JPH06511047A - 多層のブロー微小繊維をベースとする伸縮性不織ウェブ - Google Patents
多層のブロー微小繊維をベースとする伸縮性不織ウェブInfo
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- A61F13/15—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators
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- A61F13/534—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium having an inhomogeneous composition through the thickness of the pad
- A61F13/537—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium having an inhomogeneous composition through the thickness of the pad characterised by a layer facilitating or inhibiting flow in one direction or plane, e.g. a wicking layer
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- A61F2013/530343—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium being made in fibre but being not pulp being natural fibres
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- A61F2013/53445—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium having an inhomogeneous composition through the thickness of the pad from several sheets
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- A61F13/53—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium
- A61F13/539—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium characterised by the connection of the absorbent layers with each other or with the outer layers
- A61F2013/53908—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium characterised by the connection of the absorbent layers with each other or with the outer layers with adhesive
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- A61F13/539—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium characterised by the connection of the absorbent layers with each other or with the outer layers
- A61F2013/5395—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium characterised by the connection of the absorbent layers with each other or with the outer layers with thermoplastic agent, i.e. softened by heat
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- Y10T442/2738—Coating or impregnation intended to function as an adhesive to solid surfaces subsequently associated therewith
- Y10T442/2754—Pressure-sensitive adhesive
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- Y10T442/3008—Woven fabric has an elastic quality
- Y10T442/3016—Including a preformed layer other than the elastic woven fabric [e.g., fabric or film or foil or sheet layer, etc.]
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- Y10T442/3911—Natural or synthetic rubber sheet or film
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- Y10T442/3854—Woven fabric with a preformed polymeric film or sheet
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- Y10T442/60—Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
- Y10T442/601—Nonwoven fabric has an elastic quality
- Y10T442/602—Nonwoven fabric comprises an elastic strand or fiber material
-
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- Y10T442/60—Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
- Y10T442/608—Including strand or fiber material which is of specific structural definition
- Y10T442/614—Strand or fiber material specified as having microdimensions [i.e., microfiber]
- Y10T442/615—Strand or fiber material is blended with another chemically different microfiber in the same layer
-
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- Y10T442/60—Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
- Y10T442/608—Including strand or fiber material which is of specific structural definition
- Y10T442/614—Strand or fiber material specified as having microdimensions [i.e., microfiber]
- Y10T442/62—Including another chemically different microfiber in a separate layer
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- Y10T442/60—Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
- Y10T442/637—Including strand or fiber material which is a monofilament composed of two or more polymeric materials in physically distinct relationship [e.g., sheath-core, side-by-side, islands-in-sea, fibrils-in-matrix, etc.] or composed of physical blend of chemically different polymeric materials or a physical blend of a polymeric material and a filler material
- Y10T442/641—Sheath-core multicomponent strand or fiber material
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- Y10T442/60—Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
- Y10T442/68—Melt-blown nonwoven fabric
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
多層のブロー微小繊維をベースとする伸縮性不織ウェブ産業上の利用分野
本発明は、種々の用途に有用な、順応性のあるまたは伸縮性のある新しいメルト
ブロー(melt−blo賃)不織ウェブおよびその製法に関する。その不織ウ
ェブは、少なくとも1つのエラストマー材料または低弾性率材料および第2の高
弾性率材料または非エラストマー材料の縦方向に別のポリマー層から成るメルト
ブロー微小繊維を含む。
発明の背景
新しい特性をもつウェブを得るため、ポリマーブレンドによりメルトブロー繊維
の不織ウェブを形成することが、米国特許第3.841.953号において提案
された。
しかしこれらウェブの問題点は、ポリマー界面が個々の繊維内の弱点の原因にな
り、これがひどい繊維破損や欠点を引き起こす。この特許に報告されているその
ウェブの引張特性は一般に、相当する単独ポリマー繊維によるウェブのそれより
劣る。このウェブの欠点の原因は、不相溶なポリマーブレンドおよびそのウェブ
中の繊維が非常に短いことからくるウェブ内の欠点による。
メルトブロー法による2成分繊維の製造方法は米国特許第4.729.371号
に開示されている。そのポリマー材料は180°の角度をなす2本の導管から供
給される。
それからそのポリマーの流れは集められ、その2本の供給管と90°の角度をな
すもう1本の導管から排出される。その2本の流れはこの3本目の導管内で層を
なした流れとなり、そこでは2層をなす流れがメルトブローのダイス型内の並ん
だ一列のオリフィスに供給される。そのオリフィスから押し出される2層をなす
溶融した流れはそれから、高速エアーで繊細化され、即ちメルトブロ一工程によ
って微小繊維を形成する。その形成物は、特にフィルター材料の成形に有用なウ
ェブを形成するために使用される。その開示方法は2層をなす微小繊維の形成方
法に関する。その方法では、繊維層形成の組み合わせおよび/または層数を細か
く制御することによりその特性が調節されたウェブを製造することはできない。
伸縮性をもちかつ望ましい高強度をもつウェブもまた開示されていない。
米国特許第号4.557.972は、極細(05デニール以下)と言われる芯鞘
(sheath−c。
re)複合繊維を開示している。その繊維は、多量の3成分繊維を形成するため
特別製の紡糸口金を使用して形成され、3成分繊維は第3の成分のマトリックス
内の材料を含む極細を形成している成分2種を有する。極細繊維は選択的にその
