JP2016510091A - 液体及び固体粒子用の繊維ベースのキャリア構造体 - Google Patents

Abstract

本発明は、絡み合った配置の一本一本の有限繊維を第一の強化用繊維成分として、有限の繊維束を第二の強化用繊維成分として或る割合で備える工業生産された強化用繊維材料で構成された繊維ベースのキャリア構造体に関し、その繊維ベースのキャリア構造体は細孔系も有する。本発明によると、有限の一本一本の繊維及び有限の繊維束が、好ましくは等方的に絡み合った配置の混合物として、繊維ベースのキャリア構造体を製造するのに使用されて、その細孔系は、オープンセル型の細孔系であり、外部から開放的にアクセス可能である。繊維ベースのキャリア構造体は、所定の混合比の有限の繊維束及び有限の一本一本の繊維の選択によって、液体及び／又は固体粒子を吸収することができ、液体及び／又は固体粉末に対する含浸性及び吸収性を、混合比によって設定することができる。

Description

本発明は、ランダムな配置の有限の一本一本の個々の繊維を第一の強化用繊維成分として、有限の繊維束を第二の強化用繊維成分として或る割合で備える工業生産された強化用繊維材料で構成された繊維ベースのキャリア構造体であって、更に細孔系を有する繊維ベースのキャリア構造体に関する。

特許文献１には、互いに異なる二つの領域から成る一方向銀を有する繊維プリフォームが記載されている。この既知の繊維プリフォームは、異方性構造を有する。第一の領域には、樹脂組成物を有する強化用繊維束が配置され、一方、第二の領域は、一方向に配向された強化用糸と、樹脂組成物とを備える。この文献の目的は、部品中の局所的応力に適合することができる繊維プリフォームを提供することである。

特許文献２には、その文頭に記載されている一般的タイプの特徴を有する複合材料の生成方法が記載されている。その複合材料は、少なくとも２０体積％の空隙を含み且つランダムな配置の繊維で強化された熱可塑性材料で作製されたコア層と、コア層の表面の一方の側又は両側に埋め込まれた連続的で平行な一方向強化繊維で作製された強化ストリップとを備える。外側層の強化繊維は、熱硬化性バインダーを用いて、コア層に熱的に融合される。コア層中の空隙量をどのようにして目的通りに調整することができるかという点や、空隙が外側からアクセス可能なものであるのかどうかは明確ではない。コア層と外側層との間には高い製品異方性がある。コア層の表面に埋め込まれた強化繊維ストリップは、互いに平行になるように配向される。この文献は、高い強度及び剛性を有し、優れた吸音性を有する複合材料の生成に関したものである。空隙は、液体や固体粒子の吸収については重要ではなく、つまり、含浸性は求められていない。

特許文献３は、力の流れに従った繊維複合構造用のプリフォームを生成する方法に関し、繊維束を広げることによって得られた平坦な繊維帯が、所定の位置に配置され、その後バインダー材料を用いて固定される。この場合、負荷に従って繊維帯を配置することが望まれるので、高い製品異方性が生じる。一本一本の繊維及び繊維束の所定の混合物が使用されるものではない。

特許文献４には繊維複合部品を生成するための方法が記載されていて、成形ノズルの間近において、連続的な強化用繊維がマトリクス材料と混合されて、含浸繊維材料が形成される。この文献も、負荷に従って強化用繊維を配置することに関するものであり、これは繊維の配向に関して高い異方性をもたらし、連続的な強化用繊維が使用されている。

不織布や不織布状フィラーの分野に関する従来の繊維産業における繊維層の生成における目的は、使用されている有限繊維材料の１００％の完全な分離である。残ったままの残留繊維束は、化学繊維の場合にはカット束とも称され、欠陥とされるものであるので、可能であれば生じないことが望ましいものである。従って、従来技術によると、不織布は、それを構成する繊維の位置を統計学の方法によってのみ記述することができるものであるとされている。不織布は、繊維材料（例えば、化学繊維の場合にはポリマー）、結合方法、繊維の種類（ステープル繊維又は連続繊維）、繊維の細さ、及び繊維の配向によって区別される。繊維を、優先方向において特に敷設することもでき、また、ランダム層の不織布やランダム不織布の場合には、完全にランダムに配向させることもできる。所定の割合の繊維束および一本一本の繊維を有する不織布を、物質用のキャリア構造体として使用することや、その繊維複合体の分野における使用は、今まで知られていない。キャリア構造体は、緩い（ルース式）繊維フィラーから、固められた２次元又は３次元構造にまで及び、例えば、不織布は二次元である。

