JP2000313894A - 加工滑剤組成物及びそれを含む繊維 - Google Patents
加工滑剤組成物及びそれを含む繊維Info
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Abstract
は液体輸送性の改良された繊維を得ることができる加工
滑剤の提供。 【解決手段】 高分子量及び低分子量ポリエチレングリ
コール脂肪酸エステルの混合物からなる加工滑剤組成
物。
Description
ning) 、凝集力(cohesion)、加工性(processability)及
び液体輸送を含む全体的性能が改良された性質を有する
滑剤含浸表面を有する繊維の製造に有用な加工滑剤組成
物に関する。
か又は望ましいと考えられるためのある種の特性を有し
ていなくてはならない。広範囲の不織、編織及び織製品
のために繊維又は繊維類を選択する上で考慮すべき重要
な性能特性には下記のものが含まれる。即ち、(1)不
織及び織物装置に於ける繊維加工性(効率、コスト効
果);(2)繊維/織物/材料「手触り」及び見たと
き、触れたとき、使用したとき又は身につけたときの全
体的審美性(研磨性、柔軟性、繊維被覆力、不透明性、
快適性、優美性、外観、適合性の知覚);(3)強度;
(4)耐磨耗性;及び(5)適用したときの液体輸送特
性(濡れ、はじき、吸収、液体輸送持続性)。
法により製造される。用語「不織」及び「不織布」は、
吸収性パッド、拭い/清掃ウエブ又は布帛、絶縁体、芳
香/風味材料、ライナー、灯心(wicks) 、比較的厚い詰
め物(batting) 、圧縮し結合した詰め物又はウエブ、包
帯、失禁用構造体、フィルター及び多くのその他の製品
のような、広範囲の製品について一般的に記述する用語
である。不織材料に於ける興味は、このような材料が多
くの大切な消費者及び工業的ニーズを満足させるために
効率よく比較的低コストで大量生産することができると
いう事実により増大される。人造繊維に於ける改良は不
織物工業の発達に寄与してきた。
てきた。しかしながら、湿分を満足できるように輸送す
る能力に於けるようなある種の特性に於いては、これら
の材料の多くは天然繊維に十分匹敵していない。ポリエ
ステルのような人造材料の特性を綿のような天然繊維に
より一層近く似せるように改良するための幾つかの方法
が工夫されてきた。米国特許第 2,590,402号、同第 2,7
81,242号、同第 2,828,528号及び同第 4,008,044号並び
に The Journal of Applied Polymer Science,33巻、 4
55頁(1987年)には全て、手触り及び柔軟性のようなあ
る種の性質を改良するために、ある種のポリエステル繊
維を苛性物質で処理することが開示されている。米国特
許第 4,374,960号には、繊維形成の前にポリエステルと
末端閉塞剤とを混合することによって作られる改良され
た安定性のポリエステル繊維の製造が開示されている。
EP 0,188,091号には、ウエブを超吸収性ポリマー粒子で
被覆することによる非常に吸収性の不織ウエブの製造が
開示されている。米国特許第 4,842,792号には、断面に
連続的溝を有する種々のポリエステルの苛性処理により
作られる改良された被覆、柔軟性及び濡れ特性の繊維が
開示されている。 The Journal of Applied Polymer Sc
ience,25巻、1737〜1744頁(1980年)には、増加した染
料吸収量の織物を、 180〜 220℃の温度で5分間濃縮非
イオン性界面活性剤(ロームアンドハース社により作ら
れたTriton X-100) を使用して作ることができることが
開示されている。繊維からの過剰の液体の除去は、米国
特許第3,458,890号及び同第3,786,574 号に開示されて
いる。捲縮したステープルファイバー(短繊維)の凝集
力の測定は米国特許第 4,649,605号に開示されている。
特性の全てが重要である。しかしながら、織物とは違っ
て、短繊維はまた、不織物及び織物製造で使用される装
置による従来の製造条件下で経済的な方法で満足できる
ように加工できなくてはならない。短繊維は、織物及び
不織物機械の両方で綿のような天然短繊維と同様の方法
で加工するために適当な長さ(普通約1〜10cm)に切断
される。これらの繊維は、種々の不織又は織物材料のた
めに選択されるような、開放、ブレンド、供給、梳き、
結合、加熱、圧縮、冷却、ハイドロ−エンタングル(hy
dro-entangling) 、ニードルパンチ、延伸、粗紡、精
紡、編み、織り及びその他のような公知の操作で満足で
きる性能を発揮しなくてはならない。
ウエブを形成する際に或制御された量の繊維凝集力又は
引き離しに対する抵抗性を得る上で本質的な要素である
ことが見い出された。「開繊した」(分離した)繊維の
これらのウエブは、不織又は織物工程の一部としてのフ
ラット−トップ又はローラ−トップ梳き機等で形成され
る。
分な捲縮形成は、梳き及び/又はこれに続く操作の間
に、低い変動する凝集力、弱いウエブ、ウエブ分離及び
劣った加工性を伴ってきた。ある種の加工滑剤の(室温
で適用された)比較的高い、特に約 0.2重量%より高い
滑剤レベルは、梳き等に於いて不満足な凝集力及び加工
性問題を生じるおそれがある。このような高いレベルの
これらの滑剤が(従来のキスロールのような)捲縮機の
前に適用されるとき、捲縮室内での低い繊維対金属摩擦
が、十分に低い(狭い)平均捲縮角及び相対的に「V字
形」の捲縮先端と共に通常の捲縮回数(インチ当たりの
捲縮)を作る能力と干渉する。劣った捲縮は、比較的低
い及び/又は過度に変動性の捲縮回数及び/又は広い
(開いた)平均捲縮角;及び/又は相対的に「U字形」
の捲縮先端により特徴付けられる。
は、必要なとき帯電防止剤、摩擦変性剤等の添加を伴う
ラウリルリン酸カリウム又は鉱油をベースとしている。
(0.2〜2重量%又はそれより多い)高レベルで、先行技
術の方法(普通捲縮機入口から離して配置されている大
体室温での滑剤塗覆された、回転する接触ロール)を使
用して捲縮機の前に適用されたこれら及び多くのその他
の滑剤は、捲縮形成に悪い影響を有する、並びに/又は
劣った凝集力により及び/若しくは梳きワイヤー上に望
ましくない塗覆物を比較的急速に形成することにより梳
きに於ける問題及び/若しくはその他の問題を生じる傾
向がある。更に、これらの滑剤は良好な親水性作用を有
しない。
続性は望ましい特性であるがある種の人造繊維で得るこ
とが困難である。ある種の人造繊維、特に適当な非円形
断面を有するものは、幾らか初期液体輸送特性を有して
いる。しかしながら、湿潤使用、洗浄又は洗濯した後
で、これらの繊維の液体を輸送する能力は、或る例では
著しく低下する。
記の特性の全てを改良するどのような方法も非常に望ま
しい。
着させて改良された開繊特性、凝集力、加工性、手触り
及び/又は液体輸送性を有する繊維を得ることを目的と
する。これらの改良された繊維は、高温で繊維上に、水
中の混合物、エマルジョン又は溶液として実質的に非粘
着性で湿潤性の滑剤を展開し、次いで圧力適用手段によ
り、続いて滑剤を繊維の表面上に又は中に乾燥又はベー
クするに十分な時間高温で繊維を加熱することからなる
方法によって作られる。この方法によって作られた繊維
は不織材料を作る上で特に有用である。
くは少量の適当な帯電防止剤と組み合わせた高分子量及
び低分子量のポリエチレングリコール脂肪酸エステルの
混合物からなる新規な繊維加工滑剤を含む。ある応用に
於いて、この新規な滑剤又は混合物は、より少なく好ま
しい選択として種々の手段によりほぼ室温で選択した繊
維に適用することができる。
た繊維、特に少なくとも1個の連続した溝を有し、円形
状又は非円形状を有するものは、開繊性、梳き−ウエブ
品質、凝集性、良好な織物及び不織物加工性、手触り及
び結合性を含む望ましい性質の予想外の組合せにより特
徴付けられる。更に、液体輸送能力は、本発明の方法に
より処理されていない対応する繊維のものと少なくとも
同様に良好であり、ある例に於いては多分もっと良好で
ある。液体輸送能力は、後記するように多くの秒の間熱
水でのような激しい洗濯の後に、これらの処理した繊維
及びこれから作った製品が、(少なくとも苛性処理した
とき)予想外に(1)ある種の滑剤の有効量を残し、そ
して(2)一層重要に、対応する非処理繊維/製品より
も大きい液体輸送持続性を与える点で、より一層持続性
である。
に匹敵する優れた被覆、柔軟性、手触り及び/又は全体
的性質を有する親水性繊維を与えるのに適しているの
で、これに続く結合及び/又はカレンダリング工程を伴
う不織工程を通じて有効に挙動することができる。
にスチームを適用する必要性を省く。しかしながら、ス
チーム加熱は、新規な滑剤混合物を加熱するための実施
できるまだ望ましさは小さい選択である。
を含めて繊維を十分に塗覆するために加工滑剤を適用す
る全ての方法が、本発明の範囲内に含まれるものとす
る。
とも1種の繊維を、該繊維を被覆するために十分な量の
少なくとも1種の実質的に非粘着性で非静電性で親水性
(濡れ性)の加工滑剤を含有する十分な量の溶液と接触
させ、(B)高温で(A)の滑剤被覆繊維を捲縮させ、
そして(C)(B)のこうして捲縮した滑剤被覆繊維
を、十分な高温で、該滑剤を該繊維の表面上に及び/又
は中に乾燥又はベークするに十分な時間で加熱すること
からなる方法によって製造される。
種の苛性処理した繊維を、少なくとも約 0.1重量%の、
最も好ましくは少なくとも約 0.3重量%の、少なくとも
1種の実質的に非粘着性で湿潤性の帯電防止性を有する
加工滑剤で、約40℃と該繊維を被覆する滑剤の沸点との
間の温度で被覆し、(B)高温で(A)の滑剤被覆繊維
を捲縮させ、そして(C)(B)のこうして捲縮した滑
剤被覆繊維を、40〜 180℃の温度で、該滑剤を該繊維の
表面上に及び/又は中に乾燥又はベークするに十分な時
間加熱することからなる方法によって製造される。
には好ましくは、少なくとも約5重量%の、更に好まし
くは少なくとも約10重量%の加工滑剤が含まれ、約20重
量%程度の滑剤が最も好ましい。溶液は、少なくとも40
℃に加熱したとき、それを水平から30°の角度に置いた
ガラス表面に置いたとき、それが容易に展開し流動する
ことができるように比較的自由流動性にすべきである。
粘稠になりすぎることを防ぐために、溶液には約40重量
%よりも少ない滑剤、更に好ましくは約30重量%よりも
少ない滑剤を含有させる。
び滑剤の全重量%基準で少なくとも0.1重量%の滑剤
で、更に好ましくは少なくとも約0.2 重量%の滑剤で被
覆され、少なくとも約 0.3〜3重量%の滑剤が最も好ま
しい。
ているわけではない。本発明者等は、ラウリルリン酸カ
リウム及び鉱油型のような普通に使用される加工滑剤
は、本発明の方法により低い及び特に高いレベルで適用
しても、液体輸送繊維、特に後で記載する苛性処理した
非円形状の繊維と共に使用するには適していないことを
見い出した。これらの滑剤の非適合性は、それらの相対
的疎水性のためであると信じられる。しかしながら、更
に、全ての親水性滑剤は適していない。適当な親水性滑
剤はまた、後で記載するように乾燥したとき過度に「粘
着性」であることなしに、少なくともある最低レベルの
凝集力又は繊維対金属摩擦を作らなくてはならない。
でなくてはならない。換言すると、滑剤を表面に塗布し
乾燥したとき、この被覆した表面は他の非粘着性表面に
容易に接着又は「粘着」してはならない。ドライ−オン