マトリックス(海)材料を除去、細い繊維として含まれる材料を残すことによっ
て得られる。この方法は複雑であり、実際には不織ウェブの形成には用いること
はできない。類似の方法が米国特許第4.460.649号、同4.627.9
50号および同4.381.274号によって提案され、そこでは多成分紡糸形
成のための種々の「海島(islands−in−a−sea)J法が議論され
ている。米国特許第4.117.194号は、改良されたクリンプ(crimp
)特性をもつ2成分紡織繊維を記載している。
米国特許第3.672.802号および同3.681.189号は、それぞれ異
なったポリマーによる多数の層を持つと主張されている紡織繊維を記載している
。その2種のポリマーは特別にデザインされたマニホールドに供給され、マニホ
ールドでは2種の異なったポリマーの少し層をなす流れを形成するため、ポリマ
ー流れを繰り返し合流、分割および再合流させる。これらの2つの特許により開
示された方法は、ポリマー流れを繰り返し分割、再合流する間に形成される多量
の非直鎖状ポリマー流れによるポリマーの混合に類似している。しかし、その分
割および再合流はポリマー流れに従って行われ、その得られた繊維は、不十分な
バッチ混合により得られるような異なったポリマー部分の実質上方向性のない配
列よりはむしろ、明らかに1つのまたはもう一方のポリマーのはっきりとした縦
方向の部分をもつ。
しかしながら、その繊維中のポリマー層は非常に不明瞭および不規則である。更
に、そのポリマー間の接触時間が非常に長いために、この方法により有意に異な
る溶融粘度をもったポリマーを取り扱うことは難しいであろう。得られた繊維は
紡糸サイズであり、積層効果により均一な繊維(ウェブではない)に関するある
特性を改良する。その特性とは例えば、染色性、帯電性、親水性または引張特性
等である。ウェブの順応性および/または伸縮性の改良方法については言及され
て本発明は、縦方向に積層したメルトブロー微小繊維の不織ウェブの製法に関し
、その不織メルトブローウェブは低弾性材料またはエラストマー材料の層、およ
び近接するより高弾性率材料または非エラストマー材料の層を含有する。その微
小繊維は、最初に分離したポリマー溶融流れをマニホールド手段に供給し、要す
れば1つのポリマー溶融流れを少なくとも2つの異なる流れに分離し、かつ全て
の溶融流れ(分離した流れを含む流れ)を長さ方向に別個になった層(好ましく
は交互に配列した少な(とも2種の異なったポリマー材料)の単一のポリマー溶
融流れに合流する方向により得られる。合流した溶融流れはそれから、細いオリ
フィスを通って押し出され、非常に順応性および伸縮性のあるメルトブロー微小
繊維のウェブを形成する。
図面の簡単な説明
第1図は本発明の方法の実施に有用な装置の模式図を示している。
第2図は実施例4−7の示差走査熱量計分析の結果グラフを示しており、積層の
増加に伴い、発熱量が増加していることを示している。
第3図は実施例5および7の広角X線散乱分析の結果グラフを示しており、積層
の増加に伴い、結晶化度が増加していることを示している。
第4図および第5図は、それぞれ本発明の方法によって調製された実施例27お
よび43のウェブ断面の走査型電子顕微鏡写真を示している。
第6図は実施例4のウェブの走査型電子顕微鏡の上面観察写真を示している。
好ましい態様の記述
形成された微小繊維は一部分、次のような文献、例えば「超極細熱可塑性繊維(
”5uperfine Thermoplastic Fibers−)Jイン
ダストリアル・エンジニアリング・ケミストリー、第48巻、 1342−13
46ペー大ウエンテ、パンA等の「超極細有機繊維の製造(”Manufact
ure of 5uperfine Organic Fibers−)J 1
954年5月25日刊行の海軍研究所レポートNo、 4364および米国特許
第3.849.241号[ブーチン(Butin)等]、同第3.825.37
9号[ロウカン(Lohkamp)等]、同第4.818.463号[ブーニン
グ(Buehning)コ、同第4.986.743号(ブーニング)、同第4
.295.809号(玉止等)または同第4,375、718号[ワツズワース
(ladsvorth)等]等に議論された装置を用いて調製される。
これら装置および方法は、一部第1図のダイ10として示した本発明の方法に有
用であり、それはこれら常長の装置のもののいずれかである。
そのポリマー成分は、分離したスプリッター、スプリッター領域または合流マニ
ホールド20から、ダイ10のダイキャビティー12へ送られ、そして例えば2
2および23のような押出機からのスプリッターへ送られる。ギアポンプおよび
/またはパージブロックもポリマーの流速を細かく制御するために用いられるこ
とができる。
そのスプリッターまたは合流マニホールド20内では、分離したポリマー成分流
れは単一層の流れとなる。しかし、分離した流れはダイ10に到達する前にでき
る限り長時間直接接触しない状態に保持されることが好ましい。押出機からのそ
の分離したポリマー流れはスプリッター(20)内で分割してもよい。その分割
または分離した流れはグイまたはグイオリフィスに到達する直前に合流される。
このことは、その単一層流れに合流された後、分離した流れ内で流れが不安定に
なる可能性を最小にする。その流れは結果的に不均一および多層微小繊維内で不
連続な縦方向の層となる。流れの不安定性は不織ウェブの特性には悪影響を与え
る。ここでその特性とは強度、熱安定性または本発明で得ることのできる他の要
求特性が挙げられる。
分離した流れは好ましくは、平行した流路に沿って層をなす流れともなる。流れ
が好ましくは合流され、合流時点でそれぞれの流れが層を成し、その流路がそれ
ぞれおよび得られた合流した層を成す流れの流路と実際平行となる。このことは
また、合流過程中および後で、分離した流れの乱流および横方向の流れの不安定
性を最小とする。前述の分離した流れの合流段階に適したスプリッター20は例
えば米国特許第3.557.265号により開示されたものであることが解った
。その米国特許には2種または3種のポリマー成分を多層直線溶融流れとするマ
ニホールドが記載されている。分離した押出機からのポリマー流れはブレナムへ
供給され、それから空いている3連のポートまたはオリフィスの内の1つに供給
される。各一連のポートはそのブレナムの内の1つに流体伝達する。それぞれの
流れはそれから、一連のポートの1つにより、それぞれ0.01〜1の範囲の高
さ一幅の比をもって、多数の分離された流れに分割される。3種のブレナムチャ
ンバーのそれぞれから分離された流れは、3連のポートによって合流する方法に
従って単一管に同時に押出され、多層流れを与える。そして導管内の合流した多
層流れは(例えばバンカー型変形部品で)変形され、マニホールドオリフィスか
ら押出された各層は、グイオリフィス時点で全高約50ミルまたはそれ以下、好
ましくは15〜30ミルまたはそれ以下の層を成す合流した流れを得るために、
実際にはより小さい高さ一幅の比をもつ。その流れの幅はダイの幅に依存して変
化し得る。多層流れを得るために適した他の装置が、例えば米国特許第3.92
4.990号[シュレンク(Schrenk)]、同第3.759.647号(
ンユレンク等)または同第4.197.069号[クローレン(C1oeren
)コに開示されており、クローレンを除くすべてにおいて、ポリマーの逆流を単
一の多層流れに導くマニホールドを開示しており、その多層流れは通常、フィル
ムダイ出口手前のハンガー型変形部品または直径を短縮する部分を通って送られ
る。
クローレンの配列はダイキャビティーに分離した流管をもつ。各々の流管は、背
圧キャビティーおよび流れ制限キャビティーをもつことによって、それぞれ好ま
しくは調節可能な羽根によって特徴付けられる。調節可能な羽根の配列によって
、合流した多層流れ内の相対的層厚みの微調節が可能となる。この配列からの多
層ポリマー流れは、必ずしも羽根によって調節可能な適当な長さ7幅の比に変形
される必要はなく、合流した流れは直接グイキャビティー12へ供給されること
ができる。
その多層ポリマー流れは通常、一体の流れとしてダイキャビティー12に供給さ
れる。しかし、分離板を用いることによって、その層を成す流れをダイキャビテ
ィー12内で分離したままに保持することができる。その場合その分離板は、分
離しているポリマー流れをダイオリフイスに到達するすぐ手前で合流させること
ができる。 ダイキャビティー12から、多層ポリマー流れは横に並んだオリフ
ィス11のアレイを通って押し出される。前述のように、この押出しの前に、適
当に簡単なハンガー型変形部品を用いることによって、その供給物はキャビティ
ー12内で適当な輪郭に形作られることができる。押出された層を成す溶融流れ
に高速の均一な加熱空気を供給するために、エアースロット18またはそれに類
似したもの力(オリフィス11の列の両側に配列されている。その空気温度は、
好ましくハソノホリマーの融点の20〜30℃高い温度であるが、一般におよそ
溶融流れの温度である。
この高温高速空気は、押出されたポリマー材料を引き出し、細長化し、ダイ11
から比較的短い距離を移動した後に一般的に凝固する。凝固したまたは部分的に
凝固した繊維は、それから公知の方法でウェブを形成し、集積する(図示せず)
。その集積面は、平坦な表面またはドラム、駆動ベルトまたはそれに類似するも
のの形態の、中実のまたは穴の空いた表面である。もし穴の空いた表面を使用す
るなら、集積面の裏面は真空または低圧域に面しており、繊維の析出を促進する
。それらは例えば米国特許第4.103.058号[ハムリック(Ilumli
cek)]に開示されている。
この低圧層はピロー化低密度層を有するウェブを形成することを可能にする。そ
の収集装置の距離は一般的にグイ面から3〜50in、である。収集装置の距離
が近い場合、繊維がより高い速度を有している時に集積され、不完全な冷却によ
る粘着性が残存する傾向がある。このことは、例えば熱可塑性エラストマー物質
のような本質的により粘着性のある熱可塑性材料に対して特に顕著である。例え
ば、収集装置を好ましくは3〜12in、ダイ表面側へ近づけることは、結果と
して内部繊維結合のより強い、あまり嵩高くないウェブとなる。収集装置を逆方
向に動かすことは、一般により大きなおよび凝集のより少ないウェブとなる傾向
にある。
スプリッタ一部でのそのポリマーの温度は、一般的に押出機を出て行く時のより
高い融点をもつ成分の温度におよそ一致する。このスプリッタ一部またはマニホ
ールドは一般的にはグイと一体的であり、同じ温度を保持している。分離してい
るポリマー流れの温度は、そのポリマーをより適切な相対粘度に近似するよう制
御されることもできる。分離しているポリマー流れが合流すると、一般的に15
0〜800poiseの範囲の見掛は粘度(細管レオメータ−により測定)をも
つ。合流するべき分離ポリマー流れの相対粘度は一般的によく一致するはずであ
る。経験的に、このことは溶融温度を変えて収集したウェブの交差ウェブ特性を
観察することによって調査されることができる。交差ウェブ特性がより均一であ
れば、その粘度はより良く一致する。ダイ表面での層を成す合流したポリマー流
れの全体の粘度は、150〜800poise、好ましくは200〜400po
iseの範囲であるべきである。相対粘度の差は好ましくは、一般的には分離し
ているポリマー流れが最初に合流した時と一致する。そのポリマー流れの見掛は
粘度は、米国特許第3.849.241号(ブーチン等)通りにこの点で温度を
変えることによって調節する事ができる。
形成されたポリマー繊維の大きさは、細長化空気流の広範囲の速度および温度、
オリフィスの直径、溶融流れの温度およびオリフィス毎のすべての流速にかなり
の範囲で依存する。高空気容積率で、形成された繊維は約10μm以下の平均繊
維直径をもつ。しかしながら、空気流速が増加すれば、均一な特性をもつウェブ
を得ることが難しくなってくる。より適度な空気流速で、そのポリマーはより大
きな平均直径をもつが、その繊維が「ローブ(ropes)Jと呼ばれる構造内
で絡み合う傾向が増してくる。このことは勿論ポリマーの流速に依存し、オリフ
ィス毎に0.05〜0.5g/l1inの範囲のポリマー流速が一般的に適当で
ある。より粗い繊維、例えば25μm以上のものは、ある条件、例えば大きな空
孔をもつ、または粗い濾過ウェブ等で使用されることができる。
本発明の多層微小繊維は収集される前に、他の繊維または粒子と混合してもよい
。例えば、吸着剤粒子または繊維を、米国特許第3.971.373号、同4.
