刷ステーションにおいてウェブ２０に塗布された接着材料が、クリープ加工ドラムへの基体の付着を強め、該ウェブ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、上述の任意の結合技術を用いなくてよい程度まで、接着材料がウェブを結合させることができる。
一般に、多種多様の接着材料を用いて、接着剤適用位置のウェブ２０繊維を強化し、該ウェブ２０を一時的にドラム６６及び／又は７６の表面に付着させることができる。エラストラマー接着剤（すなわち、破断することなく、少なくとも７５％の伸びが可能な材料）が特に好適である。好適な材料としては、これらに限られるものではないが、水性スチレン・ブタジエン接着剤、ネオプレン、ポリ塩化ビニル、ビニル共重合体、ポリアミド、エチレン・ビニル・ターポリマー、及びこれらの組み合わせが挙げられる。例えば、用いることができる１つの接着材料は、ＨＹＣＡＲ（登録商標）という商品名でＢ．Ｆ．Ｇｏｏｄｒｉｃｈ  Ｃｏｍｐａｎｙ社により販売されているアクリルポリマー・エマルジョンである。上述の印刷技術を用いて接着剤を塗布することができ、或いは代替的に、メルトブロー、溶融噴霧、滴下、スパッタリング、又は不織ウェブ２０上に部分的又は全体的な接着剤適用範囲を形成することができる他の何らかの技術によって塗布することもできる。
【００３０】
様々なクリープ加工レベルを得るために、ウェブ２０の接着剤適用パーセントを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％から約１００％までの間、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％までの間、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％までを覆うことができる。接着剤は、該接着剤が塗布された箇所の不織ウェブ２０の中に染み込むことがある。特に、接着剤は、一般に、不織ウェブの厚さの約１０％から約５０％までを通って染み込むが、一部の場所では、より多くの接着剤又はより少ない接着剤が染み込むことがある。
本発明によると、次いで、穿孔され、任意にクリープ加工された不織ウェブが、当業界において周知の様々な交絡技術（例えば、水圧、空気、機械的など）のいずれかを用いて交絡される。不織ウェブは、単独で又は他の材料と組み合わせて交絡することができる。例えば、幾つかの実施形態において、不織ウェブは、水圧交絡を用いてセルロース繊維成分と一体的に交絡される。セルロース繊維成分は、一般に、結果として得られる布の任意の所望量を構成することができる。例えば、幾つかの実施形態において、セルロース繊維成分は、布の約５０重量％より多くを、幾つかの実施形態においては、布の約６０重量％から約９０重量％までを構成することができる。同様に、幾つかの実施形態において、不織ウェブは、布の約５０重量％未満を、幾つかの実施形態においては、布の約１０重量％から約４０重量％までを構成することができる。
【００３１】
用いられるとき、セルロース繊維成分は、セルロース繊維（例えば、パルプ、サーモメカニカル・パルプ、合成セルロース繊維、改質されたセルロース繊維等）、並びに他のタイプの繊維（例えば、合成ステープル繊維）を含有することができる。好適なセルロース繊維源の幾つかの例には、サーモメカニカルの漂白された及び漂白されていない軟材及び硬材パルプのようなバージン木質繊維が挙げられる。例えば、オフィス排紙、新聞紙、茶色い包装紙の在庫、板紙の屑等から得られた、二次繊維すなわちリサイクル繊維を用いることもできる。さらに、アバカ、亜麻、トウワタ、綿、改質された綿、綿リンターのような植物繊維を用いることもできる。さらに、例えば、レーヨン及びビスコース・レーヨンのような合成セルロース繊維を用いることができる。改質されたセルロース繊維を用いることもできる。例えば、繊維性材料は、炭素鎖に沿ってヒドロキシル基に適切な遊離基（例えば、カルボキシル、アルキル、酢酸塩、硝酸塩等）の置換によって形成されるセルロース誘導体から成り得る。
【００３２】