又はベーク−オンした非粘着性滑剤で被覆した繊維は、
粘着性であってはならず、梳くことができ有効に分離
(開繊)することができなくてはならない。これらの繊
維は主梳きシリンダー又は他の梳き部品に巻き付くか又
は「ローディング」することなしに梳かなくてはなら
ず、次の操作のために十分な強度を有する梳いたウエブ
を作らなくてはならない。
くてはならず、濡れ性であるか又は幾らか親水性であ
り、所望ならば加工滑剤は非水溶液で繊維に適用するこ
とができるが、熱水を含む溶液、エマルジョン又は混合
物と混合する。この滑剤をプラスチックの薄いフィルム
のような表面上で乾燥したとき、これは表面に触れる水
滴を展開又は分散させなくてはならない。この加工滑剤
は、それが繊維の表面上に及び/又は中に乾燥又はベー
クすると、繊維の液体輸送性を増大させなくてはならな
い。
のであり及び/又は少なくとも静電気を満足して制御さ
せるものでなくてはならない。この滑剤は単独でか又は
少量の少なくとも1種の帯電防止剤の存在下で静電気を
制御しなくてはならない。
ミン塩、ポリオキシエチレン有機脂肪アルコールエステ
ルの塩、第四級アンモニウム化合物のエトサルフェート
(ethosulfate) 塩、第四級アンモニウム化合物の酸塩等
が含まれる。好ましい帯電防止剤は、エトサルフェート
塩並びに酢酸塩、乳酸塩及びプロピオン酸塩のような酸
塩を含む第四級アンモニウム化合物の塩であり、エトサ
ルフェート塩が更に好ましい。最も好ましい第四級アン
モニウム化合物のエトサルフェート塩は、4−エチル,
4−セチル,モルホリニウムエトサルフェートである。
部分的に水溶性であり、繊維に適用するときの条件下で
水で溶液にしたとき粘稠すぎない。本発明の滑剤には、
メチル閉塞ポリオキシエチレンラウレートのようなポリ
エチレングリコールラウレートのようなポリエチレング
リコール脂肪酸エステル又はグリセリルオレエートのよ
うな脂肪酸グリセリドの多量部が含まれていてもよい。
本発明の加工滑剤にはまた、ある量の相溶性の界面活性
剤及び/又は軟化剤が含まれていてもよい。相溶性によ
り、この成分がゲル化、凝集、沈殿などのような悪い反
応を起こさないことが意味される。
ル閉塞ポリオキシエチレン(x)脂肪エステル(xは約
2〜50モルのエチレンオキシドを表わし、脂肪エステル
はラウレートのように7〜18個の炭素原子を含む)と、
少量部の第四級アミン炭酸塩又は他の適当な帯電防止剤
との混合物;及び(B)多量部の少なくとも1種のポリ
エチレングリコールモノ又はジラウレート(約80〜2,00
0 の、更に好ましくは400〜600 の分子量)と、必要な
らば、少量部の適当な帯電防止剤との混合物から選択さ
れ、混合物(B)が最も好ましい加工滑剤である。
量%のメチル閉塞ポリオキシエチレン(x)ラウレート
(xは約2〜50モルのエチレンオキシドを表わす)が含
まれる。
リコール400 モノラウレート及びポリエチレングリコー
ル600 モノラウレートのような低分子量及び高分子量の
ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、プラス少量の
4−エチル,4−セチル,モルホリニウムエトサルフェ
ートのような適当な帯電防止剤を含む、上記(B)の範
囲内に一般的に入る改良された滑剤混合物が提供され
る。低分子量ポリエチレングリコール脂肪酸エステルは
ポリエチレングリコール部分が 500より小さい分子量を
有するものと定義する。高分子量ポリエチレングリコー
ル脂肪酸エステルはポリエチレングリコール部分が 500
より大きい分子量を有するものと定義する。最も好まし
い低分子量ポリエチレングリコール脂肪酸エステルはポ
リエチレングリコール400 モノラウレートであり、最も
好ましい高分子量ポリエチレングリコール脂肪酸エステ
ルはポリエチレングリコール600 モノラウレートであ
る。この新規な滑剤混合物は、本発明で使用するために
より好ましく、好ましくは実質的に等しい部の低分子量
ポリエチレングリコール脂肪酸エステルと高分子量ポリ
エチレングリコール脂肪酸エステルとの多量部、並びに
4−エチル,4−セチル,モルホリニウムエトサルフェ
ートの少量部からなる。これらの成分は HenkelCorpora
tion 又はICI Americas Corporationから入手できる。
は、少なくとも約40重量%の低分子量ポリエチレングリ
コール脂肪酸エステル、少なくとも約40重量%の高分子
量ポリエチレングリコール脂肪酸エステル及び約20〜1
重量%の適当な帯電防止剤が含まれ、4−エチル,4−
セチル,モルホリニウムエトサルフェートが好ましい帯
電防止剤である。
他の好ましい滑剤には、少量部の適当な帯電防止剤と共
に水中に混合した、少なくとも一種の、ポリエチレング
リコール880 ソルビタンモノラウレート及び/又はポリ
エチレングリコール880 ソルビタンモノステアレートの
ようなソルビタン基を有するポリエチレングリコールモ
ノラウレート又はステアレートの多量部が含まれる。こ
の新規な滑剤には最も好ましくは、(水を除いて)少な
くとも約80重量%のポリエチレングリコール880 ソルビ
タンモノラウレート及び/又はポリエチレングリコール
880 ソルビタンモノステアレート並びに約1〜20重量%
の適当な帯電防止剤が含まれ、4−エチル,4−セチ
ル,モルホリニウムエトサルフェートが最も好ましい。
成するために加熱し圧縮することができる、より安定な
耐熱性主成分繊維と共に少量成分としてブレンドされる
捲縮した短繊維のような実質的に繊維状である材料であ
る。
であると分かった場合には、少なくとも1種の、着色
剤、芳香増強剤、洗浄剤、抗真菌又は抗菌剤、脱泡剤、
追加の帯電防止剤、他の親水性成分、摩擦変性剤、超吸
収性粉末若しくはポリマー、蛍光添加物、防腐添加剤、
化粧品目的に適した添加物、エトキシル化オレイルアル
コール(化粧品グレード)等のような他の添加物が含有
されていてもよい。このような他の添加物は、オプショ
ンとして最終の不織又は織物製品に適用することができ
る。適当で実行可能であるとき、本発明の新規な滑剤の
適当な成分をメチル閉塞化等によるようにして変性する
ことができる。若し別の工程で適用するならば、この加
工滑剤には、触媒及び/又は結合性を有する添加剤と共
に又はこれを伴わないで架橋剤が含まれていてもよい。
適当な架橋剤の例は、G.A.GoulstonCo. からの疎水性架
橋シリコーンである"LUREEN 2195" である。適当な摩擦
変性剤の例は、Pluracol V-10 のようなポリオキシエチ
レン−ポリオキシプロピレン縮合物及びEmery Chemical
Co.により製造されているような種々の脂肪酸(C10〜
C18)ジエタノールアミド縮合物である。
滑剤、ポリマー、染色で有用な化学薬品等及びそれらの
混合物のような繊維の加工で有用な添加物が含まれてい
てもよい。
のアセトンを含む水、エタノール若しくはその他の溶
媒、少量の反応生成物若しくは繊維から洗浄された物質
等を含む水及びそれらの混合物からなる群から選択さ
れ、清水又は蒸留水が更に好ましい。
規な滑剤を含む全ての滑剤が全ての繊維に等しく良く性
能を発揮するわけではない。最も好ましい適合性は、繊
維及び特定の滑剤を適合させるケースバイケースの基準
に基づいて決定すべきである。
プ、リボン、フィルム及びその他の製造物品に適してい
るように適用することができる。
くは適当な濃度での苛性溶液によるように苛性処理し、
次いで中和する。この苛性処理は、最も好ましくは図1
及び図6に示すように熱加工滑剤溶液の適用の前に行
う。この苛性処理は好ましくは次の工程:(1)繊維を
苛性処理する工程、(2)繊維を加熱する工程、そして
(3)(酢酸又はクエン酸のような)適当な酸溶液を使
用して過剰の苛性を実質的に中和する工程により行う。
この加熱工程は好ましくは少なくとも約 130℃の温度
で、好ましくは少なくとも約 145℃の温度で、約2〜約
25秒間行う。勿論、この温度は繊維が溶融するか又は滑
剤が分解するような高い温度で行うべきではない。中和
工程で使用する適当な酸は好ましくは、酢酸、クエン
酸、アスコルビン酸及び/又はそれらの混合物からなる
群から選択される。この苛性処理又は表面加水分解と組
み合わせた本発明の方法の結果、捲縮の前に苛性物質及
び適当な量の新規な熱滑剤による処理をしなかった他の
繊維に比較して、予想外に加工性、液体輸送性及び/又
は全体的な性能を含む重要な特性の優れた組合せを新規
な繊維になる。
性加工滑剤が繊維の表面に付着しており、上記のような
熱水処理後も有意な量が残留しており、実質的に連続し
た長手方向の溝を有する適当な非円形状断面の苛性処理
し中和した繊維を指向する。これらの繊維は加工性を含
む改良された全体的性能を有している。しかしながら、
本発明の新規な方法は、苛性物質で処理しない繊維の捲
縮形成、凝集力、加工性及び全体的性能を改良するため
に使用することができる。
維は、溝内に中和溶液のような液体を保持する傾向があ
り、十分な滑剤が入ることを許容しない。それで、繊維
を加熱した加工滑剤と接触させる前にこの過剰の液体を
除去して、溝に液体が実質的にないようにすることが重
要である。これは、少なくとも1個の、棒、スクイズロ
ーラ及び/又はエアージェットのような液体除去手段に
より液体の大部分を物理的に除去する部分又は全体液体
除去方法により行うことができる。実質的に液体全体を
除去するために、この物理的除去の後で加熱した加工滑
剤の適用の前に高温で乾燥を行わなくてはならない。図
1には、トウから液体を少なくとも部分的に除去するた
めに、第1段延伸浴及び/又は任意の中和浴の後で使用
することができる液体除去手段1の配置が示されてい
る。
パルス化流と高温で、好ましくは少なくとも約40℃で且
つ溶液の沸点以下の温度で接触させる。この温度は約50
〜 100℃が好ましく、約95℃よりも低い温度が最も好ま
しい。ポリエステルを延伸するためにこの最も好ましい
温度は約70〜95℃である。コポリエステル及び未延伸ポ
リエステルのようなバインダー繊維について、好ましい
温度は約40〜70℃である。
成によるように)実質的な熱の損失が避けられ、十分な
量の加工滑剤が個々の繊維の表面に塗布される限り、ど
のような適当な手段によっても行うことができる。その
量は好ましくは、満足できる捲縮、凝集及び加工性を維
持するために十分であるようにすべきである。この熱滑
剤溶液を適用するより多く好ましい方法は、図4に示す
ように捲縮の直前に配置した1個又はそれ以上のジェッ
トを使用することによるものである。この図は、熱滑剤
の繊維束(トウ)の中心への浸透を容易にするために上
部及び底ジェットの両方を使用することが示されてい
る。それが実際的である限り、熱滑剤は個々の繊維を加
熱し軟化させるように個々の繊維と接触することが重要
である。それで、繊維と加工滑剤の連続流との接触の間
又は後で、滑剤が繊維の上に実質的に均一な様式で展開
されるように高温を維持する。(捲縮機又は圧縮ローラ
のような)次の捲縮又は圧縮手段は、滑剤を展開しそれ
を繊維の溝内に押し込むために使用する好ましい方法で
ある。更に、最も好ましい混合物(B)(加熱した滑剤
−帯電防止剤)のような適当な滑剤で繊維を全体的に塗
布することは、捲縮工程の間損傷に対して繊維を保護す
ることを助ける。
/又は直後にある範囲に繊維上に滑剤を展開することも
また好ましい。滑剤はどのような従来の手段によって展
開することもできるが、好ましくはスプレッダーバー(s
