(57)【要約】本発明は、本質的に連続したセルロースフィラメントの不織布の１つ以上の層からなる不織布材料に関し、３つの結合メカニズムの各層内で、ａ）水素結合、ｂ）フィラメント混合、およびｃ）本質的に連続したセルロースフィラメントを結合するための合体フィラメント結合が生じることを特徴とする。さらに、本発明は、この材料の製造方法および種々の用途に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
本質的に連続したセルロースフィラメントの不織布ウェブの１つ以上の層から成る不織布材料であって、３つの結合機構の各層内で、ａ）水素結合、ｂ）フィラメント混合およびｃ）本質的に連続したセルロースフィラメントの結合のために合体したフィラメント結合が生じることを特徴とする不織布材料。
【請求項２】
前記層の数は、少なくとも２つ、好ましくは２〜１０であり、さらに好ましい範囲は２〜６である、請求項１に記載の不織布材料。
【請求項３】
２つ以上の層が、合流フィラメント結合、水素結合、およびフィラメント混合を用いて一緒に結合される、請求項１および２に記載の不織布材料。
【請求項４】
更に、水流交絡及び／又はスパンレス及び／又はニードル加工及び／又はニードルパンチ加工され、及び／又は接着剤及び／又は他の化学結合技術によって結合される、請求項１に記載の不織布材料。
【請求項５】
化学処理またはプラズマ処理をさらに施した、請求項１〜４のいずれか１項に記載の不織布材料。
【請求項６】
本質的に連続したセルロースフィラメントの少なくとも１つ、好ましくは全てのウェブがリオセルフィラメントからなる、請求項１に記載の不織布材料。
【請求項７】
ａ．セルロース含有紡糸液の調製、
ｂ．間隔の密なメルトブローンジェットノズルを含む少なくとも１つの紡糸口金を通る紡糸溶液の押出、
ｃ．高速空気流を用いた押出紡糸液の減衰、
ｄ．移動表面上へのウェブの形成、
ｅ．成形ウェブの洗浄、
ｆ．洗浄されたウェブの乾燥
によって本質的に連続したセルロースフィラメントからなる不織布材料を製造する方法であって、
ステップｃおよび／またはｄにおいて、合体フィラメント結合を制御するために凝固液を塗布することを特徴とする方法。
【請求項８】
前記合体フィラメント結合は、フィラメント紡糸ノズル配置およびフィラメント延伸空気の構成によってさらに制御される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
フィラメント混合および水素結合の量が、合体したフィラメント結合の程度によって制限され得る、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
各タイプの結合のパーセンテージが、２つ以下の圧密化ステップを有するプロセスを用いて制御され、ここで、これらの圧密化ステップのうちの１つは、ステップｄの後に行われ、ここで、紡糸フィラメントは、まだ溶媒で膨潤され、これらの圧密化ステップのうちの１つは、ステップｅの前またはステップｅにおいて行われ、ここで、溶媒のすべてまたは大部分が除去され、ウェブは水で湿潤される、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記不織布材料は、水流交絡、スパンレーシング、ニードリング、ニードルパンチ、接着剤、および他の化学結合技術から成るプロセスのグループのうちの少なくとも1つのプロセスで処理される、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
前記不織布材料は、その後の結合／処理の前に乾燥される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
フィラメントは、セルロースの水性アミンオキシド溶液を用いて紡糸され、凝固液は水であり、好ましくは、セルロースを溶解できない含有量のアミンオキシドを含有する、請求項７に記載の方法。
【請求項１４】
少なくとも２つの紡糸口金が使用され、好ましくは２〜１０の間であり、さらに好ましい範囲は２〜６の紡糸口金が使用され、それぞれが不織布ウェブの層を形成するように配置され、多層不織布材料を得るために使用される、請求項７に記載の方法。
【請求項１５】
クレンジング剤、殺菌剤、脱臭剤、消毒剤、保湿剤、化粧品除去剤及び水からなる群から選択される少なくとも１種の添加剤を添加してクリーニングウェットワイプを製造する請求項１〜６のいずれか１項に記載の不織布材料の使用。
【請求項１６】
家庭用、施設用、および工業用の様々なクリーニング、研磨、または表面処理用途のためのドライクリーニングワイプを製造するための、請求項１〜６のいずれか１項に記載の不織布材料の使用。
【請求項１７】
