JPH04241193A - 熱結合繊維質湿式集積ウェブ及びその製造方法 - Google Patents
熱結合繊維質湿式集積ウェブ及びその製造方法Info
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- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H13/00—Pulp or paper, comprising synthetic cellulose or non-cellulose fibres or web-forming material
- D21H13/36—Inorganic fibres or flakes
- D21H13/38—Inorganic fibres or flakes siliceous
- D21H13/40—Inorganic fibres or flakes siliceous vitreous, e.g. mineral wool, glass fibres
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
維質レイドウェブ(laid web)に関する。こ
の熱結合繊維質レイド ウェブは大きいウェブ強度を
有するのみでなく、大きなウェブ均一性を有することが
判明している。さらに、このウェブは標準的な紙ウェブ
よりも非常に軟質であることも判明している。特に、二
成分繊維は本質的にポリエステル又はポリアミドから成
る第1成分と、線状低密度ポリエチレンから成る第2成
分とから成る。熱結合繊維質レイドウェブはさらにセル
ロース製紙繊維、セルロースアセテート繊維、ガラス繊
維、ポリエステル繊維、セラミック繊維、金属繊維、鉱
物ウール繊維、ポリアミド繊維及びその他の天然発生繊
維から成る群から選択されるマトリックス繊維を含む。
又は紙を製造する先行技術方法では、通常、予め叩いた
繊維すなわち一般にパルプとして知られるものをフォー
ドリニール ワイヤ(Fourdrinier w
ire)のようなシート形成装置に供給するために、水
性媒質中に懸濁させる。この繊維含有水性分散液は技術
上、一般にファーニッシュ(furnish)と呼ばれ
る。 湿式レイドウェブ製造のこの段階で厄介な一つの問題は
、繊維が水性媒質中で凝集、凝固又は沈降する傾向であ
る。この状態は一般にフロキュレーション(flocc
ulation)と呼ばれ、均質なウェブ形成を非常に
妨げる。すなわち、フロキュレーションは繊維から製造
される紙製品中に繊維を不均一に分布させ、まだらで不
均一な外観を生ずるのみでなく、引裂強さ、破裂強さ、
引張り強さのような重要な物理的性質にも不利である。 湿式レイドウェブ製造における他の問題は、繊維がファ
ーニッシュの表面に浮遊する傾向である。
る繊維から湿式繊維質レイドウェブを製造するためには
、繊維の均一な分散液を形成し、フロキュレーションの
発生を減じ、阻止する方法が公知である。さらに効果的
な手段の一つは少量のカラヤゴムを繊維ファーニッシュ
に加えることである。しかし、この手段は種々な用途で
不成功であると判明しており、例えばカルボキシメチル
セルロース又はポリアクリルアミドのような他の作用剤
がファーニッシュ中でのセルロースの望ましい結果を得
るために用いられている。
ロース繊維以外の天然又は合成繊維からも製造される。 繊維の水ファーニッシュは一般に、会合増粘剤(ass
ociative thickener)と分散剤を
用いて製造される。分散剤を加える前にセルロースパル
プを水に分散させ、次に乾燥繊維1トンにつき150ポ
ンドまでの範囲内の量で会合増粘剤を添加して水ファー
ニッシュを形成し、次に天然及び/又は合成繊維を添加
し分散させる。最後に、水性キャリヤー中の混合繊維の
分散液を望ましいヘッドボックス(headbox)コ
ンシステンシーにまで希釈して、通常の製紙装置の成形
ワイヤ上に配置する。発泡を阻止するために、必要に応
じて、分散液に消泡剤を加え、繊維の湿潤を促進するた
めに任意に湿潤剤を用いることができる。熱結合湿式繊
維質レイドウェブを製造するための、通常の高速フォー
ドリニール製紙装置において繊維ファーニッシュから結
合した強力な繊維質ウェブを形成することができる。
る場合の従来の湿式レイ方法では、セルロース繊維とポ
リエステル繊維との間の粘着を保証するために、一般に
水性結合剤が添加される。一般に約4%〜約35%の結
合剤が用いられる。水性結合剤を用いる場合に起こる問
題の一つは、例えばフィルターのような用途において生
形ウェブからの結合剤の浸出である。結合剤の添加は費
用を高め、環境問題を生ずる。さらに、ラテックス結合
剤は保存寿命が短く、特殊な保存条件を必要とする。ま
た、ラテックス結合剤は用いる希釈用水の状態に敏感で
ある。
維に天然及び合成繊維をブレンドすることは周知である
。例えば、フェケテ(Fekete)等のヨーロッパ特
許出願第0070164号では、ステープル長さのポリ
エステル/ポリエチレン二成分繊維と短い長さの天然セ
ルロース繊維とから成る低密度、高吸収性熱結合不織布
が開示されている。サメジマ(Samejima)の米
国特許第4,160,159号は短い長さの熱融合性繊
維と組合わされた木材パルプを含む吸収性布帛を開示し
ている。これらの特許は二成分繊維とセルロース繊維と
の組み合わせの使用を開示するが、この開示は湿式レイ