preader bar)、圧縮ロール及び/又は図4に示すような
スプレッダーバーの形状の熱滑剤適用ジェットにより展
開する。これらの展開手段はまた好ましくは振動させ
る。
傷を避けるために、繊維をドライジェット表面に接触さ
せてはならない。ジェットが繊維に接触するとき、実際
にできる限り繊維をこすり又は他の様式で損傷すること
を防ぐためにトウとバーとの間のドライ接触を最小にす
るために、スロット又はジェット穴は最も好ましくは、
図4に示すように前進する繊維の方に向けられた曲がっ
た接触表面で配置されている。即ち、図4には熱滑剤の
ための新規でより好ましい適用手段が示され、特にここ
では少なくとも1個のスプレッダーバーが適当に取り付
けられ、繊維を一層均一に被覆するために繊維分離及び
トウ帯内への滑剤浸透を容易にするために振動手段が設
けられている。オプションとして、底ジェット又はジェ
ット類をトウから間隔を置いて設け、トウに衝突する十
分な圧力で加熱した滑剤を適用することができる。適当
な供給タンク、攪拌手段、加熱手段、液送手段、再構成
手段、ケース、排水及び再循環が設けられる。
剤ジェットを使用することを図4に示す。トウを最後の
ロールと捲縮機との間で適当な張力の下に維持し、前記
のようにそして図4に示すように、スロット付きジェッ
トを、トウが、繊維に損傷(融着繊維、破壊したフィラ
メント、「スキン−バックス(skin-backs)」等)を起こ
し得る「ドライ」(滑剤を付けていない)(金属又はセ
ラミックのような)表面と接触するのを防ぐために配置
する。一連の小さい穴を所望によりスロットの代わりに
置き換えることができる。調節可能なフランジは、トウ
を適当な位置に保持し、種々のトウ幅に必要なようにト
ウの端でスロット又は穴を覆う。スロット又は穴を有す
るこの底ジェットは、トウ帯に亘って配向されている複
数の滑剤供給チャンバーと共に構成することができる。
図4は、本発明の最も好ましい態様である複ジェット適
用手段を示す。全ての所定の繊維種類のために、適用す
る滑剤の%及び/又は使用する滑剤濃度の調節を与える
ために、個々のジェットを操作し、調節し又は他のもの
から独立に切り離すための設備が設けられてもよい。最
も好ましい態様に於いて、2個の上部ジェットの少なく
とも1個は、少なくとも1個のスプレッダーバーと共に
共通のマウント及び/又は支持体部材を有し、上部ジェ
ット及びバーが適当な手段により枢軸旋回又は上昇し
て、トウが捲縮機ロール内に置かれるときスタートアッ
プの間トウ通路に便利なアクセスを与えることができ
る。この共通のマウント及び/又は支持体部材の一つの
態様を、図4に於いて破線により示す。第一(上流)の
ジェットにより加熱した滑剤をトウ帯の上面に適用す
る。滑剤は第一のスプレッダーバーの入口側で驚くほど
安定な小さい濃度(ビード)を形成する。このスプレッ
ダーバーは第一ジェットからの滑剤を展開し、トウ内へ
の浸透を起こさせ、そうして滑剤適用の均一性を増大さ
せる(底ジェットと設計が同様の上部ジェットを、この
上部ジェット及び/又はスプレッダーバーに置き換えて
使用することもできる)。底ジェットにより適用された
滑剤は、このジェットの丸い上部部分によりトウの中に
上向きに押される。トウの下側に配置された任意のスプ
レッダーバー(図示せず)を底ジェットから下流に配置
させることができ、底ジェットと共通のマウント及び/
又は支持体部材を持たせることができる。最後(下流)
の上部ジェットで追加の滑剤を適用し、捲縮機ロールに
よりトウの中に賦勢させるために捲縮機入口でトウの上
部に小さいビードを形成させることができる。底ジェッ
トは1個の上部ジェットと組み合わせて操作することが
できる。この新規な複ジェット滑剤手段は、捲縮機入口
にできるだけ近づけて配置させるべきであり、実際に好
ましくは捲縮機から約90インチ(約 229cm)以内、最も
好ましくは約60インチ(約 152cm)以内であり、最も近
いジェットは最も好ましくは捲縮機から約24インチ(61
cm)以内に配置する。第一ジェットから第三ジェットま
での距離は約6フィート(183cm)を越えないことが好ま
しい。滑剤を加熱条件に維持するのを助けるために適当
な断熱材を使用することができる。更に、滑剤の残りを
半閉ループで加熱した供給タンク内で再加熱するために
戻しながら、滑剤の一部のみをジェット(単複)から出
してトウに一定量で供給するように、ジェット(単複)
を新規な循環システム(図示せず)で設計することがで
きる。この滑剤の循環は、滑剤を熱く保持することを助
けまたジェットの閉塞を避けるべきである。加熱した滑
剤の均一な適用を容易にする必要があるとき、加熱した
供給タンクに、滑剤濃度の自動監視及び補正システム、
温度センサー、断熱材などを設けることができる。
の浴中に部分的に浸漬している滑剤塗布した回転するト
ウ接触ロールを底スロット付きジェットの代わりに置き
換えた他は、図4と同様である。この態様は、これがよ
り複雑であり、滑剤を汚染する傾向があり、断熱がより
困難であるので、あまり好ましくはない。
ましい滑剤を中和浴に適用し、捲縮機の前に過剰の液体
の除去手段及び加熱手段を続けることである。
繊維の溝内への滑剤の浸透を増大させるためにスプレッ
ダーバーのような接触手段が含まれないならば、最も好
ましい新規な滑剤混合物を従来の手段により適用し、繊
維及び適用した滑剤を加熱するためのスチームチャンバ
ーを続け、トウ乾燥器内で捲縮及び加熱を続けることで
ある。
り好ましくないオプションは、従来の方式の捲縮機及び
トウ乾燥器の後で最も好ましい新規な滑剤を適用するこ
とである。しかしながら、加熱した滑剤を繊維の溝の上
及び中に賦勢させ、捲縮形成を増大させ、捲縮機を通過
する間に繊維表面を保護することを助ける機会は失われ
る。捲縮の前にスチームの従来の適用を使用する場合に
は、この新規な滑剤組成物は従来の手段により適用して
も、不織又は織物機械を通過する繊維の加工性をある程
度まで容易にし、全体的性能の幾らかの改良を行うため
に使用することができると信じられる。新規な親水性滑
剤(類)をトウ帯の各側面に適用するためのこのような
従来の適用手段には、浸漬浴、(空気無しジェット又は
空気推進ジェットのような)スプレー適用手段、スロッ
ト(単複)又は複数の穴を有する適用シリンダー、静電
スプレー、二重キスロール、二重ブラシアプリケータ等
が含まれる。この新規な滑剤組成物は最も好ましくは、
少なくとも約45重量%のポリエチレングリコール400 モ
ノラウレート、少なくとも約45重量%のポリエチレング
リコール600 モノラウレート及び10重量%以下の4−エ
チル,4−セチル,モルホリニウムエトサルフェートか
らなる。
被膜を含有する繊維は、トウ乾燥器で乾燥するような乾
燥工程に処理しなくてはならない。このトウ乾燥器には
空気循環システムを設けなくてはならない。これは、繊
維の表面への、特に非円形状繊維の溝、更に特に苛性処
理した溝内の表面への加工滑剤の付着を安全に完結す
る。全体の加熱又は乾燥時間は好ましくは約7分より少
なく、更に好ましくは約4分より少ない。この乾燥工程
は好ましくは少なくとも約40℃、更に好ましくは50℃〜
135℃の温度で少なくとも約20秒間行い、50℃〜115 ℃
で少なくとも90秒間が更に好ましく、少なくとも 180秒
間が最も好ましい。アセテート繊維及び延伸ポリエステ
ル繊維について、この更に好ましい温度は約60℃〜 115
℃である。コポリエステル及び未延伸ポリエステルのよ
うなバインダー繊維について、この温度は約40℃〜70℃
である。しかしながら、乾燥温度に於ける変更が異なっ
た最終用途に適合させるために必要であるかも知れない
ことが理解される。苛性物質を使用しないとき又は特定
の製品について適当であるとき、トウ乾燥処理の本質的
に全部をトウ乾燥器で行いながら、所望により熱固定キ
ャビネットを室温で又は室温付近で操作することができ
る。
維を、適当なとき、また2回目の加熱をすることができ
る。この2回目の加熱温度は好ましくは1回目のトウ乾
燥器部分よりも少なくとも約10〜60℃高い。この2回目
の加熱のための接触時間は少なくとも約5秒間である。
この2回目の加熱は、好ましくは少なくとも 135℃の温
度で少なくとも約5秒間、好ましくは10秒間以上行い、
20秒間以上が最も好ましい。この2回目の加熱又はトウ
乾燥工程は、少なくとも 175℃の温度で少なくとも約2
秒間行うこともできる。使用する加熱条件は使用する不
織又は織物加工の種類及び最終製品に必要な性能特性に
適したものでなくてはならない。
が、本発明の方法により処理することによってある程度
まで利益を受けることができると信じる。本発明により
処理することができる適当な繊維の例には、コポリエス
テルを含むポリエステル、酢酸セルロース、モダクリ
ル、ナイロン、オレフィン、ビスコースレーヨン、ポリ
フェニレンスルフィド、生物分解性物質から作られた繊
維及びこれらの適当な混合物又はブレンド物からなる群
から選択されたものが含まれる。本発明により処理する
ことができる好ましい繊維は、ポリエステル、酢酸セル
ロース、モダクリル、ナイロン及びビスコースレーヨン
であり、ポリエステル及び酢酸セルロースが最も好まし
い。コポリエステルを含む好ましいポリエステルは、比
較的配向したポリエステル、比較的配向していないポリ
エステル、塩基染色性について変性したポリエステル、
デンプンを含むポリエステル、酢酸セルロースを含むポ
リエステル、プロピオン酸セルロースを含むポリエステ
ル、酢酸セルロースを含むポリエステル、(酢酸デンプ
ンのような)変性デンプンを含むポリエステル及びセル
ロースエステルとブレンドした脂肪族ポリエステルから
選択される。更に、化学的に又は重合した外部塗膜によ
り変性されたポリエステルが、本発明の方法により処理
することによって利益を受けることができる。
融紡糸又は溶媒としてアセトンを使用する従来の溶媒紡
糸方法により製造される。酢酸セルロースには親水性作
用及び/又は所望の性質を更に増強する添加剤が含まれ
ていてもよい。
術分野でよく知られているポリエステル又はコポリエス
テルであり、ジカルボン酸又はそのエステルとグリコー
ルとを重合させることによるような標準的な方法を使用
して製造することができる。ポリエステル及びコポリエ
ステルの製造で使用するジカルボン酸化合物は当業者に
よく知られており、これには例示的にテレフタル酸、イ
ソフタル酸、p,p′−ジフェニレンジカルボン酸、
p,p′−ジカルボキシジフェニルエタン、p,p′−
ジカルボキシジフェニルヘキサン、p,p′−ジカルボ
キシジフェニルエーテル、p,p′−ジカルボキシフェ
ノキシエタン等、並びにそのアルキル基に1〜約5個の
炭素原子を含むそのジアルキルエステルが含まれる。
るための適当な脂肪族グリコールは、炭素数2〜10の非
環式及び脂環式グリコールであり、特に、エチレングリ
コール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリ
コール、ペンタメチレングリコール、デカメチレングリ
コール等のような一般式HO(CH2) p OH(但し、pは2〜
約10の値を有する整数である)により表わされるもので
ある。
は、1,4−シクロヘキサンジメタノール、3−エチル
−1,5−ペンタンジオール、1,4−キシリレングリ
コール、2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シク
ロブタンジオール等が含まれる。4−ヒドロキシ安息香
