JP2818693B2 - 固定された粒子物質を含有する繊維状構造物およびその製造方法 - Google Patents
固定された粒子物質を含有する繊維状構造物およびその製造方法Info
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Description
を有する繊維状構造物に関する。特に、本発明は、粒子
含有フィルターおよび化学防御布ならびに粒子物質を含
有するその他の繊維状構造物に関する。
れる。例えば、軍服用の化学防御布は、活性炭のような
蒸気収着粒子を含有することができる。これらの衣服
は、典型的には、空気から有毒ガスを除去するように設
計されている。フィルターは、フィルターを通過するあ
る種の液体または気体成分を選択的に除去する収着粒子
を含むことができる。研磨粒子は、研磨布を製造するの
に使用することができる。粒子物質は、また、活性剤を
流体流へ放出するために繊維状構造物中に使用すること
ができる。
護衣を開示してみる。強化二成分繊維が、固体粒子物質
を分散させたポリマー繊維の溶融吹込みウエブに、縫い
込まれる。縫込まれた繊維を生地の両側で溶融吹込物に
接着するために、熱が加えられる。
が吸着粒子を含有する、3層の積層を含む保護布を開示
している。
維および活性炭粒子を解繊されたアクリル繊維のウエブ
に組み込むことができる有毒蒸気吸着性の不織布に関す
る。その布帛は、湿式成形法によって製造される。粒子
および繊維のスラリーは、その他の布帛に積層すること
のできる粒子含有ウエブを形成するための成形ベルト上
に堆積される。
を作るために、その他の布帛層に積層される。従来遭遇
していた一つの問題点は、粒子物質を含有する衣服が、
典型的には、適当な期間耐えられないことである。洗濯
およびその他の応力により、布帛層の離層、粒子物質の
ロスおよび衣服の劣化が生じる。粒子物質は、衣服を形
成するために、種々の布帛に積層される粒子含有構造物
の表面に接着されることが多い。接着が、熱、圧力、接
着剤またはこれらの方法のある種の組合せによって達成
されても、粒子は、布帛層間の接着を妨げる。また、粒
子は摩耗により剥離され、これが衣服の効能を低下させ
る。
層に積層されず、フィルターを横切る圧力降下を増加さ
せないように、フィルターを通る液体または気体の制限
流を避けることが望ましい。例えば、Shjmomai et.al.
の米国特許No.3,998,988は、フィルターが高融点成分と
低融点成分とから構成される熱可塑性ポリマーの複合繊
維に接着された活性炭のような細粉された吸着粒子から
製造することができることを開示している。ポリエチレ
ン芯とポリエチレン鞘とを有する繊維が特に開示されて
いる。繊維は、実質的には繊維を互いに接着することな
く、粒子を繊維表面に接着するために加熱される。繊維
は、フィラメントまたはステープルファイバーの不織布
ウエブ、または、その表面に接着された粒子物質を有す
る、ニット、織布または不織布布帛の形態であってもよ
い。米国特許No.3,998,988は、その表面に粒子物質を有
する構造物を製造する上での問題点を認識しておらず、
ウエブまたは布帛の表面に粒子物質を有することについ
ての問題点を解決することを全く提案していない。
され、しかも、その他の繊維状構造物に接着することを
妨げない開かれた繊維状構造物を製造することが望まし
い。粒子物質の磨耗または磨耗剥離を実質的に受けない
粒子物質を含有する繊維状構造物を製造することもまた
望ましい。このような開かれた繊維状構造物は、フィル
ターに対しても、また衣服を作るための布帛に積層する
ためにも、または、従来の衣服もしくはその他の構造物
ほど容易に離層しないその他の繊維状構造物に積層する
