JP2004515664A - 熱接着布およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

不織布の製造方法は、繊維ウェブを一対のローラに通過させて、高い割合の接着領域を有する熱接着不織布を得ることを含んでなる。この高い割合の接着領域は該ロールの少なくとも１つにある彫刻パターンによって形成される。この彫刻パターンは高い割合の接着ポイント領域および広い接着ポイント角度を有する。この不織布は増大した引張強度、伸び、耐磨耗性、曲げ剛性および／または柔軟性（ソフトさ）を有する。

Description

【０００１】
発明の分野
本発明はポリオレフィンポリマーから製造される不織布および該布の製造方法に関する。
【０００２】
発明の背景
繊維から製造される布には織布と不織布の両方がある。不織布は、診察着、おむつ裏地、衛生用拭取り（ワイプ）等を含め、衛生用途および医療用途に使用される。例えば、不織ウェブを両方または一方がその表面に凹凸のパターンを有し得る熱カレンダーロール間のニップを通過させることによって、熱および圧力をかけて不織ウェブの限られた領域において接着することができる。そのような接着プロセスの間、該不織ウェブを構成する繊維の種類によっては、接着領域が自生的に形成され、すなわち該ウェブの繊維が少なくとも該パターン領域において融解溶融され、又は接着剤の付加により形成され得る。熱接着不織布の利点としては、低エネルギーコストおよび製造速度がある。
【０００３】
不織布はまた、多数の他の方法、例えば、スパンレース法（ｓｐｕｎｌａｃｉｎｇ）または水流交絡法（米国特許第３，４８５，７０６号および米国特許第４，９３９，０１６号に開示されている）により；短繊維のカード加工（ｃａｒｄｉｎｇ）および熱接着（ｔｈｅｒｍａｌ ｂｏｎｄｉｎｇ）により；一連続処理における連続繊維のスパンボンド法（ｓｐｕｎｂｏｎｄｉｎｇ）により；繊維の布へのメルトブロー加工（ｍｅｌｔ ｂｌｏｗｉｎｇ）および次に得られたウェブのカレンダー加工（ｃａｌｅｎｄｅｒｉｎｇ）または熱接着；等によっても製造できる。
【０００４】
不織布の種々の特性は、異なる用途に対する不織布の適合性を決定する。不織布は、異なるニーズに適合すべく、異なる特性の組合せを有するように設計できる。不織布の可変の特性としては、液体取扱特性、例えば湿潤性、分配性、吸収性など、強度特性、例えば引張強さ、引裂強さなど、柔軟特性、耐久特性、例えば耐磨耗性など、および美的特性が含まれる。
【０００５】
ポリプロピレンは、そのコスト、高強度および加工性のため、不織布用の主要なポリマーとなっている。しかしながら、ポリプロピレン不織布は一般には、柔軟（ソフト）な綿布のような手触りを有しない。そのような次第なので、ポリエチレン不織布が関心を集めている。ポリエチレンからはより柔軟（ソフト）な不織布を生じるが、その引張強さや耐磨耗性は比較的に低い。
【０００６】
不織布の設計において液体取扱特性、強度特性、柔軟特性および耐久特性のような不織布の特性が通常は第一に重要であるが、不織布の外観および手触りが不織布製品の成功にとって決定的となる場合も多い。不織布の外観および手触りは、製品の露出部分を形成する不織布にとって特に重要である。例えば、不織布製品の外装（ｏｕｔｅｒ ｃｏｖｅｒ）が布地のような手触りおよび快適な装飾デザインを有することが望ましい場合が多い。
【０００７】
上述の当該技術分野における進歩にかかわらず、改善された不織布およびその製造方法に対する必要性が依然として存在する。特に、引張強さ、伸び、耐磨耗性、および曲げ剛性により規定される柔軟性（ソフトさ）が改善された不織布に対する必要性が存在する。
【０００８】
発明の概要
本発明の実施形態は、本発明の以下の面の一つ以上によって、上記の必要性を満たす。１つの面において、本発明は増大した引張強さ、伸び、耐磨耗性、曲げ剛性および／または柔軟性（ソフトさ）を有する不織布の製造方法に関する。この方法は、繊維ウェブを一対のローラに通過させて、高い割合の接着領域を有する熱接着不織布を得ることを含んでなる。この高い割合の接着領域は、該ローラの少なくとも１つにある彫刻パターン（ｅｎｇｒａｖｅｄ ｐａｔｔｅｒｎ）によって形成される。この彫刻パターンは高い割合の接着ポイント領域（ｂｏｎｄ ｐｏｉｎｔ ａｒｅａｓ）および／または広い接着ポイント角度（ｂｏｎｄ ｐｏｉｎｔ ａｎｇｌｅｓ）を有する。
【０００９】
幾つかの実施形態において、不織布の接着領域の割合は、少なくとも約１６％、または少なくとも約２０％、または少なくとも約２４％である。接着ポイント角度は、約２０°であるか又はそれよりも大きく、または約３５°であるか又はそれよりも大きく、または約３７°であるか又はそれよりも大きく、または約４２°であるか又はそれよりも大きく、または約４６°であるか又はそれよりも大きい。彫刻パターンは、少なくとも約１．５５×１０^５ 接着ポイント／平方メートル、または少なくとも約２．３１×１０^５ 接着ポイント／平方メートル、または少なくとも約３．１×１０^５ 接着ポイント／平方メートル、または少なくとも約３．４４×１０^５ 接着ポイント／平方メートル、または少なくとも約４．６×１０^５ 接着ポイント／平方メートル、または少なくとも約４．６５×１０^５ 接着ポイント／平方メートルを有する。この繊維ウェブは、エチレンのホモポリマー（単独重合体）か又はエチレンとコモノマーのコポリマー（共重合体）であり得るポリエチレンを含んでよい。該ポリエチレンは、シングルサイト（ｓｉｎｇｌｅ ｓｉｔｅ）触媒、例えばメタロセン触媒または束縛されたジオメトリー（ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ ｇｅｏｍｅｔｒｙ）触媒の存在下で得ることができる。
【００１０】
もう１つの面において本発明は、ここに記載される方法により製造された不織布に関する。この不織布はポリマーを含んでなり、高い割合の接着領域および高い耐磨耗性によって特徴付けられる。幾つかの実施形態において、該ポリマーは、エチレンのホモポリマーか又はエチレンとコモノマーのコポリマーであり得るポリエチレンである。該ポリエチレンは、シングルサイト触媒、例えばメタロセン触媒または束縛されたジオメトリー触媒の存在下で得ることができる。他の実施形態において、布の接着領域の割合は、少なくとも約１６％、または少なくとも約２０％、または少なくとも約２４％である。
【００１１】
本発明の種々の面および本発明の実施形態によって得られる利点は、以下の説明により明らかとなる。
【００１２】
発明の実施形態の説明
本発明の実施形態は熱接着による不織布の製造方法を提供する。この布は、一対のローラであって該ローラの少なくとも一つが広い接着ポイント角度とともに高い割合の接着ポイント領域を備えた彫刻パターンを有するものに繊維ウェブを通過させることによって生じる高い割合の接着領域を有する。
【００１３】
本願明細書において使用される用語「不織」（ｎｏｎｗｏｖｅｎ）は、ランダムに置かれる（ｉｎｔｅｒｌａｉｄ）が編布の場合のように特定できる態様にはない個々の繊維または糸の構造を有するウェブまたは布を意味する。本願明細書において使用される用語「接着」（ｂｏｎｄｉｎｇ）は、（繊維を５０デニール以下で延伸するのに必要とされるか又は使用される力または圧力とは別個に又はこれに追加して）力または圧力の適用により溶融または軟化した繊維を一緒に融合することを意味する。幾つかの実施形態において、接着強度は約１，５００グラム以上である。本願明細書において用語「熱接着」（ｔｈｅｒｍａｌ ｂｏｎｄｉｎｇ）は繊維の再加熱および（繊維を５０デニール以下で延伸するのに必要とされるか又は使用される力または圧力とは別個に又はこれに追加して）力または圧力の適用により繊維の溶融（または軟化）および融合を起こさせることを意味する。幾つかの実施形態において、接着強度は約２，０００グラム以上となる。巻取ロール（例えばゴデット）の前に単一処理または同時処理において繊維を延伸するとともに融合する処理、例えばスパンボンド処理は熱接着処理でないと考えられる。
【００１４】
不織布を製造するための熱接着方法を図１に示す。このような方法またはその変法が、例えば以下の米国特許：第５，８８８，４３８号；第５，８５１，９３５号；第５，７３３，６４６号；第５，６５４，０８８号；第５，６２９，０８０号；第５，４９４，７３６号；第４，７７０，９２５号；第４，６３５，０７３号；第４，６３１，９３３号；第４，５６４，５５３号；第４，３１５，９６５号に記載されており、その全体が参照により本願明細書に取り込まれる。そのような開示された方法の全てが改良により又は改良せずに本発明の実施形態に使用し得る。
【００１５】
図１を参照すると、最初に繊維ウェブ１２を形成するために、カード加工システムなどのウェブ形成システム１０が用いられる。繊維は主に、矢印１３で示すようにウェブ形成の機械方向に整列している。あるいは、よりランダムな配向の繊維を生じるためにスパンボンドシステムを使用してもよい。ウェブ１２は予備加熱ステーション１４を通過してよい。ウェブは次に、対向するロール２０および２２によって提供される接着ステーションの圧力ニップに通される。ロール２０は金属彫刻ロールであり、繊維の融点付近の温度まで加熱されている。バックアップロール（すなわち滑らかなロール）２２は繊維の融点付近の温度、好ましくは該繊維の粘着点（ｓｔｉｃｋ ｐｏｉｎｔ）より低い温度まで、制御された態様で加熱されている。幾つかの実施形態において、彫刻パターンは円形からなるものであるが、他の形状、例えば楕円形、正方形および方形も使用し得る。
【００１６】
図２Ａに例示する彫刻ロールは、フラットロールと緊密に圧縮されて接触している接着ポイント領域を含む。これらの領域が溶融を誘導し、接着領域を生じさせる。これらの領域の大きさが単一ポイントにおいて接着される繊維の数を決定し、また非繊維一体性を含む布の全体領域も決定する。１つの接着ポイントにおいて接合される繊維の数はその全体強度に影響し得るが、その全体剛性にも寄与し得る。不織布の全体特性に影響を及ぼす彫刻パターンの３つの要因がある。それらは接着領域、接着ポイント角度または側壁角度、および平方単位面積当たりのポイント数として通常述べられる接着ポイント集中度（ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ）を含む。
【００１７】
該ロール上の彫刻パターンは接着ポイントを解して生じる。これらのポイントは彫刻ロールから延在しており、フラットロールと接触するときに接着領域を生じさせる。一般には、接着ポイントが、図２Ｂに示されるような不織布上のパターンを生じさせる。彫刻パターンの接着ポイントは一般には、平方面積当たりの接着ポイント数によって表現される。好ましい実施形態において、彫刻パターンは、約１．５５×１０^５ 接着ポイント／平方メートル（１００接着ポイント／平方インチ）、好ましくは約２．３１×１０^５ 接着ポイント／平方メートル（１４９接着ポイント／平方インチ）、より好ましくは約３．１０×１０^５ 接着ポイント／平方メートル（２００接着ポイント／平方インチ）、又は約３．４４×１０^５ 接着ポイント／平方メートル（２２２接着ポイント／平方インチ）、又は約４．６０×１０^５ 接着ポイント／平方メートル（２９７接着ポイント／平方インチ）、又は約４．６５×１０^５ 接着ポイント／平方メートル（３００接着ポイント／平方インチ）を有する。５．４２×１０^５ 、６．２０×１０^５ 、７．７５×１０^５ 、９．３０×１０^５ 、又はそれより大きいようなより高い平方面積当たりの接着ポイント数（３５０、４００、５００、６００、又はそれより大きいような平方インチ当たりの接着ポイント数）も実行可能である。
【００１８】
接着ポイントは、接着ポイント角度および接着領域からなる。図３Ａ〜Ｉを参照すると、接着ポイント角度および接着領域が異なる種々の接着ポイントパターンが示されている。接着ポイント角度とは、該接着ポイントが彫刻ロールから延びる角度をいう。接着ポイント角度は約２０度以上、好ましくは約３５度以上、より好ましくは約３７度以上、更に好ましくは約４２度以上、一層更に好ましくは約４６度以上である。図３Ａは、４６°の角度、２０％の接着領域、３．４４×１０^５ ポイント／ｍ^２ （２２２ポイント／インチ^２ ）、１．７×１０^−３ ｍ（０．０６７インチ）のベース幅、４．３２×１０^−４ ｍ（０．０１７インチ）のベース高、および７．６２×１０^−４ ｍ（０．０３インチ）のポイント幅を有する接着パターン１について示すものである。図３Ｂは、２０°の角度、１６％の接着領域、３．４４×１０^５ ポイント／ｍ^２ （２２２ポイント／インチ^２ ）、１．７×１０^−３ ｍ（０．０６７インチ）のベース幅、４．３２×１０^−４ ｍ（０．０１７インチ）のベース高、および６．８６×１０^−４ ｍ（０．０２７インチ）のポイント幅を有する接着パターン２について示すものである。図３Ｃは、２０°の角度、２４％の接着領域、３．４４×１０^５ ポイント／ｍ^２ （２２２ポイント／インチ^２ ）、１．７×１０^−３ ｍ（０．０６７インチ）のベース幅、４．３２×１０^−４ ｍ（０．０１７インチ）のベース高、および８．３８×１０^−４ ｍ（０．０３３インチ）のポイント幅を有する接着パターン３について示すものである。図３Ｄは、２０°の角度、２０％の接着領域、２．３１×１０^５ ポイント／ｍ^２ （１４９ポイント／インチ^２ ）、１．７×１０^−３ ｍ（０．０６７インチ）のベース幅、４．３２×１０^−４ ｍ（０．０１７インチ）のベース高、および９．３０×１０^−４ ｍ（０．０３６６インチ）のポイント幅を有する接着パターン４について示すものである。図３Ｅは、２０°の角度、２０％の接着領域、４．６０×１０^５ ポイント／ｍ^２ （２９７ポイント／インチ^２ ）、１．７×１０^−３ ｍ（０．０６７インチ）のベース幅、４．３２×１０^−４ ｍ（０．０１７インチ）のベース高、および６．６０×１０^−４ ｍ（０．０２６インチ）のポイント幅を有する接着パターン５について示すものである。図３Ｆは、４２°の角度、１６％の接着領域、３．４４×１０^５ ポイント／ｍ^２ （２２２ポイント／インチ^２ ）、１．７×１０^−３ ｍ（０．０６７インチ）のベース幅、４．３２×１０^−４ ｍ（０．０１７インチ）のベース高、および６．８６×１０^−４ ｍ（０．０２７インチ）のポイント幅を有する接着パターン６について示すものである。図３Ｇは、３７°の角度、２４％の接着領域、３．４４×１０^５ ポイント／ｍ^２ （２２２ポイント／インチ^２ ）、１．７×１０^−３ ｍ（０．０６７インチ）のベース幅、４．３２×１０^−４ ｍ（０．０１７インチ）のベース高、および８．３８×１０^−４ ｍ（０．０３３インチ）のポイント幅を有する接着パターン７について示すものである。図３Ｈは、４６°の角度、２０％の接着領域、２．３１×１０^５ ポイント／ｍ^２ （１４９ポイント／インチ^２ ）、１．７×１０^−３ ｍ（０．０６７インチ）のベース幅、４．３２×１０^−４ ｍ（０．０１７インチ）のベース高、および９．３×１０^−４ ｍ（０．０３６６インチ）のポイント幅を有する接着パターン８について示すものである。図３Ｉは、３５°の角度、２０％の接着領域、４．６０×１０^５ ポイント／ｍ^２ （２９７ポイント／インチ^２ ）、１．７×１０^−３ ｍ（０．０６７インチ）のベース幅、４．３２×１０^−４ ｍ（０．０１７インチ）のベース高、および６．６０×１０^−４ ｍ（０．０２６インチ）のポイント幅を有する接着パターン９について示すものである。
【００１９】
接着領域および非接着領域が不織布を構成する。接着領域は、該接着ポイントによって生じる接着により覆われる不織布の表面領域の割合として定義できる。この接着領域は、本発明の実施形態において、好ましくは少なくとも約１６％、より好ましくは少なくとも約２０％、そして更に好ましくは少なくとも約２４％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％又はそれよりも大きい。
【００２０】
繊維および不織布製造
ウェブ形成システムには一般に、熱接着されて布を形成し得る繊維の製造方法が含まれ、ドライレイド、ウェットレイド、およびポリマーレイドまたは他のいずれかの方法が含まれる。幾つかの実施形態において、繊維はスパンボンド、メルトブローンまたはカード加工短繊維法により製造される。これらの方法は以下の米国特許：第３，３３８，９９２号；第３，３４１，３９４号；第３，２７６，９４４号；第３，５０２，５３８号；第３，９７８，１８５号；および第４，６４４，０４５号に記載されており、その全体が参照により本願明細書に取り込まれる。一般には、スパンボンド法は強力減圧チャンバーを使用して繊維の速度を増大させ、繊維直径を減少させて連続繊維を製造するものである。メルトブローン法は上方から空気を吹き下ろし表面力を用いて繊維をより高い速度で引っ張って、非常に低いデニールの不連続繊維を製造するものである。
【００２１】
従来のスパンボンド法は米国特許第３，８２５，３７９号；第４，８１３，８６４号；第４，４０５，２９７号；第４，２０８，３６６号および第４，３３４，３４０号に記載されており、その全体が参照により本願明細書に取り込まれる。スパンボンド法は布製造の技術分野においてよく知られた技術の一つである。一般に、連続繊維が押出され、エンドレスベルト上に置かれ（ｌａｉｄ）、次に互いに接着され、また多くの場合に、加熱カレンダーロールにより又はバインダーの添加によりメルトブローン層のような第二層に対して接着される。スパンボンド法の概観は、テネシー州ノックスヴィル、テネシー大学、テキスタイル不織開発センター（Ｔｈｅ Ｔｅｘｔｉｌｅｓ ａｎｄ Ｎｏｎｗｏｖｅｎｓ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｅｎｔｅｒ（以下「ＴＡＮＤＥＣ」という）の後援による８周年不織ワークショップ、１９９０年７月３０日〜８月３日で発表されたＬ．Ｃ． Ｗａｄｓｗｏｒｔｈ ａｎｄ Ｂ．Ｃ． Ｇｏｓｗａｍｉ， Ｎｏｎｗｏｖｅｎ Ｆａｂｒｉｃｓ； ”Ｓｐｕｎｂｏｎｄｅｄ ａｎｄ Ｍｅｌｔ Ｂｌｏｗｎ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ” から得ることができる。
【００２２】
用語「メルトブローン」（ｍｅｌｔｂｌｏｗｎ）とは、本願明細書において、溶融された熱可塑性ポリマー組成物を、複数の微細な通常は円形のダイキャピラリーに通して、溶融された糸またはフィラメントとして収束（ｃｏｎｖｅｒｇｉｎｇ）高速ガス流（例えば空気）（これは該糸またはフィラメントを減少した直径まで細くするように機能する）中に押し出すことによって形成された繊維をいう。その後、該フィラメントまたは糸は高速ガス流によって運ばれ捕集面上に堆積されて、平均直径が概ね１０ミクロンよりも小さい、ランダム分散メルトブローン繊維のウェブを形成する。
【００２３】
用語「スパンボンド」（ｓｐｕｎｂｏｎｄ）とは、本願明細書において、溶融された熱可塑性ポリマー組成物を、紡糸口金の複数の微細な通常は円形のダイキャピラリーに通してフィラメントとして押し出すことによって形成された繊維をいい、この押し出されたフィラメントの直径が次に急速に減少され、その後に該フィラメントを捕集面上に堆積させて、平均直径が概ね約７ないし約３０ミクロンのランダム分散スパンボンド繊維のウェブを形成する。
【００２４】
不織布は多数の方法により製造することができる。多くの方法は、実質的に同じ基本的手順：（１）材料選択；（２）ウェブ形成；（３）ウェブ圧蜜化（ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ）；および（４）ウェブ仕上げを含む。材料選択は、当該用途に適した特性を与える。選択された材料の繊維からウェブが形成される。このウェブは次に接着されて布を形成し、この布が仕上げ処理されて、切断および折畳のための最終製品を生じる。
【００２５】
繊維の直径は、強度および曲げ剛性を含む布の特性に影響する。繊維直径は種々の方法で測定でき報告されている。一般には、繊維直径はフィラメント当たりのデニールで測定される。デニールは、９０００メートルの当該繊維の長さ当たりの該繊維のグラム数として定義される繊維用語である。モノフィラメントは、一般に１５よりも大きい、通常は３０よりも大きいフィラメント当たりのデニールを有する押し出された糸をいう。ファインデニール繊維は一般に、約１５以下のデニールを有する繊維をいう。ミクロデニール（すなわちミクロ繊維）は一般に、約１００マイクロメートル以下の直径を有する繊維をいう。本願明細書で開示される繊維の場合、繊維の弾性に殆ど影響を与えないで直径を大幅に変化させることができる。しかしながら、繊維デニールは、完成製品の性質に適合するように調整することができ、そのために好ましくは、メルトブローンの場合には約０．５ないし約３０デニール／フィラメント；スパンボンドの場合には約１ないし約３０デニール／フィラメント；および連続巻フィラメントの場合には約１ないし約２０，０００デニール／フィラメントであってよい。デニール単位の繊維直径を以下の式によりメートルに変換することができる。
【数１】

