(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の２成分スパンボンドフィラメントを含んでなる孔開きの不織ウエブであって、
該フィラメントが、ポリエチレンを含んでなるシースとポリプロピレンを含んでなるコアとを備えており、そして
該シースが該フィラメントの２０〜９０重量パーセントを構成し、
複数の離散した、離れた間隔の孔が該ウエブ中に形成されており、
溶融ポリエチレンの区域が該孔の少なくとも一部の周辺部に沿って存在し、
凝集した伸張性の不織ウエブを形成するために、該溶融ポリエチレンが上記フィラメント同士を接合しており、そして
複数の離散した、離れた間隔の非易破壊性の点接合部位が該孔の間の場所に存在し、
ウエブに強度と元のままの形を付与するために、該接合部位が該フィラメント同士を接合する孔開きの不織ウエブ。
【請求項２】
上記ウエブが縦方向または横方向の少なくとも一つで少なくとも５０ｇｃｍ／ｃｍ2の全エネルギー吸収を有する請求項１の不織ウエブ。
【請求項３】
縦方向または横方向の少なくとも一つでの全エネルギー吸収が１００ｇｃｍ／ｃｍ2よりも大きい請求項２の不織ウエブ。
【請求項４】
縦方向または横方向の両方での全エネルギー吸収が１００ｇｃｍ／ｃｍ2よりも大きい請求項２の不織ウエブ。
【請求項５】
上記複数の２成分フィラメントが第１の複数の２成分フィラメントと第２の複数の２成分フィラメントとを含むものであって、該第１の複数の２成分フィラメントにおける上記シース領域のポリマー成分が該フィラメントの４０％から６０重量％を含んでなり、該第２の複数のフィラメントにおける上記シースの領域のポリマー成分が該フィラメントの７０％から９０重量％を含んでなる請求項１の不織ウエブ。
【請求項６】
上記フィラメント上に界面活性剤を含む請求項１の不織ウエブ。
【請求項７】
請求項１の孔開き不織ウエブを含んでなる使い捨て吸収材物品用のトップシート。
【請求項８】
請求項１の孔開き不織ウエブを含んでなる使い捨ての拭き材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［本発明の分野］
本発明は、熱可塑性ポリマーから製造される不織ウエブと、孔開き不織ウエブを組み込んだ製品とに関する。
【０００２】
［本発明の背景］
熱可塑性ポリマーの孔開きの不織ウエブは、拭き材、下着、及び衛生製品を含む使い捨ての吸収材物品の製造でしばしば使用される。一つの典型的な使用は、おむつ、女性用衛生製品、失禁用下着などのトップシートとしてである。このトップシートは、これらの物品の表面層として設けられ、着用者の皮膚と接して着用されることが意図されている。体液はトップシート中の孔を通過し、下の体液管理層及び保持層に入る。
【０００３】
このトップシートは望ましくは多くの性質を有しなければならない。体液を皮膚の表面から迅速に除去し、その後、皮膚を乾燥状態に保たなければならず、そして多数回濡れた後でこれらの性質を高いレベルで維持しなければならない。このトップシート層は成形し易く、柔軟で、そして外観と感触の点で布様でなければならない。また、このトップシートは、結合したり、裂けたり、あるいは過剰な糸屑またはウエブの表面から延びる破損フィラメントを生ずることなく、身体活動の盛んな人の粗っぽい着用に耐えられる程、充分に強くなければならない。
【０００４】
このトップシートの望ましい性質以外に、使い捨ての吸収材物品のトップシートまたは他の構成部品を製造する不織ウエブは、孔開け及び他の加工段階に耐えるように充分強くなければならない。良好なトップシートの候補となる種々の不織ウエブの望ましい性質のいくつかは、若干相容れないものであり、単一の不織ウエブではこれらをバランスさせるのが困難である。例えば、ポリエチレンからできた柔軟なウエブは、商業的に有意な速度で製造できず、また孔開け時に裂けることがある。このポリエチレンにかかるコストはその使用を制限する因子である。トップシートとして使用される不織ウエブは、通常、低コストのポリプロピレンから製造されてきたが、これは、製造速度が高速である一方、望ましいレベルよりも柔軟性が不足したウエブを生成し、孔開けの結果、望ましいレベルよりも高いパーセンテージの破損フィラメントを生成する可能性がある。
【０００５】
当該技術において既知の熱的、機械的、及び油圧による方法を含む多数の方法により、孔開けを行なうことができる。Ｂｅｎｓｏｎらの米国特許第５，６２８，０９７号は、機械的な延伸による不織ウエブの孔開けの方法を記述している。不織ウエブは、複数の場所で弱化され、そして増分的に延伸されると、弱化された場所でウエブが破断すると言われている。不織ウエブ中の弱化された場所と同じ場所に複数の孔が形成される。パターンのあるカレンダーロールと平滑なアンビルロールとを含むローラー配列により、弱化された場所が形成される。一方あるいは両方のロールを加熱してもよく、圧力を調節して、複数の場所でウエブの弱化と溶融安定化を同時にすることができる。相補的な三次元表面を備えた対向する圧力アプリケーターを使用する増分的な延伸システムにより形成されるニップに通すことにより、弱化用ローラー配列に通した後、ウエブは増分的に延伸される。
【０００６】
孔開けのために不織ウエブの性質を改善するとともに、孔開けのための特性と使い捨ての吸収材物品の構造をなすトップシートまたは他の孔開き構成部品として使用するための特性とのバランスが良いウエブを高い生産速度で製造することが望まれる。
【０００７】
［本発明の要約］
本発明は、不織ウエブの孔開けに望ましい特性と使い捨ての吸収材物品の構成部品において望ましい特性との優れたバランスを有する、使い捨ての吸収材製品での使用に好適な孔開き不織ウエブを提供する。本発明の孔開きウエブは、これまで認識されたこともなく、入手できなかった高い比率の開口面積と、柔軟性、高強度、低糸屑性、及び布様の感触の諸特性の組み合わせとを有する。伸び、接合性、柔軟性、及び縦（マシン）方向及び横（クロスマシン）方向の引っ張り値をこれまで到達したことがないレベルで得ることができる。
【０００８】
