(57)【要約】低空隙率繊維材料、それから形成される物品、及びそれらを形成する方法。場合によっては、高テナシティーマルチフィラメント長尺体の複数のプライを縫合し、互いに積層、接着、又は熱融着させないで一組としてプレスする。プレスによって長尺体の成分フィラメントを開繊して、フィラメントに隣接する繊維の間の空間を占めさせて、それによって完成したマルチプライ材料の間隙率を減少させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維材料であって：
複数の第１のマルチフィラメント長尺体を含む第１の繊維プライであって、前記第１のマルチフィラメント長尺体の少なくとも一部は、互いに接続、接合、又は融着しておらず、前記第１のマルチフィラメント長尺体のそれぞれは、少なくとも約７ｇ／デニールのテナシティー及び少なくとも約１５０ｇ／デニールの初期引張弾性率を有する、前記第１の繊維プライ；
前記第１の繊維プライ上でそれと同一の広がりを持ち、複数の第２のマルチフィラメント長尺体を含む第２の繊維プライであって、前記第１のマルチフィラメント長尺体の少なくとも一部は、互いに接続、接合、又は融着しておらず、前記第２のマルチフィラメント繊維のそれぞれは、少なくとも約７ｇ／デニールのテナシティー及び少なくとも約１５０ｇ／デニールの初期引張弾性率を有する、前記第２の繊維プライ；
を含み；
前記第１の繊維プライと前記第２の繊維プライは、互いに積層、接着、又は熱融着していない、前記繊維材料。
【請求項２】
前記第１の繊維プライを前記第２の繊維プライと相互接続する糸の少なくとも第１の組を更に含み、前記糸の第１の組は複数の第３の長尺体を含む、請求項１に記載の繊維材料。
【請求項３】
前記第１のマルチフィラメント長尺体のそれぞれは少なくとも２：１の断面アスペクト比（１ＡＲｆ）を有する第１のマルチフィラメント繊維を含み、前記第２のマルチフィラメント長尺体のそれぞれは少なくとも２：１の断面アスペクト比（２ＡＲｆ）を有する第２のマルチフィラメント繊維を含む、請求項１に記載の繊維材料。
【請求項４】
前記第１のマルチフィラメント繊維は１ＡＲｉのアスペクト比を有する第１のマルチフィラメント前駆体繊維から形成され、前記第２のマルチフィラメント繊維は２ＡＲｉのアスペクト比を有する第２のマルチフィラメント前駆体繊維から形成され、１ＡＲｆは１ＡＲｉの少なくとも２倍であり、２ＡＲｆは２ＡＲｉの少なくとも２倍である、請求項３に記載の繊維材料。
【請求項５】
１ＡＲｉは約１：１〜約２：１であり、１ＡＲｆは約２：１〜約４：１であり、２ＡＲｉは約１：１〜約２：１であり、２ＡＲｆは約２：１〜約４：１である、請求項４に記載の繊維材料。
【請求項６】
１ＡＲｆは１ＡＲｉの少なくとも５倍であり、２ＡＲｆは２ＡＲｉの少なくとも５倍である、請求項４に記載の繊維材料。
【請求項７】
前記第３の長尺体は第３の繊維を含み、前記第１のマルチフィラメント繊維及び前記第２のマルチフィラメント繊維のそれぞれは前記第３の繊維のテナシティーの少なくとも２倍のテナシティーを有し、前記第３の繊維のそれぞれは前記第１のマルチフィラメント繊維及び前記第２のマルチフィラメント繊維の破断伸びの少なくとも２倍の破断伸びを有する、請求項３に記載の繊維材料。
【請求項８】
隣接する第１のマルチフィラメント長尺体の間に間隙が存在せず、隣接する第２のマルチフィラメント長尺体の間に間隙が存在しない、請求項１に記載の繊維材料。
【請求項９】
繊維材料を形成する方法であって：
（ａ）平面状の平行アレイで配列されている複数の第１のマルチフィラメント長尺体を含む第１の繊維プライを与える工程であって、前記第１のマルチフィラメント長尺体のそれぞれは少なくとも約７ｇ／デニールのテナシティー及び少なくとも約１５０ｇ／デニールの初期引張弾性率を有する、前記工程；
（ｂ）平面状の平行アレイで配列されている複数の第２のマルチフィラメント長尺体を含む第２の繊維プライを与える工程であって、前記第２のマルチフィラメント長尺体のそれそれは少なくとも約７ｇ／デニールのテナシティー及び少なくとも約１５０ｇ／デニールの初期引張弾性率を有する、前記工程；
（ｃ）前記第１の繊維プライを前記第２の繊維プライと同一の広がりに配置し、次に場合によっては前記第１の繊維プライ及び前記第２の繊維プライを互いに機械的に結合して、それによってプライの組を形成する工程；
（ｄ）その後、前記プライの組を約２７０°Ｆ（１３２．２℃）〜約３０２°Ｆ（１５０．０℃）の温度に加熱し、前記プライの組をプレス内において前記加熱と同時か又は前記加熱の後のいずれかで５００ｐｓｉ（約３４４７ｋＰａ）より低い圧力でプレスし、それによって前記マルチフィラメント長尺体のフィラメントを開繊して、それによってそれぞれの繊維プライ中の隣接するマルチフィラメント長尺体の長手方向の縁部を互いに接触させる工程；及び
（ｅ）場合によっては、前記加熱したプライの組を冷却する工程であって、ここで前記第１の繊維プライと前記第２の繊維プライは、互いに積層、接着、又は熱融着させない、前記工程；
を含む、前記方法。
【請求項１０】
強化布帛であって：
（Ｉ）一方向配向高テナシティー長尺体を含む単一の不織繊維プライ；又は
複数のランダム配向ステープル繊維を含む単一の不織繊維プライ；又は
複数の横断方向に配置されている高テナシティー緯糸長尺体と織交されている複数の高テナシティー経糸長尺体を含む単一の織成繊維プライ；及び
（ＩＩ）（Ｉ）の前記単一の繊維プライを通して機械的に配置されて前記単一の繊維プライを強化している糸の少なくとも第１の組であって、ここで前記糸の第１の組は複数の第３の長尺体を含み、複数の縫目を形成しており、それぞれの縫目内に複数の長尺体又はステープル繊維が配置されている、前記糸の第１の組；
から実質的に構成される、前記強化布帛。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１５年９月１７日出願の同時係属の米国仮出願６２／２１９，９９０（その開示事項はその全部を参照として本明細書中に包含する）の利益を主張する。
本発明は、低空隙率の繊維材料、それから形成される物品、及びそれらの形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
SPECTRA（登録商標）ポリエチレン繊維、又はKEVLAR（登録商標）繊維のようなアラミド繊維のような高テナシティー繊維は、それらの非常に高い強度／重量性能のために耐弾及び耐衝撃物品のような高性能物品を形成するために有用なものとして周知である。高テナシティー繊維テープから形成されるような物品もまた公知である。かかる高テナシティー繊維から形成される物品はまた、低い繊維体積で良好な耐摩耗性、耐切創性、及び切つけ抵抗のような所望の特性も示す。
【０００３】
多くの用途のために、繊維又はテープを織成又は編成布帛に形成することができる。他の用途のために、繊維又はテープをポリマーマトリクス材料中に封入又は埋封して、一方向布帛又はフェルトのような不織布に形成することもできる。１つの通常の不織布構造においては、複数の一方向配向繊維を、概して同一平面状で同一の広がりの関係で配列し、結合マトリクス樹脂で被覆して繊維を結合する。通常は、かかる一方向配向繊維の複数のプライをまとめてマルチプライ複合体にする。例えば、米国特許４，４０３，０１２；４，４５７，９８５；４，６１３，５３５；４，６２３，５７４；４，６５０，７１０；４，７３７，４０２；４，７４８，０６４；５，５５２，２０８；５，５８７，２３０；６，６４２，１５９；６，８４１，４９２；及び６，８４６，７５８（これらは全て本開示と矛盾しない範囲で参照として本明細書中に包含する）を参照。
【０００４】
かかる高テナシティー繊維から形成される物品の物理強度の利益にもかかわらず、これらの物品は高い空隙率のために望ましくない液体透過特性を有する傾向がある。これは、緯糸繊維が縦方向の経糸繊維を横切ってその間に横断方向に波状に配置される織布に関して特に問題である。この問題を解決する１つの方法は、ポリマーの膜又は被覆を布帛表面に施すことによって布帛の空隙をシールすることである。しかしながら、これによって製造プロセスに更なる複雑さが加えられ、布帛重量が増加する（これらは望ましくない可能性がある）。布帛を通る液体透過の問題に対処する他の手段は、例えば繊維層により多い繊維を加えることによって隣接する繊維の間の空間を最小にすることである。しかしながら、これも布帛の重量を増加させ、これは通常は望ましくない。隣接する繊維の間の空間を最小にするより好ましい方法は、フィラメントを開繊して、互いの上に配される繊維がより少ないより薄い繊維層を形成することである。しかしながら、特に一方向不織布を製造する際には、繊維のフィラメントを非常に薄く開繊した場合に、物品に加工するのに十分な機械的完全性を有する薄い布帛を製造することは困難である。
【０００５】
一方向不織布の製造中の不十分な機械的完全性のこの問題に対処する１つの方法は、加工中に剥離紙キャリアシートを用いることである。通常のプロセスにおいては、一方向配向の平行な繊維の列にバインダー樹脂を被覆し、次に樹脂が未だ湿潤状態にある間に被覆された繊維をシリコーン被覆剥離紙と接触させる。次に被覆を乾燥し、剥離紙を取り除く。しかしながら、製造プロセスにおいてはキャリアシートを用いることを避けることが望ましく、結合樹脂に対する必要性を避けることも望ましいので、この方法は欠点がある。
【０００６】
米国特許８，３４９，１１２においては、ポリマーテープを経糸として用い、結合糸を緯糸として用いるか、或いはポリマーテープを緯糸として用い、結合糸を経糸として用いてポリマーテープを結合糸と一緒に製織し、次に結合糸を溶融するのに十分な熱を用いて複数の層をコンソリデーションする方法が教示されている。溶融によって結合糸が変形し、樹脂が溶融していないポリマーテープの周りに分配されて、それによって接着被覆として機能する。これにより、製織プロセスによって引き起こされる起伏が排除される。しかしながら、この方法では、十分な機械的完全性を有する１０％未満の樹脂含量を有する物品は製造されない。米国特許８，３４９，１１２は結合樹脂含量に関しては言及しておらず、バインダー繊維の熱分解によって、ポリマーテープに対して横断方向の布帛破断強度が低下する。また、バインダー繊維の溶融により、製織プロセスによって生起する経糸及び緯糸繊維の機械的インターロックが排除され、これにより従来の接着被覆として働くバインダーポリマーを有する不織布が得られる。得られる布帛は、１０％より多い樹脂含量又は１０％未満の樹脂含量のいずれか、及び不十分な機械的完全性を有し、このために従来技術の複合材料を凌ぐ向上は得られない。したがって、米国特許８，３４９，１１２は、本発明の目的を達成できない。
【０００７】
米国特許４，６８０，２１３においては、非熱可塑性の強化編織糸を、接着剤によって編織糸に対して横断方向に配置された結合糸と結合させている構造体が教示されている。強化編織糸は互いから離隔しており、結合糸は互いから離隔していて、それらの積層体内に永久的な穴が形成されている。このタイプの開放構造は、ここで望まれている耐水性布帛用途のためには許容できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許４，４０３，０１２
【特許文献２】米国特許４，４５７，９８５
【特許文献３】米国特許４，６１３，５３５
【特許文献４】米国特許４，６２３，５７４