水および／または油の吸収が必要とされる種々のクリーニング用途のためのドライクリーニングワイプを製造するための、請求項１〜６のいずれか１項に記載の不織布材料の使用。
【請求項１８】
少なくとも１つの化学添加剤を添加することによって、本質的に乾燥したローション配合物で被覆され得、最終的に乾燥して包装され、使用直前に液体活性化することができるクリーニングワイプを製造するために、請求項１〜６のいずれか１項に記載の不織布材料の使用。
【請求項１９】
空気ろ過媒体を製造するための、請求項１〜６のいずれか１項に記載の不織布材料の使用。
【請求項２０】
液体ろ過媒体を製造するための、請求項１〜６のいずれか１項に記載の不織布材料の使用。
【請求項２１】
次の化学薬品：帯電防止剤、第四級軟化剤および／またはワックスの群のうちの少なくとも１つを不織布材料に含浸させることによってドライヤーシートを製造するための、請求項１〜６のいずれか１項に記載の不織布材料の使用。
【請求項２２】
創傷ケア吸収層を製造するための、請求項１〜６のいずれか１項に記載の不織布材料の使用。
【請求項２３】
前記不織布材料を抗菌化学薬品または他の医薬活性成分で後処理することによって、創傷ケア吸収層を製造する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の不織布材料の使用。
【請求項２４】
使い捨ておむつ、女性用衛生パッドおよび／または成人用失禁製品のための水分管理層を製造するための、請求項１〜６のいずれか１項に記載の不織布材料の使用。
【請求項２５】
再使用可能な乳児用おむつ、女性用衛生パッドおよび／または成人用失禁製品のための湿度管理層を製造するための、請求項１〜６のいずれか１項に記載の不織布材料の使用。
【請求項２６】
炭化ウェブを製造するための炭化のための請求項１〜６のいずれか１項に記載の不織布材料の使用。
【請求項２７】
公知の化学およびポリマー色素移動防止剤、色素吸収剤およびスカベンジャー、漂白および酸化剤、または他の化学薬品からなる薬剤の群のうちの1つ以上を含浸させることによって、色素キャッチャーシートを製造するための、請求項１〜６のいずれか１項に記載の不織布材料の使用。
【請求項２８】
様々なスキンケアおよび美容用ローションまたは液体を含浸させた美容用フェイスマスクシートを製造するための、請求項１〜６のいずれか１項に記載の不織布材料の使用。
【請求項２９】
化粧用成分または水の後処理によって使用の直前に乾燥して液体活性化して包装することができる、請求項２８に記載の美容ケア顔面マスクを製造するための、請求項１〜６のいずれか１項に記載の不織布材料の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本質的に連続したフィラメントセルロースの結合から形成される不織布ウェブに関し、その特性は、ウェブ結合の改変によって向上され得る。
【背景技術】
【０００２】
このウェブは、初期ウェブ形成の前および初期ウェブ形成中におけるフィラメントの物理的混合、フィラメント間の水素結合（ウェブ乾燥中に発現する）、および合体したフィラメントによる結合（繊維形成プロセスおよびウェブ形成プロセス中に発現する）のプロセスの組み合わせによって結合される。必要に応じて、水流交絡、ニードルパンチング、接着結合および／または化学結合のようなウェブ形成後のステップを使用してもよい。水素結合は、セルロース繊維と水を取り扱うときに自然に生起する。不織布ウェブの全体の引張強度性能に対する水素結合の寄与は、他の結合プロセスの寄与と比較して小さい。フィラメントの合体の程度は、ウェブを形成するためのフィラメントの初期レイダウンの前および間のプロセス条件の調整によって制御することができる。リオセルベース技術では、初期押出後であってレイダウン前に、例えばスプレーシステムを介したフィラメントへの凝固液の適用を用いて、フィラメントの合体の程度を高レベルに制御することができる。他の結合プロセスと組み合わせて、合体したフィラメントの結合を制御することによって特性が向上した不織布ウェブが得られる。これらの機能強化は、単一の結合技術では実現できない。
【０００３】
本質的に連続したフィラメントセルロースを含む不織布ウェブの結合機構および特性関係に関する教示は非常に少ない。
【０００４】
熱可塑性繊維を含有する不織布ウェブに関する幾つかの教示がある。例えば、特許文献１は、メルトブローンおよびスパンボンドされたポリオレフィン中に物理的絡み合いおよび合体フィラメントの両方が存在することを示唆している。特許文献２は、ある程度の強度または完全性を提供するものとして、物理的絡み合いおよび合体または融合フィラメントの両方に言及している。しかし、合体は熱可塑性ではないセルロースフィラメントの特徴としては期待できない。
【０００５】
