JP2007516360A - ヒドロキシルポリマー含有繊維を形成するための回転紡績加工 - Google Patents

Abstract

回転紡糸加工、より詳しくは回転紡糸ダイ、この加工により製造されたヒドロキシルポリマー含有繊維及びヒドロキシルポリマー含有繊維で製造されたウェブを使用してヒドロキシルポリマー含有繊維を製造するための加工が提供される。

Description

本発明は、ヒドロキシルポリマー含有繊維を形成するための回転紡糸加工、より詳しくは、回転紡糸ダイ、そのような回転紡糸加工で製造されたヒドロキシルポリマー含有繊維及びそのようなヒドロキシルポリマー含有繊維で製造されたウェブを使用してヒドロキシルポリマー含有繊維を製造するための加工に関する。

ナイフエッジダイ及び／又はスパンボンドダイ及び／又はメルトブローンダイを使用するもののような、繊維を製造するための非回転紡糸加工が、当該技術分野において既知である。

ヒドロキシルポリマーを含まない、繊維を製造するための回転紡糸加工も、当該技術分野において既知である。例えば、ファイバーグラス原料の繊維が回転紡糸加工により形成され得ることが知られている。しかしながら、先行技術は、ヒドロキシルポリマー含有繊維、特に消費者製品に好適な湿潤強度特性及び／又は溶解度特性を示すヒドロキシルポリマー含有繊維を製造するための回転紡糸加工を教示又は提案していない。

それ故に、ヒドロキシルポリマー含有繊維を製造するための回転紡糸加工の必要性がある。

本発明は、ヒドロキシルポリマー含有繊維を製造するための回転紡糸加工を提供することによって上述の必要性を満たす。

本発明の１つの例では、ヒドロキシルポリマー含有繊維を製造するための加工は、ヒドロキシルポリマー含有繊維が形成されるように、ヒドロキシルポリマー含有組成物を回転紡糸加工に付す工程を含む。

別の実施形態では、ヒドロキシルポリマー含有繊維を製造するための加工であって、
ａ．ヒドロキシルポリマー含有組成物を準備する工程と、
ｂ．ヒドロキシルポリマー含有組成物を回転紡糸ダイに供給する工程と、
ｃ．ヒドロキシルポリマー含有組成物が１以上のヒドロキシルポリマー含有繊維として回転紡糸ダイを出るように、回転紡糸ダイを操作する工程と、を含む加工が準備される。

本発明の更に別の例では、本発明の加工により生産されたヒドロキシルポリマー含有繊維が提供される。

本発明の更に別の例では、本発明に従うヒドロキシルポリマー含有繊維を含むウェブが提供される。

本発明の更に別の例では、１以上のヒドロキシルポリマー含有繊維を製造するための加工、１以上のヒドロキシルポリマー含有繊維が生産されるように、ヒドロキシルポリマー含有組成物を回転紡糸加工に付す工程を含む加工が提供される。

本発明の更に別の例では、１以上のヒドロキシルポリマー含有繊維を製造するための加工であって、
ａ．第１の原料を含む第１の組成物を準備する工程と、
ｂ．第２の原料を含む第２の組成物を準備する工程と、
ｃ．第１及び第２の組成物を回転紡糸ダイに供給する工程と、
ｄ．第１及び第２の組成物が１以上の多成分繊維として回転紡糸ダイを出るように、回転紡糸ダイを操作する工程であって、第１の原料及び第２の原料の少なくとも１つが、ヒドロキシルポリマーを含む工程と、
を含む加工が提供される。

それ故に、本発明は、ヒドロキシルポリマー含有繊維を製造するための加工、そのような加工により生産されたヒドロキシルポリマー含有繊維、及びそのようなヒドロキシルポリマー含有繊維を含むウェブを提供する。

（定義）
「非回転紡糸加工」とは、本明細書で使用する時、ヒドロキシルポリマー含有組成物が非回転紡糸ダイを出る時にヒドロキシルポリマー含有繊維がヒドロキシルポリマー含有組成物から形成される加工を意味する。ヒドロキシルポリマー含有組成物は、ヒドロキシルポリマー含有組成物が非回転紡糸ダイを出る時に、細長化（attenuation）流体流及び／又は重力及び／又は機械力及び／又は電気力によるヒドロキシルポリマー含有組成物の細長化の結果として、ヒドロキシルポリマー含有繊維に形成される。図１は、ヒドロキシルポリマー含有繊維を製造するための非回転紡糸加工の略図である。図１に示されるように、非回転紡糸ダイ１０は、ここを通して細長化流体流１４がダイ１０を出る細長化流体流開口部１２、ここを通してヒドロキシルポリマー含有組成物１８がダイ１０から出てヒドロキシルポリマー含有繊維２０の形態に細長化するヒドロキシルポリマー含有組成物開口部１６を含み、細長化流体流１４のみの結果としてヒドロキシルポリマー含有繊維２０の形態に細長化される。

「回転紡糸加工」とは、本明細書で使用する時、ヒドロキシルポリマー含有組成物が回転紡糸ダイを出る時に、非ヒドロキシルポリマー含有繊維がヒドロキシルポリマー含有組成物から形成される加工を意味する。ヒドロキシルポリマー含有組成物が回転紡糸ダイを出る時に、細長化流体流のみ及び／又は重力及び／又は機械力及び／又は電気力以外の細長化力によるヒドロキシルポリマー含有組成物の細長化の結果として、ヒドロキシルポリマー含有組成物がヒドロキシルポリマー含有繊維に形成される。図２Ａ及び２Ｂは、ヒドロキシルポリマー含有繊維を製造するための回転紡糸加工の一例の略図である。

「細長化流体流」とは、本明細書で使用する時、 好ましくはヒドロキシルポリマー含有組成物がヒドロキシルポリマー含有繊維に取り込まれるようにヒドロキシルポリマー含有組成物を加速させる別個の流体流を意味する。

「別個の流体流」とは、本明細書で使用する時、ヒドロキシルポリマー含有組成物が１以上の気体により加速されるように、十分な速度及びヒドロキシルポリマー含有組成物への近接性を示す空気などの、１以上の気体を意味する。

「繊維」又は「フィラメント」とは本明細書で使用する時、長軸と直角であるその繊維の２つの互いに直行する軸と比較して非常に長い長軸を有する、細長い（slender）、肉細の（thin）、及び高度に可撓性の物体を意味する。好ましくは、長軸と直角な繊維の断面の等価直径に対するその長軸の長さの縦横比は、１００／１よりも大きく、より具体的には５００／１よりも大きく、なおより具体的には１０００／１よりも大きく、さらにより具体的には５０００／１よりも大きい。この繊維は、連続した、或いは実質的に連続した繊維であってよく、又はそれらは不連続の繊維であってもよい。

本発明の繊維は、本明細書に記載される繊維直径試験方法によって測定した場合に、約５０ミクロン未満、及び／若しくは約２０ミクロン未満、及び／若しくは約１０ミクロン未満、及び／若しくは約８ミクロン未満、及び／若しくは約６ミクロン未満、及び／若しくは約４ミクロン未満の繊維直径を有していてよい。

「紡糸加工温度」とは本明細書で使用する時、ヒドロキシルポリマー含有繊維が形成される時に、そのヒドロキシルポリマー含有繊維がロータリー紡糸ダイの外側面で細長化される（attenuated）温度を意味している。

「ヒドロキシルポリマー含有組成物」とは本明細書で使用する時、少なくとも１つのヒドロキシルポリマーを含む組成物を意味する。１つの例では、ヒドロキシルポリマー含有組成物は分解する前に溶融しない物質を少なくとも１つ含む。例えば、ヒドロキシルポリマーは溶融するというよりもむしろ、水に溶解することができ、その後繊維形成プロセスの間に乾燥される（水の除去）ことができる。

（ヒドロキシルポリマー含有組成物）
ヒドロキシルポリマー含有組成物はヒドロキシルポリマーを含む。「ヒドロキシルポリマー」とは本明細書で使用する時、１０重量％よりも多くの、及び／若しくは２０重量％よりも多くの、及び／若しくは２５重量％よりも多くのヒドロキシル基を含有するあらゆるポリマーを意味する。

ヒドロキシルポリマー含有組成物は、少なくとも１つがヒドロキシルポリマーであるポリマー類、並びに／又は無機及び有機の両方の充填剤類、並びに／又は繊維類及び／若しくは発泡剤類のブレンドを含有する複合物であってもよい。

ヒドロキシルポリマー含有組成物は既に形成されていてもよい。１つの例では、ヒドロキシルポリマーは、ヒドロキシルポリマー含有組成物を形成するために、水のような液体との接触によって可溶化されてもよい。こうした液体は、本発明の目的のためには外的な可塑剤の機能を果たすものとみなしてよい。あるいは、ヒドロキシルポリマー含有組成物が組成物を繊維に紡糸するための好適な特性を示すようなヒドロキシルポリマー含有組成物を生産する、当業者に既知のその他のいかなる好適な加工も、使用することができる。