【特許文献５】米国特許４，６５０，７１０
【特許文献６】米国特許４，７３７，４０２
【特許文献７】米国特許４，７４８，０６４
【特許文献８】米国特許５，５５２，２０８
【特許文献９】米国特許５，５８７，２３０
【特許文献１０】米国特許６，６４２，１５９
【特許文献１１】米国特許６，８４１，４９２
【特許文献１２】米国特許６，８４６，７５８
【特許文献１３】米国特許８，３４９，１１２
【特許文献１４】米国特許４，６８０，２１３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、低いか又はゼロの結合ポリマー含量で良好な機械的完全性を有し、表面ポリマー膜の使用が随意的である軽量で低空隙率の織布及び不織布に対する継続する必要性が当該技術において存在する。本発明はこのニーズに対する解決策を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、
複数の第１のマルチフィラメント長尺体を含み、第１のマルチフィラメント長尺体の少なくとも一部は、互いに接続(connected)、接合(bonded)、又は融着(fused)しておらず、第１のマルチフィラメント長尺体のそれぞれは、少なくとも約７ｇ／デニールのテナシティー及び少なくとも約１５０ｇ／デニールの初期引張弾性率を有する第１の繊維プライ；
第１の繊維プライ上でそれと同一の広がりを持ち、複数の第２のマルチフィラメント長尺体を含み、第１のマルチフィラメント長尺体の少なくとも一部は、互いに接続、接合、又は融着しておらず、第２のマルチフィラメント繊維のそれぞれは、少なくとも約７ｇ／デニールのテナシティー及び少なくとも約１５０ｇ／デニールの初期引張弾性率を有する第２の繊維プライ；
を含み；
第１の繊維プライと第２の繊維プライは、互いに積層(laminated)、接着(adhered)、又は熱融着(thermally fused)していない繊維材料を提供する。
【００１１】
本発明はまた、
複数の第１のマルチフィラメント長尺体を含み、第１のマルチフィラメント長尺体のそれぞれは、少なくとも約７ｇ／デニールのテナシティー及び少なくとも約１５０ｇ／デニールの初期引張弾性率を有する第１の繊維プライ；
第１の繊維プライ上でそれと同一の広がりを持ち、複数の第２のマルチフィラメント長尺体を含み、第２のマルチフィラメント繊維のそれぞれは、少なくとも約７ｇ／デニールのテナシティー及び少なくとも約１５０ｇ／デニールの初期引張弾性率を有する第２の繊維プライ；並びに
第１の繊維プライを第２の繊維プライと相互接続しており、複数の第３の長尺体を含む糸の少なくとも第１の組；
を含み；
第１の繊維プライと第２の繊維プライは互いに積層、接着、又は熱融着していない繊維材料も提供する。
【００１２】
また、
（ａ）平面状の平行アレイで配列されている複数の第１のマルチフィラメント長尺体を含み、第１のマルチフィラメント長尺体のそれぞれは少なくとも約７ｇ／デニールのテナシティー及び少なくとも約１５０ｇ／デニールの初期引張弾性率を有する第１の繊維プライを与え；
（ｂ）平面状の平行アレイで配列されている複数の第２のマルチフィラメント長尺体を含み、第２のマルチフィラメント長尺体のそれぞれは少なくとも約７ｇ／デニールのテナシティー及び少なくとも約１５０ｇ／デニールの初期引張弾性率を有する第２の繊維プライを与え；
（ｃ）第１の繊維プライを第２の繊維プライと同一の広がりに配置し、次に場合によっては第１の繊維プライ及び第２の繊維プライを互いに対して機械的に結合(attach)して、それによってプライの組を形成し、ここで、第１のマルチフィラメント長尺体の少なくとも一部は互いに接続、接合、又は融着せず、第１のマルチフィラメント長尺体の少なくとも一部は、互いに接続、接合、又は融着せず；
（ｄ）その後、プライの組を約２７０°Ｆ（１３２．２℃）〜約３０２°Ｆ（１５０．０℃）の温度に加熱し、プライの組をプレス内において加熱と同時か又は加熱の後のいずれかで５００ｐｓｉ（約３４４７ｋＰａ）より低い圧力でプレスし、それによってマルチフィラメント長尺体のフィラメントを開繊して、それによってそれぞれの繊維プライ中の隣接するマルチフィラメント長尺体の縦方向の縁部を互いと接触させ；そして
（ｅ）場合によっては加熱したプライの組を冷却し、ここで第１の繊維プライと第２の繊維プライは、互いに積層、接着、又は熱融着させない；
ことを含む、繊維材料を形成する方法も提供する。
【００１３】
更に、複数のマルチフィラメント長尺体を含む単一の繊維プライを含み、マルチフィラメント長尺体のそれぞれは少なくとも２：１の断面アスペクト比を有し、繊維プライのマルチフィラメント長尺体の少なくとも一部は、互いに接続、接合、又は融着していない繊維材料も提供する。
【００１４】
更には、
（Ｉ）一方向配向高テナシティー長尺体を含む単一の不織繊維プライ；又は
複数のランダム配向のステープル繊維を含む単一の不織繊維プライ；又は
複数の横断方向に配置されている高テナシティー緯糸長尺体と織交されている複数の高テナシティー経糸長尺体を含む単一の織成繊維プライ；並びに
（ＩＩ）（Ｉ）の単一の繊維プライを通して機械的に配置されてそれを強化している糸の少なくとも第１の組（ここで、糸の第１の組は複数の第３の長尺体を含み、複数の縫目を形成しており、それぞれの縫目内に複数の長尺体又はステープル繊維が配置されている）；
から実質的に構成される強化織布が提供される。
【００１５】
更には、かかる繊維材料から形成される多層物品が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、縦方向に高テナシティーマルチフィラメント繊維の第１の繊維プライ、縦方向の物体を横切って横方向に横断して配置されている高テナシティーマルチフィラメント繊維の第２の繊維プライ、及び高テナシティーマルチフィラメント長尺体と交錯(interleaved)して２つの繊維プライを相互接続している糸を有する従来技術の不織繊維材料の斜視概要図である。
【図２】図２は、高テナシティーマルチフィラメント長尺体の複数の群の間で交錯している糸で相互接続されている２つの繊維プライを有する本発明の不織繊維材料の斜視概要図である。
【図３】図３は、繊維プライを１組のロールの間で一緒にプレスし、マルチフィラメント長尺体を開繊して、隣接する長尺体の間の間隙を減少させる本発明のマルチプライ布帛の形成を示す斜視概要図（等縮尺で描いてはいない）である。
【図４】図４は、繊維プライを２組のローラーの間で一緒にプレスし、マルチフィラメント長尺体を開繊して、隣接する長尺体の間の間隙を減少させる本発明のマルチプライ布帛の形成を示す斜視概要図（等縮尺で描いてはいない）である。
【図５】図５は、プラテンプレス内での第１及び第２の繊維プライの圧縮を示す側面概要図（等縮尺で描いてはいない）である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図２〜４に示すように、高テナシティー長尺体の複数のプライを糸で機械的に結合し、次にプライを一緒にプレスして成分長尺体のフィラメントを開繊して、開繊されたフィラメントが直接隣接する長尺体の間の空いている空間を占めるようにすることによって、マルチプライ繊維材料１０を製造する。
【００１８】
本発明において用いる「長尺体」は、幅及び厚さの横断方向の寸法よりも遙かに大きい長さ寸法を有する物体である。かかるものとしては、モノフィラメント（縫合体(stitching bodies)のみ）、融着又は非融着の無撚マルチフィラメント繊維（即ち無撚ヤーン）、撚合マルチフィラメント繊維（即ち撚合ヤーン）、無撚熱融着マルチフィラメントテープ、又は非繊維ポリマーテープ（縫合体のみ）が挙げられる。この点に関し、「融着」とは、単一の物体の個々のフィラメントを互いに融着させることを指す。
【００１９】
本発明において用いる「繊維」は、その長さ寸法が幅及び厚さの横断方向の寸法よりも遙かに大きいポリマー材料のストランドのような材料の長尺ストランドである。繊維は、好ましくは、当該技術において「ステープル」又は「ステープル繊維」と呼ばれるストランドの短いセグメントではなく、長尺の比較的連続のストランドである。「ストランド」とは、その通常の定義によれば、糸又は繊維のような単一の細い長さをもったものである。本発明において用いる繊維の断面は広く変化してよく、これらは断面が円形、扁平、又は楕円形であってよい。これらはまた、フィラメントの直線軸又は縦軸から突き出ている１以上の規則的又は不規則な突出部を有する不規則又は規則的な多葉断面のものであってもよい。而して、「繊維」という用語には、規則的又は不規則の断面を有するフィラメント、リボン、ストリップなどが含まれる。繊維は、約１：１乃至約２：１以下の断面アスペクト比を有する実質的に円形の断面を有することが好ましい。１本だけのフィラメント又は複数のフィラメントから単一の繊維を形成することができる。１本だけのフィラメントから形成される繊維は、ここでは「シングルフィラメント」繊維、又は「モノフィラメント」繊維のいずれかと呼び、複数のフィラメントから形成される繊維は、ここでは「マルチフィラメント」繊維と呼ぶ。ここで規定するマルチフィラメント繊維は、好ましくは、２〜約３０００のフィラメント、より好ましくは２〜１０００のフィラメント、更により好ましくは３０〜５００のフィラメント、更により好ましくは４０〜５００のフィラメント、更により好ましくは約４０のフィラメント〜約２４０のフィラメント、最も好ましくは約１２０〜約２４０のフィラメントを含む。マルチフィラメント繊維はまた、当該技術においてしばしば繊維束又はフィラメントの束とも呼ばれる。「ヤーン」は、複数のフィラメントから構成される単一のストランド（マルチフィラメント繊維と類似である）であるが、通常は（必ずしも必須ではないが）フィラメントは撚合又は交絡させる。「テナシティー」という用語は、応力を受けていない試料の単位線密度（デニール）あたりの力（グラム）として表される引張応力を指す。「初期引張弾性率」という用語は、元の繊維／テープの長さの割合（インチ／インチ）として表される歪みにおける変化に対するグラム重量／デニール（ｇ／ｄ）として表されるテナシティーにおける変化の比を指す。
【００２０】
本発明において用いる「高テナシティー」長尺体は、ＡＳＴＭ−Ｄ２２５６試験手順によって測定して少なくとも約７ｇ／ｄ、好ましくは１０ｇ／デニールよりも大きく、より好ましくは少なくとも約１５ｇ／デニール、更により好ましくは少なくとも約２０ｇ／デニール、更により好ましくは少なくとも約２７ｇ／デニールのテナシティー、より好ましくは約２８ｇ／デニール〜約６０ｇ／デニール、更により好ましくは約３３ｇ／デニール〜約６０ｇ／デニール、更により好ましくは３９ｇ／デニール以上、更により好ましくは少なくとも３９ｇ／デニールで約６０ｇ／デニールまで、更により好ましくは４０ｇ／デニール以上、更により好ましくは４３ｇ／デニール以上、或いは少なくとも４３．５ｇ／デニール、更により好ましくは約４５ｇ／デニール〜約６０ｇ／デニール、更により好ましくは少なくとも４５ｇ／デニール、少なくとも約４８ｇ／デニール、少なくとも約５０ｇ／デニール、少なくとも約５５ｇ／デニール、又は少なくとも約６０ｇ／デニールのテナシティーを有するものである。
【００２１】