水素結合は、紙および不織布プロセスおよび製品の両方で使用されるセルロース繊維の周知の結合技術である。例えば、特許文献３は、水素結合のみによって結合された不織布ウェブを製造するために、高温で圧縮エアレイドパルプを使用することを教示している。特許文献４は、水素結合構造における木材パルプとリオセル繊維の両方の使用を示している。短セルロース繊維（すなわち、本発明の本質的に連続的な材料ではない）のための合体フィラメント結合は、特許文献５によってクレームされており、超高圧圧密化を使用するが、湿潤強度は非常に低い。特許文献６は、セルロース繊維を熱可塑性繊維とブレンドすることにより、水素結合および合体フィラメント結合の両方が可能であることを教示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第４７４１９４１号明細書
【特許文献２】米国特許第５１７３３５６号明細書
【特許文献３】米国特許第６４８５６６７号明細書
【特許文献４】米国特許第９３０９６２７号明細書
【特許文献５】米国特許第６６７５７０２号明細書
【特許文献６】米国特許第９３３９５８１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
不織布は多くの用途に使用されている。これらの用途は、柔らかさ、剛性、寸法安定性、湿度管理、および他の様々な特性に関して様々な要件を有する。場合によっては、現在の不織布技術では最適な特性を得ることができない。特に、現在の製品では不可能な、以下の特徴の組み合わせを達成することが望ましい。
・軽量・吸収材
・軽量、吸収性、十分な引張強度
・軽量・吸着性・強度・純度（薬品処理を使用せず）
・良好な剛性・吸収性
・良好な剛性、吸水性、吸上率
・許容できる柔らかさ、ドレープおよび寸法安定性
・要求される特性を達成するための望ましくない追加の化学処理なし
・生分解性および／または堆肥化可能、吸収性および軽量
・持続可能な調達、吸収性、軽量
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的は、現在入手可能なものよりも広範囲の特性を提供する、本質的に連続的なセルロース繊維を有する不織布ウェブを提供することである。これは、本質的に連続的なセルロースフィラメントの不織布ウェブの１つ以上の層からなる不織布材料によって達成され、各層内において３つの結合機構、即ちａ）水の存在下でセルロース中の水酸基の存在によって自然に与えられる水素結合、ｂ）フィラメント混合およびｃ）本質的に連続的なセルロースフィラメントを結合するための合体フィラメント結合が生じることを特徴とする。
【０００９】
本発明の好ましい実施形態では、層の数は１である。本発明の別の好ましい実施形態では、層の数は、少なくとも２つ、好ましくは２から１０の間、さらに好ましくは２から６の間である。本発明の可能な実施形態では、これらの層のうちの２つ以上は、合体フィラメント結合、水素結合、およびフィラメント混合によって互いに結合される。好ましい実施形態では、材料内のすべての層は、同じ結合技術によって一緒に結合され、別の好ましい実施形態では、２つまたは３つの層のみが、同じ技術によって一緒に結合され、別の好ましい実施形態では、異なる技術が、層を結合するために使用される。ウェブ層とボンディングの併用療法は、材料の形成（外観）、材料の厚さ／材料の密度（所与の基本重量において、層の数が多いほど、達成可能な厚さは高くなり、達成可能な密度は低くなる）、材料の空気間隙率（厚さと同じ推論）、および材料の引張性能（層の数が多いほど、達成可能な材料の引張強度は高くなる）に対して、より広範囲の制御を提供する。
【００１０】
本発明の好ましい実施形態では、不織布材料は、さらに、水流交絡および／またはスパンレスおよび／またはニードル加工および／またはニードルパンチ加工され、および／または接着剤および／または他の化学結合技術によって結合される。これらの付加的なプロセスは、可能な物理的性質の変動のより広い範囲を提供する。一実施形態では、材料は、さらなる強度を提供し、あらゆる遊離粒子を除去することができる水流交絡によってさらなる処理を行うことができる。これにより、医療用創傷ケア吸収パッドに適した、低粒子数の強力な材料が提供される。別の実施形態では、材料は、非常に緻密な構造を提供することができるニードルパンチングの追加プロセスを受けることができ、その流体ウィッキング特性と組み合わされると、マーキングペンのための生分解性フェルトチップとして使用することができる。別の実施形態では、材料は、接着結合の追加プロセスを受けることができ、これは、漆喰をより均一に広げることを可能にし、漆喰をより確実に壁に接着させるためのマトリックスを提供することを可能にする、建築材料のスクリムとして使用することができる非常に剛性の高い構造を提供することができる。上記の実施形態の説明は、限定することを意図するものではなく、水流交絡および／またはスパンレースおよび／またはニードリングおよび／またはニードルパンチによる、および／または接着剤および／または他の化学結合技法による追加の処理によって本発明のより広範な物理的特性の改変を可能にすることができる方法を説明することを意図する。