ヒドロキシルポリマー含有組成物は、そのヒドロキシルポリマー含有組成物から繊維を製造する時に、約２３℃〜約１００℃、及び／若しくは約６５℃〜約９５℃、及び／若しくは約７０℃〜約９０℃の温度を有し、並びに／又はその温度に曝されてよい。

ヒドロキシルポリマー含有組成物のｐＨは、約２．５〜約９、及び／若しくは約３〜約８．５、及び／若しくは約３．２〜約８、及び／若しくは約３．２〜約７．５であってよい。

ヒドロキシルポリマー含有組成物は、本明細書に記載されるヒドロキシルポリマー含有組成物の剪断粘度試験方法に従って測定した場合、３，０００ｓｅｃ^-1の剪断速度及び紡糸加工温度において測定した時に、約３００Ｐａ．ｓ未満、及び／若しくは約０．１Ｐａ．ｓ〜約３００Ｐａ．ｓ、及び／若しくは約１Ｐａ．ｓ〜約２５０Ｐａ．ｓ、及び／若しくは約３Ｐａ．ｓ〜約２００Ｐａ．ｓの剪断粘度を有してよい。

１つの実施例では、本発明のヒドロキシルポリマー含有組成物は、そのヒドロキシルポリマー含有組成物の少なくとも約５重量％、及び／又は１５重量％、及び／又は少なくとも約２０重量％及び／若しくは３０重量％及び／若しくは４０重量％及び／若しくは４５重量％及び／若しくは５０重量％から約７５重量％及び／若しくは８０重量％及び／若しくは８５重量％及び／若しくは９０重量％及び／若しくは９５重量％及び／若しくは９９．５重量％までのヒドロキシルポリマーを含んでいてよい。ヒドロキシルポリマーは架橋の前に、約１００，０００ｇ／モルより大きな重量平均分子量を有していてよい。

架橋系はヒドロキシルポリマー含有組成物中に存在していてもよく、及び／又はそのヒドロキシルポリマー含有組成物のポリマー加工の前にそのヒドロキシルポリマー含有組成物に添加されてもよい。

ヒドロキシルポリマー含有組成物は、ａ）そのヒドロキシルポリマー含有組成物の少なくとも約５重量％、及び／又は１５重量％、及び／又は少なくとも約２０重量％及び／若しくは３０重量％及び／若しくは４０重量％及び／若しくは４５重量％及び／若しくは５０重量％から約７５重量％及び／若しくは８０重量％及び／若しくは８５重量％までのヒドロキシルポリマーと、ｂ）そのヒドロキシルポリマー含有組成物の約０．１重量％〜約１０重量％の架橋剤を含む架橋系と、ｃ）そのヒドロキシルポリマー含有組成物の約１０重量％及び／若しくは１５重量％及び／若しくは２０重量％から約５０重量％及び／若しくは５５重量％及び／若しくは６０重量％及び／若しくは７０重量％までの外的な可塑剤、例えば水、を含んでいてよい。

（ヒドロキシルポリマー含有組成物の合成）
本発明のヒドロキシルポリマー含有組成物は、ベント式二軸スクリュー押出機のようなスクリュー押出成形機を用いて調製されてよい。

ＡＰＶベイカー（APV Baker）（英国ピーターボロー（Peterborough））二軸スクリュー押出機のバレル６０が、図３Ａに概略的に示されている。バレル６０は８つの領域に分離されており、領域１〜８として識別される。バレル６０は図３Ｂに概略的に示されている押出スクリュー及び混合要素を取り囲んでおり、押出成形プロセスの間、収容容器としての役割を果たす。固体供給ポート６２が領域１内に配置され、液体供給ポート６４が領域１内に配置されている。押出成形機から出る前に混合物の水分のような液体含有量を冷却して減少させるために、ベント６６が領域７内に含まれている。ヒドロキシルポリマー含有組成物がベント６６を通って流出するのを防ぐために、ＡＰＶベイカー（APV Baker）から市販されている任意のベント用詰め物を利用することができる。バレル６０を通るヒドロキシルポリマー含有組成物の流れは領域１から始まり、領域８においてバレル６０を出る。

二軸スクリュー押出機のためのスクリュー及び混合要素の構成は図３Ｂに概略的に示されている。二軸スクリュー押出機は、直列に設置された複数のツインリードスクリュー（ＴＬＳ）（Ａ及びＢで示されている）及びシングルリードスクリュー（ＳＬＳ）（Ｃ及びＤで示されている）を含む。スクリュー要素（Ａ〜Ｄ）は連続リードの数及びこれらのリードのピッチにより特徴付けられる。

リードはスクリュー要素の芯に巻きつく（所与のねじれ角における）フライトである。リードの数はそのスクリューの長さに沿ったいずれかの所与の位置において芯に巻きついているフライトの数を示す。リードの数が増すと、スクリューの容積が減少し、スクリューの能力を生じさせる圧力が増大する。

スクリューのピッチは、フライトが芯の１回の回転を完了するために必要な距離である。それは、フライトの１回の完全な回転当たりのスクリュー要素の直径の数として表される。スクリューのピッチが減少すると、スクリューによって生ずる圧力が増大し、スクリューの容積が減少する。

スクリュー要素の長さは、その要素の長さをその要素の直径で割った比として報告される。

この実施例はＴＬＳ及びＳＬＳを使用している。スクリュー要素Ａはピッチ１．０及び長さ比１．５のＴＬＳである。スクリュー要素Ｂはピッチ１．０及びＬ／Ｄ比１．０のＴＬＳである。スクリュー要素Ｃはピッチ１／４及び長さ比１．０のＳＬＳである。スクリュー要素Ｄはピッチ１／４及び長さ比１／２のＳＬＳである。

混合要素として機能する双葉パドル（Bilobal paddles）Ｅもまた、混合を強化するためにＳＬＳ及びＴＬＳスクリュー要素と直列に含まれる。流量及び対応する混合時間を制御するために、種々の形状の双葉パドル（bilobal paddles）及び反転要素Ｆ（反対方向へとねじ込まれるシングル及びツインリードスクリュー）が用いられる。

領域１において、ヒドロキシルポリマーが、Ｋ−トロン（K-Tron）（ニュージャージー州ピットマン（Pitman））重量計量フィーダー（loss-in-weight feeder）を用いて、２３０ｇ／分の速度で固体供給ポートに供給される。このヒドロキシルポリマーは、押出成形機（領域１）の内部で、液体供給部においてミルトンロイ（Milton Roy）（ペンシルベニア州アイビーランド（Ivyland））ダイヤフラムポンプ（７．２Ｌ（１．９ガロン）／時間ポンプヘッド）を用いて１４６ｇ／分の速度で添加される水、外的な可塑剤と組み合わされ、ヒドロキシルポリマー／水スラリーを形成する。このスラリーは次いで押出成形機のバレルへと運び込まれて蒸解される（cooked）。表１に、押出成形機の各領域の温度、圧力、及び対応する働きが記載されている。

スラリーが押出成形機を出た後、ヒドロキシルポリマー／水スラリーの一部が捨てられ、その他の部分（１００ｇ）はゼニス（Zenith）（登録商標）、ＰＥＰ ＩＩ型（ノースカロライナ州サンフォード（Sanford））内に供給され、ＳＭＸ形式スタティックミキサー（コッホ−グリッチ（Koch-Glitsch）、イリノイ州ウッドリッジ（Woodridge））へと送られる。スタティックミキサーを使用して架橋剤、架橋促進剤、更なる水のような外的な可塑剤、などの更なる外的な可塑剤のような追加の添加剤をヒドロキシルポリマー／水スラリーと組み合わせ、ヒドロキシルポリマー含有組成物を形成する。これらの添加剤は、プレップ１００ＨＰＬＣポンプ（PREP 100 HPLC pumps）（クロム・テック（Chrom Tech）、ミネソタ州アップルバレー（Apple Valley））によってスタティックミキサーへと送られる。これらのポンプは高圧低容積添加能力を提供する。本発明のヒドロキシルポリマー含有組成物は、ヒドロキシルポリマー含有繊維に紡糸される状態にある。

（回転紡糸加工を使用した繊維紡糸）
本発明によるヒドロキシポリマーを含む繊維を調製するための回転紡糸加工の非限定的な例を以下に挙げる。

ヒドロキシルポリマー含有組成物は、上述のヒドロキシルポリマー含有組成物の合成に従って調製される。図４に示されるように、ヒドロキシルポリマー含有組成物は、回転紡糸加工（又は回転ポリマー加工作業）によってヒドロキシルポリマー含有繊維に紡糸されることができる。「ポリマー加工」とは、本明細書で使用する時、ヒドロキシルポリマー含有組成物からヒドロキシルポリマーを含む繊維を形成するあらゆる操作及び／又はプロセスを意味する。