かかる高テナシティー長尺体はまた、ＡＳＴＭ−Ｄ２２５６試験手順によって測定して少なくとも約１５０ｇ／デニール、より好ましくは少なくとも約３００ｇ／デニール、より好ましくは約４００ｇ／デニール以上、より好ましくは約５００ｇ／デニール以上、更により好ましくは約１，０００ｇ／デニール以上、最も好ましくは約１，５００ｇ／デニール以上の初期引張弾性率も有する。この高テナシティー長尺体はまた、ＡＳＴＭ−Ｄ２２５６試験手順によって測定して、少なくとも約８Ｊ／ｇ又はそれ以上、より好ましくは少なくとも約１５Ｊ／ｇ又はそれ以上、より好ましくは約２５Ｊ／ｇ以上、より好ましくは約３０Ｊ／ｇ以上の破断エネルギーも有し、最も好ましくは約４０Ｊ／ｇ以上の破断エネルギーを有する。これらの組み合わさった高い強度特性を有する長尺体を形成する方法は、当該技術において従来公知である。
【００２２】
「デニール」という用語は、繊維／テープ９０００メートルあたりの質量（グラム）に等しい線密度の単位を指す。この点に関し、それぞれの繊維プライを形成する長尺体は、任意の好適なデニール数のものであってよい。例えば、繊維は、約５０〜約５０００デニール、より好ましくは約２００〜５０００デニール、更により好ましくは約３００〜約３０００デニール、最も好ましくは約３５０〜約１０００デニールのデニール数を有していてよい。
【００２３】
本明細書において用いる「テープ」という用語は、その幅よりも大きい長さ、及び少なくとも約３：１の平均断面アスペクト比、即ちテープ物品の長さにわたって平均した断面の最も小さい寸法に対する最も大きい寸法の比を有する材料の平坦で細いモノリス状の片を指す。公知のテープは繊維状又は非繊維状であってよく、「繊維状」テープは１以上のフィラメントを含む。しかしながら、本発明の目的と合致させると、下記において議論するように成分フィラメントが圧縮中に開繊されるような繊維テープのみが本発明において有用である。本発明のポリマーテープの断面は、長方形、楕円形、多角形、不規則形状、又はここに概説する幅、厚さ、及びアスペクト比の要件を満足する任意の形状のものであってよい。
【００２４】
かかるテープは、好ましくは、約０．５ｍｍ以下、より好ましくは約０．２５ｍｍ以下、更により好ましくは約０．１ｍｍ以下、更により好ましくは約０．０５ｍｍ以下の厚さを有する実質的に長方形の断面を有する。最も好ましい態様においては、ポリマーテープは、約３ミル（７６．２μｍ）以下、より好ましくは約０．３５ミル（８．８９μｍ）〜約３ミル（７６．２μｍ）、最も好ましくは約０．３５ミル〜約１．５ミル（３８．１μｍ）の厚さを有する。厚さは、断面の最も厚い領域において測定する。
【００２５】
本発明において有用なポリマーテープは、約２．５ｍｍ〜約５０ｍｍ、より好ましくは約５ｍｍ〜約２５．４ｍｍ、更により好ましくは約５ｍｍ〜約２０ｍｍ、最も好ましくは約５ｍｍ〜約１０ｍｍの好ましい幅を有する。これらの寸法は変化してよいが、本発明において形成されるポリマーテープは、最も好ましくは、約３：１より大きく、より好ましくは少なくとも約５：１、更により好ましくは少なくとも約１０：１、更により好ましくは少なくとも約２０：１、更により好ましくは少なくとも約５０：１、更により好ましくは少なくとも約１００：１、更により好ましくは少なくとも約２５０：１の平均断面アスペクト比、即ちテープ物品の長さにわたって平均した断面の最も小さい寸法に対する最も大きい寸法の比を達成する寸法を有するように製造し、最も好ましくは、ポリマーテープは少なくとも約４００：１の平均断面アスペクト比を有する。
【００２６】
テープは、従来公知の方法によって形成する。例えば、布帛を所望の長さを有するテープに切断又は切裂することができる。切裂装置の例は、米国特許６，０９８，５１０（シート材料のウエブをロール上に巻き取りながら切り裂く装置を教示する）において開示されている。切裂装置の他の例は、米国特許６，１４８，８７１（複数のブレードを用いてポリマーフィルムのシートを複数のフィルム片に切裂する装置を教示する）において開示されている。米国特許６，０９８，５１０及び米国特許６，１４８，８７１の両方の開示事項は、本開示と矛盾しない範囲で参照として本明細書中に包含する。繊維テープを形成するために特に有用な方法は、同じ出願人の米国特許８，２６３，１１９；８，６９７，２２９；８，６８５，５１９；８，８５２，７１４；８，９０６，４８５（これらのそれぞれを、本開示と矛盾しない範囲で参照として本明細書中に包含する）に記載されており；並びに繊維状及び非繊維テープは、同じ出願人の米国付与前公開２０１３−０１０１７８７及び２０１４−０２６０９３３（これらのそれぞれを、本開示と矛盾しない範囲で参照として本明細書中に包含する）に記載されている。繊維と同様に、テープは、好ましくは約５０〜約３０，０００、より好ましくは約２００〜約１０，０００デニール、更により好ましくは約６５０〜約２０００デニール、最も好ましくは約８００〜約１５００デニールのデニール数を有する任意の好適なデニール数のものであってよい。
【００２７】
本発明において用いる「繊維プライ」は、一方向配向又はランダム配向（即ちフェルト状）の不織繊維のシングルプライ、又は織布のシングルプライなどの任意のタイプの一軸又は多軸布帛を含む。この点に関し、「プライ」とは、外側の頂部（第１）の平面状の表面及び外側の底部（第２）の平面状の表面を有する概して平面状の配列を表す。一方向配向繊維のシングルプライは、一方向の実質的に平行のアレイで整列した繊維の配列を含む。このタイプの繊維配列はまた、当該技術において「ユニテープ」、「一方向テープ」、「ＵＤ」、又は「ＵＤＴ」としても知られている。本明細書において用いる「アレイ」とは繊維又はヤーンの規則的な配列（織布及び編成布を除く）を表し、「平行アレイ」とは繊維又はヤーンの規則的で並列で同一平面上の平行な配列を示す。「配向繊維」との関連で用いられる「配向」という用語は、繊維の延伸ではなく繊維の整列方向を指す。「布帛」という用語は、プライのコンソリデーション／成形を行っているか又は行っていない１以上の繊維プライを含んでいてよい構造体を表す。
【００２８】
複数の不織繊維プライから形成される不織布は、実質的に同一の広がりを持ってそれぞれの他の表面間で積層されてコンソリデーションされている複数のプライを含む。「複合材料」という用語は、複数の繊維の、場合によってはポリマーバインダー材料との組合せを指す。
【００２９】
高テナシティー長尺体には、少なくとも約７ｇ／デニールのテナシティー及び少なくとも約１５０ｇ／デニールの初期引張弾性率を有する任意の従来公知のポリマーのタイプから形成される繊維又はテープを含めることができる。ポリエチレン及びポリプロピレンなどのポリオレフィン；アラミド繊維、特にパラアラミド繊維などのポリアミド繊維；ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、及びポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル；ポリフェニレンスルフィド；伸びきり鎖ポリビニルアルコール；伸びきり鎖ポリアクリロニトリル；ゲル紡糸ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）；ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、ポリベンゾチアゾール（ＰＢＴ）繊維、液晶コポリエステル繊維、M5（登録商標）繊維のような硬質棒状繊維、並びに電気グレードガラス繊維（Ｅ−ガラス；良好な電気特性を有する低アルカリホウケイ酸ガラス）、構造グレートガラス繊維（Ｓ−ガラス；高強度マグネシア−アルミナ−シリケート）、及び抵抗グレードガラス繊維（Ｒ−ガラス；酸化マグネシウム又は酸化カルシウムを有しない高強度アルミノシリケートガラス）などのガラス繊維から形成される長尺体が特に好適である。これらの繊維タイプのそれぞれは当該技術において従来公知である。高配向高分子量ポリエチレン、特に超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ−ＰＥ）長尺体、及び超高分子量ポリプロピレン長尺体のような伸びきり鎖ポリオレフィン長尺体が特に好ましい。上記に記載したこれらの長尺体タイプのそれぞれは当該技術において従来公知である。また、上記の材料のコポリマー、ブロックポリマー、及びブレンドも、ポリマー長尺体を製造するために好適である。例えば、有用な長尺体は、少なくとも２つの異なるフィラメントタイプ、例えば２つの異なるタイプのＵＨＭＷ−ＰＥフィラメント、又はポリエステルフィラメントとＵＨＭＷ−ＰＥフィラメントのブレンドを含むマルチフィラメント部材から形成することができる。
【００３０】
超高分子量ポリエチレンから形成される長尺体が特に最も好ましい。超高分子量ポリエチレンのフィラメント、繊維、ヤーン、及びテープは、少なくとも３００，０００、好ましくは少なくとも１００万、より好ましくは２００万〜５００万の間の分子量を有する伸びきり鎖ポリエチレンから形成される。かかる伸びきり鎖ポリエチレン繊維／テープは、米国特許４，１３７，３９４又は４，３５６，１３８（参照として本明細書中に包含する）に記載されているような溶液紡糸プロセスで成長させることができ、或いは米国特許４，４１３，１１０；４，５３６，５３６；４，５５１，２９６；４，６６３，１０１；５，００６，３９０；５，０３２，３３８；５，５７８，３７４；５，７３６，２４４；５，７４１，４５１；５，９５８，５８２；５，９７２，４９８；６，４４８，３５９；６，７４６，９７５；６，９６９，５５３；７，０７８，０９９；７，３４４，６６８；及び米国特許出願公開２００７／０２３１５７２（これらは全て本開示と矛盾しない範囲で参照として本明細書中に包含する）に記載されているように溶液から紡糸してゲル構造を形成することができる。特に好ましい繊維タイプは、Honeywell International Inc.からSPECTRA（登録商標）の商標で販売されている任意のポリエチレン繊維、例えばSPECTRA（登録商標）900繊維、SPECTRA（登録商標）1000繊維、及びSPECTRA（登録商標）2000繊維（これらは全て、Morristown, NJのHoneywell International Inc.から商業的に入手できる）である。
【００３１】
ＵＨＭＷ−ＰＥ繊維を形成するために特に好ましい方法は、少なくとも３９ｇ／デニールのテナシティーを有するＵＨＭＷ−ＰＥ繊維（最も好ましくは繊維がマルチフィラメント繊維であるもの）を製造することができる方法である。最も好ましい方法としては、同じ出願人の米国特許７，８４６，３６３：８，３６１，３６６；８，４４４，８９８；８，７４７，７１５；並びに米国公開２０１１−０２６９３５９（これらの開示事項は、本開示と矛盾しない範囲で参照として本明細書中に包含する）に記載されているものが挙げられる。かかるプロセスは「ゲル紡糸」プロセスと呼ばれ、また「溶液紡糸」とも呼ばれ、ここでは超高分子量ポリエチレン及び溶媒の溶液を形成し、次にマルチオリフィス紡糸口金を通して溶液を押出して溶液フィラメントを形成し、溶液フィラメントを冷却してゲルフィラメントにし、溶媒を抽出して乾燥フィラメントを形成する。これらの乾燥フィラメントを集めて束（当該技術において繊維又はヤーンのいずれかと呼ばれる）にする。次に、繊維／ヤーンを最大延伸能力以下に延伸（引張）してそれらのテナシティーを増加させる。
【００３２】