429.001号で開示するようにブロー多層微小繊維による凝集性ウェブに混
合してもよい。これら特許において、メルトブロウン繊維の2種の分離している
流れは、繊維の収集の前に交差している流れと合流する。その粒子または繊維は
空気流れに運ばれ、そしてこの粒子を含んだ空気流れは、2種の微小繊維流れの
交差点に向かう。粒子または繊維、例えばステープルファイバー(staple
fibers)、バルキーファイバー(bulking fibers)また
は接結ファイバーを混合する他の方法が、本発明のメルトブロウン微小繊維ウェ
ブに使用される事ができる。その方法は例えば、米国特許第4.118.531
号、同4.429.001号または同4.755.178号に開示されており、
そこでは粒子または繊維はメルトブロウン繊維の単一流れ内に運ばれる。
他の材料、例えば界面活性剤またはバインダーを、その収集の前後または収集の
間に、例えばスプレージェットの使用等によって、ウェブに混合してもよい。
もし収集前に行う場合は、収集表面を移動する追加の繊維または粒子を使用また
は使用しないで、その材料は微小繊維の流れに噴霧される。
その微小繊維は、一層または複数層を成す低モデュラス物質と別の一層または複
数層を成す相対的に非エラストマー物質とから形成される。
低モデュラス物質とは実質的に伸びることが可能な物質を言い、例えば、好まし
くは破断することなしに約100%以上の伸びを有する。低い応力レベルにおい
て、そのヤング率は一般に約10’〜10’N/m2の範囲である。これら物質
は好ましくは、延伸された後、実質的にそれらの形状に回復するエラストマーで
ある。そのようなエラストマーは、好ましくは約100%の見かけ伸びで延伸し
たとき、約20%以下、好ましくは10%以下の永久歪みを示すことが望ましい
。エラストマーは、室温で好ましくは700〜800%およびそれ以上の伸びを
有することが可能な材料または混合物を包含する。
相対的に非エラストマー材料とは一般に、エラストマー材料または低弾性率物質
と同時押出が可能な、より硬質なまたはより高モデュラス物質である。更に、相
対的に非エラストマー材料は、エラストマー材料や低弾性率材料であれば有意の
弾性回復を起こさない程度の延伸率で、永久変形または常温延伸を受ける。この
材料のヤング率は一般に10’N/m2以上、好ましくは10’N/m2以上で
あるべきである。 これら多層繊維から形成されたウェブは注目すべき順応性を
示す。その性質は低い応力レベル下で凝集性ウェブ構造中のそれぞれの繊維の伸
縮性によるものであると考えられている。ウェブも通常のウェブ破壊なしに注目
すべき伸縮性を示す。このことは、多層繊維内のそれぞれの層および全体として
そのウェブ内の繊維間の関係による特性のユニークな特別の組合わせによるもの
であると考えられている。好ましくはエラストマー低モデュラス層は、それぞれ
の繊維複合材料のモデュラスを相対的に低い応力レベルで伸縮性を示すことがで
きるレベルまで、低減することができる。そのようにして、ウェブが引張られる
とき、結果的に繊維破断およびウェブ破損につながるウェブの弱い部分の集中よ
りはむしろ、加えられた応力はそれぞれの繊維の伸びによって消費される。
伸びを受けるそれぞれの繊維の繊維破断は相対的な非エラストマー材料によって
最小にされると考えられている。前述のように、その相対的に非エラストマー材
料は延伸されたとき永久変形を受ける材料であることが望ましい。そのような材
料は延伸されたとき有意な配向をも示し、そしてそれらのモデュラス値および強
度はそれらが延伸されたある時点て有意に増大する傾向にある。そして、その相
対的に非エラストマー材料は臨界伸び点で補強成分として働匂そのウェブの隣接
するほとんど伸びないまたはあまり伸びない部分はなお相対的に伸縮性を有する
ので、完全に伸ばしたおよび配向した繊維は、繊維およびウェブ破断を起こすほ
ど高いレベルの応力を受けることはありそうもない。より高弾性率な材料の層が
、このように繊維およびウェブ破損の傾向を減じるウェブの臨界応力の加わった
部分を補強する一方、低弾性率材料層は応力を分散する働きをすると考えられて
いる。そのウェブ内の応力は、ウェブの弱い部分で破損を生じさせるよりはむし
ろ、ウェブ全体に広く分散される傾向にある。
更に、その低弾性率材料がエラストマーである場合、延伸後に元の形状に回復す
る傾向をもつ。このようにして、そのウェブは延伸された後に収縮する傾向にあ
る。このウェブの収縮は、エラストマ一層およびより高弾性率層に使用された材
料、それぞれの層の相対容量パーセント、およびその微小繊維内の全層数に依存
して大きく変化する。一般的に、相対的に層数の少ないおよびエラストマ一層の
容量パーセントの高い微小繊維から成るウェブは最大の回復を示す。回復を示す
それぞれの繊維は自己捲縮(self−crimping)もしている。即ち、
その繊維はコイル状になりバネのような形に回復する傾向がある。回復後のウェ
ブは一般的に伸びの前の時点に弾性を示す。これは数%の低いレベルから100
または200%以上までの範囲をもつことができる。
繊維がコイル状になること、およびそれぞれの外層の応力を受けた繊維からの偶
然の分離は、得られたウェブに相対的に高いかさばり度を与える。このかさばり
(lofting)は、そのウェブの改良された柔軟性または触感を与え、皮膚
に触れる場所での使用、例えば、包帯バッキング、衣服用弾性体、外科用ドレー
プ、医療用テープまたは医療用ランプに適している。衣服に関して特に期待され
ている用途は、弾性成分としての使い捨てナプキンまたは失禁用具、または順応
性のある体を包む部分、例えばすぐに脱着てきるよう設計された製品に対して、
着用者の臀部を束縛するよう設計された外部または内部のカバーシートまたは部
分等への使用を含む。
ある態様として、延伸したウェブの弾性回復はウェブを加熱することにより促進
することができる。この熱により活性化した回復は、多様な適用の用途、特にそ
のウェブの順応性と組合わせたときに、熱収縮弾性不織ウェブ製品を製造するの
に有用に使用することができる。
テープバッキングとして使用されるとき、不織ウェブの適用に合った通常のポッ
トメルト、塗装用溶媒、接着剤のようなものを使用して塗装されることができる
。
これら接着剤は、例えば溶媒塗装のような通常の技術により適用が可能である。
その溶媒塗装は例えば、リバースロール、ロール式ナイフ、グラヒア、線巻ロッ
ド、浮しナイフまたはエアナイフ塗布の方法で行い、ホントメルト塗布:例えば
スロットオリフィス塗布機、ロール塗布機、押出し塗布機を用いた方法で、適当
な被膜重量で行う。そのウェブの伸張性は先に適用した接着剤層に対してがなり
の効果を示すことができる。そのウェブが延伸される時、その接着剤層が、もし
均一なら、通気性テープにはならない。更に、基材に接触するに適当な接着剤表
面の量は、有意に低減されることが期待できる。このようにして、そのテープは
単一の適用目的に対して使用されることができ、除去時(そのウェブテープバッ
キングは除かれれば生じるように設計されるにちがいないので)もし適当なレベ
ルまで低減されれば非機能性となる。これにより、そのテープは、単一の用途だ
けに設計された製品と同様の用途を示す、あるタンパ−によく合ったものとなる
。
接着剤もそのウェブが引っ張られまたは延伸された後に使用されることができる
。
はとんどの適用に対して、好ましいのは感圧接着剤である。
低モデュラス材料はメルトブロー技術の加工に適した材料であればいがなるもの
でもよい。これにはポリマー類、例えばポリウレタン(例えばモートン・チオコ
ール社(Morton Th1okol Corp、 )から市販のrMort
haneTMJ) ;A−Bブロックコポリマー、ここで、へはポリビニルアレ
ン成分、例えばポリスチレンを表し、Bはエラストマーミツドブロック、例えば
直鎖状のジまたはトリブロックコポリマーの形をとる共役ジエンまたは低級アル
ケン:スター、ラジアルまたは枝分れコポリマー、例えばrKRATONTMj
としてンエル化学(Shell Chemical Co、 )より市販のエラ
ストマー;ポリエーテルエステル(例えばアクゾプラスチックス社(Akzo
Pla5tics Co、 )から市販の「^rnitelTMj) ;または
ポリアミド(例えばオートケム社(八utocheIICo、 )から市販のr
Pebax”j)等が挙げられる。コポリマーおよび混合物も使用し得る。例え
ば、米国特許第4.657.802号記載のA−Bコポリマー混合物は、そのよ
うなブロックコポリマーがポリアルキレンと混合されることが望ましい場合に適
している。他の可能な材料として、エチレン酢酸ビニル等のエチレンコポリマー
、エチレン/プロピレンコポリマーエラストマーまたはエチレン/プロピレン/
ジェンターポリマーエラストマー等を含有する。考えられる前述の材料の混合物
も使用できるが、得られる材料が約10’N/m2以下、好ましくは10’N/
m2以下のヤング率をもつことが必要である。
非常に低弾性率のエラストマーはより大きな剛性および強度を与えることが望ま
しい。例えば、5層wt%以下、好ましくは3Qvt%以下のポリマーブレンド
は剛化助剤であり、例えばポリビニルスチレン、ポリ(a−メチル)スチレン等
のポリスチレン、ポリエステル、エポキシ、ポリエチレンまたはあるエチレン/