従来の不織布は、機械的、熱的又は化学的に結合可能なものであって、繊維材料、繊維の幾何学的形状（厚さ、長さ）、繊維材料の混合法、製造法、固め方に応じて、液体や粉末状固体粒子に結合する性能を示す。液体の場合、比吸収率は、不織布の内側層に吸収される液体の多さ又は少なさにおいて示され、多くの場合、その液体は、使い捨ての洗浄や浸漬の分野における応用においては水性で低粘度の系である。追加手段を用いない場合、粘性の液体や溶解物は、不織布の表面においてのみ吸収可能である。液体の粘度が上昇すると、不織布層のコアにその液体を運ぶことは益々困難になる。長時間の含浸が有用であり、不織布の追加の複雑な吸引、例えば、真空や圧力注入と共に用いられるが、その成功例は限られている。

粉末状固体粒子や微粒子を従来の一本一本の繊維から成る不織布に導入することも同様に問題となる。大抵の場合、粒子は、不織布の表面に残り、表面に近い層にのみ入り込む。一本一本の繊維が使用される場合における空隙の細長い細孔系が、不織布のコアへと深く入り込むことを妨げる。従来の不織布の粒子を保持する高い性能は、例えば、塵やエアロゾルのフィルタリングにおいて有利に利用されているが、他の応用分野においては非常に邪魔になり、例えば、繊維強化プラスチック材料の生成においては、その後、粘性の液体又は粉末状の硬化用マトリクス材料を、強化用繊維不織布、緩いフィラー、又はマットに可能な限り均一に導入しなければならず、邪魔になる。

繊維強化プラスチック材料の分野では、繊維複合材料の製品断面にわたって均一な繊維含有量を得るために、粉状のバインダー物質と、高粘度の液体バインダーとが、可能な限り厚くされている強化用繊維層に均一に入り込まなければならない。この場合、１００％カット繊維束のマットの使用が場合によっては有用となる。カットロービング（粗紡）マットとして知られているものは、例えばガラス繊維ベースのものであり、高粘度の液体及びバインダー粉末に対する優れた浸透性を有するものであるが、貯蔵場所の形成という意味において多量に結合させるようにバインダー物質を吸収及び保持することはできない。

国際公開第２０１２／０７２４０５号 国際公開第２０１０／１３９０７７号 独国特許出願公開第１０２００７０１２６０８号明細書 独国特許出願公開第１０２００８０２６１６１号明細書 独国特許出願公開第１０２００９０２３６４１号明細書

Ｋ．Ｇｅｉｔｅｌ、"Ｚｕｒ Ｔｈｅｏｒｉｅ ｄｅｒ Ｌｕｆｔｓｔｒ［ｏｅ］ｍｕｎｇ ｄｕｒｃｈ Ｆａｓｅｒｐｒｏｐｆｅｎ"（空気が流れる繊維パッドの流れの理論）、Ｆａｓｅｒｆｏｒｓｃｈｕｎｇ ｕｎｄ Ｔｅｘｔｉｌｔｅｃｈｎｉｋ（繊維研究及び繊維工学）、１９６４年、第１巻、第１５号、ｐ．２１−２９

本発明の課題は、例えば、ランダムに配置／配向された有限繊維材料の緩い（ルース式）繊維フィラーから、上記特徴を有する繊維ベースのキャリア構造体を形成することであり、そのキャリア構造体は、強化用繊維半製品としてマット状又は三次元状に成形されると、粘性の液体及び粉末に対する制御可能な高い含浸性を示すのと同時に、そうした多量の物質を均一な分布で内部に保持することができる。