【００２６】
布の最終特性に影響する他の繊維特性には、繊維の配向性、結晶性、直径および冷却速度がある。接着強度は不織布強度における制限的な要因である。繊維の配向性が低くなると、接着時に溶融する量が多くなり、より強い接着領域を生じさせることが可能である。さらに、ポリマーの延伸によって誘導される高量の配向性が、熱接着時に高量の収縮を生じさせ、加工性を困難にする。
【００２７】
繊維の結晶性部分は、熱接着法にとって、発生する溶融にのために特に重要である。溶融および流動の程度が接着強度に有意に影響を及ぼす。比較的に安定でない結晶が最初に溶融し；次に、該ポリマーに十分な熱が移動すれば、比較的に安定な又は配向した結晶が溶融する。接着領域への熱移動の時間が短いために、一部分の結晶だけが溶融する。
【００２８】
ウェブが緩やかに形成された後に、個々の繊維が一緒に結合される必要がある。ウェブ厚蜜化は、布に強度と剛性を与える。ウェブを圧蜜化する方法には、機械的、化学的および熱的接着がある。機械的圧蜜化は、ウェブ中の種々のポイントにおいて繊維を交絡することによって達成され、ニードルパンチ法、スティッチボンド法、スパンレース法または他のいずれかの機械的圧蜜化方法を含む。化学的接着は、ラテックスなどの接着剤でウェブを噴霧し又は飽和させることを含む。ウェブの熱接着は、一般的な接着方法であり、ポイントカレンダー接着、超音波接着および放射熱接着を含む。幾つかの実施形態において、ポイントカレンダー接着が使用され、緊密に接触している２つの加熱ロールを通してウェブを通過させることを含む。一方のロールには雄型パターンの彫刻が施され、他方のロールはフラットロールである。繊維が相互にわたって溶融流動する。冷却により、布が形成される。
【００２９】
繊維のウェブがカレンダーに引き込まれるにつれて、異なる強度の熱力学的過程が発生する。これらの過程には：伝導性熱移動；変形熱；溶融ポリマーの流動；拡散；およびクラペイロン効果が含まれる。
【００３０】
伝導性熱移動は、鋼ロール、布境界面を越えて運ばれる。伝導により移動される熱の量は、鋼ロールの温度、およびウェブが接着ポイントの下で過ごす時間量（ロール速度）に比例する。更に系に加わる熱として変形の熱がある。鋼ロール間の高い圧力に起因して、ウェブが異なる形状に非常に速く変形し、系で機械的仕事が行われる。この機械的仕事が熱に移り変わる。これら２つの形態の熱がロール間のウェブの温度を上昇させ、接着ピンの下で最高である。機械的仕事の全てが熱に移り変わると仮定すると、以下の式が与えられる：
［Ｆ（ｓ）ｄｓ］α＝ＶρＣ_ｐ ΔＴ ＋ ｆΔＨ_ｆ χρＶ
式中、Ｆ（ｓ）ｄｓは距離ｄｓにわたってウェブ上に及ぼされる力であり、αは機械的仕事から熱への変換比であり、Ｖはウェブの体積であり、χは結晶化度であり、ｆは溶融する結晶の割合である。右辺の第一項は温度を増大させるのに用いられる熱量であり、第二項はポリマー結晶を溶融させる熱量を記述する。
【００３１】
温度がその融点に到達すると、該ピンの下での高い圧力が溶融物を低い圧力の領域へと外側に流動させる。また溶融状態にある間にポリマーは自己拡散する。カレンダーを作動させることにより、溶融物が固化し、接着ポイントにおける繊維を機械的に固定する。これらの２つの現象が接着ポイントにおける幾つかの繊維を一緒に融合し、ウェブを布に変化させる。接着プロセス時のポリマーにとって拡散浸透距離は殆ど無視できる。この浸透距離は以下の式により与えられる：
Ｒ＝［ｔ（２×Ｄ）］^１／２
式中、Ｒは浸透距離であり、ｔは時間であり、Ｄは自己拡散係数である。一般に、大部分のポリマーは１０^−１５ 程度の拡散係数を有し、接着ピンの下で１０〜４０ミリ秒を過ごす。これらの大まかな数字を用いて、拡散距離は僅か４５Åないし１００Åであると計算される。熱接着に使用される大部分の繊維が直径約２０ミクロンであることを考慮すると、繊維はその全直径の僅か０．０００００２２５％しか拡散しない。それ故に、接着領域において繊維の周囲で溶融するポリマーの機械的な固着が、接着ポイントにおいて繊維を一緒に保持する支配的な力であると考えられる。
【００３２】
接着ピンの下での増大した圧力が、クラペイロン効果（ｃｌａｐｅｙｒｏｎ ｅｆｆｅｃｔ）としても知られている融点の上昇を招く。この圧力の効果はポリプロピレンの融点を３８Ｋ／ｋｂａｒまたは０．３８℃／ＭＰａ上昇させる。接着ピンの下での典型的な圧力を用いると、ポリプロピレンの融点は約１０℃上昇する。ポリエチレンの融点は典型的な接着圧力の下で約５℃上昇するだけである。
【００３３】
温度、圧力、速度、ロール直径および彫刻パターンを含む、ポイント接着熱カレンダー加工法の幾つかの要因が、最終布特性に影響する。温度の選択は主に材料の関数であるが、ウェブへの全エネルギー移動は温度、圧力、ロール直径およびライン速度の関数であることに留意される。温度を過度に低く選択すると、ウェブが接着不足となり、布の強度が弱くなる傾向にある。ロール温度が過度に高いと、ウェブが接着過多となり、得られる布がこわすぎるか、又はウェブが完全に溶融してロールに貼り付くことになる。
【００３４】
布に適用される圧力の効果は小さいが、無視することはできない。低い圧力においては、ウェブの接着が不良で、それ故に強度が不良である。圧力が増加するに伴い、布の強度は接着温度および圧力の両方の関数である。非常に高い圧力においては、布の強度が最大値に到達した後に、圧力の増加に伴い減少し始める。この圧力より低ければ、布の強度はポリマーの融点まで連続的に増大する。
【００３５】
接着ロールの速度および直径は、ウェブへの熱移動の全時間に影響する。接着ロール直径が大きいと、小さなロールに比べて加熱されたロールとの緊密な接触が可能となる。したがって、ウェブへ移動する熱量が多くなる。同様に、遅く回転するロールは、速く回転するロールに比べて接触時間が長くなる。
【００３６】
布がニップ（緊密接触領域）において過ごす時間量は、以下のように表される：
【数２】

