JP2005539154A - Polyolefin fibers and their use in making bulky and highly resilient nonwovens - Google Patents

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Abstract

Non-woven materials from polyolefin-based fibres which have bulk and resilience comparable to polyester fibres are described herein, thus expanding the utility of polyolefin fibres and nonwovens to a plethora of industrial applications which previously excluded products based on polyolefin fibres due to their hitherto inadequate bulk or resilience. Control of polyolefin fibre characteristics such as the fibre/fibre friction, fibre crystallinity, draw ratio, or selection of the spin finish so as to comprise essentially of an aqueous emulsion of polysiloxanes render them suitable for preparing bulky and resilient nonwovens.

Description

発明の分野
ポリオレフィン繊維の特徴を制御することによって、嵩高性のあるポリオレフィン不織布が得られる。嵩高性およびレジリエンスのある不織布を作成するのに適した繊維の物理学的特徴の中で特に、繊維/繊維摩擦および結晶化度が開示される。これらの新たな繊維によって、今まで不適切な嵩高性またはレジリエンスのためにポリオレフィン繊維には以前は締め出され、ポリエステルおよびナイロンに今まで限定または占められていた技術においてポリオレフィン不織布が使用できるようになる。
FIELD OF THE INVENTION By controlling the characteristics of polyolefin fibers, a bulky polyolefin nonwoven fabric can be obtained. Among the physical characteristics of fibers that are suitable for making bulky and resilient nonwovens, fiber / fiber friction and crystallinity are disclosed. These new fibers allow polyolefin nonwovens to be used in technologies previously limited or occupied by polyolefins and nylons until now due to inappropriate bulkiness or resilience. .

発明の背景
従来のポリプロピレン短繊維は、少なくともポリエステル繊維の程度まで、不織布に高いレジリエンスおよび嵩高性を持たせない。
Background of the Invention Conventional polypropylene staple fibers do not give nonwovens high resilience and bulkiness, at least to the extent of polyester fibers.

ポリプロピレンおよびポリエチレンなどの従来のポリオレフィンからの繊維は、適切なポリエステル不織布代用品となるほどの嵩高性およびレジリエンスを不織布に持たせるには十分でない。   Fibers from conventional polyolefins such as polypropylene and polyethylene are not sufficient to make the nonwovens bulky and resilient enough to be suitable polyester nonwoven substitutes.

従来のポリオレフィン繊維の嵩高性は約20〜25cm3/gであり、レジリエンスは約85%である。本発明者らは、嵩高性が改善されたが、レジリエンスが著しく低下したポリオレフィン繊維製品を商品化したグループの一部である。ファイバービジョンズ(Fibervisions)HY-コンフォート(HY-Comfort)(登録商標)繊維の嵩高性は45cm3/gまで改善されたが、レジリエンスは50%未満である。しかしながら、注目すべきことに、HY-コンフォート(登録商標)繊維から、ポリエステルに匹敵する嵩高性を有する不織布は生成されない。ポリオレフィン繊維から作られた不織布の嵩高性を高めることは、商業的に非常に興味深いだろう。 The bulkiness of conventional polyolefin fibers is about 20-25 cm 3 / g and the resilience is about 85%. We are part of a group that commercialized polyolefin fiber products with improved bulkiness but significantly reduced resilience. The bulkiness of Fibervisions HY-Comfort® fibers has been improved to 45 cm 3 / g, but the resilience is less than 50%. However, it should be noted that nonwoven fabrics with bulkiness comparable to polyester are not produced from HY-Comfort® fibers. It would be of great commercial interest to increase the bulkiness of nonwovens made from polyolefin fibers.

ポリエステル不織布は、オーブンボンディング法および仕上げ剤の種類に応じて、約100cm3/gの嵩高性および約75%のレジリエンスを有する。 The polyester nonwoven has a bulkiness of about 100 cm 3 / g and a resilience of about 75%, depending on the oven bonding method and the type of finish.

US6,388,013はポリオレフィン繊維に関し、テナシティ、モジュラス、および伸びの増加を含む特性のバランスの改善が説明された。これは、1〜10重量パーセントの芳香族炭化水素樹脂をポリプロピレン繊維形成組成物(これは、プロピレンホモポリマーまたはこれらのプロピレンポリマー樹脂と非プロピレン含有樹脂とのコポリマーもしくはブレンドに基づく)に混ぜることによって達成された。この発明は、少量の芳香族炭化水素樹脂をポリオレフィンに添加することによってテナシティが改善されたポリオレフィン繊維を提供する。このブレンドから押し出され、延伸されたポリプロピレン繊維はより高いテナシティを示し、従って、より高速で、かつ細いデニールで加工処理することができる。   US 6,388,013 for polyolefin fibers described improved balance of properties including increased tenacity, modulus, and elongation. This is by mixing 1 to 10 weight percent aromatic hydrocarbon resin with a polypropylene fiber-forming composition (which is based on a propylene homopolymer or a copolymer or blend of these propylene polymer resins and non-propylene containing resins). Achieved. The present invention provides a polyolefin fiber having improved tenacity by adding a small amount of an aromatic hydrocarbon resin to the polyolefin. Polypropylene fibers extruded and drawn from this blend exhibit higher tenacity and can therefore be processed at higher speeds and with fine denier.

US5,770,532は、人工短繊維(ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、もしくはポリプロピレン繊維を含む)または人工繊維形成材料(ポリエステル、ポリエチレン、もしくはポリプロピレンを含む)の紡糸フィラメントで作られ、結合用繊維(複合繊維もしくは特殊なメルトファイバーを含む)を使用せず、かつ結合剤を使用せずに10mm以上と大きな厚さで生成され、天然繊維と混合することができる繊維フリースを強固にする方法を説明している。この方法は、高くて60バールしかない水圧で一回ウォーターニードリングを行うだけで、フリースが強固にされることを特徴とする。   US 5,770,532 is made of spun filaments of artificial short fibers (including polyester fibers, polyethylene fibers or polypropylene fibers) or artificial fiber forming materials (including polyester, polyethylene or polypropylene fibers) and binding fibers (composite fibers or Explains how to strengthen a fiber fleece that can be mixed with natural fibers and is produced with a thickness as large as 10mm or less without the use of special melt fibers) and without the use of binders . This method is characterized in that the fleece is strengthened by a single water needling at a high water pressure of only 60 bar.

US5,589,256は、微粒子を付着させた、容易に緻密にされる高嵩高性繊維を生成する方法に関する。この高嵩高性繊維は水素結合または配位共有結合官能基を有し、粒子を繊維に結合させるために、繊維には結合剤が加えられる。結合剤は、粒子と水素結合または配位共有結合を形成する官能基、および繊維と水素結合を形成する官能基を有する。繊維に付着される粒子のかなりの部分は、結合剤との水素結合または配位共有結合によって微粒子の形で付着され、次に、結合剤は、水素結合によって繊維に付着される。この繊維製品は、圧力を加えることによって緻密にされる個々の繊維(0.1〜0.7g/ccの密度および水素結合官能基を有する);ならびに粒子と繊維の間に入る結合剤によって繊維に結合される粒子を含む。粒子は水素結合または配位共有結合官能基を有し、結合剤は、結合剤と粒子の水素結合を形成することができる官能基または結合剤と粒子の配位共有結合を形成することができる官能基、および結合剤と繊維の水素結合を形成することができる官能基を有する。結合剤は、(a)繰返し単位を有するポリマー結合剤(ここで、それぞれの繰返し単位は、粒子と水素結合もしくは配位共有結合を形成することができる官能基、または繊維と水素結合を形成することができる官能基を有する);および(b)非ポリマー性有機結合剤からなる群より選択されてもよく、製品は0.05〜80%の結合粒子を含み、結合粒子は、主に、水素結合または配位共有結合によって繊維に結合される。   US 5,589,256 relates to a method for producing easily bulked fibers with fine particles attached. This bulky fiber has hydrogen bonding or coordinate covalent functionality and a binder is added to the fiber to bind the particles to the fiber. The binder has functional groups that form hydrogen bonds or coordinate covalent bonds with the particles and functional groups that form hydrogen bonds with the fibers. A significant portion of the particles attached to the fibers are attached in particulate form by hydrogen bonding or coordinate covalent bonding with the binder, and then the binder is attached to the fibers by hydrogen bonding. This fiber product is bound to the fibers by individual fibers (having a density of 0.1 to 0.7 g / cc and hydrogen bonding functional groups) that are densified by applying pressure; and a binder that goes between the particles and the fibers Particles. The particle has a hydrogen bond or a coordinate covalent bond functional group, and the binder can form a coordinate covalent bond between the functional group or the binder and the particle that can form a hydrogen bond between the binder and the particle. It has a functional group and a functional group capable of forming a hydrogen bond between the binder and the fiber. The binder is (a) a polymer binder having repeating units, where each repeating unit forms a hydrogen bond or coordinate covalent bond with the particle, or a hydrogen bond with the fiber. And (b) may be selected from the group consisting of non-polymeric organic binders, the product contains 0.05-80% bound particles, the bound particles being mainly hydrogen bonded Or it is bonded to the fiber by a coordinate covalent bond.

US5,478,646は、シンジオタクチック5連子の割合が0.7以上のポリプロピレンから主になる原材料を押し出し、選択的に、結果として生じた、押し出された材料を延伸することによって得られた、強度が高く、平均サイズが10,000〜0.1デニールのポリプロピレン繊維について説明している。   US5,478,646 extrudes the main raw material from polypropylene with a syndiotactic quintuplet ratio of 0.7 or more, and selectively stretched the resulting extruded material, with the strength Describes polypropylene fibers having a high average size of 10,000 to 0.1 denier.

US5,204,174は、プロピレンポリマーおよびブチレンポリマーのブレンドから形成された、高度に延伸され未配向の熱可塑性繊維からなる不織ウエブに関する。ブレンドは、重量で、90%〜50%のポリプロピレンおよび10%〜50%のポリブチレンである。結果として生じた不織ウエブは、靱性、引裂き抵抗性、ドレープ、および順応性が高い。   US 5,204,174 relates to a nonwoven web made of highly drawn unoriented thermoplastic fibers formed from a blend of propylene polymer and butylene polymer. The blend is 90% to 50% polypropylene and 10% to 50% polybutylene by weight. The resulting nonwoven web has high toughness, tear resistance, drape, and conformability.

US4,563,392は、コーティングされたポリオレフィン繊維に関する。この繊維は、(a)重量平均分子量が少なくとも約500,000のポリエチレンまたはポリプロピレンからなるモノフィラメント繊維またはマルチフィラメント繊維(ポリエチレンの場合、テナシティが少なくとも約15g/デニール、引張弾性率が少なくとも約300g/デニールであり、ポリプロピレンの場合、テナシティが少なくとも8g/デニール、引張弾性率が少なくとも約160g/デニールである);ならびに(b)エチレンまたはプロピレン結晶体を有するポリマーを含む、モノフィラメント上のコーティングおよびマルチフィラメントのフィラメントの少なくとも一部の上のコーティングを含み、コーティングは繊維重量で約0.1%〜約200%の量で存在する。   US 4,563,392 relates to coated polyolefin fibers. The fiber is (a) a monofilament fiber or multifilament fiber made of polyethylene or polypropylene having a weight average molecular weight of at least about 500,000 (in the case of polyethylene, the tenacity is at least about 15 g / denier and the tensile modulus is at least about 300 g / denier). In the case of polypropylene, tenacity is at least 8 g / denier and tensile modulus is at least about 160 g / denier); and (b) coatings on monofilaments and multifilament filaments, including polymers with ethylene or propylene crystals Including at least a portion of the coating, wherein the coating is present in an amount of about 0.1% to about 200% by weight of the fiber.

どの先行技術もポリオレフィン不織布の嵩高性の増加に関連せず、はっきり認められるほどの量までポリオレフィン不織布の嵩高性を増加させない。本発明者らは、ポリオレフィン不織布の嵩高性が不足しているという問題の解決策を発見した。   None of the prior art is associated with an increase in the bulkiness of the polyolefin nonwoven and does not increase the bulkiness of the polyolefin nonwoven to an appreciable amount. The present inventors have found a solution to the problem that the bulkiness of polyolefin nonwoven fabric is insufficient.

発明の概要
本発明は、ポリオレフィン繊維から作られる不織布の嵩高性の改善に適した、新規のポリオレフィン繊維に基づいている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is based on novel polyolefin fibers suitable for improving the bulkiness of nonwoven fabrics made from polyolefin fibers.