酸、4−ヒドロキシエトキシ安息香酸のようなヒドロキ
シカルボキシル化合物又は当業者に有用であることが知
られているその他のヒドロキシカルボキシル化合物のど
のようなものも存在させることができる。
肪族グリコールの混合物を使用することができること、
及び一般に約10モル%以下の少量のジカルボン酸成分
を、アジピン酸、セバシン酸若しくはそのエステルのよ
うな他の酸により又はポリマーに改良された染色性若し
くは塩基性染料での染色性を与える変性剤で置き換える
ことができることも知られている。更に、(人造硫酸バ
リウムのような)顔料、(TiO2のような)艶消し剤又は
光学的増白剤を公知の方法により公知の量で含有させる
こともできる。
マーは、(1)比較的配向していない及び比較的配向し
たポリ(エチレンテレフタレート)(PET) 、(2)ポリ
(エチレンテレフタレート)ベースのコポリエステル、
特にバインダー繊維として使用するために適しているも
の、(3)セルロース系添加剤及び/又は酢酸デンプン
のような変性デンプン及び(4)酢酸セルロース繊維で
ある。
4,842,792号、米国特許第 4,954,398号及び米国特許出
願第07/ 333,651号(これらの開示の全部を参照するこ
とによって本明細書に含める)に記載されているものの
ような、少なくとも1個の連続溝を有する非円形状繊維
である。最も好ましくは溝の表面は溝の外側表面よりも
粗い。種々の繊維断面の例を図2a,2b,2c及び2
dに示す。図2a及び2bは本発明により処理する更に
好ましい断面である。しかしながら、捲縮した短繊維形
のどのような非円形状繊維、特に図示するような十分定
義された溝及び/又はチャンネルを有するものの全体的
性能も、本発明の方法により改良されるであろう。図2
cの左の破線は、種々の交替し得るデザイン及び/又は
基本的デザインへの付加を示すために含める。溝はまた
中実又は中空コアの周りに環状パターンで配置すること
もできる。好ましい非円形状繊維は、実質的に連続して
いる少なくとも1個で、30以下又はそれ以上の溝及び/
又はチャンネル及び/又は足を有している。複数の溝を
有する繊維は、円形繊維よりも大きい単位重量当たりの
表面積を有しており、それでより多い滑剤で塗覆するこ
とができる。少なくとも1個の連続断面の溝を有する繊
維は好ましくは、その表面に塗布された少なくとも約
0.3重量%の滑剤を有し、一方5個又はそれ以上の溝を
有する繊維は少なくとも約 0.5重量%のその表面に塗布
された滑剤を有する。
形は、約10,000 (11,111デシテックス)〜100,000 (11
1,111デシテックス)全デニールの連続フィラメントの
トウである。しかしながら、もっと大きいデニールのト
ウも使用することができる。このトウは(捲縮した又は
捲縮しない)他のトウのように、(カッターを跳ばし
て)トウ乾燥器の後トウフィーダーに通して加工し、梱
包機(baler) で集めて輸送に便利であるベール(bale)を
形成することができる。このトウは続いてローラ及び/
又はジェットにより開けるか又は展開し、その後種々の
不織製品、フィルター等に使用することができる。短繊
維について、全トウデニールは30,000(33,333デシテッ
クス)のように小さくすることも少なくとも 2,000,000
(2,222,222デシテックス)のように大きくすることもで
きる。本発明の繊維は加工滑剤の加熱した溶液を接触さ
せ展開した直後に捲縮に付すことも好ましい。好ましい
捲縮した又は捲縮しない繊維は、約 0.5cm〜約15cmの短
繊維長さ及び/又は約 0.8〜200(0.89〜 222デシテック
ス)のフィラメント当たりのデニールを有している。
な帯に配列した繊維の群(延伸又は未延伸トウ)を少な
くとも1種の或加工滑剤と高温で接触させ、加工滑剤を
トウ中に浸透させて繊維を被覆し、次いでトウを駆動ロ
ールを経て加圧に付し、次いで該滑剤を繊維の表面の上
及び/又は中にベーク又は乾燥するに十分な温度及び時
間でトウを加熱することが含まれる。駆動ロールは捲縮
機のロールであってよい。
維の形の処理した繊維を続いて(バインダー繊維のよう
な)少なくとも1種の他のトウ又は短繊維とブレンドす
るか又は組合せ、適当な不織加工に付してウエブを形成
し、このウエブを続いて加熱し適当に圧縮してブレンド
した繊維を圧縮させ結合して、布帛又は詰め物のような
結合した不織材料を作ることができる。
記のような苛性処理し次いで中和したポリエステル繊維
のトウを、加熱装置、最も好ましくはトウ温度調節器及
び/又は温度センサーを有する回転加熱ドラムに付し、
次いで中和工程及び少なくとも1種の滑剤及び/又は添
加剤の任意の適用の後の少なくとも部分的な水の除去を
続け、(2)乾燥したトウを適正な捲縮のための適当な
張力で加熱装置から前進させ、(3)少なくとも1種の
加熱した加工滑剤を乾燥したトウに適用し、(4)(好
ましくは滑剤を適用した直後に)繊維を捲縮するか又は
回転圧縮ロールを繊維に適用し、そして(5)滑剤を繊
維の表面の上及び/又は中にベーク又は乾燥するに十分
な温度及び時間でトウを加熱することが含まれる。
維持することに関して重要である。例えば、トウ乾燥器
で75℃で5分間乾燥した後の捲縮した繊維のトウは、
(推定法による)約65〜80度のよく形成された比較的鋭
い平均捲縮角を有することができる。しかしながら、こ
の同じ繊維は、 135,150及び 175℃で同じ長さの時間乾
燥した場合には、成功裡により広い、更に開いた、更に
丸くなった捲縮角を有する。親水性滑剤に変化がないと
仮定すると、ますます大きく開いた捲縮角は、繊維凝集
力が減少する方向に増大する傾向を作る。即ち、特別の
不織又は織物操作に於いて所定の繊維の適当な性能のた
めに必要な凝集力が考慮されなくてはならず、トウ乾燥
器の温度は考慮に入れなくてはならない要因の一つであ
る。
ー)、繊維伸び、収縮パーセント等が、捲縮機の前及び
/又は後に使用する温度及び/又は滞留時間を決定する
際に考慮しなくてはならない。
ーブンを通過する間に温度及び時間に依存して失われ得
ることも見い出された。即ち、繊維に適用する滑剤の量
は、これらの損失を補償し、結合した親水性不織物のよ
うな最終製品のために確立された目標レベルに合致させ
るために十分でなくてはならない。
び滞留時間を確立するために幾つかの要因を考慮しなく
てはならないことが明らかである。前記のように捲縮機
の前に加熱条件下で滑剤(特に新規な親水性滑剤)を適
用することは、捲縮形成の項目で、特に捲縮角及び先端
形成に関して余分の安全限界を与える。
加えて、開放、ブレンド、梳き及びそれに続く操作の間
に少なくとも満足できる加工のために十分な繊維凝集力
を与える平均捲縮角を維持することが最も重要である。
更に、捲縮先端は、より大きい性能を有する捲縮を作る
ために相対的に「U字形」の代わりに相対的に「V字
形」でなくてはならない。全ての繊維の加工特性は、妥
当な安全限界で、製造速度並びに開放、供給、梳き及び
効率及び利益のために必要なその他の不織物又は織物加
工に於ける均一性を得るために、それを可能にすべきで
ある。
米国特許第 4,649,605号(引用によってこれらの開示の
全部を本明細書に含める)に記載されている凝集力試験
方法及び器械により迅速に測定することができる。
維が 5.6〜12.5インチ(14.2〜 31.75cm)の重量平均凝
集力数を有するか否かを決定する。これは、短繊維の梳
いたウエブに対して次第に増加する異なった圧力レベル
がガス衝突接触を開始して、膨れの少なくとも90%が特
定の圧力レベルのために結局破裂するまで梳いたウエブ
内に目に見える膨れを形成させることにより行われる。
このような圧力に於いて、破裂は、破損指示器バー又は
受光素子の高さに等しいか又はこれを越えるガス衝突に
より上方に膨らむ「尾」を形成する。各圧力レベルから
の破裂の圧力及び数を記録し、これから重量平均凝集力
数を決定する。この試験に使用したスライバー重量は65
グレーン/ヤード(4.61g/m)であるが、器械は他の
スライバー重量を用いて較正することができる。実験室
は約55%相対湿度で75°F(24℃)に維持されている。
これらの試験のために使用する梳き機は、約 1.1〜7.0
(1.2〜 7.8デシテックス)の広いデニール/フィラメン
ト範囲を有し約1.25〜2.0インチ(3.2〜 5.1cm)の短繊
維長さを有する繊維を使用して、試験目的のために適し
た少なくとも一般的に受容できる梳きウエブを作ること
を可能にする装置及びセッティングを有していた。梳き
機は自動水準器で取り付けた。
与した人造繊維で得ることができるものに比較して比較
的低い凝集力を有している。それで、可能なときはいつ
でも、少なくとも満足できるウエブ並びにスライバー均
一性及び強度を有する高い梳き速度(kg又はポンド/時
間で)を得るために、人造繊維は滑剤付与し捲縮して或
範囲まで綿の凝集力レベルを超えるようにすべきであ
る。綿の歴史の観点で、凝集力試験器械は選択した綿を
使用して(選択した綿の値よりも高い)所望の範囲の凝
集力値を確立するこめに較正することができる。例え
ば、 4.6〜4.7 のMicronaireグレード(綿を等級付けす
るための標準試験)及び1〜 1.063インチ(2.54〜 2.7
cm)の平均短繊維長さを有するメンフィス綿の適当に貯
蔵し熟成したベールからのブレンドした試料の凝集力試
験は、約 5.1〜 5.5イギリス法(12.9〜14メートル法)
の凝集力値をもたらした。凝集力値は、尺度がイギリス
法基準かメートル法基準かを記載する以外は測定の単位
を記載することなく少数第1位まで数値項目で表示す
る。この綿は梳き性能に於いて実質的に典型であること
が知られていたので、凝集力試験器械を凝集力範囲の下
端での凝集力値を与えるように調製した。即ち、より大
きい凝集性を有する繊維は、この装置の凝集力範囲より
少なくとも幾らか高い凝集力値を与えると期待される。
代わりのものとして、持続性の(比較的非揮発性の)滑
剤を有する安定な合成短繊維の適当に熟成したベールを
試験し、他の繊維試料に対して比較するための適当な凝
集値を確立するために使用することができる。
ての試験は、加工ラインの操作を開始し制御する際に重
要であるが、このような情報は比較凝集力値の項目で繊
維の使用適性を決定しない。凝集値は一つの試料を少な
くとも一つの他のものに対する梳きウエブの相対強度の
尺度を与えることによってこの点で役に立つ。更に、梳
き機及び梳いたウエブに供給された繊維マットを、如何
によく繊維が分離されたかを決定するために試験する。
き量/時間)を有する有利な比較凝集力及び通常の梳き
性能を、図1、4及び6に示す新規な工程及び熱滑剤適
用ジェットにより作られた最も好ましい苛性処理した非
円形状繊維を含む本発明の新規な繊維で得ることができ
る。
概略重量%の決定は、繊維の試料から洗出した抽出物の
分析を経る赤外試験法により行われる。ベールの法則に
より記載されているような赤外吸収を、フレオン(デュ
ポン社)のような適当な溶媒中に抽出した滑剤の質量を
測定するために使用する。分析器システムは循環フロー
ループを使用して滑剤を除去するために繊維を洗浄する
溶媒を分配する。フレオン及び滑剤の溶液を、それが W
ilks-Miran IR 分析器のような赤外吸収分析器フローセ
ルを通過するとき全C−H結合について分析する。得ら
れた信号は滑剤%(重量基準)として表示させるために
電子的に変換する。種々の種類の繊維に適用した幾つか