用いられるとき、パルプ繊維は、平均繊維長の長いパルプ、平均繊維長の短いパルプ、又はそれらの混合物のいずれかを有することができる。平均繊維長の長いパルプ繊維は、典型的には、約１．５ｍｍから約６ｍｍのまで平均繊維長を有する。このような繊維の幾つかの例は、これらに限られるものではないが、北方針葉樹、南方広葉樹、アメリカスギ、赤杉、ツガ、マツ（例えば、南方マツ）、トウヒ（例えば、黒トウヒ）、及びこれらの組み合わせなどを含むことができる。例示的な平均繊維長の長い木材パルプは、商標「Ｌｏｎｇｌａｃ  １９」の名称でキンバリー・クラーク社から入手可能なものを含む。
平均繊維長の短いパルプは、例えば、特定のバージン硬木パルプ、並びに、例えば新聞紙、再生板紙、及びオフィス排紙のような源からの二次（すなわち、リサイクル）繊維パルプとすることができる。例えば、ユーカリ、カエデ、カバノキ、ポプラ等の硬木繊維を用いることもできる。平均繊維長の短いパルプ繊維は、典型的には、約１．２ｍｍより短い、例えば０．７ｍｍから１．２ｍｍまでの平均繊維長を有する。平均繊維長の長いパルプと平均繊維長の短いパルプとの混合物は、かなりの割合の平均繊維長の短いパルプを含有することができる。例えば、混合物は、約５０重量パーセントより多い平均繊維長の短いパルプと、約５０重量パーセントより少ない平均繊維長の長いパルプとを含有することができる。１つの例示的な混合物は、７５重量％の平均繊維長の短いパルプと、約２５重量％の平均繊維長の長いパルプとを含有する。
【００３３】
上述のように、セルロース繊維成分内で非セルロース繊維を用いることもできる。用いることができる好適な非セルロース繊維の幾つかの例には、これら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、ポリ酢酸ビニル繊維、及びこれらの混合物が挙げられる。幾つかの実施形態において、非セルロース繊維は、例えば、約０．２５インチから約０．３７５インチまでの間の平均繊維長を有するステープル繊維とすることができる。非セルロース繊維を用いる場合には、セルロース繊維成分は、一般に、約８０重量％から約９０重量％までの軟木パルプ繊維のようなセルロース繊維と、約１０重量％から約２０重量％までの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非セルロース繊維とを含有する。
少量の湿潤強化樹脂及び／又は樹脂バインダをセルロース繊維成分に添加し、強度及び耐磨耗性を改善させることができる。架橋剤及び／又は水和剤をパルプ混合物に添加することもできる。隙間が多いパルプ繊維又は目の粗いパルプ繊維の不織ウェブが望まれる場合には、剥離剤をパルプ混合物に添加して、水素結合度を低減させることができる。例えば、布の約１重量％から約４重量％までの量で特定の剥離剤を添加することにより、測定される静的及び動的摩擦係数が低減され、複合布の耐磨耗性が改善されると考えられる。剥離剤は、潤滑剤又は摩擦低減剤として働くと考えられる。
【００３４】
図４を参照すると、セルロース繊維成分を、穿孔され、任意にクリープ加工された不織ウェブと水圧交絡するための、本発明の一実施形態が示される。図示されるように、セルロース繊維を含有する繊維性スラリが、従来の製紙ヘッドボックス１２に運ばれ、通常の成形布又は表面１６上にスルース１４によって付着される。繊維性材料の懸濁液は、一般的に通常の製紙工程に用いられる、あらゆる粘度を有することができる。例えば、懸濁液は、水に懸濁された約０．０１重量パーセントから約１．５重量パーセントまでの繊維性材料を含有することができる。次いで、繊維性材料の懸濁液から水を除去し、均一な繊維性材料の層１８を形成する。
【００３５】
不織ウェブ２０はさらに、回転供給ロール２２から繰り出され、スタック・ローラ２８及び３０によって形成されたＳ字ロール構成２６のニップを通過する。次に、不織ウェブ２０が通常の水圧交絡機の有孔交絡面３２上に置かれ、次に、セルロース繊維層１８が該ウェブ２０上に置かれる。必須ではないが、一般的に、セルロース繊維層１８が、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の下を通り、流体の噴流で処理されて、セルロース繊維材料と該不織ウェブ２０の繊維を交絡させる。流体噴射はさらに、セルロース繊維を不織ウェブ２０の中に、及び該不織ウェブを通るようにし、複合布３６を形成する。