本発明の第1の局面は、新規のポリオレフィンに基づくポリマー繊維に関する。この繊維は嵩高性の高い不織布を作成するのに適している。本発明の繊維はポリオレフィンポリマーに基づき、以下からなる群より選択される特徴の少なくとも1つを有する:
i)600g以下の繊維/繊維摩擦;
ii)ポリシロキサンエマルジョンから本質的になる紡糸仕上げ剤;
iii)少なくとも1:1.5の延伸比;および
iv)少なくとも50%の繊維結晶化度。
The first aspect of the invention relates to a polymer fiber based on a novel polyolefin. This fiber is suitable for producing a bulky nonwoven fabric. The fibers of the present invention are based on a polyolefin polymer and have at least one characteristic selected from the group consisting of:
i) 600 g or less of fiber / fiber friction;
ii) a spin finish consisting essentially of a polysiloxane emulsion;
iii) a draw ratio of at least 1: 1.5; and
iv) Fiber crystallinity of at least 50%.

本発明のさらなる局面は、ポリオレフィンに基づく繊維を作成する方法に関する。この方法は、有核ポリマー、一般的に2〜10dtexの最終繊度で少なくとも1:1.5の延伸比、および改良ポリシロキサンエマルジョンから本質的になる紡糸仕上げ剤の使用を特徴とする。   A further aspect of the invention relates to a method of making a polyolefin-based fiber. This process is characterized by the use of a nucleated polymer, generally a draw ratio of at least 1: 1.5 at a final fineness of 2-10 dtex, and a spin finish consisting essentially of an improved polysiloxane emulsion.

本発明は、繊維の高嵩高性が不織布の高嵩高性に必ずしも対応しないことを明らかにする。本発明は、繊維の特徴を特定するのに使用することができ、不織布の高嵩高性に対応する重要な繊維の特性(紡糸仕上げ剤の選択;および/または繊維を作成するのに使用されるポリマーグレードの選択および/または繊維の作成における延伸比の選択を含む)を明らかにする。重要な目的は、本明細書で定義されるように、ポリオレフィンに基づく短繊維から作成される不織材料である。本発明のさらなる目的は、ポリオレフィンに基づく短繊維に基づく不織材料に関し、この不織材料は、少なくとも30cm3/gの嵩高性および少なくとも50%のレジリエンスを有する。 The present invention reveals that the high bulkiness of the fibers does not necessarily correspond to the high bulkiness of the nonwoven fabric. The present invention can be used to identify fiber characteristics and is used to create important fiber properties (spin finish selection; and / or fiber creation) corresponding to the high bulkiness of nonwovens. Including selection of polymer grade and / or selection of draw ratio in fiber creation). An important objective is a nonwoven material made from short fibers based on polyolefins, as defined herein. A further object of the present invention relates to a nonwoven material based on short fibers based on polyolefin, the nonwoven material having a bulkiness of at least 30 cm 3 / g and a resilience of at least 50%.

本発明の興味深い局面は、ポリオレフィンに基づく繊維から、嵩高性およびレジリエンスがポリエステル材料に匹敵する高嵩高性不織布を生成する方法に関する。新たな繊維、適切な作成方法またはボンディング方法を用いて、本発明者らは、ほぼ80cm3/gまでの嵩高性およびほぼ80%のレジリエンスを有する不織布を作成した。これは、22cm3/gの概算嵩高性および約86%のレジリエンスを有する、従来のポリオレフィン繊維から作られた従来の不織布と比べて遜色がない。本発明の重要な目的は、本発明の繊維の使用または本発明の繊維を作成する方法に従って作成された繊維の使用を含む、不織材料を作成する方法に関する。 An interesting aspect of the present invention relates to a method for producing a bulky nonwoven from a polyolefin-based fiber that is comparable in bulkiness and resilience to a polyester material. Using new fibers, suitable production methods or bonding methods, we have created nonwovens with bulkiness up to approximately 80 cm 3 / g and resilience of approximately 80%. This is comparable to conventional nonwovens made from conventional polyolefin fibers with an estimated bulkiness of 22 cm 3 / g and resilience of about 86%. An important object of the present invention relates to a method of making a nonwoven material comprising the use of the fibers of the invention or the use of fibers made according to the method of making the fibers of the invention.

本発明のさらなる局面は、本発明の不織材料を含む衛生製品、および本発明の不織材料の使用を含む衛生製品を作成するためのプロセスに関する。   A further aspect of the present invention relates to a hygiene product comprising the nonwoven material of the present invention and a process for making a sanitary product comprising the use of the non-woven material of the present invention.

発明の説明
本明細書で使用する用語「嵩高性(bulk)」および「嵩高性(bulkiness)」は、容積が大きい(重量当たりの体積が大きい)ことを言うことを目的とし、cm3/gで測定される。
DESCRIPTION OF THE INVENTION The terms “bulk” and “bulkiness” as used herein are intended to refer to a large volume (large volume per weight), cm 3 / g Measured in

本明細書で使用する用語「繊維/繊維摩擦」は、繊維を互いに分離するのに必要な力を言うことを目的とする。   The term “fiber / fiber friction” as used herein is intended to refer to the force required to separate the fibers from each other.

本明細書で使用する用語「繊維結晶化度」は、ポリマーにおける分子レベルでの三次元的秩序の存在を言うことを目的とする。繊維結晶化度は示差走査熱量測定(DSC)およびX線回折(XRD)によって測定される。   As used herein, the term “fiber crystallinity” is intended to refer to the presence of three-dimensional order at the molecular level in a polymer. Fiber crystallinity is measured by differential scanning calorimetry (DSC) and X-ray diffraction (XRD).

本明細書で使用する用語「レジリエンス」は、変形を引き起こした負荷またはひずみが除かれた後に、元の形状およびサイズに回復すること(例えば、圧縮された後に、元の形状または状態に戻る能力)を言うことを目的とする。   As used herein, the term `` resilience '' is the ability to recover to its original shape and size after the load or strain that caused the deformation is removed (e.g., the ability to return to its original shape or state after being compressed). ) To say.

本発明の研究者らは、ポリエステル繊維に匹敵する嵩高性およびレジリエンスを有するポリオレフィンに基づく繊維から不織材料を作成した。従って、今まで不適切な嵩高性またはレジリエンスのためにポリオレフィン繊維に基づく製品には以前は締め出されていた極めて多くの産業分野に、ポリオレフィン繊維および不織布の有用性が広がる。   Researchers of the present invention have made nonwoven materials from polyolefin-based fibers that have bulkiness and resilience comparable to polyester fibers. Therefore, the usefulness of polyolefin fibers and non-woven fabrics extends to a vast number of industrial fields that were previously locked out to products based on polyolefin fibers due to inappropriate bulkiness or resilience.

本発明者らは、驚くべきことに、繊維の高嵩高性が不織布の高嵩高性に必ずしも対応しないことを発見した。本発明者らは、繊維/繊維摩擦が小さいと、繊維/繊維摩擦が大きな繊維と比較して、不織布の嵩高性が高くなることを発見した。特定の理論に拘束されるものではないが、これは、少なくとも部分的に、使用されるカーディングおよびサーモボンディングプロセスの間に、低摩擦繊維が自由に動くのは非常に容易であるためである。これらの低摩擦繊維は、よく滑る特性のために繊維嵩高性が低い。   The inventors have surprisingly discovered that the high bulkiness of the fibers does not necessarily correspond to the high bulkiness of the nonwoven. The present inventors have discovered that when the fiber / fiber friction is small, the bulkiness of the nonwoven fabric is higher than that of the fiber with high fiber / fiber friction. Without being bound by any particular theory, this is because, at least in part, it is very easy for the low friction fibers to move freely during the carding and thermobonding processes used. . These low-friction fibers have low fiber bulkiness due to the ability to slip well.

不織材料の嵩高性は、少なくとも部分的に、ポリオレフィン繊維の特徴によって決まる。本発明の研究者らは、繊維の特徴が不織布の嵩高性に大きな影響を及ぼすことを発見し、望ましい嵩高性を有する不織布の作成に適した繊維を作成した。   The bulkiness of the nonwoven material is determined, at least in part, by the characteristics of the polyolefin fibers. The researchers of the present invention have discovered that the characteristics of the fiber have a significant effect on the bulkiness of the nonwoven fabric, and have created fibers suitable for creating nonwoven fabrics with desirable bulkiness.

本発明の第1の目的は、嵩高性のある不織布の作成に適した繊維に関する。本発明の研究者らは、嵩高性のある不織布を得るのに必要な繊維の特徴(すなわち、繊維/繊維摩擦(これは、少なくとも部分的に、ポリシロキサンエマルジョンから本質的になる紡糸仕上げ剤を選択することによって制御することができる);適切な延伸比;および適切な繊維結晶化度)を特定した。本発明の研究者らは、これらのパラメータのいずれか1つを適切に設定することによって、嵩高性のある不織布を可能にする繊維を作成できることを発見した。従って、ポリオレフィンポリマーに基づく繊維は、以下からなる群より選択される特徴の少なくとも1つを有するものである。
i)600g以下の繊維/繊維摩擦;
ii)ポリシロキサンエマルジョンから本質的になる紡糸仕上げ剤;
iii)一般的に2〜10dtexの最終繊度で少なくとも1:1.5の延伸比;および
iv)少なくとも50%の繊維結晶化度。
The first object of the present invention relates to a fiber suitable for producing a bulky nonwoven fabric. The researchers of the present invention have found that the fiber characteristics necessary to obtain a bulky nonwoven (i.e., fiber / fiber friction (this is a spin finish consisting at least in part of a polysiloxane emulsion). Can be controlled by selection); suitable draw ratio; and suitable fiber crystallinity). The researchers of the present invention have discovered that by properly setting any one of these parameters, fibers can be made that enable bulky nonwovens. Accordingly, a fiber based on a polyolefin polymer has at least one characteristic selected from the group consisting of:
i) 600 g or less of fiber / fiber friction;
ii) a spin finish consisting essentially of a polysiloxane emulsion;
iii) a draw ratio of generally at least 1: 1.5 with a final fineness of 2 to 10 dtex; and
iv) Fiber crystallinity of at least 50%.

前述のように、繊維/繊維摩擦は、嵩高性のあるポリオレフィン不織布を得るために適切に設定すべき重要なパラメータである。好ましい態様において、繊維/繊維摩擦は500g以下(例えば、400g以下)である。繊維/繊維摩擦は、一般的に200〜1000g(例えば、200〜800g)、好ましくは200〜600g、より好ましくは200〜500g、最も好ましくは200〜400gである。   As described above, fiber / fiber friction is an important parameter that should be appropriately set in order to obtain a bulky polyolefin nonwoven fabric. In a preferred embodiment, the fiber / fiber friction is 500 g or less (eg, 400 g or less). The fiber / fiber friction is generally 200-1000 g (eg 200-800 g), preferably 200-600 g, more preferably 200-500 g, most preferably 200-400 g.

本発明の研究者らは、紡糸仕上げ剤の種類が繊維嵩高性に著しい影響を及ぼすことを発見した。紡糸仕上げ剤の種類が繊維/繊維摩擦をある程度まで制御し、繊維嵩高性をある程度まで制御することが発見された。従って、繊維の繊維/繊維摩擦を小さくする紡糸仕上げ剤は、低い繊維嵩高性を示すことが発見された。どの特定の理論にも拘束されるものではないが、この効果は繊維のよく滑る特性によって引き起こされることが示唆される。この場合、繊維は互いに分離することができず、従って、繊維嵩高性は比較的低くなる。   Researchers of the present invention have discovered that the type of spin finish significantly affects fiber bulkiness. It has been discovered that the type of spin finish controls fiber / fiber friction to some extent and fiber bulkiness to some extent. Accordingly, it has been discovered that spin finishes that reduce fiber / fiber friction of the fibers exhibit low fiber bulkiness. Without being bound by any particular theory, it is suggested that this effect is caused by the well-sliding properties of the fiber. In this case, the fibers cannot be separated from each other, and therefore the fiber bulkiness is relatively low.