本発明の一態様によれば、延伸により孔開きウエブに容易に変換することができる不織ウエブが提供される。このウエブは、複数の多成分ファイバーを含んでなる少なくとも第１及び第２の別々の連続的した構造の領域に配置された少なくとも２つの熱可塑性ポリマー成分を含んでなる。第１の領域のポリマー成分はポリエチレンを含んでなる。延伸による孔開けの前で、このウエブは少なくとも１００パーセントのピーク伸びを有するとともに、凝集した伸張性の不織ウエブを形成するために、ファイバー同士を接合するポリマーの複数の離散した、離れた間隔の易破壊性の接合部位を有することを特徴とする。この易破壊性の接合部位は、不織布中に離散した、離れた間隔の孔を形成するために、引張り応力を受けた場合、容易に破断するように構造化及び配置されている。
【０００９】
ウエブの離散した個所に、熱及び／又は圧力、又は熱−機械エネルギー（例えば、超音波エネルギー）を加えることにより、不織ウエブ中に、離散した、離れた間隔の易破壊性の接合部位を形成することができる。例えば、一方あるいは両方のロールがパターン付きの表面を有する加熱されたカレンダーニップにウエブを通してもよい。機械的、熱的あるいは熱−機械的なエネルギーを加えると、ウエブ中のファイバーが変形し、ファイバーが一緒に流動し始め、接合する。この工程の間、このファイバーをもはや識別できない程完全に溶融してもよい。あるいは、構造領域の一つ（例えば、低融点のポリエチレン）を変形させて、隣接したファイバーの構造領域に付着させ、その一方で、このファイバーの他の（高融点の）構造領域は実質的に原型を保ったままで強度を付与する。この工程により、易破壊性の接合部位が生じ、この接合部位は予め決められた寸法のポリマーの面積で接合又は溶融する。これらの易破壊性の接合部位は形状的に伸張され、少なくとも３：１の縦横比（アスペクト比）を有する。
【００１０】
複数の歯と複数の溝を有する一対の増分的な延伸ローラーにより形成されるニップにウエブを通すなど、又は拡幅ロール、曲がりロール若しくはテンター枠にウエブを通すなどの種々の慣用の方法により、ウエブを機械的に延伸することができる。ウエブを機械的に延伸する場合、易破壊性の接合部位はウエブ内の応力集中の個所となると考えられる。ウエブ上の引張り応力がこの接合部位に伝えられる。接合部位に集中する充分な引張り応力を加えた時、易破壊性の接合部位が破断し、接合部位と同じ場所に孔が形成される。
【００１１】
ポリエチレンを含有する第１のポリマー領域は、通常、低融点で、低モジュラスのポリマー成分であり、多成分ファイバーの少なくとも約２０〜９０重量パーセントを提供しなければならない。このウエブを孔開けすると、孔の縁で接合部位ポリマーの残存物を生じる傾向がある。低モジュラスポリマーの濃度が増加するに従って、これらの縁の個所は更に目立って、視認できるようになる傾向がある。これらの区域は不織ウエブの本来の形を改善すると考えられ、本発明のメリットの一つはこれらの区域が硬質かつ剛性でなく、柔軟であることである。
【００１２】
本発明の具体的な例は、２成分の連続スパンボンドフィラメントの延伸された孔開き不織ウエブであって、これらのフィラメントがポリエチレンのシースとポリプロピレンのコアを有し、シースがフィラメントの少なくとも２０重量パーセントを含んでなり、コアがシースと同心である孔開き不織ウエブである。
【００１３】
このように、機械延伸と孔開けの過酷さに耐える特性のバランスに優れ、また、柔軟性、強度及び使い捨ての吸収材物品に望ましい他の特性についてもバランスのとれた、トップシート又は拭き材などの使用に好適な機械的に延伸された孔開き不織物品が本発明により提供される。
【００１４】
これ以降、本発明の例示の態様と関連させて、本発明を更に充分に説明するが、これは、本開示が充分かつ完璧であり、当該技術の熟練者に本発明の範囲を充分に伝えるように示すものである。しかしながら、多数の異なる形で本発明を実施してもよく、この明細書で説明し、例示した具体的な態様に本発明を限定するように考えるべきでないことを理解されたい。次の説明で具体的な用語を使用するが、これらの用語は、単に例示の目的のものであり、本発明の範囲を規定あるいは限定することを意図するものでない。
【００１５】
［実施の形態の詳細な説明］
この明細書で使用される「不織ウエブ」及び「不織布」という用語は、個別のストランドを識別可能な反復的な方法で織った織布と対照的に、概ねランダムな配列で、個別のファイバー、フィラメント、ストランド又はストランドを堆積して形成したウエブ構造を指す。メルトブロー、スパンボンド、フィルム孔開け、及びステープルファイバーカーディングなどの種々の方法により、不織ウエブを形成してもよい。好ましくは、本発明の不織ウエブは、連続スパンボンド多成分フィラメントにより製造され、このフィラメントは既知のスパンボンド技術により押し出され、延伸され、そして移動式の形成表面上に堆積される。
【００１６】
この明細書で使用される「スパンボンドフィラメント」という用語は、融解した熱可塑性材料を紡糸口金の複数の微細な毛細管からフィラメントとして押し出し、次に、引き出し延伸または他の既知のスパンボンド機構によって、押し出されたフィラメントを引っ張って、絞ることにより形成される、小直径の実質的に連続したフィラメント状ストランドを指す。
【００１７】
この明細書で使用される「メルトブローファイバー」という用語は、融解した熱可塑性材料を複数の微細な金型毛細管から高速ガス（例えば、空気）の流れの中に溶融スレッド又は溶融フィラメントとして押し出し、この融解した熱可塑性材料のフィラメントを、可能ならミクロファイバーの直径まで、直径を細くするように絞ることにより形成されるファイバーを指す。その後、このメルトブローファイバーは、高速ガス流により運ばれ、捕集表面上に堆積されて、ランダムに分散されたメルトブローファイバーのウエブを形成する。この明細書で使用される「ミクロファイバー」という用語は、約１５ミクロン以下の平均直径を有する小直径のファイバーを指す。
【００１８】
