JP2001521587A

JP2001521587A - ウェットレイド不織ナイロンバッテリセパレータ材料

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Publication number: JP2001521587A
Application number: JP53587998A
Authority: JP
Inventors: シー．リチャードウィリアムズ; エー．ジェームズゴートマン; エル．ジェラルドファンク; エム．リンダジー; ローランドスミス; ティモシーコノリー; アシシュマサー
Original assignee: ビービーエーノンウーブンズシンプソンビルインコーポレーテッド
Priority date: 1997-02-14
Filing date: 1998-02-13
Publication date: 2001-11-06
Also published as: US5935884A; DE69815845D1; EP0983140A1; ATE243619T1; WO1998035829A1; EP0983140B1; US6174826B1; DE69815845T2; EP0983140A4

Abstract

(57)【要約】バッテリセパレータとしての使用にふさわしい不織合成ウェブは、ペーパー製造装置上のウェットプロセスによってつくられる。不織合成材料は、ナイロンバインダ繊維およびナイロンステープル繊維のファーニッシュで作られる。加熱されたドライヤ缶の前に設置された赤外線ドライヤを使って、ペーパー製造装置から出たウェブは乾燥される。乾燥後、加熱されたカレンダロールを使って、ウェブは熱接着される。ナイロンバインダ繊維はウェブがカレンダロールを通過するとき溶融し、そして、溶融されたバインダ繊維材料が冷却し融合することにより、ウェブのナイロンステープル繊維を熱接着する。乾燥およびウェブの部分接着をする際のドライヤ缶の使用は、カリウム水酸化物の吸収を改善するための界面活性剤処理の必要性を排除する。

Description

【発明の詳細な説明】ウェットレイド不織ナイロンバッテリセパレータ材料発明の属する技術分野一般に本発明は、ウェットレイドプロセスによって作られた合成不織材料に関する。特に、本発明は、バッテリセパレータとして有用なナイロン繊維で作られたペーパー状のウェブに関する。発明の背景一般的に、ニッケル-カドミウムバッテリは、電解液において一定の間隔をとって配置されている巻かれた陰極をはさむ巻かれた陽極で成り立っている。陽極と陰極の間は、0.05mmの小ささである。陰極と陽極を近づかせてバッテリの負荷容量を増やすことは、望ましいが、両電極は、ショートしないように相互に触れさせてはならない。このことを成し遂げるために、適当な材料で作られたセパレータが、陽極と陰極の間にとりつけられそれによりこれらを分離させておくのである。セパレータ材料は、電解液にそして電極の表面での反応に不活性でなければならない。それに加えて、セパレータ材料は、電極表面の形に従うために、十分に弾性があるべきである。セパレータ材料は、また、電極間でイオンが障害なく移動をさせるために、十分に多孔性であるべきであり、けれども、電極から分離しセパレータを通過しようとする固体小片を濾過して取り除くことができるべきである。セパレータ材料は、さらに、セパレータ布の上に乾いた部分ができないように、液体の電解液により湿潤可能でなければならない。最後に、セパレータは、液体電解液を吸収して蓄える能力を持ってべるべきである。織られた布で作られたセパレータ材料は、十分な量の液体電解液を蓄えられないので、不利である。さらに、布の縦糸と横糸の間で形成される開口が大きいので、電極から分離した固体小片が、布を通過することができてしまう。そのような小片は陽極と陰極の間に橋が形成されるまで集積し、バッテリにおいてショートを起こさせてしまう。前述の欠点を不織ナイロン布で作られたバッテリセパレータ材料を供給することで克服することができることは、従来知られている。ファーバックの米国特許第3,344,013号は、ナイロン６（すなわち、ポリカプロラクタム）繊維あるいはナイロン６６（すなわち、ポリアミド）繊維またはその両方から成り立っており、極めて多孔性の、そして極めて弾性がある構造上改善された不織繊維状材料で成り立つ、バッテリのためのセパレータ材料を開示している。このセパレータ材料は、ナイロン繊維の表面部分を予め溶解させる低パーセンテージの水溶性塩溶液から成り立っている溶剤を繊維の材料に添加させることによって製造される。その後溶剤を添加した不織材料は、軽い圧力をかけてそこから余分な塩溶液を取り除くと共に、主に、表皮的に溶解した表面部分でお互いに繊維を融合させることによって不織材料を初期的に強化する。その後不織材料は乾燥され、加熱によって最終強化される。