前述のように、繊維/繊維摩擦は、少なくとも部分的に、紡糸仕上げ剤の選択によって決まる。本発明の状況では、「紡糸仕上げ剤」は、紡糸プロセスで繊維に加えることができる液体組成物(一次仕上げ剤)およびその後の延伸プロセスで繊維に加えることができる液体組成物(二次仕上げ剤)を言うことを目的とする。紡糸仕上げ剤は、特に、繊維を滑らかにし、静電気を防止することによって紡糸プロセスを容易にする。静電防止剤は、紡糸プロセスおよび延伸プロセスの間に繊維が確実に帯電しないようにするために用いられてもよく;陰イオン性、陽イオン性、および非イオン性の静電防止剤が、本明細書に記載のように紡糸仕上げ剤に用いられてもよい。繊維に加えられる静電防止剤の総量は、好ましくは、望ましい静電防止効果を達成しながら可能な限り少ない量である(例えば、繊維の重量に基づいて、0,01〜0,5重量%、好ましくは0,02〜0,35重量%、さらにより好ましくは0,05〜0,2重量%)。静電防止剤の量はまた、好ましくは、二次紡糸仕上げ剤でも最小限にされる。好ましくは、紡糸プロセス間に加えられる紡糸仕上げ剤の量は、延伸プロセスの間に加えられる量より多い。二次紡糸仕上げ剤が陽イオン性静電防止剤を含む場合、陽イオン性静電防止剤は、二次紡糸仕上げ剤の総活性成分含有率に基づいて、好ましくは多くて20%の量、より好ましくは多くて10%の量で存在する。   As mentioned above, fiber / fiber friction is determined, at least in part, by the choice of spin finish. In the context of the present invention, a “spin finish” is a liquid composition (primary finish) that can be added to the fiber in the spinning process and a liquid composition (secondary finish) that can be added to the fiber in the subsequent drawing process. ) To say. Spin finishes facilitate the spinning process, in particular by smoothing the fibers and preventing static electricity. Antistatic agents may be used to ensure that the fibers are not charged during the spinning and drawing processes; anionic, cationic, and nonionic antistatic agents are It may be used in a spin finish as described herein. The total amount of antistatic agent added to the fiber is preferably as low as possible while achieving the desired antistatic effect (e.g., 0,01-0,5 wt% based on the weight of the fiber , Preferably 0,02-0,35% by weight, even more preferably 0,05-0,2% by weight). The amount of antistatic agent is also preferably minimized with secondary spin finishes. Preferably, the amount of spin finish added during the spinning process is greater than the amount added during the drawing process. When the secondary spin finish includes a cationic antistatic agent, the cationic antistatic agent is preferably in an amount of at most 20%, based on the total active ingredient content of the secondary spin finish. More preferably it is present in an amount of at most 10%.

紡糸仕上げ剤は、フィラメントがまとまって確実に束になるように、ある量の凝集力付与剤(cohesion conferring agent)をさらに含んでもよい。これを使用すると、繊維がもつれることなく加工処理できるようになる。この目的で使用される凝集力付与剤の例は、本明細書で特定される、中性植物油、長鎖化されたアルコール、エーテル、およびエステル、サルコシン、ならびに非イオン性界面活性剤である。   The spin finish may further include an amount of a cohesion conferring agent to ensure that the filaments are bundled together. When this is used, processing can be performed without tangling the fibers. Examples of cohesive agents used for this purpose are neutral vegetable oils, long chain alcohols, ethers and esters, sarcosine, and nonionic surfactants specified herein.

紡糸仕上げ剤は、フィラメントが加工処理の間に擦り切れないように、またはぼろぼろにならないように、製造プロセスの間に繊維/繊維摩擦および繊維/金属摩擦の両方を調節する潤滑剤をさらに含んでもよい。特に、紡糸段階の間の繊維/金属摩擦、延伸ローラーに対する繊維/金属摩擦、ならびにクリンパーにおける繊維/繊維摩擦および繊維/金属摩擦を調節することが必要である。   The spin finish may further include a lubricant that adjusts both fiber / fiber friction and fiber / metal friction during the manufacturing process so that the filaments do not fray or become crumbly during processing. . In particular, it is necessary to adjust the fiber / metal friction during the spinning stage, the fiber / metal friction against the draw roller, and the fiber / fiber friction and fiber / metal friction in the crimper.

紡糸仕上げ剤は、一般的に、水と、大なり小なり親油性の成分を水溶液中に保つ乳化剤または界面活性剤をさらに含む。水は本発明において好ましい溶媒である。環境を脅かす可能性を排除するために、他の溶媒は可能な限り避けるべきである。   Spin finishes generally further include an emulsifier or surfactant that keeps the water and the more or less lipophilic components in the aqueous solution. Water is a preferred solvent in the present invention. Other solvents should be avoided whenever possible to eliminate the possibility of threatening the environment.

本発明の繊維は、一般的に、ポリシロキサンエマルジョンから本質的になる紡糸仕上げ剤を含む。本発明の繊維は、より一般的には、水性ポリシロキサンエマルジョンから本質的になる紡糸仕上げ剤を含む。紡糸仕上げ剤に使用するのに適した水性ポリシロキサンエマルジョンは、一般的に、少なくとも25%活性成分含有率(例えば、少なくとも30%の活性成分含有率)、好ましくは少なくとも35%の活性成分含有率(例えば、約40%)を含む。紡糸仕上げ剤は2〜15%(例えば、5〜10%)の濃度で適切に加えられる。   The fibers of the present invention generally comprise a spin finish consisting essentially of a polysiloxane emulsion. The fibers of the present invention more generally comprise a spin finish consisting essentially of an aqueous polysiloxane emulsion. Aqueous polysiloxane emulsions suitable for use in spin finishes generally have at least 25% active ingredient content (eg, at least 30% active ingredient content), preferably at least 35% active ingredient content. (For example, about 40%). The spin finish is suitably added at a concentration of 2-15% (eg, 5-10%).

一般的な態様において、繊維の紡糸仕上げ剤濃度は、繊維を基準として約0.2〜1%wt/wt(例えば、0.25〜0.9%)、好ましくは0.3〜0.85%、より好ましくは0.35〜0.85%である。   In a general embodiment, the fiber spin finish concentration is about 0.2-1% wt / wt (eg, 0.25-0.9%), preferably 0.3-0.85%, more preferably 0.35-0.85%, based on the fiber. is there.

どの特定の紡糸仕上げ剤にも拘束されるものではないが、本発明による特に適した紡糸仕上げ剤がシンテシン(Synthesin)7490フィル(FILL)(登録商標)である。この紡糸仕上げ剤はシリコーンに基づくエラストマーを含み、特に、改良ポリシロキサンエマルジョンを含む。シンテシン7490フィル(登録商標)と同様に、改良ポリシロキサンエマルジョンを含む極めて多くの仕上げ剤が適している。この紡糸仕上げ剤は周囲温度で水に適切に溶け、浸漬、パッディング、または噴霧によって加えることができる。この紡糸仕上げ剤は約100℃(例えば、80℃)の温度で乾燥されると架橋する。   Although not bound by any particular spin finish, a particularly suitable spin finish according to the present invention is Synthesin 7490 FILL®. This spin finish comprises an elastomer based on silicone, in particular an improved polysiloxane emulsion. A large number of finishes, including modified polysiloxane emulsions, are suitable, as is Synthecin 7490 Fill®. The spin finish is suitably dissolved in water at ambient temperature and can be added by dipping, padding, or spraying. The spin finish crosslinks when dried at a temperature of about 100 ° C. (eg, 80 ° C.).

紡糸仕上げ剤は2つ以上の段階で加えられてもよい。紡糸仕上げ剤に含まれる適切な活性成分(すなわち、静電防止剤、1種類または複数の種類の潤滑剤、乳化剤、および凝集力付与剤)の総濃度は、一般的に、二次紡糸仕上げ剤(一般的に、4〜12%活性成分含有率)より、一次紡糸仕上げ剤(一般的に、0,7〜2,5%活性成分含有率)の方が低い。従って、通常、一次紡糸仕上げ剤の粘性がより低い。従って、粘性が最も低い分散液(すなわち、一次紡糸仕上げ剤)には任意の高粘性成分を使用することが有利な場合がある。   The spin finish may be added in two or more stages. The total concentration of suitable active ingredients (i.e., antistatic agents, one or more lubricants, emulsifiers, and cohesive agents) contained in the spin finish is generally the secondary spin finish. Primary spin finishes (generally 0,7-2,5% active ingredient content) are lower than (generally 4-12% active ingredient content). Therefore, usually the viscosity of the primary spin finish is lower. Thus, it may be advantageous to use any highly viscous component in the lowest viscosity dispersion (ie, the primary spin finish).

不織布に高嵩高性を持たせる繊維のさらに重要な特徴は、繊維結晶化度である。前記のように、繊維結晶化度は、適切には、少なくとも50%である。不織布に高嵩高性を持たせるために繊維結晶化度が操作される態様において、繊維結晶化度は、DSCまたはXRDによって測定される場合、好ましくは少なくとも55%(例えば、少なくとも60%)である。   A further important feature of the fiber that gives the nonwoven fabric high bulkiness is fiber crystallinity. As mentioned above, the fiber crystallinity is suitably at least 50%. In embodiments where the fiber crystallinity is manipulated to give the nonwoven fabric a high bulkiness, the fiber crystallinity is preferably at least 55% (eg, at least 60%) as measured by DSC or XRD. .

本発明のさらなる局面において、嵩高性は、繊維の作成において用いられるポリマーグレード(またはマトリックスポリマー)を選択することによって制御されてもよい。ポリマーは、ポリプロピレンホモポリマーおよびエチレン、1-ブテン、4-メチル-1-ペンテンなどとのランダムコポリマー、ならびに様々な密度の線状ポリエチレン(例えば、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、および線状低密度ポリエチレン)、ならびにこれらのブレンドから選択されてもよい。ポリオレフィンが依然として組成物の一番大きな部分を占めているのであれば、ポリマー材料はポリアミドまたはポリエステルなどの他の非ポリオレフィンポリマーと混合されてもよい。   In a further aspect of the invention, bulkiness may be controlled by selecting the polymer grade (or matrix polymer) used in making the fiber. Polymers include polypropylene homopolymers and random copolymers with ethylene, 1-butene, 4-methyl-1-pentene, etc., and various densities of linear polyethylene (e.g., high density polyethylene, low density polyethylene, and linear low density). Polyethylene), as well as blends thereof. The polymer material may be mixed with other non-polyolefin polymers, such as polyamide or polyester, if the polyolefin still accounts for the largest part of the composition.

本発明のさらに別の局面において、繊維嵩高性は、核剤(例えば、ポリオレフィン原材料に用いられる核剤)を選択することによって制御されてもよい。核剤は、多くの場合、改善した特徴(例えば、改善した機械的特徴)を付与するために結晶性熱可塑性ポリマーと組み合わせて産業上の慣行において一般的に用いられる。既知の一般的な核剤は、脂肪族または芳香族カルボン酸の金属塩、樹枝状枝分れを含む枝分れポリマー、ならびにチョーク、セッコウ、クレー、カオリン、雲母、タルク、およびケイ酸塩などの無機質である。D-ソルビトールおよび1,3-2,4-bis-(3,4-ジメチルベンジリデン)-D-ソルビトールに基づく化合物などの、さらに最近になって開発された核剤はポリマーメルトに溶解する。   In yet another aspect of the present invention, fiber bulkiness may be controlled by selecting a nucleating agent (eg, a nucleating agent used in polyolefin raw materials). Nucleating agents are commonly used in industrial practice, often in combination with crystalline thermoplastic polymers to impart improved characteristics (eg, improved mechanical characteristics). Known common nucleating agents include metal salts of aliphatic or aromatic carboxylic acids, branched polymers including dendritic branches, and chalk, gypsum, clay, kaolin, mica, talc, and silicates It is an inorganic material. More recently developed nucleating agents such as compounds based on D-sorbitol and 1,3-2,4-bis- (3,4-dimethylbenzylidene) -D-sorbitol dissolve in the polymer melt.

核剤の作用は、親ポリマー(parent polymer)において結晶化プロセスを開始する作用である。核剤は非常に大きな表面積をなし、親ポリマーにおける好ましい核形成部位である。核形成プロセスは、核剤の比表面積を低下させることによって(例えば、親ポリマーにおけるチョーク粒子またはタルク粒子の比表面積を低下させることによって)実質的に動かされる熱力学的プロセスである。   The action of the nucleating agent is the action of initiating the crystallization process in the parent polymer. The nucleating agent has a very large surface area and is the preferred nucleation site in the parent polymer. The nucleation process is a thermodynamic process that is substantially driven by reducing the specific surface area of the nucleating agent (eg, by reducing the specific surface area of chalk or talc particles in the parent polymer).