この課題は、独立項の特徴を有する上記一般的タイプの繊維ベースのキャリア構造体によって達成される。

本発明は、繊維強化複合材料を生成するための繊維ベースのキャリア構造体を提供し、そのキャリア構造体は、ランダムに配置された有限繊維束と、ランダムに配置された有限の一本一本の繊維（束になっていない個々の繊維）との所定の混合物を使用することによって、液体、溶解物、及び／又は固体粒子を吸収するのに特に適していて、液体（粘性であり得る）及び／又は固体粉末物質に対する含浸性及び吸収性を、繊維束：一本一本の繊維の混合比によって調整することができる。繊維キャリア構造体は、長さ、幅及び厚さに関して均一な構造であり、外側から開放的にアクセス可能なオープンセル型の細孔系によって特徴付けられる。

本発明に係る繊維キャリア構造体は、特許文献１のように組成及び配向の異なる少なくとも二つの異なる製品領域から成るものではなく、また、特許文献２のようにコア層、及び完全に異なる構造を有する連続繊維のカバー層から成るものでもない。

好ましくは、本発明の有限繊維束は、強化用繊維束片、又は、元々は連続的であったが有限長さに短くされた多繊維糸片に由来するものであり、一本一本の繊維が、非自然的な結合手段によってその長さの５０％以上にわたって機械的に分離可能に且つ互いに平行に接着している。しかしながら、本発明における束の形状で得られるのであれば、本発明の有限繊維束は、リサイクルプロセスからの繊維材料でもあり得る。

その定義において、亜麻、麻、未処理綿、ケナフ麻等の天然繊維の既知の繊維束は排除される。

機械的に分離可能に且つ互いに平行に接着している繊維束中の長繊維は、文献で述べられている繊維束とは実質的に異なるものであり、例えば、不織布の絡み合わせ（インターメッシング）やニードリングの場合、文献では、不織布は、その繊維長の＜＜５０％の短い長さにわたって一本一本の分離した繊維から形成されていて、例えば、ランダムな繊維が絡み合わせフックにおいて一緒にされて、又は、ニードリングの場合には棘のあるフックで一緒にされる。本願で説明される有限繊維束とは対照的に、文献に記載されている繊維束は、外部からのプレス圧によってのみ局所的に、又は結合点においてのみ一緒になっている。その束は、繊維加工中においてのみ形成され、専門書では機械的連結点（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ ｐｏｉｎｔ）とも称されるものである。一方、本発明の繊維束は、出発材料の繊維材料において既に存在しているものであり、処理工程中に意図的に形成されるものではない。

採用される混合物に用いられる一本一本の繊維は、使用される繊維束と同じ又は異なるポリマーから成り得る。この特別なキャリア構造体は、所定の均一な又は異なる厚さ及び／又は単位面積当たりの質量の繊維束及び一本一本の繊維という二つの繊維系で形成され、機械的、熱的及び／又は化学的に安定化され且つ固定されて、結果として固められた繊維キャリアの１０％以上且つ９０％以下が、互いに平行に接着した最小数１０本の一本一本の繊維を有する繊維束で構成され、構造全体にわたって開放的にアクセス可能なオープンセル型の細孔系が形成される。細孔系は、複数の相互接続された空隙を備え、それら空隙は、外部から空隙内に加えられる粉末及び／又は液体を運ぶことができる輸送チャネルによって相互接続される。

本発明によると、一本一本の有限繊維及び有限繊維束の所定の混合物を面状又は三次元状に成形し、それを固定することによって製品を製造する。使用される繊維束の割合が、含浸性、又は高粘度の物質及び粉末の物質が製品層内に入り込む浸透深さをかなりの程度で決定する。一本一本の繊維の割合が、貯蔵可能な液体又は粉末の浸透性をかなりの程度で決定する。構造体中における繊維束の割合が高くなるほど、マクロ孔と部分的に連続なチャネルとを備えた大きな空隙の割合が高くなる。構造体中における一本一本の繊維の割合が高くなるほど、小さな空隙の割合が高くなる。外部から空隙内に加えられる粉末及び／又は液体若しくは溶解物を運ぶことができるように、輸送チャネルによって空隙は相互接続される。驚くべきことに、粘性の液体及び粉末に対するこのような構造体の含浸性が、一本一本の繊維対繊維束の質量比に従って変化することが分かった。一本一本の繊維の割合が高くなるほど、含浸に長い時間がかかり、構造体中への粉末の浸透が低下する。