この明細書で使用される「ポリマー」という用語は、以下に限定されないが、ホモポリマーや、例えば、ブロック、グラフト、ランダム及び交互性コポリマーなどのコポリマー、ターポリマーなど、並びにこれらのブレンド及び変成物を一般に含む。更には、ほかに具体的に限定しない限り、「ポリマー」という用語は、この材料のすべての可能な幾何学的構造を含むものとする。これらの構造は、限定ではないが、アイソタクチック、シンジオタクチック及びランダム対称体を含む。ブレンドという用語もこの明細書で一般的に使用され、非混和性及び混和性のポリマーブレンドを含むことを意図される。溶融状態で別々の識別可能な相で存在するならば、このポリマーは「非混和性」と考えられ、他のすべてのブレンドは「混和性」と考えられる。種々のレベルの混和性が存在することが可能であり、これもまた、本発明の範囲内であることが意図されていると理解される。
【００１９】
「ファイバー」という用語は、無限の長さのファイバー（フィラメント）とステープルファイバーなどの離散した長さのファイバーとを含む。「多成分ファイバー」という用語は、ファイバー断面で少なくとも２つの識別可能な長手方向に同一の拡がりを持つように構造化されたポリマー領域を有するファイバーを指し、領域が分散、ランダム又は非構造化の傾向があるブレンドとは対照的である。このように、この識別可能な領域は、異なるポリマー類（例えば、ナイロン及びポリプロピレン）のポリマーから形成されてもよく、あるいは性質または性能の点で異なる同一ポリマー類（例えば、ナイロン）のポリマーから形成されてもよい。「多成分ファイバー」という用語は、このように、同心及び偏心のシース−コアファイバー構造、対称及び非対称の並行ファイバー構造、海中島ファイバー構造、パイくさび形ファイバー構造、及びこれらの構造で中空ファイバーを含むことを意図されている。
【００２０】
図１において、符号１０は、孔開けを行う前の本発明に記載の不織ウエブを概括的に表示する。この不織ウエブは複数の多成分ファイバー１１を含み、限定ではないがカーディング、スパンボンド、湿式堆積、空気堆積、メルトブローなどの不織布で既知の多数の製造技術のいずれによって製造されてもよい。図１に図示した特別な態様においては、不織繊維状ウエブ１０は、多成分スパンボンド連続フィラメントを含んでなるスパンボンドされた不織物である。このスパンボンドされたウエブは、融解ポリマーを連続フィラメントに押し出し、引続いて急冷し、高速流体により絞り、そして捕集表面上でランダム配列で捕集する、慣用のスパンボンドプロセスにより製造されてもよい。フィラメント捕集の後、任意の熱的、化学的あるいは機械的な接合処理を使用して、接合されたウエブを形成し、凝集したウエブ構造を得る。
【００２１】
図１に示した態様においては、ウエブ１０は、概括的に１２及び１４で表示され、ウエブ中で分散されて、一体的に凝集した不織構造体を形成する２組の間欠的な離散した接合部位により接合される。この接合は、好ましくは浮き彫りされた点あるいは突起の所望のパターンを有する一つあるいはそれ以上の円筒形カレンダーロールを用いて、熱あるいは超音波の点接合により形成される。好ましくは、接合部位１２及び１４は、１０と６０パーセントの間の、更に好ましくは１２〜４０パーセントの、最も好ましくは１２〜３６パーセントのウエブ１０の個所を被覆する。このウエブをこれらのパーセント範囲に従って接合することによって、このウエブの強さと本来の形を維持しながら、このフィラメントを延伸の全範囲で伸張することができる。
【００２２】
２組の接合部位１２及び１４は識別可能な程度に異なった形状あるいは幾何学的形状であることが分かるであろう。第１の組の接合部位１２は、引張り応力を受けた場合に容易に破断するように構造化及び配置されており、不織布中に離散した、離れた間隔の孔を形成する。これらの容易に破断された易破壊性の接合部位１２は形状的に伸張されて、そしてこのウエブのファイバーのポリマー材料は圧縮され、薄くて脆いポリマー集団に流れ込むようにせしめられる。好ましくは、この伸張された易破壊性の接合部位１２は、少なくとも３：１の、更に好ましくは少なくとも４：１の、最も望ましくは少なくとも約５：１の縦横比を有する。この明細書で使用される通り、「縦横比」は接合部位の最大幅に対する最大長さの比である。示した態様においては、易破壊性の接合部位１２は、伸張した狭い長方形の形状を有し、そしてウエブの縦方向に平行に配向していて、リングロール掛けなどの慣用の延伸方法を用いてウエブを横方向に延伸することにより、孔開けを行うことができる。しかしながら、縦方向（ＭＤ：machine direction）または横方向（ＣＤ：cross-machine direction）に延伸することにより、本発明のウエブを孔開けするように設計してもよい。通常、伸張した易破壊性の接合部位１２はウエブ上で配向され、最長の寸法が所望の延伸方向に垂直に延びていなければならない。このように、例えば、ＣＤリングロール掛けにより延伸されるウエブに対しては、接合部位は配向して、ＭＤに延びる。所望の特別な性質に依って、所望の間隔と開放面積の孔を得るために、易破壊性の接合部位１２の具体的なサイズと間隔を所望のように変えてもよい。通常、易破壊性の接合部位１２は、１〜８ｍｍの全体最大長さと０．１〜１ｍｍまでの全体最大幅を有してもよく、そして非孔開きウエブの全体面積の５〜３０パーセントまでの接合面積を形成してもよい。
【００２３】
所望ならば、易破壊性の接合部位１２だけでウエブ１０を製造してもよい。しかしながら、ウエブ物性、ファイバー結束及び外観を増進するためには、ウエブが延伸孔開け時に引張り応力を受けた場合に、本来の形を保持するように構造化及び配置された第２の組の接合部位１４により、このウエブを製造するのが好適である。浮き彫りされた点あるいは突起の所望のパターンを有するカレンダーにウエブを通すことにより、第２の組の接合部位１４を第１の組１２とは別に製造してもよい。この場合に、第２の組の接合部位１４は、ある時にはしかるべき個所中の易破壊性の接合部位１２に重なっているが、ほとんどの部位１４は易破壊性の接合部位１２の間の場所に存在する。あるいは、所望ならば、適切なパターン付きのカレンダーロールを用いて、両方の組の接合部位を同時に形成してもよい。非易破壊性の接合部位１４は、好適には２：１以下の縦横比の概ね非伸張の構造を有する。ダイアモンド形状または円形などの慣用の点接合構造を使用してもよい。好ましくは、これらの接合は、約０．２５ｍｍから約２ｍｍまでの全体の最大幅と最大長さを有し、非孔開きウエブの約５〜約３０パーセントの接合個所を有してもよい。