の異なった滑剤の分析のために単一のIR滑剤試験装置を
使用できるようにするために変換係数を用いることがで
きる。例えば、単一の試験ステーションは、1)縫製糸
のために適するように滑剤付与したポリエステル繊維を
分析するために、そして2)続いてある種の不織製品で
使用するために適している滑剤を受容したポリエステル
繊維を分析するために使用することができる。IR滑剤試
験装置("Rothermel Finish Analyzer")は米国、Sparta
nburg, SC,の Lawson-HemphillCorp. から購入すること
ができる。
のような親水性滑剤の大体の重量%を決定するために使
用することができる好ましい方法である。この方法に於
いて、繊維から実質的に全ての滑剤成分を除去すること
を試みるためにメタノール抽出を使用し、次いで滑剤重
量%を決定するために秤量する。管溶出法は、開放端を
有するガラス管の中に充填した繊維試料からメチルアル
コールで滑剤を抽出することによって、予め秤量してお
いた試料上の滑剤の量の決定を可能にする。このアルコ
ールをスチーム浴の上に置いたアルミニウム皿の中に捕
らえる。このアルコールを制御した条件下で蒸発させ、
抽出した滑剤を残渣として残す。残渣の重量を重力測定
により測定し、滑剤パーセントを算出する。適当な安全
注意を払わなくてはならない。これらの滑剤重量%につ
いての試験は一般的に妥当であるが、実験室の間、操作
者の間、経過時間に亘る繰り返し試料の間で或量の変動
を有する。かくして、全ての繊維について正確な又は的
確な量を測定することはできないと思われる。本発明の
方法は、特に前記のように或る繊維について或る重量%
範囲内で使用した場合に、改良された全体的性能を与え
る、少なくとも1種の親水性滑剤で被覆された繊維を与
える。本明細書に記載した滑剤の好ましい最低量は、適
用及び/又は試験に於いて幾らかの誤差の余裕を与える
べきである。
て、親水性滑剤の大体の重量%は、ソックスレー抽出方
法でジエチルエーテルを使用するASTM方法D-2257-80 に
記載されているようにして実質的に決定した。
うな捲縮特性に於ける差異の推定を行うことは有用であ
る。捲縮は、繊維の梳き及び続く不織布帛への繊維の加
工に影響を与える。短繊維捲縮はまた、最終製品の嵩、
手触り及び外観に影響を与える。捲縮特性のための利用
できる試験方法は、記載されているように注意して用い
なくてはならない。捲縮特性は捲縮機及びトウ乾燥器の
ための良好な操作条件を確定することを助ける上で重要
である。このような特性は主な差異を検出するのを助け
ることができる。
の繊維チップ標本を黒色のプラッシュの表面の上に置
く。繊維の全長に沿った捲縮を数える。緩和した(捲縮
した)繊維長及び伸ばした繊維長の両方を、インチ又は
センチメートルで少数第1位まで測定する。次いで、夫
々の試料の捲縮角及び捲縮比を算出する。
反復性のものであり、外部力により繊維に意図的に導入
される、繊維の長軸に対して垂直面又は水平面の何れか
での、フィラメント又はフィラメント群の変形として定
義される。捲縮レベルは、伸ばした繊維長さの1インチ
当たりの角度的ピーク(捲縮)の数として定義され、単
位長さ当たりの捲縮数として記載される。捲縮比は、捲
縮した繊維の緩和した長さの伸ばした繊維長さに対する
直接比率として定義される。繊維チップは、同時に切断
した後レジスター(register)に残っている捲縮短繊維
(典型的に約10〜50)の全ての群である。捲縮角は下記
の式:
は重要である。「使用適性」を予測するためのこれらの
試験の能力が満足されないのみならず、実際の試料サイ
ズの再現性及び代表性も満足できるように信頼されな
い。捲縮回数についての試験方法の厳しい限界について
明白に述べている「使用者及び重要性(Users and Sign
ificance)」の項についての1980年のASTM方法D3937 を
参照されたい。また、ASTM D3937の「適用できる文書
(Applicable Documents)」の項も参照されたい。この
全部の方法を本明細書に参照して含める。
製造することを望むとき、捲縮機ローラは、内部スチー
ムが無く且つクレッパー(clapper) により掛けられる非
常に低い圧力を有する前進ローラとして本質的に使用す
ることができる。代わりのものとして、後に適当な前進
ローラ(「スター」ローラ)が続くスクイズローラを、
捲縮機に置き換えるために熱滑剤ジェットの直後に配置
することができる。
輸送能力を測定するために本明細書で使用する試験の一
つである。繊維は元の形か前記のように熱水ジェットで
洗浄したものであり、プラスチックチューブの内側に置
かれる。次いでこのチューブを垂直に装着する。次いで
このチューブを液体と接触させる。この方法は多孔質又
は繊維状標本の液体上昇を自動的に測定し、時間と共の
標本の液体重量増分のプロフィールを与えるように設計
されている。繊維状標本は梳いたスライバーの形又はト
ウの形であってよい。対象の殆どの適用に於いて、液体
は水又は人工汗の何れかであり、標本の中への液体の自
発的移動は、重力に対抗して液体に作用する表面力又は
毛管力の定量的測定を与える。(スライバーを2.54cm当
たり1回捻り、そして内径約7mmのプラスチックチュー
ブの中にいれ、そしてスライバーが10.2cmのチューブか
ら突き出たところでスライバーの端をきれいに切断する
ことによって)標本を作製し、装着し、そして液体を装
着した標本の底と端と接触させて置くと、コンピュータ
は所定の時間間隔でバランス(標本の重量増分)を読み
取る。人工汗の調製はAATCC 試験方法15-1979 に記載さ
れている。次いでこのデータのグラフを図3に示すよう
にプリントする。
と、断面、紡糸性能、生産速度、所望の繊維品質を維持
するために及びフィラメントの破壊を避けるために、フ
ィラメント当たりのデニールを増加させることが必要に
なる傾向にある。紡糸と延伸の組合せにより、約8個〜
少なくとも20個の溝を有する種々の繊維についてフィラ
メント当たり約5.0 〜200 の最終デニール(5.6 〜222
デシテックス)を有する繊維を得ることが可能である。
しかしながら、5.0 より小さいデニール/フィラメント
(5.6 デシテックス)を作ることが可能であることが認
められる。
剤溶液で処理するとき、加工滑剤を含有する熱溶液と接
触させる前に、繊維の溝から過剰の液体を除去しなくて
はならないことを予想外に見い出した。このことは2個
の溝を有する繊維について必要であるが、8個又はそれ
より多い溝を有する繊維についても同様であり、そうし
て次いで滑剤溶液は繊維の溝内に流れ込むことができ
る。この液体除去方法の配置は図1に示すようにするこ
とができる。大部分は水であるこの過剰の液体を有効に
除去するどのような方法も、本発明のこの好ましい方法
に於いて有用であると考えることができる。しかしなが
ら、接触バー、スクイズロール及び空気ジェットが好ま
しく、図6の2Aの後に示すような新規な乾燥工程が最
も好ましい。過剰液体除去システムの受容性を判断する
ために使用されるべき規準は、このような過剰の液体が
除去された後で所望パーセントの滑剤を繊維に満足でき
るように適用できるか否かであり、これに関してこの新
規な制御された乾燥工程が最も有効である。8個の溝を
有する繊維(図2d)のような約2個より多くの溝を有
する繊維は、ジェットからの滑剤が本質的に液体の表面
に乗りどのような多量の程度にも溝内で有効に沈着しな
いように多量の液体(希釈酢酸溶液)を捲縮機の方に運
ぶ。次いで捲縮機は湿潤繊維を絞って、熱滑剤及び残留
液体(弱い酢酸)溶液の大部分を除去し、低い滑剤レベ
ルを有する繊維を残すようにする。8個又はそれより多
い溝を有する繊維(図2c及び2d)は、2個の溝を有
する「8字形」(図2a)よりも極度に大きい酢酸溶液
を吸い上げる能力を有している。
ものがより好ましい解決を表すが、下記の通りである。
付けることができる米国特許第3,458,890 号及び同第3,
786,574 号に記載されているもののような少なくとも1
個の空気ジェットを、中和浴の出口側のバー及び/又は
スクイズローラの後に使用し(図1で1で示すように配
置)、熱滑剤ジェット及び/又は捲縮機の前の熱滑剤適
用のためのその他の適用手段に到達する前に繊維上の残
留溶液のレベルを有効に減少させる。
(1)中和、(2)任意の追加の洗浄処理、(3)(バ
ー及び/又はジェット及び/又はスクイズローラのよう
な)液体除去工程及び(4)任意の滑剤適用工程に続い
て、トウを実質的に乾燥及び/又はベークされるように
する。次いで繊維を運び、捲縮機の前に熱滑剤の最終適
用を受けさせる。少なくとも1個の溝を有する非円形状
繊維に高レベルの前記の滑剤を有効に効率よく適用でき
るこの方法の図面について図6を参照されたい。
(又はジェット群)を、苛性処理及び続く中和工程が使
用されない状況で滑剤(類)をトウに適用するために使
用することができる。この方法は、選択した繊維を種々
の操作条件、温度、処理、表面塗布、二段滑剤適用等に
付すために種々の方法で操作できる。
は、僅かのこのような溝を有するものよりも多くの滑剤
を含有することができる。8個又はそれより多くのよう
に多数の溝を有する繊維は好ましくは、その上に塗覆さ
れた少なくとも約0.3 重量%の滑剤を有し、更に好まし
くはその表面又は溝に適用された約0.5 〜2重量%の新
規な滑剤を有する。
ル及びポリグリシジルエーテルのような架橋剤を、繊維
の表面特性を変えるために又は「手触り」又は感触など
を変えるために改良された方法を使用して適用すること
ができる。図6に示す方法は著しい柔軟性を与える。例
えば、ジェット(又はジェット群)2Aで選択した架橋
剤及び必要であるかも知れない全ての開始剤を便利に適
用すること及び続いてジェット(又はジェット群)2B
等で少量の架橋剤を含む加工滑剤を適用することが可能
である。このような架橋剤には少量の紫外線(UV)抑制
剤などが含まれていてもよい。
御された方法で、種々の滑剤及びその他の物質を選択さ
れた繊維に適用し、適当な熱処理を与える能力を有す
る。図6に示すように、繊維を少なくとも一部の滑剤又
は滑剤の成分(例えば、ポリエチレングリコール600 モ
ノラウレート単独を含む溶液)と接触させ、次いで熱固
定することが好ましい。滑剤のこの一部は、例えば、2
a又は第4ローラセットと第2熱固定ユニットとの間で
適用することができる。次いでこの適用に、2bでの繊
維と加熱した滑剤との接触を続けることができる。捲縮
した繊維にとって、これは全て捲縮機の前に行うことが
好ましい。しかしながら(新規ではあるがあまり好まし
くない方法として)図1に示す方法を使用して、滑剤の
少なくとも1種の加熱した成分及び/又は架橋剤を捲縮
機の前に適用することができ、続いてトウを熱固定し、
そして追加の滑剤及び/又はその他の成分を、トウ乾燥
器の後で従来のスプレーブース又はブラシアプリケータ
により適用することができる。
ダー繊維及び無定形コポリエステルバインダー繊維など
は、本発明の方法により少なくとも0.2 重量%、最も好
ましくは少なくとも0.3 重量%の前記の加熱した加工滑
剤を適用することによって適当に親水性にすることがで
きる。バインダー繊維は木材パルプのような少なくとも
1種の他の繊維又は他の材料とブレンドすることがで
き、次いでブレンドを加熱して、普通圧縮状態でバイン
ダー繊維を他の成分と結合させて、種々の特性を有する
結合した不織親水性製品を作る。1.5 〜2インチ(約3.