ターナーの米国特許第5,202,178号は、ニッケル-カドミウムバッテリの中で使用するためのラミネートされたナイロンバッテリセパレータ材料を開示している。ラミネートは、スパンボンドナイロン繊維からなる一対のウェブ間に挟まれるナイロンステープル繊維不織ウェブを含んでいる。ステープルウェブは、ナイロン６とナイロン６６繊維を含む。スパンボンド繊維は、ナイロン６６である。３つのウェブは、加熱したカレンダロール群にそれらを通すことによってラミネートされる。カレンダロール群の最大の温度はナイロン６繊維を柔軟化する温度より大きいが、ナイロン６６繊維を溶融する温度より小さい。冷却すると、スパンボント繊維のウェブは、再凝固されたナイロン６繊維によってステープルウェブに接着され、それにより、ラミネートされたバッテリセパレータ材料が形成される。ターナーの好ましい具体例によると、ナイロン６の量は、5-60重量％の範囲とすることができ、残りの部分がナイロン６６繊維となる。ポリアクリル酸に接着したポリプロピレン繊維の不織マットを含んでいるバッテリセパレータを、ウェザレルの米国特許第3,615,865号は開示している。ポリプロピレン繊維の代わりにポリエチレンかポリアミド繊維を使用することができる。ミウラ等の米国特許第4,205,122号は、シート形成操作でオレフィン系樹脂繊維を水分散する工程；出来上がったぬれた不織マットを乾する工程；そして、乾燥したマットを加熱処理して自立した不織マットをつくる工程；からなるバッテリセパレータ材料を製造する方法を開示している。乾燥および熱処理は熱空気ドライヤにそれを通すことによってあるいは、「ヤンキードライヤのような従来のペーパー製造装置を使われたドライヤ」によって行うことができる。熱処理後、マットは、表面の滑らかさを増すためにカレンダ加工されることが好ましい。コーノ等の米国特許第4,216,280号は、バインダを使用することなくシートを形成する絡合したガラス繊維を含んでいるバッテリセパレータを開示している。２タイプのガラス繊維は水中で分散され、その後普通のペーパー製造方法でシートに形成される。オレル等の米国特許第4,216,281号は、30-70重量%のポリオレフィン合成パルプ、15-65重量%の珪酸充填材および１-35重量%の長い繊維で構成されたポリエステルあるいはガラスで作られたバッテリセパレータを開示している。セルロースは10%まで含まれることができる。標準のペーパー製造設備を使って、バッテリセパレータ材料は形成される。オレルの’281特許で明らかにされたペーパー製造設備は、パルパー、チェスト、ヘッドボックス、およびヘッドボックス内で回転しロトフォーマドラムを含むスラリを持ち上げてウェブを形成する。ウェブはロトフォーマドラムから取り除かれて、フェルト上に移動される。ウェブは、カレンダによって圧縮される。カレンダウェブは、オーブンに、そして、一連の加熱された缶の上へ置かれる。缶は、ワインド・アップステーションに送られる。例１では、スチーム缶は、およそ270°Ｆの表面温度で操業された。スチーム缶はウェブを乾燥し、繊維接着を増やした。グロス等の米国特許第4,233,379号は、30-80重量％のパーライト小粒と20-70 重量％のガラス繊維を含んでいるバッテリセパレータを開示している。この構成物は、ペーパー製造技術を使ってペーパーのシートに形成される、すなわち、ガラス繊維とパーライトが水懸濁液中に分散され混合され；その後、フォードライニア装置あるいはロトフォーマ装置といった従来のペーパー製造スクリーンあるいはワイヤーの上へ、混合物は、水懸濁液から載せられマット状のペーパーを形成する。ベンソン等の米国特許第4,279,979号は、バッテリセパレータ材料を開示している。材料の主な繊維の構成要素は、木材パルプに似かよっている予め融合されたミクロフィブリル構造を持っているポリオレフィンパルプである。その他の繊維の構成要素は、およそ６mmより大きい長さの高強度ポリアミド繊維である。材料は、ミクロフィブリル状のポリオレフィンの部分融合によって熱接着される。好ましいポリアミドは、ナイロンであり、10-50%で満足な結果を得ることができるとベンソン特許が述べているが、10-25%の範囲のナイロン繊維の量が好ましい。あるいは、ポリオレフィンステープル繊維を、ポリアミド繊維と共に加えることができる。シート材料は、従来のペーパー製造技術に従ってつくられる。主なおよびその他の繊維構成要素は、バインダの使用なしで十分な構造上の一体性を与えるために相互に絡合される。このように形成される繊維のウェブは、典型的におよそ220°Ｆあるいはより高い乾燥温度で乾燥される。この方法でポリオレフィンパルプは乾燥の間に柔らかくなり、部分的にその融合温度を上回り、それによりウェブを接着する。その後カレンダによりシート材料の厚さが減少させられるとともに、シート材料をさらに強化する。ポリアミドのCONH/CH2比率が１/9〜１/12であるポリアミド繊維の不織布よりつくられたバッテリセパレータをナカオ等の米国特許第4,699,858号は開示している。