ためにも有用である。
ブを含む繊維状構造物に関するものである。粒子物質
は、ウエブの上、下表面に実質的に拡がることなく、ウ
エブ内に固定される。
込め、かつ、粒子物質をそれに融着することができるよ
うに、熱的に接着することのできる熱可塑性樹脂で製造
された繊維を含んでもよい。熱的に接着されたウエブ構
造物は、実質的に、構造物内での粒子物質の移動を制限
し、または、構造物からの粒子の磨耗ロスを制限する。
一成分が比較的低い融点を有し、その他の成分が比較的
高い融点を有する複合熱可塑性繊維を使用することもで
きる。繊維は、点上で交差して熱的に接着される。高融
点以成分は、繊維状構造物に強度を付与し、他方、粒子
物質は、複合繊維の低融点成分に融着することが可能で
ある。
融点ナイロンであり、芯が高融点ポリエステルである鞘
−芯複合繊維を含む。活性炭粒子は、構造物の表面に実
質的に拡がることなく、熱的に接着された繊維状構造物
内に閉じ込められ、鞘−芯複合繊維のナイロン鞘成分に
融着される。ナイロン鞘は、個々の繊維を各点上で交差
して接着する。
維状構造物が芯構造物であり、それに対して一以上の布
帛層が積層されていてもよい。これらの布帛層は、不織
布、織布またはニット布帛であってもよい。芯は、その
一方または両側に、熱、圧力または両者の組合せを適用
して芯に接着される複合繊維の一部含浸圧縮された不織
布ウエブを含んでもよい。この繊維状構造物は、また、
種々の布帛成分との積層にも適し、またフィルターとし
ても使用することができる。
る。この方法は、実質的にウエブ表面に拡がることな
く、ウエブの表面間のウエブ内に分配された粒子物質を
有する製造された繊維の開かれた繊維ウエブを成形し、
粒子物質をウエブ内で固定し、ウエブを熱的に接着する
各工程を含む。ウエブは、カードされた(carded)ウエ
ブを成形し、その中に粒子物質を分配し;ウエブを通気
成形してその中に粒子物質を分配し;その中に分配され
た粒子物質を有するウエブを2つの追加の湿式成形され
た層の間で湿式成形するか;または、連続フィラメント
を紡糸し、それよりの開かれたウエブを成形し、その中
に粒子物質を分配するか;あるいは、適当に開いたウエ
ブが粒子物質を収容し、かつ、粒子物質をウエブの構造
内に閉じ込めることによって、形成することができる。
粒子物質は、粒子物質を繊維に融着し、ウエブを熱的に
接着するために、熱を加えることによって、ウエブ内に
固定することもできる。
の低融点成分の融点以上の温度まで加熱され、然る後、
加熱された粒子が繊維と局在化されたメニスカス接着を
生ずるウエブ内に分配される。その後、ウエブは、熱的
に接着される。
有する開かれたウエブは、粒子物質の開かれたウエブに
分散させる前に、一部接着されたウエブ上で乾式成形さ
れる。その後、粒子物質を開かれたウエブの繊維に融着
し、ウエブを熱的に接着し、一部接着されたウエブを開
かれたウエブに接着するために、熱が加えられる。
を有する壁合熱可塑性樹脂で製造された繊維の開かれた
ウエブを含む繊維状構造物を示す。
を接着された図1の繊維状構造物を示す。
中に固定された粒子物質を有する複合熱可塑性樹脂で製
造された繊維の追加的な開かれたウエブおよび製造され
た繊維の一部含浸圧縮されたウエブがそれに接着されて
いる図2の繊維状構造物を示す。
た複合熱可塑性樹脂で製造された繊維の横断面図を示
す。
および個々の繊維に対する粒子の融着接着を示す。
明の繊維状構造物の熱的な接着を示す。
施態様を示す。
施態様を示す。
態様を示す。
湿式成形法の高度に概略化された図である。
構造物のの縦断面を示す。
る成分を示す。
を通る断面の拡大図を示す。繊維状構造物は、個々の熱
可塑性組成物から製造された複数の繊維22を含み、その