或いは、セルロース繊維層１８及び不織ウェブ２０が、湿式堆積が行われたのと同じ有孔スクリーン（例えば、メッシュ布）上にあるときに、水圧交絡を行うことができる。本発明はさらに、乾燥されたセルロース繊維シートが、不織ウェブ上に重ねられ、特定の粘度まで再水和され、次いで水圧交絡を受けることも考える。水圧交絡は、セルロース繊維層１８が、高度に水で飽和されているときに行ってもよい。例えば、セルロース繊維層１８は、水圧交絡の直前に、約９０重量％までの水を含有することができる。或いは、セルロース繊維層１８が、空気堆積又は乾燥堆積層であってもよい。
【００３６】
水圧交絡は、例えば、Ｅｖａｎｓに付与された米国特許第３，４８５，７０６号に記載されるような通常の水圧交絡装置を用いて達成することができ、この特許は、全ての目的についてその全体が引用により組み入れられる。水圧交絡は、例えば、水のようなあらゆる適切な作動流体を用いて行うことができる。作動流体は、流体を一連の個々の孔又はオリフィスに分配するマニホルドを通って流れる。これらの孔又はオリフィスの直径は、約０．００３インチから約０．０１５インチまでとすることができ、該孔又はオリフィスは、各列に、例えば１インチ当たり３０から１００までといった、いずれかの数のオリフィスを有する１つ又はそれ以上の列で配置することができる。例えば、０．００７インチの直径のオリフィス、１インチ当たり３０個の孔数、及び１列の孔列を有するストリップを含む、メイン州Ｂｉｄｄｅｆｏｒｄ所在のＨｏｎｅｙｃｏｍｂ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ製マニホルドを利用することができる。しかしながら、多くの他のマニホルド構成及び組み合わせを用い得ることも理解すべきである。例えば、単一のマニホルドを用いてもよく、又は幾つかのマニホルドを連続して配置してもよい。さらに、必須ではないが、一般的には、水圧交絡の際に用いられる流体圧力は、約１０００ｐｓｉｇから約３０００ｐｓｉｇまで、幾つかの実施形態においては、約１２００ｐｓｉｇから約１８００ｐｓｉｇまでの範囲である。例えば、記載された圧力の上限域で処理されるときには、複合布３６は、１分当たり約１０００フィート（ｆｐｍ）までの速度で処理することができる。
【００３７】
流体は、メッシュサイズが約４０×４０から約１００×１００までの単一平面メッシュのような有孔面によって支持されるセルロース繊維層１８及び不織ウェブ２０に衝撃を与えることができる。有孔面は、メッシュサイズが約５０×５０から約２００×２００までの多プライメッシュであってもよい。多くの水噴流処理工程では一般的であるように、過剰な水が水圧交絡された複合材料３６から引き出されるように、真空スロット３８は、水圧ニードリング用マニホルドの直下に、又は交絡マニホルドの下流側にある有孔交絡面３２の下に配置することができる。
何らかの特定の作動理論に拘束されるものではないが、不織ウェブ２０上にあるセルロース繊維１８に直接衝突する作動流体の円柱状噴流は、これらの繊維を該ウェブ２０内の繊維のマトリックス又はネットワークの中に、及び該繊維のマトリックス又はネットワーックを部分的に通過するように働くと考えられる。流体噴射及びセルロース繊維１８が不織ウェブ２０と相互作用する場合、該セルロース繊維１８は、該不織ウェブ２０の繊維と交絡され、互いと交絡される。幾つかの実施形態においては、用いられるときに、加圧水流の衝撃により、個々のセグメントが、不織ウェブの分割可能な多成分繊維の外周上に露出され、該多成分繊維から分割されることもある。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有するスパンボンド繊維）を有し、複数の個々のセグメントがその外周上に露出された多成分繊維を分割することは、多数の微細な繊維、すなわちマイクロファイバーを有するウェブをもたらすことがある。これらの微細な繊維又はマイクロファイバーは、結果として得られるウェブの種々の特性を向上させ得る。例えば、多成分繊維を種々のセグメントに分割することで、結果として得られるウェブの柔らかさ、嵩、及び機械横方向の強度を向上させることができる。