図２Ａ及び２Ｂに示されるように、本発明に従った回転紡糸システム２２の１つの例では、回転紡糸システム２２は、底壁２６及び外側環状壁２８を備える回転紡糸ダイ２４を含んでもよい。底壁２６及び外側環状壁２８は、受入区画３０が画定されるように互いに結合している。回転紡糸システム２２は、受入区画３０と流体連通しているヒドロキシルポリマー含有組成物供給源３２を更に含む。ヒドロキシルポリマー含有組成物供給源３２は、ヒドロキシルポリマー含有組成物３４を受入区画３０に送達することができる。

外側環状壁２８は、ヒドロキシルポリマー含有組成物３４が作業中にそこを通って回転紡糸ダイ２４を出ることができる少なくとも１つの穴３６を含む。回転紡糸ダイ２４は、受入区画３０を更に画定するために、外側環状壁２８と結合している上壁３８を更に含んでもよい。回転紡糸システム２２は、矢印Ａで表されるように、回転紡糸ダイ２４内へ及び／又はその周囲に湿潤空気を送達することができる湿潤空気供給源４０を更に含んでもよい。

底壁２６は、受入区画３０内のヒドロキシルポリマー含有組成物３４の動きを促進及び／又は補助するチャネル及び／又は溝（図示せず）を含んでもよい。

回転紡糸システム２２は湿潤空気Ａを導くエアディフレクタ４２を含んでもよい。１つの例では、エアディフレクタ４２は回転紡糸ダイ２４に取り付けられる。別の例では、エアディフレクタ４２は回転紡糸ダイ２４から離れて別個である。更に別の例では、エアディフレクタ４２は、上部カバー４２’及び下部カバー４２”を含み、上部カバー４２’及び下部カバー４２”の１つは回転紡糸ダイ２４に取り付けられ、他方は回転紡糸ダイ２４から離れて別個である。

エアディフレクタ４２は、外側環状壁２８の穴３６を出ている繊維４４に湿潤空気Ａが接触するように湿潤空気Ａを導くことができる。

湿潤空気Ａは、ヒドロキシルポリマー含有組成物３４及び／又はヒドロキシルポリマー含有繊維４４を湿潤させることができる。湿潤空気Ａは、５０％を超える及び／又は６０％を超える及び／又は７０％を超える相対湿度を示してもよい。１つの例では、湿潤空気Ａは、回転紡糸ダイ２４の外側環状壁２８に隣接する面積に供給される。別の例では、湿潤空気Ａは、穴３６に隣接する外側環状壁２８にある開口部（図示せず）を通して供給される。そのような開口部の非限定的な例には、回転紡糸ダイ２４を出ている１以上の繊維４４に隣接して湿潤空気を提供することができる孔又は溝穴が挙げられる。

湿潤空気Ａを導くこと以外に、エアディフレクタ４２は、回転紡糸ダイ２４及び／又は繊維４４に接触する非湿潤空気の量を最小化することができる。

ダイ内部に湿潤空気を加えることにより、ヒドロキシルポリマー含有組成物３４が回転紡糸ダイ２４の穴３６を通って容易に流れない程度まで時期尚早に乾燥する傾向を低減することができる。湿潤空気Ａは、ヒドロキシルポリマー含有組成物３４が回転紡糸ダイ２４の穴３６を通って支障なく流れるように、ヒドロキシルポリマー含有組成物３４を流体の状態に維持することができる。

回転紡糸システム２２は、回転紡糸ダイ２４を取外し可能に受け入れる及び／又は取外しができない方法で受け入れることができる取付けシステム４６を更に含んでもよい。取付けシステム４６は、作業中に取付けシステム４６、従って回転紡糸ダイ２４を軸Ｒの周りで半径方向に回転させることができる駆動モーター又はその他の装置と結合していてもよい。

回転紡糸システム２２の作業中、回転紡糸ダイ２４は軸Ｒの周りを回転しながら、受入区画３０に存在し回転紡糸ダイ２４の壁と接触しているヒドロキシルポリマー含有組成物３４に慣性を付与する。ヒドロキシルポリマー含有組成物３４は外側環状壁２８と接触し、外側環状壁２８の少なくとも１つの穴３６を通って回転紡糸ダイ２４を出る前に、一時的に蓄積する。ヒドロキシルポリマー含有組成物２８に付与された慣性の結果として、また少なくとも１つの穴３６を通って回転紡糸ダイ２４を出ているヒドロキシルポリマー含有組成物３４の結果として、ヒドロキシルポリマー含有組成物３４は１以上の繊維４４に細長化される。ヒドロキシルポリマー含有組成物３４に付与された慣性の結果として、ヒドロキシルポリマー含有組成物３４を繊維４４に細長化するために、細長化流体流が必要である。しかしながら、別の例では、ヒドロキシルポリマー含有組成物３４のヒドロキシルポリマー含有繊維４４への細長化を更に補助するために、細長化流体流はまたヒドロキシルポリマー含有組成物３４に適用されてもよい。

ヒドロキシルポリマー含有組成物３４の回転紡糸ダイ２４への供給（feeding）／供給（supplying）は、バッチ及び／又は連続プロセスであることができる。１つの例では、ヒドロキシルポリマー含有組成物３４は、連続又は半連続プロセスにより回転紡糸ダイ２４に供給される。回転紡糸ダイ２４は、ヒドロキシルポリマー含有組成物３４が回転紡糸ダイ２４に供給されている時点で回転していてもよいし、そうでなくてもよい。

ヒドロキシルポリマー含有繊維４４は、ウェブを形成するために、集合装置（図示せず）に集められてもよい。１つの例では、集合装置上への繊維４４の収集を促進するために真空を使用することができる。更に、繊維４４は、一定の方法で集合装置上に集められ得る。

回転紡糸ダイ２４の直径は、作業中にその外側環状壁の外面４８が約１ｍ／ｓ〜約３００ｍ／ｓ及び／又は約１０ｍ／ｓ〜約２００ｍ／ｓ及び／又は約１０ｍ／ｓ〜約１００ｍ／ｓの先端速度（tip velocity）を示すようであってもよい。

外側環状壁２８の少なくとも１つの穴３６は、約０．１〜約１０グラム／穴／分（「ｇｈｍ」）及び／又は約０．２〜約１０ｇｈｍ及び／又は約０．３〜約８ｇｈｍのヒドロキシルポリマー含有組成物３４の処理量を提供するように構成されてもよい。グラム／穴／分は、ヒドロキシルポリマー含有組成物がそこから回転紡糸ダイを出る穴のある外側環状壁を有さない円板などの回転紡糸ダイの例では、グラム／流れを発生させる繊維／分として考えることができ、その例を以下に記述する。

回転紡糸ダイは、繊維の形態で円板を出る前に、ヒドロキシルポリマー含有組成物がそこで接触することができる表面を有する円板であってもよい。円板は比較的平坦であってもよく、又はヒドロキシルポリマー含有組成物が円板を出るように動く際にその動きの経路を制御するための溝及び／若しくはくぼみを含むように設計及び／若しくは修正されてもよい。

更に別の例では、回転紡糸ダイは、繊維の形態でドラム又はバレルを出る前に、ヒドロキシルポリマー含有組成物がそこで接触することができる表面を有するドラム又はバレルであってもよい。円板と同様に、ドラム若しくはバレルは、比較的平坦であってもよく、又はヒドロキシルポリマー含有組成物がドラム若しくはバレルを出るように動く際にその動きの経路を制御するための溝及び／若しくはくぼみを含むように設計及び／若しくは修正されてもよい。

一般に、回転紡糸ダイは、ヒドロキシルポリマー含有組成物が表面に接触し、続いてその表面を出る時に、ヒドロキシルポリマー含有繊維が形成されるように、回転など動くことができるいかなる表面であることもできる。

図２Ａ及び図２Ｂは、その周りで回転紡糸ダイ２４が回転する軸Ｒに関して垂直になる方法でヒドロキシルポリマー含有繊維４４を生産する回転紡糸ダイ２４を有する回転紡糸システム２２の一例を表すが、ヒドロキシルポリマー含有繊維４４は、軸Ｒに関して平行になる方法及び／又は軸Ｒに関して他の任意の方向になる方法で回転紡糸ダイ２４から生産されることができる。