8 〜5.1 cm)の短繊維長さを有する約2〜8デニール/
フィラメント(2.2 〜8.9 デシテックス)の好ましいコ
ポリエステルバインダー繊維を、100 モル%のテレフタ
ル酸、69モル%のエチレングリコール及び31モル%の
1,4−シクロヘキサンジメタノールから作ることがで
きる。しかしながら、二成分型を含むその他のバインダ
ー繊維を使用することができる。適当なバインダー繊維
の例には、イーストマンケミカル社(Eastman Chemical
Company)により作られた "KODEL 44U"(未延伸ポリエ
ステル)及び "KODEL 410"(コポリエステル)並びにヘ
キストセラニーズ社(Hoechst Celanese Corp. )により
作られた"CELBOND" シースコア専売二成分繊維が含まれ
る。このバインダー繊維にはサイド・バイ・サイド (si
de-by-side) 二成分型及びポリオレフィンから作られた
ものが含まれてもよい。
って、最終製品の液体輸送能力を始めるか又は増大させ
る新規な有効な方法が提供される。所望ならば捲縮形成
に於ける著しい改良も得ることができる。典型的な応用
に於いて、これらの繊維は少なくとも1種の他の繊維と
ブレンドし、次いで熱及び圧力を用いて結合させること
ができる。しかしながら、これらの新規な親水性コポリ
エステルバインダー繊維はまた、木材パルプ及び/又は
その他の材料とブレンドして、持続性を含む増大した全
体的液体輸送性能を有する製品を作ることができる。木
材パルプなどとブレンドするとき、このコポリエステル
は普通約0.6 インチ(1.5 cm)又はそれより小さい短い
短繊維長さに切断され、しばしば比較的少ない捲縮を含
むか又は捲縮を含まない。
減少してきた。しかしながら、吸収性製品、クリーニン
グ布帛、フィルター、多目的不織物等のような、長年に
亘って開発されてきたこの繊維を含む多くの優れた親水
性製品がある。本発明の新規な繊維は、適当なブレンド
を作ることによってビスコースレーヨンの供給を拡大す
るために使用することができる。ポリエステル縫製用糸
で使用されるもののような高強度高品質繊維も、本発明
の方法による処理によって利益が得られると信じられ
る。
ものであり、本発明に対する限定として意図するもので
はない。繊維の滑剤付与は「正確な科学」ではないの
で、加工性観点からの「劣った」滑剤の上記及び下記の
例に於ける同定は、それが、全ての状況下で全ての不織
物及び織物装置で全体の加工失敗を自動的に起こすこと
を意味しない。しかしながら、全体的に、親水性か又は
他のものである劣った滑剤は、梳きに於ける弱いウエブ
及び/又はスライバー、過剰のウエブ破損、ウエブの穴
及び/又は不揃いの(はっきりしない)ウエブ、所望の
高い生産速度で一定して操作する困難性、梳きの前の短
繊維の不満足な開繊などのような、より以上の問題点を
著しく起こすと信じられる。他方、「良好な」滑剤は、
全ての条件下でいつでも全ての装置で自動的によく加工
しない。多分、与えられた状況下で、繊維に適用される
この滑剤の量は満足されるものでないかも知れず、繊維
捲縮は劣って形成されるか又は変動しすぎるであろう。
よく性能を発揮するために特定の方法でもっと多くの滑
剤が必要になる場合があろう。しかしながら、全体的
に、この「良好な」滑剤は、「劣った」ものよりも一層
有利な結果で、より多数の不織物及び/又は織物加工及
び/又は加工条件にもっと広く適用できるであろう。
料の幾つかの欠点を示す。「8字形」断面を有する繊維
トウの試料を下記のようにして製造した。
繊維グレードのポリエチレンテレフタレート(PET) をダ
ンベル(「8字形」)形状の824 個の穴を有する紡糸口
金を通して約293 ℃で溶融紡糸した。I.V.はフェノール
60重量%及びテトラクロロエタン40重量%の混合物のよ
うな適当な溶媒中で0.50g/100 ミリリットル(mL)の
ポリマー濃度で測定したときのインヘレント粘度であ
る。約4.4 デニール/フィラメント (4.9 デシテックス
/フィラメント) (dpf) の紡糸繊維を1250m/分で巻き
取った。
の2個の試料を、捲縮機の前のジェットによる熱滑剤の
適用を行わなかった以外は、本質的に図1に示すような
方法を使用して、約1.5 デニール/フィラメント (1.7
デシテックス/フィラメント) 及び1.5 インチ(3.8 c
m)の短繊維長さを有する延伸し捲縮した繊維を製造し
た。トウ乾燥器の後で、約0.15重量%及び0.3 重量%の
滑剤を室温でスプレー法によりトウに適用した。
"LUROL" 2617) は、主成分としてメチル末端閉塞POE (1
0)ラウレート及び副成分として第四級アミン炭酸塩から
なっていた。この成分を水中に分散させて15%乳剤を調
製した。スプレーブースへ及びそれを通し次いでトウを
短繊維に切断するためにカッターに通すための通路を設
けるために、必要なガイドを使用した。滑剤の重量%は
前記のようなチューブ溶出により測定した。
延伸浴の温度を約69℃に維持した。延伸工程の間約3.3
の全延伸比を維持した。熱固定ユニットを約140 ℃のト
ウ温度を作るために十分な温度に維持した。熱固定ユニ
ットの後、水中の酢酸の弱い(少なくとも約0.4 〜0.6
重量%)溶液で繊維を中和した。液体の主部分をすくい
取るために中和浴の下流側に接触ロールを装着した。繊
維を捲縮し、次いで捲縮後に約97℃で約5分間熱固定
し、滑剤付与し、次いで約1.5 インチ(3.8 cm)の短繊維
に切断した。これらの試料を、約50,000〜60,000の全ト
ウデニール(55,555〜66,666デシテックス)を使用して
研究加工ラインに通した。このトウは約90〜100 度の平
均捲縮角と共に11〜13捲縮/インチ(約4.3 〜5.1 捲縮
/cm)の平均値を有していた。単位長さ当たりの捲縮及
び捲縮角は前記のようにして測定した。
液体輸送能力を有していたが、比較的広い(開いた)捲
縮角及び劣った凝集力値と共に変動する捲縮を有してい
た。この繊維の種々の試料からの梳いたウエブは、幾ら
か不揃いのウエブ及び/又は低い凝集力のためのウエブ
不足を有し弱くなる傾向であった。
米国特許第4,649,605 号に開示されている器械及び方法
により決定した。これらの繊維についての凝集力値は低
く、平均が約4.0 〜5.0(10.2〜12.7メートル法)であっ
た。前記のように、凝集力数は、短繊維の相対的凝集力
を示すために使用することが意図される。凝集力値は梳
きの間に決定し、種々の試料を表わす梳いたウエブの相
対的強度を示す。
の、本発明の種々の態様を使用して製造した繊維の液体
輸送性能を示すことである。多数の試料を製造し、液滴
−濡れ性能について試験した。研究加工ライン及び約40
m/分の速度で操作した約55,000の全トウデニール(6
1,111全トウデシテックス)を使用する本研究に於い
て、下記の条件を使用した。
「8字形」断面用の紡糸口金と共に本質的に例1に記載
したような条件を使用して溶融紡糸したポリエチレンテ
レフタレート。
45インチ(1.7 デシテックス×3.7cm)。
繊維の1個の180 kgクリーリング(creeling)を夫々の
断面について紡糸した)。
号に記載されているようにして2%苛性、次いで中和
(C)又は苛性無し(N)。
図4に示すように2個の熱滑剤ジェット(HLJ) をトウの
上に配置し、図1に示す方法を使用して捲縮機入口から
30インチ(76cm)以内に置く;先行技術の捲縮後の滑剤
付与(LAC) ;又は滑剤無し(NL)。
で使用したものと同じ滑剤を使用し0.4 +/−0.05重量
%。
−6℃で約5.0 分間。勿論、乾燥器に入る湿ったトウは
全時間の間この温度ではない。
ウ乾燥器の後カッターを通るトウ張力を、カッターの良
好な操作をして一定であった最低値に維持した。カッタ
ーから排出システムを通り捕集システムまで短繊維を輸
送するために必要な最低の空気流を使用した。(捲縮後
滑剤付与した)試料C及びEについてのトウ張力は、図
1に示すようにカッターの前に滑剤スプレーブースへ及
びそれを通してトウを案内するガイド及びローラの上を
通過させることが必要であったので、カッターに於いて
他の試料よりも高くした。試料A,B,D,F及びGに
ついてはこのブースを通過させることは必要ではなかっ
た。
(19.1g/m2 )の梳いた繊維を、約4g/平方ヤード
(4.8 g/m2 )のEastobond 252 ポリエステル粉末で
粉末結合させた。粉末適用機の前に一つの層を他の層の
上に供給するために配置されている2個の不織梳き機か
らの2個の層で詰め物(batting) を作った。粉末適用機
の後には、加熱及び結合した不織繊維の薄いシートを形
成するために材料を圧縮するための結合ロールを通る通
過が続いていた。この粉末結合方法は不織物製造工業に
於いてはよく知られている。
ト。このジェットは約54℃に加熱された水約1100 cm3/
分を、不織試料(22.9×71.1cm/1試料)から約6イン
チ(15.2cm)離して、20psig(138kPa)のジェットでの
圧力で60秒間供給した。不織布帛の各試料を、元の形及
び60秒間の洗浄を受けた後に、液滴−濡れについて試験
した。平均液滴−濡れ結果(秒で)を表2に示す。
加工するために、軽い水スプレーが必要であった。試料
Gの梳き性能は非常に劣っており、得られた粉末結合し
た布帛は均一ではなかった。試料Gは、(1)非円形状
繊維(試料C);(2)新規な繊維の一態様(試料A)
及び(3)上に示される種々の処理を表わす他の試料に
比較して、滑剤付与しなかった繊維の液滴−濡れ性能に
於ける大きな差異の指標を与えない。
した試料について複数回の試験を行った。 *** 液滴が完全に分散した終点での目で見る認識及び判
定により起きる、AATCC39-1971方法に於ける或量の変動
があることが認められる。変動を減少させるために、こ
れらの試験はできるだけ正確に試料間の比較を行うため
に一人の上級オペレーターにより行った。他のオペレー
ターは認識及び判定要因のための絶対時間測定に於いて
差異を得ることができた。
後の濡れ時間を表わす図5に示すようにグラフにプロッ
トした。
あるが(捲縮形成を改良することを試みるために)熱滑
剤ジェット有りで加工した丸い断面の繊維が比較的劣っ
た液体輸送持続性を有していたことを示した。意外に
も、試料Bについての結果は、苛性物質無しでも、前記
のように熱滑剤ジェット工程に続いて捲縮及び熱固定す
ると、少なくとも1回使用のための製品(クリーニング
応用、ハンカチ、失禁製品等)を製造する上で有利なも
のであることを示している。親水性生成物で滑剤付与し
なかった試料Gの試験は、満足できる液滴−濡れ結果を
作らなかった。
しくない滑剤での本発明の方法は、従来の方法と少なく
とも等しく、従来の方法よりも多分幾らか良い液滴−濡
れを与えた。
於ける試料Aと本質的に同一の繊維を、図4に示すよう
にトウの上に配置した2個の熱滑剤ジェットを使用して
製造した。約0.4 重量%の滑剤を適用した。この滑剤は
70重量%のポリエチレングリコール600 モノラウレート