【００１１】
好ましくは、不織布材料は、本発明の特定の物理的および化学的特性を付与または向上させるために、化学処理またはプラズマ処理（コロナ処理とも呼ばれる）などの後処理をさらに受ける。一実施形態では、材料は、材料の吸水能力を低下させ、さらには疎水性材料をもたらすワックスで化学的に処理することができる。別の実施形態では、材料は、表面の種々の化学的および物理的特性に影響を及し、合成フィルムへのより良好な付着を可能にする表面プラズマ処理を受けることができ、その結果、一方の側に非常に速い流体ウィッキング特性を有し、他方の側に材料を通過する流体移動を防止する障壁を有する材料が得られる。上記の実施形態の説明は、限定することを意図しておらず、化学処理および／またはプラズマ処理による追加の処理が、本発明の物理的および化学的特性のより広範囲の改変を可能にする方法を記載することを意図している。
【００１２】
本発明の特定の実施形態において、本質的に連続的なセルロースフィラメントの少なくとも１つ、好ましくは全てのウェブは、リオセルフィラメントからなる。
【００１３】
本発明によるセルロースフィラメントウェブは、フィラメントに取り入れられた添加剤を含んでいてよい。そのような添加剤およびそれらをリオセル材料に組み込む方法は、原則として、専門家に知られている。これらの添加剤は、材料の既存の化学的および／または物理的特性を改変するために、または材料に新しい化学的および／または物理的特性を付与するために使用される。
【００１４】
セルロース繊維は、様々な方法で製造することができる。一実施形態では、リオセル繊維は、例えば、ヨーロッパ特許第１０９３５３６号明細書、ヨーロッパ特許第２０１３３９０号明細書およびヨーロッパ特許第２２１２４５６号明細書から公知のメルトブローン法によって、Ｎ−メチルモルホリンＮ‐オキシド（ＮＭＭＯ）に溶解したセルロースから紡糸される。メルトブローンという用語が使用される場合、それは、セルロースが溶液中に溶解され（すなわち、溶融熱可塑性樹脂ではなく）、紡糸および空気温度が適度に上昇されるに過ぎないにもかかわらず、合成熱可塑性繊維（フィラメントは、ノズルを通して加圧下で押出され、フィラメント方向に実質的に平行に流れる高速／高温延伸空気によって所要の程度に延伸される）の製造のために使用されるプロセスに類似または類似するプロセスを指すことが理解される。したがって、ここでは「溶液吹き込み」という用語は、これらの種類の技術にすでにある程度一般的になっている「メルトブローン」という用語の代わりにさらに適切である。本発明の目的のために、両方の用語を同義的に使用することができる。別の実施形態では、ウェブは、フィラメントが低温空気を介して延伸されるスパンボンディングプロセスによって形成される。一般に、スパンボンドされた合成繊維は、通常離散的な短い長さを有するメルトブローン合成繊維よりも長い。溶液吹込リオセルプロセスによって形成される繊維は、連続的または不連続的であり得、延伸空気速度、空気圧、空気温度、溶液の粘度、セルロースの分子量および分子量分布、ならびにそれらの組み合わせなどのプロセス条件に依存する。
【００１５】
不織布ウェブを作製するための一実施形態において、繊維は、押出後であってウェブ形成前に、スプレーによって水（または水／ＮＭＭＯ混合物）などの非溶媒と接触される。その後、ファイバーは、移動する小孔支持体上に巻き取られ、不織布ウェブを形成し、洗浄し、乾燥される。
【００１６】
新たに押出されたリオセル溶液（例えば、５〜１５％のセルロースのみを含む「溶媒紡糸」）は、「粘着性」で変形可能な熱可塑性フィラメントと同様の挙動を示す。新しく紡糸したフィラメントを溶剤で膨潤させたまま、低圧下でも「粘着性」表面で互いに接触させると、１つのフィラメントからの分子が異なるフィラメントからの分子と不可逆的に混合する合体フィラメント結合が生じる。一旦溶剤が除去され、フィラメントの凝固が完了すると、この種の結合は不可能になる。
【００１７】
本発明の別の目的は、
ａ. セルロース含有紡糸液の調製
ｂ．間隔を密にしたメルトブローンジェットノズルを含む少なくとも１つの紡糸口金を通る紡糸溶液の押出
ｃ．高速空気流を用いた押出紡糸溶液の延伸（ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ）