核形成薬剤はまたポリマーの結晶化プロセスを促進する。従って、核形成薬剤は親ポリマーを多かれ少なかれ結晶性にすることができる(例えば、結晶性にするより実質的に非結晶性にする、または非結晶性にするより実質的に結晶性にする)。本発明の状況において、「結晶性の」は、非結晶性ポリマーマトリックス内の結晶性領域(例えば、ポリマー鎖またはポリマー鎖の一部が、実質的に互いに並行した規則的なパターンで整列されている領域)を言うことを目的とする。対照的に、「非結晶性の」は、ポリマー鎖が実質的に整列も順序良く配置もされていないポリマーマトリックス内の領域を言うことを目的とする。   Nucleating agents also facilitate the polymer crystallization process. Thus, the nucleating agent can make the parent polymer more or less crystalline (e.g., making it substantially amorphous or making it more crystalline than making it crystalline). . In the context of the present invention, “crystalline” means crystalline regions within an amorphous polymer matrix (e.g., polymer chains or portions of polymer chains are aligned in a regular pattern substantially parallel to each other. The purpose is to say. In contrast, "non-crystalline" is intended to refer to a region in the polymer matrix where the polymer chains are not substantially aligned or ordered.

好ましい態様において、ポリオレフィンは、アイソタクチックまたはシンジオタクチックポリプロピレンホモポリマー、エチレン、プロピレン、α-オレフィン、4-メチル-1-ペンテンなどのモノオレフィンのホモポリマーおよびコポリマーならびにそのブレンド、線状ポリエチレン、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、および線状低密度ポリエチレンならびにこれらのブレンドからなる群より選択される。より好ましくは、ポリオレフィンは、ホモポリマーポリプロピレンおよびホモポリマーポリエチレンからなる群より選択される。最も好ましくは、ポリオレフィンはホモポリマーポリプロピレンである。   In preferred embodiments, the polyolefin comprises isotactic or syndiotactic polypropylene homopolymer, homopolymers and copolymers of monoolefins such as ethylene, propylene, α-olefin, 4-methyl-1-pentene and blends thereof, linear polyethylene, Selected from the group consisting of high density polyethylene, low density polyethylene, and linear low density polyethylene and blends thereof. More preferably, the polyolefin is selected from the group consisting of homopolymer polypropylene and homopolymer polyethylene. Most preferably, the polyolefin is a homopolymer polypropylene.

結晶化度の程度は少なくとも部分的に核剤によって制御される。次に、これはポリマーの機械的特性にも影響を及ぼす。例えば、結晶領域において密に詰められているポリマー鎖またはポリマー鎖の一部は、ある特定の応力に耐える単位面積当たりのポリマー鎖がより多い。また、ポリマー鎖はクリスタリットにおいて比較的長い距離にわたって密に規則的に接触しているので、ポリマー鎖をまとめる二次的な力は非結晶領域のものより累積的に大きい。従って、実質的により多くの結晶性ポリマーがあれば、ポリマーの強度および剛性が増大する。   The degree of crystallinity is at least partially controlled by the nucleating agent. This in turn affects the mechanical properties of the polymer. For example, polymer chains or portions of polymer chains that are closely packed in the crystalline region have more polymer chains per unit area that can withstand a certain stress. Also, because the polymer chains are in close and regular contact over a relatively long distance in the crystallite, the secondary force that brings the polymer chains together is cumulatively greater than that in the amorphous region. Thus, having substantially more crystalline polymer increases the strength and stiffness of the polymer.

本発明の一般的な態様において、ポリオレフィンポリマーは有核ポリマーである。適切には、核剤は、タルク、チョーク、セッコウ、クレー、カオリン、ケイ酸塩、芳香族カルボン酸塩、リン酸エステル塩、およびソルビトールに基づく化合物からなる群より選択される。最も適切には、核剤はタルクである。ポリオレフィンポリマーが、タルクで核形成された有核ポリマーである態様において、核形成は、一般的に、5000〜10000ppmのタルク濃度まで行われる。   In a general embodiment of the invention, the polyolefin polymer is a nucleated polymer. Suitably, the nucleating agent is selected from the group consisting of compounds based on talc, chalk, gypsum, clay, kaolin, silicate, aromatic carboxylate, phosphate ester salt, and sorbitol. Most suitably, the nucleating agent is talc. In embodiments where the polyolefin polymer is a nucleated polymer nucleated with talc, nucleation is generally performed to a talc concentration of 5000-10000 ppm.

どの特定のポリマーグレードにも拘束されるものではないが、好ましい原材料ポリプロピレンポリマーグレードが本発明において用いられる場合、アドスティフ(Adstif)HA840Rでもよい。アドスティフHA840Rは、極めて高い剛性および光沢を特徴とする高性能ホモポリマーである。このポリマーグレードは、結晶化度を高めるために8500ppmのタルクで核形成されている。本発明のさらなる局面において、アドスティフHA840Rホモポリマー原材料から生成された繊維は、標準的なポリプロピレン材料から生成された繊維と比較して、高い曲げ弾性率を繊維に持たせる。どの特定の理論にも拘束されるものではないが、アドスティフHA840Rによって得られる高い曲げ弾性率は、このホモポリマーがタルクで核形成されているためであると示唆される。従って、有核ホモポリマーは結晶性が高く、従って、剛性が高い。例えば、本発明において用いられるアドスティフHA840Rの曲げ弾性率は約2250MPaである。この値と比較して、PPH7059などの従来の原材料ポリプロピレンホモポリマーグレードの曲げ弾性率は約1450MPaである。   While not being bound to any particular polymer grade, if the preferred raw material polypropylene polymer grade is used in the present invention, it may be Adstif HA840R. Adstiff HA840R is a high performance homopolymer characterized by extremely high stiffness and gloss. This polymer grade is nucleated with 8500 ppm of talc to increase crystallinity. In a further aspect of the present invention, fibers produced from Adstiff HA840R homopolymer raw material give the fibers a higher flexural modulus compared to fibers produced from standard polypropylene materials. Without being bound by any particular theory, the high flexural modulus obtained with Adstiff HA840R suggests that this homopolymer is nucleated with talc. Accordingly, the nucleated homopolymer has high crystallinity and therefore high rigidity. For example, Adstiff HA840R used in the present invention has a flexural modulus of about 2250 MPa. Compared to this value, the flexural modulus of conventional raw material polypropylene homopolymer grades such as PPH7059 is about 1450 MPa.

繊維嵩高性は、少なくとも部分的に、繊維の作成における延伸比を選択することによって制御される。本発明の状況において、「延伸比(draw-ratio)」または「延伸比(stretch ratio)」は、最後のローラーセットの速度と最初のローラーセットの速度の比を言うことを目的とする。   Fiber bulkiness is controlled, at least in part, by selecting the draw ratio in fiber creation. In the context of the present invention, “draw-ratio” or “stretch ratio” is intended to refer to the ratio of the speed of the last roller set to the speed of the first roller set.

本発明の繊維は、適切な繊度(一般的に、例えば、約2〜20dtex(例えば、2〜10dtex)、一般的に3〜9dtex、最も一般的には5〜8dtex)が得られるように、一般的に、ポリプロピレン繊維の場合、約1:1.5〜約1:8(例えば、約1:1.5〜1:6、例えば、約1:1.5〜1:4、約1:2〜1:8、約1:2〜1:6、または約1:2〜1:4)の延伸比、ポリエチレン繊維およびポリプロピレン/ポリエチレン複合繊維の場合、1:2〜1:4.5の延伸比を用いて延伸される。延伸比は結晶化度に影響を及ぼす。すなわち、より大きな延伸比では、ポリマー鎖はますます整列されるようになり、従って、より結晶性になる。大きな延伸比はまた、結晶領域を実質的に繊維の長さに沿って配向させ、これらの繊維を実質的に異方性にする傾向もある。繊維の結晶性が増すと、繊維の剛性が高くなる(例えば、結晶化度が大きくなり結晶が配向するほど、繊維の剛性が高くなる)。   The fibers of the present invention can be obtained with suitable fineness (generally, for example, about 2-20 dtex (e.g., 2-10 dtex), generally 3-9 dtex, most commonly 5-8 dtex), In general, for polypropylene fibers, about 1: 1.5 to about 1: 8 (e.g., about 1: 1.5 to 1: 6, e.g., about 1: 1.5 to 1: 4, about 1: 2 to 1: 8, Stretched using a draw ratio of about 1: 2 to 1: 6, or about 1: 2 to 1: 4), for polyethylene fibers and polypropylene / polyethylene bicomponent fibers, a draw ratio of 1: 2 to 1: 4.5 . The draw ratio affects the crystallinity. That is, at higher stretch ratios, the polymer chains become increasingly aligned and therefore become more crystalline. Large stretch ratios also tend to orient the crystalline regions substantially along the length of the fibers, making these fibers substantially anisotropic. As the crystallinity of the fiber increases, the rigidity of the fiber increases (for example, the greater the degree of crystallinity and the more oriented the crystals, the higher the fiber rigidity).

好ましくは、高嵩高性を有する不織布を得るのに適したポリプロピレン繊維の延伸比は、一般的に、1:2〜1:4の範囲内にある。一般的に、本発明によるポリプロピレン繊維の延伸比は、約1:1.5〜1:6(例えば、約1:2〜1:5)、好ましくは1:2.5〜1:4である。   Preferably, the draw ratio of polypropylene fibers suitable for obtaining a nonwoven with high bulkiness is generally in the range of 1: 2 to 1: 4. Generally, the draw ratio of polypropylene fibers according to the present invention is about 1: 1.5 to 1: 6 (eg, about 1: 2 to 1: 5), preferably 1: 2.5 to 1: 4.

本発明によれば、個々の繊維の大きな結晶化度は、嵩高性のある不織材料をもたらす(例えば、結晶性の高く、従って、剛性の高い繊維は、容積の大きな外観の不織材料をもたらす)。どの特定の理論にも拘束されるものではないが、不織材料に外力が作用すると、高結晶性の繊維は、ある程度たわみ、繊維の固有剛性のために最初の状態に戻る能力を有すると示唆される。この特徴は、少なくとも部分的に、レジリエンスによって定量される。レジリエンスは、変形を引き起こした負荷またはひずみが除かれた後に、元の形状およびサイズに回復する能力を言うことを目的とする。嵩高性のある不織布の作成に適した繊維のレジリエンスは、一般的に、少なくとも約30%(例えば、少なくとも約40%、例えば、約42%)である。   According to the present invention, the high crystallinity of the individual fibers results in a bulky nonwoven material (e.g., highly crystalline and thus stiff fibers make a bulky appearance of nonwoven material. Bring). Without being bound by any particular theory, when an external force acts on the nonwoven material, it suggests that the highly crystalline fiber will have some ability to flex and return to its original state due to the inherent stiffness of the fiber. Is done. This feature is quantified at least in part by resilience. Resilience is intended to refer to the ability to recover to its original shape and size after the load or strain that caused the deformation is removed. Suitable fiber resilience for making bulky nonwovens is generally at least about 30% (eg, at least about 40%, eg, about 42%).

前記のように、嵩高性のある不織布の作成に適した繊維の嵩高性は、不織布の嵩高性に必ずしも対応しない。しかしながら、一般的に、嵩高性のある不織布の作成に適した本発明の繊維は、少なくとも約20cm3/g、好ましくは少なくとも約30cm3/gおよび35cm3/g(例えば、少なくとも約40cm3/g)の嵩高性を有する。 As described above, the bulkiness of fibers suitable for the production of a bulky nonwoven fabric does not necessarily correspond to the bulkiness of the nonwoven fabric. However, generally, fibers of the present invention suitable for the creation of a bulky nonwoven fabric is at least about 20 cm 3 / g, preferably at least about 30 cm 3 / g and 35 cm 3 / g (e.g., at least about 40 cm 3 / g) bulky.

本発明による嵩高性のある不織布の作成に適した繊維の作成に用いられるポリオレフィンの曲げ弾性率は、一般的に、少なくとも1200MPa(例えば、少なくとも1500MPa)である。   The flexural modulus of polyolefins used to make fibers suitable for making bulky nonwoven fabrics according to the present invention is generally at least 1200 MPa (eg, at least 1500 MPa).