及び30重量%のポリオキシエチレン(5)ラウリルリン
酸カリウムからなり、水中15%エマルジョンとして調製
した。この試料は優れた湿潤性を有していた。しかしな
がら、前記の方法を使用して梳きの間の凝集力について
試験した場合には、捲縮した短繊維試料は劣った(低
い)凝集力を有し、それで受容できるバランスのとれた
全体的性能を与えなかった。
幾らか同様の「8字溝」断面を有するフィラメントを作
るための16穴紡糸口金を通して280℃で溶融紡糸した。4
0デニール/フィラメント(44.4 デシテックス/フィラ
メント)の繊維を1500m/分で紡糸し、次いで図1に示
すようなトウ加工ラインで加工した。全トウデニールは
約55,000(61,111デシテックス)であった。
た繊維の上に乾燥した少なくとも約0.4 〜少なくとも約
2重量%の滑剤を得る目的で、この8個溝繊維約400 ポ
ンド(182 kg)を紡糸し、比較的延伸しない状態でチュ
ーブに巻き付け、研究加工ラインのクリール(creel) の
中に置き、2%の苛性物質を含む加熱した浴中で約2−
対−1全延伸比で延伸して約20〜22デニール/フィラメ
ント(22.2〜24.4デシテックス)を得、スチーム室及び
熱固定ユニットを通して加工し、弱い酢酸(約0.5 %)
を含む中和浴中に浸漬し、そして捲縮機の前の図4に示
すような直列の2個の上部熱滑剤ジェット及びトウ乾燥
器で処理した。この方法の図面について図1を参照され
たい。滑剤は例3で使用したものと同じ種類であった。
件は前記の例に示したような「8字形」繊維で成功裡に
使用したものと同様であった。しかしながら、所望の滑
剤%は得られなかった。驚くべきことに、二つの別々の
試験は、滑剤レベルが前記の例で使用したものと同じチ
ューブ溶出試験を使用して僅かに約0.03〜0.1 重量%で
あったことを示した。滑剤供給の濃度を20重量%から40
重量%に2倍にした後、繊維は僅かに約0.19重量%であ
り、これは約8個又はそれより多い溝を有する繊維につ
いての少なくとも0.5 重量%又はそれより多い最も好ま
しい最適適用よりも遙かに低かった。滑剤供給の濃度を
40重量%に増加させた場合に、滑剤は濃くなり、加熱し
たときでもそれで作業することが困難になり、トウ帯中
への適当な浸透を達成することがますます困難になっ
た。
越えて滑剤排出口に注がれる滑剤の大きな損失があっ
た。次いで捲縮機ロールの圧力を下げてより多くの滑剤
がトウと一緒に前の方に運ばれるようにした。しかしな
がら、捲縮形成が悪くなり受容できなかった。
題点であったことを見い出した。この過剰の液体が、溝
内に適当に入ることから滑剤を単に阻止していた。次い
で新規な方法を、少なくとも1個の部分液体除去手段1
で図1に示すようにこの問題点を克服するために設計し
た。この場合、「8字形」試料のために使用したワイパ
ーバーに加えて、中和浴の後で且つ熱滑剤ジェットの前
に過剰の液体を除去するためにこのバーの後に空気ジェ
ットシステムを組み込んだ。この新規な方法を使用し
て、約25重量%の溶液中の滑剤の濃度で、8個の溝を有
する繊維を、前記のようにトウ乾燥器で乾燥した少なく
とも0.5 〜1.5 重量%の例3の滑剤で製造した。
めに作ったものと同様の苛性処理した繊維を、図4に示
すようにトウの上に配置した約80℃で操作する2個の熱
滑剤ジェットを用いて製造した。捲縮したトウをトウ乾
燥器内で65℃で約5分間乾燥した。この例は、「8字
形」断面の1.5 デニール/フィラメント(1.7 デシテッ
クス/フィラメント)、1.5 インチ(3.8 cm)のポリエ
ステル繊維に、熱滑剤ジェットにより適用した4種の親
水性滑剤の、開繊性、梳き性能、凝集力値及び垂直吐き
出し性能を比較する。全ての4種の滑剤について繊維
を、加工変動値を最小に維持する努力をして同じライン
上で作った。所望の最小滑剤重量%は少なくとも0.3 で
あった。捲縮回数は約14〜16捲縮/インチ(5.5 〜6.3
捲縮/cm)であった。約70度の略平均捲縮角が、例8に
記載した推定法を使用して得られた。しかしながら、前
記のように、捲縮回数及び角度は加工ラインの操作を設
定するために有用な粗い推定であるが、サンプリング検
収のために十分に再現性はなく、梳き性能の適当な指標
を与えない。試料は表3に示すように処理した。
ムエトスルフェート この試料は同じ経験を積んだオペレーターにより調節し
た同じ捲縮機(3/4インチ幅のロール)(1.91cm)を使
用する単一の加工ラインで作った。(チューブ溶出を使
用する)滑剤の重量%についての試験は、少なくとも0.
3 重量%が2個熱滑剤ジェットにより全ての試料に適用
された(最小が合致した)ことを示した。加工の間カッ
ターでサンプリングした捲縮した短繊維について行った
試験は、約0.37重量%の平均の周りに集まった結果の全
体に詰まったグループ化を示した。しかしながら、梳い
たスライバーを後で試験したとき、全体的に、試料A,
B及びCは滑剤の平均重量%でグループとして非常に良
く合致していたが、試料DはA,B及びCよりも約0.12
〜0.22重量%ほど低かった。試料Dは短繊維及びスライ
バーの両方での試験で0.3 重量%の本発明者等の最小目
標を越えなかった。各試料をシュート供給システムに置
き、次いで転回、スパイクエプロン (spike-apron)、精
密開繊機(fine opener) 及び空気流により標準的方法で
開繊し、次いで前記のような凝集力試験ユニットを取り
付けた織物梳き機に自動的に供給した。表4の下記の結
果が、評価を行ったテクニカルサービス実験室の職員に
より報告された。
利点は見い出されなかった。試験及び観察は、長年に亘
って種々の種類のポリエステル繊維について多数のこの
ような試験を行ってきた経験を積んだ梳きオペレーター
により行った。かくして、この結果は、試料Aの滑剤配
合が良好な開繊性を与えたが劣った凝集力を与え、他
方、試料Cについての配合は満足できる開繊性を与えな
かったが良好な凝集力を与えたことを示している。この
結果は更に、試料Bについてなされたように組み合わせ
たとき成分は上記のように良好な全体的性能を与えたこ
とを示している。更に、この結果は、試料Bについて使
用した滑剤の成分の比率を、異なった繊維のための増加
した又は減少した応答を与えるために、及び異なった最
終目的物を満足させるために、ある範囲まで変えること
ができることを示している。4個の試料の夫々からの梳
いたスライバー(65グレイン/ヤード、4.6 g/m)
を、前記の自動垂直湿分輸送試験により評価するために
とっておいた。繊維の1グラム当たりの液体の重量(g
/g)として表示する各試料の平均容量は下記の通りで
あった。 試料A−4.9 試料B−5.3 試料C−5.3 試料D−4.2
成分滑剤(試料B)が試料A,C及びDについて使用し
た滑剤のように垂直輸送の有効性が最も少なく、これに
関して多分僅かにより有効であろうことを示している。
予想外の結果は、新規な3成分滑剤−帯電防止剤が、特
に本発明の新規なジェットにより加熱条件下で適用した
とき、改良され良くバランスした全体性能並びに開繊
性、凝集力及び先行技術に比較して少なくとも等しいそ
して多分幾らか良い親水性性能を伴う加工性の点の改良
された全体的安全限界を与えることを示している。追加
の多様性は異なった断面及び繊維ポリマーで得られる有
利な結果により示される。好ましい適用方法は本発明の
新規な熱滑剤ジェット方法によるものであるが、他の適
用手段も考慮できる。
用することを示すことである。公知の溶媒紡糸方法(ア
セトン)を使用して、「Y字形」断面の3.3 デニール/
フィラメント(3.67デシテックス)の酢酸セルロース繊
維をマルティキャビネット(multiple cabinets) から紡
糸し、次いで滑剤付与ロールを越えて捲縮機に案内し
て、50,000全デニールの捲縮したトウを形成した。次い
でこのトウを適当な低い張力の下に図1に示す方法の第
1ロールセットに導入した。このトウを約1.2 対1の延
伸比を使用して約60℃で延伸浴に通した。最初の捲縮を
除きこの実験のために小さい捲縮を有するか又は捲縮の
無いトウを作るために、この延伸工程の一部を使用し
た。この浴に、その出口側に液体除去手段1を取り付
け、トウを共に約100 ℃に維持されているスチーム室及
び熱固定ユニットに続いて通した。紡糸滑剤(鉱油ベー
ス)の少なくとも最も容易にアクセスできる部分を除去
するために、浴及び液体除去手段も使用した。
幅の捲縮機の直前で最も好ましい新規な親水性滑剤(80
℃に加熱)を適用した。この滑剤は、水中20重量%の濃
度でPEG400モノラウレート49重量%、PEG600モノラウレ
ート49重量%及び4−エチル、4−セチル、モルホリニ
ウムエトスルフェート2重量%からなっていた。これら
は例5の試料Bのための滑剤を調製するために使用した
同じ3成分であるが、帯電防止剤を2重量%に減少させ
対応して他の2成分をそれぞれ49重量%に増加させた。
約0.75重量%の滑剤を繊維に適用した。捲縮したトウを
約70℃で約5分間乾燥した。得られた短繊維は比較的乾
燥した手触りを有していた。
比較的低いレベルの滑剤が、1)不織物梳き機での加工
性及び2)液体輸送特性について十分であるか否かを決
定することを意図するものであった。2インチ(5.1 c
m)の短繊維長さに切断するための最低の十分な張力を
使用した。この短繊維は、例8に記載した推定法を使用
して約85〜90度の平均捲縮角で約12〜14平均捲縮/イン
チ(4.7 〜5.5 捲縮/cm)を有していたことが分かっ
た。
繊維を梳くことが可能であったが、この滑剤の重量%で
限定された静電気の徴候があった。かくして、製造目的
のために、少なくとももっと高いレベルの帯電防止性成
分及び多分滑剤の他の成分が酢酸セルロース繊維につい
て必要であろうことが明らかであった。
織布を作るためにニードルパンチ操作に付した。ニード
ルパンチした不織布は、0.01ポンド/平方インチ(0.06
9kPa)の圧力下で約0.106 インチ(0.27cm)の厚さで、
重量が約3.8 オンス/平方ヤード(129 g/m2 )であ
った。この布帛は、蒸留水中のバスケット−シンク(bas
ket-sink) 試験により示すとき良好な液体輸送特性を有
していた。平均バスケット−沈降時間は、下記の個々の
試験:7.65,5.30及び3.20秒から得られた5.38秒であっ
た。
は、鉱油ベースの滑剤を紡糸の間に適用し、次に記載す
るように加熱した親水性滑剤の適用の前に延伸浴により
部分的に除去されるのみであったという事実のために特
別の分析問題を作り出した。チューブ溶出操作を行う前
に鉱油を実質的に除去するためには約100 ℃で16時間こ
の試料を加熱することが必要であった。湿分%回復(re
gain)を決定するために乾燥した試料を約8時間コンデ
ィショニングし、次いでチューブ溶出操作を行う前に約
120 ℃で約30分間乾燥した。
熱滑剤ジェットを使用して製造した。約0.4 〜0.5 重量