酢酸ビニル等のポリオレフィン、好ましくはより高分子量のそれらまたはクマロ
ン・インデン樹脂等が挙げられる。
粘度低下材料および可塑剤も、そのエラストマーおよび低弾性伸張性材料に混合
することができる。その材料は、例えば低分子量ポリエチレンおよびポリプロピ
レンポリマーおよびコポリマー、または粘着性付与樹脂、例えばWingtac
kTM、グツドイヤーケミカル社(Goodyear Chemical Ca
mpany)から市販の脂肪族炭化水素粘着性付与剤等を含有する。粘着性付与
剤はエラストマー低弾性層の相対的に非エラストマーである層への接着性を増大
するために使用されることもできる。
粘着性付与剤として例えば、脂肪族または芳香族の液状粘着性付与剤、ポリテル
ペン樹脂粘着性付与剤および水素化粘着性付与樹脂が含まれる。脂肪族炭化水素
樹脂は好ましい。
相対的に非エラストマ一層である材料は、前述のように伸びることおよび永久的
に変形することができる材料であり、それは繊維形成性である。有用な材料とし
て、ポリエステル、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリアルキレン、例え
ばポリエチレンまたはポリプロピレン:ポリアミド、例えばナイロン:ポリスチ
レン、またはポリアリルスルホン等が含まれる。同様に有用な材料として、ある
種の僅かにエラストマー性の材料、例えばオレフィノエラストマー材料があり、
その例として、あるエチレン/プロピレンまたはエチレン/プロピレンまたは/
ツエンエラストマーコポリマーまたは他のエチレンコポリマー、例えばあるエチ
レン酢酸ビニル等がある。
相対的に非エラストマーである層材料は、それ自体または他の材料との加熱また
は音波接着の可能な材料でもある。好ましい材料が米国特許第4.710.19
0号に開示されにの記載をここに挿入する)、そこには高分子量および低分子量
部分ポリマーの混合について記述している。高分子量および低分子量部分の混合
物は、50〜110℃の範囲の温度で粘着性および接着性を示す混合物である。
高分子量および低分子量部分はエチレンまたはプロピレンをベースとしたコポリ
マーを含むことができる。特に好ましくは極性コモノマーをもつコポリマー、例
えばエチレン/酢酸ビニル(EV^)またはそれに類似する材料(例えば欧州特
許出願366379A2参照)である。EV^と粘着性付与剤、例えば合成炭化
水素樹脂の混合物も使用されることができる。これら材料はポリエチレンをベー
スとしたポリマーまたはコポリマーフィルム、例えばポリエチレンまたはEVA
フィルムと良好な接着性を示す。好ましくはないが、他の加熱または音波接着可
能な材料を相対的に非エラストマ一層として使用してもよい。しかしながら、こ
の材料はそのエラストマ一層の融点の少なくとも約15℃下の融点を有し、ウェ
ブが加熱接着後にある程度のオープン構造を保持するのが望ましい。適当な材料
として米国特許第4.477、516号に開示のようなポリエチレンポリマーお
よびその混合物を包含する。
加熱または音波接着可能な材料はしばしば、メルトブローィング条件下で相対的
に高い自己接着性を示し、そして例えばエラストマー(または低弾性)材料なし
に凝集性の大きなウェブを形成する。材料のこれら組合せがら形成されたウェブ
は、外部の鞘層として加熱密封可能なまたは音波密封可能な材料を有する同心の
層を成しく例えば芯鞘型(sheath−core−type)層)、そして縦
方向に層を成す態様の特性の内のいくつかを示す。
エラストマ一層(芯層またはそれに類似したもの)および外部の接着層の組合せ
はエラストマーおよび/または順応性のあるウェブを与える。またそのウェブは
ポリエチレンポリマーまたはコポリマーフィルムまたはウェブのような構造体と
加熱または音波接着可能である。このことにより粒子の使用を発見する、そこで
は順応性、弾性および通気性力遣要であり、そしてそのウェブは用具、例えば医
療用具または失禁用具(例えばダイヤパーフィルムまたはそれに類似するもの)
の他の成分と加熱または音波接着可能となることができる。
延伸および回復のできる本発明のウェブの特性は得られた、ウェブの弾性の指向
性である。そのウェブは、実質上延伸された方向のみに弾力性を示す。その弾性
もそのウェブが最初に延伸された点が限界である。そのウェブの弾性挙動および
かさばりは、その用途によって適当なレベルに制御されることができる。例えば
、包帯バッキングの用途では弾性の限界レベルは必要とされる全体である。この
要求弾性レベルは微小繊維内の層数の調節、少なくとも2層の相対パーセント(
その内の1つはエラストマ一層)または、伸びまたは延伸の程度または方向によ
って得られることができる。低い(例えば50%以下)弾性は例えば、医療用う
・ツブ、包帯およびそれに類似するものの用途に対して得られる。より高い弾性
(例えば50%以上)は伸縮性衣服のような用途に対して得られる。
前述のとおり、延伸されたウェブは注目すべきかさばり効果も示し、それは回復
の量に依存する。このかさばりは衣服用および医療用用途に対して非常に望まし
い。かさばりが増加すれば、ウェブの柔軟性、通気性および排水性能力が増大す
る。
本発明のウェブの更なる特徴は、一般的に約60°C以上の温度に加熱されたと
き、そのウェブは更に回復することができる。このことは弾性フィルムの典型的
な熱収縮の適用として有用である。
繊維およびウェブの強度は与えられたポリマーの組合せを変化させることによっ
て広い範囲内で制御される事ができ、それはポリマーの相対比、微小繊維内の層
配列、層数、収集機の距離および他のプロセスの変数とは独=している。本発明
は、これら変数の1つまたはすべてを変化させることによって、ウェブ強度の精
密な制御が可能となる。
理論的には、前述の2タイプの層から形成したウェブに対して、どちらか一方は
優先的に1〜99vo1%の総繊維容積がら成ることができるが、好ましくは低
弾性率材料が少なくとも約10vo1%の繊維容積から成る。この容積範囲の下
限で、有意に繊維のかさ高性、例えば引張強さおよび弾性挙動を変化させずに、
外側の層はなおウェブを形成している繊維の表面特性に大きく寄与している。こ
のようにして、好ましいかさ高性、例えば引張強さをもっポリマー(例えば相対
的に非エラストマーである材料)は、好ましい表面特性、例えば良好な接着性を
有する材料(例えばエラストマー低弾性率材料)を組合せることができ、それぞ
れのポリマーからの高相対比率の要求特性をもつメルトブローウェブが得られた
。より高い繊維容積で外側の層はなお不釣合いに繊維表面特性に寄与するが、繊
維のがさ高性により寄与する。
本発明では、ウェブの特性は、与えられた相対容積パーセントおよび層の配置に
おいて採用された層数の変化によっても変えられることができる。前述のとおり
、少なくとも低層数での層数の変化は微小繊維表面でのそれぞれのポリマー(2
種のポリマー材料を仮定)の相対比率を有意に変化させる傾向をもつ。これは(
2種のポリマー材料の交互の層を仮定)は微小繊維表面特性が大きく寄与するそ
れらウェブ特性の変化に言い換えることができる。このようにしてウェブ特性は
、ポリマーまたは化合物がその外側の層を含むことに依存して変化することがで
きる。しかしながら、層数が増加すれば、表面積効果をベースとするウェブ特性
のこの変化は減少する。より多い層数において、それぞれの層の表面積効果が有
意に減少すれば、それぞれの繊維層の相対厚さは減少する傾向にある。10μm
以下の平均直径をもつ好ましいメルトブロー微小繊維に対して、それぞれの繊維
層厚さは1μm以下となる。
その繊維およびウェブ特性への付加的な効果として、繊維層数のみを増加する事
がある。特に、延伸したウェブの弾性回復挙動が大きく低下する間のそれぞれの
暦数の増加に伴い、ウェブの弾性率が増大することが明らかとなった。理論によ
って拘束されることは望まないけれども、微小繊維のそれぞれの層厚さの減少は
その結晶構造および成分ポリマーの挙動に重大な影響を与える。例えば、球晶の
成長が近接する層によって強制され、結果的により微粒子構造となる。更に、界
面層境界は交差するオリフィス内のポリマー流れを軸流の相対パーセントを増加
するよう強制し、層を成した形状内でのポリマーの配列数を増加するよう強制し
、そしてこのようにして結晶化度を増加する事ができた。これら要因はそのウェ
ブ内の成分繊維の巨視的挙動およびウェブの挙動自体に影響することができるか
もしれない。
更に、微小繊維層数の増加に伴い、近接する眉間の界面数および界面面積が大き
く増加する。それぞれの層の補強および束縛が増加するに従い、これにより強度
が増加する傾向にある。繊維内の総層数の増加に伴い、繊維内部の層を分離する
ことが難しくなることも明らかとなった。相対的に不相溶なポリマーは通常、層
分離を防ぐために相溶剤または接着層が必要であることは既知である。
本発明のプロセスにより得られる層数は理論的には無制限である。実際には、複
数のポリマー流れを非常に多層の配列に分割および/または合流することができ
るマニホールドまたはそれに類似するものの製作は複雑および高価にならないよ
うにした。加えて、グイオリフィスへ供給するのに適当な寸法の流れを得るため
に、適当な変形部品を通過しての層の形成および層の持続が難しくなってもよい