方法には言及していない。湿式レイド繊維質ウェブに二
成分繊維のような熱融合性繊維を加える試みには、多く
の問題が生ずる。
大部分を多かれ少なかれ一般に装置方向に配向させる乾
式紡織カーディング(carding)方法によって1
枚以上の繊維層又は布長さの繊維のウェブを載置(la
y down)することによって製造される。これら
のカード化繊維質ウェブの個々の布長さ繊維を、次に例
えば点状結合(point pattern bo
nding)のような、公知の結合(加熱)方法によっ
て結合させて、単一の自立性不織布を得る。
であり、生産速度の大きい製造方法を考案することが望
まれている。さらに、このような乾式紡織カーディング
方法および結合方法は少なくとも約1/2インチ、好ま
しくはこれより長い紡織カード化可能な長さの繊維のみ
に適用可能であり、約1/6インチから約1/25イン
チ以下の非常に短い長さの木材パルプ繊維のような短繊
維には適用できない。さらに最近では、不織布の製造が
、従来からある型のあるいは改良型の製紙装置等で湿式
成形方法によって行われている。このような製造方法は
有利に、非常に高い生産速度を有し、例えば木材パルプ
繊維のような非常に短い繊維にも適用可能である。この
ような湿式成形製造方法での布長さ繊維の使用にも、残
念ながら、しばしば問題が見いだされる。
融合性繊維を用いる試みで直面する問題は、二成分繊維
を均一に分散させることと、熱結合ウェブが使用可能に
なるように充分な強度を有する熱結合ウェブを得ること
である。高密度ポリエチレン(HDPE)のシースとポ
リエステルのコアとを有する二成分繊維が湿式レイ溶液
中に均一分散されにくいことが今までに判明している。 繊維の分散液を形成する場合に、これから製造される繊
維状ウェブは望ましい強度に達しないことが判明してい
る。
ポリエステル又はポリアミドのコアと、コポリマーの直
鎖低密度ポリエチレンから成るシース成分とを有する二
成分繊維を開示している。この二成分繊維は湿式レイ方
法を含めた公知の不織布製造方法を用いて、ウェブに成
形される。コポリマーポリエチレンはエチレンと、不飽
和カルボン酸、前記カルボン酸とカルボン酸とからの誘
導体及び無水カルボン酸から成るクラスから選択される
少なくとも1種の要素とから成ると定義される。この出
願はコポリマーポリエチレンの湿式レイ プロセスへ
の使用又はこれによって製造されるウェブの最終的な性
質に関する詳細は与えていない。
剤の添加に関連する問題をも解決することのできる、適
当な熱融合性二成分フィラメントを含めた熱結合湿式レ
イド繊維質ウェブを開発することが、依然として要求さ
れている。
、標準的な紙ウェブに比べてウェブ均一性が大きく、軟
質である熱結合ウェブが得られるような、特定の二成分
繊維を含む熱結合繊維質湿式レイド ウェブに関する
。特に、本発明の熱結合繊維質湿式レイドウェブは本質
的に、ポリエステル又はポリアミドの第1繊維成分と、
本質的に0.88〜0.945g/ccの範囲内の密度
を有する線状低密度ポリエチレン(LLDPE)から成
る第2成分とを含む二成分繊維から成る。
又はポリアミドの第1繊維成分と、本質的に0.88〜
0.945g/ccの範囲内の密度を有する線状低密度
ポリエチレン(LLDPE)から成る第2成分とを含む
二成分繊維と、本質的にセルロース製紙繊維、セルロー
スアセテート繊維、ガラス繊維、ポリエステル繊維、セ
ラミック繊維、金属繊維、鉱物ウール繊維、ポリアミド
繊維及びその他の天然発生繊維から成る群から選択され
るマトリックス繊維とを含む熱結合繊維質湿式ウェブを
含む。
、特定の二成分繊維と任意のマトリックス繊維とから製
造される。このような熱結合繊維質湿式レイドウェブの
製造方法は、適当な分散剤と増粘剤をも用いる。
又はポリアミド又はポリプロピレンの第1成分すなわち
主鎖ポリマーを含む。ポリエステル、ポリアミド及びポ
リプロピレンは布帛製造、その他の用途に用いられる周
知の紡織材料である。ポリエステルとポリアミドを挙げ
たが、適当な主鎖ポリマーにはLLDPEよりも高い融
点を有するポリマーが含まれる。一般に、主鎖ポリマー
は第2成分の融点よりも少なくとも30℃高い融点を有
する。
チレンから成る第2成分も含まれる。このようなポリマ
ーは、主要ポリマーの主鎖から懸垂する重合したモノマ
ー単位の分枝鎖を実質的に含まないために、「線状」と
呼ばれる。本発明が適用されるのは、これらの線状ポリ
マーである。ある場合には、エチレンがアルケン1分子
につき炭素数3〜12、好ましくは4〜8のα、βーエ
チレン系不飽和アルケンの少量と共に共重合された「線
状」型エチレンポリマーも存在する。アルケンコモノマ
ーの量は一般に、ポリマーの密度がポリマー分子上のア
ルキル側鎖のためにLDPEと実質的に同じ密度範囲に
入り、しかもポリマーが「線状」分類に入るために充分
な量である;これらは慣習的に「線状」低密度ポリエチ
レンと呼ばれる。
945g/cc、好ましくは約0.90〜約0.940
g/ccの範囲内の密度を有する。密度がポリマーに加
えられる特定のアルケンに大きく依存することは、当業
者に明らかであろう。エチレンと共に共重合してLLD
PEを形成するアルケンは、少なくとも1種のC3〜C
12、好ましくはC4〜C8のオレフィン系不飽和アル
ケンの少量を含む。1−オクテンが特に好ましい。前記
アルケン量はコポリマーの約0.5〜約35重量%、好
ましくは約1〜20重量%、最も好ましくは約1〜約1