ブレクト等の米国特許第5,091,275号は、ガラスミクロ繊維のマットとバイバインダで作られたバッテリセパレータ材料を開示している。ガラスマットは、フォードライニア装置のような従来のペーパー製造装置で形成される。その後マットはバインダの水混合体を収容する添加槽中を移動させられる。 67%のナイロン66および33%のナイロン６の不織マットでつくられたセパレータ層を持っている電気化学セルをカトッチ等の米国特許第5,141,523号は開示している。ハゲンズ等の米国特許第5,158,844号は、高い断面比率を持っており、繊維を6 5重量％まで含む、水分散可能な繊維からなる不織繊維状ウェブ形のバッテリセパレータを開示している。高い断面比率繊維は、折り畳める中空の繊維とそれらの厚さより５〜１０倍大きい幅を持っているリボン繊維を含む。このセパレータは従来のペーパー製造技術を使って、製造される。繊維は、ポリビニルアルコールおよびレーヨンの混合であることが好ましい。ムトー等の米国特許第5,281,498号は、鉛酸バッテリのためのシート状のバッテリセパレータを開示している。このシート材料は、湿潤方法を用いたペーパー製造装置によりガラス繊維から作られる。ホリモト等の米国特許第5,436,094号は、密閉型鉛バッテリのためのセパレータとして役立つ嵩高な合成パルプシートを開示している。パルプシートは、5-95 重量％の合成パルプおよび5-50重量％のポリマーバインダを含む。シートは、合成パルプおよび繊維のバインダの混合をウェットレイドによりシート形成し、その後熱処理することにより形成される。パルプは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロン、あるいは他のポリマーとすることができる。バインダは、合成パルプ、合成繊維、さや-芯タイプの複合繊維、樹脂粉、および乳状液の形式をとることができる。選ばれる種類のバイバインダは、主要な材料にどの種類の合成パルプが使われるかによる。発明の概要本発明は、ペーパー製造装置上の湿潤プロセスによって形成される不織ナイロンバッテリセパレータ材料である。ナイロン繊維の分散は、繊維懸濁液（スラリ）への形成助剤、たとえば、界面活性剤の追加によって高められる。ペーパー製造装置から出て来るウェブは赤外線のドライヤを使って部分的に乾燥され、その後ドライヤ缶セクションで完全に乾燥される。乾燥およびバインダ繊維の部分接着を容易にするため、また、布が缶に接着するのを防ぐため、特定のドライヤ缶温度が必要となる。その後部分接着された布は、材料を圧縮し接着するカレンダ群上で熱接着される。前述のウェットレイド製品は、ドライレイド製品と比較するとより均一のウェブを供給する。ウェットレイド製品の全体の形成は、現存するドライレイドのグレードに比べておおいに改善された。ウェブの断面を横切る繊維の状態はドライレイドのときよりランダムで、方向性を持っていない。より均一なウェブは、ニッケル-カドミウムバッテリ中のカリウム水酸化物の吸収を改善する。この吸収量の改善により、バッテリの寿命は伸びる。カリウム水酸化物の吸収量の向上は、界面活性剤の乾燥後の添付の必要性なしで達成される。さらに、繊維ファーニッシュについては、ナイロン６バインダ繊維のパーセンテージより比較的低くなっている。より多い量のナイロン６は、バッテリセパレータをより速い率で悪化させることにつながることが分かっている。ナイロン６バインダ繊維の減少は、バッテリの寿命および可能な再充電の回数を増やすための課題となる。この発明はまた、ドライウェブ形成に関係している製造コストを削減する利点も持っている。本発明の好ましい具体例による不織バッテリセパレータ材料は、ナイロン６６ステープル繊維とナイロン６バインダ繊維の２タイプを含んでいる合成材料である。ナイロン６バインダ繊維は、433°Ｆの温度で溶融する。ドライヤ缶セクションに入る前、ウェブは、シートから湿気を追い出し始めさせるために、赤外線のドライヤに通される。ナイロン６バインダ繊維は、ウェットレイドウェブがドライヤ缶セクションにおいてさらされる温度より低い温度で柔らかくなる。部分接着されたウェブはロール上で巻かれ、カレンダロールに移動される。部分接着されたウェブが加熱されたカレンダロールを通過するとき、ナイロン６バインダ繊維は溶融される。ナイロン６バインダ繊維が冷却され融合するとき、ウェブは、完全に接着される。繊維ファーニッシュの好ましい具体例によると、ステープル繊維は２つの異なるデニールのナイロン６６で作られており、バインダ繊維は、ナイロン６で作られている。ナイロン６バインダ繊維は、繊維ファーニッシュの１０〜４０重量％を形成することが好ましく、２つの異なるデニールナイロン６６繊維が等しい量において残りのパーセンテージを占めることが好ましい。代わりに、ナイロン１２/６６の二成分繊維は、ナイロン６バインダ繊維の代りに用いられることができる。