【００２４】
延伸孔開けを受け易くするために、ウエブ１０は相対的に高い伸び特性を有するように製造される。特に、このウエブの製造時に使用される多成分ファイバーは、相対的に低い引っ張り荷重下で容易に伸張される能力をこのウエブに付与するように設計される。好ましくは、この不織ウエブは、孔開けまたは他の機械的処理の前に、少なくとも１００パーセントのピーク伸びを有する。好ましくは、リングロール掛けにより商業的に望ましい速度で孔開けするためには、このウエブは、少なくとも２００パーセントのピーク伸びを有しなければならない。この非孔開け状態でのウエブは、最低３００グラムの横方向の引張り強さを有する。引張り強さとピーク伸びは、一般にＡＳＴＭ  Ｄ１６８２−６４により測定される。このウエブは高伸張性であり、引張り応力の印加時に容易に開孔するために、引張り試験装置により加えられる張力がピーク引っ張り荷重に達する前に試料中に孔を形成することもある。
【００２５】
図２に移ると、本発明の多成分ファイバーの例が示されている。図２に示す通り、本発明の好ましい態様においては、このファイバーは、内側のコアポリマー領域とそれを取り囲むシースポリマー領域を有する２成分ファイバーである。例示目的のためだけに、概ね２成分を含んでなる２成分ファイバーの形で本発明を説明する。しかしながら、本発明の範囲は、２つあるいはそれ以上の構造の成分のファイバーを含むことを意味することを理解されたい。
【００２６】
多成分の合成ファイバーの製造に通常使用される装置は、通常、実質的に円形断面のファイバーを製造するので、この多成分ファイバーの断面は好ましくは円形である。一般に、このポリマー領域あるいは成分は、多成分ファイバーの断面に対して実質的に一定に位置する識別可能な区域に配列され、多成分ファイバーの長さに沿って連続的に延びる。円形断面のファイバー中の第１及び第２の成分の構造は、同心あるいは非同心のいずれかとすることができ、後者の構造は時には「変形並行形」あるいは「偏心形」多成分ファイバーとして既知である。好ましい構造はシース／コア配列であり、ここでは、第１の成分のシースが第２の成分のコアを実質的に取り囲む。ポリマー領域あるいは成分の重量比は変更可能である。通常、第１のポリマー成分はファイバーの約２０〜９０重量パーセントを含んでなり、そして第２のポリマー成分はファイバーの約１０〜６０重量パーセントを含んでなる。並行形、セグメント化パイ形、海中島形、または先端を切り取った多葉形、またはこれらの構造の中空バージョンなどの当該技術で既知であるような他の構造のファイバー配列を使用してもよい。
【００２７】
第１のポリマー成分は、好ましくはファイバー及びその結果の不織ウエブに良好な柔軟性を与える相対的に低いモジュラスのポリマーである。ポリエチレンはこの目的に特に適合し、それゆえ、このポリマー領域の１つのポリマー成分はポリエチレンを含むことが好ましい。このポリマー成分は、全部で１つ、あるいはそれ以上のポリエチレンポリマーから形成されてもよく、あるいはポリエチレンの１つあるいはそれ以上の他のポリマーとのブレンドであってもよい。この明細書で使用される通り、「ポリエチレン」または「ポリエチレンポリマー」は、例えば、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレンまたは高密度ポリエチレン、並びにメタロセン触媒を用いて製造されるようなヘテロ相ポリエチレン組成物を含む、ポリエチレンホモポリマー、コポリマー、ターポリマー及びブレンドを含むことが意図されている。例として、分岐した（すなわち、非線状の）低密度ポリエチレンまたは線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）が利用され、メタロセン及びチーグラー−ナッタ触媒系を含む既知の方法のいずれかから製造され得る。ＬＬＤＰＥは、通常、触媒溶液または流動床法により当該技術で確立された条件下で製造される。生成ポリマーは本質的に線状の骨格により特徴付けられる。密度は線状ポリマー骨格の中に組み込まれるコモノマーのレベルにより制御される。種々のアルファオレフィンは、通常、エチレンと共重合され、ＬＬＤＰＥを生成する。好ましくは、４〜８個の炭素原子を有するアルファオレフィンがこのポリマー中に約１０重量パーセントまでの量で存在する。最も典型的なコモノマーはブテン、ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、及びオクテンである。一般に、このポリマーのポリプロピレンとの溶融紡糸の適合性を良好とする種々の密度とメルトインデックス特性が得られるようにＬＬＤＰＥを製造することができる。特に、好ましい密度値は０．８７〜０．９５ｇ／ｃｃ（ＡＳＴＭ  Ｄ−７９２）までの範囲であり、そしてメルトインデックス値は通常０．１〜約１５０ｇ／１０分（ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８−８９，１９０°Ｃ）での範囲である。好ましくは、このＬＬＤＰＥはスパンボンドされたフィラメントに対しては１０以上の、更に好ましくは１５以上のメルトインデックスを有さなければならない。特に好ましいのは、０．９０〜０．９４５ｇ／ｃｃの密度と２５以上のメルトインデックスを有するＬＬＤＰＥポリマーである。好適な市販の線状低密度ポリエチレンポリマーの例は、ＡＳＰＵＮタイプ６８１１（２７ＭＩ，密度０．９２３）、Ｄｏｗ  ＬＬＤＰＥ２５００（５５ＭＩ，密度０．９２３）、Ｄｏｗ  ＬＬＤＰＥタイプ６８０８Ａ（３６ＭＩ、密度０．９４０）などのＤｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手し得るものとＥｘａｃｔシリーズのＥｘａｃｔ２００３などのＥｘｘｏｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙの線状低密度ポリエチレンポリマーを含む。本発明に有用な他のポリエチレンは、Ｈｕｎｔｓｍａｎ、Ｉｎｃ．とＮｏｖａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌから入手し得る。