ｄ．（例えば、穿孔ベルトまたはドラム）などの移動表面上へのウェブの形成
ｅ．形成されたウェブの洗浄
ｆ．洗浄されたウェブの乾燥
によって本質的に連続したセルロースフィラメントからなる不織布材料の製造方法を提供することである。リオセルプロセスにおいて、ステップｃおよび／またはｄにおいて溶解したセルロースの凝固を引き起こすことができる液体である凝固液は、好ましくは、水またはＮＭＭＯの希薄水溶液であり、合体したフィラメント結合を制御するために適用される。合体したフィラメント結合の量は、フィラメントが接触したときのフィラメントの凝固の段階に直接依存する。凝集プロセスにおいてフィラメントが接触するのが早ければ早いほど、可能なフィラメント合体の程度は大きくなる。凝固液塗布の位置および塗布液が塗布される速度の両方は、凝固速度を増加または減少させることができる。その結果、材料内で発生する合体フィラメント結合の程度（または量）が制御される。
【００１８】
好ましくは、合体フィラメント結合は、フィラメント紡糸ノズルの設計および配置、ならびにフィラメント延伸空気の構成および温度によってさらに制御される。溶液が紡糸ノズルを出るときに存在する分子配向の程度は、凝固速度に影響を及ぼす。分子の配向が大きいほど凝固速度は速くなり、逆に配向が小さいほど凝固速度は遅くなる。紡糸ノズルの設計および配置は、使用されるセルロース原料の分子量とともに、紡糸ノズルの出口での開始凝固速度を決定する。さらに、ノズル出口を回転させたときの溶液の冷却速度（温度低下）も凝固速度に影響を及ぼす。冷却速度が遅ければ遅いほど凝固速度は遅く、逆に冷却速度が速ければ速いほど凝固速度は速くなる。したがって、フィラメント延伸空気の構成は、冷却速度に影響を及ぼすことができ、故に凝固速度に影響を及ぼすことができ、このことは、可能な合体フィラメント結合の達成可能な量に影響を及ぼす。
【００１９】
本発明による方法の好ましい実施形態において、少なくとも２個、好ましくは２〜１０個、さらに好ましくは２〜６個の紡糸口金（ジェットとも呼ばれる）が、多層不織布材料を得るために使用され、各紡糸口金は不織布の層を形成するように配置される。個々の紡糸口金に異なるプロセス条件を適用することによって、個々の層が異なる特性を有する多層不織布材料を得ることさえ可能である。これは、本発明による不織布材料を様々な用途に対して最適化するのに有用であり得る。一実施形態では、これは、最上層のウェブよりも小さい標準フィラメント直径を個々のウェブの各々に持たせることによって、材料の一方の側から他方の側へのフィラメント直径の勾配を提供することができ、細孔サイズ（捕捉粒径）の勾配を提供するエアフィルタ媒体として使用するのに適した材料を生成することができる。これは、効率的なろ過プロセスを提供し、同じ基本重量および細孔径分布で同様の特性を有する単一ウェブと比較して、ろ材を横切る圧力降下を低くする。
【００２０】
フィラメントは、好ましくは、水性アミンオキシド中のセルロースの溶液を用いて紡糸され、凝固液は、好ましくは、セルロースを溶解できない含有量のアミンオキシドを含有する水であり、リオセルプロセスとも呼ばれ、そのような溶液の製造は、原理的には例えば、米国特許第６３５８４６１号明細書、米国特許第７０６７４４４号明細書、米国特許第８０１２５６５号明細書、米国特許第８１９１２１４号明細書、米国特許第８２６３５０６号明細書、および米国特許第８３１８３１８号明細書から公知であり、好ましくは、アミンオキシドは、ＮＭＭＯである。
【００２１】
本発明は、メルトブローンまたはスパンボンド型プロセスによって製造されるセルロース不織布ウェブを記載する。製造されたフィラメントは、プロセスの種々の時点において、特に初期ウェブ形成の前、および初期ウェブ形成中に、接触および／または圧密化および／または混ざり合いを受ける。高比率の溶媒がまだ存在し、フィラメントが前記溶媒で膨潤したままであるフィラメント間の接触は、合流フィラメント結合を生じさせる。存在する溶媒の量、ならびに温度および接触圧力（例えば、延伸空気から生じる）が、この結合の量が制御される。
【００２２】
特に、フィラメントの混ざり合いおよび水素結合の量は、合体したフィラメント結合の程度によって制限され得る。これは、フィラメント表面積の減少およびフィラメントの可撓性の程度の減少の結果である。例えば、合体したフィラメント結合の程度が増加するにつれて、全表面積の量は減少し、水素結合を形成するセルロースの能力は、セルロース表面上に存在する水酸基の量に直接依存する。さらに、フィラメントが形成ベルトに接触すると、フィラメントが混ざり合う。フィラメントは、形成ベルトよりも速い速度で移動する。従って、フィラメントがベルトに接触すると、フィラメントは折り曲げられ、成形ベルトのすぐ上で側および前後に振れる。この座屈と揺れの間、フィラメントは隣接するフィラメントと混ざり合う。フィラメントが成形ベルトの前に接触して合体する場合、これは、フィラメントが混ざり合うことができる隣接フィラメントの数を制限する。さらに、形成ベルトと接触する前に融合するフィラメントは、単一フィラメントと同程度の柔軟性を有しておらず、これは、フィラメントが座屈し、振れる総面積を制限する。