。1.000層という実際の限界が予セされ、その点では製法上の問題がいくつ
かの潜在的な追加される特性上の利点に勝るであろうと考えられる。
形成されたウェブは要求される最終用途に適した厚さをもつことができる。しか
し、一般的には0.01〜5cmの範囲の厚さがほとんどの用途に適している。
更にいくつかの用途に対して、そのウェブは複合多層構造中の層となることがで
きる。
その他の層はウェブ、フィルム(例えば、弾性フィルム、半透過フィルムまたは
不透過フィルム)を支持していることができる。他の層は次のような目的のため
に使用されることができる、例えば吸収性、表面テクスチュア(texture
)、硬質化および不織ウェブとなることかできることがあり、そのウェブは例え
ばステーブルおよび/またはメルトフロウン繊維から形成される。その他の層は
簡単な技術を用いて本発明のメルトブローウェブに接着することができ、その技
術とは加熱融着、バインダーまたは接着剤または機械的絡み合い1例えば水絡み
合いまたはニードル・パンチング(needle punching)が挙げら
れる。他の構造体は複合構造体にも含まれることができる、その構造とは例えば
補強したまたは弾性の、スレッドまたはストランドであり、それらは好ましくは
その複合構造体の2層の間に挟まれている。これらストランドまたはスレッドは
同様に前述の簡単な方法で接着されることができる。
不織ウェブに対して特に予想される用途は基材に固く接着され、そして約35゜
の角度でそのバッキングを延伸することによって取り除くことができるテープバ
ッキングである。これらのテープは、実装テープおよび接合テープ(例えば両面
接着性)または取り外しのきくラベルまたはそれに類似するもの(片面接着性)
として有用である。高伸長性バッキング(50,0OOPSI以下の、好ましく
は5.000〜30゜000PSIの範囲のヤング率をもつ)は応力の集中の起
こる伝達面に沿って変形する。
この応力集により比較的小さな外力で変形伝達面における接着破壊を起こす。こ
のようにしてそのテープは小さな外力で使用してまだ強く接着している基材への
損傷なしにきれいに取り除くことができる。この用途での接着剤は一般に伸長性
をもつべきであり、更に同様に従来の配合、例えば粘着性天然ゴムまたは合成ゴ
ム感圧接着剤またはアクリルをベースとした接着剤とすることができる。使用す
際、そのテープは延伸しないか少しく例えば順応性を増すように)延伸するべき
である、そのためそのバッキングはなお高伸張性(50%以上、好ましくは15
0%以上)である。ウェブまたは本発明のウェブを含む複合構造体は、収集また
は集合の後、更に加工されることができる、例えばウェブ強度を増大、模様付き
の表面を与える、またはウェブ構造体またはそれに類似したもの中の接触点で繊
維を溶融するためにカレンダー加工またはポイント・エンポッシングによって:
ウェブ強度を増大するために配向によって二ニードル・パンチングによって:加
熱または成形操作によって;テープ構造体を与えるために接着剤を用いたような
塗装によって:またはそれに類似した方法によって行うことができる。
次の実施例は現在考えられる好ましい態様および本発明を実施する最良の方法を
示すために与えられた、しかしながら、それらに制限されるものではない。
引張弾性率
多層BMFの引張弾性率データはインストロン引張試験機(1122型)を用い
て、ジョ(jaw)間隔10.48cm(2in、 )およびクロスヘッド速度
25.4bで得られた。ウェブ試料は2.54cm(lin、 )幅であった。
ウェブの弾性回復挙動は、予め測定しておいた伸びまで試料を延伸し、そして伸
力を取り除いた後試料長さを測定し、そして1分間試料を緩和させることによっ
て決定した。
広角X線散乱試験
X線回折データをフィリップAPD−3600回折計(ポール(Paur)HT
K温度制御装置および加熱台付き)を用いて収集した。45kVおよび4mAの
出力管設定でンンチレー/ヨン検出器による強度測定によって、銅のKaRを用
いた。2〜50°(2θ)の散乱領域内での走査を、25℃および0.02°の
段階増加および2秒計時でそれぞれの試料について行った。
匣座件
順応性はメーカーの取扱説明書に従って、Handle−o−MeterTM・
211型(スイング・アルバート器械(Thving−Albert Inst
rument)社)を用いて8in、 X 8in、 (20,3cm X 2
0、3cm>の試料、1/4in、 (0,64cm)スロット幅で測定した。
熱的特性
多層BMFウェブ中のポリマー化合物の溶融および結晶化挙動はパーキン・エル
マーDSC−7型示差走査熱量計(システム4分析器装備)を使用して研究した
。加熱走査は10°(/minまたは20°C,’minて行い、融点以上で3
分間の保持時間を取り、続いて1b
ブ中のポリマー化合物の結晶化量を示している。
実施例1
本発明のポリプロピレン/ポリウレタン多層BMFウェブを、以下に記載された
ものと同様のメルトフロウン法を用いて調整した、例えばウェンテ・/Xン・、
への「超極細熱可塑性繊維(”5uperfine Thermoplasti
c Fibers”)Jインダストリアル゛エン/ニアリング・ケミストリー、
第48巻、 1342ページ以下参照、ウエンテ・パン・A、ブー>・C,D、
:フルハーティ=E、Lの「超極細有機繊維の製造(”1anufactur
e Of 5uperfine Organic Fibers”)J 195
4年5月25日刊行の海軍研究所レポートN04364、ただしそのBMF装置
が2台の押出機を利用したことを除く。そしてそれぞれがポリマーのメルトフロ
ーを制御するためギアーポンプをもち、それぞれのポンプが5つの層を供給する
。米国特許第3.480.502号(チショルム(Chisholm等))およ
び同3.487.505号(シュレンク(Schrenk))に記載と同様のフ
ィードブロック・スプリッター・アセンブリを、長さ/直径の域が5・1の円形
の滑らかな表面のオリフィス(10個/Cl11)をもつメルトブロー・ダイに
接続した。第1の押出機(260℃)により、800メルト・フロー・レート(
MFR)のポリプロピレン(PP)樹脂(エクソン化学(Exxon Chem
ical)社から市販のPP 3495G)の溶融流れを約260℃に加熱した
フィードブロック・アセンブリに供給した。約220℃に保持した第2の押出機
(260℃)により、ポリエステルウレタン(PU)樹脂(モートン・チオコー
ル(Morton Th1okol)社から市販のrMorthane”J P
S 455−200PP)の溶融流れをそのフィードブロックに供給した。その
フィードブロックは2本の溶融流れを分裂させる。そのポリマー溶融流れを交互
の形に、フィードブロックの出口でP障脂製外層と共に、5層の溶融流れに合流
させた。ギアーポンプを調節して75:25ポンプ比%のPP:PUポリマー溶
融流れをフィードブロック・アセンブリに供給し、0.14kg/hr/cm(
0,8lb/hr/in、 )のグイ幅当たりのポリマー処理速度にBMFダイ
(260℃)で保持した。第1のエア一温度を約220℃に保持し、0.076
cmのキャップ幅で均一なウェブを形成するに適した圧力に保持した。ウェブを
収集機でBMFダイ間隔30.5cm(12in、 )に合流させた。得られた
BMFウニブは平均直径約10μm以下の5層の微小繊維を含有し、基本重量は
50g/m”であった。
実施例2
PPとPUの溶融流れを5層のフィードブロックに50:50の比で供給した以
外は、基本重量50g/m”および平均直径約10um以下の5層の微小繊維を
含有するBMFウェブを実施例1の方法に従って調製した。
実施例3
PPとpt+の溶融流れを5層のフィードブロックに25 ニア5の比で供給し
た以外は、基本重量50g/m2および平均直径約10!m以下の5層の微小繊
維を含有するBMFつ工ブを実施例1の方法に従って調製した。
比較ウエブエ
2606Cに保持した1種の押出機のみを用いて、その押出機をギアーポンプを
通して直接BMFダイに接続した以外は、実施例1の方法に従って3QQMFR
のポリプロピレン樹脂の比較ウェブを実施例1の方法に従って調製した。そのグ
イおよびエアーの温度は260℃に保持した。得られたBMFウェブは基本重量
50g/m2および平均繊維直径約10μm以下であった。
比較ウェブ■
220℃に保持した1種の押出機のみを用いて、その押出機をギアーポンプを通
して直接BMFダイに接続した以外は、実施例1の方法に従ってポリウレタン樹
脂f「MorthaneTMJ PS455−200)の比較ウェブを実施例1
の方法に従って調製した。
そのグイおよびエアーの温度は220°Cに保持した。得られたBMFウェブは
基本重量50g/m2および平均繊維直径約10μm以下であった。
第1表には種々のPP/PU樹脂比をもつ5層の微小繊維を含有するBMFウェ
ブの引張弾性率値を示している。
第1表
基本重量50g/m2の5層のPP、/PU BMFウェブの引張弾性率ポンプ
比 引張弾性率
実施例 MD XMD
PP/PU kPa kPa
比較例1100・0 2041 28971 75 :25 6821 923
52 50:50 8083 9490
325・75 8552 12214
比較例II O:100 1055 1814実施例4