構造と組成は、以降において、より詳細に説明するが、
それは、開かれたウエブ24を形成し、ウエブの上表面26
と下表面28とを画定する。参照符号30で示した粒子物質
は、ウエブの上表面および下表面に実質的に拡がること
なく、ウエブ全体にわたって分散されているのが示され
ている。ウエブは、十分に開いて、粒子30は、表面26と
28との間でウエブ内に分散されている。ウエブ24は、個
々の繊維22の点上で交差して熱的に接着され、ウエブか
らの移動を実質的に防止するように粒子を閉じ込めてい
る(図6に大きく拡大して示す)。粒子30は、吸着な使
用可能な粒子の表面積に実質的に影響を及ぼすことなく
粒子を固定するために、個々の繊維に融着される(図5
に大きく拡大して示す)。
は、フィルター基材に使用することができる。前述した
通りに、本発明の主要な機能の一つは、機能性粒子物
質、例えば、炭素を、その構造物内に固定することであ
る。本発明の繊維状構造物をフィルター基材に使用する
ことによって、機能性粒子物質の固定化を達成すること
ができるのみならず、粒子過(particulate filtrati
on)をもまた達成することができる。さらに詳しくは、
繊維10〜50重量%および粒子物質50〜90重量%を有する
本発明における開かれた繊維状構造物を含有する基材
は、吸着および粒子過の両者に適当であることが判明
した。好ましくは、基材は、繊維20〜30重量%と粒子物
質70〜80重量%とを含む。このようなフィルター基材
は、通常の粒子過基材に匹敵しうる吸着および粒子除
去効率を示す。
含浸圧縮されたウエブ34に接着された図1の繊維状構造
物の断面図を拡大して示す。ウエブ24の前面28は、ウエ
ブ34に接着されている。一部含浸圧縮されたウエブ34
は、界面36に対向して下面38を画定する。一部含浸圧縮
されたウエブは、以後にさらに説明するように、製造さ
れた繊維22と同一または異なる複合熱可塑性樹脂で製造
された繊維40を含む。一部含浸圧縮されるために、ウエ
ブ34は、平坦であり、かつ、熱または圧力あるいはこの
両者を適用して接着する際に、ウエブ24および34が界面
36で実質的に離層しない単一構造物32を形成する程度ま
で繊維22および40が混合するようにその表面上に拡がる
繊維を有する。
た繊維ウエブ46を界面44でそれに接着した図2の繊維状
構造物の断面図を拡大して示す。繊維状ウエブ46は、ウ
エブ24の繊維22と同一であっても異なっていてもよい複
合熱可塑性樹脂で製造された繊維50を含む。粒子物質48
は、ウエブ24についてと同様に、ウエブ46内に閉じ込め
られ、個々の繊維50に融着される。粒子物質48は、ウエ
ブ24の粒子物質30と同一であっても異なっていてもよ
い。また図3を参照すると、一部含浸圧縮されたウエブ
52は、界面44に対向する界面54で、ウエブ46に接着され
ている。一部含浸圧縮されたウエブ52は、界面54の反対
側の上部表面56を画定する。一部含浸圧縮されたウエブ
は、以後で説明するように、製造される繊維50、40また
は22と同一であっても異なっていてもよい複合熱可塑性
樹脂で製造された繊維58を含む。一部含浸圧縮されてい
るので、ウエブ52の表面は、平坦ではなく、繊維50と58
とが混合されるように、その表面上に拡がる繊維を有す
る。また、繊維22および50は、界面44で混合され、繊維
40および22は、界面36で混合される。熱または圧力、あ
るいはこれら両者を適用することによって構造物42を接
着すると、ウエブ34、24、26および52は、界面36、44お
よび54で実質的に離層しない単一構造物42を形成する。
れる繊維類についてさらに詳述するために、図4を参照
すると、図4は、複合熱可塑性樹脂で製造された繊維60