【００２３】
驚くべきことに、フィラメント合体の高レベルの制御は、重要なプロセス変数を変化させることによって達成できることが分かった。さらに、少なくとも部分的に凝固したセルロースフィラメントの物理的混合は、非溶媒との最初の接触後、特にウェブを形成するための最初のフィラメントレイダウン時に起こり得る。これは、本質的に連続したフィラメントが、初期フィラメント形成および初期レイダウン中に横方向に移動する可能性から生じる。物理的な混ざり合いの程度は、小孔支持体（形成ベルト）における残留延伸空気速度のようなプロセス条件によって影響される。これは、セルロースステープルファイバーに由来するウェブの製造に使用される混合とは全く異なる。ステープル繊維については、ウェブが形成された後に、カレンダー加工のような追加のプロセスステップが適用される。残留溶媒を含むフィラメントは、弱く、柔らかく、損傷しやすい傾向がある。従って、この段階でのボンディングの程度およびタイプの制御と組み合わせて、プロセス条件がフィラメントおよびウェブの損傷を引き起こす可能性のあるタイプではないことが不可欠である。洗浄されたが、乾燥されていない不織布の初期乾燥は、必要に応じた凝固とともに、フィラメント間のさらなる水素結合を発達させる。温度、圧縮圧力または湿度レベルを変化させることにより、この水素結合の程度を制御することができる。このような処理は、混ざり合い合流したフィラメント結合に影響を及ぼさない。
【００２４】
本発明の好ましい実施形態では、不織布材料は、その後の結合／処理の前に乾燥される。
【００２５】
本発明の好ましい実施形態では、各タイプの結合のパーセンテージは、２つ以下の圧密化ステップを有するプロセスを用いて制御され、ここで、これらの圧密化ステップのうちの１つは、紡糸フィラメントがまだ溶媒で膨潤されている本発明のプロセスのステップｄの後に行われ、これらの圧密化ステップのうちの１つは、溶媒のすべてまたは大部分が除去され、ウェブが水で湿らされている本発明のプロセスのステップｅの前またはステップｅにおいて行われる。先に論じたように、紡糸溶液の凝固の制御は、合体したフィラメント結合の程度を制御するファクターである。この好ましい実施形態は、フィラメントの積層後に追加の圧密化ステップを使用して、達成可能な合体フィラメント結合の実際の量をさらに増加させることができる状態まで凝固速度を減少させることに関する。これは、すべてのフィラメントを本質的にフィルム状の構造に融合させた状態として、達成可能な最大フィラメント結合を見るのに役立つかもしれない。
【００２６】
本発明は、合体フィラメント結合、物理的混合、および水素結合を独立して制御することができる方法および製品を記載する。しかしながら、合体したフィラメント結合の程度は、起こり得る物理的な混ざり合いおよび水素結合の程度を制限し得る。さらに、多層ウェブ製品を製造するために、プロセス条件を調整して、層間のこれらの結合機構を最適化することができる。これは、必要に応じて、層の剥離の容易さを変化させることを含んでもよい。
【００２７】
合体したフィラメントに加えて、混合および水素結合は、上記のように独立して設定され、付加的な結合／処理ステップが任意に追加されてもよい。これらの結合／処理ステップは、ウェブがまだ水で濡れている間、または（完全にまたは部分的に）乾燥されている間に行うことができる。これらの結合／処理ステップは、さらなる結合および／または他のウェブ特性改質を追加してもよい。これらの他の結合／処理ステップには、水流交絡またはスパンレーシング、ニードリングまたはニードルパンチング、接着剤による結合または化学的結合が含まれる。当業者にはよく知られているように、ウェブに種々の後処理を施して特定の製品性能を達成することもできる。対照的に、後処理が必要とされない場合には、製造中に、例えば水流交絡ステップ後に仕上げおよび他の化学処理を本発明のウェブに直接適用し、その後仕上げや化学処理に使用した薬品を除去しなくてもよい。
【００２８】