ナイロン１２/６６の二成分繊維は、繊維ファーニッシュの５〜４０重量％をつくりだすことが好ましく、２つの異なるデニールナイロン６６繊維が等しい量において残りのパーセンテージを占めることが好ましい。これらの二成分繊維は、ナイロン１２で作られたさやおよびナイロン６６で作られた芯を持っている。さらに他のバリエーションにおいては、繊維ファーニッシュはカレンダ中におけるシートの強化を助けるため１〜１０重量％のポリビニルアルコールを含むことができる。ナイロン６バインダ繊維あるいはナイロン１２/６６の二成分繊維のパーセンテージを不変に保ちながら、ポリビニルアルコール繊維のパーセンテージ分だけ、２つの異なるデニールのナイロン６６繊維タイプが等量ずつ置き替えられる。構成要素繊維は水と結合させられて同質の混合物となり、ウェットレイプロセスを使用してマットに形成される。温度および圧力条件をコントロールしながらマットを熱接着することによって、極めて強いペーパー状材料が形成される。図面の簡単な説明図１は、本発明の合成材料の製造のためのストック、すなわち、ファーニッシュの準備装置の概略図である。図２は、合成材料の製造に使用されるウェブの形成および乾燥装置の概略図である。図３は、本発明の合成材料を形成するために、ウェブを熱接着する装置の概略図である。好ましい具体例の詳細な説明本発明の第一の好ましい具体例によると、繊維ファーニッシュは、ナイロン６バインダ繊維を１０〜４０重量％、第一のデニールを持つナイロン６６繊維を３０〜４５重量％、および第一のデニールより大きい第二のデニールを持つナイロン６６繊維を３０〜４５重量％含む。本発明の第二の好ましい具体例によると、繊維ファーニッシュは、ナイロン１２/6,6二成分繊維を５〜４０重量％、第一のデニールを持つナイロン６６繊維を３０〜４７．５重量％、および第一のデニールより大きい第二のデニールを持つナイロン６６繊維を３０〜４７.５重量％含む。二成分繊維のナイロン１２のさやは、ナイロン６６材料の溶融温度より低い温度で溶融し、それにより、蒸気加熱ドライヤセクションにおけるウェブの前接着を可能にする。本発明の第三の好ましい具体例によると、繊維ファーニッシュは、ナイロン６バインダ繊維を１０〜４０重量％、第一のデニールを持つナイロン６６繊維を２５〜４４．５重量％、第一のデニールより大きい第二のデニールを持つナイロン６６繊維を２５〜４４．５重量％、およびポリビニルアルコール繊維を１〜１０重量％含む。ポリビニルアルコール繊維は、カレンダ群における最終接着の前のウェブ接着をするため３重量％加えられることが好ましい。本発明の第四の好ましい具体例によると、繊維ファーニッシュは、ナイロン１２/６６二成分繊維を５〜４０重量％、第一のデニールを持つナイナイロン６６繊維を２５〜４７重量％、第一のデニールより大きい第二のデニールを持つナイロン６６繊維を２５〜４７重量％、およびポリビニルアルコール繊維を１〜１０重量％含む。第一の好ましい具体例による好ましい繊維ファーニッシュは次に述べる通りである：（１）40重量％ナイロン６バインダ繊維(1.7dtex ｘ 12mm)、30重量％ナイロン６６繊維（０.７-0.9デニールｘ1/2インチ）および30重量％ナイロン６６繊維(３.０デニールｘ3/4インチ)；そして、（２）10重量％ナイロン６バインダ繊維(1.7dtex ｘ 12mm)、45重量％ナイナイロン６６繊維（０.７デニールｘ1/2 インチ）および45重量％ナナイロン66繊維（３.０デニールｘ3/4インチ)。不織バッテリセパレータ材料は、従来のペーパー製造装置上でウェットレイプロセスによって形成される。その後不織材料は、コントロールされた温度および圧力条件のもとで熱接着される。合成材料のウェットレイドマットは、本発明の方法によると、150-325°Ｆの範囲の温度で乾燥され、その後、150-250psiの挟む圧力および250-450°Ｆの範囲の温度に加熱されたロールで加熱カレンダされる。後に加熱カレンダされる合成物の単位面積当たりの重量は、シート構成の種類および物質的特性を付与しセットするのに選ばれたカレンダ条件によって、６０〜８５gm/m2までさまざまである。0.2〜３.０デニールのナイロンステープル繊維は望ましい物質的特性を付与するため、さまざまな比率で使用および混合することができる。図１は、好ましい具体例による合成物製造のためのストックあるいはファーニッシュ準備装置を表わしたものである。ナイロン繊維の１バッチ（１回分）は、水を含むハイドロパルパー10内に準備される。懸濁液（スラリ）の準備において、水がかき混ぜられ界面活性剤が加えられ、ナイロン繊維が次のようにファーニッシュに取り入れられる：(１)３.０デニールｘ3/4インチナイロン６６ステープル繊維；(２)０.７デニールｘ1/2インチナイロン６６ステープル繊維；および（３）ナイロン６バインダ繊維。好ましい界面活性剤は、ポリオキシプロピレン- ポリオキシエチレンブロックコポリマーであるF-108である。