【００３８】
流体噴流処理後、次に、結果として得られた複合布３６を、非圧縮性乾燥工程に移送することができる。材料を水圧ニードリングベルトから非圧縮性乾燥工程に移送するために、差動速度ピックアップロール４０を用いることができる。或いは、従来の真空タイプのピックアップ及び移送布を用いてもよい。所望であれば、複合布３６を、乾燥工程に移送する前に、湿式クリープ加工してもよい。布３６の非圧縮乾燥は、従来の回転ドラム式空気貫流乾燥装置４２を利用して達成することができる。貫流乾燥機４２は、通気孔４６及び該通気孔を通って吹き込まれる高温空気を受け取るための外側フード４８を組み合わせてもつ外側回転シリンダ４４とすることができる。貫流乾燥機ベルト５０は、該貫流乾燥機の外側シリンダ４４の上部部分の上に複合布３６を運ぶ。貫流乾燥機４２の外側シリンダ４４の通気孔４６を通される加熱空気は、複合布３６から水を除去する。貫流乾燥機４２によって複合布３６を通される空気の温度は、約２００°Ｆから約５００°Ｆまでに及ぶことができる。他の有用な貫流乾燥方法及び装置は、例えば、Ｎｉｋｓに付与された米国特許第２，６６６，３６９号及びＳｈａｗに付与された米国特許第３，８２１，０６８号に見出すことができ、これらの特許は、全ての目的についてその全体が引用によりここに組み入れられる。
【００３９】
選択された特性を複合布３６に付与するためには、仕上げ段階及び／又は後処理工程を用いることも望ましい。例えば、カレンダ・ロールによって布３６をわずかに押し付け、クリープ加工し、ブラシをかけ、又は他の方法で処理して、伸張性を向上させ、及び／又は均一な外観及び／又は特定の肌触り特性を与えることができる。例えば、好適なクリープ加工技術は、Ｇｅｎｔｉｌｅ他に付与された米国特許第３，８７９，２５７号及びＡｎｄｅｒｓｏｎ他に付与された米国特許第６，３１５，８６４号に記載されており、これらの特許は、全ての目的についてその全体が引用によりここに組み入れられる。代替的に又は付加的に、接着剤又は染料などの種々の化学的後処理を布３６に加えることができる。用い得る更なる後処理は、Ｌｅｖｙ他に付与された米国特許第５，８５３，８５９号に記載されており、この特許は、全ての目的についてその全体が引用によりここに組み入れられる。
本発明の布の坪量は、一般に、平方メートル当たり約２０グラム（ｇｓｍ）から約２００ｇｓｍまで、特に約５０ｇｓｍから約１５０ｇｓｍまでに及ぶことができる。低坪量の製品は、一般に、軽負荷の拭取材として用いるのに良く適合されており、高坪量の製品は、工業用拭取材として用いるのに良く適合されている。
【００４０】
本発明の結果として、種々の有利な特性を有する布を形成できることが分った。例えば、上述のように穿孔されたとき、孔サイズの双峰分布を有する不織ウェブを形成することができる。概して、孔サイズの双峰分布は、（繊維自体内の微細孔を考えることなく）少なくとも２つの別個の孔のクラスを有する構造を表すものである。例えば、孔サイズの双峰分布は、孔によって形成された、第１のクラスのより大きい孔と、より小さく、隣接する繊維間に定められた第２のクラスの孔とを表すことができる。換言すれば、繊維構造内の繊維分布は、材料の空間全体にわたって均一ではないので、繊維を有していないか又は比較的わずかしか有していない別個のセルは、隣接する繊維又は接触する繊維の間の孔空間と区別して定めることができる。例えば、ウェブの孔によって形成される大きい孔は、約２００ミクロンから約２０００ミクロンまで、幾つかの実施形態においては、約３００ミクロンから約８００ミクロンまでの直径又は幅を有することができる。一方、ウェブの穿孔されていない空間によって形成されるより小さい孔は、約２０ミクロンから約２００ミクロンまで、幾つかの実施形態においては、約２０ミクロンから約１４０ミクロンまでの直径又は幅を有することができる。孔サイズの双峰分布は、向上した油及び水の吸収特性をもたらすことができる。具体的には、大きな孔は、一般的に油の処理により適しており、小さい孔は、一般的に水の処理により適している。さらに、より大きな孔の存在は、結果として得られる布が、小さい孔だけを含む布と比べて比較的伸張可能なままであることを可能にする。