合体したフィラメント結合の程度を変えることにより、柔らかさ、剛性、寸法安定性、および他の様々な特性に関して、不織セルロースウェブにユニークな特性を提供する。特性はまた、初期ウェブ形成前および初期ウェブ形成中に物理的な混ざり合いの程度を変更することによって改変されてもよい。水素結合に影響を及ぼすことも可能であるが、ウェブ特性に及ぼすこの望ましい効果は小さい。さらに、特性は、水流交絡、ニードルパンチング、接着結合および／または化学結合のような付加的な結合／処理工程を含むことによって、さらに調整することができる。各タイプの結合／処理は、不織布ウェブに利点を提供する。例えば、水流交絡は、いくらかの強度を付加し、ウェブを軟化させ、嵩密度を変更する可能性がある。ニーディングは、より高い目付を得るために典型的に採用され、さらなる強度を提供するために使用される。接着剤および化学結合は、強度と、研磨材、粘着付与剤、または表面潤滑剤のような表面処理との両方を付加することができる。
【００２９】
先行文献、例えば特許文献５は、１００％セルロース繊維またはフィラメントについて、水素結合と合体フィラメント結合とは独立してなく、関連していることを教示している。すなわち、水素結合に大きな影響を及ぼすことなく、合体フィラメント結合を操作することは不可能である。本発明は、主要なウェブ結合特徴、すなわち、合体したフィラメント、ウェブ形成時の混合、水素結合、および任意の追加の下流プロセスの独立した制御を可能にする。合体フィラメント結合の操作は、不織布ウェブの特性を支配的に左右するように変化させることができる。
【００３０】
本発明の様々な実装から生じる製品は、以下の最終用途に最適であるが、これに限定されない。
・乾式、湿式、クリーニング、消毒、パーソナルケア用ワイプ
・空気および液体用フィルター
・ドライヤーシート
・染料キャッチャーシート
・美容フェイスマスク
・創傷ケア吸収層
・使い捨ておよび再利用可能な赤ちゃん用おむつ、女性用衛生パッド、および／または成人用失禁製品の水分管理層。
【００３１】
そこで、本発明の他の目的は、洗浄剤、殺菌剤、脱臭剤、消毒剤、保湿剤および化粧品除去剤からなる群から選択された少なくとも1種の添加剤を添加して洗浄用ウェットワイプを製造するための本発明に係る不織布の使用に関する。
【００３２】
さらに、本発明による不織布材料は、家庭用、施設用、および工業用の様々なクリーニング、研磨、または表面処理用途のためのドライクリーニングワイプを製造するために使用することができる。
【００３３】
さらに、本発明による不織布材料は、水および／または油の吸収が必要とされる種々のクリーニング用途のためのドライクリーニングワイプを製造するために使用することができる。
【００３４】
さらに、本発明による不織布材料は、乾燥した状態で包装され、使用直前に水で活性化することができるクリーニングワイプを製造するために使用することができる。
【００３５】
さらに、本発明による不織布材料は、空気ろ過媒体または液体ろ過媒体を製造するために使用することができる。
【００３６】
さらに、本発明による不織布材料は、以下の化学薬品、即ち帯電防止剤、四元軟化剤および／またはワックスのうちの少なくとも1つを不織布材料に含浸させることによって、ドライヤーシートを製造するために使用することができる。
【００３７】
さらに、本発明による不織布材料は、創傷ケア吸収層を製造するために使用することができる。
【００３８】
さらに、本発明による不織布材料は、不織布材料を医薬活性成分で後処理することによって、創傷ケア吸収層を製造するために使用することができる。
【００３９】
さらに、本発明による不織布材料は、使い捨てまたは再使用可能な赤ちゃんおむつ、女性用衛生パッドおよび／または成人用失禁製品のための湿度管理層を製造するために使用することができる。
【００４０】
また、本発明に係る不織布材料は、炭化ウェブを製造するための炭化に用いることができる。
【００４１】
さらに、本発明による不織布材料は、公知の化学およびポリマー色素移動防止剤、色素吸収剤およびスカベンジャー、漂白および酸化剤、または他の化学薬品からなる薬剤の群からの1つ以上の剤を含浸させることによって、色素キャッチャーシートを製造するために使用することができる。
【００４２】
さらに、本発明による不織布材料は、様々なスキンケアおよび美容用ローションまたは液体を含浸させた美容用フェイスマスクシートを製造するために使用することができる。
【００４３】
さらに、本発明による不織布材料は、乾燥した状態で包装され、使用直前に水で活性化することができる美容ケア顔面マスクを製造するために使用することができる。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
次に、本発明を実施例によって説明する。これらの実施例は、本発明の範囲を限定するものではない。本発明は、同じ発明概念に基づく任意の他の実施形態も含む。
【実施例】
【００４５】
以下に説明するすべてのサンプルを、２３℃（±２℃）および相対湿度５０％ (±５％）で２４時間コンディショニングした。
【実施例１】
【００４６】
セルロース不織布ウェブは、以下のステップによって製造された。
