专利摘要:

公开号:WO1991017296A1
申请号:PCT/JP1991/000594
申请日:1991-05-01
公开日:1991-11-14
发明作者:Takayoshi Nakajima;Seiji Yokota
申请人:Uni-Charm Co. Ltd;Chisso Corporation;
IPC主号:D04H1-00
专利说明:
[0001] 明 細 書
[0002] ポ リ ォ レ フ ィ ン系伸縮性不織布及びその製造方法
[0003] 技術分野
[0004] 本発明は、 高い伸長回復率で示される優れた伸縮性 と共に優 れた風合を有 していて包帯, ハ ツ プ剤基布な どの用途に好適な ポ リ ォ レ フ ィ ン系伸縮性不織布及びその製造方法に関する も の であ る。 背景技術
[0005] 従来か ら伸縮性不織布には各種の製造方法があ り 、 熱可塑性 ポ リ ウ レ タ ン繊維を用 いる も の (特開昭 59-157362号) 、 高捲 縮性のポ リ エステル繊維をホ ッ ト メ ル ト型バイ ンダー繊維で熱 接着 した も の (特開昭 62-177269号)等が例示でき る。 しか しな が ら、 ポ リ ウ レ タ ン繊維を用 いた不織布は風合がゴム様のベタ ツ キ感を示すと い う 難点があ る他、 比重が大き い と い う 好ま し く ない性質 も あ り 、 ポ リ エステル繊維を用 いた場合には風合が 硬すぎる と い う 欠点があ っ た。
[0006] 本発明は、 上記従来技術の欠点を解消 し、 高い伸長回復率に 示 される優れた伸縮性と共に優れた風合を有する よ う に、 不織 布を構成する こ とを課題とする。 発明の開示
[0007] 本発明者 ら は種々 検討 した結果、 ウ ェブの主要構成繊維 と し て ポ リ オ レ フ ィ ン系の高捲縮性熱融着性複合繊維を用 いて高捲 縮に よ り 弾性を持たせる こ と と熱融着によ る不織布化 と を図 る こ と の他に、 熱融着点を不織布全体に均一に分布さ せる のでな く 、 点在 して分布する点面の位置の不織布部分内だけに形成さ せた熱融着点に依存して不織布化されて く る よ う に構成する こ と によ り 、 上記課題を達成でき る こ とを究明 して本発明を達成 し o 発明を実施するための最良の形態
[0008] 以下に本発明を詳細に説明する。
[0009] 本発明に係る不織布は、 従来よ く 知 られている ポ リ オ レ フ ィ ン系の高捲縮性熱融着性複合繊維 (端に複合雄維と言う こ とが あ る) の単独又はこ の複合繊維を少な く と も 3 0 重量%含有す る他の有機繊維との混合繊維から成ってお り 、 上記複合繊維に は三次元の捲縮が発現してお り 、 そ してこの複合繊維の熱融着 によ り不織布化された ものであ る。 熱融着された個所即ち熱融 着点では、 上記複合繊維同士が直接強固に、 又他の有機繊維が 接触 して存在する ときはその有機織維と も熱融着する場合もあ り 、 こ の よ う な熱融着点 (本発明において 「熱融着点」 なる用 には、 単に 1 つ 2 つと数え得る熱融着個所のみでな く 、 融着効 果に影響する融着面積の大小の観念を含ませる もの とする) が 多量に形成されている こ とによ り不織布構造が安定化されてい る。 ポ リ オ レ フ イ ン系の高捲縮性熱融着性複合繊維の具体的な 繊維構造、 構成成分、 及び有機繊維については、 後に説明する。