F-108界面活性剤は BASFコーポレーションより市販されており、12,000ガロンの水について10ポンドを加えられる。すべての繊維がファーニッシュに加えられた後、ナイロン繊維を拡散するためファーニッシュは約２〜５分混合される。ウェブ形成助剤、たとえば、アニオンポリアクリルアミドが、ファーニッシュに加えられる。好ましい形成助剤は、アニオンアクリルアミドコポリマーであるレテン（Reten ）235である。レテン235は、ヘラクレス株式会社によって供給されている。４００ガロンのレテン235が、12,000ガロンの水につき0.3%加えられる。その後、懸濁液は、十分な時間かき混ぜられ、ナイロン繊維を均一に拡散する。繊維がいつ全体的に分離し且つ十分に拡散したか決めるために視覚による査察が用いられる。また、４００ガロンのレテン２３５を加える代わりに３．２ガロンのナルコ株式会社のナルコ（Nalco）7534ポリアクリルアミドおよびパラシェム社製の４８ガロンのI-14アクリルアミドがファーニッシュに加えられる。水のボリュームと繊維の量はハイドロパルパー10のファーニッシュの濃度が約 3.6%固体分であるものである。繊維が均一に拡散されたあと、繊維懸濁液は、弁 12を通って混合チェスト14へ移送される。混合チェスト14において、ナイロン繊維懸濁液は、望ましい濃度すなわち、12,000ガロンまで水を加えた固体分がおおよそ0.9%であるように薄められる。ナイロン繊維懸濁液が混合チェスト14において適切に混合された後、懸濁液は、装置チェスト18に開いた弁16を通って移送される。そこで、懸濁液がさらにおおよそ0.6%固体の濃度に薄められる。その後懸濁液は、弁20を通ってウェブ形成装置に移送される。図２は、本発明による合成物の製造に使用されるウェブの形成および乾燥装置の概略図である。均一な繊維懸濁液は、ヘッドボックス２６に入れられる。ヘッドボックスでの懸濁液は、およそ固体分0.05%の濃度を持っている。ウェブ32は、従来のペーパー製造技術に従ってウェットレイプロセス装置を使用した装置２８によってつくられる。装置28は、傾斜したワイヤーフォードライニア装置であることが好ましい。代わりに、ロトフォーマー、シリンダーあるいは平らなワイヤーフォードライニア装置を使用することができる。繊維が傾斜したワイヤーフォードライニア装置においてさらされる温度は、70-8 5°Ｆの範囲である。その後ウェブ32は、ウェブから余分な水を取り去る一対のウェットプレスロール34を通る。その後ウェブは、赤外線のドライヤ36に入る。赤外線のドライヤセクションにおける予備乾燥の後にウェブは、ドライヤ缶群を含むドライヤ缶セクション38に入る。ドライヤ缶の温度は、表１で与えられた範囲にあるべきである。前述の具体的な温度は、バインダ繊維の乾燥および部分接着を容易にするため、；そして、缶に接着するのを防ぐために必要なものである。ウェブが、ドライヤ缶上を通過するとき、ナイロン６は柔らかくなり溶融し始め、ナイロン６およびナイロン６６繊維の接着が始まる。接着の大部分が、初めの８つのドライヤ缶をウェブが通過する間に起こる。ウェブが前進するのに従って、縮みを最小限にするために缶の温度は減少する。その後乾燥したウェブ32は、さらなる加工のためにリール40で巻かれる。図３に示されるように、高強度の且つ高密度の合成材料はカレンダ群４２の中で乾燥したウェブ32を熱接着することによって得られる。プロセスライン上で、ウェブ32はリール40から巻き出されて、そしてガイドロール４４によってカレンダロール群42A-42Dの間のニップへと供給される。好ましくは鋼鉄でつくられたカレンダロール42A-42Dは、250-450°Ｆの温度範囲に熱せられ、また800-1,000pliの範囲の圧縮圧力に維持される。５〜10milsの範囲の厚さ値および２５〜200cfmの範囲の空気透過性値は、250-450°Ｆの温度範囲を持つロールでカレンダすることによって得られる。好ましい結果は、おおよそ400 °Ｆの温度と800pliの圧力で得られる。ロールはまた、繊維の連結を改善するために綿を詰めたものあるいはテフロンでコートしたものであってもよい。ウェブは、カレンダロールにて熱接着後、ガイドロール48に接触し、その後リール50に巻かれる。また、ウェブは、約200-300°Ｆの温度に熱せられたロール４６に部分的に巻きつけられてもよく(図３の点線によって示される)、その後、カレンダロールの間を通過する。カレンダロールのニップに入る前に、加熱されたロール46は、ウェブを予熱する。予熱することにより、生産ラインのスピードアップが可能となる。表２は、熱接着の前後における、60重量％のナイロン６６および40重量％のナイロン６が持つ好ましい具体例の物質的特性を表している。 ※ジョージア州アトランタ、テクノロジーパークのパルプおよびペーパー産業における基準および技術協会（「TAPPI」）の基準表３は、熱接着の前後における、90重量％のナイロン６６および10重量％のナイロン６が持つ好ましい具体例の物質的特性を表している。