本発明によると、目的通りに調整可能な二つの成分の混合物によって、この効果を目的通りに発達させて制御することができる。従って、本発明に係る製品では、所定の割合の同じ又は異なるタイプの複数種の有限繊維材料を、束状の解けていない形状と、一本一本の繊維状という二つの形状に処理していて、不織布状のマット又は三次元成形体において、使用されている繊維の０％以上且つ９０％以下が、解けていない束状のままであり、強化用プラスチック材料用の繊維半製品の更なる利用可能性が顕著に得られる。好ましい実施形態では、繊維束及び一本一本の繊維は、所定の配向を有さずランダムに配置されて、例えば、ランダムな緩いフィラーとして得られる。

このような混合物を、所定の方法で、一本一本の繊維状の一種以上の繊維成分と共に束状の一種以上の繊維成分の重力作用によって、また、後続の混合法、例えば繊維混合法によって得ることができる。他方では、９０％を超える繊維束状の出発材料から開始して、開繊装置を用いた開繊処理、梳綿装置、ピッカーや同様の処理をするユニットと共にミルを用いる処理（特許文献５）等の後続の処理工程による開繊強度に応じて調整可能な質量比で繊維束と一本一本の繊維とを得ることができる。繊維束状の出発材料の性質に関して使用される開繊方法、通過回数、及びパラメータは、製品における所望の残留束の割合が得られるように試験段階において調整される。開始材料において主に影響するパラメータは、繊維束の長さと、提供される繊維束において一本一本の繊維が接着している強度とである。束において一本一本の繊維長さの５０％よりも長い長さにわたって一本一本の繊維が機械的に分離可能に平行に接着することは、繊維ポリマーとは異なる接着作用を有し繊維表面に見受けられる物質（サイズ（陶砂）や仕上げ剤）の性質及び量によって、主に決定される。また、未架橋及び／又は未硬化のポリマーをバインダーとして束に使用することもできる。重要な基準は、比較的簡単に束を機械的に分離できなければならないという点である。

このようにして、１０％から９０％の一定の割合の繊維束と、残余の一本一本の繊維とを繊維混合物において技術的に得ることができ、その繊維混合物は、機械的処理工程及び／又は圧縮空気での処理工程によって所定の厚さ及び単位面積当たり質量を有する一定の又は変化する繊維層に構成可能である。繊維束は、少なくとも１０本の相互に平行に接着している一本一本の繊維がその長さの少なくとも５０％にわたって互いに接着していることを特徴とする。繊維束は、比較的簡単に繊維を損傷させることなく、より小さな束又は一本一本の繊維に機械的に分離可能である。

製造時に一定のままの所定の割合の繊維束と一本一本の繊維とを有している繊維束及び一本一本の繊維の混合物は、所定の厚さ及び単位面積当たり質量のプロファイルをもたらし、緩い繊維フィラーの形成中において、時間及び領域に対して均一又は目的通りに異なる厚さ及び単位面積当たり質量を生じさせることができる。

繊維分野の従来の繊維処理ユニット、例えば、開繊装置、混合室、充填用ホッパー、エアレイ、繊維ブローシステム等を、この束状繊維及び一本一本の繊維成分の繊維混合物の生成及び処理において使用することができるが、所望の混合比の束状成分及び個々の繊維を保証するようにそうしたユニットを技術的に修正する必要がある。そうした修正として、開繊の通過回数を減らすこと、処理工程における梳綿及びローラー梳綿を省略すること、開繊ローラーの速度を遅くすること、混合、均一化及び定量化中により粗いローラーカバーを使用すること、解く作用を有する開繊ユニットと開繊ユニットとの間の距離を増大させることが挙げられる。従来技術とは対照的に、全ての手段は、最終製品において有利な効果を有する繊維束成分をほとんど又は全く解かないものである。従って、好ましい実施形態では、処理工程において梳綿やローラー梳綿は用いられない。そうした修正の特性は、使用されるシステム技術、使用される繊維材料、及び、最終製品における繊維束の所望の割合に依存する。従って、影響を与える全ての要因を、試験において調整して、必要なシステム及び技術の修正を行う。