[0010] 本発明に係る不織布の最大の特徵は、 ウェブの不織布化 及びその安定化に実際に効果を発揮する熱融着点が、 次に説明 する不織布面に分布する多数の点面の各位置の不織布部分内に のみ形成されている点である。 不織布面に分布する点面 (特に 目印があ る訳ではない) は、 その各面積が 0 . 0 07 cm:〜 0 . 8 citfの範 囲にあ っ て且'つそれらの合計面積が布面の 1 0 〜 4 0 % となる ものであ り 、 点面の位置の不織布部分 (以下、 熱融着域と言 う こ とがあ る) とはその点面の周囲に内周が接 している筒を想定 した と き にその筒内に存在する不織布部分にほぼ相当する。 不 織布の熱融着域は不織布中に成るべ く 均等に分散 している のが 好ま しい。 上記点面の合計面積が布面の 1 0 %未満の ものは融 着力が弱 く て繰返 し伸縮に耐えないもの とな り 、 4 0 %を超え る ものは風合が硬 く なる と共に伸縮性が不良となる。 不織布の 目付は 1 0 〜 2 0 0 g/m2 が好ま しい。 上記のよ う に点面の合計 面積が布面の 1 0 〜 4 0 %を満足 していて も 目付が 1 0 g/m2 太 満では不織布の弾力が弱かった り、 伸長回復率が低かった り し、 2 0 0 g/m2を超える と、 風合が硬 く なる こ とが少な く ない。 本発明 に係る不織布においては、 実効ある熱融着点は、 こ のよ う な不 織布の熱融着域内にのみ形成されてお り 、 その他の部分には殆 んど形成されていない。 即ち、 本発明に係る不織布は一種の海 島構造を有 してお り 、 三次元の捲縮が発現 した複合繊維が絡み 合っ ているだけで、 ウェブの不織布化に効果のある熱融着点の 存在 しないウェブの海の中に熱融着点の集中 したウェブの島が 分布 した構成とな っている。 そのため、 こ の不織布は特有の風 合と伸縮性とに優れた ものにな っ ているのであ る。
[0011] 次に前記不織布の製造方法を図面によ って説明する。 第 1 図 〜第 5 図は不織布の製造に使用する押 し型の凸状体の分布例を 示す図であ り 、 第 6 図は不織布の製造を超音波融着装置によ り 行う 場合の説明図である。
[0012] 主要原料繊維であ る ポ リ ォ レ フ ィ ン系の高捲縮性熱融着性複 合繊維は、 当然ながら未だ捲縮を発現されてお らず、 ま た熱融 着 も していない点を除けば、 その繊維構造及び構成成分は前記 不織布を構成している もの と同 じである。 先ず、 このよ う なポ リ オ レ フ イ ン系の高捲縮性熱融着性複合繊維の単独、 又はこ の 複合繊維を少な く と も 3 0 重量%含有する他の有機繊維との混 合繊維から成る ウェブを作成する。 ウェブの製造にはカー ド機 や気流式ラ ンダムウェバー等公知の方法が利用でき、 更に ク ロ 5 スラ 一を用いて ク ロ スラ 、°一ウェブと して も良い。 本発 明において 「高捲縮性」 とは、 未加熱の複合繊維から成る ゥェ ブ(目付 8〜 1 6 0 g/m2)を作成してこれを低融点成分の融点よ り 1 0 で低い温度で加熱して三次元の捲縮を発現させたときのゥ エブの熱収縮率 (具 ^的測定方法は後に示す) が 2 0 %以上で0 あ る場合を言う もの とする。 従って目標目付の不織布を捲縮発 現後に得る には、 そのウェブ (必ずしも複合繊維が 1 0 0 %で ない) の熱収縮率を知ってウェブの目付を調整する。 この調整 はそれ程の厳密を要しない。
[0013] 次に、 熱融着点をウェブに分布する熱融着域内に集中 して形 成させる。 即ち、 ウェブの面上に分布する各点面の面積が 0. 007 cm: 〜 0. 8 cm2でそれらの合計面積がウェブ面の 1 0〜 4 0 %となる多 数の点面で、 その位置にあ る不織布部分を熱融着温度に加熱 し て押 し付ける こ とによ り点状に融着させる。 こ の熱融着温度と は、 ウェブを構成している複合繊維の低融点成分の軟化点以上0 で低融点成分の融点よ り 5 °C高い温度までの温度である。 本発 明における軟化点は J I S 675 8 (ポ リ プロ ピ レ ンの試験方法) に準じ荷重 1 kg fで測定する方法によ って得られる ビカ ツ ト軟化 点であ り 、 また融点は差動熱量計による吸熱曲線の ピー ク位置 の温度と して得られる。 各点面の分布状態は、 上記の条件 (各