【００４１】
不織ウェブの孔はまた、該不織ウェブの結合点、特に二次結合点の幾らかの部分も破壊し、それにより該不織ウェブの嵩がさらに増大される。「二次結合点」とは、隣接する主要な結合点間に形成され、不織ウェブをさらに剛化し、密度を高める溶融繊維の領域のことを言う。従って、本発明の穿孔工程は、不織ウェブのテキスチャ特性を改善することもできる。
さらに、不織ウェブをクリープ加工することにより、該不織ウェブの孔によって付与される有利な特性を向上させることができる。具体的には、クリープ加工が、ウェブの構造を広げることができ、それにより該ウェブの嵩及テキスチャが高められ、油を吸収するためのより大きな孔が形成される。
以下の例を参照して、本発明をより良く理解することができる。
【００４２】
試験方法
以下の試験方法を実施例において利用する。
油吸収効率
粘性油吸収法は、粘性油を拭き取る布の能力を求めるのに用いられる方法である。最初に、ウェブの試料が、スレッド（１０ｃｍ×６．３ｃｍ）のパッド付き面上に取り付けられる。スレッドは、回転ディスクを超えて該スレッドを横切るように設計されたアーム上に取り付けられる。次に、スレッドは、該スレッドと試料を組み合わせた重量が約７６８グラムとなるように重み付けされる。その後、試料が重み付けされたスレッドによってディスクの表面に押し付けられた状態で、該スレッド及び横断方向のアームが、水平方向の回転可能なディスク上に配置される。具体的には、スレッド及び横断方向のアームは、該スレッド（６．３ｃｍ幅）の前縁が、ディスクの中心から少しだけ離れ、該スレッドの１０ｃｍの中央線が、該ディスクの半径方向の線に沿って配置されるように配置され、６．３ｃｍの後縁が該ディスクの外周の周囲の近くに配置されるようになる。
【００４３】
次に、１グラムの油が、スレッドの前縁の前にあるディスク中央上に置かれる。約６０センチメートルの直径を有するディスクが、約６５ｒｐｍで回転され、横断方向のアームは、該スレッドの後縁部がディスクの外縁から外れて交差するまで、該スレッドを１秒当たり２．５センチメートル／秒の速度で該ディスクを横切って移動させる。この時点で、試験が停止される。拭取り効率は、拭取り試験の前後に拭取材の重量の変化を測定することによって求められる。部分的な拭き取り効率が、拭取材の重量の増加を１グラム（総油重量）で割って１００を掛けたものとしてパーセントで求められる。上述の試験は、一定の温度及び相対湿度条件（７０°Ｆ±２°Ｆ及び６５％の相対湿度）の下で行われる。
【００４４】
ウェブの透過率
ウェブの透過率は、液体の流れに対する材料の抵抗を測定することから得られる。粘度が既知の液体を、所定の厚さの材料に一定の流速で強制的に通し、圧力降下として測定される流れの抵抗を監視する。透過率を求めるために、以下のようなダーシーの法則が用いられる。
透過率＝［流速×厚さ×粘度／圧力降下］
ただし、単位は以下のとおりである。
透過度：ｃｍ2又はダーシー（１ダーシー＝９．８７×１０-9ｃｍ2）
流速：ｃｍ／秒
粘度：パスカル秒
圧力降下：パスカル
厚さ：ｃｍ
【００４５】
装置は、シリンダ内のピストンが液体を押して測定されるべき試料に通すという構成からなる。試料は、垂直に配向された、シリンダを有する２つのアルミニウム製シリンダの間にクランプ留めされる。シリンダは両方とも、外径３．５”、内径２．５”、及び長さ約６”である。直径３”のウェブ試料が、その外縁によって所定位置に保持され、これにより装置内に完全に収められる。底部シリンダは、シリンダの内部を一定速度で垂直に移動可能なピストンを有し、該ピストンは、該ピストンにより支持される液柱が受ける圧力を監視することができる圧力変換器に接続される。この変換器は、ピストンと共に移動するように配置されるので、液柱が試料に接触して該試料の中に押されるまでは、付加的な圧力が測定されない。この時点において測定される付加的な圧力は、材料を通る液体の流れに対する材料の抵抗によるものである。ピストンは、ステッピングモータで駆動される摺動アセンブリにより移動される。
【００４６】