束状で解けていない成分の緩い繊維層を敷設するのに適したユニットは、原理的には、機械的及び／又は圧縮空気式のユニットであり、例えば、充填用ホッパー、エアレイ、繊維ブローシステムである。この場合も、記基準によって、一方では混合物を均一化し、他方では、開繊／解きの強度に応じた開繊の影響が所望の目的範囲の繊維束の割合と一本一本の繊維の割合に達するようにシステム及び方法を設計する必要がある。開繊ユニットを特定の程度で使用する場合、そのユニットの解かない作用を考慮して、出発材料における高い割合の繊維束が提供されるようにする。この繊維束及び一本一本の繊維の混合物はランダムに敷設される。

繊維層の混合、均一化及び敷設の工程中において、元々は使用されている繊維及び／又は繊維束の成分ではない粉状物質（熱結合成分）又は液体バインダーを導入することができる。こうした結合成分は、一本一本の繊維及び繊維束の細孔系及びキャリア構造体を固定するために、及び／又は、繊維強化複合材料の形成における結合成分として使用される。所定の割合で均一に分布した繊維束及び一本一本の繊維の緩い繊維層を形成した後、この特別な構造体を固定して、取り扱いの圧力に対する圧力及び引張安定性を与える必要がある。このため、ニードリングや絡め合わせ等の機械的方法を使用したり、バインダー又は熱可塑性プラスチックを含む緩い層のバインダーを固めたりすることができる。

接触熱や、放射熱、温風は、溶融作用、又は液体バインダー成分を乾燥させる作用を有する。一本一本の繊維及び繊維束の細孔系及びキャリア構造体を固定するため、及び／又は、緩い層を形成した後に繊維強化複合材料を形成する際の結合成分として、粉末の適用又は噴霧でバインダーを適用することも、技術的に可能であり、固められる層の目的とする使用によって決められる。この場合も、固めることは、一般的に、バインダーを乾燥させる、溶融に作用する、又は溶融を開始させる熱処理によって行われる。こうした工程により、不織布半製品に目的通りに発生させた細孔系が固定される。不織布状半製品のオープン細孔系は、特にランダムに交差している非常に小さな直径の一本一本の繊維間のギャップとして形成される小さな空隙と、ランダムに交差している実質的に大きな直径の繊維束間のギャップとして形成される大きな空隙とで構成される。一本一本の繊維中の繊維束の割合に応じて、細かい又は粗い開放的な細孔の空隙系、つまり、含浸性及び物質貯蔵性の異なる細孔系が形成される。後続の更なる処理において、一本一本の繊維及び繊維束の割合に応じて目的通りに調整可能な細孔又は空隙は、バインダーの輸送、不織布半製品へのバインダーの浸潤、不織半製品中のバインダーの固定の機能を果たす。粗く開放的な細孔系は、より厚く粘性の結合樹脂及び粉末用の輸送チャネルを形成し、そのチャネルは不織布層の中心へと延伸する。従って、粘性の液体及び粉末での所望の完全で連続的な含浸が実質的に可能であり、これは、コスト及び技術面に関して含浸を単純にし、含浸時間を短縮して、より厚い強化用繊維半製品を使用することができる。製品中の一本一本の繊維に基づいた細かな細孔は、入り込んだバインダー成分がスポンジの様に製品中に保持されて取り込まれることを保証する。

細かな細孔と粗い細孔との割合は、不織布中の粗い繊維束と細かな一本一本の繊維との各割合によって決まる。不織布の厚さ、固められるキャリア構造体又は繊維強化成形体を形成するのに使用される含浸媒体、及び浸潤技術に応じて、繊維束と一本一本の繊維との割合を、それぞれの具体的な場合において使用される繊維材料用に事前試験において試験して特定する。機械的ニードリング又は同様の工程によって、既存の細孔構造に加えて、垂直穿孔チャネルを形成することができ、そのチャネルが、不織布層へのバインダーの輸送に役立ち、含浸性に影響を与える。緩い繊維層を圧縮することによって、不織布の浸透性は一般的に低下し、貯蔵性が低下する。不織布の厚さを低減するための圧縮工程及びこれに関係する不織布を固めることの相互作用において生じる含浸性も、最終的な品質及び量に関して目的通りに作用させて固定させる。