別の例では、ヒドロキシルポリマー含有繊維４４を乾燥させるために、約５０％未満及び／又は約４０％未満及び／又は約３０％未満及び／又は約２０％未満の相対湿度において約１００℃を超える乾燥空気温度で乾燥空気を提供することが可能であり得る乾燥空気システム（図示せず）を、回転紡糸ダイ２４と共に使用することができる。乾燥空気温度は、外側環状壁の外面４８から少なくとも約５ｍｍ及び／又は少なくとも約７ｍｍ及び／又は少なくとも約１０ｍｍ半径方向にヒドロキシルポリマー含有繊維４４に接触してもよい。乾燥空気は、溝穴、孔又は他の配向手段を介して、回転紡糸ダイ２４の周囲で導かれることができる。乾燥空気は、外側環状壁の外面４８から制御された半径の距離で繊維細長化中及び／又はその後に、乾燥空気がヒドロキシルポリマー含有繊維と混合されるように、回転紡糸ダイに関して配置されることができる。乾燥空気の配置を適切に選択することにより、外側環状壁の外面４８の近くに低乾燥区域を維持することができる一方、高乾燥区域は外側環状壁の外面４８からより大きな半径の距離で維持することができる。乾燥空気システムは、必要に応じて、ヒドロキシルポリマー含有繊維４４の細長化を補助することができる。

乾燥空気は、使用される時、乾燥空気の相対湿度に応じて、約１００℃未満の温度であってもよい。

更に、ヒドロキシルポリマー含有組成物３６を加熱するために、加熱システム（図示せず）を回転紡糸ダイ２４と共に使用することができる。ヒドロキシルポリマー含有組成物３６は、約２３度以上から約１００℃以下の温度を示してもよい。

別の例では、ヒドロキシルポリマー含有繊維４４が回転紡糸ダイ２４の底壁２６の中心に近づくのを最小化するために、逆円錐５０を回転紡糸ダイ２４の底壁２６に取り付けることができる。

別の例では、電界紡糸で使用されるものなどの充電システム（図示せず）を回転紡糸ダイ２４と共に使用することができる。

別の例では、回転紡糸ダイは、２以上の異なる種類の原料及び／又は組成物を同時に加工するように設計されることができ、その場合、少なくとも１つの原料又は組成物はヒドロキシルポリマー又はヒドロキシルポリマー含有組成物である。複数の原料が互いに接触するようにして、複合繊維を生じてもよいし、又は別個の繊維として保持されてもよい。原料が互いに接触するなら、その接触は場合により構造範囲に及ぶ繊維を生じてもよい。１つの原料は、繊維の長さに沿って別の原料を完全に囲んでもよく、これはよくシース／コア繊維と呼ばれる。あるいは、原料は更に単純に互いに隣接して、並列繊維を生じてもよい。このような並列繊維はすべての原料の流れにおいて連続的でなくてもよく、これは不連続性多成分繊維を生じる。

更に別の例では、細長化流体流を介してヒドロキシルポリマー含有繊維４４の細長化を補助するために、細長化空気システム（図示せず）を回転紡糸ダイ２４と共に使用してもよい。

１つの例では、回転紡糸加工は１を超える及び／又は４を超える毛管数で行われてもよい。毛管数は、より詳細に以下に記述される。

１つの例では、本発明のヒドロキシルポリマー含有繊維は、約７０℃〜約２００℃及び／又は約１１０℃〜約１９５℃及び／又は約１３０℃〜約１８５℃の硬化温度で、約０．０１及び／若しくは１及び／若しくは５及び／若しくは１５秒〜約６０分、並びに／又は約２０秒〜約４５分並びに／又は約３０秒〜約３０分の時間、硬化されてもよい。あるいは、硬化方法は、紫外線、電子ビーム、赤外線、対流加熱、及びその他の温度上昇法並びにこれらの組み合わせなどの、放射線法を含んでもよい。

更に、繊維はまた、上記の室温で硬化した後で又は上記の室温で硬化する代わりに、室温で数日間硬化されてもよい。

別の例では、本発明の繊維は、多成分繊維などの多構成繊維を含んでもよい。多成分繊維とは、本明細書で使用する時、互いの空間的関係において１つより多くの別個の部分を有する繊維を意味する。多成分繊維は、互いの空間的関係において２つの別個の部分を有する繊維として定義される２成分繊維を包含する。多成分繊維の異なる構成成分は、繊維の断面にわたって実質的に区別可能な区域に配置され、繊維の長さに沿って連続して伸長することができる。多成分繊維の異なる構成成分は、第１の加工デンプンと第２の異なって加工されたデンプンのように、組成において類似することができる。あるいは、異なる構成成分は、例えば、ヒドロキシルポリマー含有と熱可塑性原料及び／又は疎水性原料と親水性原料のように、異なる特性を示してもよい。

多成分繊維は、コア／シースの配向、並列の配向及び／又は第１の構成成分内に分散した異なる構成成分の不連続区域を有する第１の構成成分の連続性繊維のように、異なる配向で形成されてもよい。

このような多成分繊維、具体的には２成分繊維の非限定例は、本発明のヒドロキシルポリマーが繊維のコアに相当し、他のポリマーがシースに相当し、このシースが繊維のコアを取り囲んでいるか実質的に取り囲んでいる、２成分繊維である。このような繊維が誘導されるヒドロキシルポリマー含有組成物には、ヒドロキシルポリマー及びその他のポリマーの両方が包含されてよい。

別の多成分繊維、特に２成分繊維の例では、シースがヒドロキシルポリマーと架橋剤を有する架橋系とを含み、コアがヒドロキシルポリマーと架橋剤を有する架橋系とを含んでいてもよい。シース及びコアに関して、ヒドロキシルポリマーは同じであっても異なっていてもよく、架橋剤は同じであっても異なっていてもよい。更に、ヒドロキシルポリマーの濃度は、同じであっても異なっていてもよく、架橋剤の濃度は同じであっても異なっていてもよい。

本発明の１以上の繊維は、繊維性構造及び／又はウェブに組み込まれてもよい。このような繊維性構造は、１プライ又は多プライの衛生ティッシュ製品、例えば化粧紙、トイレットペーパー、ペーパータオル及び／又はペーパーワイプ、女性用ケア製品、おむつ、筆記用紙、ティッシュの芯などの芯、並びにその他の種類の紙製品などの商品に最終的に組み込まれてもよい。

（ヒドロキシルポリマー）
本発明によるヒドロキシルポリマーは、 本発明の繊維に組み込まれることができるいかなるヒドロキシル含有ポリマーをも含む。１つの例では、ヒドロキシル含有ポリマーは、加工されていない非置換セルロースポリマーを含まない（例えば、リオセル）。

１つの例では、本発明のヒドロキシルポリマーは１０重量％よりも多い、及び／若しくは２０重量％よりも多い、及び／若しくは２５重量％よりも多いヒドロキシル部分を包含する。

本発明に従うヒドロキシルポリマーの非限定例としては、デンプン及びデンプン誘導体などのポリオール類、セルロースエーテル及びエステル誘導体などのセルロース誘導体、キトサン及びキトサン誘導体、ポリビニルアルコール類及び種々の他の多糖類（ガム類、アラビナン類及びガラクタン類など）、並びにタンパク質類が挙げられる。

ヒドロキシルポリマーは好ましくは、約１０，０００ｇ／モルよりも大きい、及び／若しくは約４０，０００ｇ／モルよりも大きい、及び／若しくは約１０，０００〜約８０，０００，０００ｇ／モル、及び／若しくは約１０，０００〜約４０，０００，０００ｇ／モル、及び／若しくは約１０，０００〜約１０，０００，０００ｇ／モルの重量平均分子量を有する。更に高い及び更に低い分子量のヒドロキシルポリマー類を、好ましい重量平均分子量を有するヒドロキシルポリマー類と組み合わせて使用してもよい。「重量平均分子量」とは、本明細書で使用する時、「コロイド及び界面Ａ、物理化学及び工学の観点（Colloids and Surfaces A.Physico Chemical & Engineering Aspects）」、１６２巻、２０００、１０７〜１２１頁に見出されるプロトコルにしたがって、ゲル浸透クロマトグラフィーを用いて測定される重量平均分子量を意味する。

天然デンプンは、当該技術分野において周知のように、化学的又は酵素的に変性され得る。例えば、天然デンプンは酸希釈（acid-thinned）、ヒドロキシエチル化、又はヒドロキシプロピル化、若しくは酸化することができる。

本明細書では「多糖類」とは、天然多糖類及び多糖類誘導体又は変性多糖類を意味する。好適な多糖類としては、ゴム類、アラビナン類、ガラクタン類、及びこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。

本発明のヒドロキシルポルマー（単独又は組み合わせ）として用いるのに好適なポリビニルアルコール類は次の一般式によって特徴付けることができ、

各Ｒは、Ｃ₁〜Ｃ₄アルキル；Ｃ₁〜Ｃ₄アシルからなる群から選択され；及びｘ／ｘ＋ｙ＋ｚ＝０．５〜１．０である。

（架橋系）
本発明の架橋系は、架橋剤に加えて、架橋促進剤を含んでいてもよい。

「架橋促進剤」とは、本明細書で使用する時、架橋剤を活性化することができるいかなる原料をも意味し、従ってヒドロキシルポリマーが架橋剤を介して架橋されるように架橋剤を不活性状態から活性状態に変える。