カレンダされた合成物は、繊維インターフェイスがナイロン６バインダ繊維材料の溶融により融合するミクロ構造を表している。ナイロン６は、ナイロン６６ステープル繊維のそれより低い融点を持っている。合成ウェブをカレンダすることは、すなわち、繊維圧縮および接着により、繊維スペースを縮小させる。ウェブ材料の密度とウェブ材料の表面の平坦さ（均一性）はカレンダプロセスで実質的に高められる。前述の好ましい具体例は開示の目的のためだけの理由で描写されたものであり、以下の請求の範囲を制限するものではない。後述する請求の範囲に定められた本発明の範囲および意図に含まれるにもかかわらず、合成物および製造方法のバリエーションおよび改善が工夫されるかもしれない。例えば、同業者にとって、ナイロンバインダ繊維材料がナイロンステープル繊維のそれより低い融点を持っており、そして高引張強度を持つ不織ウェブをつくるために、それらのナイロンステープル繊維を適切に接着するかぎり、ここに定められているものと異なるナイロンババインダ繊維を使いうることは明らかである。それに加えて、0.2〜３. ０デニールのナイロンステープル繊維が使われることができ、望ましい物質的特性とするため種々の比率で混合させることができる。バインダ繊維の範囲および混合は、望ましい物質的特性とするため変えることができる。さらにシート材料のパフォーマンスだけでなく物質的特性は、ファーニッシュ構成および比率、と同時にカレンダするパラメーターを調整することにより、物質的特性を付与しセットするために変えることができる。カレンダされたシートの空気浸透性が75-200cfmの範囲にあるならば、ナイロン繊維の長さとデニールはさまざまに変化し得る。シートの基礎重量はまた、物質的特性をある程度セットさせるよう選ばれたシート繊維の構成およびカレンダ条件によって、６０〜85gm/m2に変化し得る。全てのそのようなバリエーションおよび改善は以下に提示された請求の範囲によって包含されるはずである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１１年２月２５日（１９９９．２．２５）【補正内容】請求の範囲１．次のような工程でつくられた不織ウェブ：１０〜４０重量％のナイロン６バインダ繊維および６０〜９０重量％のナイナイロン６６ステープル繊維の繊維構成を持つ繊維ファーニッシュをつくる工程；繊維ファーニッシュを混合して、該ナイロン６バインダ繊維および該ナイロン６６ステープル繊維を拡散する工程；ペーパー製造装置上に該繊維ファーニッシュを置き、ウェットレイドウェブを形成する工程；該ウェットレイドウェブから水を除去する工程；そして、水分除去工程後に、ナイロン６６ステープル繊維を溶融することなくナイロン６バインダ繊維を溶融する温度にて、該ウェットレイドウェブを熱接着する工程。２．請求項１に記載の不織ウェブにおいて、該ナイロン６６繊維が第一のデニールを持つ第一のタイプのナイロン６６ステープル繊維および該第一のデニールと異なる第二のデニールを持つ第二のタイプのナイロン６６ステープル繊維でつくられている不織ウェブ。３．請求項２に記載の不織ウェブにおいて、該第一のデニールがおよそ０.７で、該第二のデニールがおよそ３.０である不織ウェブ。４．請求項２に記載の不織ウェブにおいて、該第一のタイプのナイロン６６ステープル繊維が繊維構成の３０〜４５重量％であり、該第二のタイプのナイロン６６ステープル繊維が繊維構成の３０〜４５重量％である不織ウェブ。５．請求項１に記載の不織ウェブにおいて、該熱接着が加熱したカレンダロールでカレンダすることによって行われるものである不織ウェブ。６．請求項１に記載の不織ウェブにおいて、前記水分除去工程が、ドライヤ積重缶上での乾燥前に設置された赤外線ドライヤにおける乾燥によって行なわれるものである不織ウェブ。７．次のような工程でつくられた不織ウェブ：ナイロン６６の溶融温度よりも低い溶融温度を持つナイロンバインダ材料でつくられたナイロン６６芯およびさやを持つ５〜４０重量％の二成分繊維、ならびに、６０〜９５重量％のナイロン６６ステープル繊維の繊維構成を持つ繊維ファーニッシュをつくる工程；該繊維ファーニッシュを混ぜて、該二成分繊維および該ナイロン６６ステープル繊維を拡散する工程；ペーパー製造装置上に該繊維ファーニッシュを置き、ウェットレイドウェブを形成する工程；該ウェットレイドウェブから水を除去する工程；そして、水分除去工程後に、ナイロン６６ステープル繊維を溶融することなくナイロンバインダ材料を溶融する温度にて、該ウェットレイドウェブを熱接着する工程。８．請求項７に記載の不織ウェブにおいて、該ナイロン６６繊維が第一のデニールを持つ第一のタイプのナイロン６６ステープル繊維および該第一のデニールと異なる第二のデニールを持つ第二のタイプのナイロン６６ステープル繊維でつくられている不織ウェブ。９．請求項８に記載の不織ウェブにおいて、該第一のデニールがおよそ０.