最も好ましいＵＨＭＷ−ＰＥ繊維は、ＡＳＴＭ−Ｄ１６０１−９９によってデカリン中１３５℃において測定して約７ｄＬ／ｇ〜約４０ｄＬ／ｇ、好ましくは約１０ｄＬ／ｇ〜約４０ｄＬ／ｇ、より好ましくは約１２ｄＬ／ｇ〜約４０ｄＬ／ｇ、最も好ましくは約１４ｄＬ／ｇ〜３５ｄＬ／ｇの固有粘度を有する。最も好ましいＵＨＭＷ−ＰＥ繊維は高配向であり、少なくとも約０．９６、好ましくは少なくとも約０．９７、より好ましくは少なくとも約０．９８、最も好ましくは少なくとも約０．９９のｃ軸配向関数を有する。ｃ軸配向関数は、分子鎖方向とフィラメント方向との整列の程度を表す。分子鎖方向がフィラメント軸と完全に整列しているポリエチレンフィラメントは１の配向関数を有する。ｃ軸配向関数（ｆｃ）は、ポリエチレンに適用されているCorreale, S.T.及びMurthy, Journal of Applied Polymer Science, vol.101, 447-454 (2006)に記載されている広角Ｘ線回折法によって測定される。
【００３３】
好ましいアラミド（芳香族ポリアミド）繊維は周知であり、商業的に入手でき、例えば米国特許３，６７１，５４２に記載されている。例えば、有用なアラミドフィラメントは、DuPontによってKEVLAR（登録商標）の商標で商業的に製造されている。また、Wilmington, DEのDuPontによってNOMEX（登録商標）の商標で商業的に製造されているポリ（ｍ−フェニレンイソフタルアミド）繊維、及びドイツのTeijin Aramid GmbHによってTWARON（登録商標）の商標で商業的に製造されている繊維；韓国のKolon Industries, Inc.によってHERACRON（登録商標）の商標で商業的に製造されているアラミド繊維；ロシアのKamensk Volokno JSCによって商業的に製造されているｐ−アラミド繊維のSVM（登録商標）及びRUSAR（登録商標）、及びロシアのJSC Chim Voloknoによって商業的に製造されているARMOS（登録商標）ｐ−アラミド繊維も本発明において有用である。
【００３４】
撚合長尺体を用いることが所望の場合には、繊維／ヤーンを撚合する種々の方法が当該技術において公知であり、任意の方法を用いることができる。この点に関し、撚合マルチフィラメントテープは、好ましくは、まず供給材料の繊維／ヤーン前駆体を撚合し、次に撚合した前駆体を圧縮してテープにすることによって形成される。有用な撚合法は、例えば米国特許２，９６１，０１０；３，４３４，２７５；４，１２３，８９３；４，８１９，４５８；及び７，１２７，８７９（これらの開示事項は参照として本明細書中に包含する）に記載されている。繊維／ヤーンは、繊維／ヤーンの長さ１インチあたり少なくとも約０．５回の撚数乃至１インチあたり約１５回以下の撚数、より好ましくは繊維／ヤーンの長さ１インチあたり約３回の撚数乃至１インチあたり約１１回の撚数を有するように撚合する。別の好ましい態様においては、繊維／ヤーンは、繊維／ヤーンの長さ１インチあたり少なくとも１１回の撚数、より好ましくは繊維／ヤーンの長さ１インチあたり約１１回の撚数乃至１インチあたり約１５回の撚数を有するように撚合する。撚合ヤーンにおける撚数を求める標準的な方法は、ＡＳＴＭ−Ｄ１４２３−０２である。
【００３５】
融着長尺体を用いることが所望の場合には、繊維／ヤーンを融着する種々の方法が当該技術において公知であり、任意の方法を用いることができる。撚合と同様に、融着マルチフィラメントテープは、好ましくは、まず供給材料の繊維／ヤーン前駆体を融着し、次に融着した前駆体を圧縮してテープにすることによって形成される。この点に関し、繊維／ヤーンフィラメントの融着は、熱及び緊張の使用、又は米国特許５，５４０，９９０；５，７４９，２１４；及び６，１４８，５９７（これらは本開示と矛盾しない範囲で参照として本明細書中に包含する）に記載されているように熱及び緊張に曝す前に溶剤又は可塑化材料を施すことによって達成することができる。接合による融着は、例えば、Houston, TXのKraton PolymersからKraton（登録商標）D1107の商標で商業的に入できるポリスチレン−ポリイソプレン−ポリスチレンブロックコポリマー樹脂のような接着特性を有する樹脂又は他のポリマーバインダー材料、又はここに記載する任意の他の接着性ポリマーでフィラメントを少なくとも部分的に被覆することによって達成することができる。また、接着被覆を用いないで個々の長尺体を形成しているフィラメントを熱接合させることもできる。熱接合条件は繊維タイプによって定まる。接着特性を有する樹脂又は他のポリマーバインダー材料で供給材料の繊維／ヤーンを被覆してフィラメントを接合させる場合には、少量の樹脂／バインダーしか必要でない。この点に関し、施す樹脂／バインダーの量は、好ましくは、フィラメントと樹脂／バインダーの合計重量を基準として５重量％以下であって、フィラメントが、フィラメントと樹脂／バインダーの合計重量を基準として少なくとも９５重量％の被覆された繊維／ヤーンを含み、これにより、このヤーンから形成される対応するテープも少なくとも９５重量％の成分フィラメントを含むようになるものである。より好ましくは、繊維／ヤーン及びテープは、重量基準で少なくとも約９６％のフィラメント、更により好ましくは重量基準で９７％のフィラメント、更により好ましくは重量基準で９８％のフィラメント、更により好ましくは重量基準で９９％のフィラメントを含む。最も好ましくは、繊維／ヤーン、及びそれから形成される圧縮されたテープは樹脂を含まず、即ち結合樹脂／バインダーで被覆しておらず、フィラメントのみから実質的に構成されるか、又はこれのみから構成される。また、本発明のマルチフィラメントテープは、最も好ましくは非融着であって、それらの成分フィラメントをより低い圧力で開繊することができる。
【００３６】
本発明のそれぞれの繊維プライを形成する繊維又はテープは、場合によっては（好ましくはないが）、ポリマーバインダー材料で部分的か又は完全に被覆する。ポリマーバインダー材料はまた、当該技術においてポリマー「マトリクス」材料とも通常的に呼ばれている。これらの用語は当該技術において従来公知である。本発明において用いる「ポリマー」バインダー又はマトリクス材料は樹脂及びゴムを含む。存在させる場合には、ポリマーバインダー／マトリクス材料は、個々の繊維を部分的又は実質的に被覆し、場合によっては繊維プライを形成する個々のフィラメント／繊維のそれぞれを完全に封入する。しかしながら、本発明の繊維材料は完全にマトリクスを含まない（バインダーを含まない）ことが最も好ましい。ポリマーバインダー／マトリクス材料を用いる場合には、それは繊維材料の１０重量％以下、好ましくは５％以下、より好ましくは繊維材料の４重量％以下、より好ましくは繊維材料の３重量％以下、より好ましくは繊維材料の２重量％以下、最も好ましくは繊維材料の１重量％以下を構成する。用いる場合には、この樹脂は、下記に議論する縫合プロセスによって引き起こされる可能性がある繊維／テープの間の最小空間を充填するのに役立つ可能性がある。
【００３７】
好適なポリマーバインダー材料は、非常に低い引張弾性率のエラストマー材料である。本明細書全体にわたって用いる引張弾性率という用語は弾性係数を意味し、ポリマーバインダー材料に関してはＡＳＴＭ−Ｄ６３８によって測定される。低弾性率バインダーには、種々のポリマー及び非ポリマー材料を含めることができる。本発明の目的のためには、低弾性率エラストマー材料は、ＡＳＴＭ−Ｄ６３８試験手順にしたがって約６，０００ｐｓｉ（４１．４ＭＰａ）以下で測定される引張弾性率を有する。低弾性率ポリマーは、好ましくは、約４，０００ｐｓｉ（２７．６ＭＰａ）以下、より好ましくは約２４００ｐｓｉ（１６．５ＭＰａ）以下、更により好ましくは１２００ｐｓｉ（８．２３ＭＰａ）以下の引張弾性率を有するエラストマーであり、これは最も好ましくは約５００ｐｓｉ（約３４４７ＫＰａ）（３．４５ＭＰａ）以下である。低弾性率エラストマー材料のガラス転移温度（Ｔｇ）は、好ましくは約０℃未満、より好ましくは約−４０℃未満、最も好ましくは約−５０℃未満である。低弾性率エラストマー材料はまた、少なくとも約５０％、より好ましくは少なくとも約１００％、最も好ましくは少なくとも約３００％の好ましい破断伸びも有する。ポリマーバインダーにはまた、カーボンブラック又はシリカのような充填剤を含めることもでき、オイルで増量することができ、或いは当該技術において周知なように、イオウ、ペルオキシド、金属酸化物、若しくは放射線硬化系によって加硫処理することができる。
【００３８】
広範囲の材料及び配合物を低弾性率ポリマーバインダーとして用いることができる。代表例としては、ポリブタジエン、ポリイソプレン、天然ゴム、エチレン−プロピレンコポリマー、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー、ポリスルフィドポリマー、ポリウレタンエラストマー、クロロスルホン化ポリエチレン、ポリクロロプレン、可塑化ポリ塩化ビニル、ブタジエンアクリロニトリルエラストマー、ポリ（イソブチレン−ｃｏ−イソプレン）、ポリアクリレート、ポリエステル、ポリエーテル、フルオロエラストマー、シリコーンエラストマー、エチレンのコポリマー、ポリアミド（一部の繊維のタイプに関して有用である）、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリカーボネート、及びこれらの組み合わせ、並びに繊維の融点より低い温度で硬化可能な他の低弾性率ポリマー及びコポリマーが挙げられる。異なるエラストマー材料のブレンド、又はエラストマー材料と１種類以上の熱可塑性材料とのブレンドもまた有用である。
【００３９】
共役ジエン及びビニル芳香族モノマーのブロックコポリマーが特に有用である。ブタジエン及びイソプレンが好ましい共役ジエンエラストマーである。スチレン、ビニルトルエン、及びｔ−ブチルスチレンが好ましい共役芳香族モノマーである。ポリイソプレンを導入したブロックコポリマーは、水素化して飽和炭化水素エラストマーセグメントを有する熱可塑性エラストマーを生成させることができる。ポリマーは、タイプＡ−Ｂ−Ａの簡単なトリブロックコポリマー、タイプ（ＡＢ）ｎ（ｎ＝２〜１０）のマルチブロックコポリマー、又はタイプＲ−（ＢＡ）ｘ（ｘ＝３〜１５０）の放射形状のコポリマー（ここで、Ａはポリビニル芳香族モノマーからのブロックであり、Ｂは共役ジエンエラストマーからのブロックである）であってよい。これらのポリマーの多くは、Houston, TXのKraton Polymersによって商業的に製造されており、刊行物"Kraton Thermoplastic Rubber", SC-68-81に記載されている。PRINLIN（登録商標）の商標で販売されており、Dusseldorf,ドイツに本拠を置くHenkel Technologiesから商業的に入手できるスチレン−イソプレン−スチレン（ＳＩＳ）ブロックコポリマーの樹脂分散液もまた有用である。耐弾性複合材料において用いられている従来の低弾性率ポリマーバインダーポリマーとしては、Kraton Polymersによって商業的に製造されてKRATON（登録商標）の商標で販売されているポリスチレン−ポリイソプレン−ポリスチレンブロックコポリマーが挙げられる。
【００４０】