【００２８】
第２のポリマー成分は、繊維を形成する種々の合成ポリマーのいずれかを含んでなってもよく、多成分ファイバーとして第１のポリマー成分と共に溶融紡糸されてもよい。特に好適なのは、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートを含むポリエステル、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、及びポリアミドである。また、当該技術の熟練者に既知の方法により製造される種々のポリプロピレンを使用してもよい。一般に、このポリプロピレン成分は、アイソタクチックあるいはシンジオタクチックプロピレンホモポリマー、コポリマー、またはターポリマーとすることができる。本発明で使用することができる市販のプロピレンホモポリマーの例は、ＨＩＭＯＮＴグレードＸ１００５４−１２−１−（６５ＭＦＲ）、Ｅｘｘｏｎタイプ３４４５（３５ＭＦＲ）、Ｅｘｘｏｎタイプ３６３５（３５ＭＦＲ）、ＡＭＯＣＯタイプ１０−７９５６Ｆ及び７９５７、及びＡｒｉｓｔｅｃｈ  ＣＰ３５０Ｊ（メルトフローレートほぼ３５）を含む。市販されているプロピレンコポリマーの例は、エチレンが３％のランダムプロピレンコポリマーであるＥｘｘｏｎ９３５５（メルトフローレート３５）、エチレンが３％のランダムプロピレンコポリマーであるＲｅｘｅｎｅ１３Ｓ１ＯＡ（メルトフローレート１０）、エチレンが３％のランダムプロピレンコポリマーであるＦｉｎａ７５２５ＭＺ（メルトフローレート１１）、エチレンが１．７％のプロピレンランダムコポリマーのＭｏｎｔｅｌＥＰＩＸ３０Ｆ（メルトフローレート８）、及びＨｉｍｏｎｔのＣａｔａｌｌｏｙθシリーズのプロピレンコポリマー及びターポリマーを含む。
【００２９】
本発明の多成分ファイバーを形成するのに有用な好ましいポリアミドは、「ナイロン」という用語により概括的に知られているものであり、ポリマー主鎖に沿ってアミド（−ＣＯ−ＮＨ−）結合を含有する長鎖の合成ポリマーである。好適な溶融紡糸型の繊維形成性ポリアミドは、ラクタムまたはアミノ酸の重合により得られるもの、またはジアミンとジカルボン酸の縮合により形成されるポリマーを含む。本発明で有用な典型的なポリアミドは、ナイロン６、ナイロン６／６、ナイロン６／９、ナイロン６／１０、ナイロン６Ｔ、ナイロン６／１２、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン４、６およびこれらのコポリマーまたはこれらの混合物を含む。ポリアミドは、また、テレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸またはセバシン酸などのジカルボン酸成分とヘキサメチレンジアミン、メタキシレンジアミン、または１，４ビスアミノメチルシクロヘキサンなどのジアミンとを反応させることにより得られるナイロン塩と、ナイロン６またはナイロン６／６とのコポリマーとすることもできる。好ましいのは、ポリ−カプロラクタム（ナイロン６）とポリヘキサメチレンアジポアミド（ナイロン６／６）である。また、ＰＬＡ（ポリ乳酸）またはＰＶＡ（ポリビニルアルコール）などの生物分解性ポリマーを使用してもよい。
【００３０】
本発明のもう一つの態様においては、少なくとも一つのポリマー領域は、下記に更に詳細に述べるように、ポリマーブレンドから形成される。限定ではないが下記に述べるポリマーブレンドのいずれかを含む、単一ポリマーまたはポリマーブレンドから本発明のファイバーのポリマー領域の他方を形成することができる。このポリマーブレンドを含んでなる少なくとも一つのポリマー領域あるいは成分がこのファイバーの少なくとも一部分上に露出された表面を形成するのが有利である。このブレンドのポリマーは、混和性ポリマー、非混和性ポリマーまたは混和性及び非混和性のポリマーの組み合わせとすることができる。一実施の形態においては、このポリマーは、主要な連続相と少なくとも一つの実質的に不連続な分散相として存在してもよい。このブレンドが連続相と少なくとも一つの不連続相として存在する場合には、一方のポリマー相、または他方のポリマー相、または両方のポリマー相のいずれかに混和性である他のポリマーも存在してもよい。
【００３１】
例えば、一実施の形態によれば、この多成分ファイバーの第１のポリマー領域は、２〜５０重量パーセントの間のプロピレンポリマー、例えばエチレンが３％のプロピレンコポリマーと、９８〜５０重量パーセントのポリエチレンとを含んでなってもよい。一つの特別な実施の形態においては、この多成分ファイバーの少なくとも一つのポリマー領域は、５〜４０重量パーセントまでのプロピレンポリマー、最も望ましくは５〜２５重量パーセントの間のプロピレンポリマーと、７５〜９５重量パーセントのポリエチレンの範囲であってもよい。例えば、このポリマー領域は、５〜２５重量パーセントのエチレンプロピレンコポリマーあるいはターポリマーと、７５〜９５重量パーセントの線状低密度ポリエチレンとを含有してもよい。これらの実施の形態においては、低融点のポリエチレンがこのブレンド中で実質的な連続相として存在し、高融点プロピレンポリマーがポリエチレン相中で分散された不連続相として存在する。この低融点のポリエチレン成分が実質的な連続相として存在し、高融点のポリプロピレンがポリエチレン相中で分散した不連続相として存在する場合には、この低融点のポリエチレン成分とこの高融点のポリプロピレン成分は、約５０〜約９９重量パーセントのポリエチレンと約５０〜約１パーセントのポリプロピレン、更に好ましくは約５０〜約９８重量パーセントまでのポリエチレンと約５０〜約２パーセントのポリプロピレン、更に好ましくは約６０〜約９５重量パーセントまでのポリエチレンと約４０〜約５パーセントのポリプロピレン、最も好ましくは約７５〜約９５重量パーセントまでのポリエチレンと約２５〜約５パーセントのポリプロピレンの範囲の比率で存在することができる。