７で、該第二のデニールがおよそ３.０である不織ウェブ。１０．請求項８に記載の不織ウェブにおいて、該第一のタイプのナイロン６６ステープル繊維が繊維構成の３０〜４５重量％であり、該第二のタイプのナイロン６６ステープル繊維が繊維構成の３０〜４５重量％である不織ウェブ。１１．請求項７に記載の不織ウェブにおいて、該熱接着が加熱したカレンダロールでカレンダすることによって行われるものである不織ウェブ。１２．請求項７に記載の不織ウェブにおいて、前記水分除去工程が、ドライヤ積重缶上での乾燥前に設置された赤外線ドライヤにおける乾燥によって行なわれるものである不織ウェブ。１３．請求項７に記載の不織ウェブにおいて、該ナイロンバインダ材料が、ナイロン１２である不織ウェブ。１４．次のような工程でつくられた不織ウェブ：１０〜４０重量％のナイロン６バインダ繊維、５０〜８９重量％のナイロン６６ステープル繊維、および１〜１０重量％のポリビニルアルコール繊維の繊維構成を持つ繊維ファーニッシュをつくる工程；該繊維ファーニッシュを混ぜて、該ナイロン６バインダ繊維、該ナイロン６６ステープル繊維、および該ポリビニルアルコール繊維を拡散する工程；ペーパー製造装置上に該繊維ファーニッシュを置き、ウェットレイドウェブを形成する工程；該ウェットレイドウェブから水を除去する工程；そして、前記水分除去工程に、ナイロン６６ステープル繊維を溶融することなくナイロン６バインダ繊維を溶融する温度にて、該ウェットレイドウェブを熱接着する工程。１５．請求項１４に記載の不織ウェブにおいて、該ナイロン６６繊維が第一のデニールを持つ第一のタイプのナイロン６６ステープル繊維および該第一のデニールと異なる第二のデニールを持つ第二のタイプのナイロン６６ステープル繊維でつくられている不織ウェブ。１６．請求項１４に記載の不織ウェブにおいて、前記水分除去工程が、ドライヤ積重缶上での乾燥前に設置された赤外線ドライヤにおける乾燥によって行なわれるものである不織ウェブ。１７．次のような工程でつくられた不織ウェブ：ナイロン６６の溶融温度よりも低い溶融温度を持つナイロンバインダ材料でつくられたナイロン６６芯およびさやを持つ５〜４０重量％の二成分繊維、５０〜９４重量％のナイロン６６ステープル繊維、、ならびに、１０〜４０重量％のポリビニルアルコール繊維の繊維構成を持つ繊維ファーニッシュをつくる工程；該繊維ファーニッシュを混ぜて、該二成分繊維、該ナイロン６６ステープル繊維、および該ポリビニルアルコール繊維を拡散する工程；ペーパー製造装置上に該繊維ファーニッシュを置き、ウェットレイドウェブを形成する工程；該ウェットレイドウェブから水を除去する工程；そして、水分除去工程後に、ナイロン６６ステープル繊維を溶融することなくナイロンバインダ材料を溶融する温度にて、該ウェットレイドウェブを熱接着する工程。１８．請求項１７に記載の不織ウェブにおいて、該ナイロン６６繊維が、第一のデニールを持つ第一のタイプのナイロン６６ステープル繊維および該第一のデニールと異なる第二のデニールを持つ第二のタイプのナイロン６６ステープル繊維でつくられている不織ウェブ。１９．請求項１７に記載の不織ウェブにおいて、前記水分除去工程が、ドライヤ積重缶上での乾燥前に設置された赤外線ドライヤにおける乾燥によって行なわれるものである不織ウェブ。２０．請求項１７に記載の不織ウェブにおいて、該ナイロンバインダ材料が、ナイロン１２である不織ウェブ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｄ２１Ｈ 25/04 Ｄ２１Ｈ 25/04 (72)発明者ファンクエル．ジェラルドアメリカ合衆国ペンシルバニア州16428 ノースイーストバインストリート 60 (72)発明者ジーエム．リンダアメリカ合衆国マサチューセッツ州 02146 ブルックリンストラスモアロード 93 (72)発明者スミスローランドアメリカ合衆国ジョージア州30507 ゲインズビルピアスロード 2771 (72)発明者コノリーティモシーアメリカ合衆国マサチューセッツ州 02081 フランクリンハバーストックロード 13 (72)発明者マサーアシシュアメリカ合衆国マサチューセッツ州 02048 マンスフィールドフランシスアベニュー 2517

Claims