0重量%を占めることができる。
STM D−1238(E)に従って測定して、約5
g/10分〜約200g/10分の範囲内のメルトフロ
ー値(MFV)を有しうる。メルトフロー値は約7g/
10分〜約120g/10分の範囲内であることが好ま
しく、約10g/10分〜約105g/10分の範囲内
であることがもっとも好ましい。当業者であれば、メル
トフロー値がポリマーの分子量に反比例することに気づ
くであろう。
レンドとして、グラフト高密度ポリエチレン(HDPE
)をも含みうる。この場合にHDPEはマレイン酸又は
無水マレイン酸とグラフトし、これによってHDPEポ
リマー鎖に沿ってグラフトしたコハク酸基又は無水コハ
ク酸基を有する。本発明に用いるためのHDPEは、エ
チレンをホモ重合するプロセスに配位型触媒を用いて製
造される、通常固体の高分子量ポリマーである。本発明
によるグラフトHDPEの製造に用いられるHDPEは
、190℃においてASTM D−1238(E)に
よって、約5g/10分〜約500g/10分の範囲内
のメルトフロー値と約0.94g/cc〜0.965g
/ccの範囲内の密度、好ましくは約7g/10分〜約
150g/10分の範囲内のMFVと約0.945g/
cc〜0.960g/ccの範囲内の密度を有すること
を特徴とする。無水物基又は酸基は一般に、HDPEの
約0.0001〜約10重量%、好ましくはHDPEの
約0.01〜約5重量%を占める。本発明のブレンドの
グラフトHDPE/非グラフトLLDPEの比は約2/
98〜約30/70、好ましくは約5/95〜約20/
80の範囲内である。
野において、例えば米国特許第3,873,643号、
米国特許第3,882,194号等の非共役不飽和酸の
融合環及び二環構造とは対照的に、酸基に共役したオレ
フィン不飽和部位を有する化合物として公知である。マ
レイン酸の異性体であるフマル酸も、マレイン酸と同様
に共役している。フマル酸は加熱時に転位し、水を放出
して、無水マレイン酸を形成するので、本発明に使用可
能である。この他のα、βー不飽和酸も使用可能である
。
コハク酸基のグラフトは、マレイン酸又は無水マレイン
酸を加熱されたポリマーと混合して、一般にグラフトを
促進するために過酸化物又は他の遊離基開始剤を用いて
反応させることを含む技術上公知の方法によって実施さ
れる。
ド又はその他の遊離基開始剤の存在下で 実施される
か、又はこれらの物質の実質的な不存在下でモノマーと
ポリマーの混合物を加熱せずに高度のせん断下に置いて
実施される。グラフトコポリマーを製造する便利な方法
は押出成形機を用いることであるが、バンバリーミキサ
ー(Banbury mixer)、練りロール機等
もグラフトコポリマーの製造に用いられる。
evolatilizing extruder)[
例えばウェルナーープフレイダー(Werner−Pf
leider)二軸スクリュー押出機]を用いて、マレ
イン酸(又は無水マレイン酸)を融点におけるLLDP
Eと混合し、反応させて、グラフトポリマーを製造し、
押出成形することである。このようにして製造されたグ
ラフトポリマーを次に、望みどおりに、LLDPEとブ
レンドして、本発明のブレンドを製造する。
ス/コア形状又は並置(side−by−side)形
状の二成分繊維の製造は技術上周知である。シース/コ
ア形状の繊維を製造するための従来の紡糸プロセスは、
シース形成物質のオリフィスに対して垂直方向での紡糸
口金オリフィスへの供給と、シース形成物質の紡糸口金
オリフィスへの流入時にシース形成物質中へのコア形成
物質の射出とを含む。これに関しては、二成分紡糸アセ
ンブリを開示し、二成分繊維の製造を述べている米国特
許第4,406,850号と第4,251,200号が
参照される。これらの特許は参考文献としてここに関係
する。
いずれでもありうる。しかし、並置形状の二成分繊維又
は多分割型二成分繊維も本発明の範囲内に入ると見なさ
れることは理解されよう。
00〜約1:2000の直径対長さ比を有する。このよ
うな長さは一般に、約1mm〜約75mm長さ、好まし
くは約10mm〜15mm長さであると判明している。 繊維の直径は約0.5dpf〜約50dpfである。こ
のような二成分繊維は一般に、当分野で公知の通常の加
工装置で切断される。
ス繊維である。このような繊維は一般に、これらの繊維
の全てが繊維中に存在するヒドロキシル基又はアミン基
を介して化学結合部位を有するという事実を特徴とする
。このようなマトリックス繊維の種類には、セルロース
製紙繊維、セルロースアセテート繊維、ガラス繊維、ポ
リエステル繊維、セラミック繊維、金属繊維、鉱物ウー
ル繊維、ポリアミド繊維及びその他の天然発生繊維が含
まれる。
クス繊維とを分散させるプロセスでは、水、増粘剤及び
分散剤の白水系を用いる。分散剤が最初に繊維を分離さ
せるように作用して、繊維の表面を湿潤させる。増粘剤
は水キャリヤー媒質の粘度を高めるように作用し、繊維
の滑剤(lubricant)としても作用する。これ
らの作用を通して、増粘剤は繊維のフロキュレーション
を阻止するように作用する。
イオン会合増粘剤の1種類は比較的低分子量(10,0
00〜200,000)のエチレン酸化物ベースウレタ
ンブロックコポリマーを含み、ここに参考文献として関
係する米国特許第4,079,028号および第4,1
55,892号に開示されている。これらの会合増粘剤
は、繊維ファーニッシュが10%以上のステープル長さ