前記のように、繊維/繊維摩擦;紡糸仕上げ剤;延伸比;および繊維結晶化度を含む群より選択される繊維の特徴のいずれか1つを適切に制御することによって、嵩高性のある不織布の作成に適した繊維が得られる。好ましくは、本発明によるポリオレフィンポリマーに基づく繊維は、以下からなる群より選択される特徴の少なくとも2つを有する:
i)600g以下の繊維/繊維摩擦;
ii)ポリシロキサンエマルジョンから本質的になる紡糸仕上げ剤;
iii)少なくとも1:1.5の延伸比;
iv)少なくとも50%の繊維結晶化度;
v)ポリオレフィンポリマーが有核ポリマーである;
vi)ポリオレフィンの曲げ弾性率が少なくとも1500MPaである;
vii)2〜20dtexのST dtex値;および
viii)20cm3/g、好ましくは少なくとも約30cm3/gの繊維嵩高性。
As described above, a bulky nonwoven fabric by appropriately controlling any one of the fiber characteristics selected from the group including: fiber / fiber friction; spin finish; draw ratio; and fiber crystallinity A fiber suitable for the production of is obtained. Preferably, the fibers based on polyolefin polymers according to the invention have at least two of the characteristics selected from the group consisting of:
i) 600 g or less of fiber / fiber friction;
ii) a spin finish consisting essentially of a polysiloxane emulsion;
iii) a draw ratio of at least 1: 1.5;
iv) at least 50% fiber crystallinity;
v) the polyolefin polymer is a nucleated polymer;
vi) the flexural modulus of the polyolefin is at least 1500 MPa;
vii) ST dtex values from 2 to 20 dtex; and
viii) Fiber bulkiness of 20 cm 3 / g, preferably at least about 30 cm 3 / g.

適切には、本発明の繊維は、以下の特徴の少なくとも3つ(例えば、以下の特徴の少なくとも4つ、例えば、以下からなる群より選択される特徴の少なくとも5つ、6つ、7つ、または8つ)を有する:
i)600g以下の繊維/繊維摩擦;
ii)ポリシロキサンエマルジョンから本質的になる紡糸仕上げ剤;
iii)少なくとも1:1.5の延伸比;
iv)少なくとも50%の繊維結晶化度;
v)ポリオレフィンポリマーが有核ポリマーである;
vi)ポリオレフィンの曲げ弾性率が少なくとも1500MPaである;
vii)2〜20dtexのST dtex値;および
viii)20cm3/g、好ましくは少なくとも約30cm3/gの繊維嵩高性。
Suitably, the fibers of the invention have at least three of the following characteristics (e.g. at least four of the following characteristics, e.g. at least five, six, seven, selected from the group consisting of: Or 8):
i) 600 g or less of fiber / fiber friction;
ii) a spin finish consisting essentially of a polysiloxane emulsion;
iii) a draw ratio of at least 1: 1.5;
iv) at least 50% fiber crystallinity;
v) the polyolefin polymer is a nucleated polymer;
vi) the flexural modulus of the polyolefin is at least 1500 MPa;
vii) ST dtex values from 2 to 20 dtex; and
viii) Fiber bulkiness of 20 cm 3 / g, preferably at least about 30 cm 3 / g.

より好ましくは、本発明の繊維は、以下からなる群より選択される特徴の少なくとも2つを有する:
i)600g以下の繊維/繊維摩擦;
ii)ポリシロキサンエマルジョンから本質的になる紡糸仕上げ剤;
iii)少なくとも1:1.5の延伸比;
iv)少なくとも50%の繊維結晶化度;
v)ポリオレフィンポリマーが有核ポリマーである。
More preferably, the fibers of the present invention have at least two of the characteristics selected from the group consisting of:
i) 600 g or less of fiber / fiber friction;
ii) a spin finish consisting essentially of a polysiloxane emulsion;
iii) a draw ratio of at least 1: 1.5;
iv) at least 50% fiber crystallinity;
v) The polyolefin polymer is a nucleated polymer.

適切には、本発明の繊維は、
i)600g以下の繊維/繊維摩擦;
ii)ポリシロキサンエマルジョンから本質的になる紡糸仕上げ剤;
iii)少なくとも1:1.5の延伸比;
iv)少なくとも50%の繊維結晶化度;
v)ポリオレフィンポリマーが有核ポリマーである;
からなる群より選択される特徴の少なくとも2つと、
vi)ポリオレフィンの曲げ弾性率が少なくとも1500MPaである;
vii)2〜20dtexのST dtex値;および
viii)20cm3/g、好ましくは少なくとも約30cm3/gの繊維嵩高性;
からなる群より選択される特徴の少なくとも1つ(例えば、以下の特徴の少なくとも2つ)を有する。
Suitably, the fiber of the present invention comprises
i) 600 g or less of fiber / fiber friction;
ii) a spin finish consisting essentially of a polysiloxane emulsion;
iii) a draw ratio of at least 1: 1.5;
iv) at least 50% fiber crystallinity;
v) the polyolefin polymer is a nucleated polymer;
At least two features selected from the group consisting of:
vi) the flexural modulus of the polyolefin is at least 1500 MPa;
vii) ST dtex values from 2 to 20 dtex; and
viii) Fiber bulkiness of 20 cm 3 / g, preferably at least about 30 cm 3 / g;
At least one feature selected from the group consisting of (eg, at least two of the following features).

最も好ましい態様において、本発明によるポリオレフィンポリマーに基づく繊維は、ポリオレフィンポリマーが有核ポリマーであるような繊維であり、
i)600g以下の繊維/繊維摩擦;
ii)ポリシロキサンエマルジョンから本質的になる紡糸仕上げ剤;
iii)少なくとも1:1.5の延伸比;および
iv)少なくとも50%の繊維結晶化度を有する。
In a most preferred embodiment, the fiber based on a polyolefin polymer according to the invention is such that the polyolefin polymer is a nucleated polymer;
i) 600 g or less of fiber / fiber friction;
ii) a spin finish consisting essentially of a polysiloxane emulsion;
iii) a draw ratio of at least 1: 1.5; and
iv) have a fiber crystallinity of at least 50%.

本発明のさらなる目的は、前記で定義されたような、ポリオレフィンに基づく短繊維から作成された不織材料に関する。   A further object of the present invention relates to a nonwoven material made from short fibers based on polyolefins as defined above.

本発明は、さらに、短繊維から不織布地を作成する方法に関する。この方法は、(a)本明細書に記載の繊維による短繊維を含む繊維ウエブを形成する段階および(b)繊維ウエブをボンディングする段階を含む。特に、この短繊維は、小さな(例えば、600g以下の、例えば、400g以下の、適切には300g以下の)繊維/繊維摩擦を示す。   The present invention further relates to a method of creating a nonwoven fabric from short fibers. The method includes the steps of (a) forming a fiber web comprising staple fibers from the fibers described herein and (b) bonding the fiber web. In particular, the short fibers exhibit small fiber / fiber friction (eg, 600 g or less, eg 400 g or less, suitably 300 g or less).

または、本発明の不織材料は、ポリオレフィンに基づく短繊維に基づき、ここで、不織材料の嵩高性は少なくとも30cm3/gであり、レジリエンスは少なくとも50%である。一般的に、不織材料のレジリエンスは少なくとも55%(例えば、少なくとも60%)である。 Alternatively, the nonwoven material of the present invention is based on short fibers based on polyolefins, where the bulkiness of the nonwoven material is at least 30 cm 3 / g and the resilience is at least 50%. Generally, the resilience of nonwoven materials is at least 55% (eg, at least 60%).

一般的に、不織材料の嵩高性は少なくとも35%(例えば、少なくとも40%)、好ましくは少なくとも45%、より好ましくは少なくとも50%、さらにより好ましくは少なくとも55%、最も好ましくは少なくとも60%である。   Generally, the bulkiness of the nonwoven material is at least 35% (eg, at least 40%), preferably at least 45%, more preferably at least 50%, even more preferably at least 55%, most preferably at least 60%. is there.

本発明のさらなる目的は、ポリオレフィンに基づく繊維を作成する方法に関する。この方法は、有核ポリマー、少なくとも1:1.5の延伸比、および改良ポリシロキサンエマルジョンから本質的になる紡糸仕上げ剤の使用を特徴とする。   A further object of the present invention relates to a method for making fibers based on polyolefins. This method is characterized by the use of a spin finish consisting essentially of a nucleated polymer, a draw ratio of at least 1: 1.5, and a modified polysiloxane emulsion.

本発明の好ましい態様において、本明細書に開示される繊維は、ポリオレフィンに基づく短繊維またはそのコポリマーである。このような繊維を生成するために用いられるポリオレフィンとして、アイソタクチックまたはシンジオタクチックポリプロピレンホモポリマーおよびエチレン、1-ブテン、4-メチル-1-ペンテンなどとのランダムコポリマー、ならびに様々な密度の線状ポリエチレン(例えば、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、および線状低密度ポリエチレン)、ならびにこれらのブレンドからなる群より選択されるポリオレフィンが挙げられる。ポリオレフィンが依然として組成物の一番大きな部分を占めているのであれば、ポリマー材料はポリアミドまたはポリエステルなどの他の非ポリオレフィンポリマーと混合されてもよい。ポリマーはポリエチレンおよびポリプロピレンから適切に選択される。   In a preferred embodiment of the invention, the fibers disclosed herein are short fibers based on polyolefins or copolymers thereof. Polyolefins used to produce such fibers include isotactic or syndiotactic polypropylene homopolymers and random copolymers with ethylene, 1-butene, 4-methyl-1-pentene, and lines of various densities. Polyolefins selected from the group consisting of linear polyethylene (eg, high density polyethylene, low density polyethylene, and linear low density polyethylene), and blends thereof. The polymer material may be mixed with other non-polyolefin polymers, such as polyamide or polyester, if the polyolefin still accounts for the largest part of the composition. The polymer is suitably selected from polyethylene and polypropylene.

ポリオレフィン含有繊維を生成するために用いられるメルトは、ステアリン酸カルシウム、酸化防止剤、プロセス安定剤、相溶化剤、ならびに顔料(TiO2などの白色顔料および/または他の着色剤を含む)などの様々な従来の繊維添加剤も含んでよい。 Melts used to produce polyolefin-containing fibers vary from calcium stearate, antioxidants, process stabilizers, compatibilizers, and pigments (including white pigments such as TiO 2 and / or other colorants) Conventional fiber additives may also be included.

繊維は一成分の繊維でも複合繊維でもよい。複合繊維は、例えば、芯が中心から外れて位置する(中心にない)、または同心に位置する(実質的に中心にある)鞘芯型複合繊維である。複合繊維は、一般的に、芯および鞘を有し、芯および鞘は、それぞれ、ポリプロピレン/ポリエチレン、高密度ポリエチレン/線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレンランダムコポリマー/-ポリエチレン、またはポリプロピレン/ポリプロピレンランダムコポリマーを含む。さらに、繊維の横断面の形状は円形、3つの突出物(three-lobal)、4つの突出物(four-lobal)でもよく、この形状の他に中空の芯を有してもよい。   The fiber may be a monocomponent fiber or a composite fiber. The composite fiber is, for example, a sheath-core type composite fiber in which the core is located off-center (not in the center) or concentrically (substantially in the center). Bicomponent fibers generally have a core and a sheath, where the core and sheath are respectively polypropylene / polyethylene, high density polyethylene / linear low density polyethylene, polypropylene random copolymer / -polyethylene, or polypropylene / polypropylene random copolymer. Including. Further, the cross-sectional shape of the fiber may be circular, three-lobal, four-lobal, and may have a hollow core in addition to this shape.

繊維の紡糸は、好ましくは、紡糸および延伸が2つの別々の段階で行われる従来の溶融紡糸(ロングスピニング(long spinning)としても知られる)を用いて行われる。または、本発明を実施するために、短繊維を製造する他の手段(特に、一段階手順である「コンパクトスピニング」)が用いられてもよい。   The spinning of the fibers is preferably done using conventional melt spinning (also known as long spinning) where spinning and drawing are performed in two separate stages. Alternatively, other means of producing short fibers (especially “compact spinning”, a one-step procedure) may be used to carry out the present invention.

紡糸のために、ポリオレフィン含有材料は押し出され、ポリマーメルトは紡糸口金の穴に通される。その後、押出し物は冷却され、空気の流れによって固められ、同時に、フィラメントに延伸される。フィラメントは固められた後、一次紡糸仕上げ剤で処理される。これは、一般的に、リックローラー(lick roller)で行われる。フィラメント束への噴霧または紡糸仕上げ剤へのフィラメント束の浸漬などの別のシステムも適している。   For spinning, the polyolefin-containing material is extruded and the polymer melt is passed through a hole in the spinneret. The extrudate is then cooled and consolidated by air flow and simultaneously drawn into filaments. After the filament is consolidated, it is treated with a primary spin finish. This is typically done with a lick roller. Other systems such as spraying the filament bundle or dipping the filament bundle in a spin finish are also suitable.