式中、Ｃ_０ はウェブの当初の厚さであり、Ｃ_Ｎ は接着ロール間での厚さであり、Ｃ_Ｒ は接着ロールでの圧縮後の厚さである。
【００３７】
繊維の形状は、限定されず、いずれの適当な形状であってもよい。例えば、典型的な繊維は円形の断面形状を有するが、繊維が異なる形状、例えば三葉形状、またはフラット（すなわち「リボン」様）形状を有する場合もある。
【００３８】
熱接着布が接着ピンから逃れ出た後に、接着領域の冷却および固化が起こる。布およびより詳細には接着領域のクエンチ速度は、最終布特性に影響を及ぼし得る。
【００３９】
重要な布特性としては、強度、伸び、ピーク荷重、磨耗および曲げ剛性がある。不織布の強度もしくは靭性および伸びは、製造後処理および消費者の両方にとって重要である。布の強度および弾性が大きければ大きい程、それを他の材料と組み合わせて最終消費製品とすることが迅速に可能となる。不織布のもう一つの特性はその耐磨耗性である。不織布に研磨表面が適用される場合に、表面から繊維が引っ張られ、毛羽立ち又は毛玉を表面に生じさせる。そのため、不織布にとって高い耐磨耗性が望ましい。人によって着用され肌に触れる材料の更に別の重要な特性が、そのこわさ（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ：剛性）である。この特性は曲げ剛性または手触り評価によって測定できる。
【００４０】
繊維形成ポリマー
いずれの繊維形成ポリマー、特に熱接着できる繊維形成ポリマーも、本発明の実施形態において使用し得る。例えば、適当なポリマーとしては、限定されることなく、α−オレフィン単独重合体、およびインターポリマー、すなわちポリプロピレン、プロピレン／Ｃ_４ 〜Ｃ_２０ α−オレフィン共重合体、ポリエチレンおよびエチレン／Ｃ_３ 〜Ｃ_２０ α−オレフィン共重合体を含むインターポリマーが含まれ、該インターポリマーは、不均一（ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｏｕｓ）エチレン／α−オレフィン・インターポリマー、又は均一（ｈｏｍｏｇｅｎｏｕｓ）エチレン／α−オレフィン・インターポリマー、例えば実質的に線状のエチレン／α−オレフィン・インターポリマーであってよい。また、炭素原子数２〜２０を有し極性基を含有する脂肪族α−オレフィンも含まれる。ポリマーに極性基を導入した脂肪族α−オレフィンとして適当なものとしては、例えば、エチレン不飽和ニトリル、例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル、エタクリロニトリルなど；エチレン不飽和酸無水物、例えば無水マレイン酸；エチレン不飽和アミド、例えばアクリルアミド、メタクリルアミドなど、エチレン不飽和カルボン酸（一官能および二官能の両方を含む）、例えばアクリル酸およびマレイン酸など；エチレン不飽和カルボン酸のエステル（特に、低級、例えばＣ_１ 〜Ｃ_６ アルキルエステル）、例えばメタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸またはアクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸２−エチル−ヘキシル、またはエチレン−酢酸ビニル共重合体など；エチレン不飽和ジカルボン酸イミド、例えばＮ−アルキルもしくはＮ−アリールマレイミド、例えばＮ−フェニルマレイミドなどが含まれる。好ましくは、極性基を含有するこのようなモノマーは、アクリル酸、酢酸ビニル、無水マレイン酸およびアクリロニトリルである。脂肪族α−オレフィンモノマーから該ポリマーに含まれ得るハロゲン基としては、フッ素、塩素、臭素があり；好ましくは、そのようなポリマーは塩素化ポリエチレン（ＣＰＥｓ）である。ポリエステルおよびナイロンなどのポリマーも使用し得る。
【００４１】
均一（ｈｏｍｏｇｅｎｏｕｓ）インターポリマーにおいては、実質的に全てのインターポリマー分子が当該インターポリマー内で同一のエチレン／コモノマー比を有するのに対し、不均一（ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｏｕｓ）インターポリマーはインターポリマー分子が同一のエチレン／コモノマー比を有しないものである点において、不均一インターポリマーは均一インターポリマーとは区別される。本願明細書で使用される用語「広範な組成分布」（ｂｒｏａｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）は、不均一インターポリマーについてコモノマー分布を記述するものであり、不均一インターポリマーが「線状」部分を有すること、および不均一インターポリマーがＤＳＣにより多重融解ピークを有すること（すなわち少なくとも２つの異なる融解ピークを示すこと）を意味する。不均一インターポリマーは、約１０％（重量基準）以上、好ましくは約１５％（重量基準）より多く、特に好ましくは約２０％（重量基準）より多く、２メチル／１０００炭素以下の分岐度を有する。また、不均一インターポリマーは、約２５％（重量基準）以下、好ましくは約１５％（重量基準）より少なく、特に好ましくは約１０％（重量基準）より少なく、２５メチル／１０００炭素以上の分岐度を有する。
【００４２】
不均一ポリマー成分は、α−オレフィン単独重合体、好ましくはポリエチレンもしくはポリプロピレン、または、好ましくは少なくとも１種のＣ_３ 〜Ｃ_２０ α−オレフィンおよび／またはＣ_４ 〜Ｃ_１８ ジエンとエチレンのインターポリマーとすることができる。プロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−オクテンと、エチレンのインターポリマーが特に好適である。
【００４３】
線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）は、溶液法または流動層法により製造される。この重合は触媒による。チーグラー・ナッタ触媒系およびシングルサイト・メタロセン触媒系がＬＬＤＰＥを製造するために使用されている。その結果得られるポリマーは、本質的に線状の骨格によって特徴付けられる。この線状ポリマー骨格に取り込まれるコモノマーのレベルによって、密度が制御される。ＬＬＤＰＥを製造する際に、典型的には種々のα−オレフィンがエチレンと共重合される。好ましくは炭素原子数４〜８のα−オレフィンが約１０重量％以下の量でポリマー中に存在する。最も典型的なコモノマーは、ブテン、ヘキセン、４−メチル−１−ペンテンおよびオクテンである。コモノマーはポリマーの密度に影響する。ＬＬＤＰＥの密度範囲は比較的に広く、典型的には０．８７〜０．９５ｇ／ｃｃ（ＡＳＴＭ Ｄ−７９２）である。
【００４４】
線状低密度ポリエチレンのメルトインデックスは、鎖終結剤、例えば水素または水素供与剤の導入によっても制御できる。ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８ 条件１９０℃／２．１６ｋｇ（以前は「条件Ｅ」として知られ「Ｉ_２ 」としても知られていた）に従い、線状低密度ポリエチレンについて測定されるメルトインデックスは、約０．１〜約１５０ｇ／１０分という広い範囲をとり得る。本発明の目的のためには、ＬＬＤＰＥは１０よりも大きなメルトインデックスを有するべきであり、スパンボンドフィラメントの場合には１５以上が好ましい。特に好適なのは０．９０〜０．９４５ｇ／ｃｃの密度および２５よりも大きなメルトインデックスを有するＬＬＤＰＥである。
【００４５】
適当な市販の線状低密度ポリエチレンポリマーの例としては、ダウ・ケミカル・カンパニーから利用可能な線状低密度ポリエチレンポリマー、例えば繊維等級樹脂のＡＳＰＵＮ（商標）シリーズ、ＤＯＷ ＬＬＤＰＥ ２５００（ＭＩ５５、密度０．９２３）、ＤＯＷ ＬＬＤＰＥ タイプ６８０８Ａ（ＭＩ３６、密度０．９４０）、およびエクソン・ケミカル・カンパニーからの線状低密度ポリエチレンポリマーのＥＸＡＣＴ（商標）シリーズ、例えば、ＥＸＡＣＴ（商標）２００３（ＭＩ３１、密度０．９２１）がある。
【００４６】
均一ポリマー成分は、α−オレフィン単独重合体、好ましくはポリエチレンもしくはポリプロピレン、または、好ましくは少なくとも１種のＣ_３ 〜Ｃ_２０ α−オレフィンおよび／またはＣ_４ 〜Ｃ_１８ ジエンとエチレンのインターポリマーとすることができる。プロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−オクテンと、エチレンとのインターポリマーが特に好適である。
【００４７】
エチレン／α−オレフィン重合についてのメタロセン系触媒の比較的最近の導入の結果、均一（ｈｏｍｏｇｅｎｏｕｓ）インターポリマーとして知られる新しいエチレンインターポリマーが製造されている。
【００４８】
本願明細書に記載される繊維を形成するために有用な均一インターポリマーは均一な分岐分布を有する。すなわち、このポリマーは、任意のインターポリマー分子内にコモノマーがランダムに分散され、実質的に全てのインターポリマー分子が当該インターポリマー内で同一のエチレン／コモノマー比を有するものである。ポリマーの均一性は、通常、ＳＣＢＤＩ（Ｓｈｏｒｔ Ｃｈａｉｎ Ｂｒａｎｃｈ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ：短鎖分岐分布インデックス）またはＣＤＢＩ（Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｂｒａｎｃｈ Ｉｎｄｅｘ：組成分布分岐インデックス）によって記述され、メジアン全モル・コモノマー含有量の５０％以内のコモノマー含有量を有するポリマー分子の重量％として定義される。ポリマーのＣＤＢＩは、当該技術分野において既知の方法、例えばＷｉｌｄ ｅｔ ａｌ， Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ， Ｐｏｌｙ． Ｐｈｙｓ． Ｅｄ．， Ｖｏｌ． ２０， ｐ．４４１ （１９８２）、または米国特許第４，７９８，０８１号、または米国特許第５，００８，２０４号に記載されているような（その開示が参照により本願明細書に取り込まれる）例えば昇温溶出分別法（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｒｉｓｉｎｇ ｅｌｕｔｉｏｎ ｆｒａｃｔｉｏｎａｔｉｏｎ）（本願明細書において「ＴＲＥＦ」と略する）より得られるデータから容易に計算される。ＣＤＢＩの計算方法は、米国特許第５，３２２，７２８号および米国特許第５，２４６，７８３号または米国特許第５，０８９，３２１号に記載されており、その全ての開示が参照により本願明細書に取り込まれる。本発明に使用される均一インターポリマーについてのＳＣＢＤＩまたはＣＤＢＩは、好ましくは約３０％よりも大きく、特に好ましくは約５０％、７０％または９０％よりも大きい。
【００４９】
本発明において使用される均一インターポリマーは、ＴＲＥＦ法により測定される測定可能な「高密度」（ｈｉｇｈ ｄｅｎｓｉｔｙ）フラクションを本質的に欠いている（すなわち均一エチレン／α−オレフィン・インターポリマーは２メチル／１０００炭素以下の分岐度をもったポリマーフラクションを含有しない）。また、均一インターポリマーは、非常に短い鎖の分岐したフラクションも含有しない（すなわちそれらは３０メチル／１０００炭素以上の分岐度をもったポリマーフラクションを含有しない）。
【００５０】
実質的に線状のエチレン／α−オレフィン・ポリマーおよびインターポリマーもまた均一インターポリマーであるが、米国特許第５，２７２，２３６号および米国特許第５，２７２，８７２号において更に規定されており、その内容全体が参照により取り込まれる。そのようなポリマーは、その優れた加工性ならびに特異なレオロジー特性および高い溶融弾性および溶融破損耐性に起因して特異である。これらのポリマーは、ジオメトリーが束縛されたメタロセン触媒系を用いて連続重合法により首尾よく調製できる。
【００５１】
用語「実質的に線状」（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ ｌｉｎｅａｒ）のエチレン／α−オレフィン・インターポリマーは、約０．０１長鎖分岐／１０００炭素ないし約３長鎖分岐／１０００炭素、より好ましくは約０．０１長鎖分岐／１０００炭素ないし約１長鎖分岐／１０００炭素、そして特に好ましくは約０．０５長鎖分岐／１０００炭素ないし約１長鎖分岐／１０００炭素で置換されたポリマー骨格を意味する。
【００５２】
長鎖分岐は、本願明細書において、少なくともコモノマーの全炭素数よりも２炭素少ないよりも１炭素多い鎖長として定義され、例えば、エチレン／オクテンの実質的に線状のインターポリマーの長鎖分岐は、少なくとも７炭素の長さ（すなわち８炭素よりも２少ない＝６炭素＋１＝７炭素長鎖分岐長）である。長鎖分岐はポリマー骨格の長さとほぼ同じの長さとなり得る。長鎖分岐は、 ^１３Ｃ核磁気共鳴（ＮＭＲ）分光法を使用して決定され、Ｒａｎｄａｌｌの方法（Ｒｅｖ． Ｍａｃｒｏｍｏｌ． Ｃｈｅｍ． Ｐｈｙｓ．， Ｃ２９（２＆３）， ｐ．２８５−２９７）を使用して定量され、その開示が参照により本願明細書に取り込まれる。長鎖分岐は当然のことながら、コモノマーの取込みのみから生じる短鎖分岐とは区別され、そのため、例えば、エチレン／オクテンの実質的に線状のポリマーの短鎖分岐が６炭素の長さであるのに対し、同一ポリマーの長鎖分岐は少なくとも７炭素の長さである。
【００５３】
追加的な適当なポリマーが以下の米国特許：第６，３１６，５４９号；第６，２８１，２８９号；第６，２４８，８５１号；第６，１９４，５３２号；第６，１９０，７６８号；第６，１４０，４４２号；第６，０３７，０４８号；第５，６０３，８８８号；第５，１８５，１９９号；および第５，１３３，９１７号に開示されており、その全てがその全体において参照により本願明細書に取り込まれる。
【００５４】
市販の繊維形成ポリエチレンの例としては、ＡＳＰＵＮ（商標）６８０６Ａ（メルトインデックス：１０５．０ｇ／１０分；密度：０．９３０ｇ／ｃｃ）、ＡＳＰＵＮ（商標）６８４２Ａ（メルトインデックス：３０．０ｇ／１０分；密度：０．９５５ｇ／ｃｃ）、ＡＳＰＵＮ（商標）６８１１Ａ（メルトインデックス：２７．０ｇ／１０分；密度：０．９４１ｇ／ｃｃ）、ＡＳＰＵＮ（商標）６８３０Ａ（メルトインデックス：１８．０ｇ／１０分；密度：０．９３０ｇ／ｃｃ）、ＡＳＰＵＮ（商標）６８３１Ａ（メルトインデックス：１５０．０ｇ／１０分；密度：０．９３０ｇ／ｃｃ）、およびＡＳＰＵＮ（商標）８６３５Ａ（メルトインデックス：１７．０ｇ／１０分；密度：０．９５０ｇ／ｃｃ）があり、全てミシガン州ミッドランド、ザ・ダウ・ケミカル・カンパニーから利用可能である。
【００５５】