の疎水性繊維を含む場合に、特に有効である。これらの
コポリマーの商業的組成物はローム アンドハース(
Roam and Haas)(ペンシルバニア州
、フィラデルフィア)から商品名アクリゾル(ACRY
SOL)RM−825と、アクリゾル レオロジー
モディファイヤー(ACRYSOL RHEOLO
GY MODIFIER)QR−708、QR−73
5、QR−1001とで販売されており、これらはキャ
リヤー流体中にウレタン ブロック コポリマーを
含む。アクリゾルRM−825は25%ブチルカルビト
ール(ジエチレングリコールモノブチルエーテル)と7
5%水の混合物中の25%固体度のポリマーである。ア
クリゾル レオロジー モディファイヤーQR−7
08は、60%プロピレングリコールと40%水の混合
物中の35%固体度のポリマーである。
カーバイド コーポレーション(Union
Carbide Corporation)(コンネ
チカット州、ダンバリー)から商品名SCT−200と
SCT−275で販売されているコポリマーと、ハイテ
ク ポリマース(Hi−Tek Polymers
)から商品名SCN−11909で販売されているコポ
リマーは本発明のプロセスに有用である。この他の増粘
剤にはナルコ ケミカル カンパニー(Nalco
Chemical Company)から入手可
能な改質ポリアクリルアミドがある。
レーヨンのような合成セルロース繊維とのブレンドのよ
うなセルロース繊維を主として含む繊維ファーニッシュ
の製造に好ましい他の種類の会合増粘剤には、ここに参
考文献として関係する米国特許第4,228,277号
に開示され、ハーキュレス社(Hercules I
nc.)(デラウエア州、ウイルミントン)から商品名
アクアロン(AQUALON)で販売されている種類の
改質非イオンセルロースエーテルがある。C10〜C2
4側鎖アルキル基によって改質され、分子量50,00
0〜400,000範囲内を有するヒドロキシエチルセ
ルロースであるアクアロンWSP M−1017は白
水系に用いられる。
とも百万から約千5百万まで、又は2千万以上までのオ
ーダーの極端な高分子量を有する合成長鎖線状分子であ
る。このような分散剤は例えばアミンのような窒素の存
在と共に、酸素及び/又は窒素を含有する。窒素の存在
の結果として、分散剤は水中で良好な水素結合性を有す
る。このような分散剤は水溶性であり、非常に親水性で
ある。
が繊維表面に付着して被覆し、繊維表面を滑りやすくす
るということも考えられる。この良好な滑り性の発生も
凝集塊、もつれ及び束の形成の阻止に役立つ。このよう
な分散剤の例は非イオン長鎖ホモポリマーであり、約百
万〜約7百万以上の平均分子量を有するポリエチレン酸
化物;長い直鎖非イオン又は弱陰イオンホモポリマーで
あり、約百万から約千5百万以上までの平均分子量を有
するポリアクリルアミド;中性及びアルカリ性溶液中で
は長い直鎖陰イオンポリ電解質であるが、酸性条件下で
は非イオンである、約2百万〜3百万以上の平均分子量
を有するアクリルアミドーアクリル酸コポリマー;長い
直鎖陽イオンポリ電解質であり、約百万〜5百万以上の
高分子量を有するポリアミン等である。好ましい分散剤
はオキシアルキル化脂肪アミンである。水性媒質中の分
散剤の濃度は比較的広範囲内で変化し、1ppm程度の
低濃度から約200ppm程度の高濃度になりうる。約
600ppmまでの高濃度も用いられるが、分散剤のコ
ストのために不経済的になりがちであり、湿潤ウェブ強
度を低くするおそれがある。しかし、回収手段が与えら
れ、それによって水性媒質とその中の分散剤とが再循環
及び再使用される場合には、1,000ppm以上まで
の濃度になることも可能である。
内で変化しうる。ファーニッシュの約0.1〜約6.0
重量%程度の低濃度が適切である。特別な用途向けの特
別な製品にはこれより低い又は高い範囲も用いられる。
撹拌しながら、適当な分散剤と増粘剤とを加えることに
よって二成分繊維とマトリックス繊維とが水性分散剤中
に等しく分散されることが判明している。分散剤を最初
に水性媒質に加え、次に二成分繊維を加え、その後に増
粘剤を加え、続いてマトリックス繊維をこれに加える。 個々の二成分繊維とマトリックス繊維は撹拌によってフ
ァーニッシュ中に均一に分散され、最小量の繊維フロキ
ュレーションと凝集を示すにすぎない。
それらを相互に個別に維持することに直接役立つ分散剤
を含む好ましい水性環境に入るため、凝集傾向又は凝集
塊、もつれもしくは束を形成する傾向は実質的に存在し
ないと考えられる。このことは先行技術とは当然対照的
である。先行技術では二成分繊維は最初に、高分子量線
状ポリマーの水溶性親水性分散剤を含まず、繊維の独立
性を失わせるような好ましくない水性環境に入り、凝集
し、凝集塊、もつれもしくは束を形成し、ファーニッシ
ュの上部又は底部に移行しがちになる。
キュレーション状態に達成させるには特定の種類の分散
剤が必要であることが判明した。
ウェブを吸引スロット上に通すことによって過剰な水分
をウェブから除去する。次にウェブを乾燥し、二成分繊
維の第2成分を溶融させてこの成分を次に冷却時に他の
二成分繊維とマトリックス繊維を結合させるための接着
剤として作用させるために充分な温度に加熱した乾燥機
に通すことによって熱結合させる。このような装置の一
つはハニカム系スルーエアードライヤー(Honeyc
omb System Through−airD