[0014] 25点面の面積及び合計面積の対ウェブ面%) に適合する こ との他、 ウェブが短繊維から成る場合には、 1 本の短繊維が 2 以上の点 面に跨る確率が高いよ う に、 例えば点面の中心間距離を平均短 繊維長の 1 / 1 0〜 1 /3とするのが好ま しい。 ウェブが長繊維から成 る場合 も、 不織布と しての形態保持及び強度の点から使用 目的 に応 じた点面中心間距離を設定するのが好ま しい。
[0015] 熱融着点を熱融着域が所定の分布をする よ う に形成させる に は、 い く つかの方法がある。 一つは、 各点面の面積及び分布に 対応する凸状体を有する押 し型を熱融着温度に加熱 して押 し付 ける方法であって、 目付が 1 0〜 5 0 g/m2程度の場合に好ま しい。 その凸状体の先端面 1 a の分布状態 (パター ン) は後記実施例 で使用 したパター ンを拡大 し第 1 図〜第 3 図に模式図と して例 示 してあ る。 各図に添記の数字は押 し型の面に対する点面の合 計面積の割合 (% ) である (押 し型の面はウェブ面に対応する から、 この割合 (% ) は点面の合計面積の対ウェブ面% と もな る) 。 第 4 図及び第 5 図も模式的な拡大図であ っ て、 対ウェブ 面%が前記規定から外れている分布例である。
[0016] 第 1 図〜第 5 図に示 した先端面 1 a の平面形状は半径 r の 円 であ る。 その分布状態は円の中心が仮想線で示す一辺の長さ £ の正方形の各頂点に位置する よ う に してある。 各図においての これら半径 Γ 、 辺の長さ (円の中心間距離に等 しい) 、 及び 先端面 1 a がウェブ面に対 して占める面積割合は第 1 表の とお り である。
[0017] 第 1 表 先端面 1 a の分布状態
[0018] ¾ r (ram) 中心間距離 (mm) 面積割合(%) 第 1 図 1. 0 5 12. 6 第 2 図 1. 25 5 19. 6 第 3 図 1.75 5 38. 5 第 4 図 0. 67 5 5. 6 第 5 図 2 5 50.3 このよ う な押 し型を熱融着温度に加熱してこれをウェブに押 し付ける と、 その凸状体の突出方向にある ウェブが凸状体によ つ て熱せられる と同時に、 繊維間に熱融着点が熱融着域内に形 成されるのである。 押 し付け力が過度に大きいと熱融着点が拡 がっ て熱融着域全体が 1 つの塊状体とな って風合を不良にする から、 テス ト によ り適度な押 し付け力を見出す。 このよ う な押 し型による熱融着点の形成を連铳的に行う には、 押 し型と して 所定の分布を した凸状体を有するェンボシ ングロールを備えた 熱エンボス融着装置を使用するのが好ま しい。 凸状体がウェブ から離れた後はウェブを冷却 して熱融着点を安定化する。
[0019] 熱融着点形成の他の方法は、 ウェブの加熱を超音波によ り 行 う方法で目付が 5 0 〜 2 0 0 g/m2程度の場合に好ま しい。 その方 法は、 次のよ う に行う 。 第 6 図に示すよ う に、 各点面の面積及 び分布に対応する凸状体 1 付き ロール 2 とホー ン先端をロ ール 2 に近接して設置 した超音波ホー ン 3 とを備えた超音波融着装 置を使用 し、 ロ ール 2 を回転させながら、 ロ ール 2 とホー ン 3 との間にウェブ 4を通す。 ホーン 3 の振動数は 20, OOOcps程度で、 ウェブ 4 がホー ン 3 によ り 凸状体 1 に押 しつけられて熱融着点 が熱融着域内に形成さ れる のであ る。 熱融着点が形成さ れた ら 融着点を冷却 して固化させる。