市販の繊維形成ポリプロピレンの例としては、５Ａ１０（溶融流量：１．４ｇ／１０分；曲げ弾性率：１５８５ＭＰａ（２３０，０００ｐｓｉ））；５Ａ２８（溶融流量：３．０ｇ／１０分；曲げ弾性率：１５８５ＭＰａ（２３０，０００ｐｓｉ））；５Ａ６６Ｖ（溶融流量：４．６ｇ／１０分；曲げ弾性率：１６５４ＭＰａ（２４０，０００ｐｓｉ））；５Ｅ１７Ｖ（溶融流量：２０．０ｇ／１０分；曲げ弾性率：１３４４ＭＰａ（１９５，０００ｐｓｉ））；５Ｅ４０（溶融流量：９．６ｇ／１０分；曲げ弾性率：１３７８ＭＰａ（２００，０００ｐｓｉ））；ＮＲＤ５−１２５８（溶融流量：１００．０ｇ／１０分；曲げ弾性率：１３１８ＭＰａ（１９１，３００ｐｓｉ））；ＮＲＤ５−１４６５（溶融流量：２０．０ｇ／１０分；曲げ弾性率：１３４４ＭＰａ（１９５，５００ｐｓｉ））；ＮＲＤ５−１５０２（溶融流量：１．６ｇ／１０分；曲げ弾性率：１３４７ＭＰａ（１９５，５００ｐｓｉ））；ＮＲＤ５−１５６９（溶融流量：４．２ｇ／１０分；曲げ弾性率：１３７８ＭＰａ（２００，０００ｐｓｉ））；ＮＲＤ５−１６０２（溶融流量：４０．０ｇ／１０分；曲げ弾性率：１１７２ＭＰａ（１７０，０００ｐｓｉ））；ＳＲＤ５−１５７２（溶融流量：３８．０ｇ／１０分；曲げ弾性率：１２９８ＭＰａ（１８８，４００ｐｓｉ））；ＳＲＤ５−１２５８（溶融流量：２５．０ｇ／１０分）；およびＩＮＳＰＩＲＥ（商標）樹脂（１．８〜約２５ｇ／１０分の範囲の溶融流量）があり、全てザ・ダウ・ケミカル・カンパニーから利用可能である。溶融流量はＡＳＴＭ Ｄ １２３８（２３０℃／２．１６ｋｇ）に従って測定され、曲げ弾性率はＡＳＴＭ Ｄ ７９０Ａに従って測定される。エクソン（Ｅｘｘｏｎ）、バーゼル（Ｂａｓｓｅｌ）、三井（Ｍｉｔｓｕｉ）等、他の会社からの樹脂も使用し得ることに留意されるべきである。
【００５６】
添加剤、例えば酸化防止剤（例えばチバガイギー（Ｃｉｂａ Ｇｅｉｇｙ）により供給されるＩＲＧＡＮＯＸ（商標）１０１０またはＩＲＧＡＮＯＸ（商標）１０７６のような嵩高いフェノール類）、ホスファイト類（同じくチバガイギーにより供給されるＩＲＧＡＦＯＳ（商標）１６８）、付着添加剤（例えばＰＩＢ）、顔料、着色剤、充填剤等も、本願明細書で開示される繊維材料に含めることができる。
【００５７】
同様に、本願明細書で開示されるポリマーを他のポリマーと混合して、所望の特性に悪影響を及ぼさないような程度で、弾性、加工性、強度、熱接着性または付着性などの特性を変性することができる。
【００５８】
ポリマーを変性するために有用な材料としては、他の実質的に線状のエチレンポリマー、ならびに他のポリオレフィン、例えば高圧低密度エチレン単独重合体（ＬＤＰＥ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−カルボン酸共重合体、エチレン・アクリレート共重合体、ポリブチレン（ＰＢ）、エチレン／α−オレフィン・ポリマー、例えば高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、中密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン・インターポリマー、超低密度ポリエチレン（ＵＬＤＰＥ）、ならびにグラフト変性ポリマー、例えば無水物および／またはジエンを含むもの、またはこれらの混合物が含まれる。
【００５９】
ポリマーを変性するのに適当な更に他のポリマーとしては、種々の異なる程度の弾性を示すことが知られている合成および天然のエラストマーおよびゴムが含まれる。ＡＢおよびＡＢＡブロックまたはグラフト共重合体（式中、Ａは例えばスチレン部分などの熱可塑性末端ブロックであり、Ｂは例えば共役ジエンまたは低級アルケンから誘導されるエラストマー中間ブロックである）、塩素化エラストマーおよびゴム、エチレン・プロピレン・ジエン・モノマー（ＥＰＤＭ）ゴム、エチレン−プロピレンゴム等およびそれらの混合物が、本願明細書で開示される弾性材料を変性するために適当と考えられる既知の従来技術の弾性材料の例である。
【００６０】
ポリプロピレンをポリエチレンなどの低融点ポリマーとブレンドして接着領域での強度を増大させることができる。同様にして、ＬＬＤＰＥを低融点／低密度ポリエチレンとブレンドして同様の結果を生じさせることができる。
【００６１】
不織布を製造するために使用されるポリマーの最初の化学構造が布特性に対する影響を有する。ポリマーの化学構造は該ポリマーの密度／結晶性、粘性および分子量分布に影響する。また、ブレンドをつくるための２種以上のポリマーの添加が布特性に対して有意な影響を及ぼし得る。ＭＷＤの増加は紡糸プロセスにおける繊維の配向性を減少させ、カレンダー加工時の溶融量を増加させる。
【００６２】
本発明の実施形態による不織布は種々の用途において有用性を有する。適当な用途としては、限定されることなく、使い捨て個人用衛生製品（例えばトレーニング・パンツ、おむつ、吸収性アンダーパンツ、失禁製品、女性用衛生物品など）、使い捨て衣服（例えば産業衣料、作業服、ヘッドカバー、アンダーパンツ、パンツ、シャツ、手袋、靴下など）および感染制御／クリーンルーム製品（例えば手術用ガウンおよびドレープ、フェースマスク、ヘッドカバー、手術用帽子およびフード、靴カバー、ブーツスリッパ、傷ドレッシング、包帯、滅菌ラップ、ワイパー、実験用上着、カバーオール、パンツ、エプロン、ジャケット、寝具およびシーツ）が含まれる。不織布はまた、以下の米国特許：第６，３１６，６８７号；第６，３１４，９５９号；第６，３０９，７３６号；第６，２８６，１４５号；第６，２８１，２８９号；第６，２８０，５７３号；第６，２４８，８５１号；第６，２３８，７６７号；第６，１９７，３２２号；第６，１９４，５１７号；第６，１７６，９５２号；第６，１４６，５６８号；第６，１４０，４４２号；第６，０９３，６６５号；第６，０２８，０１６号；第５，９１９，１７７号；第５，９１２，１９４号；第５，９００，３０６号；第５，８３０，８１０号；および第５，７９８，１６７号に教示されたように使用してもよく、これらの全てがその全体において本願明細書に取り込まれる。
【００６３】
実施例
以下の実施例は本発明の幾つかの実施形態を例示するものである。それらは本願において他の部分に記載され特許請求された発明を限定するものではない。実施例における全ての数値は概略値である。以下の実施例において、種々の不織布が多数の方法によって特徴付けられた。これらの布の性能データも得られた。これらの方法または試験は、適用できる場合にはＡＳＴＭ基準に従って、又は既知の手順に従って行われた。
【００６４】
ポリマーブレンドの調製
ハーケ（ＨＡＡＫＥ）二軸スクリュー押出機を使用してポリマーブレンドを製造した。この押出機は以下の特性を有する：
・それぞれ温度１１０℃、１２０℃、１３０℃、１３５℃、１３５℃、１３５℃の６つの加熱ゾーン。
・２つの１８ｍｍ直径スクリュー。
・Ｌ／Ｄ＝３０。
・溶融温度＝１４６℃。
・ダイ圧力＝２．６４×１０^６ Ｐａ（３８３ｐｓｉ）。
・トルク＝３．４４×１０^７ Ｐａ（５０００ｐｓｉ）。
・速度＝２００ｒｐｍ。
【００６５】
ポリマー繊維の調製
ギアポンプを送り出す１インチ直径押出機を使用してポリマーを押出すことによって繊維を製造した。このギアポンプは、４０マイクロメートル（平均孔径）焼結フラット金属フィルターおよび１０８孔の紡糸口金を有する紡糸パックを通して該材料を押し出すものである。この紡糸口金の孔は４００マイクロメートルの直径および４／１のランド長さ（すなわち長さ／直径またはＬ／Ｄ）を有する。ギアポンプは、１分当たり紡糸口金の各孔を通して約３グラムのポリマーが押し出されるように操作される。ポリマーの溶融温度は紡糸されるポリマーの分子量によって異なる。一般には、分子量が大きい程、溶融温度は高くなる。溶融紡糸される繊維が冷めるのを補助するためにクエンチ空気（室温（約２４℃）よりも僅かに高い）が使用される。クエンチ空気は紡糸口金の直ぐ下に位置しており、繊維線が押し出される際にそれを横切る空気を吹き出す。クエンチ空気流量は、紡糸口金よりも下の繊維領域において手で殆ど感じられない程に十分小さい。繊維は直径約０．１５２ｍ（６インチ）のゴデットロール上に捕集される。ゴデットロールの速度は調整可能であるが、本願において実証される実験の場合にはゴデット速度は約１５００回転／分である。ゴデットロールは紡糸口金ダイよりも約３メートル下に位置している。紡糸プロセスの直後に、全ての繊維が長さ０．０３８１ｍ（１．５インチ）の繊維に切断される。
【００６６】
不織布の調製
本願明細書に記載した手順に従って、硬化クロムメッキ彫刻鋼ロールを備えた実験用カレンダーにより不織布サンプルを製造した。１つの彫刻パターンは２０％の全接着領域および３．４４×１０^５ 接着ポイント／平方メートル（２２２接着ポイント／平方インチ）を有する。図３Ａ〜３Ｉは、本発明の実施形態において使用される種々の接着パターンをその寸法と共に模式的に示す。
【００６７】
各パターンのデザインについて以下の手順を行った。全ての繊維は３デニールであった。これらの繊維をカード加工機に送り込んだ。これらの繊維を次に減圧によりローターリング（ＲｏｔｏｒＲｉｎｇ）に引き込み、一連の針を通過させた。これらの繊維を次に、高速遠心機による更なるカード加工のために整然と配列した。このプロセスをサンプル毎に繰り返した。次に、これらの繊維を寸法１０ｃｍ×４０ｃｍのスチール（鋼）トレー上に均一に分配し、該繊維ウェブの前端部をペーパーフィードカード内に入れた。これにより基本重量（目付）が３３ｇ／ｍ^２ または１オンス／平方ヤードのウェブを生じる。この繊維ウェブを回転する熱カレンダーロール間に配置し、そこで該ウェブを熱接着して不織布にした。出発接着ロール条件は以下の通りである：
・上部（彫刻）ロール温度−約１１０℃（２３０°Ｆ）ないし約１２１．１（２５０°Ｆ）であって、図および表に記載された温度である。
・底部（滑らか）ロール温度−約１１０℃（２３０°Ｆ）ないし約１２１．１（２５０°Ｆ）であって、上部ロールへの付着を防止するために上部ロールよりも約４℃高い。
・液圧−約４．８２×１０^６ Ｐａ（７００ｐｓｉ）ないし約１．０３×１０^７ Ｐａ（１５００ｐｓｉ）。
・ロール速度／ダイヤル設定＝約３ないし約５ｍ／分。
【００６８】
試験方法
製造された布は主に機械方向の整列を有する。横方向の整列の繊維は極めて少ない。布および繊維の配向の特徴付けは、以下の方法により行った：
１．この実験からランダムに選択した布から光学顕微鏡写真を得た。布の表と裏の両方を倍率４０×で撮影した。同じ方法でＴＡＮＤＥＣで製造された市販のスパンボンドＰＰ布からも光学顕微鏡写真を得た。
２．これらの顕微鏡写真をシオン（Ｓｃｉｏｎ）イメージング・ソフトウェアに移し、４つの四つ割部分に分割した。
３．顕微鏡写真の各四つ割部分における繊維の角度を、機械方向を垂直（０°）および横方向を水平（９０°）として測定した。
【００６９】
全ての繊維をいったん測定した後に、以下の式を用いて配向性を定量した：
Ｆ_ｐ ＝２＊ａｖｇ．（ｃｏｓθ）^２ −１
θは繊維の角度であり、Ｆ_ｐ は配向パラメータであって、値０がランダム配向に対応し、値１が一方向における完全な整列に対応する。
【００７０】
各布サンプルの引張強さを、インストロン（Ｉｎｓｔｒｏｎ）４５０１引張試験機を用いて測定した。ライン・グリップ・ジョー（線条把持あご）を使用して布をインストロンに固定した。一つの例外を除いて、「繊維布の破断力および伸びの標準試験方法」（ＡＳＴＭ Ｄ ５０３５−９０）を使用した。ストリップ（試験片）を０．１５２ｍ（６インチ）に切断するのではなく０．１０１ｍ（４インチ）に切断した。
【００７１】
標準磨耗手順を、８区分室サンプルホルダーを備えたテーバー・アブレイザー（Ｔａｂｅｒ Ａｂｒａｓｅｒ）・モデル５０３（ロータリープラットフォーム−ダブルヘッド法）を使用して以下の工程を含むように展開した：
１．布を０．０７６２×０．０７６２ｍ（３×３インチ）片に切断し標識した。
２．研磨される表面の端部に接着テープ（ａｄｈｅｓｉｖｅ ｂａｃｋｉｎｇ）を適用して、端部で裂けるのを防止した。
３．サンプルを個別に小数点以下４桁まで秤量した。
４．皺や緩んだ領域が全く生じないことを確保して、サンプルをサンプルホルダー内に置いた。機械方向が該サンプルホルダーの中心に向き、かつ彫刻パターン側が上を向くように、サンプルを配置した。
５．Ｃ０_２ ゴム砥石車を使用して、所定量のサイクル（１００）について布サンプルを研磨した。その研磨された表面にアメリカン・タイプ（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｔｙｐｅ）により製造されたマスキングテープを貼り、次に着実であるが素早い動作で剥がした。
６．その布を再び秤量し記録した。
【００７２】
裂けた又は完全に分解したサンプルを廃棄し、次の試験から抹消した。
【００７３】
曲げ剛性は、ＡＳＴＭ 方法Ｄ １３８８−６４の設計仕様に従って測定した。一貫性を確保すべく、整準気泡（ｌｅｖｅｌｉｎｇ ｂｕｂｂｌｅ）を水平プラットフォーム上に置いてから測定を行った。次に、オーバーハング長さと布の基本重量を用いて曲げ剛性を計算した。カンチレバー試験は全ての布の剛性を容易に測定する方法であるが、その結果が消費者の意見と相関できることが重要である。個人の手による布の感触が機械による試験において得られるものとは異なる特性となり得る。さらに、布の表面は触れてみてソフトな感触を有する必要もある。
【００７４】
布のざらざら性（ｇｒａｉｎｉｎｅｓｓ）とこわさ（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）について評価するために選ばれた１２人のパネリストにより全ての手触り評価を行った。全パネリストは以下の手順に従った：
１．各パネリストに４種のアンカー・サンプル、および最少のざらざら性または最少のこわさに対する１から最大のざらざら性または最大のこわさに対する１５までの範囲のそれらの布の対応する数を提供した。それらのアンカーおよびそれらの対応する数は表１０に示される。
２．パネリストは該サンプルを布のエンボス加工面を上向きにしてテーブル上に平らに置いた。彼等の手首をテーブル面上に置いて、彼等の人差し指と中指を該サンプルの面全体にわたって動かした。このプロセスを該サンプルの全４方向に繰り返した。ざらざら性について評点付けた彼等の評価を記録した。
３．パネリストは該サンプルをテーブル上に平らに置き、彼等の利き手を該サンプルの表上に置いた。彼等の指が該サンプルの表に向かって指差すように指が配置された。指をその手のひらに向け動かして該サンプルを寄せ集める間に、該サンプルをそのカップのように凹んだ手の中に反対の手で誘導した。該サンプルを繰り返して握り締めそして放した。
４．こわさについて評点付けた彼等の評価を記録した。
【００７５】
各々について評点付けた数を付す前に、全サンプルを評価した。パネリストの利用可能性のために、選択された組のサンプルのみが試験された。
【００７６】
実施例１
ポリエチレン（ＰＥ）ポリマーをザ・ダウ・ケミカル・カンパニーから入手した。これらのポリエチレンポリマーは種々の異なる密度およびメルトインデックスを有する。また、ポリプロピレン（ＰＰ）ポリマーをザ・ダウ・ケミカル・カンパニーから入手した。これらのポリマーの特性は表１に示される。
【００７７】
【表１】