ryer)である。加熱温度は140〜220℃、好ま
しくは145〜200℃である。熱結合ウェブを次に冷
却すると、第2成分の再凝固温度未満で接着結合が形成
される。
説明し、種々な実施態様を開示するが、本発明の概念が
これらの実施態様に限定されるものではない。
を製造した。コアは標準0.64IVセミダル(sem
i−dull)ポリエチレンテレフタレートから製造し
た。シースは特定の二成分繊維用として上述したポリマ
ーから製造した。1〜7%の1−オクテンを含み、ポリ
マーが0.930g/ccの密度とASTM D−1
236(E)によって190℃において18g/10分
のメルトフロー値を有する線状低密度ポリエチレンのシ
ースを含む二成分繊維Aを製造した。このようなLLD
PEはダウ ケミカル カンパニー(Dow C
hemical Company)からアスパン
レジン(Aspun Resin)6813として商
業的に入手可能である。
いて16g/10分のメルトフロー値を有する、LLD
PEとグラフトHDPEとのブレンドから形成したシー
スを有する二成分繊維Bを製造した。HDPEは無水マ
レイン酸とグラフトし、1重量%の無水コハク酸基を含
む。このシース物質は米国特許第4,684,576号
に述べられている。グラフトHDPE/LLDPEの比
は10/90であった。 各種の二成分繊維は、コア
ポリマーとシースポリマーとを同時押出成形し、生成し
たフィラメントを当業者に周知の方法で延伸して、望ま
しいデニール(denier)及びシース/コア比を得
ることによって製造した。二成分繊維は約0.5インチ
の長さになるように切断した。
回転する撹拌機を備えた混合タンク内で周囲温度におい
て500リットルの水を用いて、繊維−水ファーニッシ
ュのバッチを製造した。このファーニッシュに、下記要
素を次の順序で加えた:(a)ICIアメリカ(ICI
Americas)(デラウエア州、ウイルミント
ン)から商業的に入手可能な分散剤ミレース(Mile
se)T 20ml;(b)特定の二成分繊維 2
50g;(c)ナルコ ケミカル カンパニー(イ
リノイ州、ナピールビル)から商業的に入手可能な粘度
調節剤ナルコ(Nalco)061 35%の固体含
量を有する1%溶液 1リットル; (d)例えばガフ コーポレーション(GAF C
orporation)(ニューヨーク州、ニューヨー
ク)から商業的に入手可能なガラス繊維カタポール(K
atapol)VP532SPBのような、マトリック
ス繊維分散剤 15ml; (e)実験によるマトリックス繊維 250g水
1100リットル、ミレースT 40ml及び1%溶
液ナルコ061 2リットルを含む白水溶液を、撹拌
機付きの別のタンクに製造した。ファーニッシュと白水
溶液の両方をワイヤ成形機(wireformer)の
ヘッドボックスに供給した。供給速度はファーニッシュ
24リットル/分、白水30リットル/分であり、0.
044%コンシステンシー(繊維g/水g)となった。
燥した後に熱結合させて、熱結合繊維質ウェブを製造し
た。次に、結合ウェブを引張り強さ、引裂き強さ、伸び
及びミューレン破裂を含めた特性に関して試験し、強度
試験については装置方向(MD)と横断方向(CD)に
おいて実施した。引張り強さ試験は、1インチ幅x7イ
ンチ長さサンプルを5インチジョー(jaw)間隔で1
2インチ/分において引っ張って張力を与えた場合の試
料の強さを示すために用いる。伸びは、引っ張り力によ
って生ずる負荷方向の変形量であり、引っ張り試験中の
破壊負荷時の値を読み取る。使用した引裂き試験機は、
熱結合湿式レイド布帛の強度を測定するように設計され
た試験機であるエルメンドルフ引裂き試験機であった。 ミューレン破裂試験は、膨張したダイヤフラムによって
及ぼされる圧力に対する布帛の耐破裂能力を測定する機
器試験方法である。
形成し、204℃において熱結合させ、熱結合ウェブを
製造した。熱結合ウェブを試験して、本発明を実証し、
これを商業的に入手可能なHDPE/PET二成分繊維
を用いて製造した湿式レイド ウェブと比較した。
するガラス繊維をシリカベース(silica ba
se)から製造する。このような繊維はグルポ プロ
テキサ(Grupo Protexa)(メキシコ)
から商業的に入手可能である。二成分繊維/ガラス繊維
の比は50/50であった。二成分繊維とガラス繊維は
湿式レイ プロセスで述べたような水ファーニッシュ
に加えた。
PEのシースとを有し、シース/コア比が50/50で
ある二成分繊維を用いた。この繊維は2dpfのデニー
ルと3/8インチの切断長さを有する。このような二成
分繊維はヘキストセラニーズ コーポレーション(H
oechst Celanese Corpora
tion)からK−56繊維タイプとして商業的に入手
可能である。
分繊維は50/50のシース/コア比、2dpfのデニ
ール及び0.5インチの切断長さを有する二成分繊維A
に取り替えた。
用いた二成分繊維は3dpfのデニール、0.5インチ
の切断長さ及び50/50のシース/コア比を有する二
成分繊維Bであった。
る引張り強さと引裂き強さに関して試験した。ウェブを
ミューレン破裂試験に関しても試験した。実験結果を表
1に示す。
表1 引張
り エルメンドルフ引裂き ミュー
レン 基礎 MD CD
MD CD
重量実験1 2.09 2
,15 217.3 213.3
7.3 1.16実験
2 3.23 3.76 357.