最も特に好ましいバインダーポリマーは、極性樹脂又は極性ポリマー、特に約２，０００ｐｓｉ（１３．７９ＭＰａ）〜約８，０００ｐｓｉ（５５．１６ＭＰａ）の範囲の引張弾性率の軟質及び硬質材料の両方の範囲内のポリウレタンである。好ましいポリウレタンは、最も好ましくは（必須ではないが）共溶媒を含まない水性ポリウレタン分散液として施す。これらとしては、水性のアニオン性ポリウレタン分散液、水性のカチオン性ポリウレタン分散液、及び水性の非イオン性ポリウレタン分散液が挙げられる。水性のアニオン性ポリウレタン分散液、水性の脂肪族ポリウレタン分散液が特に好ましく、水性のアニオン性脂肪族ポリウレタン分散液が最も好ましく、これらは全て、好ましくは共溶媒を含まない分散液である。これらとしては、水性のアニオン性ポリエステル系ポリウレタン分散液；水性の脂肪族ポリエステル系ポリウレタン分散液；及び水性のアニオン性脂肪族ポリエステル系ポリウレタン分散液；が挙げられ、これらは全て好ましくは共溶媒を含まない分散液である。これらとしてはまた、水性のアニオン性ポリエーテルポリウレタン分散液；水性の脂肪族ポリエーテル系ポリウレタン分散液；及び水性のアニオン性脂肪族ポリエーテル系ポリウレタン分散液；も挙げられ、これらは全て好ましくは共溶媒を含まない分散液である。水性のカチオン性及び水性の非イオン性分散液の全ての対応する変形体（ポリエステル系；脂肪族ポリエステル系；ポリエーテル系；脂肪族ポリエーテル系等）は同様に好ましい。約７００ｐｓｉ以上（特に好ましい範囲は７００ｐｓｉ〜約３０００ｐｓｉである）の１００％伸びにおける弾性率を有する脂肪族ポリウレタン分散液が最も好ましい。約１０００ｐｓｉ以上、更により好ましくは約１１００ｐｓｉ以上の１００％伸びにおける弾性率を有する脂肪族ポリウレタン分散液がより好ましい。１０００ｐｓｉ以上、好ましくは１１００ｐｓｉ以上の弾性率を有する脂肪族ポリエーテル系アニオン性ポリウレタン分散液が最も好ましい。
【００４１】
ポリマーバインダー材料を繊維に施して、それによって繊維材料（繊維材料のプライ／層）にバインダーを含侵させる方法は周知であり、当業者によって容易に決定される。「含侵」という用語は、本発明においては、ポリマー被覆で「埋封」、「被覆」、又はそれを他の形態で施すことと同義であり、ここではポリマー材料は繊維のプライ／層中に拡散しており、単純にプライ／層の表面上ではない。任意の適当な塗布法を用いてポリマーバインダー材料を施すことができ、「被覆」のような用語を特に使用することは、それをフィラメント／繊維の上に施す方法を限定することは意図しない。有用な方法としては、例えば、ポリマー又はポリマー溶液を繊維上に噴霧、押出、又はロール塗布すること、並びに繊維を溶融ポリマー又はポリマー溶液に通すことが挙げられる。個々の繊維のそれぞれを実質的に被覆又は封入し、繊維の表面積の全部又は実質的に全部をポリマーバインダー材料で覆う方法が最も好ましい。
【００４２】
本発明は、３つの主要な態様：（１）場合によっては縫合した高テナシティー繊維の少なくとも２つの不織繊維プライを含む不織繊維材料；（２）場合によっては縫合した高テナシティー繊維の少なくとも２つの織成繊維プライを含む織成繊維材料；及び（３）縫糸のような糸で強化した単一の繊維プライ（単一の繊維プライは、フェルトなどの任意の織成又は不織構造のものであってよい）を含む繊維材料；を与える。これらの態様のそれぞれにおいて、それぞれの個々の繊維プライを形成するマルチフィラメント長尺体の少なくとも一部は、互いに接続、接着、又は融着しておらず、好ましくは縫合のような機械的結合が複数のプライを一緒に結合する唯一の手段である。
【００４３】
同じ出願人の米国特許６，８４１，４９２及び７，０７３，５３８からの一態様を図１に示し、ここでは縦方向に伸びる物体として配置されている一方向高テナシティー繊維の第１の繊維プライ、及び第１の繊維プライの繊維の下側に横方向に横切って横断して配置されている一方向高テナシティー繊維の第２の繊維プライを示している。更に示されているように、第１の繊維プライ及び第２の繊維プライは縫合され、それにより縫合糸によって相互接続されている。示されているように、縫合糸は、周期的交差で２つのプライを通して交錯され、単一の繊維のみがそれぞれの縫目内に配置されて、層のそれぞれの個々の繊維が単一の縫目によって定位置に保持されるようになっている。これは、それぞれの繊維プライを形成するマルチフィラメント長尺体の少なくとも一部が互いに接続、接合、又は融着していない本発明とは対比的である。これを本発明の図２において示し、ここでは縦方向に伸びる物体として配置される一方向高テナシティー長尺体１２を含むか、これから構成されるか、又はこれから実質的に構成される第１の繊維プライ１８が縫合され、一方向高テナシティー長尺体１４を含むか、これから構成されるか、又はこれから実質的に構成される第２の繊維プライ２０が、第１の繊維プライ１８の物体１２の下側にそれを横方向に横切って横断して配置されている。図において示されているように、少なくとも２つの直接隣接する長尺体１２が糸１６の第１の組のそれぞれの縫目内に配置されて、それぞれの縫目内の直接隣接する長尺体１２は互いに接続、接合、又は融着しておらず、これらが互いに対して拘束されておらず、したがって特に下記に記載する条件下で圧縮した際に自由に動いて、圧縮下での増大したフィラメント開繊を可能にすることができるようになっている。糸の第２の組（図示せず）は、糸１６に対して直交方向でプライと同様に交錯されていてよく、ここでは少なくとも２つの隣接する長尺体１４（即ち少なくとも２つのエンド）が、糸の第２の組のそれぞれの縫目内に配置される。好ましい態様においては、少なくとも３つの長尺体（即ち少なくとも３つのエンド）をそれぞれの縫目内に配置し、より好ましくは少なくとも４つの長尺体、更により好ましくは少なくとも５つの長尺体（エンド）、更により好ましくは少なくとも６つの長尺体（エンド）、更により好ましくは少なくとも７つの長尺体（エンド）、更により好ましくは少なくとも８つの長尺体（エンド）、更により好ましくは少なくとも９つの長尺体（エンド）、最も好ましくは少なくとも１０の長尺体（エンド）をそれぞれの縫目内に配置する。それぞれの縫目内の長尺体の数を増加させることによって、布帛を下記に記載する条件下でプレスすることによってより大きなフィラメント／繊維の開繊が達成され、それによって得られる繊維材料の空隙率が最小になる。繊維層は規則的又は不規則的な間隔で縫合することができ、それぞれの縫目内のフィラメントの数は互いと等しくすることができ、或いは変化させることができる。図２は規則的な間隔の縫合を含む態様を示しており、ここではそれぞれの縫目に２つの長尺体１２が含まれる。図２のこの態様においては、それぞれの糸１６に関して合計で６つの縫目が合計で１２の長尺体１２を横切って示されている。これらのプライが一緒になって単一の不織繊維層を形成する。複数のこれらの繊維層を付加して多層物品を形成することができる。
【００４４】
本発明の不織一方向繊維プライは、当該技術における従来の方法によって形成することができる。例えば、不織一方向繊維プライを形成する好ましい方法においては、複数の長尺体を列に配列し、通常は実質的に平行な一方向の配列で整列している複数の物体を含む繊維ウエブとして配列する。通常のプロセスにおいては、マルチフィラメント繊維、複数の繊維を含む繊維束、又はマルチフィラメントテープをクリールから供給し、ガイド及び１以上のスプレッダーバーをを通して平行化コーム中に誘導する。従来のプロセスにおいては、この次に繊維をポリマーバインダー材料で被覆するが、この工程は本発明の目的のためには随意的である。繊維束又はマルチフィラメントテープは、約３０〜約２００の個々のフィラメントを有していてよい。スプレッダーバー及び平行化コームにより繊維及び／又はそれらの成分フィラメントを分散及び開繊して、それらを同一平面上に並べて再編成する。
【００４５】
或いは、不織繊維プライはフェルトであってよい。フェルトは、ランダム配向繊維の不織網状材料であり、好ましくは約０．２５インチ（０．６４ｃｍ）〜約１０インチ（２５．４ｃｍ）の範囲の長さを有するステープル繊維のような不連続繊維から形成される。フェルトは、カーディング又はフルードレイ(fluid laying)、メルトブロー及びスピンレイのような当該技術において知られている任意の幾つかの周知の技術によって形成することができる。
【００４６】
本発明によれば、当該技術におけるかかる従来の手段にしたがって、少なくとも第１の不織繊維プライ及び第２の不織繊維プライを形成する。その後、第１の繊維プライを第２の繊維プライ及び所望に応じて任意の更なるプライと同一の広がりに配置して、プライが互いの上に同一の広がりで積層されるようにする。好ましい態様においては、第１及び第２の繊維プライが不織一方向プライである場合には、プライをそれらの成分長尺体のそれらのそれぞれの縦軸に対して０°／９０°又は＋４５°／−４５°の角度で配向させることが好ましい。これにより、多層繊維材料において強い寸法安定性が達成されることが知られている。その後、第１の繊維プライ及び第２の繊維プライを、好ましくは当該技術における従来の手段にしたがって糸の少なくとも第１の組で縫合して、それによってプライの組を形成する。次に、このプライの組を、下記で議論するようにプライを互いに積層、接着、又は融着、或いは別の方法で接着接合又は熱接合させることなくプレスする。
【００４７】
第２の主要な態様においては、当該技術における従来の方法によって高テナシティー繊維の少なくとも２つの織成繊維プライを製造し、織成したプライを好ましくはその後に縫合することによって織成繊維材料を形成する。織布は、平織り、千鳥綾織り、斜子織り、サテン織り、綾織り、三次元織布、及び任意のこれらの幾つかのバリエーションのような任意の周知の布織法を用いて形成することができる。平織りが最も通常的であり、ここでは繊維（又はテープ）を、緯糸（横糸）繊維に対して直角に配向した経糸と直交の０°／９０°配向で製織する。本発明においてはこの方法が好ましい。織布においては、経糸及び緯糸（横糸）の本数（当該技術において「打ち込み本数」又は「メッシュカウント」として知られている）が、織布の密度の尺度である。平織り布は、同じか又は同じでない経糸及び緯糸の本数を有していてよい。この点に関し、好ましい第１の繊維材料は、経糸及び緯糸方向のそれぞれにおいて約２０エンド／インチ〜約８０エンド／インチ、より好ましくは経糸及び緯糸方向のそれぞれにおいて約２５エンド／インチ〜約７０エンド／インチ、最も好ましくは経糸及び緯糸方向のそれぞれにおいて約２５エンド／インチ〜約６０エンド／インチの好ましい打ち込み本数を有する。好ましい第２の繊維材料は、経糸及び緯糸方向のそれぞれにおいて約１５エンド／インチ〜約７０エンド／インチ、より好ましくは経糸及び緯糸方向のそれぞれにおいて約２０エンド／インチ〜約６０エンド／インチ、更により好ましくは経糸及び緯糸方向のそれぞれにおいて約２０エンド／インチ〜約５０エンド／インチ、最も好ましくは経糸及び緯糸方向のそれぞれにおいて約２５エンド／インチ〜約４０エンド／インチの好ましい打ち込み本数を有する。これらのエンド／インチの範囲はプレスしていない織成材料に関するものであり、プレスしていない一方向不織布に関しても好ましい。
【００４８】