【００７８】
ＰＥ１で表すポリエチレンは、ミシガン州ミッドランド、ザ・ダウ・ケミカル・カンパニーから利用可能なＡＳＰＵＮ（商標）６８４２Ａを含む。ＰＥ２で表すポリエチレンは、ミシガン州ミッドランド、ザ・ダウ・ケミカル・カンパニーから利用可能なＡＳＰＵＮ（商標）６８１１を含む。ＰＥ３で表すポリエチレンは、ミシガン州ミッドランド、ザ・ダウ・ケミカル・カンパニーから利用可能なＡＳＰＵＮ（商標）６８３５Ａを含む。ＰＥ４で表すポリエチレンは、ミシガン州ミッドランド、ザ・ダウ・ケミカル・カンパニーから利用可能なＡＦＦＩＮＩＴＹ（商標）ＥＧ８１００を含む。ＰＰ１で表すポリプロピレンは、ミシガン州ミッドランド、ザ・ダウ・ケミカル・カンパニーから利用可能なＨ５００−３５を含む。４種類のサンプルを上記ポリエチレンポリマーから配合した。３種類のホモポリマーおよびＰＥ１とＰＥ４の９５％／５％ブレンドを試験した。ブレンドの配合は上述のように行った。４．７５ｋｇのＰＥ１のペレットを０．２５ｋｇのＰＥ４と組み合わせ、二軸スクリュー押出機のホッパーに入れた。押出機を作動させた後に、そのポリマーを５℃に維持された冷却バスに通過させる。次にその固体ポリマーをベルリン・クレイ・グループ（Ｂｅｒｌｙｎ Ｃｌａｙ Ｇｒｏｕｐ）チッパーに送り込んで、そこでそれをペレットに切断する。該ポリマーを１５分間パージし、ペレットを１００分間集めた。
【００７９】
表２に示される紡糸条件および上述の方法を使用して、繊維を製造した。
【００８０】
【表２】