所定の繊維束の割合を有する繊維半製品の使用は、繊維複合材料の分野に集中している。従って、使用される繊維材料は、従来の強化用繊維材料の分野におけるものであり、パラアラミド等の有機繊維材料や、ガラス繊維材料、炭素繊維材料でもあり得て、多様なリサイクルプロセスからのこの種の繊維を含む。

［例］
［実施例１］
機械的に作製し高い割合の繊維束を有する炭素繊維の丸まっていない繊維に基づいた出発材料から開始して、多様な割合の繊維束を有する複数の緩い繊維フィラーを、ローラー開繊装置（材料１）と、梳綿機（材料２）とにおいて異なる開繊強度で生成し、一定のルース厚さを有し５００ｇ／ｍ^２の均一な単位面積当たり質量に構成した。使用された炭素繊維は、機械的リサイクルプロセスからのものであり、繊維束の平均長は４５ｍｍであった。

両方の繊維材料について、質量に基づいた繊維束の割合を、手作業でのスクリーニングで決定し、また、粒子及び液体に対する開放型細孔の性質及びアクセス可能性の尺度として、空気流抵抗（ａｉｒ ｔｈｒｏｕｇｈ‐ｆｌｏｗ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）を空気流法によって決定し、また、含浸性の尺度として、ＴＥＧＥ‐ＷＡ液滴試験に従って、より高粘度の液体を使用した液滴試験によって、液滴浸透時間を決定した。

以下の結果が得られた。

^＊ １ｇの繊維サンプルを手作業でスクリーニングして、少なくとも１０本の一本一本の繊維から束成分の重さを測り、質量パーセントでその割合を計算することによって、繊維束の割合を決定した。

^＊＊ 空気流抵抗を非特許文献１に基づいて決定した。空気が流れる繊維パッドの流れの理論が非特許文献１に記載されている。非特許文献１によると、媒体が流れる繊維の量に対する圧力低下は、
‐ 単位時間当たりの空気の量、
‐ 測定室の寸法（直径、高さ）、
‐ 流れている媒体の粘度、
‐ 繊維の多孔性、及び、
‐ 繊維の表面積
に依存する。

Ｍｅｄｉｍｐｅｘ社（ハンガリー）製の４／１５／１タイプのウール細かさ試験装置を用い、この空気流法によって、繊維パッドの多孔性を決定した。この場合、繊維パッドが試験片であり、実施例に従って製造されたキャリア構造体から形成されたものである。

試験される繊維材料以外の全てのパラメータを一定に保った。繊維パッドが発生させた空気抵抗を、イソプロパノール液体カラムの測定機器から［ｍｍ］単位で読み取った。カラム高さ（［ｍｍ］単位）は、空気流抵抗に直接的に比例し、つまりは多孔性に間接的に比例している。各場合において、４００Ｌ／ｍｉｎの空気流速で１．４ｇの繊維材料に対して試験を行った。

^＊＊＊ 改良した液滴試験において、２／ｓのせん断勾配で１．７Ｐａ・ｓの粘度（２５℃）を有するＣＭＣ溶液を、試験液体として用いた。全ての場合において、試験液滴の質量は０．５ｇであった。

［実施例２］
機械的に作製し高い割合の繊維束を有する炭素繊維の丸まっていない繊維に基づいた出発材料から開始して、その出発材料を、混合床によって、７％の熱軟化性結合繊維ＧＲＩＬＯＮ ＭＳ ６．７ｄｔｅｘ／Ｖａｒｉｏｓｃｈｎｉｔｔとしっかりと混合し、また、
混合／開繊ピンローラーを用い、また、ローラーペアから材料を供給する粗い開繊装置に１回通して混合した。高い割合の繊維束を有するリサイクルされた炭素繊維と熱軟化性結合繊維との９３／７の混合比の一定の出発繊維混合物の半分を、Ｔｒ［ｕｅ］ｔｚｓｃｈｌｅｒ社製のＦＢＫ３５６フィーダーを用いて、２ｍ／ｍｉｎの速度で敷設して、３７０ｇ／ｍ^２の緩いフィラーを形成した。出発材料の残りの半分を、３対のワーカー／ストリッパー対を用いたローラー梳綿で、１０ｍ／ｍｉｎの速度で二回梳綿して、比較材料として処理して、梳綿ウェブを形成して、クロス編み機（ｃｒｏｓｓｐｌａｉｔｅｒ）を用いて緩い層に積層して、３７０ｇ／ｍ^２の単位面積当たり質量を得た。