繊維分解の量はサーモボンディング特性に影響を及ぼす。従って、繊維分解が低すぎると、繊維に十分なサーモボンディング特性が付与されず、紡糸ラインにおいて十分な加工性が得られない傾向がある。ポリマーの分解は、ポリオレフィン含有材料に含まれる安定剤の量、押出機の温度、ならびに急冷空気の速度および温度に左右される。紡糸したままの繊維の分解の程度を求める手段は、繊維のメルトフローレート(MFR)を測定し、これと最初のポリマー材料のMFRを比較する手段である。本発明の好ましい態様において、紡糸したままの繊維のMFRは、原材料のMFRの1.5〜7倍、一般的に、原材料のMFRの2〜5倍である。しかしながら、これは、原材料のMFRにある程度まで左右されることに留意しなければならない。従って、繊維MFRと原材料MFRの好ましい比は、MFRが比較的高い原材料の場合、わずかに少ないことが多い(例えば、MFRが10〜15の原材料の場合、3〜5倍、MFRが15〜25の原材料の場合、2〜4倍である)。   The amount of fiber degradation affects the thermobonding properties. Therefore, if the fiber decomposition is too low, sufficient thermobonding characteristics are not imparted to the fiber, and sufficient processability tends to be not obtained in the spinning line. Polymer degradation depends on the amount of stabilizer contained in the polyolefin-containing material, the temperature of the extruder, and the speed and temperature of the quenching air. A means for determining the degree of degradation of the as-spun fiber is a means of measuring the melt flow rate (MFR) of the fiber and comparing this to the MFR of the original polymer material. In a preferred embodiment of the present invention, the MFR of the as-spun fiber is 1.5-7 times that of the raw material, generally 2-5 times that of the raw material. However, it should be noted that this depends to some extent on the MFR of the raw material. Therefore, the preferred ratio of fiber MFR to raw material MFR is often slightly less for raw materials with relatively high MFR (e.g., 3-5 times for raw materials with MFR of 10-15, 15-20 MFR). 2 to 4 times in the case of raw materials).

延伸プロセスは、一般的に、一続きのホットローラーおよびホットエアオーブンを伴う。まず最初に、フィラメントはローラーセットを通り、その後に、ホットエアオーブンを通り、次いで、第2のローラーセットを通る。一般的に、ホットローラーおよびホットエアオーブンの温度は約50〜140℃(例えば、約70〜130℃)であり、温度は繊維の種類に応じて選択される。一般的に、ポリプロピレン繊維の場合、115〜135℃、ポリエチレン繊維の場合、95〜105℃、ポリプロピレン/ポリエチレン複合繊維の場合、110〜120℃である。第2のローラーセットの速度は第1のセットの速度より速く、従って、加熱されたフィラメントは、それに応じて延伸される。第2のオーブンおよび第3のローラーセットも使用することができ(二段階延伸)、第3のローラーセットの速度は第2のセットより速い。同様に、さらなるローラーセットおよびオーブンを使用してもよい。延伸比は、最後のローラーセットと最初のローラーセットの比である。本発明の繊維は、一般的に、約1:1〜約1:10の延伸比を用いて延伸される。   The drawing process generally involves a series of hot rollers and a hot air oven. First, the filament passes through a roller set, then through a hot air oven, and then through a second roller set. Generally, the temperature of the hot roller and hot air oven is about 50-140 ° C. (eg, about 70-130 ° C.), and the temperature is selected depending on the type of fiber. In general, the temperature is 115 to 135 ° C for polypropylene fibers, 95 to 105 ° C for polyethylene fibers, and 110 to 120 ° C for polypropylene / polyethylene composite fibers. The speed of the second roller set is faster than the speed of the first set, so the heated filament is drawn accordingly. A second oven and a third roller set can also be used (two-stage stretching) and the speed of the third roller set is faster than the second set. Similarly, additional roller sets and ovens may be used. The draw ratio is the ratio of the last roller set to the first roller set. The fibers of the present invention are generally drawn using a draw ratio of about 1: 1 to about 1:10.

延伸後、フィラメント束は、例えば、リックローラーまたは噴霧もしくは浸漬を用いて、二次紡糸仕上げ剤で処理される。   After stretching, the filament bundle is treated with a secondary spin finish using, for example, a lick roller or spraying or dipping.

繊維をカーディングに適するようにするために、通常、延伸された繊維は、(例えば、繊維を波状にすることによって)加工(捲縮)される。効果的な加工(すなわち、繊維における比較的多数の捲縮)によって、カード機における処理速度を速くし(例えば、少なくとも80m/min、一般的に、少なくとも150m/min、または200m/min以上)、生産性を上げることが可能になる。   In order to make the fibers suitable for carding, the drawn fibers are usually processed (crimped) (eg by making the fibers corrugated). Effective processing (i.e. a relatively large number of crimps in the fiber) increases the processing speed in the card machine (e.g. at least 80 m / min, generally at least 150 m / min, or more than 200 m / min), Productivity can be increased.

捲縮は、都合よく、いわゆるスタッファーボックスを用いて行われるか、代わりとして、フィラメントを空気で加工することができる。ある特定の場合では(すなわち、非対称性複合繊維の場合)、このような繊維を熱処理すると三次元自己捲縮が生じるので、捲縮装置は不要な場合がある。   Crimping is conveniently performed using a so-called stuffer box or, alternatively, the filament can be processed with air. In certain cases (ie in the case of asymmetric bicomponent fibers), heat treatment of such fibers results in three-dimensional self-crimping, so a crimping device may not be necessary.

本発明の繊維は、一般的に、約5〜15捲縮/cm、一般的に、約7〜12捲縮/cmの程度まで加工され、捲縮の数は、繊維の捲縮部分の数である。   The fibers of the present invention are generally processed to a degree of about 5-15 crimps / cm, typically about 7-12 crimps / cm, and the number of crimps is the number of crimped portions of the fiber. It is.

クリンパーの後に、選択的に、第3の紡糸仕上げ剤処理がフィラメントに(例えば、噴霧法によって)適用されてもよい。   Optionally, after the crimper, a third spin finish treatment may be applied to the filament (eg, by spraying).

捲縮の後、フィラメントは、一般的に、固着および乾燥のためにホットエアオーブンに通される。オーブンの温度は繊維の組成に左右されるが、最も明らかなことには、最も少ない溶融成分の融点より低い温度である。オーブンの温度は、一般的に、90〜130℃(例えば、95〜125℃)の範囲である。熱処理はまた、ある特定の量の水を紡糸仕上げ剤から取り除く。この乾燥プロセスは、例えば、起こり得る架橋によって仕上げ剤を不溶性にするために重要な要素であり、その結果として恒久的な特性を付与する。残存水分含有率は、繊維重量に基づいて、好ましくは2,0%未満、より好ましくは1,0%未満である。   After crimping, the filament is typically passed through a hot air oven for fixation and drying. The temperature of the oven depends on the composition of the fiber, but most obviously is below the melting point of the least molten component. The oven temperature is generally in the range of 90-130 ° C (eg, 95-125 ° C). The heat treatment also removes a certain amount of water from the spin finish. This drying process is an important factor in making the finish insoluble, for example by possible cross-linking, and as a result imparts permanent properties. The residual moisture content is preferably less than 2,0%, more preferably less than 1,0%, based on the fiber weight.

次いで、乾燥されたフィラメントはカッターに通される。ここで、フィラメントは望ましい長さの短繊維に切断される。本発明の繊維は、一般的に約18〜180mm、より一般的に約25〜100mm、特に約30〜75mmの長さの短繊維に切断される。   The dried filament is then passed through a cutter. Here, the filament is cut into short fibers of a desired length. The fibers of the present invention are generally cut into short fibers having a length of about 18 to 180 mm, more typically about 25 to 100 mm, especially about 30 to 75 mm.

繊維ラインの3つの点(すなわち、紡糸後、延伸後、またはクリンパー後)のいずれにおいても、静電防止剤を加えることができる。静電防止剤は、好ましくは非イオン性(例えば、リン酸エステル)または陰イオン性(例えば、リン酸塩)であるが、陽イオン性静電防止剤はそれほど好ましくない。しかしながら、本発明の好ましい態様において、静電防止剤はクリンパーの後に加えられる。   Antistatic agents can be added at any of the three points in the fiber line (ie, after spinning, after drawing, or after crimping). Antistatic agents are preferably nonionic (eg, phosphate esters) or anionic (eg, phosphates), but cationic antistatic agents are less preferred. However, in a preferred embodiment of the invention, the antistatic agent is added after the crimper.

本発明の不織材料を作成する方法は、一般的に、1:2〜1:8(例えば、1:2〜1:6)の繊維延伸比で繊維を作成する段階を含む。   The method of making the nonwoven material of the present invention generally includes making fibers at a fiber draw ratio of 1: 2 to 1: 8 (eg, 1: 2 to 1: 6).

本発明の不織材料を作成する方法は、一般的に、水性ポリシロキサンエマルジョンから本質的になり、少なくとも25%の活性成分含有率(例えば、少なくとも30%の活性成分含有率)、好ましくは少なくとも35%の活性成分含有率(例えば、約40%)を有する、紡糸仕上げ剤を使用する段階を含む。紡糸仕上げ剤は、2〜15%(例えば、5〜10%)の濃度で適切に加えられる。紡糸仕上げ剤の濃度は、繊維を基準にして、適切には0.2〜1%wt/wt(例えば、0.25〜0.9%)、好ましくは0.3〜0.85%、より好ましくは0.35〜0.85%である。   The method of making the nonwoven material of the present invention generally consists essentially of an aqueous polysiloxane emulsion and has an active ingredient content of at least 25% (e.g., an active ingredient content of at least 30%), preferably at least Using a spin finish having an active ingredient content of 35% (eg about 40%). The spin finish is suitably added at a concentration of 2-15% (eg, 5-10%). The concentration of the spin finish is suitably 0.2-1% wt / wt (eg 0.25-0.9%), preferably 0.3-0.85%, more preferably 0.35-0.85%, based on the fiber.

本発明は、さらに、本明細書に定義された繊維の使用または本明細書に定義されるように作成された繊維の使用を含む、不織材料を作成する方法に関する。   The present invention further relates to a method of making a nonwoven material comprising the use of a fiber as defined herein or the use of a fiber made as defined herein.

本発明の不織材料の作成では、繊維は、ES-ファイバービジョンズ繊維タイプES-C Cureなどの適切な複合結合用繊維を適切に使用して、130〜150℃(例えば、132〜148℃)、好ましくは134〜144℃の温度でオーブンボンディングされる。   In making the nonwoven material of the present invention, the fibers are 130-150 ° C. (e.g. 132-148 ° C.), suitably using suitable composite binding fibers such as ES-Fiber Visions fiber type ES-C Cure. Preferably, it is oven-bonded at a temperature of 134 to 144 ° C.

本発明のさらなる局面は、本明細書に定義された不織材料を含む衛生製品に関する。本発明のさらなる目的は、本明細書に定義された不織材料の使用を含む、衛生製品を作成するためのプロセスに関する。   A further aspect of the invention relates to a hygiene product comprising a nonwoven material as defined herein. A further object of the invention relates to a process for making a sanitary product comprising the use of a non-woven material as defined herein.

以下の実施例で説明される繊維は、繊維嵩高性および不織布嵩高性のそれぞれの決定において重要な様々なパラメータに従って特徴付けられる。これらのパラメータの中で最も顕著なものは、結晶化度および繊維/繊維摩擦である。繊維および不織布の嵩高性およびレジリエンスは、当業者に周知の標準的な方法のいずれか1つに従って求められる。   The fibers described in the following examples are characterized according to various parameters important in the respective determination of fiber bulkiness and nonwoven bulkiness. The most prominent of these parameters are crystallinity and fiber / fiber friction. The bulkiness and resilience of the fibers and nonwovens is determined according to any one of standard methods well known to those skilled in the art.

全ての測定値は、ISO 554 Standard Atmosphere 23/50に従って測定された。   All measurements were measured according to ISO 554 Standard Atmosphere 23/50.

繊維結晶化度の程度は、示差走査熱量測定(DSC)またはX線回折(XRD)によって測定された場合に求めることができる。これらの方法は両方とも当業者に周知である。   The degree of fiber crystallinity can be determined when measured by differential scanning calorimetry (DSC) or X-ray diffraction (XRD). Both of these methods are well known to those skilled in the art.

嵩高性およびレジリエンスは、Inda Standard試験「Measuring Compression and Recovery of Highloft Nonwoven」IST 120.3-92に従って測定することができる。この方法はまた、繊維の嵩高性およびレジリエンスの測定にも合わせられた。   Bulkiness and resilience can be measured according to the Inda Standard test “Measuring Compression and Recovery of Highloft Nonwoven” IST 120.3-92. This method was also tailored to measure fiber bulkiness and resilience.