本発明によれば、当該技術におけるかかる従来の手段にしたがって、少なくとも第１の織成繊維プライ及び第２の織成繊維プライを形成する。その後、第１の繊維プライを第２の繊維プライ及び所望に応じて任意の更なるプライと同一の広がりに配置して、プライが互いの上に同一の広がりで積層されるようにする。その後、第１の繊維プライ及び第２の繊維プライを、好ましくは当該技術における従来の手段にしたがって糸の少なくとも第１の組で縫合して、それによってプライの組を形成する。次に、このプライの組を、下記で議論するようにプライを互いに積層、接着、又は融着、或いは別の方法で接着接合又は熱接合させることなくプレスする。
【００４９】
本発明の第３の主要な態様は、好ましくは縫合又は縫製などによってプライを通して配置される糸の少なくとも第１の組によって強化されている単一の繊維プライのみを含むことを除いて、本発明の第１及び第２の態様のそれぞれと同様である。最も好ましくは、かかる単一プライ構造は織布である。この単一プライ構造は、バックパック、バッグなどのような低い空隙率が望まれている軽量物品の形成において特に有利である。この態様においては、縫合しているにせよ縫合していないにせよ、かかるマルチフィラメント長尺体のそれぞれは少なくとも２：１の断面アスペクト比を有し、かかかる繊維プライのかかるマルチフィラメント長尺体の少なくとも一部は、互いに接続、接合、又は融着していない。
【００５０】
上記に記載したこれらの主要な態様が最も好ましいが、種々の他の態様は、任意の複数の繊維プライの布帛において、成分プライが互いに積層、接着、又は融着、或いは他の方法で接着接合又は熱接合していないという条件で本発明の範囲内である。例えば、本発明のマルチフィラメント繊維材料には、１以上の織成繊維プライを１以上の不織繊維プライと組み合わせた複合材料を含めることができる。別の例においては、本発明の布帛は、高テナシティー繊維又はテープではなく、低引張強度の繊維又はテープを含む長尺体、或いは高テナシティー長尺体と低テナシティー長尺体の組合せ（例えば、低テナシティー体の第２のプライと縫合した高テナシティー体の第１のプライ、或いはそれぞれのプライが低テナシティー体及び高テナシティー体の組合せを含むもの）で形成することができる。この点に関し、本発明において用いる「低テナシティー繊維」とは、７ｇ／デニール未満のテナシティーを有するものである。第１の繊維材料は、第２の繊維材料を形成する繊維よりも低い引張り強さを有する繊維から形成する。代表的な低テナシティー繊維としては、非排他的に、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維、低テナシティーポリオレフィン繊維、又はこれらの組合せが挙げられる。低デニールナイロン繊維（約３０〜１００デニール）及び高デニールナイロン繊維（約４００〜１５００デニール）などのナイロン繊維が好ましい。４００〜２０００デニール、より好ましくは約５００〜約１５００デニール、最も好ましくは約５００〜約１０００デニールのデニール数を有するナイロン繊維が特に好ましい。
【００５１】
全ての所望の個々の繊維プライを形成したら、全てのプライを互いの上に同一の広がりで重ね合わせて積層体を形成し、次に場合によっては、例えば繊維プライをｚ方向において一緒に縫合又はニードルパンチすることによってプライを互いに機械的に結合する。フェルト状の繊維プライは、縫合又はニードルパンチによって機械的にコンソリデーションすることができるが、水流絡合、空気絡合、スピンレーシングなどのような公知の手段によって他の層（織布、ＵＤ不織布、又はフェルト状の不織布）の上に形成することもできる。これらの中で好ましい方法は縫合又はニードルパンチである。
【００５２】
本発明によれは、少なくとも２つの長尺体（エンド）がそれぞれの縫目内に配置されるならば、任意の従来公知の縫合方法を、任意の有用な縫合体を用いて本発明の全ての態様において用いることができる。有用な縫合体としては、非排他的に、高テナシティー繊維プライを形成するために有用であるとしてここに記載した全ての繊維及びテープ、特に高強度SPECTRA（登録商標）ＵＨＭＷ−ＰＥ繊維、並びにナイロン繊維のような低テナシティー繊維が挙げられる。任意の従来の縫合方法が本発明において有用であるが、少なくとも２つの長尺体（エンド）がそれぞれの縫目内に配置されるように縫合を行うならば、同じ出願人の米国特許６，８４１，４９２及び７，０７３，５３８（これらは本開示と矛盾しない範囲で参照として本明細書中に包含する）に記載されている縫合技術及び縫合糸が特に好ましい。これらの特許において記載されているものと同様に、本発明においては、縫糸の２つの別々の組を繊維の第１及び第２のプライと交錯させることができ、縫糸の第１の組を第１のプライの長尺体に対して横断方向に配列してそれらと交錯させ、縫糸の第２の組を第２のプライの長尺体に対して横断方向に配列してそれらと交錯させる。
【００５３】
米国特許６，８４１，４９２及び７，０７３，５３８と同様に、本発明においては、第１の繊維プライ及び第２の繊維プライを形成する長尺体が、第１の繊維プライを第２の繊維プライと相互接続する糸（即ち、ここでは第３の長尺体と呼ぶ）のそれぞれの組の長尺体のテナシティーの少なくとも２倍のテナシティーを有し、第１の繊維プライ及び第２の繊維プライを形成する長尺体が、最大で第３の長尺体の約１／２の破断伸び（％）を有することが最も好ましい。これらの第３の長尺体は、第１及び第２の繊維プライの物体を圧縮前に所定位置に保持するように働く。圧縮下において、第３の長尺体は、横断方向に配置されている第１及び／又は第２の長尺体がそれぞれ開繊するにつれて延伸される。高い破断伸びにより、それらを延伸させてより高いテナシティーの長尺体のフィラメントの開繊を促進しながら、且つプライの相互接続されている組の機械的完全性を保持しながら、糸が破断するのが阻止される。耐弾性複合材料においては、これはまた、米国特許６，８４１，４９２及び７，０７３，５３８において言及されている理由のために有益でもある。
【００５４】
好ましい第３の長尺体としては、米国特許６，８４１，４９２及び７，０７３，５３８において開示されているもの、例えばポリアミド、ポリエステル、ポリビニルアルコール、ポリオレフィン、ポリアクリロニトリル、ポリウレタン、セルロースアセテート、綿、毛糸、並びにこれらのコポリマー及びブレンドから形成される繊維が挙げられる。最も好ましくは、第３の長尺体は、ナイロン６、ナイロン６６、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、及びポリウレタンからなる群から選択される。ポリビニルアルコール繊維及びポリウレタン繊維が特に好ましい。好適なポリウレタン繊維は当該技術においてエラスタン繊維又はスパンデックス繊維として知られているものであり、これらは例えばDuPontからLYCRA（登録商標）のブランド名で商業的に入手できる。第３の長尺体は、エラストマー繊維又はステープル繊維で構成することができる。
【００５５】
本発明によれば、複数の繊維プライを場合によって所望の手段によって機械的に相互接続してプライの組を形成した後、プライの組を、最も好ましくは低い圧力、即ち５００ｐｓｉ（約３４４７ｋＰａ）以下に維持しながら、高い温度、即ち約２７０°Ｆ（１３２．２℃）〜約３０２°Ｆ（１５０．０℃）においてプレスする。高い温度においては低い温度よりも大きなフィラメントの開繊を達成することができるが、より高い温度は繊維を分解してそれらの引張特性を低下させることが知られている。特に約１３０℃〜１３６℃（２６６°Ｆ〜２７６．８°Ｆ）の融点を有する超高分子量ポリエチレン繊維に関しては、従来は、繊維は１３０℃より高い温度に加熱すると分解すると考えられていた。しかしながら、ここで予期しなかったことに、ＵＨＭＷ−ＰＥ繊維は、それらを一定の緊張下に配することなどによって好ましくは連続的に拘束し、低い圧力においてプレスした場合、即ち緊張下において５００ｐｓｉ（約３４４７ｋＰａ）以下の圧縮圧力下で圧縮しながら加熱した場合には、分子鎖の配向を失うことなく、且つ繊維／テープの引張特性を悪化させることなく、約１５０℃までの温度で有効に開繊することができることが見出された。場合によっては、５００ｐｓｉより高く、例えば５００ｐｓｉ〜１０００ｐｓｉ、又は１０００ｐｓｉ以下、或いは１０００ｐｓｉより高いより高い圧縮圧力を用いて繊維の開繊を達成することができるが、より高い圧力においては繊維の分解の危険性が増加し、最良の結果は、５００ｐｓｉより低く、より好ましくは４００ｐｓｉより低く、より好ましくは３００ｐｓｉより低く、最も好ましくは２５０ｐｓｉより低い圧力において達成される。この方法によって達成される増大したフィラメントの開繊によって、特に複数の隣接する長尺体が互いに接続されておらず、繊維プライ内で自由に動くことができる場合には、隣接する長尺体の間の空間が有効に最小化され、それによって非常に低いか又はゼロの空隙率を有する繊維材料の製造が可能になる。また、低い圧力によって繊維プライが互いに融着又は他の形態で接合することも阻止され、これによって増大したフィラメントの開繊が更に促進される。
【００５６】
図３及び図４は、繊維を圧縮する２つの好ましい方法を示す。図３の方法においては、繊維プライの組１０を第１の貯蔵ロール２２から解舒し、加熱したテンションロール２６の第１の組の間でプレスして、マルチフィラメント長尺体を開繊し、隣接する長尺体の間の間隙を減少させて、示されているように間隙率が低いか又はゼロの材料を形成する。次に、低／ゼロ間隙率の材料を第２の貯蔵ロール２４上に再び巻き取る。図４は、材料を貯蔵ロール２４上に再び巻き取る前に加熱テンションロール２８の第２の組を用いて、繊維材料を再巻取の前に２回プレスする態様を示す。加熱テンションロールは、好ましくは約２７０°Ｆ（１３２．２℃）〜約３０２°Ｆ（１５０．０℃）、より好ましくは約２８０°Ｆ（１３７．８℃）〜約３０２°Ｆ（１５０℃）、最も好ましくは約２９０°Ｆ（１４３．３℃）〜約３０２°Ｆ（１５０℃）の温度に加熱する。最も好適な温度は、高テナシティー長尺体を形成するのに用いるポリマーの融点に応じて変動する。加熱ロールによって相互接続された繊維プライ上に圧力を加えて、プライを約５０ｐｓｉ（３４４．７ｋＰａ）〜約５００ｐｓｉ（３４４７ｋＰａ）、より好ましくは約２００ｐｓｉ（１３７９ｋＰａ）〜約５００ｐｓｉ（３４４７ｋＰａ）、更により好ましくは約３００ｐｓｉ（２０６８ｋＰａ）〜約５００ｐｓｉ（３４４７ｋＰａ）、最も好ましくは約４００ｐｓｉ（２７５８ｋＰａ）〜約５００ｐｓｉ（３４４７ｋＰａ）の圧力でプレスする。
【００５７】
繊維材料をロールに通す速度は当業者によって決定されるが、通常は約１メートル／分〜約１００メートル／分、より好ましくは約２メートル／分〜約５０メートル／分、更により好ましくは約３メートル／分〜約５０メートル／分、更により好ましくは約４メートル／分〜約３０メートル／分、最も好ましくは約５メートル／分〜約２０メートル／分の速度である。選択される速度、圧力、及び温度は、第１の繊維プライ及び第２の繊維プライが互いに積層、接着、又は熱融着するのを防止して、繊維の開繊を最大にするのに十分なものでなければならない。これらの態様は例示のみであり、当業者によって決定されるように更なる加熱又は非加熱テンションロールを用いることができる。相互接続された繊維プライはまた、所望の程度のフィラメントの開繊が達成されるまで、ロール２６、又はロール２６と２８に複数回通すこともできる。プレスされた繊維材料は、好ましくは第２の貯蔵ロール２４上に巻き取る前に１３０℃より低い温度に冷却する。
【００５８】