・既知の方法を用いて、１０％セルロースを含むリオセル紡糸溶液を調製した。
・精紡溶液を、密な間隔で配置されたメルトブローンジェットノズルを通して押し出し、高速空気流を用いて公知の方法で延伸した。
・ウェブを移動ベルト上に形成し、洗浄し、乾燥させ、４０ｇ／平方メートルのウェブ重量および約５ミクロンの平均直径の非合体フィラメントを得た。
ウェブの調製中に、フィラメント押出と初期ウェブ形成の間に５つの異なる量の初期凝固スプレーを適用した。ウェブサンプルは、５つのアプリケーションレベルのそれぞれで収集された。
【００４７】
各試料中の合体フィラメントの程度は、以下の方法で評価した。
・ウェブの１ｃｍ×１ｃｍサンプル（２３℃（±２℃）および相対湿度５０% (±５％）で２４時間調整）を、顕微鏡スライド上のカバースリップの下に取り付け、さらに６２．６gフレームによって保持する（図１参照）。図１は、顕微鏡検査のための保持フレームを有するウェブサンプルの調製を示す。その後、光学顕微鏡で倍率×１００で検査する。試料の画像から、１ｍｍ×１ｍｍの正方形のウェブをランダムに選び、この正方形に２つの対角線を描く。
・対角線と交差する深さ３００ミクロンまで見えるフィラメントの数（個々の、および合体した束として）を数え、これらの個々のフィラメントおよび合体した束のそれぞれの直径を測定する（図２を参照）。図２は、ウェブサンプル評価領域（１）、サイズ１ｍｍ×１ｍｍ、評価線（２）−これらの線と交差するすべてのフィラメントを数え、測定し、評価線と交差する単一フィラメントまたは合体フィラメント束（３）の例を用いて、「等価平均フィラメント直径」係数（サンプルサイズ１ｍｍ×１ｍｍ正方形、倍率ｘ１００）を評価する方法の説明図であり、等価直径をそれに応じて測定する。次いで、このデータを使用して、「等価平均フィラメント直径」係数（直径測定の合計を測定された項目の数で割ったもの）を計算する。
・同じウェブと個々のデータを組み合わせた２つのサンプルについてこのプロセスを繰り返し、代表的な結果が得られるようにする。
【００４８】
「等価平均フィラメント直径」因子が個々のフィラメントの平均直径と比較されるほど、存在する合体フィラメントの比率は高くなる。個々のフィラメントの平均直径に近い「等価平均フィラメント直径」因子は、合体フィラメントの発生率が非常に低いことを示している。
【００４９】
ウェブのサンプルを２３℃ （±２℃）および相対湿度５０％ （±５％）で調整し、引張特性および剛性について試験した。引張特性は、ＤＩＮ ＥＮ  ２９  ０７３  ｐａｒｔ  ３／ＩＳＯ  ９０７３−３に準拠して測定されるが、２０ｃｍではなく８ｃｍのクランプ長さが使用される。剛性は、「ハンドル・オ・メーター」（Ｔｈｗｉｎｇ−Ａｌｂｅｒｔ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｃｏ，１４  Ｗｅｓｔ Ｃｏｌｌｉｎｇｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｗｅｓｔ Ｂｅｒｌｉｎ、ＮＪ  ０８０９１、ＵＳＡ）を使用して、標準方法ＷＳＰ  ９０．３に準拠して、１／４インチスロット幅、ステンレス鋼表面、１０００ｇビームの条件で測定した。
【００５０】
結果を表１に示す。サンプルリファレンス１．３は「標準」であり、他のテスト結果と比較される。
【００５１】
【表１】
2020521061.tif 000002
【００５２】
その結果、凝固液噴霧量の減少はフィラメント合体の程度を増加させ、等価平均フィラメント径で測定した。これは、ウェブ特性の変化を伴う。これらの例では、引張強さおよび剛性は増加し、一方、伸びは、増加したフィラメント合体に伴って減少する。
【実施例２】
【００５３】
ウェブの製造は、実施例１に示した条件で実施した。ただし、ノズル間の距離は、実施例で使用したメルトブローンジェットの距離の２倍であった。ウェブサンプルは例１と同様に分析した。
【００５４】
結果を表２に示す。サンプル試験結果を、実施例１からの標準サンプル１．３のものと比較する。
【００５５】
【表２】
2020521061.tif 000003
【００５６】
結果は、これらの運転条件で、ノズル間隔の増加はフィラメント合流の程度を減少させ、高レベルの初期凝集スプレーと組み合わせると、「等価平均フィラメント直径」技術で測定したように、非常に少ない量の合流フィラメントしか含まないウェブを与えることを示した。ウェブ特性の傾向は、実施例１に見られるものと同様である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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