好適な架橋促進剤の非限定例としては、２〜６のｐＫａを有する酸類又はそれらの塩類が挙げられる。架橋促進剤はブレンステッド酸類及び／又はそれらの塩類、好ましくはそれらのアンモニウム塩類であってもよい。

加えて、マグネシウム及び亜鉛塩などの金属塩類を単独で、又はブレンステッド酸類及び／若しくはそれらの塩類と組み合わせて、架橋促進剤として使用することができる。

好適な架橋促進剤の非限定例としては、酢酸、安息香酸、クエン酸、ギ酸、グリコール酸、乳酸、マレイン酸、フタル酸、リン酸、コハク酸、及びこれらの混合物、並びに／又はそれらの塩類、好ましくはグリコール酸アンモニウム、クエン酸アンモニウム及び硫酸アンモニウムなどのそれらのアンモニウム塩が挙げられる。

好適な架橋剤の非限定例には、グリオキサールと、尿素類（構造Ｖ、Ｘ＝Ｏ）、チオ尿素類（構造Ｖ、Ｘ＝Ｓ）、グアニジン類（構造Ｖ、Ｘ＝ＮＨ、Ｎ−アルキル）、メチレンジアミド類（構造ＶＩ）、及びメチレンジカルバメート類（構造ＶＩＩ）並びにこれらの誘導体とのアルキル置換又は非置換環状付加物に由来して生ずる化合物；並びにこれらの混合物が挙げられる。

１つの例では、架橋剤は次の構造を有し、

式中、Ｘ、はＯ、又はＳ、若しくはＮＨ、若しくはＮ−アルキルであり、Ｒ₁及びＲ₂は独立して、

式中、Ｒ₃及びＲ₈は独立して、Ｈ、直鎖又は分枝鎖Ｃ₁〜Ｃ₄アルキル、ＣＨ₂ＯＨ、及びこれらの混合物からなる群から選択され、Ｒ₄は独立して、Ｈ、直鎖又は分枝鎖Ｃ₁〜Ｃ₄アルキル、及びこれらの混合物からなる群から選択され；ｘは０〜１００であり；及びｑは０〜１０であり、Ｒ_Hは独立してＨ、直鎖又は分枝鎖Ｃ₁〜Ｃ₄アルキル、及びこれらの混合物からなる群から選択される。

１つの例では、Ｒ₃、Ｒ₈、及びＲ₄のすべてが１つのユニット内でＣ₁〜Ｃ₄アルキルであることはない。

別の例では、Ｒ₃、Ｒ₈、及びＲ₄のうちの１つだけが１つのユニット内でＣ₁〜Ｃ₄アルキルである。

別の例では、架橋剤は次の構造を有し、

式中、Ｒ₂は独立して、

であり、式中、Ｒ₃及びＲ₈は独立して、Ｈ、直鎖又は分枝鎖Ｃ₁〜Ｃ₄アルキル、ＣＨ₂ＯＨ、及びこれらの混合物からなる群から選択され、Ｒ₄は独立して、Ｈ、直鎖又は分枝鎖Ｃ₁〜Ｃ₄アルキル、及びこれらの混合物からなる群から選択され；ｘは０〜１００であり；及びｑは０〜１０であり、Ｒ_Hは独立してＨ、直鎖又は分枝鎖Ｃ₁〜Ｃ₄アルキル、及びこれらの混合物からなる群から選択される。

１つの例では、Ｒ₃、Ｒ₈及びＲ₄のすべてが１つのユニット内でＣ₁〜Ｃ₄アルキルであることはない。

別の例では、Ｒ₃、Ｒ₈及びＲ₄のうちの１つだけが１つのユニット内でＣ₁〜Ｃ₄アルキルである。

更に別の例では、架橋剤は次の構造を有し、

式中、Ｒ₂は独立して、

であり、式中、Ｒ₃及びＲ₈は独立して、Ｈ、直鎖又は分枝鎖Ｃ₁〜Ｃ₄アルキル、ＣＨ₂ＯＨ、及びこれらの混合物からなる群から選択され、Ｒ₄は独立して、Ｈ、直鎖又は分枝鎖Ｃ₁〜Ｃ₄アルキル、及びこれらの混合物からなる群から選択され；ｘは０〜１００であり；及びｑは０〜１０であり、Ｒ_Hは独立してＨ、直鎖又は分枝鎖Ｃ₁〜Ｃ₄アルキル、及びこれらの混合物からなる群から選択される。

１つの例では、Ｒ₃、Ｒ₈、及びＲ₄のすべてが１つのユニット内でＣ₁〜Ｃ₄アルキルであることはない。

別の例では、Ｒ₃、Ｒ₈、及びＲ₄のうちの１つだけが１つのユニット内でＣ₁〜Ｃ₄アルキルである。

更に他の例では、架橋剤は、次の構造（構造ＶＩＩＩ、ＩＸ、及びＸ）のうちの１つを有し、

式中、Ｘ、はＯ、又はＳ、若しくはＮＨ、若しくはＮ−アルキルであり、Ｒ₁及びＲ₂は独立して、

であり、式中、Ｒ₃及びＲ₈は独立して、Ｈ、直鎖又は分枝鎖Ｃ₁〜Ｃ₄アルキル、ＣＨ₂ＯＨ及びこれらの混合物からなる群から選択され、Ｒ₄は独立して、Ｈ、直鎖又は分枝鎖Ｃ₁〜Ｃ₄アルキル及びこれらの混合物からなる群から選択され、ｘは０〜１００であり、ｑは０〜１０であり、Ｒ_Hは独立して、 Ｈ、直鎖又は分枝鎖Ｃ₁〜Ｃ₄アルキル及びこれらの混合物からなる群から選択され、ｘは０〜１００であり、ｙは１〜５０であり、Ｒ₅は独立して、−（ＣＨ₂）_n−（式中、ｎは１〜１２である）、−（ＣＨ₂ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ₂)−から選択され、

式中、Ｒ₆及びＲ₇は独立して、Ｈ、直鎖又は分枝鎖Ｃ₁〜Ｃ₄アルキル、及びこれらの混合物からなる群から選択され、式中、Ｒ₆及びＲ₇は単一のユニット内で両方ともＣ₁〜Ｃ₄アルキルであることはできず；ｚは１〜１００である。

１つの例では、Ｒ₃、Ｒ₈及びＲ₄のすべてが１つのユニット内でＣ₁〜Ｃ₄アルキルであることはない。

更に別の例では、Ｒ₃、Ｒ₈及びＲ₄のうち１つだけが、１単位内でＣ₁〜Ｃ₄アルキルである。

架橋剤は次の構造を有していてもよく：

式中、Ｒ₁及びＲ₂は独立して、

であり、式中、Ｒ₃及びＲ₈は独立して、Ｈ、直鎖又は分枝鎖Ｃ₁〜Ｃ₄アルキル、ＣＨ₂ＯＨ及びこれらの混合物からなる群から選択され、Ｒ₄は独立して、Ｈ、直鎖又は分枝鎖Ｃ₁〜Ｃ₄アルキル及びこれらの混合物からなる群から選択され、ｘは０〜１００であり、ｑは０〜１０であり、Ｒ_Hは独立して、Ｈ、直鎖又は分枝鎖Ｃ₁〜Ｃ₄アルキル、及びこれらの混合物からなる群から選択され、ｘは１〜１００であり、ｙは１〜５０であり、Ｒ₅は独立して、−（ＣＨ₂）_n−であり、式中、ｎは１〜１２である。

１つの例では、Ｒ₃、Ｒ₈及びＲ₄のすべてが１つのユニット内でＣ₁〜Ｃ₄アルキルであることはない。

別の例では、Ｒ₃、Ｒ₈及びＲ₄のうちの１つだけが１つのユニット内でＣ₁〜Ｃ₄アルキルである。

更に別の例では、架橋剤は次の構造を有し、

式中、Ｒ₁及びＲ₂は独立して、

であり、式中、Ｒ₃及びＲ₈は独立して、Ｈ、直鎖又は分枝鎖Ｃ₁〜Ｃ₄アルキル、ＣＨ₂ＯＨ及びこれらの混合物からなる群から選択され、Ｒ₄は独立して、Ｈ、直鎖又は分枝鎖Ｃ₁〜Ｃ₄アルキル及びこれらの混合物からなる群から選択され、ｘは０〜１００であり、ｑは０〜１０であり、Ｒ_Hは独立して、Ｈ、直鎖又は分枝鎖Ｃ₁〜Ｃ₄アルキル及びこれらの混合物からなる群から選択され、ｘは１〜１００であり、ｙは１〜５０であり、Ｒ₅は独立して、−（ＣＨ₂）_n−（式中、ｎは１〜１２である）、−（ＣＨ₂ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ₂）−からなる群から選択され、