[0020] 次いで熱融着点の形成さ れた ウ ェブは、 こ れを捲縮温度に加 熱 して三次元の捲縮を発現させる。 捲縮温度と は、 ウ ェブを構 成 している複合繊維の低融点成分の融点よ り も低い温度であ る。 一般に前記融点よ り も 5 〜 2 0 °C低い温度が用 い られる 。 こ の 加熱に よ り 複合繊維には三次元の捲縮が発現 して見掛け長 さ が 収縮する。 こ の と き、 殆ん どの複合繊維は熱融着域中心間に相 当する距離だけ離れた 2 個所以上で繊維が互いに熱融着さ れて い る か ら、 見掛け上長さ が収縮 して も繊維同士の絡み合いか ら 擦 り 抜け る わけではな く 、 繊維集合体全体が一様に収縮する こ とにな る。 そ して熱融着点は、 捲縮発現前に形成される もので、 1 個所当た り の融着面を広 く 、 融着強度 も充分大き く する こ と ができ るか ら上記の よ う な収縮に際 して も熱融着点がほ ぐれる こ と はない。 こ の よ う に して本発明に係る ポ リ オ レ フ ィ ン系の 伸縮性不織布が得 られる のであ る。
[0021] 本発明において使用 される ポ リ オ レフ ィ ン系の高捲縮性熱融 着性複合繊維について説明する。 こ の複合繊維は、 従来よ く 知 られている よ う に、 融点が 1 0 °C以上異な る 2 種の ポ リ オ レ フ イ ン系樹脂を並列型に、 又はその低融点の樹脂を鞘成分と する よ う に偏心鞘心型に配 した複合繊維であ る。 そ して本発明にお いて 「高捲縮性」 と は前記説明の意義を有する。
[0022] 高融点成分 と しては結晶性ポ リ プロ ピ レ ン、 プ ロ ピ レ ン ー ェ チ レ ン共重合体、 プロ ピ レ ン ー ブテ ン一 1 共重合体、 プ ロ ピ レ ン — エチ レ ン ー ブテ ン一 1 共重合体な どのポ リ プロ ピ レ ン系重 合体を主とする ポ リ オ レ フ イ ンが示 される。 低融点成分 と して は、 その融点が高融点成分のそれよ り も少な く と も 1 0 °C以上、 好ま し く は 2 0 °C以上低い重合体が用い られる。 両成分の融点 差が 1 0 °C以上である こ とを必要とする理由は、 点融着が低融 点成分の軟化点以上融点よ り 5 °C高い温度までの温度範囲で行 われるので融点差が 1 0 °C未満では、 点融着時の加熱によ り高
[0023] 5 融点が成分軟化 して繊維の形状が保持し難 く なる恐れがあるた めであ る。 こ のよ う な高捲縮性熱融着性複合繊維は、 次のよ う に して得られる。 複合紡糸装置に繊維断面図が並列型あるいは 偏心鞘心型にな る紡糸ノ ズルをセ ッ 卜 し、 前記 2種のポ リ オ レ フ ィ ン系樹脂を主原料に用いて紡糸する。 紡糸 した未延伸糸は0 高捲縮性になる様に延伸条件を選び延伸する。 一般に低温で 1.
[0024] 5 〜 4 倍にする こ とによ り高捲縮性とする こ とができ る。 延伸 後、 必要に応 じて機械捲縮等による弱い捲縮加工を施した後に 乾燥工程 (ステーブルとする ときはカ ツ ト工程も) を経て本発 明で用いる複合繊維がつ く られる。 本発明に係る不織布中に存 在する複合繊維は、 上記の構造を有 し且つ三次元の捲縮が発現 してお り 、 熱融着点が形成されている ものである こ とは言う ま でもない。
[0025] また、 本発明で言う他の有機繊維とは、 木綿、 麻、 レーヨ ン、 ポ リ ア ミ ド、 ポ リ エステル等の有機繊維であ って前記熱融着温0度での加熱によ って変質しないものを指し、 製品の風合、 吸水 性等の改善の 目的でポ リ オ レ フ イ ン系の高捲縮性熱融着性複合 繊維と 7 0 重量%以下の割合で混合して使用 される。 有機繊維 の混合割合が 7 0 重量%を超すと、 ウェブの熱収縮率が小さ く な り 、 得られる不織布の伸縮性が不充分とな った り 、 複合繊維 25によ る熱融着点が過少とな り不織布強力が低下する等の結果を 生ずるので好ま し く ないのであ る。
[0026] 次に実施例及び比較例によ り 、 本発明を更に説明する。 [ 1 ] 実施例及び比較例に使用 した 3 種の複合繊維
[0027] いずれの複合繊維 も第 2 表に示す各原料樹脂を用 いて紡糸 し た複合比 5 0 : 5 0 の並列型複合未延伸糸を延伸温度 8 0 °C , 延伸倍率 2 . 7 倍で延伸 して得た単糸繊維 2 デニール、 繊維長 5 1 mmの複合短繊維であ る。 原料樹脂及び熱収縮率を第 2 表に 示す。