3 305.3 10.1
1.14実験3 4.27 4.
47 313.3 297.3
10.3 1.21引張り
値はポンド/インチである。
引裂き値である。
ェブは、HDPEシースとPETコアから成る先行技術
二成分繊維を用いた対照であった。これの引張り強さは
装置方向で2.09 lb./in.、横断方向で2
.15 lb./in.であり、引裂き強さは装置方
向で217.3g、横断方向で213.3gであり、ミ
ューレン破裂試験値は7.3PSIであった。
成分繊維を本発明の湿式レイド ウェブの二成分繊維
Aに取り替えることによって、この場合のガラス繊維へ
の二成分繊維の改良された接着を示すミューレン破裂試
験値と同様に、装置方向と横断方向の両方における引張
り強さと引裂き強さが有意に増加することを実証する。 実際に、対照に比べた強度上昇は約50%である。実験
3は、PETコアと本発明の湿式レイド ウェブのグ
ラフトHDPE/LLDPEのブレンドから製造された
シースとを有する二成分繊維を用いると、引張り強さが
対照値の200%に有意に増加し、高い引裂き強さとミ
ューレン破裂試験値が維持されることを実証する。実験
2に比べてやや低い引裂き強さはガラス繊維とこの二成
分繊維との間の良好な結合をさらに実証する。
、マトリックス繊維として用いた種々な量のPET繊維
とから製造した。これらのウェブを160℃において熱
結合させた。熱結合ウェブを強度、伸び及びミューレン
破裂に関して試験した。これらの値を商業的に入手可能
なPET/HDPE二成分繊維(K−56)と種々な量
のPETマトリックス繊維とから製造された湿式レイド
ウェブに比較した。
に述べたようなPETコアとHDPEシースとを有する
二成分繊維を用いた。PETマトリックス繊維は1.5
dpfのデニール、0.5インチの切断長さを有した。
が、二成分繊維を40:60のシース/コア比、3dp
fのデニール、0.5インチの切断長さを有する二成分
繊維Bに取り替えた。
が、二成分繊維Bは30:70のシース/コア比を有し
た。
が、二成分繊維Bは20:80のシース/コア比を有し
た。
フ引裂き強さ及びミューレン破裂値に関して試験した。 この実施例の結果は表2に示す。
表2 二成分
PET 強度 伸び エルメンド
ルフ ミューレン 繊維
繊維
引裂き 破裂 (
%) (%) (lb.)
(%) (lb.)
(PSI)実験1 A 0 1
00 0.0 0.0
0.0 0.0(対照)B
20 80 0.4
2.7 0.7
8.0 C 60
40 2.6 13.2
1.2 16.6
D 100 0 8
.6 37.7 1.7
35.0実験2 A 0
100 0.0 0.0
0.0 0.0
B 20 80
2.4 5.5 0.
9 19.0 C
60 40 5.4
13.0 1.8
37.1 D 100
0 7.7 24.7
1.6 30.0実験3 A
0 100 0.0
0.0 0.0
0.0 B 30
70 5.8 3.1
0.8 13.3
C 100 0 1
1.2 22.6 1.5
42.1実験2 A 0
100 0.0 0.0
0.0 0.
0 B 20 80
1.0 2.0 0
.5 6.1 C
60 40 3.9
5.2 1.2
25.7 D 100
0 5.8 12.6
1.8 33.5表2に示
した結果は図1〜4に示すグラフに含まれる。
アとから成る商業的に入手可能な二成分繊維を用いた対
照である。湿式レイにPET繊維のみを用いる場合には
、ウェブは強度を有さない。二成分繊維60%、PET
マトリックス繊維40%では、ウェブは2.6 lb
.の強度と16.6のミューレン破裂値を有するにすぎ
ない。
繊維を本発明のシース40%を有する二成分繊維Bに取
り替えることによって、ミューレン破裂試験値と同様に
、ウェブの強度が有意に上昇することを実証する。
成分繊維Bを用いることによって、100%二成分繊維
Bウェブが実験1−Dよりも有意に高い11.2lb.