実施例
実施例1
様々な繊維およびその対応する不織布の嵩高性およびレジリエンスを以下の表1に示す。
Example
Example 1
The bulkiness and resilience of various fibers and their corresponding nonwovens are shown in Table 1 below.

表1に示したデータから分かるように、多数のパラメータが、繊維および不織布の両方の嵩高性およびレジリエンスに影響を及ぼす。特に、使用されるマトリックスポリマーの種類、延伸プロセスの間に加えられる紡糸仕上げ剤の種類、および延伸比が影響を及ぼす。さらに、もう2つのパラメータ、すなわち繊維/繊維摩擦および繊維結晶化度が測定された。これらのパラメータも、使用されるマトリックスポリマーの種類、延伸プロセスの間に加えられる紡糸仕上げ剤の種類、および延伸比にある程度まで左右される。従って、繊維および不織布の嵩高性およびレジリエンスは、マトリックスポリマーの種類、紡糸仕上げ剤の種類、延伸比に直接的に左右され、繊維/繊維摩擦および結晶化度に間接的に左右される(例えば、これらの特徴は、使用されるマトリックスポリマーの種類、使用される紡糸仕上げ剤の種類、および製造プロセスにおいて用いられる延伸比を反映しているのにすぎない)。繊維/繊維摩擦および結晶化度の値は、本発明における非常に多くのパラメータ間の結び付きの確認を助けるのに用いられる。結晶化度は、示差走査熱量測定(DSC)およびX線回折(XRD)によって測定され、繊維/繊維摩擦は、本明細書に記載の方法に従って測定される。   As can be seen from the data shown in Table 1, a number of parameters affect the bulkiness and resilience of both fibers and nonwovens. In particular, the type of matrix polymer used, the type of spin finish added during the drawing process, and the draw ratio have an effect. In addition, two other parameters were measured: fiber / fiber friction and fiber crystallinity. These parameters also depend to some extent on the type of matrix polymer used, the type of spin finish added during the drawing process, and the draw ratio. Thus, the bulkiness and resilience of fibers and nonwovens is directly dependent on the type of matrix polymer, the type of spin finish, the draw ratio, and indirectly on the fiber / fiber friction and crystallinity (e.g., These characteristics only reflect the type of matrix polymer used, the type of spin finish used, and the draw ratio used in the manufacturing process). Fiber / fiber friction and crystallinity values are used to help ascertain the connection between numerous parameters in the present invention. Crystallinity is measured by differential scanning calorimetry (DSC) and X-ray diffraction (XRD), and fiber / fiber friction is measured according to the methods described herein.

(表1)データ概要。試料1は参照(従来のPPH7059マトリックスポリマー(核剤なし)および従来の紡糸仕上げ剤シラストール(Silastol)GF18)として用いられた。

Figure 2005539154
(Table 1) Data summary. Sample 1 was used as a reference (conventional PPH7059 matrix polymer (no nucleating agent) and conventional spin finish Silastol GF18).
Figure 2005539154

驚くべきことに、マトリックスポリマーの種類および紡糸仕上げ剤の種類が繊維および不織布の嵩高性およびレジリエンスに重要であることを本発明の研究者らが発見したことを、表1は証明している。   Surprisingly, Table 1 demonstrates that the inventors of the present invention have discovered that the type of matrix polymer and the type of spin finish are important for the bulkiness and resilience of fibers and nonwovens.

表1からのデータに反映される傾向は、延伸プロセスにおいてシンテシン7490フィルが加えられた繊維の繊維/繊維摩擦は、シラストールGF602-cのみが加えられた繊維より小さいことを証明している。この作用は、試料番号2および4を試料3および5と比較した時にはっきりと分かる。   The trend reflected in the data from Table 1 demonstrates that the fiber / fiber friction of the fiber added with Synthecin 7490 fill in the draw process is smaller than the fiber added with silastol GF602-c alone. This effect is clearly seen when sample numbers 2 and 4 are compared to samples 3 and 5.

さらに、シラストールGF602-cが加えられた繊維は、延伸プロセスにおいてシンテシン7490フィルが加えられた繊維と比較して嵩高性が改善されている(繊維嵩高性は不織布嵩高性と反対である)。これは、表1の試料番号2および4を試料3および5と比較した時にはっきり分かる。   Furthermore, the fiber added with silastol GF602-c has improved bulkiness compared to the fiber added with Synthecin 7490 fill in the drawing process (fiber bulkiness is opposite to nonwoven bulkiness). This is clearly seen when comparing sample numbers 2 and 4 in Table 1 with samples 3 and 5.

アドスティフHA840R(有核ポリプロピレンホモポリマー)で作られた繊維は、PPH7059(非有核ポリプロピレンホモポリマー)で作られた繊維と比較して結晶化度が高い。これは、表1の試料番号2および4と試料番号3および5を比較した時にはっきりと分かる。   Fibers made of Adstiff HA840R (nucleated polypropylene homopolymer) have a higher degree of crystallinity compared to fibers made of PPH7059 (non-nucleated polypropylene homopolymer). This is clearly seen when comparing sample numbers 2 and 4 with sample numbers 3 and 5 in Table 1.

アドスティフHA840R(有核ポリプロピレンホモポリマー)で作られた繊維は、同じ仕上げ剤が加えられた場合、PPH7059(非有核ポリプロピレンホモポリマー)で作られた繊維と比較して、嵩高性が改善されている。これは、表1の試料番号4と試料番号2および試料番号5と試料番号3を比較した時にはっきりと分かる。   Fibers made with Adstiff HA840R (nucleated polypropylene homopolymer) have improved bulk when compared to fibers made with PPH7059 (non-nucleated polypropylene homopolymer) when the same finish is added. Yes. This is clearly seen when comparing sample number 4 and sample number 2 and sample number 5 and sample number 3 in Table 1.

高延伸比の繊維は、低延伸比の繊維と比較して、高い繊維嵩高性および高い不織布嵩高性をもたらす。この結論を引き出すために、同じ種類のポリマーおよび紡糸仕上げが用いられることが必要である(例えば、比較のために、条件は同一でなければならない)。例えば、表1の試料5、8、および10を比較した時に、この傾向ははっきりと分かる。   High draw ratio fibers provide high fiber bulk and high nonwoven bulk compared to low draw ratio fibers. To draw this conclusion, it is necessary that the same type of polymer and spin finish be used (for example, the conditions must be the same for comparison). For example, when comparing Samples 5, 8, and 10 in Table 1, this trend is evident.

シンテシン7490フィルが加えられた繊維に基づく不織布は、シラストールGF602-cのみが加えられた不織布と比較して嵩高性が改善されている。これは、表1の試料番号3および5を試料2および4と比較した時にはっきりと分かる。   Non-woven fabrics based on fibers with added Synthecin 7490 fill have improved bulk compared to non-woven fabrics with only Silastol GF602-c added. This is clearly seen when comparing sample numbers 3 and 5 in Table 1 with samples 2 and 4.

アドスティフHA840R(有核ポリプロピレンホモポリマー)で作られた繊維に基づく不織布は、PPH7059(非有核ポリプロピレンホモポリマー)で作られた繊維に基づく不織布と比較して嵩高性が改善されている。これは、表1の試料番号4と試料番号2を比較し、試料番号5と試料番号3を比較した時にはっきりと分かる。   Nonwoven fabrics based on fibers made of Adstiff HA840R (nucleated polypropylene homopolymer) have improved bulk compared to nonwoven fabrics based on fibers made of PPH7059 (non-nucleated polypropylene homopolymer). This is clearly seen when comparing sample number 4 and sample number 2 in Table 1 and comparing sample number 5 and sample number 3.

実施例2
繊維および不織布の達成された嵩高性およびレジリエンスを表2に示す。不織布は、30%ES-C複合繊維を用いて、134〜140℃のボンディング範囲でオーブンボンディングされた。試験番号1は、基準(例えば、核形成薬剤が添加されていない従来のホモポリマー(PPH7059マトリックスポリマー))として用いられた。
Example 2
The bulkiness and resilience achieved of the fibers and nonwovens are shown in Table 2. The nonwoven fabric was oven bonded using a 30% ES-C composite fiber in the bonding range of 134-140 ° C. Test number 1 was used as a reference (eg, a conventional homopolymer with no nucleating agent added (PPH7059 matrix polymer)).

(表2)選択された繊維および不織布について得られた最大嵩高性

Figure 2005539154
Table 2 Maximum bulkiness obtained for selected fibers and nonwovens
Figure 2005539154

表2から、試料番号1および4に特に注目すべきである。試料番号1は、従来のPPH7059マトリックスポリマー(核形成なし)および従来の紡糸仕上げ剤GF602-cを含むが、試料番号4は、有核アドスティフHA840Rマトリックスポリマーおよびシンテシン7490フィル紡糸仕上げ剤を含む。2つの試料を比較すると、試料番号4は、おおよそ164%の増加に相当する不織布嵩高性値(28cm3/g→74cm3/g)を示すと推定することができる。本発明によれば、およびどの特定の理論にも拘束されるものではないが、この驚くべき嵩高性の急増は、高度に結晶性のおよび剛性の繊維をもたらす、有核ホモポリマー(アドスティフHA840R)とシンテシン7490フィル紡糸仕上げ剤の併用によって引き起こされたと考えられる。この組み合わせはまた、繊維/繊維摩擦が驚くほど小さな繊維をもたらし、その結果として、好ましいことに高嵩高性の不織布をもたらす(例えば、繊維間の動きが比較的「自由」である)。 Of particular note from Table 2 are sample numbers 1 and 4. Sample No. 1 contains a conventional PPH7059 matrix polymer (no nucleation) and a conventional spin finish GF602-c, while Sample No. 4 contains a nucleated Adstiff HA840R matrix polymer and a Synthecin 7490 Phil spin finish. Comparing the two samples, it can be estimated that sample number 4 exhibits a nonwoven bulkiness value (28 cm 3 / g → 74 cm 3 / g) corresponding to an increase of approximately 164%. According to the present invention, and not being bound by any particular theory, this surprising bulkiness surge is a nucleated homopolymer (Adstiff HA840R) that results in highly crystalline and rigid fibers. And Synthecin 7490 Phil spin finish. This combination also results in fibers where the fiber / fiber friction is surprisingly small, and as a result, preferably results in a high bulky nonwoven (eg, the movement between fibers is relatively “free”).

実施例3
嵩高性およびレジリエンスに及ぼすボンディング温度の影響を表3に示す。最も好ましい嵩高性は、シンテシン7490フィル紡糸仕上げ剤を含むアドスティフHA840R有核マトリックスポリマーの場合、140℃のボンディング温度で得られた。
Example 3
Table 3 shows the effect of bonding temperature on bulkiness and resilience. The most preferred bulkiness was obtained at a bonding temperature of 140 ° C. for Adstiff HA840R nucleated matrix polymer containing Synthecin 7490 fill spin finish.