%の下記の滑剤を約85℃の温度で適用した。 45重量%のPEG400モノラウレート 45重量%のPEG600モノラウレート 10重量%の4−エチル、4−セチル、モルホリニウムエ
トサルフェート
で約75℃で熱固定した。過剰の滑剤流れを適当に封鎖す
るために、トウの端を越えて広がっている底ジェットの
穴を覆うことが役に立つ。これらの穴はどのような適当
な方法によっても覆うことができるが、図4に示すよう
な調節できるカラーを使用した。次いで、ジェット表面
とトウとの間のどのような乾燥接触も、実際にはできる
だけ多く防ぐために、少なくとも1個の底ジェットを図
示するように配置した。好ましくは、底ジェットの繊維
接触表面を、セラミック被覆のような適当な長い覆い材
料で被覆した。
及び方法を使用することに問題は見い出されなかった。
過剰の滑剤を滑剤加熱及び供給タンクに戻しながら、過
剰の流れを底ジェットに供給した。この約55,000〜60,0
00デニールのトウ(61,111〜66,666デシテックスのト
ウ)に目標滑剤レベルを適用するために3個のジェット
は必要ではなかったので、底ジェットを除いて上部の2
個のジェットを使用して実験作業を続けた。この繊維
は、約1.5 インチ(3.8 cm)短繊維長さで約1.5 デニー
ル/フィラメント(1.7 デシテックス/フィラメント)
の「8字形」ポリエステルであった。本発明者等は、図
4に示す新規な3ジェットデザインが、ポリエステル及
びその他の繊維について実物大製造ラインの典型であ
る、少なくとも約800,000 全デニール(888,888 全デシ
テックス)〜数百万全デニールの大きなトウに加熱した
滑剤を適用する際に主な利点を有するものであると結論
した。
止剤組成物の全体的性能の別の例示である。「8字形」
ポリエステル繊維を約5.9 デニール/フィラメントまで
延伸し、約80〜85℃に加熱したこの新規な滑剤の約0.6
〜0.9 重量%のジェットによる適用に続いて捲縮した。
繊維上の滑剤の重量%の分析は0.58及び0.94であり、こ
れは繊維が走行しているときと次いで後に貯蔵物からサ
ンプリングしたとき行った二つの異なった試験を表わし
ている。これらの結果は、本発明者等が繰り返し試験の
とき及びまた実験室間等で見い出した偏差の別の例であ
る。
分間加熱した。平均捲縮回数本発明約12〜14捲縮/イン
チ(4.7 〜5.5 捲縮/cm)で推定した捲縮角は約69度で
あった。
トウの長さを同じトウを真っ直ぐにした後得た長さと比
較し、平均捲縮角の推定値に対する長さの比に変換する
ことが含まれる。
た。これは、特に図2a,2b,2c及び2dに示すよ
うな非円形状の繊維について、凝集力の低下を伴う捲縮
角の過剰の増加を避けるために短繊維長さを十分に制御
して一定にしているカッターに入るトウの最低張力を維
持するために重要である。この例について使用した織物
梳き機は、これらの一般的な多目的セッティングのため
に最も満足できる性能で約1.5 又はそれより小さいとこ
ろから約3.0 デニール/フィラメント(1.7 又はそれよ
り小さいところから約3.3 デシテックスまで)を行うよ
うに調製した。しかしながら、この梳き機は、これが最
も満足できる範囲の外であったとしても少なくとも受容
できるウエブ形成で短繊維を約7.0デニール/フィラメ
ント(7.8 デシテックス/フィラメント)以下にするこ
とができるような方法で装着しセットした。この例の5.
9 デニール/フィラメント(6.6 デシテックス)繊維
を、例5で得られた値に対して比較するための重量平均
凝集力値を得るために、他の凝集力試験のために使用し
た凝集力試験器械を取り付けた同じ梳き機で走らせた。
最も満足できる範囲外のデニール/フィラメントで、幾
らか望ましくない球になった又はもつれた繊維が、梳き
機の梳きシリンダーと固定平板との間で作られた。しか
しながら、受容できる試験用のウエブを作ることは可能
であり、5.6(14.2メートル法)の凝集力値が得られた。
このウエブは少なくとも適当な強度を有していると判定
された。かくして、この新規な熱滑剤ジェット方法及び
新規な3成分滑剤−帯電防止剤は前記の「8字形」繊維
の全体性能に関して満足して使用することができるであ
ろう。梳いたスライバーは親水性であることが分かっ
た。
た。 延伸浴温度 約72℃ 液体除去手段 接触バー及び空気ジェット スチーム管温度 約185 ℃ 苛性処理 無し 中和処理 無し 熱固定ロール 加熱せず 捲縮機幅 0.5 インチ(1.27cm) トウ乾燥器温度 約130 ℃(5分間) 全トウデニール 約55,000(61,111デシテックス) 捲縮/インチ 約12〜14(4.7 〜5.5 捲縮/cm) トウ推定法による推定捲縮角 スプレーブース試料よりも幾らか鋭い角度を有 する熱滑剤ジェットにより滑剤付与した試料で 、全ての試料は90°より大きいと推定した。 適用した滑剤重量%* a PEG880ソルビタンモノラウレート ジェットにより0.49(約80〜85℃) b aと同じ スプレーにより0.55(室温) c PEG880ソルビタンモノステアレート ジェットにより0.47(約80〜85℃) d cと同じ スプレーにより0.49(室温) * 各滑剤は、80重量%の水中に20重量%の濃度として混合した、98重量%の主成 分プラス2重量%の4−エチル、4−セチル、モルホリニウムエトスルフェート 帯電防止剤からなっていた。 デニール/フィラメント 約10+/−0.5 (「8字形」繊維) (11.1+/−0.6 デシテックス/フィラメント) 短繊維長さ 約2インチ(5.1 cm)
410 バインダー繊維を使用して結合して、繊維が当該技
術分野でよく知られている方法で加熱され圧縮されて布
帛を形成している、約40g/平方ヤード(48g/m2 )
の結合した不織物を形成した。
び液滴−濡れ試験で親水性であったことが分かった。ト
ウ乾燥器を130 ℃で操作するこの方法は、好ましい滑剤
配合物の熱滑剤適用を捲縮の前に使用しトウ乾燥器を約
85℃よりも低い温度で操作した例5で得られた角度より
も著しく広くトウ捲縮角を開くことが分かった。比較の
ために、熱固定ロールを加熱しトウ乾燥器を約85℃より
も低い温度で操作した例5を参照されたい。この例9に
示した方法は、例5に示した方法よりも好ましくはない
が、得られた繊維が続く不織物及び/又は織物加工で少
なくとも受容できるように挙動することが分かる状況下
で使用することができる。
力において、例6で使用した新規な3成分滑剤−帯電防
止剤組成物の適用を示す。(前記の)Kodel 410 バイン
ダー繊維(約8デニール/フィラメント、8.9 デシテッ
クス/フィラメント)を選択した。長年の間の種々の不
織物適用のための比較的疎水性の滑剤(鉱油型)をこの
繊維に満足できるように使用した。
ースにより室温でKodel 410 バインダー繊維(約8デニ
ール/フィラメント)に適用した。続いて、この繊維を
多量部(約80重量%)の「8字形」捲縮短繊維とブレン
ドした。繊維の開繊及び供給の間、バインダー繊維は脆
くなり多数の小さな長さのものに破壊されたことが分か
った。実験室試験で、この繊維が著しい量の強度及び伸
び%を失ったことが明らかになった。50日間の間に、こ
の繊維は急速に一層脆くなり弱くなって鋭く伸びが減少
し、それでバインダー繊維としてこの適用には適さな
い。
し、改良された親水性作用を有するバインダー繊維を得
ることを試みることを示す。例9で使用した滑剤を約0.
25重量%でKodel 410 短繊維を作るために使用したトウ
の試料に適用した。50日間に亘って、このトウ試料は強
度及び伸びの僅かの損失のみを有していた。かくして、
これらの2種の滑剤は親水性を有するバインダー繊維を
製造する際に使用するのに満足できるものであろう。
親水性の結合した不織物を7カ月間貯蔵し、次いで試験
した。これらの布帛の結合した構造及び親水性機能が残
っていたことが分かった。
ローチャート。好ましくは加熱した加工滑剤の溶液を少
なくとも1個のジェットにより捲縮機の直前で適用す
る。滑剤及び/又は架橋剤の少なくとも1成分は熱固定
ユニットの前に適用できる。
維断面の例の図解表示。図2aは2個の溝を有する更に
好ましい断面の表示であり、約 5.0デニール(5.6デシテ
ックス)より小さいものについて特に有用である。L1
は長軸であり、L2は短軸であり、Wは溝の幅であり、
太い線は溝の表面を表わし、細い線は溝の外側の表面を
表わす。図2bは4個の溝を有する断面を表わす。図2
cは連続した溝を有する種々の断面を表わす。図2dは
約5デニール(5.6デシテックス)より大きいものについ
て有用である大変好ましい8個溝断面の一般的形状を表
わす。
直吐き出し性能)のグラフ。このグラフは秒で表す時間
に亘って輸送されるグラムでの水の量を示す。
適用する最も好ましい方法の詳細。捲縮機は前進ローラ
を有するスタッファーボックス型捲縮機又は全ての適当
な型の捲縮機である。
た種々の不織物の秒での液滴−濡れ時間を表すグラフ。
解フローチャート。過剰の液体は、少なくとも延伸浴及
び中和浴の両方の後の部分液体除去手段1により除去さ
れ、トウは捲縮の直前の2Bで加工滑剤の熱溶液により
接触される前に十分に乾燥される。追加の又は交代の加
工滑剤適用手段、処理及び/又は中和手段を2Aに示
す。追加の手段を2Aで使用する場合には、次いでトウ
を2Bで加工滑剤の熱溶液により接触される前に実質的
に乾燥する。スクイズローラを4番目のローラのセット
への入口に示す。
Claims (8)
- 【請求項1】 高分子量及び低分子量ポリエチレングリ
コール脂肪酸エステルの混合物からなる加工滑剤組成
物。 - 【請求項2】 該混合物が少量の帯電防止剤を含有する
請求項1に記載の組成物。 - 【請求項3】 該帯電防止剤が第四級アンモニウム化合
物の塩である請求項2に記載の組成物。 - 【請求項4】 該帯電防止剤が4−エチル、4−セチ
ル、モルホリニウムエトサルフェートである請求項3に
記載の組成物。 - 【請求項5】 低分子量ポリエチレングリコール脂肪酸
エステルがポリエチレングリコール400 モノラウレート
であり、高分子量ポリエチレングリコール脂肪酸エステ
ルがポリエチレングリコール600 モノラウレートであ
る、請求項1に記載の組成物。 - 【請求項6】 該混合物が、少なくとも40重量%のポリ
エチレングリコール400 モノラウレート、少なくとも40
重量%のポリエチレングリコール600 モノラウレート及
び20重量%以下の4−エチル、4−セチル、モルホリニ
ウムエトサルフェートを含む、請求項5に記載の組成
物。 - 【請求項7】 組成物が水溶液である請求項6に記載の
組成物。 - 【請求項8】 0.8 〜200(0.89〜222 デシテックス)の
デニール/フィラメントを有し、ポリエステル、酢酸セ
ルロース、モダクリル、ナイロン及びビスコースレーヨ
ンからなる群から選択され、0.3 重量%又はそれより多
くの、それらの表面上にベークされた請求項1に記載の
滑剤を有する繊維からなる製造物品。
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