【００８１】
表１で製造された繊維を使用して上述の方法より布を製造し、以下のようにしてコード化した。一連の３つの番号を各サンプルに付けた。第１の番号は使用されたポリマーを示す。第２の番号は接着パターン番号を示し、第３の番号は接着温度を示す。ポリマー番号については表２を参照し、接着パターン番号については図３Ａ〜３Ｉを参照する。便宜上、この標識システムを用いてサンプルを特定する。
【００８２】
図３Ａは、４６°の角度、２０％の接着領域、３．４４×１０^５ ポイント／ｍ^２ （２２２ポイント／インチ^２ ）、１．７×１０^−３ ｍ（０．０６７インチ）のベース幅、４．３２×１０^−４ ｍ（０．０１７インチ）のベース高、および７．６２×１０^−４ ｍ（０．０３インチ）のポイント幅を有する接着パターン１について示すものである。図３Ｂは、２０°の角度、１６％の接着領域、３．４４×１０^５ ポイント／ｍ^２ （２２２ポイント／インチ^２ ）、１．７×１０^−３ ｍ（０．０６７インチ）のベース幅、４．３２×１０^−４ ｍ（０．０１７インチ）のベース高、および６．８６×１０^−４ ｍ（０．０２７インチ）のポイント幅を有する接着パターン２について示すものである。図３Ｃは、２０°の角度、２４％の接着領域、３．４４×１０^５ ポイント／ｍ^２ （２２２ポイント／インチ^２ ）、１．７×１０^−３ ｍ（０．０６７インチ）のベース幅、４．３２×１０^−４ ｍ（０．０１７インチ）のベース高、および８．３８×１０^−４ ｍ（０．０３３インチ）のポイント幅を有する接着パターン３について示すものである。図３Ｄは、２０°の角度、２０％の接着領域、２．３１×１０^５ ポイント／ｍ^２ （１４９ポイント／インチ^２ ）、１．７×１０^−３ ｍ（０．０６７インチ）のベース幅、４．３２×１０^−４ ｍ（０．０１７インチ）のベース高、および９．３０×１０^−４ ｍ（０．０３６６インチ）のポイント幅を有する接着パターン４について示すものである。図３Ｅは、２０°の角度、２０％の接着領域、４．６０×１０^５ ポイント／ｍ^２ （２９７ポイント／インチ^２ ）、１．７×１０^−３ ｍ（０．０６７インチ）のベース幅、４．３２×１０^−４ ｍ（０．０１７インチ）のベース高、および６．６０×１０^−４ ｍ（０．０２６インチ）のポイント幅を有する接着パターン５について示すものである。図３Ｆは、４２°の角度、１６％の接着領域、３．４４×１０^５ ポイント／ｍ^２ （２２２ポイント／インチ^２ ）、１．７×１０^−３ ｍ（０．０６７インチ）のベース幅、４．３２×１０^−４ ｍ（０．０１７インチ）のベース高、および６．８６×１０^−４ ｍ（０．０２７インチ）のポイント幅を有する接着パターン６について示すものである。図３Ｇは、３７°の角度、２４％の接着領域、３．４４×１０^５ ポイント／ｍ^２ （２２２ポイント／インチ^２ ）、１．７×１０^−３ ｍ（０．０６７インチ）のベース幅、４．３２×１０^−４ ｍ（０．０１７インチ）のベース高、および８．３８×１０^−４ ｍ（０．０３３インチ）のポイント幅を有する接着パターン７について示すものである。図３Ｈは、４６°の角度、２０％の接着領域、２．３１×１０^５ ポイント／ｍ^２ （１４９ポイント／インチ^２ ）、１．７×１０^−３ ｍ（０．０６７インチ）のベース幅、４．３２×１０^−４ ｍ（０．０１７インチ）のベース高、および９．３×１０^−４ ｍ（０．０３６６インチ）のポイント幅を有する接着パターン８について示すものである。図３Ｉは、３５°の角度、２０％の接着領域、４．６０×１０^５ ポイント／ｍ^２ （２９７ポイント／インチ^２ ）、１．７×１０^−３ ｍ（０．０６７インチ）のベース幅、４．３２×１０^−４ ｍ（０．０１７インチ）のベース高、および６．６０×１０^−４ ｍ（０．０２６インチ）のポイント幅を有する接着パターン９について示すものである。
【００８３】
次に、引張試験、磨耗試験およびカンチレバー試験のために布片を切断した。端部の処理温度および繊維ウェブにおける不一致のため、全てのサンプルを中心から切り取った。
【００８４】
布を視覚的に評価した。温度、圧力および樹脂の選択は布の視覚的な概観に対し効果が無かった。接着ロールパターンは布の視覚的特性に対し顕著な効果を有した。図４Ａ〜４Ｉは、１１９．４℃（２４７°Ｆ）において樹脂６８２４Ａから製造された不織布の倍率２０×における顕微鏡写真であり、視覚的に布の差異を示す。暗い菱形領域が布の接着領域であり、一方、比較的明るい領域が非接着繊維である。
【００８５】
図４Ａ、図４Ｆ、図４Ｇ、図４Ｈおよび図４Ｉと、図４Ｂ、図４Ｃ、図４Ｄ、および図４Ｅとの比較は、２０°の側壁角度が、より大きな側壁角度を有するパターンのものよりも小さな接着領域を生じることを示す。布の接着部位領域の測定が表３に示される。このデータは、接着パターン１、６、７および８において布を製造したロールパターンよりも大きな％の接着領域を示す。これは接着ピンの下からのポリマーの溶融物流動（メルトフロー）に起因し、また接着ピン間の空隙領域における繊維の圧蜜化に起因する増大した熱移動にも起因する。繊維が含む自由空間は小さくなり、伝導による熱移動が大きくなる。２０°の側壁角度を有する全てのパターンが、ロールパターンの％接着領域よりも小さな布の％接着領域を示す。ポリマー繊維の収縮が考えられる原因である。繊維の紡糸プロセス時に、繊維は配向状態での張力の下で固化する。繊維が接着ピンの下で高い温度に曝されると、ポリマー分子はより安定な状態に収縮するか又は緩和する。
【００８６】
【表３】