【特許請求の範囲】１．次のような工程でつくられた不織ウェブ：１０〜４０重量％のナイロン６バインダ繊維および６０〜９０重量％のナイナイロン６６ステープル繊維の繊維構成を持つ繊維ファーニッシュをつくる工程；ペーパー製造装置上に該繊維ファーニッシュを置き、ウェットレイドウェブを形成する工程；該ウェットレイドウェブから水を除去する工程；そして、水分除去工程後に、ナイロン６６ステープル繊維を溶融することなくナイロン６バインダ繊維を溶融する温度にて、該ウェットレイドウェブを熱接着する工程。２．請求項１に記載の不織ウェブにおいて、該ナイロン６６繊維が第一のデニールを持つ第一のタイプのナイロン６６ステープル繊維および該第一のデニールと異なる第二のデニールを持つ第二のタイプのナイロン６６ステープル繊維でつくられている不織ウェブ。３．請求項２に記載の不織ウェブにおいて、該第一のデニールがおよそ０.７で、該第二のデニールがおよそ３.０である不織ウェブ。４．請求項２に記載の不織ウェブにおいて、該第一のタイプのナイロン６６ステープル繊維が繊維構成の３０〜４５重量％であり、該第二のタイプのナイロン６６ステープル繊維が繊維構成の３０〜４５重量％である不織ウェブ。５．請求項１に記載の不織ウェブにおいて、該熱接着が加熱したカレンダロールでカレンダすることによって行われるものである不織ウェブ。６．請求項１に記載の不織ウェブにおいて、前記水分除去工程が、ドライヤ積重缶上での乾燥前に設置された赤外線ドライヤにおける乾燥によって行なわれるものである不織ウェブ。７．次のような工程でつくられた不織ウェブ：ナイロン６６の溶融温度よりも低い溶融温度を持つナイロンバインダ材料でつくられたナイロン６６芯およびさやを持つ５〜４０重量％の二成分繊維、ならびに、６０〜９５重量％のナイロン６６ステープル繊維の繊維構成を持つ繊維ファーニッシュをつくる工程；ペーパー製造装置上に該繊維ファーニッシュを置き、ウェットレイドウェブを形成する工程；該ウェットレイドウェブから水を除去する工程；そして、水分除去工程後に、ナイロン６６ステープル繊維を溶融することなくナイロンバインダ材料を溶融する温度にて、該ウェットレイドウェブを熱接着する工程。８．請求項７に記載の不織ウェブにおいて、該ナイロン６６繊維が第一のデニールを持つ第一のタイプのナイロン６６ステープル繊維および該第一のデニールと異なる第二のデニールを持つ第二のタイプのナイロン６６ステープル繊維でつくられている不織ウェブ。９．請求項８に記載の不織ウェブにおいて、該第一のデニールがおよそ０.７で、該第二のデニールがおよそ３.０である不織ウェブ。１０．請求項８に記載の不織ウェブにおいて、該第一のタイプのナイロン６６ステープル繊維が繊維構成の３０〜４５重量％であり、該第二のタイプのナイロン６６ステープル繊維が繊維構成の３０〜４５重量％である不織ウェブ。１１．請求項７に記載の不織ウェブにおいて、該熱接着が加熱したカレンダロールでカレンダすることによって行われるものである不織ウェブ。１２．請求項７に記載の不織ウェブにおいて、前記水分除去工程が、ドライヤ積重缶上での乾燥前に設置された赤外線ドライヤにおける乾燥によって行なわれるものである不織ウェブ。１３．請求項７に記載の不織ウェブにおいて、該ナイロンバインダ材料が、ナイロン１２である不織ウェブ。１４．次のような工程でつくられた不織ウェブ：１０〜４０重量％のナイロン６バインダ繊維、５０〜８９重量％のナイロン６６ステープル繊維、および１〜１０重量％のポリビニルアルコール繊維の繊維構成を持つ繊維ファーニッシュをつくる工程；ペーパー製造装置上に該繊維ファーニッシュを置き、ウェットレイドウェブを形成する工程；該ウェットレイドウェブから水を除去する工程；そして、前記水分除去工程に、ナイロン６６ステープル繊維を溶融することなくナイロン６バインダ繊維を溶融する温度にて、該ウェットレイドウェブを熱接着する工程。１５．請求項１４に記載の不織ウェブにおいて、該ナイロン６６繊維が第一のデニールを持つ第一のタイプのナイロン６６ステープル繊維および該第一のデニールと異なる第二のデニールを持つ第二のタイプのナイロン６６ステープル繊維でつくられている不織ウェブ。１６．請求項１４に記載の不織ウェブにおいて、前記水分除去工程が、ドライヤ積重缶上での乾燥前に設置された赤外線ドライヤにおける乾燥によって行なわれるものである不織ウェブ。１７．次のような工程でつくられた不織ウェブ：ナイロン６６の溶融温度よりも低い溶融温度を持つナイロンバインダ材料でつくられたナイロン６６芯およびさやを持つ５〜４０重量％の二成分繊維、５０〜９４重量％のナイロン６６ステープル繊維、、ならびに、１０〜４０重量％のポリビニルアルコール繊維の繊維構成を持つ繊維ファーニッシュをつくる工程；ペーパー製造装置上に該繊維ファーニッシュを置き、ウェットレイドウェブを形成する工程；該ウェットレイドウェブから水を除去する工程；そして、水分除去工程後に、ナイロン６６ステープル繊維を溶融することなくナイロンバインダ材料を溶融する温度にて、該ウェットレイドウェブを熱接着する工程。１８．請求項１７に記載の不織ウェブにおいて、該ナイロン６６繊維が、第一のデニールを持つ第一のタイプのナイロン６６ステープル繊維および該第一のデニールと異なる第二のデニールを持つ第二のタイプのナイロン６６ステープル繊維でつくられている不織ウェブ。１９．請求項１７に記載の不織ウェブにおいて、前記水分除去工程が、ドライヤ積重缶上での乾燥前に設置された赤外線ドライヤにおける乾燥によって行なわれるものである不織ウェブ。２０．請求項１７に記載の不織ウェブにおいて、該ナイロンバインダ材料が、ナイロン１２である不織ウェブ。