式中、Ｒ₆及びＲ₇は独立して、Ｈ、直鎖又は分枝鎖Ｃ₁〜Ｃ₄アルキル、及びこれらの混合物からなる群から選択され、式中、Ｒ₆及びＲ₇は単一のユニット内で両方ともＣ₁〜Ｃ₄アルキルであることはできず；ｚは１〜１００である。

１つの例では、Ｒ₃、Ｒ₈、及びＲ₄のすべてが１つのユニット内でＣ₁〜Ｃ₄アルキルであることはない。

別の例では、Ｒ₃、Ｒ₈、及びＲ₄のうちの１つだけが１つのユニット内でＣ₁〜Ｃ₄アルキルである。

１つの例では、架橋剤はイミダゾリジノン（構造Ｖ、Ｘ＝Ｏ）（式中、Ｒ₂＝Ｈ、Ｍｅ、Ｅｔ、Ｐｒ、Ｂｕ、（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）_pＨ、（ＣＨ₂ＣＨ（ＣＨ₃）Ｏ）_pＨ、（ＣＨ（ＣＨ₃）ＣＨ₂Ｏ）_pＨ（式中、ｐは０〜１００であり、Ｒ₁はメチルである））を含む。上述の市販の架橋剤、すなわち、バスフ（BASF）からのフィクサプレット（Fixapret）ＮＦはＲ₁＝メチル、Ｒ₂＝Ｈを有している。

別の例では、架橋剤は、イミダゾリジノン（構造Ｖ、Ｘ＝Ｏ）（式中、Ｒ₂＝Ｈ、Ｍｅ、Ｅｔ、Ｐｒ、Ｂｕであり、Ｒ₁＝Ｈである）を含む。ジヒドロキシエチレン尿素（ＤＨＥＵ）はイミダゾリジノン（構造Ｖ、Ｘ＝Ｏ）（式中、Ｒ₁及びＲ₂の両方がＨである）を含む。ＤＨＥＵはＥＰ特許０２９４００７Ａ１における手順に従って合成できる。

上記のすべての式において、ＯＲ₂部分が結合されている炭素はＨにも結合されているが、これは簡潔化の理由で構造式には示されていないということが、当業者には理解される。

上記の架橋剤に加えて、本発明のヒドロキシルポリマー含有組成物での使用に好適な更なる非限定的架橋剤には、エピクロロヒドリン、ポリアクリルアミド、並びにその他の永久的及び／又は一時的湿潤強度樹脂が挙げられる。

（高重合体）
「高重合体」とは、本明細書で使用する時、ヒドロキシルポリマーと実質的に適合性があり、ヒドロキシルポリマー含有組成物に組み込まれることができる高重量平均分子量のポリマーを意味する。好適なポリマーの分子量は、ヒドロキシルポリマーとの交絡及び／又は結合を達成させるのに十分高くあるべきである。高重合体は、好ましくは、実質的に直鎖構造を有するが、（Ｃ１〜Ｃ３）の短枝を有する直鎖又は１〜３の長枝を有する分枝鎖も本明細書に用いるのに好適である。本明細書で使用する時、用語「実質的に適合性がある」とは、組成物の軟化温度及び／又は融解温度を超える温度まで加熱された時、高重合体がヒドロキシルポリマーと実質的に均質な混合物(すなわち、組成物は裸眼で透明又は半透明に見える）を形成することができることを意味する。

ヒドロキシルポリマーと高重合体との適合性を測定するために、ヒルデブランド溶解度パラメータ（δ）を使用することができる。一般に、２つの原料の溶解度パラメータが類似する時に、それらの間の実質的な適合性が予想され得る。恐らく水の強い水素結合能力のために、水が、一般の溶媒の中では最高である４８．０ＭＰａ^1/2のδ水値を有することが知られている。デンプンは典型的に、セルロースのもの（約３４ＭＰａ^1/2）に似ているδテ゛ンフ゜ン値を有する。

理論に束縛されないが、本明細書に用いるのに好適であるポリマーは、実質的に適合性のある混合物を形成するために、分子レベルでヒドロキシルポリマーと相互作用するのが好ましいと考えられている。相互作用は、高重合体とヒドロキシルポリマーとの間の水素結合のような強い化学的なタイプの相互作用から、それらの間の単なる物理的交絡にまで及ぶ。本明細書で有用な高重合体は、実質的に直鎖分子の高重量平均分子量であるのが好ましい。アミロペクチン分子の極めて分枝状の構造は、単一分子内の分枝の近接性のために、分枝が分枝内で相互作用するのを好む。それ故に、他のヒドロキシルポリマー、特にデンプン分子とのアミロペクチン分子の交絡／相互作用が弱い、又は無効であると考えられている。ヒドロキシルポリマーとの適合性は、アミロペクチン分子がポリマーを介して互いに結合するように、好適な高重合体が分枝状アミロペクチン分子と密接に混合及び化学的に相互作用及び／又は物理的に交絡するのを可能にする。高分子量のポリマーは、それが幾つかのヒドロキシルポリマーと同時に相互作用／交絡するのを可能にする。すなわち、高重合体は、ヒドロキシルポリマーの分子連鎖として機能する。高重合体の連結機能は、アミロペクチン含有量の多いデンプンに特に重要である。ヒドロキシルポリマーと高重合体との交絡及び／又は結合は、ヒドロキシルポリマー含有組成物が伸張加工に適するように、組成物の溶融伸張性を高める。

１つの例では、組成物が１軸で非常に高い延伸倍率（１０００を超える）に溶融細長化されることができることがわかった。

ヒドロキシルポリマーとの交絡及び／又は結合を有効に形成するために、本明細書に用いるのに好適な高重合体は少なくとも５００，０００ｇ／モルの重量平均分子量を有するべきである。通常、ポリマーの重量平均分子量は、約５００，０００〜約２５，０００，０００、好ましくは約８００，０００〜約２２，０００，０００、より好ましくは約１，０００，０００〜約２０，０００，０００、最も好ましくは約２，０００，０００〜約１５，０００，０００の範囲である。幾つかのデンプン分子と同時に相互作用して、伸張融解粘度を増大させ融解破砕を減少させる能力のために、高分子量のポリマーが好ましい。

好適な高重合体は、δテ゛ンフ゜ンとδホ゜リマーとの差が約１０ＭＰａ^1/2未満、好ましくは約５ＭＰａ^1/2未満、より好ましくは約３ＭＰａ^1/2未満のδホ゜リマーを有する。好適な高重合体の非限定的な例には、ポリアクリルアミド及びカルボキシル変性ポリアクリルアミドなどの誘導体；ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸及びそれらの部分エステルを含むアクリルポリマー及びコポリマー；ポリビニルアセテート、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンビニルアセテート及びポリエチレンイミンなどを含むビニルポリマー；ポリアミド；ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリエチレンプロピレンオキシド及びこれらの混合物などのポリアルキレンオキシドが挙げられる。前述のポリマーのうち任意のものから選択されるモノマーの混合物から作られるコポリマーも、本明細書で好適である。その他の代表的な高重合体には、アルギネート、カラギーナン、ペクチン及び誘導体並びにキチン及び誘導体などの水溶性多糖類；グアーガム、キサンタムガム、寒天、アラビアゴム、カラヤゴム、トラガカントゴム、イナゴマメゴム及び同様のゴムなどのゴム類；アルキルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロース及びカルボキシアルキルセルロースなどのセルロースの水溶性誘導体；並びにこれらの混合物が挙げられる。

幾つかのポリマー（例えば、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸）は、一般に高分子量範囲（即ち、５００，０００以上）では入手できない。少量の架橋剤を添加し、本発明で有用な好適な高分子量の分枝状ポリマーを生産してもよい。

高重合体は、比較的一貫した直径を有する繊維が紡がれることができるように、紡糸加工中に繊維の融解破砕及び毛管破断を目に見えて低減させるのに有効な量で、本発明のヒドロキシルポリマー含有組成物に添加されてもよい。これらの高重合体は、通常、ヒドロキシルポリマー含有組成物の約０．００１〜約１０重量％、好ましくは約０．００５〜約５重量％、より好ましくは約０．０１〜約１重量％、最も好ましくは約０．０５〜約０．５重量％の範囲で存在する。比較的低い濃度でこれらのポリマーがヒドロキシルポリマー含有組成物の溶融伸張性を大きく改善することがわかったことは驚くべきことである。

（親水性／親油性系）
本発明の親水性／親油性系は親水性構成成分及び親油性構成成分を含む。この親水性／親油性系は、約４０°未満及び／若しくは約２５°未満〜約−３０℃及び／若しくは約−１５℃のＴｇを示す。

親水性／親油性系の非限定例は、ラテックスグラフト化デンプン類、スチレン／ブタジエンラテックス類、ビニル／アクリル系ラテックス類、アクリル系ラテックス類、アクリレート変性ラテックス類、水分散性フルオロポリマー類、水分散性シリコーン類、及びこれらの混合物からなる群から選択される成分を含む。