PPとPUの溶融流れを2層のフィードブロックに供給し、そのグイおよびエア
ーの温度を230℃に保持した以外は、実施例3の方法に従って、基本重量10
0g/m2を有し、平均直径約108m以下の2層の微小繊維を含有するBMF
ウェブを調製した。この試料を200%延伸し、そして解放した。この試料はそ
れから走査型電子顕微鏡分析用に調整した。第6図に延伸した試料の上面観察写
真(200X )を示した。装置方向の順応性は174g、横方向の順応性は2
27gであった。
実施例5
PPとPUの溶融流れを3層のフィードブロックに供給した以外は、実施例3の
方法に従って、基本重量100g/m2を有し、平均直径約1oII11以下の
3層の微小繊維を含有するBMFウェブを調製した。装置方向の順応性は188
g、横方向の順応性は277基本重量100g/m2を有し、平均直径約1hm
以下の5層の微小繊維を含有するBMFウェブを実施例3の方法に従って調製し
た。実施例3は5層の構造体であった。
装置方向の順応性は185g、横方向の順応性は252gであった。
実施例7
PPとPUの溶融流れを27層のフィードブロックに供給した以外は、実施例3
の方法に従って、基本重量100g/m2を有し、平均直径約1hm以下の27
層の微小繊維を含有するBMFウェブを調製した。装置方向の順応性は149g
、横方向の順応性は185gであった。
第2表には、PP:PUポンプ比が25・75で、微小繊維内の層数が異なる一
連のBMFウェブの弾性率値を示した。
第2表
微小繊維内の層数の関数としての、PP:PUポンプ比が25ニア5で基本重量
100g/llI2を有するウェブの弾性率
実施例 層 数 引張弾性率MD (kPa)5 3 1104g
微小繊維の交差する部分ての層数の、PP/Ptl BMFウェブの結晶化挙動
への影響を、示差走査熱量計を用いて測定し、その結果をグラフとして第2図に
示した。
それぞれ2.3.5および27層のブロウン微小繊維に相当する、実施例4,5
゜6および7(それぞれa、 b、 cおよびd)のBMFウェブに対する結晶
化発熱の調査により、実施例7のウェブの結晶化発熱のピークは、数層を有する
ブロウン微小繊維を含有するウェブに相当するピーク値より約6°C高いことを
示した。このデータは27層の微小繊維内で結晶化過程が高められることを示唆
しており、このことは更に第3図に示した広角X線散乱データの調査により裏付
けられている。そのデータにより、27層の微小繊維ウェブ試料(テトラヒドロ
フラン溶剤で洗浄後のポリプロピレンおよびポリエステルウレタン(PU)樹脂
(モートン・チオコール社から市販のrMorthaneTMJ PS 440
−200) (MorthaneTMPS 455−200の代わりに用いた)
の代わりに105 MIの低密度ポリエチレン(LLDPE、ダウ・ケミカル社
から市販のAspunT′6806)を用いたこと、押出機温度をそれぞれ22
0℃および230℃に保持したこと:溶融流れを、230°Cに保持した2層の
フィードブロックに、75:25の比で供給したこと: BMFダイ温度および
第1のエアー供給温度をそれぞれ225℃および215°Cに保持したこと、お
よび収集機距離を30.5ca+とじたこと以外は、実施例1の方法に従って、
基本重量100g/m2を有し、平均直径約1hm以下の2層の微小繊維を含有
するBMFウェブを調製した。装置方向の順応性は157g、横方向の順応性は
181gであった。
実施例9
PEおよびPUの溶融流れを、2層のフィードブロックに、50・50の比で供
給したこと以外は、実施例8の方法に従って、基本重量100g/m2を有し、
平均直径約10μm以下の2層の微小繊維を含有するBMFウェブを調製した。
装置方向の順応性は115g、横方向の順応性は150gであった。
PEおよびPUの溶融流れを、2層のフィードブロックに、25ニア5の比で供
給したこと以外は、実施例8の方法に従って、基本重量100g/In2を有し
、平均直径約10μm以下の2層の微小繊維を含有するBMFウェブを調製した
。装置方向の順応性は70g、横方向の順応性は103gであった。
比較ウェブ■
210℃に保持した1種の押出機のみを用いて、その押出機をギアーポンプを通
して直接BMFダイに接続したこと:そのグイ温度およびエア一温度を210℃
に保持したこと:および収集機距離を25.4cmとしたこと以外は、実施例1
の方法に従って、LLDPE樹脂(^5pun” 6806)の比較ウェブを調
製した。得られたBMFウェブは基本重量100g/m2および平均繊維直径約
10μm以下を有した。
比較ウェブ■
230℃に保持した1種の押出機のみを用いて、その押出機をギアーポンプを通
して直接BMFダイに接続したこと、およびそのダイ温度およびエア一温度を2
30°Cに保持したこと以外は、実施例1の方法に従ってポリウレタン樹脂(M
orthane”PS 440−200)の比較ウェブを調製した。得られたB
MFウェブは基本重量100g/m2および平均繊維直径約10μm以下を有し
た。
第3表には種々のPE/PU組成物の2層の微小繊維を含有するBMFウェブの
引張弾性率値を示した。
第3表
基本重量100g/m2の2層のPE/PU BMFウェブの引張弾性率実施例
ポンプ比(部PE/PU) 引張弾性率MD (kPa)比較例I[1100
:0 1172
8 75:25 4923
9 50:50 3737
10 25 : 75 2654
実施例11
ポリプロピレンおよびポリエステルウレタン(PU)樹脂(モートン・チオコー
ル社から市販のrMorthane”J PS 440−200) (Mort
haneTMPS 455−200(75:25の比)の代わりに用いた)の代
わりにポリエチレンテレフタレート樹脂(1,V、 =0.60および融点約2
57℃を有し、米国特許第4.939.008号、コラム2.6行目〜コラム3
.20行目記載の通りに調製したPET)を用いたこと;溶融流れを、それぞれ
約280°Cおよび約230℃に保持した5層のフィードブロックに供給したこ
と、および、フィードブロック温度、ダイ温度およびエア一温度をそれぞれ28
0℃、280℃および270°Cに保持したこと以外は、実施例1の方法に従っ
て、基本重量50g/112を有し、平均直径約1hm以下の5層の微小繊維を
含有するBMFウェブを調製した。
実施例12
PETおよびPtlの溶融流れを、5層のフィードブロックに、50:50の比
で供給したこと以外は、実施例11の方法に従って、基本重量50g/+02を
有し、平均直径約10μm以下の5層の微小繊維を含有するBMFウェブを調製
した。
実施例13
PETおよびPUの溶融流れを、5層のフィードブロックに、25ニア5の比で
供給したこと以外は、実施例11の方法に従って、基本重量50g/m2を有し
、平均直径約10μm以下の5層の微小繊維を含有するBMFウェブを調製した
。
比較ウェブV
約300℃に保持した1種の押出機のみを用いて、その押出機をギアーポンプを
通して直接BMFダイに接続したこと、およびそのダイ温度およびエア一温度を
それぞれ300℃および305°Cに保持したこと以外は、実施例1の方法に従
って、ポリエチレンテレフタレート(1,V、 =0.60)樹脂の比較ウェブ
を調製した。得られたBMFウェブは基本重量100g/m2および平均繊維直
径約10μm以下を有した。
第4表には種々のPET/PU比の5層の微小繊維を含有するBMFウェブの引
張弾性率値を示した。
第4表
比較例V 100:0 7721
11 75:25 9674
12 50:50 10770
13 25 : 75 12376
比較例■0・100 1834
1、 基本重量100g/m”
実施例14
Morthane” PS 455−200の代わりに、シェル化学社から市販
のKratonTl″G−1657、水素化スチレン/エチレンブチレン/スチ
レン・^−B−Aブロックコポリマー(SEBS)の60/40混合物、および
ダウ・ケミカル社から市販の105 MIの直鎖状低密度ポリエチレン(LLD
PE) AspunT′6806を用いたこと、押出機温度をそれぞれ250℃
および270℃に保持したこと:溶融流れを、270℃に保持した5層のフィー
ドブロックに、75:25の比で供給したこと;および、ダイ温度および第1の
エア一温度をそれぞれ270°Cおよび255°Cに保持したこと以外は、実施
例1の方法に従って、基本重量50g/l112を有し・平均直径約10μm以
下の5層の微小繊維を含有するBMFウェブを調PPおよび5EBS/LLDP
E混合物の溶融流れを、5層のフィードブロックに、50:50の比で供給した
こと以外は、実施例14の方法に従って、基本重量50g/m2を有し、平均直
径約10μm以下の5層の微小繊維を含有するBMFウェブを調製した。
実施例16
PPおよび5EBS/LLDPE混合物の溶融流れを、5層のフィードブロック
に、25°75の比で供給したこと以外は、実施例14の方法に従って、基本重
量50g/m2を有し、平均直径約10μm以下の5層の微小繊維を含有するB
MFウェブを調製した。
270℃に保持した1種の押出機のみを用いて、その押出機をギアーポンプを通
して直接BMFダイに接続したこと、およびそのダイ温度およびエア一温度を2
70°Cに保持したこと以外は、実施例1の方法に従って、5EBS/LLDP