(表3)嵩高性およびレジリエンスに及ぼすボンディング温度の影響

Figure 2005539154
(Table 3) Effect of bonding temperature on bulkiness and resilience
Figure 2005539154

Claims (34)

以下からなる群より選択される特徴の少なくとも1つを有する、ポリオレフィンポリマーに基づく繊維:
i)600g以下の繊維/繊維摩擦;
ii)水性ポリシロキサンエマルジョンから本質的になり、少なくとも25%の活性成分含有率を有する、紡糸仕上げ剤;
iii)少なくとも1:1.5の延伸比;
iv)少なくとも50%の繊維結晶化度。
Fibers based on polyolefin polymers having at least one characteristic selected from the group consisting of:
i) 600 g or less of fiber / fiber friction;
ii) a spin finish consisting essentially of an aqueous polysiloxane emulsion and having an active ingredient content of at least 25%;
iii) a draw ratio of at least 1: 1.5;
iv) Fiber crystallinity of at least 50%.
繊維/繊維摩擦が500g以下、好ましくは400g以下である、請求項1記載の繊維。   2. The fiber according to claim 1, wherein the fiber / fiber friction is 500 g or less, preferably 400 g or less. 繊維/繊維摩擦が200〜1000g(例えば、200〜800g)、好ましくは200〜600g、より好ましくは200〜500g、最も好ましくは200〜400gである、請求項1記載の繊維。   2. A fiber according to claim 1, wherein the fiber / fiber friction is 200-1000 g (e.g. 200-800 g), preferably 200-600 g, more preferably 200-500 g, most preferably 200-400 g. 紡糸仕上げ剤が水性ポリシロキサンエマルジョンから本質的になる(例えば、活性成分含有率が少なくとも30%である、好ましくは活性成分含有率が少なくとも35%(例えば、約40%である)である)、請求項1〜3のいずれか一項記載の繊維。   The spin finish consists essentially of an aqueous polysiloxane emulsion (e.g., the active ingredient content is at least 30%, preferably the active ingredient content is at least 35% (e.g. about 40%)), The fiber according to any one of claims 1 to 3. 紡糸仕上げ剤が2〜15%(例えば、5〜10%)の濃度で加えられる、請求項4記載の繊維。   5. The fiber of claim 4, wherein the spin finish is added at a concentration of 2-15% (eg, 5-10%). 紡糸仕上げ剤の濃度が、繊維を基準にして0.2〜1%wt/wt(例えば、0.25〜0.9%)、好ましくは0.3〜0.85%、より好ましくは0.35〜0.85%である、請求項4〜5のいずれか一項記載の繊維。   The concentration of the spin finish is 0.2-1% wt / wt (eg 0.25-0.9%), preferably 0.3-0.85%, more preferably 0.35-0.85%, based on the fiber. The fiber according to any one of the above. 繊維結晶化度が、DSCまたはXRDによって測定される場合、少なくとも55%(例えば、少なくとも60%)である、前記請求項のいずれか一項記載の繊維。   The fiber of any one of the preceding claims, wherein the fiber crystallinity is at least 55% (eg, at least 60%) as measured by DSC or XRD. ポリオレフィンポリマーが有核ポリマーである、前記請求項のいずれか一項記載の繊維。   The fiber according to any one of the preceding claims, wherein the polyolefin polymer is a nucleated polymer. ポリオレフィンポリマーが有核ポリマーであり、核剤が、タルク、脂肪族または芳香族カルボン酸の金属塩、樹枝状枝分れを含む枝分れポリマー、ならびにチョーク、セッコウ、クレー、カオリン、雲母、およびケイ酸塩などの無機質、ならびにD-ソルビトールおよび1,3-2,4-bis-(3,4-ジメチルベンジリデン)-D-ソルビトールに基づく化合物からなる群より選択される、前記請求項のいずれか一項記載の繊維。   The polyolefin polymer is a nucleated polymer and the nucleating agent is a talc, a metal salt of an aliphatic or aromatic carboxylic acid, a branched polymer including a dendritic branch, and chalk, gypsum, clay, kaolin, mica, and Any of the preceding claims selected from the group consisting of minerals such as silicates and compounds based on D-sorbitol and 1,3-2,4-bis- (3,4-dimethylbenzylidene) -D-sorbitol The fiber according to claim 1. 核剤がタルクである、請求項9記載の繊維。   10. The fiber according to claim 9, wherein the nucleating agent is talc. ポリオレフィンポリマーが、5000〜10000ppmのタルクで核形成された有核ポリマーである、請求項9記載の繊維。   10. The fiber of claim 9, wherein the polyolefin polymer is a nucleated polymer nucleated with 5000-10000 ppm talc. ポリオレフィンが、アイソタクチックまたはシンジオタクチックポリプロピレンホモポリマー、エチレン、プロピレン、α-オレフィン、4-メチル-1-ペンテンなどのモノオレフィンのホモポリマーおよびコポリマーならびにそのブレンド、線状ポリエチレン、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、および線状低密度ポリエチレンならびにこれらのブレンドからなる群より選択される、前記請求項のいずれか一項記載の繊維。   Polyolefins are isotactic or syndiotactic polypropylene homopolymers, homopolymers and copolymers of monoolefins such as ethylene, propylene, α-olefins, 4-methyl-1-pentene and blends thereof, linear polyethylene, high density polyethylene, The fiber according to any one of the preceding claims, selected from the group consisting of low density polyethylene and linear low density polyethylene and blends thereof. ポリオレフィンがホモポリマーポリプロピレンおよびホモポリマーポリエチレンからなる群より選択される、請求項9記載の繊維。   10. The fiber of claim 9, wherein the polyolefin is selected from the group consisting of homopolymer polypropylene and homopolymer polyethylene. ポリオレフィンがホモポリマーポリプロピレンである、請求項9記載の繊維。   10. The fiber of claim 9, wherein the polyolefin is a homopolymer polypropylene. 少なくとも約30cm3/g、少なくとも約35cm3/g(例えば、少なくとも約40cm3/g)の嵩高性を有する、請求項1記載の繊維。 2. The fiber of claim 1, having a bulkiness of at least about 30 cm < 3 > / g, at least about 35 cm < 3 > / g (e.g., at least about 40 cm < 3 > / g). 延伸比が約1:2〜1:8(例えば、約1:2〜1:6)、好ましくは1:2〜1.5である、前記請求項のいずれか一項記載の繊維。   A fiber according to any preceding claim, wherein the draw ratio is about 1: 2 to 1: 8 (eg about 1: 2 to 1: 6), preferably 1: 2 to 1.5. ST dtex値が2〜20dtex(例えば、2〜10dtex)、一般的に3〜9dtex、より一般的に5〜8dtexである、前記請求項のいずれか一項記載の繊維。   The fiber of any one of the preceding claims, wherein the ST dtex value is 2 to 20 dtex (eg 2 to 10 dtex), generally 3 to 9 dtex, more typically 5 to 8 dtex. レジリエンスが少なくとも約40%(例えば、約42%)である、ポリオレフィンに基づく繊維。   Polyolefin-based fibers that have a resilience of at least about 40% (eg, about 42%). ポリオレフィンの曲げ弾性率が少なくとも1500MPaである、前記請求項のいずれか一項記載の繊維。   The fiber according to any one of the preceding claims, wherein the polyolefin has a flexural modulus of at least 1500 MPa. 以下からなる群より選択される特徴の少なくとも2つを有する、前記請求項のいずれか一項記載のポリオレフィンポリマーに基づく繊維:
i)600g以下の繊維/繊維摩擦;
ii)ポリシロキサンエマルジョンから本質的になる紡糸仕上げ剤;
iii)2〜10dtexの最終繊度で少なくとも1:1.5の延伸比;
iv)少なくとも50%の繊維結晶化度;
v)ポリオレフィンポリマーが有核ポリマーである;
vi)ポリオレフィンの曲げ弾性率が少なくとも1500MPaである。
The polyolefin polymer-based fiber according to any one of the preceding claims, having at least two features selected from the group consisting of:
i) 600 g or less of fiber / fiber friction;
ii) a spin finish consisting essentially of a polysiloxane emulsion;
iii) a draw ratio of at least 1: 1.5 with a final fineness of 2 to 10 dtex;
iv) at least 50% fiber crystallinity;
v) the polyolefin polymer is a nucleated polymer;
vi) The flexural modulus of the polyolefin is at least 1500 MPa.
以下からなる群より選択される特徴の少なくとも2つを有する、前記請求項のいずれか一項記載のポリオレフィンポリマーに基づく繊維:
i)600g以下の繊維/繊維摩擦;
ii)ポリシロキサンエマルジョンから本質的になる紡糸仕上げ剤;
iii)2〜10dtexの最終繊度で少なくとも1:1.5の延伸比;
iv)少なくとも50%の繊維結晶化度;
v)ポリオレフィンポリマーが有核ポリマーである。
The polyolefin polymer-based fiber according to any one of the preceding claims, having at least two features selected from the group consisting of:
i) 600 g or less of fiber / fiber friction;
ii) a spin finish consisting essentially of a polysiloxane emulsion;
iii) a draw ratio of at least 1: 1.5 with a final fineness of 2 to 10 dtex;
iv) at least 50% fiber crystallinity;
v) The polyolefin polymer is a nucleated polymer.
ポリオレフィンポリマーが有核ポリマーであり、以下の特徴を有する、前記請求項のいずれか一項記載のポリオレフィンポリマーに基づく繊維:
i)600g以下の繊維/繊維摩擦;
ii)ポリシロキサンエマルジョンから本質的になる紡糸仕上げ剤;
iii)2〜10dtexの最終繊度で少なくとも1:1.5の延伸比;
iv)少なくとも50%の繊維結晶化度。
The polyolefin polymer-based fiber according to any one of the preceding claims, wherein the polyolefin polymer is a nucleated polymer and has the following characteristics:
i) 600 g or less of fiber / fiber friction;
ii) a spin finish consisting essentially of a polysiloxane emulsion;
iii) a draw ratio of at least 1: 1.5 with a final fineness of 2 to 10 dtex;
iv) Fiber crystallinity of at least 50%.
請求項1〜22のいずれか一項記載のポリオレフィンに基づく短繊維から作成された、不織材料。   23. A nonwoven material made from short fibers based on polyolefins according to any one of claims 1-22. 嵩高性が少なくとも30cm3/gであり、レジリエンスが少なくとも50%である、ポリオレフィンに基づく短繊維に基づく不織材料。 Nonwoven materials based on short fibers based on polyolefins with a bulkiness of at least 30 cm 3 / g and a resilience of at least 50%. レジリエンスが少なくとも55%(例えば、少なくとも60%)である、請求項23〜24のいずれか一項記載の不織材料。   25. The nonwoven material of any one of claims 23-24, wherein the resilience is at least 55% (e.g., at least 60%). 嵩高性が少なくとも35%(例えば、少なくとも40%)、好ましくは少なくとも45%、より好ましくは少なくとも50%、さらにより好ましくは少なくとも55%、最も好ましくは少なくとも60%である、請求項23〜25のいずれか一項記載の不織材料。   The bulkiness is at least 35% (eg at least 40%), preferably at least 45%, more preferably at least 50%, even more preferably at least 55%, most preferably at least 60%. The nonwoven material as described in any one of Claims. ポリオレフィンに基づく繊維を作成する方法であり、以下の使用を特徴とする方法:有核ポリマー、2〜10dtexの最終繊度で少なくとも1:1.5の延伸比、およびポリシロキサンエマルジョンから本質的になる紡糸仕上げ剤の使用。   A method of making fibers based on polyolefins, characterized by the use of: a nucleated polymer, a draw ratio of at least 1: 1.5 at a final fineness of 2-10 dtex, and a spin finish consisting essentially of a polysiloxane emulsion Agent use. ポリマーがポリエチレンおよびポリプロピレンから選択される、請求項27記載の方法。   28. The method of claim 27, wherein the polymer is selected from polyethylene and polypropylene. 延伸比が1:2〜1:8(例えば、1:2〜1:6)である、請求項27〜28のいずれか一項記載の方法。   29. A method according to any one of claims 27 to 28, wherein the draw ratio is 1: 2 to 1: 8 (e.g. 1: 2 to 1: 6). 紡糸仕上げ剤が水性ポリシロキサンエマルジョンから本質的になり、少なくとも25%の活性成分含有率(例えば、少なくとも30%の活性成分含有率)、好ましくは少なくとも35%の活性成分含有率(例えば、約40%)を有する、請求項27〜29のいずれか一項記載の方法。   The spin finish consists essentially of an aqueous polysiloxane emulsion and has an active ingredient content of at least 25% (eg at least 30% active ingredient content), preferably at least 35% active ingredient content (eg about 40% 30) The process of any one of claims 27 to 29. 紡糸仕上げ剤が2〜15%(例えば、5〜10%)の濃度で加えられる、請求項30記載の方法。   32. The method of claim 30, wherein the spin finish is added at a concentration of 2-15% (eg, 5-10%). 紡糸仕上げ剤の濃度が繊維を基準にして0.2〜1%wt/wt(例えば、0.25〜0.9%)、好ましくは0.3〜0.85%、より好ましくは0.35〜0.85%である、請求項30〜31のいずれか一項記載の方法。   The concentration of the spin finish is 0.2-1% wt / wt (eg, 0.25-0.9%), preferably 0.3-0.85%, more preferably 0.35-0.85%, based on the fiber. The method according to any one of the above. 請求項1〜22のいずれか一項記載の繊維の使用、または請求項27〜32のいずれか一項記載の方法に従って作成された繊維の使用を含む、不織材料を作成する方法。   35. A method of making a nonwoven material comprising the use of a fiber according to any one of claims 1 to 22, or a fiber made according to the method of any one of claims 27 to 32. 繊維が130〜150℃(例えば、132〜148℃)、好ましくは134〜144℃の温度でオーブンボンディングされる、請求項33記載の方法。   34. The method of claim 33, wherein the fibers are oven bonded at a temperature of 130-150 [deg.] C (e.g. 132-148 [deg.] C), preferably 134-144 [deg.] C.
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