試験は、液体が試料の中に押されるまでピストンを一定速度で動かすことによって開始される。次いで、ピストンが停止され、ベースライン圧力を記録される。これにより試料の浮力の影響が補正される。次いで、新しい圧力を測定するのに足る時間だけ移動が再開される。２つの圧力間の差が、液体の流れに対する材料の抵抗に起因する圧力であり、上記で示された式で用いられる圧力降下である。ピストンの速度が流速である。粘度が分かっているどんな液体も使用できるが、飽和した流れが達成されることが保証されるので、材料を湿潤させる液体が好ましい。この測定は、粘度６センチポアズの鉱油（カリフォルニア州ロサンゼルス所在のＰｅｎｒｅｃｏ社により製造されたＰｅｎｅｔｅｃｋ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｍｉｎｅｒａｌ  Ｏｉｌ）を用いて、ピストン速度２０ｃｍ／分で実施された。この方法は、Ｖａｒｏｎａ他に付与された米国特許第６，１９７，４０４号にも記載されている。
【００４７】
ドレープ剛性
「ドレープ剛性」試験は、材料の曲げに対する抵抗を測定するものである。曲げの長さは、材料が該材料自身の重みを受けて曲がる方法によって、換言すれば、該材料自身の重みを受けた複合材の片持ち曲げの原理を採用することによって示される、材料の重みと剛性との間の相互作用の尺度である。一般に、試料は、１分当たり４．７５インチ（１２ｃｍ／分）で、長い寸法と平行な方向に摺動されるので、その前縁が水平面の縁部から突出した。試料の先端部が、該試料自身の重みを受けて、該先端部をプラットフォームの縁部に接合するラインが水平位置と４１．５０°の角度をなす点まで押し下げられたとき、オーバーハングの長さが測定された。オーバーハングが長い程、試料がゆっくりと曲げられるので、大きい数がより剛性のある複合材を示す。この方法は、ＡＳＴＭ標準試験Ｄ１３８８の仕様に適合されるものである。インチで測定されるドレープ剛性は、４１．５０°の傾斜に達するとき、試験片のオーバーハングの長さの２分の１になる。
試験試料は、以下のように準備された。試料が、１インチ（２．５４ｃｍ）幅及び６インチ（１５．２４ｃｍ）の長さの矩形のストリップに切断された。各試料の試験片が、機械方向及び横方向に試験された。試験を行うために、ニューヨーク州Ａｍｉｔｙｖｉｌｌｅ所在のＴｅｓｔｉｎｇ  Ｍａｃｈｉｎｅｓ  Ｉｎｃ．，社から入手可能なＦＲＬ片持ち曲げ試験機、型番７９−１０のような好適なドレープ曲げ剛性試験機が用いられた。
【００４８】
油吸収速度
油の吸収速度は、試料が、特定の量の油を吸収するのに必要とされる秒単位の時間である。例えば、次のとおり、８０Ｗ−９０のギアオイルの吸収性が例において求められた。直径３インチの開口部を有するプレートが、ビーカーの頂部に配置された。試料が、ビーカーの頂部上にかけられ、プレートで覆われ、試験片が所定位置に保持された。較正された点滴器が油で満たされ、試料の上に保持された。次いで、点滴器ドロッパから試料上に４滴の油が供給され、タイマーが開始された。油が試料に吸収され、直径３インチの開口部内に見えなくなった後、タイマーが停止され、時間が記録された。秒で測定される吸収時間が少ない程、より速い吸込み速度を示した。試験は、７３．４°±３．６°Ｆ及び５０％±５％の相対湿度の条件で実行された。
【実施例】
【００４９】
本発明による交絡布を形成する能力が実証された。３つの試料（試料１−３）が、異なる不織ウェブから形成された。
試料１−２は、「Ｃｏｒｏｎｏｐ」という商品名でＣｏｒｏｖｉｎ  Ｎｏｎｗｏｖｅｎｓ（ＢＢＡ  Ｎｏｎｗｏｖｅｎ社の子会社）から入手された０．６ｏｓｙ（平方ヤード当たりのオンス）の、穿孔され、点結合されたスパンボンド・ウェブから形成された。スパンボンド・ウェブは、１００％のポリプロピレン繊維を含んでいた。ポリプロピレン繊維は、フィラメント当たり約３．０のデニールを有していた。孔は、１．７ｍｍ×１．７ｍｍの寸法を有する、ほぼ正方形であった。孔は、１平方センチメートル当たり約１６の孔の適用範囲で均一に配置された。試料１の場合、３０％のクリープ加工度を用いて、穿孔されたスパンボンド・ウェブもクリープ加工された。用いられたクリープ加工用接着剤は、Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｔａｒｃｈ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社のラテックス接着剤ＤＵＲ−Ｏ−ＳＥＴ  Ｅ−２００であり、これが、グラビア印刷を用いてシートに適用された。クリープ加工用ドラムが１９０°Ｆに維持された。