これら二つの緩い繊維層（フィーダーで敷設した層、梳綿して敷設した層）を、Ｓｃｈｏｔｔ＆Ｍｅｉｓｓｎｅｒ社製のＴｈｅｒｍｏｆｉｘを用いて、２ｍ／ｍｉｎの処理速度、１９０℃の加熱温度、及び１．５ｍｍのギャップで部分的にマットに固めたが、ここでは、二つの繊維層を、上部輸送ベルトと下部輸送ベルトとの間において熱固化システムに連続的に通して、形成された空隙及び細孔構造を固定した。

液体貯蔵性の尺度として、ＤＩＮ ５３９２３に従った水吸収度を二つの不織布マットに対して行った。熱固化前に、二つの緩い繊維層の繊維束の質量割合を決定した。

以下の結果が得られた。

本発明に係る第一の繊維ベースのキャリア構造体においては高い割合の繊維束が使用されていたが（繊維束対一本一本の繊維の割合比は略５．６６：１であった）、比較材料として用いられた梳綿機によって敷設された不織布マットでは一本一本の繊維の割合が比較的高い（一本一本の繊維対繊維束の割合比は略１４．１５：１であった）。上記の表は、本発明に係るキャリア材料の場合の方が、比較材料の場合よりも実質的に水吸収度が高いことを示している。

Claims (11)

1. 液体、溶解物及び固体粒子用の繊維ベースのキャリア構造体であって、ランダムな配置の有限の一本一本の繊維を第一の強化用繊維成分として、有限の繊維束を第二の強化用繊維成分として或る割合で備える工業生産された強化用繊維材料で構成され、細孔系を更に有し、有限の一本一本の繊維と有限の繊維束とが、１：９から９：１の所定の混合比で混合物として存在していて、前記細孔系が、オープンセル型であって外部から開放的にアクセス可能であり、繊維束が繊維長さの分布を有することを特徴とする繊維ベースのキャリア構造体。
2. 有限の一本一本の繊維及び有限の繊維束が、等方的でランダムな配置で存在していることを特徴とする請求項１に記載の繊維ベースのキャリア構造体。
3. 緩い繊維フィラーによって形成された細孔構造が、部分的に固められ、且つ、機械的、熱的、及び／又は化学的に安定化及び固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の繊維ベースのキャリア構造体。
4. 繊維束及び一本一本の繊維の混合物中における一本一本の繊維が、繊維束の不完全な開繊によって得られていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の繊維ベースのキャリア構造体。
5. 繊維束が、繊維長さの少なくとも５０％にわたって互いに平行に接着している少なくとも１０本の一本一本の繊維分の束の厚さを有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の繊維ベースのキャリア構造体。
6. 一本一本の繊維の少なくとも一部が繊維長さの分布を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の繊維ベースのキャリア構造体。
7. 繊維束が、一本一本の繊維の平均長さとは異なる平均長さを有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の繊維ベースのキャリア構造体。
8. 繊維層を形成する前に均一な分布で加えられた軟化性の結合繊維及び／又は粉末を備える請求項１から７のいずれか一項に記載の繊維ベースのキャリア構造体。
9. 出発材料として使用される繊維材料が、均一な物質特性及び形状を有するか、又は、物質及び／又は形状の異なる複数の繊維材料の混合物であることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の繊維ベースのキャリア構造体。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載の繊維ベースのキャリア構造体の製造方法であって、束状の繊維成分及び一本一本の繊維状の繊維成分が、重力の作用及びその後の繊維混合法によって混合させることを特徴とする繊維ベースのキャリア構造体の製造方法。
11. 繊維混合物が、０．５から２０ｃｍ、好ましくは２から１０ｃｍの厚さを有する緩い層、好ましくは優先的な配向を有さない緩い層として体積測定式及び／又は圧縮空気式で敷設されることを特徴とする請求項１０に記載の繊維ベースのキャリア構造体の製造方法。