[0028] 第 2表 複合繊維の特性
[0029]
[0030] (* 1) 両成分の融点が同じであるが便宜上高低 2つの欄に分けて記載した:
[0031] 02) MFR : メルトフローレー ト (日本工業規格 JIS K 6758による)
[0032] (*3) 熱収縮率の測定法。 2 5 c m x 2 5 cmのパラ レルウ ェブをフ リ 一な状態で所定温度 で、 5 分間熱処理 し、 熱処理後の縦方向の長さ a を測定 し、 次 式によ り 算出する。
[0033] a
[0034] 熱収縮率 = ( 1 一 x 1 0 0 ( % )
[0035] 2 δ
[0036] [ 2 ] 不織布の作成
[0037] 第 3 表に示す原料繊維組成及び目付に従って単独繊維又は混 合繊維か ら フ ラ ッ ト カ ー ドによ り ウェブ作成 した。 次いでこれ らのウェブを第 3 表に示す融着装置 (各装置の抨 し型の凸状体 先端端面 l a の分布は添付 した図面の番号によ っ て示す) によ り熱融着域に熱融着点を形成させた。 融着装置が熱エンボス型 の場合は押 し型の凸状体を第 3 表に示す温度に加熱して使用 し た。 次いでこ の融着物を、 これを構成している複合繊維の低融 点成分の融点よ り 1 0 °C低い温度の熱風が循環している ドライ ヤーで 5 分間加熱する こ とによ り捲縮発現処理を施して、 不織 布を得た。
[0038] [ 3 ] 不織布の評価
[0039] 得られた不織布の風合、 不織布強力、 及び伸長回復率を次に 示す方法によ り評価測定 した。
[0040] 風合の評価方法
[0041] 5 人のパネ ラ ーによる官能試験を行ない、 全員がソ フ トであ る と判定 した場合を A A A、 3 名以上がソ フ ト であ る と判定 し た場合を A A、 3 名以上がソ フ ト感に欠ける と判定 した場合を A と評価 した。
[0042] 不織布強力 (縱方向) の評価方法
[0043] J I S L 1096 (—般織物試験方法) に準じ、 幅 5 era, 長さ 2 0 cm の試験片を、 つかみ間隔 1 0 cm, 引張速度 1 0 cm/分の条件で 測定 した。 単位は [ kg/ 5 cm幅] 。
[0044] 本発明においては不織布強力が 2 kg/5 cm幅以上あれば実用上 十分であ る。
[0045] 伸長回復率の評価方法
[0046] JIS L 1096 (—般織物試験方法の伸縮織物の伸縮性) に準じ、 幅 5 cm, 長さ 2 0 cmの試験片を、 つかみ間隔 1 0 cm, 引張速度 1 0 craZ分の条件で 1 2 cmまで伸長 した後に、 その状態で一分 間経過させ、 次に同 じ速度で元の位置まで戻 して荷重を解除し、 3 分間放置後の長さ ( L cm) を測定し、 次式によ り 伸長回復率 を算出する。
[0047] 1 2 - L
[0048] 伸長回復率 = X 1 0 0 ( % )
[0049] 2
[0050] 本発明においては伸長回復率が 9 0 %以上あれば十分である。
[0051] 上記の評価結果を第 3 表に示す。 第 3 表によ り 、 本発明にお いて規定する条件のすべてを満足 している各実施例は風合及び 伸長回復率に優れている と共に不織布強力 も少な く と も実用上 十分であるのに対し、 前記条件のいずれか一部だけでも満足 し ていない各比較例は、 前記特性のいずれかに不充分な と こ ろの あ る こ とがわかる。 第 3表 不織布の特性
[0052]
[0053] *1 PET : ポリエステソレ繊維 1.5dx51腿 産業上の利用可能性