１つの例では、親水性／親油性系は、（ホリバ・インターナショナル（Horiba International）、カリフォルニア州アービング（Irving）から市販されているＬＢ５００によって測定した場合）約１０ｎｍから及び／若しくは約７５ｎｍから及び／若しくは約１００ｎｍから約６μｍまで及び／若しくは約３μｍまで及び／若しくは約１．５μｍまでの平均粒径を示す。１つの例では、親水性／親油性系は約１０ｎｍ〜約６μｍの平均粒径を示す。

１つの例では、親水性構成成分と親油性構成成分とは互いに共有結合されている。

別の例では、親水性構成成分と親油性構成成分とは互いに共有結合されていない。

１つの例では、親水性構成成分及び親油性構成成分はこの親水性／親油性系において、親水性構成成分の重量パーセントの親油性構成成分に対する重量パーセントが約３０：７０〜約１：９９、及び／又は約２０：８０〜約５：９５で存在する。

更に別の例では、親水性／親油性系は本発明のポリマー溶融組成物中において、デンプンの約０．５重量％から及び／又は約１重量％から約３重量％まで及び／又は約１０重量％までの濃度で存在する。

１つの例では、親水性／親油性系はヒドロキシルポリマー内で不連続な相を含む。換言すれば、ヒドロキシルポリマーは連続相中に存在してもよく、及び親水性／親油性系はこのヒドロキシルポリマーの連続相内の不連続な相中に存在してもよい。

（ａ．親水性構成成分）
好適な親水性構成成分の非限定例は、アルキルアリールスルホネート類、エトキシル化アルコール類、エトキシル化アルキルフェノール類、エトキシル化アミン類、エトキシル化脂肪酸類、エトキシル化脂肪酸エステル類及び油類、グリセロールエステル類、プロポキシル化及びエトキシル化脂肪酸類、プロポキシル化及びエトキシル化脂肪族アルコール類、プロポキシル化及びエトキシル化アルキルフェノール類、四級界面活性剤類、ソルビタン誘導体、アルコールスルフェート類、エトキシル化アルコールスルフェート類、スルホスクシネート類及びこれらの混合物からなる群から選択される。

（ｂ．親油性構成成分）
好適な親油性構成成分の非限定例は、飽和及び不飽和の動物油及び植物油類、鉱物油、ペトロラタム、天然及び合成ワックス類、及びこれらの混合物からなる群から選択される。

（ｃ．界面活性剤構成成分）
本発明の親水性／親油性系は、界面活性剤構成成分を含んでもよい。好適な界面活性剤構成成分の非限定例としては、シロキサン系界面活性剤、及びオルガノスルホスクシネート界面活性剤が挙げられる。

好適な界面活性剤構成成分物質の１つの部類として、シロキサン系界面活性剤（シロキサン系物質）を挙げることができる。この用途におけるシロキサン系界面活性剤は、他の用途向けのシロキサンポリマーであってもよい。シロキサン系界面活性剤の重量平均分子量は、典型的には、５００〜２０，０００ｇ／モルである。ポリ（ジメチルシロキサン）から誘導されるこのような物質は、当該技術分野において周知である。

好適なシロキサン系界面活性剤の非限定的な市販例は、ＴＳＦ４４４６並びにＮｕ Ｗｅｔ５５０及び６２５、並びにＸＳ６９−Ｂ５４７６（ゼネラル・エレクトリック・シリコーンズ（General Electric Silicones）から市販）；ジェナミン（Jenamine）（登録商標）ＨＳＸ（デルコン（DelCon）から市販）、シルウェット（Silwet）Ｌ７０８７、Ｌ７２００、Ｌ８６２０、Ｌ７７及びＹ１２１４７（オーシースペシャリティーズ（OSi Specialties）から市販）である。

好適な界面活性剤構成成分物質の第２の好ましい部類は、有機物の性質をもつ。好ましい物質は、炭素原子数約６〜約２０個の炭素鎖を有するオルガノスルホスクシネート界面活性剤類である。それぞれ炭素数約６〜約２０個の炭素鎖を有する、ジアルキル鎖を含有するオルガノスルホスクシネート類が最も好ましい。また、アリール又はアルキルアリール、置換又は非置換、分枝鎖又は直鎖、飽和又は不飽和の基を含有する鎖も好ましい。

好適なオルガノスルホスクシネート界面活性剤類の市販の非限定例は、エアゾール（Aerosol）ＯＴ及びエアゾール（Aerosol）ＴＲ−７０（サイテック（Cytec）製）の商品名で入手可能である。

１つの例では、界面活性剤は存在する時、デンプンの約０．０１重量％〜約０．５重量％及び／又は約０．０２５重量％〜約０．４重量％及び／又は約０．０５重量％〜約０．３０重量％の濃度で本発明のポリマー溶融組成物に存在してもよい。

（その他の成分）
本発明のヒドロキシルポリマー含有組成物及び／又はヒドロキシルポリマー含有繊維は、可塑剤、希釈剤、酸化剤、乳化剤、結合抑制剤、潤滑剤、加工助剤、蛍光増白剤、酸化防止剤、難燃剤、染料、顔料、充填剤、他のタンパク質及びそれらの塩、他のポリマー（熱可塑性ポリマー、粘着性付与樹脂、増量剤、湿潤強度向上樹脂、及びそれらの混合物など）からなる群から選択される添加剤を更に含んでいてもよい。

（試験方法）
（方法Ａ．繊維直径試験方法）
適当な坪量（およそ５〜２０ｇ／平方メートル）の繊維を含むウェブを、およそ２０ｍｍ×３５ｍｍの方形に裁断する。次に繊維を比較的不透明にするために、ＳＥＭスパッターコーター（米国ペンシルベニア州、ＥＭＳ社（EMS Inc））を用いて、試料を金でコーティングする。典型的なコーティングの厚さは５０〜２５０ｎｍである。次いで試料を２枚の標準顕微鏡スライドの間に載せて、小さなバインダークリップを用いて圧縮する。試料をオリンパス（Olympus）ＢＨＳ顕微鏡で１０Ｘ対物レンズを用い顕微鏡光コリメータレンズ（light-collimating lens）をできるだけ対物レンズから遠ざけるように動かして画像化する。画像をニコン（Nikon）Ｄ１デジタルカメラを用いて撮影する。画像の空間距離を較正するためにガラス顕微鏡ミクロメーターを使用する。画像のおよその解像度は１μｍ／ピクセルである。画像は典型的には、繊維及び背景に対応する強度ヒストグラムにおけるはっきりした二峰性分布を示す。許容可能な二峰性分布を達成するために、カメラ調節又は異なる坪量が用いられる。典型的には試料１つ当たり１０枚の画像が撮られ、画像分析結果が平均される。

画像は、Ｂ．ポアデイヒミ（Pourdeyhimi）、Ｒ．及びＲ．デント（Dent）によって「不織布の繊維直径分布測定（Measuring fiber diameter distribution in nonwovens）」（織物研究誌（Textile Res.J.）６９（４）２３３〜２３６、１９９９年）に記載されているものと同様の方法で分析される。ＭＡＴＬＡＢ（バージョン６．３）及びＭＡＴＬＡＢイメージプロセッシングツールボックス（MATLAB Image Processing Tool Box）（バージョン３）を使用するコンピューターによって、デジタル画像が分析される。画像はまずグレースケールに変換される。次いで画像を、閾値化された白黒ピクセルの種類内の相違を最小限にする閾値を用いて白黒ピクセルへと二値化する。画像は二値化されると、各繊維の中心が画像中に位置決めされるように骨格化される。二値化された画像の距離の変換もまた計算される。骨格化された画像と距離地図のスカラ積が、ピクセル強度がゼロかその位置での繊維の半径かのどちらかである画像を提供する。２つの重なり合う繊維間の接合部の１つの半径内でのピクセルは、それらが示す距離がその接合部の半径よりも小さい場合はカウントされない。次いで残りのピクセルを用いて、画像中に収容された繊維直径の長さ加重ヒストグラム（length-weighted histogram）を計算する。