【００３２】
本発明のもう一つの態様においては、第２のポリマー領域はポリマーブレンドから形成されてもよい。例えば、第２のポリマー領域は、アイソタクチックポリプロピレンなどのプロピレンポリマーを主要な量で含み、この主要なポリマーと低い相互親和性を有するポリエチレンなどのポリマーを少量と、結晶性を低減する及び／またはブレンドを相溶化する追加の第３のポリマーとを含んでなってもよい。この態様による好ましい多成分ファイバーは、５０重量パーセント以上のプロピレンポリマー、１〜１０パーセントのポリエチレン、及び１０〜４０パーセントの第３のポリマーを含んでなってもよい。好適な追加の第３のポリマーは、Ｍｏｎｔｅｌｌの市販の商標Ｃａｔａｌｌｏｙコポリマーなどのプロピレンコポリマー及びターポリマーを含む。これらの樹脂は、このコモノマーがある程度ブロックで存在し、少なくとも一部のポリマー鎖が主要なポリマー相と分散したポリマー相の一方あるいは他方の、あるいは両方と混和性であることにより特徴付けられる。他の好適なポリマーは、Ｒｅｘｅｎｅの可撓性ポリオレフィンの商標Ｒｅｆｌｅｘである。これらの結晶性低減性樹脂は、このポリマー鎖中に存在するアタクチックセグメントを有し、このポリマーの「タクチシティ」が影響を受けることで特徴付けられる。この態様による特に好ましい多成分ファイバーは、６５〜８０パーセントのアイソタクチックポリプロピレン、１〜５パーセントのポリエチレン、及び少なくとも一部の鎖がアイソタクチックポリプロピレンと混和性である、１５〜３０パーセントのポリオレフィンコポリマーを含んでなる。
【００３３】
本発明で使用されるポリマーは押出しにかけられるので、このポリマーに安定剤と酸化防止剤を慣用的に添加する。他の添加物を本発明により添加してもよい。例えば、二酸化チタン、タルク、ヒュームドシリカまたはカーボンブラックなどの無機添加物を入れてもよい。また、このポリマー樹脂は、他のポリマー、希釈剤、混和化剤、ブロッキング防止剤、耐衝撃性改良剤、可塑剤、ＵＶ安定剤、顔料、艶消剤、潤滑剤、湿潤剤、帯電防止剤、核形成剤、流動性変成剤、水及びアルコール撥液剤などの他の添加物を含有してもよい。また、押出し、急冷、延伸、堆積、静電的及び／または電気的特性、接合、濡れ特性または撥液性などの加工あるいは製品特性に影響を及ぼす添加物材料もこのブレンドと組み合わせて使用してもよいと予想される。特に、加工及び／または最終使用に具体的なメリットを付与するポリマー添加物も使用してもよい。あるトップシートの用途に対しては、このウエブの親水性を増大させることが重要である。このシース成分のポリマー溶融物の中に適切な添加物を入れることにより、あるいはフォームまたは他の既知の被覆方法によりこのウエブに界面活性剤の添加物を局所的に塗布することにより、親水性の増大を行ってもよい。
【００３４】
孔はウエブ１０を延伸することによりウエブ中に形成される。好ましくは、このウエブは伸張された接合部位１２の配向に対して横方向に延伸される。この操作を実施する場合多数の確立された方法を使用することができる。例えば、ＭＤ伸びを得るための普通の方法は、２つあるいはそれ以上の組のニップロールであって、各々の組が前の組よりも高速で動くロールにこのウエブを通すことである。幅出しによりＣＤ伸張を行ってもよい。他の手段を使用してもよく、ＣＤ及び／またはＭＤ伸びを得る場合に、例えば、ここに引用することで本明細書の一部をなすものとするＷｅｉｌらの米国特許第５，２４２，４３６号に開示されている「リングロール掛け」がしばしば使用される。
【００３５】
伸びの力をウエブに加えた時、伸びの方向に配向されたファイバーは張力を受け、変形する。この工程の間、このファイバーは非延伸時の長さよりもはるかに伸張することが可能である。しかしながら、易破壊性の接合部位１２に集中された引っ張り力によって、接合部位は破断し、はっきりと規定される孔を形成する。このウエブにわたって分布する間欠的な非易破壊性の接合部位は高強度であり、本来の形を維持し、ファイバーを充分に拘束する。従って、ファイバーの脱離が低減し、耐磨耗性が維持され、毛羽立ちが最少になるという望ましい結果が得られる。更には、伸張操作時に凝集したウエブ構造は原形のまま保たれるので、ウエブ強度は維持される。
【００３６】
この孔開きウエブの坪量は、通常、大多数の衛生用途に対しては平方メートル当り約１０〜約４０グラム（ｇｓｍ）までの範囲であり、他の最終使用用途に対しては更に高い。孔開きウエブの坪量は、非延伸ウエブの坪量と孔開け時に行なわれる延伸の程度により決定付けられる。
【００３７】
本発明の一つの特に好適な態様においては、２つあるいはそれ以上の軽い坪量のウエブのラミネートとしてウエブを製造することができる。例えば、インライン製造操作においては、第１のウエブを移動ベルト上に堆積し、次に、２つあるいはそれ以上の追加のウエブを逐次堆積し、その後、一つあるいはそれ以上のカレンダースタックに通すことにより、ウエブ層を接合することができる。また、各々を非易破壊性の接合部位１４のパターンにより接合し、次に、易破壊性の接合部位１２の所望の構造を形成するカレンダーロールによりこのウエブを相互に組み合わせ、接合する慣用の方法により、２つあるいはそれ以上の別々のウエブを製造することも可能である。本発明のこの態様によれば、表裏で特性あるいは性能の異なる孔開きウエブを製造することができる。例えば、第１の２成分ファイバー組成（例えば、５０％ＰＥ、５０％ＰＰ）を有する第１のウエブを、異なる２成分ファイバー組成（例えば、８０％ＰＥ、２０％ＰＰ）を有する第２のウエブと組み合わせてもよい。一方の表面は外観的な目的で柔軟なポリエチレンの含量が高く、もう一方の表面は所望の物理的及び機械的性質を付与するために、高モジュラスポリプロピレンの含量が高い。
【００３８】