当業者によって決定されるように、規定された温度及び圧力範囲を維持しながら別の圧縮手段を用いることも好適である可能性がある。例えば、相互接続された繊維プライの組を、図５に示すように従来のプラテンプレスにおいて２つの加熱プラテンの間で圧縮することができる。この態様においては、プラテンは、好ましくは１５０．０℃以下の温度及び約５００ｐｓｉ（約３４４７ｋＰａ）以下の圧力において加熱する。プラテンプレス内における好適な滞留時間は当業者によって決定されるが、通常は約３０秒間〜約３分間の範囲である。滞留時間は、第１の繊維プライ及び第２の繊維プライが、互いに積層、接着、又は熱融着するのを防止して、繊維の開繊を最大にするのに十分なものである。
【００５９】
上記の条件下でマルチフィラメント繊維又はテープをプレスすることによって、フィラメントが横方向に開繊され、長尺体が平坦化して、厚さが減少し、幅が増加しているより薄い構造体になる。この点に関し、長尺体がマルチフィラメント繊維である場合には、プレス前の繊維は、ここではＡＲｉのアスペクト比を有する前駆体繊維と呼び、プレス後の繊維は、ここではＡＲｆのアスペクト比を有する最終繊維と呼ぶ。第１の繊維プライの前駆体繊維は１ＡＲｉのアスペクト比を有し、プレスされた最終繊維は１ＡＲｆのアスペクト比を有し、第２の繊維プライの前駆体繊維は２ＡＲｉのアスペクト比を有し、プレスされた最終繊維は２ＡＲｆのアスペクト比を有する等々である。本発明の好ましい態様においては、繊維プライがマルチフィラメント繊維から形成される場合には、プレスされた繊維材料において、第１及び第２のマルチフィラメント繊維のそれぞれ、及びそれぞれの随意的な更なるプライのマルチフィラメント繊維は、少なくとも２：１のＡＲｆを有する。より好ましくは、マルチフィラメント繊維を含む繊維プライのそれぞれにおいて、マルチフィラメント繊維のそれぞれは、ＡＲｉ（プレス前のアスペクト比）の少なくとも２倍のＡＲｆ（プレス後のアスペクト比）を有する。更により好ましくは、それぞれの繊維プライのマルチフィラメント繊維は、約１：１〜約２：１のＡＲｉ、及び約２：１〜約４：１のＡＲｆを有する。更により好ましくは、マルチフィラメント繊維のそれぞれに関して、ＡＲｆはＡＲｉの少なくとも５倍であり、最も好ましくは、それぞれの繊維プライのマルチフィラメント繊維のそれぞれに関して、ＡＲｉは約１：１〜約２：１であり、ＡＲｆは約１０：１より大きい。
【００６０】
長尺体が繊維テープである場合には、マルチフィラメント繊維テープは、ここではプレス前にＡＲｉｔ、プレス後にＡＲｆｔの断面アスペクト比を有すると呼ばれる。それぞれのテープのＡＲｉｔは少なくとも３：１であり、これを好ましくはプレスによって少なくとも倍にして、少なくとも６：１のＡＲｆｔを達成する。より好ましくは、それぞれの繊維テープのＡＲｆｔはＡＲｉｔの少なくとも５倍である。
【００６１】
最も好ましい態様においては、繊維は、物体の間の空隙を排除するのに十分に開繊して、直接隣接するマルチフィラメント長尺体の間に間隙が存在しないようにして、それによって繊維材料の間隙率を可能な限り減少させる。透水抵抗性が必要な場合のような所望の場合には、プレス／圧縮工程の後に、第１の繊維プライ及び／又は第２の繊維プライ、及び／又は任意の更なる繊維プライの表面の１つ又はそれぞれにポリマー膜を施すことによって、繊維材料のバリア特性を補うこともできる。これらの態様において、特に好ましいポリマー膜としては、非排他的に、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル（特にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びＰＥＴコポリマー）、ポリウレタン、ビニルポリマー、エチレンビニルアルコールコポリマー、エチレンオクタンコポリマー、アクリロニトリルコポリマー、アクリルポリマー、ビニルポリマー、ポリカーボネート、ポリスチレン、フルオロポリマーなど、並びにこれらのコポリマー及び混合物、例えばエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）及びエチレンアクリル酸などの熱可塑性ポリマー層が挙げられる。これらの中で、ポリオレフィン及びポリアミド層が好ましい。好ましいポリオレフィンはポリエチレンである。有用なポリエチレンの非限定的な例は、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、線状中密度ポリエチレン（ＬＭＤＰＥ）、線状極低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、線状超低密度ポリエチレン（ＵＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、並びにこれらのコポリマー及び混合物である。かかる熱可塑性ポリマー層は、好ましくは非常に薄く、約１μｍ〜約２５０μｍ、より好ましくは約５μｍ〜約２５μｍ、最も好ましくは約５μｍ〜約９μｍの好ましい層厚さを有する。かかる厚さが好ましいが、特定の必要性を満足させるために他の厚さを生成させることができ、これもなお本発明の範囲内であることを理解すべきである。かかる熱可塑性ポリマー層は、個々の繊維プライ又は繊維材料層を結合する前、その間、又はその後に、熱積層のような周知の技術を用いて複合材料の表面に接合することができる。通常は、積層は、複数の層を一体構造に一体化するのに十分な熱及び圧力の条件下で個々の層を互いの上に配置することによって行う。積層は、約９５℃〜約１７５℃、好ましくは約１０５℃〜約１７５℃の範囲の温度において、約５ｐｓｉｇ（０．０３４ＭＰａ）〜約１００ｐｓｉｇ（０．６９ＭＰａ）の範囲の圧力で、約５秒間〜約３６時間、好ましくは約３０秒間〜約２４時間行うことができる。かかる熱可塑性ポリマー層はまた場合によっては、当業者に理解されるようにホットグルー又はホットメルト繊維によって複合材料の表面に接合することもできる。更には、ポリマー膜の代わりとして、繊維材料層の１以上の表面を、撥水性を与える被覆のような保護被覆で被覆することができる。好適な被覆としては、当業者によって決定されるように、非排他的に天然ゴム、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、シリコーンエラストマー、フルオロポリマー、及びワックスが挙げられる。特に好ましい耐水性ポリマー被覆としては、非排他的に、Salt Lake City, UtahのHuntsman LLCから商業的に入手できるOLEOPHOBOL（登録商標）撥水剤のようなフルオロポリマーベースの被覆、及びポリウレタン被覆が挙げられる。
【００６２】
本発明において形成されるゼロ／低間隙率の繊維材料は、好ましくは低い面密度を有していて、それによりこれらは防護具用途よりも工業用途においてより有用である。好ましい態様においては、本発明のゼロ／低間隙率の繊維材料は、約０．１ポンド／平方フィート（ｐｓｆ）（０．４８８ｋｇ／ｍ２）（ｋｓｍ）〜約１．０ｐｓｆ（４．８８ｋｓｍ）、より好ましくは約０．２ｐｓｆ〜約０．９ｐｓｆ（０．４３９２ｋｓｍ）、更により好ましくは約０．３ｐｓｆ（１．４６４ｋｓｍ）〜約０．８ｐｓｆ（３．９０４ｋｓｍ）、最も好ましくは約０．４ｐｓｆ（１．９５２ｋｓｍ）〜約０．６ｐｓｆ（２．９２８ｋｓｍ）の面密度を有する。
【００６３】
本発明の得られるゼロ／低間隙率の繊維材料は広範囲の用途において有用であるが、エアバッグ、エアカーテン、海洋用布帛、帆布、屋根葺き材、天幕、幟、旗、天蓋、フローリング材料、寝具、カーテン、家具、テント、パラシュート、タープ、スリービング、造園材料、排水及び浸食制御材料、コンベヤーベルト、感圧接着テープ、旅行カバン、バックパック、機器用バッグ、レインコート及びウィンドブレーカーのようなアウトドア用衣類、スキー服、サイクリング服、及び水着のようなスポーツウエア、軍服、作業着、靴、長靴等のような耐摩耗性及びゼロ／低間隙率が所望の軽量の非防護具物品を製造するために特に有用である。
【実施例】
【００６４】
以下の非限定的な実施例は、本発明の好ましい態様を示すように働く。
実施例１
それぞれの布帛が２１×２１エンド／インチの打ち込み本数及び７オンス／平方ヤードの繊維面密度を有する１２００デニールのSPECTRA（登録商標）S900超高分子量ポリエチレン繊維の２つの織布プライ（平織り）を準備した。いずれの布帛もポリマーバインダーで被覆せず、即ち繊維含量は１００％であった。布帛を４０ｃｍ×４０センチの寸法を有するように切断し、次にプライを互いの上に同一の広がりで積層し、剥離紙で覆った２枚の４５ｃｍ×４５ｃｍの鋼板の間の中央に配置した。鋼板を、１３８℃に維持したプラテンを有する加熱液圧プレスに移した。プレスを閉止し、１５ｂａｒの圧力を１５分間加えた。１５分後、冷水に切り替えることによってプレスを冷却サイクルに切り替えた。プラスプラテンが６５℃に達したら、プレスを開放し、鋼板を取り除いて布帛試料を取り出した。得られた布帛は繊維の間に閉じた間隙を有しており、これはまた、それをそのままで用いるか又は二次加工にかけるために十分な耐久性も与えたが、プライは、互いに積層、接着、又は熱融着していなかった。
【００６５】
実施例２
実施例１の織成SPECTRA（登録商標）S900布帛の１つのプライを準備した。また、３７５デニールのSPECTRA（登録商標）1000超高分子量ポリエチレン繊維の１つの織成繊維プライ（平織り）（５４×５４エンド／インチ、２．９オンス／平方ヤードの繊維面密度）も準備した。いずれの布帛もポリマーバインダーで被覆せず、即ち繊維含量は１００％であった。それぞれの布帛プライを４０ｃｍ×４０センチの寸法を有するように切断し、それらをポリアミド（ナイロン６）繊維と、正方形のパターン（１インチ×１インチの格子状）に糸によって縫合した。次に、プライを互いの上に同一の広がりで積層し、剥離紙で覆った２枚の４５ｃｍ×４５ｃｍの鋼板の間の中央に配置し、実施例１と同じ条件下でプレスした。得られた布帛生成物は２つのスタイルのSPECTRA（登録商標）布帛の間に閉じた間隙を有しており、これはまた、それをそのままで用いるか又は二次加工にかけるために十分な耐久性も与えたが、プライは、互いに積層、接着、又は熱融着していなかった。
【００６６】
実施例３
実施例１の織成SPECTRA（登録商標）S900布帛の１つのプライを準備した。また、ランダム配向１２００デニールSPECTRA（登録商標）S900超高分子量ポリエチレンの切断した長さ３インチのステープル繊維の１つの不織フェルトプライ（７オンス／平方ヤード）も準備した。それぞれの布帛プライを４０ｃｍ×４０センチの寸法を有するように切断し、次に、プライを互いの上に同一の広がりで積層し、剥離紙で覆った２枚の４５ｃｍ×４５ｃｍの鋼板の間の中央に配置し、実施例１と同じ条件下でプレスした。得られた布帛生成物は２つのスタイルのSPECTRA（登録商標）布帛の間に閉じた間隙を有しており、これはまた、それをそのままで用いるか又は二次加工にかけるために十分な耐久性も与えたが、プライは、互いに積層、接着、又は熱融着していなかった。
【００６７】
実施例４