Eの60/40i合物の比較ウェブを調製した。得られたBMFウェブは基本重
量50g/m2および平均繊維直径約10μm以下を有した。
第5表には種々のPP//5EBS/LLDPE比の5層の微小繊維を含有する
BMFウェブの引張弾性率値を示した。
第5表
基本重量50g/m2の5層のPP//5EBS/LLDPE BMFウェブの
引張弾性率実施例 ポンプ比(部PP/混合物) 引張弾性率MD (kPa)
比較例1 100:0 2034
14 75:25 18685
15 50:50 12011
16 25 ニア5 6978
5層のフィードブロックの代わりに2層のフィードブロック・アセンブリを用い
たこと以外は、実施例14の方法に従って、基本重量50g/m2を有し、平均
直径約10!m以下の2層の微小繊維を含有するBMFウェブを調製した。
実施例18
PPおよび5EBS/LLDPE混合物の溶融流れを、2層のフィードブロック
に、5G:50の比で供給したこと以外は、実施例17の方法に従って、基本重
量50g/l112を有し、平均直径約10gm以下の2層の微小繊維を含有す
るBMFウェブを調製した。
実施例19
PPおよび5EBS/LLDPE混合物の溶融流れを、2層のフィードブロック
に、25 ニア5の比で供給したこと以外は、実施例17の方法に従って、基本
重量50g/m2を有し、平均直径約10μm以下の2層の微小繊維を含有する
B11Fウエブを調製した。
第6表には種々のPP//5EBS/LLDPE組成物の2層の微小繊維を含有
するBMFウェブの引張弾性率値を示した。
第6表
比較例工100・0 2034
17 75:25 10197
18 50:50 7357
19 25ニア5 3103
比較例VI O: 100 434
実施例20
収集機距離を15.2cm(6in、 )としたこと以外は、実施例8の方法に
従って、基本重量100g/m2を有し、平均直径約10μm以下の2層の微小
繊維を含有するBMFウェブを調製した。
実施例21
収集機距離を15.2cm(6in、 )としたこと以外は、実施例9の方法に
従って、基本重量100g/m2を有し、平均直径約10μm以下の2層の微小
繊維を含有するBMFウェブを調製した。装置方向の順応性は101g、横方向
の順応性は162gであった。
実施例22
収集機距離を15.2cm(6in、 )としたこと以外は、実施例10の方法
に従って、基本重量100g/m2を有し、平均直径約10μm以下の2層の微
小繊維を含有するB11Fウエブを調製した。装置方向の順応性は56g、横方
向の順応性は85gであった。
第7表には種々のPP//5EBS/LLDPE組成物の2層の微小繊維を含有
するBMFウェブの引張弾性率値を示した。
第7表
収集機距離の関数としての基本重量100g/m2の種々の2層のPE/PUポ
ンプ比のウェブの弾性率
実施例 ポンプ比(PF、/T’tl) 収集機距離(cm) 引張弾性率11
D (kPa)8 75:25 3Q、5 4923
20 75:25 15.2 125909 50 :50 30.5 373
72150・50 15.2 9494
10 25ニア5 30.5 2654PPおよびPUの溶融流れを27層のフ
ィードブロックに供給したこと以外は、実施例7の方法に従って、基本重量10
0g/I11”を有し、平均直径約10μ鳳以下の27層の微小繊維を含有する
BMFウェブを調製した。そしてそこでは、繊維の外層がPPよりむしろPU(
実施例7のO/Iに対して工10)であり、そしてそのダイオリフイスの直径は
実施例7の0.0015inに対して約0.0017in、であった。
第8表には2種の27層PP/Put微小繊維ウェブの装置方向(1!I))の
弾性率を示した。
そのウェブでは、外層の微小繊維の組成を逆にすることによってフィードプロ・
ツクに供給するポリマーの順序を逆にした。
第8表
23(a) 0/I 14390
PPおよびPUの溶融流れを、75/25比で、それぞれ250℃および210
℃に保持した2種の押出機から、250℃に保持した27層のフィードプロ・ツ
クに供給したこと、および平滑な収集機ドラムをBMFダイから15.2cmの
ところに取り付けたこと以外は、実施例7の方法に従って、基本重量100g/
m2を有し、平均直径約10II!1以下の27層の微小繊維を含有するBMF
ウェブを調製した。そのPPおよびPUの溶融流れを、そこでは繊維の外層がP
P(0/I)であるフィードブロック・アセンブリに供給した。
実施例25
PPおよびPtlの溶融流れを、50150比で27層のフィードブロックに供
給したこと以外は、実施例24の方法に従って、基本重量100g/m2を有し
、平均直径約10μm以下の27層の微小繊維を含有するBMFウェブを調製し
た。装置方向の順応性は296g。
横方向の順応性は507gであった。
実施例26
PPおよびPUの溶融流れを、25/75比で27層のフィードブロックに供給
したこと以外は、実施例24の方法に従って、基本重量100g/m”を有し、
平均直径約10μm以下の27層の微小繊維を含有するBMFウェブを調製した
。
実施例27
PPの代わりにLLDPE (ダウ・ケミカル社から市販の105 MFRのA
spun” 6806)を用いたこと、および、PPおよびPUの溶融流れを、
75/25比で、両方とも210℃に保持した2種の押出機から、210℃に保
持した27層のフィードブロックに供給したこと以外は、実施例24の方法に従
って、基本重量100g/l112を有し、平均直径約10am以下の27層の
微小繊維を含有するBMFウェブを調製した。この交差部分の走査型電子顕微鏡
写真(第4図、2000倍)用試料はテトラヒドロフランでポリウレタンを洗浄
した後調製した。そして、通常の技術による分析用として、その試料を切断、実
装および調製した。
実施例28
PEおよびPUの溶融流れを、50150比で27層のフィードブロックに供給
したこと以外は、実施例27の方法に従って、基本重量100g/IQ”を有し
、平均直径約10μm以下の27層の微小繊維を含有するBMFウェブを調製し
た。
実施例29
PEおよびPUの溶融流れを、25/75比で27層のフィードブロックに供給
したこと以外は、実施例27の方法に従って、基本重量100g/m2を有し、
平均直径約10μm以下の27層の微小繊維を含有するBMFウェブを調製した
。
第9表には、繊維外層の組成をPPおよびPEの間で変えた、数種の27層微小
繊維ウェブの装置方向(MD)の引張弾性率を示した。
第9表
基本重量100g/m2.27層のPP/PUおよびPE/PUウェブの24
PP/PU 75/25 9594025 PP/PU 50150 4639
626 PP/PU 25/75 2809027 PE/PU 75/25
1992628 PE/PU 50150 1232829 PE/Put 2
5/75 7819多層BMF繊維を含有するBMFウェブの回復挙動は、種々
の多層繊維組成物から成るBMFウェブの試料に、100.200および400
%の伸びを与え、そして伸力を除去し、その試料を1分間緩和させた後、試料の
長さを監視することによって測定した0弾性回復は次式によって計算した。
L(延伸後)−L(回復後)
%弾性回復: X 100
L(延伸後)−L(初期値)
この測定結果は第10〜15表にまとめて示した。
実施例30
PEおよ乙卯Uの溶融流れを、その中では繊維の外層がPU(工10配置)であ
る3層のフィートブロックに供給したこと以外は、実施例22の方法に従って、
基本重量100g/’m2を有し、平均直径約10μm以下の3層の微小繊維を
含有するBMFウェブを調製した。
実施例31
PEおよびPutの溶融流れを、その中では繊維の外層がPIJ (I10配置
)である3層のフィードブロックに供給した二と以外は、実施例21の方法に従
って、基本重量100g/m2を有し、平均直径約10μm以下の3層の微小繊
維を含有するBMFウェブを調製した。
実施例32
PPおよびPLIの溶融流れを、3層のフィードブロックに供給したこと以外は
、実施例3の方法に従って、基本重量50g/m”を有し、平均直径約10μm
以下の3層の微小繊維を含有するBMFウェブを調製した。
実施例33
PPおよびPUの溶融流れを、3層のフィードブロックに供給したこと以外は、
実施例2の方法に従って、基本重量5Qg/m2を有し、平均直径約10μm以
下の3層の微小繊維を含有するBMFウェブを調製した。
実施例34
実施例3の方法に従って、基本重量75g/@2を有し、平均直径約1hm以下
の3層の微小繊維を含有するBMFウェブを調製した。
実施例35
実施例3の方法に従って、基本重量155g/m”を有し、平均直径約10μm
以下の3層の微小繊維を含有するBMFウェブを調製した。
実施例36
MorthaneTMPS 455−200の代わりに、ダウ・ケミカル社から
市販のポリエーテルウレタン、Pe1lathane” 2103−80VCを
用いたこと、PPおよびPUの溶融流れを供給する押出機の温度をそれぞれ24
0℃および210℃に保持したこと:PPおよびPUの溶融流れを、240℃に
保持した3層のフィードブロックに供給したこと;および、ダイ温度およびエア
一温度をそれぞれ230℃および215℃に保持したこと以外は、実施例3の方
法に従って、基本重量100g/a”を有し、平均直径約10μm以下の3層の