本発明の孔開き不織ウエブは優れた引張り強さと靭性を有する。全引っ張りエネルギー吸収（ＴＥＡ）はウエブの靭性を表す引っ張りの測定値である。本発明による孔開きウエブは、縦方向（ＭＤ）または横方向（ＣＤ）の少なくとも一つで少なくとも５０ｇｃｍ／ｃｍ2のＴＥＡを有し、更に好ましくは、通常、１００ｇｃｍ／ｃｍ2以上を有する。本発明による好ましいウエブは、ＭＤとＣＤの両方で少なくとも１００ｇｃｍ／ｃｍ2のＴＥＡを有し、そして縦方向（ＭＤ）または横方向（ＣＤ）の少なくとも一つで少なくとも３００ｇのストリップ引張り強さを有する。
【００３９】
本発明の孔開きウエブは、延伸孔開けの方向とその横方向の両方で優れたストリップ引張り強さとＴＥＡを示す。
【００４０】
本発明の孔開きウエブは多数の用途で有用である。前記したようにトップシート成分または拭き材としての使用に加えて、バックシート布、捕集−分散層などの吸収材製品における他の構成部品として、またはウエストバンドとして、このウエブを使用してもよい。他の使用は使い捨ての下着、寝具及び家具、裏打ち材料、フィルター媒体、可撓性の分級スクリーン、包装、及び包帯を含む。
【００４１】
本発明を更に説明するため、限定するものではない以下の例を示す。
【００４２】
例１
６０ｇｓｍの坪量を有する不織ウエブを連続的なスパンボンド２成分フィラメントから本発明により製造した。この連続フィラメントはコアがシース内で同心であるシース及びコア構造を有する。ファイバー紡糸性ポリマーがＤｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手でき、ＤｏｗによりＰＥ６８１１−Ａと命名されている１００パーセントポリエチレンである組成物からこのシースを製造した。ファイバー紡糸性ポリマーがＡｍｏｃｏ  Ｏｉｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手でき、Ａｍｏｃｏにより７９５７ＰＰと命名されている１００パーセントポリプロピレンである組成物からこのコアを製造した。
【００４３】
加熱した、パターン付きのカレンダーロールと平滑なアンビルロールの間のカレンダーニップにこのウエブを通し、熱と圧力を加えることにより、このスパンボンドウエブを接合した。このパターン付きのカレンダーロールは、ポリマーの離散した、離れた間隔の非易破壊性の接合部位のダイアモンド形状のパターンを形成した。これらの非易破壊性の接合部位は、引張り応力を受けた場合に本来の形を維持するとともに、このウエブに強度と本来の形を付与するように構造化及び配置されている。これらのダイアモンド形状の接合部位の縦横比はほぼ１：１であり、最長寸法でほぼ１ｍｍである。
【００４４】
次に、このウエブを２回目の接合をし、ポリマーの複数の離散した、離れた間隔の易破壊性の接合部位を形成した。非易破壊性の接合部位の形成と類似の方法でこの易破壊性の接合部位を形成した。しかしながら、易破壊性の接合部位に対して形成される接合パターンは形状的に縦方向に伸張され、ほぼ５：１の縦横比を有する。これらの長方形の接合は、離散した、離れた間隔の孔を形成するために、横方向の引張り応力を受けた場合に容易に破断するように構造化及び配置されている。
【００４５】
この易破壊性の接合部位を形成した後、ここに引用することで本明細書の一部をなすもとのするＢｅｎｓｏｎらの米国特許第５，６２８，０９７号に示されている手順に従って機械延伸によって、このウエブを主として横方向の引張り応力にかけた。この易破壊性の接合部位は容易に破断され、その一方で非易破壊性の接合部位はウエブの本来の形を維持した。得られたウエブは平方メートル当りほぼ３７グラムの坪量を有していた。
【００４６】
例１の孔開きウエブの顕微鏡写真を図３に示す。この顕微鏡写真から判るように、この孔開けプロセスは孔の周辺部に沿って存在する融解したあるいは部分溶融したポリエチレンの区域を形成する。これらの区域はウエブのファイバーに接合されて、ウエブの凝集した、伸張性の構造を保つ。孔の周辺部に沿ったポリエチレンのこれらの区域は柔軟なままであり、従来技術の典型的なポリプロピレンウエブ程には硬くない。この孔ははっきりと規定された明確なものであり、易破壊性の接合部位の伸張した形状と縦横比の実質的な部分を維持していた。この非易破壊性の接合部位は原形のままであり、このウエブは、僅かな破損フィラメントが孔の上に伸び、低い毛羽立ち性を呈し、良好な液体の染み透り能力が保たれる。
【００４７】
このウエブの物性について評価するとともに、これらの物性を、下記の表１に、試料番号１と表示して、いくつかの追加の例と共に示した。この実施例に対しては、ウエブ均一性は受け入れ可能であった。横方向のストリップ引っ張り値を１２７３ｇと評価したが、これは比較例のいずれに対しても何倍も高い。横方向のストリップ引っ張り曲線における面積の目安である、横方向の全吸収エネルギー（「ＴＥＡ」）は、１７４．３ｇｃｍ／ｃｍ2であり、このウエブが試験した比較ウエブのいずれも充分に超える高靭性を有し、孔開け工程に耐え、おむつのトップシート、拭き材、及び類似の使い捨ての吸収材不織布として機能することが示される。縦方向のストリップ引っ張り値とＴＥＡも、２２９０ｇと３９６．４ｇｃｍ／ｃｍ2と高かった。
【００４８】
例２
ウエブの形成に使用した同心シース及びコアの２成分フィラメントを、シースであるポリエチレンとコアであるポリプロピレンの比が９：１であるフィラメントで製造したことを除いて、例１で用いたものと同一成分、同一の坪量及び同一の方法を使用して、連続スパンボンド２成分フィラメントの不織ウエブを製造した。易破壊性の接合と非易破壊性の接合の両方に対して、接合パターンと諸条件は同一であった。
【００４９】
例２により製造した孔開き不織ウエブの顕微鏡写真を図４に示す。このシース中の追加のポリエチレンは、図３に示す例１のウエブに比較して、孔の周辺部に沿って存在する融解ポリエチレンの幾分目立った区域を生じた。僅かな破損フィラメントが孔の中に延びているだけで、この孔の明確さは高く、そしてウエブは低い毛羽立ち性のウエブであって、これは迅速な液体の染み透りに望ましい。この易破壊性の接合部位の縦横比と伸張した外観は、図４に示す孔に、実質的に保存される。
【００５０】