の強度を有することを実証する。
いることによってもまだ、60%二成分:40%PET
繊維マトリックス混合物の実験1−Cの強度よりも優れ
た強度が得られることを実証する。
0%に成るように、種々に変えて、熱結合湿式レイド
ウェブを製造した。ウェブを3700Fにおいて熱結
合させ、引張り、伸び、ミューレン破裂及び引裂きに関
して試験した。
二成分繊維を含み、マトリックス繊維を含まない点で同
じであった。実験1(対照)は実施例1、実験1で述べ
たような二成分繊維を含有した。実験2は二成分繊維A
を含有し、実験3は二成分繊維Bを含有した。
維75%と、1.5dpfと切断長さ0.5インチを有
するPET繊維25%含む点で同じであった。実験4(
対照)はPET/HDPE二成分繊維を含有し、実験5
は二成分繊維Aを含有し、実験6は二成分繊維Bを含有
した。 実験7、8及び9はそれぞれ二成分繊維50%
と、PET繊維50%を含有した。実験7(対照)はP
ET/HDPE二成分繊維を含有し、実験8は二成分繊
維Aを含有し、実験9は二成分繊維Bを含有した。
繊維25%と、PET繊維75%を含有した。実験10
(対照)はPET/HDPE二成分繊維を含有し、実験
11は二成分繊維Aを含有し、実験12は二成分繊維B
を含有した。
ンドルフ引裂き及びミューレン破裂に関して試験した。 試験結果は表3に示す。
表3実験 引張り
伸び ミューレン破裂 引裂き
1 6.9 52.1
28.9 348.9 2
9.0 28.5 39.4
272.4 3 11.3
31.1 40.3
209.5 4 3.7 34
.3 20.1 356.6
5 7.3 23.5 32.
4 500.0 6
9.3 24.4 37.2
397.5 7 1.9
21.0 10.0 248
.6 8 3.7 16.5
21.7 456.4 9
6.9 15.5 27.5
562.510 0.7
3.5 8.1
123.611 1.1
4.2 9.5 247.
112 2.0 7.0
14.1 317.2全てのウェブ
は3700Fにおいて熱結合させた。
有する対照実験1、4、7及び10は、本発明の二成分
繊維を含有する、同様に熱結合させたウェブに比べて低
い引張り強さ値とミューレン破裂値によって実証される
ように、低い強度を有する。上述の課題、目的及び利点
を完全に満たす熱結合繊維状ウェブと、特定の二成分繊
維を含むこのようなウェブの製造方法が本発明によって
提供されることは明らかである。本発明をその特定の実
施態様に関連して説明したが、上記説明を考慮するなら
ば、多くの代替え、変更及び変化は当業者に自明のこと
である。従って、本発明の範囲内に含まれるこのような
代替え、変更及び変化を全て本発明は包含するものとす
る。
る種々なレベルの二成分繊維に対する引張り強さの関係
を説明するグラフを示す。
る種々なレベルの二成分繊維に対する伸びの関係を説明
するグラフを示す。
る種々なレベルの二成分繊維に対するエルメンドルフ引
裂き試験の関係を説明するグラフを示す。
る種々なレベルの二成分繊維に対するミューレン破裂試
験の関係を説明するグラフを示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 ポリエステル又はポリアミドの第1成
分と、本質的に、0.88〜0.945g/ccの範囲
内の密度を有する線状低密度ポリエチレン(LLDPE
)から成る第2成分とを含む二成分繊維から本質的に成
る熱結合繊維質湿式レイドウェブ。 【請求項2】 第1成分がポリエステルである請求項
1記載の熱結合繊維質湿式レイドウェブ。 【請求項3】 LLDPEが0.90〜0.940g
/ccの範囲内の密度を有し、LLDPEの1〜20重
量%の範囲内のC4〜C8アルケンコモノマー含量を有
する請求項1記載の熱結合繊維質湿式レイドウェブ。 【請求項4】 アルケンコモノマーが1−オクテンで
ある請求項3記載の熱結合繊維質湿式レイドウェブ。 【請求項5】 ポリエステル又はポリアミドの第1成
分と、本質的に、0.88〜0.945g/ccの範囲
内の密度を有する線状低密度ポリエチレンコポリマーと
、0.94〜0.965g/ccの範囲内の密度を初期
に有し、マレイン酸又は無水マレイン酸とグラフトし、
それによって高密度ポリエチレン(HDPE)ポリマー
鎖に沿ってグラフトしたコハク酸基もしくは無水コハク
酸基を有するグラフト化HDPEとから成る第2成分と
を含む二成分繊維から本質的に成る熱結合繊維質湿式レ
イドウェブ。 【請求項6】 非グラフトLLDPEが0.90〜0
.940g/ccの範囲内の密度を有し、LLDPEの
1〜20重量%の範囲内のC4〜C8アルケンコモノマ
ー含量を有する請求項5記載の熱結合繊維質湿式レイド
ウェブ。 【請求項7】 アルケンコモノマーが1−オクテンで
ある請求項6記載の熱結合繊維質湿式レイドウェブ。 【請求項8】 LLDPEコポリマーがC3〜C12
アルケンコモノマー0.5〜35重量%を含み、0.8
8〜0.945g/ccの範囲内の密度を有する請求項
5記載の熱結合繊維質湿式レイドウェブ。 【請求項9】 非グラフトLLDPEコポリマーが1
−オクテンコモノマー2〜15重量%を含む請求項8記
載の熱結合繊維質湿式レイドウェブ。 【請求項10】 ポリエステル又はポリアミドの第1
成分と、本質的に、0.88〜0.945g/ccの範
囲内の密度を有する線状低密度ポリエチレンから成る第