[0054] 上述の よ う に して得 られる本発明に係 る ポ リ オ レ フ イ ン系倬 縮性不織布はその主構成繊維 と してポ リ オ レ フ イ ン系の高捲縮 性熱融着性複合繊維が使用 さ れていて、 熱融着点が不織布に点 状に分布する熱融着域内にのみ形成されてお り 、 その融着は捲 縮発現前に形成 さ れた も のであ る。 従 っ て複合繊維の 1 本 1 本 は融着個所が少な く 、 しか し確実に融着 さ れてい る こ と に よ り 三次元の捲縮に特有な弾性が充分に活かさ れて不織布に優れた 伸縮性と風合 と を持たせ、 加えて実用上充分な不織 強力を持 たせる こ とができ る。 図面の簡単な説明
[0055] 第 1 図〜第 3 図は不織布の製造に使用する押 し型の凸状体の 各種分布例を示す平面図であ る。
[0056] 第 4 図、 第 5 図は第 1 図〜第 3 図 と 同様な図であ る が、 点面 の合計面積が 1 0 % に満たない場合と、 4 0 %を越え る場合と を示す。
[0057] 第 6 図は不織布を超音波融着装置で製造する場合の模式図であ る
权利要求:
Claims請 求 の 範 囲
1 . ポ リ オ レ フ イ ン系の高捲縮性熱融着性複合繊維の単独又は 該複合繊維を少な く と も 3 0 重量%含有する他の有機繊維との 混合繊維から成り 前記複合繊維には三次元の捲縮が発現 してい る と共に前記複合繊維の融着によ り不織布化された不織布にお いて、 該不織布の布面上に分布する各点面の面積が 0.007cm:〜 0. 8cm2でそれらの合計面積が前記布面の 1 0 〜 4 0 %となる多数の 点面の位置の不織布部分内にのみ融着点が形成されている こ と を特徴とする ポ リ ォ レ フィ ン系伸縮性不織布。
2 . 目付が 1 0 〜 2 0 0 g/m2である請求項 1 に記載のポ リ オレ フ ィ ン系伸縮性不織布
3 . 前記複合繊維が短繊維であ り 、 隣り合う前記点面の中心間 距離が前記複合繊維の平均長さの 1 ノ 1 0 〜 1 ノ 3 である請求 項 1 記載のポ リ ォ レ フ ィ ン系伸縮性不織布。
4 . 低融点成分と高融点成分とが並列型又は偏心鞘心型に配置 されたポ リ オ レ フイ ン系の高捲縮性熱融着性複合繊維の単独又 は該複合繊維を少な く と も 3 0 重量%含有する他の有機繊維と の混合繊維からなる ウェブの面上に分布する各点面の面積が 0. 007cm:〜 0.8cmzでそれらの合計面積がウェブ面の 1 0 〜 4 0 % と な る多数の点面の位置で前記複合繊維の低融点成分の軟化点以 上で低融点成分の融点よ り 5 °C高い温度までの温度で前記ゥェ ブを融着 した後、 前記複合繊維の低融点成分の融点よ り も低い 温度で熱処理 して前記複合繊維に三次元の捲縮を発現させる こ と を特徵とする ポ リ オ レ フ ィ ン系伸縮性不織布の製造方法。
5 . 前記融着を、 各点面の面積及び分布に対応する凸状体を有 する押 し型を前記複合繊維の低融点成分の钦化点以上で低融点 成分の融点よ り 5 °C高い温度までの温度に加熱 して前記ウェブ に押 し付ける こ とによ り行う 請求項 4 に記載のポ リ オ レ フ ィ ン 系伸縮性不織布の製造方法。
6 . 前記凸状体を有する押 し型と してェンボシ ン グロ ールを使 用する請求項 4 に記載のポ リ ォ レ フ ィ ン系伸縮性不織布の製造 yj法。
7 . 前記融着を、 各点面の面積及び分布に対応する凸状体付き ロ ールを回転させながら該ロ ールと該ロールにホー ン先端を近 接 して設置されている超音 ¾ホー ン との間に前記ウェブを通す こ と によ り 行う請求項 4 に記載のポ リ オ レフイ ン系伸縮性不織 布の製造方法。
8 . 前記複合繊維は短繊維であ り 、 前記ウェブは隣り 合う 前記 点面の中心間距離が前記複合距離の平均長さの 1 ノ 1 0 〜 1 Z 3 である点面において融着させる こ とを特徴とする請求項 4 記 載のポ リ オ レ フィ ン系伸縮性不織布の製造方法。
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引用文献:
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