このウエブの物性について評価するとともに、これら物性を試料番号５と表示して下記の表１に示す。この実施例に対しては、ウエブ均一性は受け入れ可能であり、試料番号１よりも幾分良好な品質であった。横方向のストリップ引っ張り値を６３６ｇと評価したが、これは比較例のいずれに対しても数倍高い。横方向の全吸収エネルギー（「ＴＥＡ」）は６８．０３ｇｃｍ／ｃｍ2であり、フィラメント中でポリエチレンが少ない試料番号１よりも低く、このウエブが試験した比較ウエブのいずれをも充分に超える高靭性を有し、孔開け工程に耐え、おむつのトップシート、拭き材、及びその他の使い捨ての吸収材不織布として機能することを示す。縦方向のストリップ引っ張り値とＴＥＡも、１０６３ｇと１４９．０６ｇｃｍ／ｃｍ2と高かった。
【００５１】
例３
例３は従来技術により製造され、図３に示される孔開き不織ウエブの比較例である。例３は、例１及び例２の２成分フィラメントのコアとして使用されたポリプロピレンと同一のポリプロピレンを１００パーセントとするファイバー紡糸ポリマーの単一成分フィラメントを使用したことを除いて、例１及び例２で実施したものと同一の坪量及び類似の方法で製造した一般的な孔開き不織布である。このウエブを接合して、例１で述べた同一の方法で易破壊性の接合部位と非易破壊性の接合部位を製造した。
【００５２】
図５で見ることができるように、ポリプロピレンの連続スパンボンドホモフィラメントにより製造した孔開きウエブの孔は不均一であり、形状的に幾分不規則である。易破壊性の接合部位の形状と全縦横比は、図３及び４の本発明のウエブで観察可能なレベルと同程度で保持されなかった。フィラメントの多数の破損された末端は布と孔から延びているように見え、これが本発明の不織ウエブに比較して布の望ましくない毛羽立ちを増加させ、傾向として染み透り値を低下させる。孔の周辺部に沿って存在し、このファイバーに接合して、伸張性不織ウエブに凝集性を付与する溶融ポリマーの目立ったゾーンを観察することができない。非易破壊性の接合部位は存在するが、図３及び４に見られるもの程明瞭でなく、はっきりと規定されたものでない。
【００５３】
このウエブの物性について評価し、これらの物性を比較試料番号Ｃ１と表示して下記の表１に示す。ここで、Ｃは「比較」を表す。この試料Ｃ１に対しては、ウエブの均一性は良好であったが、孔の評点は極端に劣り、そしてウエブは毛羽立っていた。横方向ストリップの引っ張り値を２３３ｇと評価したが、これは多成分ポリマーの例のいずれに対するよりも数倍低い。横方向の全吸収エネルギー（「ＴＥＡ」）は２２．８８ｇｃｍ／ｃｍ2であったが、これは、多成分ポリマーの例のいずれに対するよりも著しく低く、このウエブは本発明の実施例の有利な加工性を有しないであろうことを示す。縦方向のストリップ引っ張り値とＴＥＡも、９２９ｇと５９．９５ｇｃｍ／ｃｍ2と相対的に低かった。
【００５４】
下記の表１は、本発明の孔開き不織ウエブの卓越した性能を更に実証する追加の例のデータを示すものであって、これらはポリエチレンのシースと、ナイロン−６（試料２及び６）、ポリブチレンテレフタレート（試料３）、及びポリエチレンテレフタレート（試料３）から選ばれるコアとを有する２成分の連続フィラメントから製造されるスパンボンドウエブを含む。比較例として、ポリエチレン（試料Ｃ２）、ナイロン−６（試料Ｃ３）、及びポリエチレンテレフタレート（試料Ｃ４）から選ばれる単一成分の連続フィラメントから製造される不織ウエブを含む。本発明の例のすべては、従来技術に比較して著しい靭性とポリエチレンシースの柔軟性を有するウエブを形成した。本発明のウエブの殆どすべては、孔の明瞭さが更に良好であり、ウエブが均一であった。
【００５５】
【表１】
0003744856.tif 000002
【００５６】
ＡＳＴＭ  Ｄ１６８２−６４、１インチカットストリップ試験に準拠して、１インチ×７インチ長の試料を破壊することにより、ストリップ引張り強さ、ピーク伸び及びＴＥＡを評価した。この装置のクロスヘッド速度を１分当り５インチに設定し、ゲージ長さを５インチに設定した。センチメーター当りのグラムとして示されるストリップ引張り強さは、概ね少なくとも８回の測定の平均である。ピーク伸びは、最大引張り強さで見られる長さの百分率の増加である。全引っ張りエネルギー吸収（ＴＥＡ）は、ストリップの引張り試験時に得られる応力−歪み曲線における面積から計算される。
【００５７】
当該技術の熟練者は、本発明の多数の変形例と他の実施形態について思い浮かぶであろうが、前出の説明で提供された教示の利益を有するものは、本発明に属する。それゆえ、開示された具体的な実施形態に本発明を限定しないこと、そして付随する特許請求の範囲の範囲内に変形と他の態様を入れることが意図されていることを理解されたい。この明細書では具体的な用語を使用するが、概括的で、説明的な意味のみでこれを使用し、限定を目的とするものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  延伸による孔開けを行う前の、本発明にかかる不織ウエブの概略図である。
【図２】  この不織ウエブで使用される２成分ファイバーの顕微鏡写真である。
【図３】  本発明により製造され、１００％ポリエチレンのシースと１００％ポリプロピレンのコアを９：１のシース対コア重量比で有する連続スパンボンド２成分フィラメントを含んでなる、接合され、孔開けされた不織布の顕微鏡写真である。
【図４】  本発明により製造され、１００％ポリエチレンのシースと１００％ポリプロピレンのコアを１：１のシース対コア重量比で有する連続スパンボンド２成分フィラメントを含んでなる、接合され、孔開けされた不織布の顕微鏡写真である。
【図５】  １００％ポリプロピレンの連続スパンボンド１成分フィラメントを含んでなる、接合され、孔開けされた不織布の顕微鏡写真である。
【図１】
0003744856.tif 000003
【図２】
0003744856.tif 000004
【図３】
0003744856.tif 000005
【図４】
0003744856.tif 000006
【図５】
0003744856.tif 000007