2成分とを含む二成分繊維と、本質的にセルロース製紙
繊維、セルロースアセテート繊維、ガラス繊維、ポリエ
ステル繊維、セラミック繊維、金属繊維、鉱物ウール繊
維、ポリアミド繊維及びその他の天然発生繊維から成る
群から選択されるマトリックス繊維とから成る熱結合繊
維質湿式レイドウェブ。 【請求項11】 第1成分がポリエステルである請求
項10記載の熱結合繊維質湿式レイドウェブ。 【請求項12】 LLDPEが0.90〜0.935
g/ccの範囲内の密度を有し、LLDPEの1〜20
重量%の範囲内のC4〜C8アルケンコモノマー含量を
有する請求項10記載の熱結合繊維質湿式レイドウェブ
。 【請求項13】 アルケンコモノマーが1−オク
テンを含む請求項12記載の熱結合繊維質湿式レイドウ
ェブ。 【請求項14】 二成分繊維が100〜2000の範
囲内の長さ対直径比を有する請求項10記載の熱結合繊
維質湿式レイドウェブ。 【請求項15】 ポリエステル又はポリアミドの第1
成分と、本質的に、0.88〜0.945g/ccの範
囲内の密度を有する線状低密度ポリエチレンコポリマー
と、0.94〜0.965g/ccの範囲内の密度を初
期に有し、マレイン酸又は無水マレイン酸とグラフトし
、それによって高密度ポリエチレン(HDPE)ポリマ
ー鎖に沿ってグラフトしたコハク酸基もしくは無水コハ
ク酸基を有するグラフト化HDPEとから成る第2成分
とを含む二成分繊維と、本質的にセルロース製紙繊維、
セルロースアセテート繊維、ガラス繊維、ポリエステル
繊維、セラミック繊維、金属繊維、鉱物ウール繊維、ポ
リアミド繊維及びその他の天然発生繊維から成る群から
選択されるマトリックス繊維とから本質的に成る熱結合
繊維質湿式レイドウェブ。 【請求
項16】 LLDPEが0.90〜0.940g/c
cの範囲内の密度を有し、LLDPEの1〜20重量%
の範囲内のC4〜C8アルケンコモノマー含量を有する
請求項15記載の熱結合繊維質湿式レイドウェブ。 【
請求項17】 アルケンコモノマーが1−オクテンを
含む請求項16記載の熱結合繊維質湿式レイドウェブ。 【請求項18】 LLDPEコポリマーがC3〜C1
2アルケンコモノマー0.5〜35重量%を含み、0.
88〜0.945g/ccの範囲内の密度を有するLL
DPEコポリマーである請求項15記載の熱結合繊維質
湿式レイドウェブ。 【請求項19】 LLDPEコポリマーが1−オクテ
ンコモノマー2〜15重量%を含む請求項15記載の熱
結合繊維質湿式レイドウェブ。 【請求項20】 ポリエステル又はポリアミドのコア
と、本質的に、0.88〜0.945g/ccの範囲内
の密度を有する線状低密度ポリエチレンコポリマーと、
0.94〜0.965g/ccの範囲内の密度を初期に
有し、マレイン酸又は無水マレイン酸とグラフトし、そ
れによって高密度ポリエチレン(HDPE)ポリマー鎖
に沿ってグラフトしたコハク酸基もしくは無水コハク酸
基を有するグラフト化HDPEとから成るシースとを含
み、100〜2000の範囲内の長さ対直径比を有する
二成分繊維と、本質的にセルロース製紙繊維、セルロー
スアセテート繊維、ガラス繊維、ポリエステル繊維、セ
ラミック繊維、金属繊維、鉱物ウール繊維、ポリアミド
繊維及びその他の天然発生繊維から成る群から選択され
るマトリックス繊維とを含む熱結合繊維質湿式レイドウ
ェブ。 【請求項21】 製紙装置又は湿式レイ不織布装置に
おいて繊維を湿式レイイングすることによる、ポリエス
テル又はポリアミドの第1成分と、本質的に、0.88
〜0.945g/ccの範囲内の密度を有する線状低密
度ポリエチレンから成る第2成分とを含む二成分繊維を
含む熱結合繊維質湿式レイドウェブの製造方法であって
、次の工程:本質的に水、増粘剤及び分散剤から成るキ
ャリヤー媒質中に前記二成分繊維を分散させることによ
って繊維ファーニッシュを形成する工程;装置のワイヤ
に対して0.01〜0.5重量%繊維の範囲内のコンシ
ステンシーで繊維ファーニッシュを供給して、繊維状ウ
ェブを形成する工程;及び次にウェブを加熱して、二成
分繊維の第2成分を溶融して熱結合繊維質ウェブを形成
する工程から成る方法。 【請求項22】 製紙装置又は湿式レイ不織布装置に
おいて繊維を湿式レイイングすることによる、ポリエス
テル又はポリアミドの第1成分と、本質的に、0.88
〜0.945g/ccの範囲内の密度を有する線状低密
度ポリエチレンコポリマーと、0.94〜0.965g
/ccの範囲内の密度を初期に有し、マレイン酸又は無
水マレイン酸とグラフトし、それによって高密度ポリエ
チレン(HDPE)ポリマー鎖に沿ってグラフトしたコ
ハク酸基もしくは無水コハク酸基を有するグラフト化H
DPEとから成る第2成分とを含む二成分繊維と、マト
リックス繊維とを含む熱結合繊維質ウェブの製造方法で
あって、次の工程:本質的に水、増粘剤及び分散剤から
成るキャリヤー媒質中に前記二成分繊維とマトリックス
繊維とを分散させることによって繊維ファーニッシュを
形成する工程;装置のワイヤに対して0.01〜0.5
重量%繊維の範囲内のコンシステンシーで繊維ファーニ
ッシュを供給して、繊維状ウェブを形成する工程;及び
次にウェブを加熱して、二成分繊維の第2成分を溶融し
て熱結合繊維質ウェブを形成する工程から成る方法。
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