実施例１の織成SPECTRA（登録商標）S900布帛の単一のプライを準備した。次に、プライを、ポリウレタンセグメントブロック繊維（LYCRA（登録商標）ブランド、Wilmington, DEのDuPontから商業的に入手できる）と、正方形のパターン（１インチ×１インチの格子状）に糸によって縫合した。また、４０ｃｍ×４０ｃｍの寸法を有する線状低密度ポリエチレンフィルムの１つの層も与えた。織布を、４０ｃｍ×４０ｃｍの寸法を有するように切断した。次に、フィルム及び布帛を互いの上に同一の広がりで積層し、剥離紙で覆った２枚の４５ｃｍ×４５ｃｍの鋼板の間の中央に配置し、実施例１と同じ条件下でプレスした。得られた布帛生成物は繊維の間に閉じた間隙を有しており、これはまた、布帛をそのままで用いるか又は二次加工にかけるために十分な耐久性も与えた。
【００６８】
実施例５
実施例１の織成SPECTRA（登録商標）S900布帛の１つのプライを準備した。また、３７５デニールのSPECTRA（登録商標）1000超高分子量ポリエチレン繊維の２つのクロスプライしたプライ（０°／９０°でクロスプライ）を含む一方向不織布の１つの層も準備した。不織布の２つのプライをポリビニルアルコール繊維でステッチボンドし、この組合せは１．５オンス／平方ヤードの面密度を有していた。それぞれの布帛を、４０ｃｍ×４０ｃｍの寸法を有するように切断し、次にプライを互いの上に同一の広がりで積層し、剥離紙で覆った２枚の４５ｃｍ×４５ｃｍの鋼板の間の中央に配置し、実施例１と同じ条件下でプレスした。得られた布帛生成物は２つのスタイルのSPECTRA（登録商標）布帛の間に閉じた間隙を有しており、これはまた、それをそのままで用いるか又は二次加工にかけるために十分な耐久性も与えていたが、プライは互いに積層、接着、又は熱融着していなかった。
【００６９】
好ましい態様を参照して本発明を特に示し且つ記載したが、発明の精神及び範囲から逸脱することなく種々の変更及び修正を行うことができることは、当業者に容易に認められるであろう。特許請求の範囲は、開示した態様、上記で議論したこれらの代替、及びこれらに対する全ての均等物をカバーするように解釈されると意図される。
【図１】
2018532896.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年5月24日(2018.5.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維材料であって：
複数の第１のマルチフィラメント長尺体を含む第１の繊維プライであって、前記第１のマルチフィラメント長尺体の少なくとも一部は、互いに接続、接合、又は融着しておらず、前記第１のマルチフィラメント長尺体のそれぞれは、少なくとも約７ｇ／デニールのテナシティー及び少なくとも約１５０ｇ／デニールの初期引張弾性率を有する、前記第１の繊維プライ；
前記第１の繊維プライ上でそれと同一の広がりを持ち、複数の第２のマルチフィラメント長尺体を含む第２の繊維プライであって、前記第１のマルチフィラメント長尺体の少なくとも一部は、互いに接続、接合、又は融着しておらず、前記第２のマルチフィラメント繊維のそれぞれは、少なくとも約７ｇ／デニールのテナシティー及び少なくとも約１５０ｇ／デニールの初期引張弾性率を有する、前記第２の繊維プライ；
を含み；
前記第１の繊維プライと前記第２の繊維プライは、互いに積層、接着、又は熱融着していない、前記繊維材料。
【請求項２】
前記第１の繊維プライを前記第２の繊維プライと相互接続する糸の少なくとも第１の組を更に含み、前記糸の第１の組は複数の第３の長尺体を含む、請求項１に記載の繊維材料。
【請求項３】
繊維材料を形成する方法であって：
（ａ）平面状の平行アレイで配列されている複数の第１のマルチフィラメント長尺体を含む第１の繊維プライを与える工程であって、前記第１のマルチフィラメント長尺体のそれぞれは少なくとも約７ｇ／デニールのテナシティー及び少なくとも約１５０ｇ／デニールの初期引張弾性率を有する、前記工程；
（ｂ）平面状の平行アレイで配列されている複数の第２のマルチフィラメント長尺体を含む第２の繊維プライを与える工程であって、前記第２のマルチフィラメント長尺体のそれそれは少なくとも約７ｇ／デニールのテナシティー及び少なくとも約１５０ｇ／デニールの初期引張弾性率を有する、前記工程；
（ｃ）前記第１の繊維プライを前記第２の繊維プライと同一の広がりに配置し、次に場合によっては前記第１の繊維プライ及び前記第２の繊維プライを互いに機械的に結合して、それによってプライの組を形成する工程；
（ｄ）その後、前記プライの組を約２７０°Ｆ（１３２．２℃）〜約３０２°Ｆ（１５０．０℃）の温度に加熱し、前記プライの組をプレス内において前記加熱と同時か又は前記加熱の後のいずれかで５００ｐｓｉ（約３４４７ｋＰａ）より低い圧力でプレスし、それによって前記マルチフィラメント長尺体のフィラメントを開繊して、それによってそれぞれの繊維プライ中の隣接するマルチフィラメント長尺体の長手方向の縁部を互いに接触させる工程；及び
（ｅ）場合によっては、前記加熱したプライの組を冷却する工程であって、ここで前記第１の繊維プライと前記第２の繊維プライは、互いに積層、接着、又は熱融着させない、前記工程；
を含む、前記方法。
【請求項４】
強化布帛であって：
（Ｉ）一方向配向高テナシティー長尺体を含む単一の不織繊維プライ；又は
複数のランダム配向ステープル繊維を含む単一の不織繊維プライ；又は
複数の横断方向に配置されている高テナシティー緯糸長尺体と織交されている複数の高テナシティー経糸長尺体を含む単一の織成繊維プライ；及び
（ＩＩ）（Ｉ）の前記単一の繊維プライを通して機械的に配置されて前記単一の繊維プライを強化している糸の少なくとも第１の組であって、ここで前記糸の第１の組は複数の第３の長尺体を含み、複数の縫目を形成しており、それぞれの縫目内に複数の長尺体又はステープル繊維が配置されている、前記糸の第１の組；
から実質的に構成される、前記強化布帛。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
好ましい態様を参照して本発明を特に示し且つ記載したが、発明の精神及び範囲から逸脱することなく種々の変更及び修正を行うことができることは、当業者に容易に認められるであろう。特許請求の範囲は、開示した態様、上記で議論したこれらの代替、及びこれらに対する全ての均等物をカバーするように解釈されると意図される。
本発明の具体的態様は以下のとおりである。
[１]
繊維材料であって：
複数の第１のマルチフィラメント長尺体を含む第１の繊維プライであって、前記第１のマルチフィラメント長尺体の少なくとも一部は、互いに接続、接合、又は融着しておらず、前記第１のマルチフィラメント長尺体のそれぞれは、少なくとも約７ｇ／デニールのテナシティー及び少なくとも約１５０ｇ／デニールの初期引張弾性率を有する、前記第１の繊維プライ；
前記第１の繊維プライ上でそれと同一の広がりを持ち、複数の第２のマルチフィラメント長尺体を含む第２の繊維プライであって、前記第１のマルチフィラメント長尺体の少なくとも一部は、互いに接続、接合、又は融着しておらず、前記第２のマルチフィラメント繊維のそれぞれは、少なくとも約７ｇ／デニールのテナシティー及び少なくとも約１５０ｇ／デニールの初期引張弾性率を有する、前記第２の繊維プライ；
を含み；
前記第１の繊維プライと前記第２の繊維プライは、互いに積層、接着、又は熱融着していない、前記繊維材料。
[２]
前記第１の繊維プライを前記第２の繊維プライと相互接続する糸の少なくとも第１の組を更に含み、前記糸の第１の組は複数の第３の長尺体を含む、[１]に記載の繊維材料。
[３]
前記第１のマルチフィラメント長尺体のそれぞれは少なくとも２：１の断面アスペクト比（１ＡＲｆ）を有する第１のマルチフィラメント繊維を含み、前記第２のマルチフィラメント長尺体のそれぞれは少なくとも２：１の断面アスペクト比（２ＡＲｆ）を有する第２のマルチフィラメント繊維を含む、[１]に記載の繊維材料。
[４]
前記第１のマルチフィラメント繊維は１ＡＲｉのアスペクト比を有する第１のマルチフィラメント前駆体繊維から形成され、前記第２のマルチフィラメント繊維は２ＡＲｉのアスペクト比を有する第２のマルチフィラメント前駆体繊維から形成され、１ＡＲｆは１ＡＲｉの少なくとも２倍であり、２ＡＲｆは２ＡＲｉの少なくとも２倍である、[３]に記載の繊維材料。
[５]
１ＡＲｉは約１：１〜約２：１であり、１ＡＲｆは約２：１〜約４：１であり、２ＡＲｉは約１：１〜約２：１であり、２ＡＲｆは約２：１〜約４：１である、[４]に記載の繊維材料。
[６]
１ＡＲｆは１ＡＲｉの少なくとも５倍であり、２ＡＲｆは２ＡＲｉの少なくとも５倍である、[４]に記載の繊維材料。
[７]
前記第３の長尺体は第３の繊維を含み、前記第１のマルチフィラメント繊維及び前記第２のマルチフィラメント繊維のそれぞれは前記第３の繊維のテナシティーの少なくとも２倍のテナシティーを有し、前記第３の繊維のそれぞれは前記第１のマルチフィラメント繊維及び前記第２のマルチフィラメント繊維の破断伸びの少なくとも２倍の破断伸びを有する、[３]に記載の繊維材料。
[８]
隣接する第１のマルチフィラメント長尺体の間に間隙が存在せず、隣接する第２のマルチフィラメント長尺体の間に間隙が存在しない、[１]に記載の繊維材料。
[９]
繊維材料を形成する方法であって：
（ａ）平面状の平行アレイで配列されている複数の第１のマルチフィラメント長尺体を含む第１の繊維プライを与える工程であって、前記第１のマルチフィラメント長尺体のそれぞれは少なくとも約７ｇ／デニールのテナシティー及び少なくとも約１５０ｇ／デニールの初期引張弾性率を有する、前記工程；
（ｂ）平面状の平行アレイで配列されている複数の第２のマルチフィラメント長尺体を含む第２の繊維プライを与える工程であって、前記第２のマルチフィラメント長尺体のそれそれは少なくとも約７ｇ／デニールのテナシティー及び少なくとも約１５０ｇ／デニールの初期引張弾性率を有する、前記工程；
（ｃ）前記第１の繊維プライを前記第２の繊維プライと同一の広がりに配置し、次に場合によっては前記第１の繊維プライ及び前記第２の繊維プライを互いに機械的に結合して、それによってプライの組を形成する工程；
（ｄ）その後、前記プライの組を約２７０°Ｆ（１３２．２℃）〜約３０２°Ｆ（１５０．０℃）の温度に加熱し、前記プライの組をプレス内において前記加熱と同時か又は前記加熱の後のいずれかで５００ｐｓｉ（約３４４７ｋＰａ）より低い圧力でプレスし、それによって前記マルチフィラメント長尺体のフィラメントを開繊して、それによってそれぞれの繊維プライ中の隣接するマルチフィラメント長尺体の長手方向の縁部を互いに接触させる工程；及び
（ｅ）場合によっては、前記加熱したプライの組を冷却する工程であって、ここで前記第１の繊維プライと前記第２の繊維プライは、互いに積層、接着、又は熱融着させない、前記工程；
を含む、前記方法。
[１０]
強化布帛であって：
（Ｉ）一方向配向高テナシティー長尺体を含む単一の不織繊維プライ；又は
複数のランダム配向ステープル繊維を含む単一の不織繊維プライ；又は
複数の横断方向に配置されている高テナシティー緯糸長尺体と織交されている複数の高テナシティー経糸長尺体を含む単一の織成繊維プライ；及び
（ＩＩ）（Ｉ）の前記単一の繊維プライを通して機械的に配置されて前記単一の繊維プライを強化している糸の少なくとも第１の組であって、ここで前記糸の第１の組は複数の第３の長尺体を含み、複数の縫目を形成しており、それぞれの縫目内に複数の長尺体又はステープル繊維が配置されている、前記糸の第１の組；
から実質的に構成される、前記強化布帛。
【国際調査報告】
2018532896.tif 000008
2018532896.tif 000009