試料３は、０．６ｏｓｙの点結合されたスパンボンド・ウェブから形成された。スパンボンド・ウェブは、１００％のポリプロピレン繊維を含んでいた。ポリプロピレン繊維は、フィラメント当たり３．０のデニールを有していた。
【００５０】
次に、試料１−３のスパンボンドが、平方インチ当たり１２００ポンドの交絡圧力で、パルプ繊維成分と、３つの噴流ストリップを用いて粗いワイヤ上で水圧交絡された。パルプ繊維成分は、（キンバリー・クラーク社から入手可能な）ＬＬ−１９北方針葉樹のクラフト繊維、及び１ｗｔ．％のＡｒｏｓｕｒｆ（登録商標）ＰＡ８０１（Ｇｏｌｄｓｃｈｍｉｄｔ社から入手可能な脱結合剤）を含んでいた。試料１のパルプ繊維成分はまた、２ｗｔ．％のポリエチレングリコール６００も含んでいた。布は、「Ａｉｒｆｌｅｘ  Ａ−１０５」（９５ｃｐｓの粘度及び２８％の固形物）の名でＡｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ社から入手可能なエチレン／ビニル・アセテート・コポリマーのラテックス接着剤を用いて、乾燥され乾燥機に点結合された。次いで、布は、２０％のクリープ加工度を用いてクリープ加工された。結果として得られた布は、平方メートル当たり約１２５グラムの坪量を有し、２０重量％の不織ウェブ及び８０重量％のパルプ繊維成分を含んでいた。
【００５１】
次に、試料１−３の種々の特性が試験された。下記の表１に結果が述べられている。
表１：試料１−３の特性
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このように、上述のように、穿孔されたスパンボンド・ウェブを用いる試料１−２は、穿孔されたスパンボンド・ウェブを用いていない試料３より、良好な油吸収効率、ウェブ透過性、及び油吸収速度を有していた。さらに、試料１−２の比較的低いドレープ剛性値によっても分かるように、拭取材の剛性を実質的に増大させることなく、こうした向上した油吸収特性も得られた。
本発明は特定の実施形態に関して詳細に説明されたが、当業者であれば、上記の理解を得る際に、これらの実施形態の代替技術、変形、及び均等技術を容易に考えることができることが理解されるであろう。従って、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲及びその均等技術の範囲内にあるものと考えるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】不織ウェブを穿孔するために、本発明に用い得る工程の一実施形態を概略的に示す。
【図２】図１に示される穿孔ステップをさらに示す。
【図３】本発明の一実施形態による不織ウェブをクリープ加工する工程を概略的に示す。
【図４】本発明の一実施形態による水圧交絡された複合布を形成する工程を概略的に示す。
【図５】本発明と共に用いるのに適した例示的な多成分繊維の断面図である。
【図６】本発明と共に用いるのに適した例示的な多成分繊維の断面図である。
【図７】本発明と共に用いるのに適した例示的な多成分繊維の断面図である。
【図８】本発明と共に用いるのに適した例示的な多成分繊維の断面図である。
【図９】本発明と共に用いるのに適した例示的な多成分繊維の断面図である。
【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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【図９】
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【国際調査報告】
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