【００８７】
２０°の側壁角度パターンはまた、圧蜜化の少ない繊維または高い空隙率を有するように見える。接着パターン４，５，７および８は同じ％の接着領域を有するが、平方メートル当たりのポイントの集中度が異なる。平方メートル当たりのポイントの集中度が低くなると、該パターンについての各接着ポイント間の距離が大きくなる。
【００８８】
布の重量の分析を表４に示す。繊維ウェブの取扱いおよびカード加工プロセスのばらつきに起因して、薄いスポットが布に出現する。厚さのばらつきは機械的特性に対し強い影響を有し得る。布内の１平方インチサンプルの重量は非常に低いばらつきを有する。
【００８９】
【表４】

【００９０】
図４Ａ〜４Ｉは１１９．４℃（２４７°Ｆ）におけるＰＥ１樹脂の種々異なる接着パターンの顕微鏡写真であり、これを用いて繊維の配向をも評価した。これらの図の検討は、大部分の繊維が一方向（上下）に配列されていることを示す。これは繊維の機械方向（ＭＤ）である。大部分のスパンボンド布およびメルトブローン布が、機械方向強度のみならず横方向（ＣＤ）強度をも有するように、より多くのランダムな配列の繊維を含有する。ランダムに選択された繊維の評価は、市販スパンボンド布についての布配向（ｆ_ｐ ）値が、これらの実施例で製造され試験されたサンプルの値よりも遥かに低いことを示した。この市販スパンボンド布はＴＡＮＤＥＣでポリプロピレンから製造される。これらの結果を表５に示す。布の裏のｆ_ｐ 値は表の値よりも高く、このことは繊維が裏において機械方向により多く整列していることを意味する。表において接着ピンが繊維をよりランダムな状態に押す一方、フラットロールに抗して接着される裏の繊維はウェブの整列を維持する。
【００９１】
【表５】

【００９２】
表６ないし表９は種々の温度における種々の接着パターンを使用して試験された各ポリマー繊維についての不織布の種々の特性を示す。一連の３つの番号を各サンプルに付けた。第１の番号は使用されたポリマーを示す。第２の番号は接着パターン番号を示し、第３の番号は接着温度を°Ｆで示す。ポリマー番号については表２を参照し、接着パターン番号については図３Ａ〜３Ｉを参照する。便宜上、この標識システムを用いてサンプルを特定する。例えば、１−１−１１６．１は、１１６．１℃（２４１°Ｆ）の接着温度における接着パターン１（図３Ａ）を使用してＰＥ１樹脂より製造された布を意味する。全サンプルの引張特性を、前述した手順ＡＳＴＭ Ｄ ５０３５−９０およびインストロン４５０１を使用して、ピーク荷重および破断点伸びについて測定した。同一条件において製造された布間でのばらつきのために、６つの引張サンプルを試験した。加工処理条件の各々において観測された平均磨耗（ＡＢＲ）が掲載されている。曲げ剛性（ＦＲ）については、各布をその基本重量とともにオーバーハング長さについて測定して、上述のＡＳＴＭ Ｄ １３８８−６４に従ってＦＲを決定した。各樹脂の測定された平均ＦＲが各加工処理条件とともに掲載されている。
【００９３】
【表６】

【００９４】
【表７】

【００９５】
【表８】

【００９６】
【表９】

【００９７】
ピーク荷重の値は８００ｇから２４００ｇという高さまでの範囲にあった。これらの値は典型的なＰＰサンプルよりも遥かに小さい。１３６．６℃（２７８°Ｆ）においてパターン２を使用してＰＰ１は４８７５ｇのピーク荷重を生じる。一般に、規格化されたピーク荷重は、温度、接着領域および接着角度の増加とともに増大する。ＰＥ２樹脂および９５％ＰＥ１と５％ＰＥ４のブレンドについては、ＰＥ２の場合に１１４．４℃（２３８°Ｆ）から１１６．１℃（２４１°Ｆ）まで、また該ブレンドの場合に１１７．７℃（２４４°Ｆ）から１１９．４℃（２４７°Ｆ）まで温度が増大すると、ピーク荷重が減少した。このことは破断機構における変化に原因があるかもしれない。サンプルの二つ一組の比較は、２４％の接着領域が１６％の接着領域よりも高いピーク荷重を有することを示す。前に示したように、接着角度はサンプル上の実際の接着領域に劇的な効果を有する。図５は、種々の接着パターンを使用した異なる温度におけるＰＥ２の温度に対する規格化ピーク荷重のグラフである。ピーク荷重は基本重量の強い関数であるので、ピーク荷重は３３ｇ／ｍ^２ （１オンス／ヤード^２ ）の基本重量に直線的に規格化されている。
【００９８】
図６は、種々の接着パターンを使用した異なる温度におけるＰＥ２樹脂について温度に対する％伸びのグラフである。このＰＥ不織布の伸びは１０％から９５％という高さまでの範囲にあった。ＰＰの伸びは１３６．６℃（２７８°Ｆ）においてパターン２を使用して３１％に到達するに過ぎず、３７％がいずれかの加工処理条件において到達した最高値であった。接着ポイントの集中度の減少が伸びを有意に増大させる。事実、４．６０×１０^５ ポイント／ｍ^２ から２．３１×１０^５ ポイント／ｍ^２ （２９７ポイント／インチ^２ から１４９ポイント／インチ^２ に接着ポイントの集中度が減少するに伴い、ＰＥ２樹脂は１１４．４℃（２３８°Ｆ）におけるその伸びがほぼ２倍になった。これに対する例外は、９５％ＰＥ１と５％ＰＥ４の樹脂であり、接着ポイントの集中度の減少に伴い伸びに大きな差を示さない。このことは接着パターンの効果よりも有意になり得ると考えられるＰＥ４の高い弾性によって説明できる。温度制御は重要である。１．６℃（３°Ｆ）の温度差が１００％という大きな伸びの減少を有し得る。
【００９９】
図７にはＰＥ１樹脂についての典型的な応力−歪曲線の３つの例が示されている。サンプルは、ＰＥ１樹脂を使用し、１１６．１℃（２４１°Ｆ）、１１７．７℃（２４４°Ｆ）および１１９．４℃（２４７°Ｆ）の温度において接着パターン３を使用して製造された。温度が増大するにつれてピーク荷重も増大する。最高温度である１１９．４℃（２４７°Ｆ）においては布の伸びが減少した。また、１１９．４℃（２４７°Ｆ）において製造された布の初期弾性率は、より低い温度において製造されたものよりも高い。このことは全ての布サンプルについて典型的である。
【０１００】
図８は、ＰＥ１樹脂について温度に対する磨耗の典型的なグラフである。一般に、伸びは全加工処理変数の関数である。接着領域および接着角度における増大は、布の伸びの増大に相関する。一般に、耐磨耗性は主として温度の関数であるが、接着パターン間でも有意な差が見られる。これはその破損機構によって説明し得る。表面が磨耗する際に、繊維が接着ポイントから引っ張られる。磨耗についての破損機構のために、表面上の毛羽の量は、接着サイズよりも接着強度に大きく依存する。磨耗の値は０．４８ｍｇ／ｃｍ^２ から１ｇ／ｃｍ^２ よりも大きい範囲にある。１３６．６℃（２７８°Ｆ）において接着パターン２を使用するＰＰサンプルは０．１５ｍｇ／ｃｍ^２ の磨耗値を有し、ＰＥの１／３よりも小さい。
【０１０１】
ＰＥ２樹脂について温度に対する曲げ剛性（「ＦＲ」）のプロットが図９に示されている。これは典型的なプロットであり、その他の樹脂にも見出される傾向を表す。オーバーハング長さが大きいことは、こわい布であることを示す。また、基本重量が大きいことは、その布が端部をオーバーハング（張出し）する際に布が大きな重量を支えるため、こわさ（剛性）の増大に寄与し得る。彫刻ロール側を上に向けた場合及び下に向けた場合の布のオーバーハングの平均は、布の個々の片についての全オーバーハングと考えられる。各々の平均を採った。これは、布が着用時に両方向に曲がるので、布の全剛性を良好に表すと考えられる。このような方法で各サンプル毎に４回の測定を行った。
【０１０２】
２０°の接着角度を有する接着パターン２〜５に比べて比較的大きな接着角度を有する接着パターン６〜９は高い値を有することが観測された。全ＰＥサンプルの曲げ剛性は低い２０からサンプル３−７−１１９．４の場合の１２５ｍｇ＊ｃｍの高い値までの範囲にあった。典型的なＰＰ布が２００ｍｇ＊ｃｍを超えるＦＲ値を有することを考慮すると、これらの値は比較的に低い。これはポリマーの低密度に起因すると考えられる。最も高いＦＲ値はＰＥ３により得られ、比較的高いポリマー密度の結果であると考えることができる。ＰＥ１にＰＥ４を加えることで、より高いＦＲ値を生じた。これは接着領域における溶融の増加および／または繊維と布の収縮に起因すると考えられる。接着パターンに関しては、小さな接着領域、小さな側壁角度および小さな接着ポイント集中度が、最も小さなＦＲ値を生じた。小さな接着領域、側壁角度および接着ポイント集中度が、他の特性、例えば磨耗にも影響し得ることが留意されるべきである。それ故に、ＰＥの低い弾性率のために、ＦＲ値は他の特性ほど重要でない。
【０１０３】
接着ロールパターンが布のこわさ（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ：ＳＴ）およびその表面のざらざら性（ｇｒａｉｎｉｎｅｓｓ：ＧＲ）に及ぼす効果を、手触り試験により評価した。１２人のパネリストがこれら二種類の特性を１〜１５の尺度で評点付けた。表１０に掲載されるようなアンカー（ベースラインとして使用される）を提供した。各接着パターンについて１１９．４℃（２４７°Ｆ）において加工処理されたＰＥ１樹脂をサンプルとして使用した。表１１は各接着パターンについて二種類の手の評点について平均値をまとめたものである。
【０１０４】
【表１０】