微小繊維を含有するB11Fウエブを調製した。
実施例36の方法に従って、基本重量190g/■2を有し、平均直径約1hm
以下の3層の微小繊維を含有するBMFウェブを調製した。
実施例38
Morthane” PS 455−200の代わりに、ダウ・ケミカル社がら
市販のポリエーテルウレタン、Pe11athaneTl″2103−80fC
を用いたこと:PPおよびPUの溶融流れを供給する押出機の温度をそれぞれ2
40’Cおよび210℃に保持したこと、PPおよびPUの溶融流れを、240
℃に保持した5層のフィードブロックに供給したこと:および、ダイ温度および
エア一温度をそれぞれ230℃および220℃に保持したこと以外は、実施例3
の方法に従って、基本重量100g/m”を有し、平均直径約110l1以下の
5層の微小繊維を含有するBMFウェブを調製した。
比較ウェブ■
210℃に保持した1種の押出機のみを用いて、その押出機をギアーポンプを通
して直接BMFダイに接続したこと、およびそのダイ温度およびエア一温度を2
10’Cに保持したこと以外は、実施例1の方法に従って、ポリエーテルウレタ
ン樹脂(Pellathane” 2103−80VC)の比較ウェブを調製し
た。得られたBMFウェブは基本重量100g/m2および平均繊維直径約10
u以下を有した。
実施例39
MorthaneTMPS 455−200の代わりに、Kraton?MG−
1657(SEBS)を用いたこと:両方の押出機の温度を260℃に保持した
こと:その溶融流れを、240℃に保持した5層のフィードブロックに62.5
:37.5比で供給したこと、および、ダイ温度および第1のエア一温度をそれ
ぞれ240’Cおよび275℃に保持したこと以外は、実施例1の方法に従って
、基本重量100g/m”を有し、平均直径約10μm以下の5層の微小繊維を
含有するBMFウェブを調製した。
実施例40
PPおよび5EBSの溶融流れを、25/75比でフィードブロックに供給した
こと以外は、実施例10の方法に従って、基本重量100g/m2を有し、平均
直径約1hm以下の 。
5層の微小繊維を含有するBMFウェブを調製した。
実施例41
MorthaneTl″PS 455−200の代わりにポリエステルウレタン
(PU)樹脂(モートン・チオコール社から市販のMorthaneTMF’S
440−200)を用いたこと;第2の押出機の温度を230℃に保持したこ
と:PPおよびPUの溶融流れを、2層のフィードブロックに5050比で供給
したこと以外は、実施例1の方法に従って、基本重量100g/+a2を有し、
平均直径約10μ−以下の2層の微小繊維を含有するBMFウェブを調製した。
実施例42
Morthane”’ PS 455−200の代わりにポリエステルウレタン
(PU)樹脂(モートン・チオコール社から市販のMorthaneTMPS
440−200)を用いたこと;第2の押出機の温度を230℃に保持したこと
:PPおよびPUの溶融流れを、2層のフィードブロックに25 +75比で供
給したこと以外は、実施例1の方法に従って、基本重量100g/m2を有し、
平均直径約10μm以下の2層の微小繊維を含有するBIIFウェブを調製した
。
第10表
基本重量100g/ff12、多層PP/PU=25 ニア5のBMFウェブの
回復挙動実施例 層数 初期長さくmm) 伸び後長さく關)回復後長さくII
lm)4 2 25.4 51 33.5
4 2 25.4 76 38.8
4 2 25.4 127 48.6
5 3 25.4 51 37.3
5 3 25.4 76 52.5
5 3 25.4 127 86.5
6 5 25.4 51 39.6
6 5 25.4 76 56.8
6 5 25.4 127 95.1
7 27 25.4 51 37.8
7 27 25.4 76 53.5
7 27 25.4 127 92.6第11表
基本重量100g/m2、多層PP/PU=25 ニア5のBMFウェブの弾性
回復伸び後の回復%
実施例 層数 100% 200% 400%第12表
一郵皇1躯11二上≦瞭yコ必厳μm−−リ11査獣ロセ駐迦」辺咀物1呈1旺
囲22 (25ニア5)/2 25.4 51 29.521 (50:50)
/2 25.4 51 32.330 (25ニア5)/3 25.4 51
3131 (50:50)/3 25.4 51 3325・4 76 45.
3
25.4
一−−−−−−−−−−−−−−ユ1−一一一旦1−−−第13表
実施例 層数 100% 200% 400%第14表
基本重量100g/m2、PP対PE2層BMFウェブ(1)回復挙動実施例
層のポリマー/比 初期長さくma+) 伸び後長さく龍)回復後長さくmm)
42 (PP/PU)/25ニア525.4 51 30.925、4 76
34.8
41 (PP/PU)150:50 25.4 51 32.325、4 76
37.6
22 (PE/PU)/25ニア5 25.4 51 29.025、4 76
33.1
21 (PE/PU)150:50 25.4 51 30.825.4
一一一−−−−−−−−−−−−−−−四−−一−−−堕」−一一第15表
42 PP/Put 79 81 −*41 PP/PU 73 76 −*
22 PE/PU 86 85 −*
21 PE/PU 79 78 −*
* −400%伸びまで延伸する前に試料破壊周囲条件下でのウェブ回復の試験
に加えて、数種のウェブ試料について高い温度で伸びの後アニーリングを行い、
高い温度でさらなる回復が生じないか調べた。
もし他に示さないようであれば、そのウェブ試料を指示された温度で0.5分間
通気乾燥機に入れ、測定した試料にさらなる回復が生じないか調べた。これら結
果を第16〜18表にまとめて示した。
特表十6−511047 (13)
75 /66 /25 Δ6775
1 15 2乙 zs J乙 J5
フロントページの続き
(72)発明者 ウッド、レイ・イー
アメリカ合衆国 55133−3427、ミネソタ州、セント・ポール、ポスト
・オフィス・ボックス33427番(番地の表示なし)(72)発明者 クルー
ガー、デニス・エルアメリカ合衆国 55133−3427、ミネソタ州、セン
ト・ポール、ポスト・オフィス・ボックス33427番(番地の表示ない(72
)発明者 スズコ、ポール・アールアメリカ合衆国 55133−3427、ミ
ネソタ州、セント・ポール、ポスト・オフィス・ボックス33427番(番地の
表示なし)(72)発明者 メイヤー、ダニエル・イーアメリカ合衆国 551
33−3427、ミネソタ州、セント・ポール、ポスト・オフィス・ボックス3
3427番(番地の表示なし)
Claims (17)
- 1.メルトブロー微小繊維を含有する伸長性不織ウェブであって、該微小繊維が 低モデュラス材料の少なくとも1つの第1層と実質上永久変形可能な相対的に非 エラストマー性の高モデュラス材料の少なくとも1つの第2層とから成る長さ方 向に少なくとも2層の実質上連続な層を有することを特徴とする伸長性不織ウェ ブ。
- 2.繊維の一部が捲緒し、該捲縮繊維の相対的に非弾性な層が配向している請求 項1記載のメルトブロー不織ウェブ。
- 3.その低モデュラス材料が、エラストマーを含有し、ウェブが不整弾性を示す 請求項1または2記載のメルトブロー不織ウェブ。
- 4.その低モデュラス材料が、エラストマーを含有し、ウェブが1方向以上で不 整弾性を示す請求項1または2記載のメルトブロー不織ウェブ。
- 5.ウェブが50%以上弾性的に延伸され、弾性方向に回復され得る請求項1〜 4に記載のメルトブロー不織ウェブ。
- 6.ウェブが50%以下弾性的に延伸され、弾性方向に回復され得る請求項1〜 4に記載のメルトブロー不織ウェブ。
- 7.テープバッキングを含有し、さらにそのテープパッキングが該バッキングの 少なくとも1表面に感圧接着剤層を有する請求項1〜6に記載のメルトブロー不 織ウエブ。
- 8.そのウェブが少なくとも100%の伸長性を有する請求項1〜6に記載のメ ルトブロー不織ウェブ。
- 9.その低モデュラス材料が、エラストマーを含有し、ウェブが実質的に周囲条 件以上に加熱されたとき収縮する請求項1〜8記載のメルトブロー不織ウェブ。
- 10.そのウェブが約60℃以上に加熱されたとき少なくとも10%収縮する請 求項9記載のメルトブロー不織ウェブ。
- 11.そのウェブが約90℃以上に加熱されたとき少なくとも30%収縮する請 求項9記載のメルトブロー不織ウェブ。
- 12.その層が同心状である請求項1〜11記載のメルトブロー不織ウェブ。
- 13.その外層がエチレン酢酸ビニルコポリマーから成る請求項1〜12記載の メルトブロー不織ウェブ。
- 14.その外層がエチレンコポリマーから成り、および内部のエラストマー層が ポリウレタンから成る請求項1〜12記載のメルトブロー不織ウェブ。
- 15.その平均繊維直径が約10μm以下である請求項1〜14記載のメルトブ ロー不織ウエブ。
- 16.メルトブロー微小繊維が縦方向に層を成し、3層またはそれ以上の層を有 する請求項1〜11および13〜15記載のメルトブロー不織ウェブ。
- 17.メルトブロー微小繊維が5層またはそれ以上の層を有する請求項1〜15 記載のメルトブロー不織ウェブ。
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