（方法Ｂ．ヒドロキシルポリマー含有組成物の剪断粘度）
ヒドロキシルポリマー含有組成物の剪断粘度は、キャピラリー・レオメーター、ゲットファート・レオグラフ（Goettfert Rheograph）６０００（米国、サウスカロライナ州ロックヒル（Rock Hill）のゲットファート（Goettfert）ＵＳＡにより製造）を用いて測定される。測定は、１．０ｍｍの直径Ｄ及び３０ｍｍの長さＬ（すなわちＬ／Ｄ＝３０）を有するキャピラリーダイを用いて行われる。ダイはレオメーターの２０ｍｍバレルの低い方の末端に取り付けられ、これは約７５℃のダイ試験温度に保持される。ダイ試験温度に予め加熱されたポリマー溶融組成物の試料６０ｇをレオメーターのバレル部分内に装填する。試料からすべての混入空気を取り除く。一連の選択された速度、１，０００〜１０，０００ｓｅｃ^-1で、バレルからキャピラリーダイを通して試料を押す。見かけ剪断粘度は、試料がバレルからキャピラリーダイを通って進むときに試料に生じる圧力低下及びキャピラリーダイを通る試料の流量から、レオメーターのソフトウェアを用いて計算することができる。ｌｏｇ（見かけ剪断粘度）をｌｏｇ（剪断断速度）に対してプロットすることができ、プロットは以下の式に従って指数法則により適合されることができ、
η＝Ｋγ^n-1
式中、Ｋは原料の粘度定数であり、ｎは原料の減粘指数（thinning index）であり、γは剪断速度である。本明細書の組成物の報告される見かけ剪断粘度は、剪断速度３，０００ｓｅｃ^-1に対する補間により指数法則関係を用いて計算される。

（Ｃ．毛管数試験方法）
流体流がダイ開口部から出てくる時、流体と空気（又は気体）との間の表面力（表面張力）は、流体が液滴に破断するのを助長する。蛇口又はホースから出てくる水は、１つの流れを維持するのではなく、液滴に破断する傾向がある。この液滴の傾向は、流体の流体速度（すなわち流速）を上げること、流体の粘度を増大させること、又は流体の表面張力を下げることにより低減する。より速い流体速度では、流体はより長い距離、凝集性の噴流のままである。より高い粘度では、水ではなく蜂蜜を注ぐように、流体は更に安定している。

毛管数は、この液滴の破断の可能性を特徴付けるのに用いられる無次元数である。大きい毛管数は、ダイを出る際の流体安定性がより大きいことを表す。毛管数は以下のように定義される。

Ｖはダイ出口での流体速度（時間当たりの長さの単位）であり、
ηはダイの状態における流体粘度（長さ×時間当たりの質量の単位）であり、
σは流体の表面張力（時間²当たりの質量の単位）である。速度、粘度及び表面張力が一連の一貫した単位で表される時、結果として得られる毛管数はそれ自身の単位を持たず、個々の単位は無効になる。

毛管数はダイの出口での状態に対して規定される。流体速度は、ダイ開口部を通る流体の平均速度である。平均速度は以下のように定義される。

Ｖｏｌ’は体積流量（時間当たりの長さ³の単位）であり、
面積はダイ出口の断面積（長さ²の単位）である。

ダイ開口部が円形の穴である場合、流体速度は以下のように定義されることができる。

Ｒは円形の穴の半径（長さの単位）である。

流体粘度は温度に依存し、また剪断速度に依存する可能性がある。ずり減粘流体の定義は、剪断速度への依存を含む。表面張力は、流体の構成及び流体の温度に依存する。

繊維紡糸加工では、ダイを出る時にフィラメントは初期安定性を有する必要がある。毛管数は、この初期安定性基準を特徴付けるのに用いられる。ダイの状態において、毛管数は１を超える、好ましくは４を超えるべきである。

ヒドロキシルポリマー含有繊維を製造するための非回転紡糸加工の略図。 本発明に従ってヒドロキシルポリマー含有繊維を製造するための回転紡糸加工の１つの例の略図。 本発明に従ってヒドロキシルポリマー含有繊維を製造するための、図２Ａの一部である回転紡糸ダイの１つの例の略図。 本発明のヒドロキシルポリマー含有組成物の調製に使用するのに好適な二軸スクリュー押出成形機のバレルの概略的側面図。 図１Ａのバレルでの使用に好適なスクリュー及び混合要素の配置の概略的側面図。

Claims (15)

1. １以上のヒドロキシルポリマー含有繊維の製造方法であって、前記１以上のヒドロキシルポリマー含有繊維が生産されるようにヒドロキシルポリマー含有組成物を回転紡糸加工に付す工程を特徴とする、製造方法。
2. 前記ヒドロキシルポリマー含有組成物を前記回転紡糸加工に付す工程が、
   ａ．ヒドロキシルポリマーを含む前記ヒドロキシルポリマー含有組成物を準備する工程と、
   ｂ．前記ヒドロキシルポリマー含有組成物を回転紡糸ダイに供給する工程と、
   ｃ．前記ヒドロキシルポリマー含有組成物が前記１以上のヒドロキシルポリマー含有繊維として前記回転紡糸ダイを出るように、前記回転紡糸ダイを操作する工程と、
   を含むことを特徴とする、請求項１に記載の製造方法。
3. ｄ．工程ａの前記ヒドロキシルポリマー含有組成物とは異なる第２の組成物を準備する工程と、
   ｅ．前記両組成物を回転紡糸ダイに供給する工程と、
   ｆ．前記両組成物が１以上の多成分繊維として前記回転紡糸ダイを出るように前記回転紡糸ダイを操作する工程と、好ましくは前記１以上の多成分繊維の少なくとも１つが、シース／コア、並列、又は１つの原料の不連続区域が別の原料内に分散している状態からなる群から選択される形態であり、
   を含むことを特徴とする、請求項２に記載の製造方法。
4. 前記ヒドロキシルポリマー含有組成物が、５％〜１００％のヒドロキシルポリマーを含み、好ましくは、前記ヒドロキシルポリマーが、ポリビニルアルコール、デンプン、デンプン誘導体、キトサン、キトサン誘導体、セルロース誘導体、ゴム、アラビナン、ガラクタン、タンパク質及びこれらの混合物からなる群から選択され、より好ましくは、前記ヒドロキシルポリマーが、デンプン及び／又はデンプン誘導体及び／又はポリビニルアルコールを含み、更により好ましくは、前記ヒドロキシルポリマーが、１０，０００〜８０，０００，０００ｇ／モルの重量平均分子量を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の製造方法。
5. 前記ヒドロキシルポリマー含有組成物が、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチルモルホリン−Ｎ−オキシド、臭化リチウム、水及びこれらの混合物からなる群から選択される溶媒を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の製造方法。
6. 前記ヒドロキシルポリマー含有組成物が、架橋系を含み、好ましくは、前記架橋系が、ポリカルボン酸、イミダゾリジノン、エピクロロヒドリン、ポリアクリルアミド及びこれらの混合物からなる群から選択される架橋剤を含み、より好ましくは、前記架橋系が、架橋促進剤を更に含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の製造方法。
7. 前記ヒドロキシルポリマー含有組成物が、親水性／親油性系を含み、好ましくは、前記親水性／親油性系が、オルガノスルホサクシネート界面活性剤を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の製造方法。
8. 前記ヒドロキシルポリマー含有組成物が、少なくとも５００，０００の重量平均分子量を有する高重合体を含み、好ましくは、前記高重合体が、ポリアクリルアミド及びポリアクリルアミドの誘導体、ポリアクリル酸及びポリアクリル酸の誘導体、ポリメタクリル酸及びポリメタクリル酸の誘導体、ポリエチレンイミン、これらのコポリマー並びにこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の製造方法。
9. 前記ヒドロキシルポリマー含有組成物が、可塑剤、希釈剤、酸化剤、乳化剤、結合抑制剤、潤滑剤、加工助剤、蛍光増白剤、酸化防止剤、難燃剤、染料、顔料、充填剤、タンパク質及びタンパク質の塩、粘着性付与樹脂、増量剤、湿潤強度向上樹脂並びにこれらの混合物からなる群から選択される添加物を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の製造方法。
10. 前記ヒドロキシルポリマー含有繊維が、５０μｍ未満の繊維直径を示す、請求項１〜９のいずれか一項に記載の製造方法。
11. 好ましくは前記ヒドロキシルポリマー含有繊維を含むウェブが形成されるように、前記製造方法が、前記ヒドロキシルポリマー含有繊維を集合装置に集める工程を含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の製造方法。
12. 好ましくは前記ヒドロキシルポリマー含有組成物及び／又は前記ヒドロキシルポリマー含有繊維が、５０％を超える相対湿度にさらされるように、前記製造方法が、前記ヒドロキシルポリマー含有組成物及び／又は前記１以上のヒドロキシルポリマー含有繊維を湿らせる工程を含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の製造方法。
13. 好ましくは前記１以上のヒドロキシルポリマー含有繊維が、１００℃を超える温度及び２０％未満の相対湿度にさらされるように、前記製造方法が、前記１以上のヒドロキシルポリマー含有繊維を乾燥させる工程を含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の製造方法。
14. 前記製造方法が、１を超える毛管数で操作される、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の製造方法。
15. 請求項１〜１４のいずれか一項に記載の製造方法によって形成されるヒドロキシルポリマー含有繊維であって、好ましくは、前記ヒドロキシルポリマー含有繊維を含むウェブが、請求項１〜１４のいずれか一項によって生産される、ヒドロキシルポリマー含有繊維。
    
    

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