【０１０５】
【表１１】

【０１０６】
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を使用して、加工処理条件が不織布表面、接着周辺部、断面および破損機構に及ぼす効果を分析した。加工処理条件は布の手触りおよび強度に影響することが示された。この部分では、布表面とその特性の間の関係を論じ、また加工処理条件の関数として破損機構を特定する。
【０１０７】
以下の手順を用いてアライアルビューおよび断面ビューを得た。
１．布を２枚の紙の間に挟み、該サンプルを液体窒素中に約１分間置き、次にカミソリ刃を用いて機械方向と垂直に切断することにより、布の断面を切断した。
２．そのサンプルを導電性テープによりステージ上に置き、その端部に導電性グラファイト塗料で線を引いた。
３．デントン・ヴァキューム・ハイレス（Ｄｅｎｔｏｎ Ｖａｃｕｕｍ Ｈｉ−Ｒｅｓ）１００クロム・スパッタリング・システムを使用して、布を１００〜１２０オングストローム厚さの膜でコーティングした。
４．そのサンプルをサンプル区分室に入れ、その区分室を１．３×１０^−５ Ｐａ（１０^−７ ｔｏｒｒ）まで排気した。
５．布表面に蓄積される電荷に伴う問題のため、利用可能な２０ｋＥＶのうち５ｋＥＶを使用した。
６．種々の倍率で顕微鏡写真を撮った。
７．シオン（ｓｃｉｏｎ）イメージング・ソフトフェアを用いて、顕微鏡画像を見るとともに測定した。
【０１０８】
接着ポイントに焦点を当てた６０×ないし１００×の低倍率で、全試験サンプルを顕微鏡写真に撮った。温度間での顕著な表面差は無かったので、それらの粘着点よりも１．６℃（３°Ｆ）低い温度におけるサンプルから全ての写真を撮った。この温度は、１１９．４℃（２４７°Ｆ）であるＰＥ２樹脂を除いて、全サンプルについて１１９．４℃（２４７°Ｆ）である。ＰＥ１樹脂から製造された９つの全ての接着パターンが図１０Ａ〜１０Ｉに示されている。全ての接着ポイントが大きな平らな表面を中央部に含み、それが端部に向かって隆起している。パターン１、６、７および８は全て大きな側壁角度を有する。この大きな側壁角度の効果は、ＰＥ１樹脂の場合には多分その高いメルトインデックスに起因して、他の樹脂において顕著である程には顕著でない。小さな側壁角度をもったパターンは、比較的小さな平らな領域を含む接着部および幾何学的に比較的丸い接着ポイントを生じる。２０度の側壁角度を用いて生じる接着ポイントは形状が丸く、そして前に示したように比較的小さな表面領域を覆うので、各接着ポイント間の空間が比較的大きい。繊維の露出領域の増加に起因して、この比較的大きな空間が布にソフトな手触りを付与する。これは手触り評価データと良く相関する。逆に、小さな接着ポイント表面被覆は、交絡が比較的少ない繊維を生じ、布強度を減少させる。これは引張データにおいて前に見られた。
【０１０９】
不織布に対する加工処理条件の一つの効果は、引張試験および磨耗試験のような破壊試験時のその破損機構である。３種類の破損が発生し得る。繊維が接着部位から引っ張られるか、接着周辺部において破断するか、又は接着部から切り離される。選択された不織サンプルについて破損機構を特定するために、ＳＥＭ顕微鏡写真も使用した。図１１Ａ〜Ｃは引張破損時の破損機構の例を示す。大部分の加工処理条件が弱い接着ポイントから引っ張られる繊維によって該ポリエチレン布の破損を生じさせることに留意される。比較的高い温度における幾つかの場合では、接着周辺部における繊維の破断を生じさせるのに十分な程に接着が強かったことが明白である。ＰＥ１樹脂に対し５％のＰＥ４を添加することは、接着周辺部において幾つかの繊維の破断を生じさせる１１９．４℃（２４７°Ｆ）における接着強度を増大させる。この温度における２種類の破損機構、すなわち接着部からの引離し及び周辺部における繊維破断の証拠が得られた。
【０１１０】
磨耗により生じた破損機構の分析は、接着周辺部における破断による破損のしるしを示さなかった。図１２Ａ〜Ｂは、磨耗によって生じた破損接着ポイントの２つの例を示す。細いリボン様の片は以前の熱接着ポイントの残余物である。それらのサンプルが引張試験において接着周辺部における脆弱な繊維の破損により破損したものであっても、同じ破損機構を示さなかった。磨耗後は、接着ポイントの破壊により布が破損した。この現象は、加工処理温度が高くなるにつれて、靭性および伸びがピーク値に到達した後に減少するのとは異なり、何故に耐磨耗性がピーク値に到達した後に減少することがないのかを説明し得る。耐磨耗性は接着強度だけに依存する。
【０１１１】
以上実証されたように、本発明の実施形態は、比較的に増大した引張強度、伸び、耐磨耗性、曲げ剛性および／または柔軟性（ソフトさ）を有する不織布を提供する。本発明の実施形態により与えられる追加的な特徴および利点は当業者に明らかである。
【０１１２】
限られた数の実施形態について本発明を説明してきたが、それから生じる変形および改良が存在する。例えば、布組成物は上で与えられた組成範囲内の混合物である必要はない。その布組成物において所望される特性が満たされる限り、如何なる量の成分も含み得る。布組成物の用途は衛生用物品に限られず；熱接着不織布を必要とする如何なる環境にも使用し得ることに留意されるべきである。添付された請求の範囲は本発明の範囲内に属する全てのそのような変形および改良を含むことを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は本発明の実施形態に使用するための不織布製造方法の略図である。
【図２】
図２Ａは接着ポイントの１つの配列を例示するエンボス加工用ロールの部分立面図である。図２Ｂは図１の方法および図２Ａの彫刻ロールにより製造された不織布の略図である。
【図３】
図３Ａ〜図３Ｉは本発明の実施形態に使用するための接着パターンの任意縮尺による模式図である。
【図４】
図４Ａ〜図４Ｉは実施例１に用いられるＰＥ１樹脂について図３Ａ〜図３Ｉの接着パターンより製造された不織布の顕微鏡写真である。
【図５】
図５はＰＥ１樹脂について図３Ａ〜図３Ｉの接着パターンより製造された布についての、温度に対する規格化ピーク荷重のグラフである。
【図６】
図６は実施例１に用いられるＰＥ２樹脂について図３Ａ〜図３Ｉの接着パターンより製造された布についての、温度に対する％伸びのグラフである。
【図７】
図７は実施例１で製造された３つの布についての典型的な応力−歪曲線である。
【図８】
図８はＰＥ１樹脂について図３Ａ〜図３Ｉの接着パターンより製造された布についての、温度に対する耐磨耗性のグラフである。
【図９】
図９はＰＥ１樹脂について図３Ａ〜図３Ｉの接着パターンより製造された布についての、温度に対する曲げ剛性のグラフである。
【図１０】
図１０Ａ〜図１０ＩはＰＥ１樹脂について図３Ａ〜図３Ｉの接着パターンより製造された不織布の接着ポイントの、倍率８０×における走査型電子顕微鏡写真である。
【図１１】
図１１Ａ〜図１１Ｃは種々の樹脂について図３Ａ〜図３Ｉの接着パターンより製造された不織布の引張試験破損部位の走査型電子顕微鏡写真である。
【図１２】
図１２Ａ〜図１２Ｂは種々の樹脂について図３Ａ〜図３Ｉの接着パターンより製造された不織布の磨耗した接着部位の走査型電子顕微鏡写真である。

Claims (28)

1. 繊維ウェブを一対のローラに通過させて、高い割合の接着領域を有する熱接着布を得ることを含んでなり、当該高い割合の接着領域が該ロールの１つにある彫刻パターンによって形成され、該彫刻パターンが高い割合の接着ポイント領域を有する、不織布の製造方法。
2. 彫刻パターンが高い割合の接着ポイント領域および広い接着ポイント角度を有する請求項１の方法。
3. 接着領域の割合が少なくとも約１６％である請求項１の方法。
4. 接着領域の割合が少なくとも約２０％である請求項１の方法。
5. 接着領域の割合が少なくとも約２４％である請求項１の方法。
6. 接着ポイント角度が約２０°であるか又はそれよりも大きい請求項２の方法。
7. 接着ポイント角度が約３５°であるか又はそれよりも大きい請求項２の方法。
8. 接着ポイント角度が約３７°であるか又はそれよりも大きい請求項２の方法。
9. 接着ポイント角度が約４２°であるか又はそれよりも大きい請求項２の方法。
10. 接着ポイント角度が約４６°であるか又はそれよりも大きい請求項２の方法。
11. 彫刻パターンが少なくとも約１．５５×１０^５ 接着ポイント／平方メートルを有する請求項１の方法。
12. 彫刻パターンが少なくとも約２．３１×１０^５ 接着ポイント／平方を有する請求項１の方法。
13. 彫刻パターンが少なくとも約３．１×１０^５ 接着ポイント／平方メートルを有する請求項１の方法。
14. 彫刻パターンが少なくとも約３．４４×１０^５ 接着ポイント／平方メートルを有する請求項１の方法。
15. 彫刻パターンが少なくとも約４．６×１０^５ 接着ポイント／平方メートルを有する請求項１の方法。
16. 彫刻パターンが少なくとも約４．６５×１０^５ 接着ポイント／平方メートルを有する請求項１の方法。
17. 該繊維ウェブがポリエチレンを含んでなる請求項１、請求項４、請求項７または請求項１４の方法。
18. 該ポリエチレンがエチレンのホモポリマーである請求項１７の方法。
19. 該ポリエチレンがエチレンとコモノマーのコポリマーである請求項１７の方法。
20. 該ポリエチレンがメタロセン触媒の存在下で得られるものである請求項１７の方法。
21. 該ポリエチレンが束縛されたジオメトリー触媒の存在下で得られるものである請求項１７の方法。
22. 該ポリエチレンがシングルサイト触媒の存在下で得られるものである請求項１７の方法。
23. ポリマーを含んでなる不織布において、該布が高い割合の接着領域および高い耐磨耗性によって特徴付けられる不織布。
24. 該ポリマーがポリエチレンである請求項２３の熱接着不織布。
25. 接着領域の割合が少なくとも約１６％である請求項２３の方法。
26. 接着領域の割合が少なくとも約２０％である請求項２３の方法。
27. 接着領域の割合が少なくとも約２４％である請求項２３の方法。
28. 請求項１〜２２のいずれかの方法により製造された布。

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