を通る横断面を示す。繊維60は、図1、図2および図3
のウエブ52、46、24および34で使用される多くのタイプ
の複合材料から製造される繊維を示し、繊維22、40およ
び58を含んでもよい。複合材料から製造される繊維60
は、鞘と芯の各々が繊維の横断面積の約50%を含む同心
円的な鞘−芯繊維として示されている。繊維は、低融点
の鞘62と高融点の芯64とを有する。鞘は、芯の融点より
少なくとも約20℃低い融点を有する必要があり、また芯
の保全に悪影響を及ぼすことなく、個々の繊維に対する
繊維状構造物および粒子物質の強力な熱的な接着を生ず
るために、繊維横断面の約半分を占有する必要がある。
芯は開かれた繊維状構造物に強度と保全性を付与する。
鞘の占める繊維の範囲面積は、約40〜60%と考えられ
る。例えば、好ましい実施態様において、鞘は、約175
〜約185℃の融点を有するナイロンを含むことができ
る。芯は、約240〜256℃の融点を有するポリエステルを
含むことができる。
実施で使用することのできる複合熱可塑性樹脂で製造さ
れる繊維の一例である。適当な繊維としては、芯の中心
が繊維の中心と一致しない偏心鞘−芯繊維および一方が
高融点で他が低融点の2つの成分が両半分を有する繊維
を形成するために単一のオリフィスから同時に押出され
る併行繊維(side−by−side fibers)が挙げられる。
これらのタイプの複合繊維は、また、副成分繊維または
不均質繊維(hetrofil fiber)とも称せられる。
よび個々の繊維に対する粒子の融着のための低融点成分
を有する上述したような複合材料から製造される繊維を
含む。当業者であれば、本発明の実施に適当である高融
点成分と低融点成分とを有する広汎な種類の複合繊維が
存在すること、および、ナイロン鞘とポリエステル芯繊
維とが使用可能な広範な繊維配列の1つにすぎないこと
をを理解できるであろう。
ァイバー、ショートカットステープル、連続フィラメン
トまたはそのブレンドを含む多種多様な形態であっても
よい。複合繊維は、個々の粒子に対する適切な接着を生
じ、かつ、熱的に接着して粒子を閉じ込める構造物を形
成するに十分な量存在する必要がある。さらに、ウエブ
は、複合材料で製造された繊維とともに、非複合材料で
製造された繊維、フィラメントまたステープルあるいは
その他の物質、例えば、セルロースアセテートフィブレ
ット(fibrets)を含んでもよい。本発明の繊維状構造
物は、非複合繊維を約10〜約80%含んでもよい。
は、粒子物質を閉じ込め、かつ、それに接着するための
十分な構造を付与するために、1〜15デニール/フィラ
メントを有する構造繊維を含む。このような構造繊維を
含む布帛構造物は、ま、衣服に快適さを付与する軟らか
さを生ずるために、0.1〜1デニール/フィラメントの
マイクロデニール繊維をも含む。これらのマイクロデニ
ール繊維は、複合材料または非複合材料で製造された繊
維またはそのブレンドを含んでもよい。フィルターとし
て使用することが考えられる繊維状構造物は、1〜15デ
ニール/フィラメントの構造繊維に加えて、特に大粒子
が使用される場合には、剛性を付与するために、6〜1
0,000デニール/フィラメントを有する構造繊維を含む
必要がある。比較的大きい粒子物質を支持するための6
〜10,000デニールの構造繊維は、複合繊維、非複合繊維
およびそれらのブレンドから選択することができる。フ
ィルター用に使用されるこれらの繊維構造物は、1/2〜
2インチ以上の厚さに構成することができる。
質を個々の繊維に融着することについての考察に戻る
と、図5は、複数の繊維60内に閉じ込められた1個の粒
子を示す。繊維類60は、多数の点66で粒子30に融着され
ている。繊維に対する粒子の融着は、複合繊維の低融成
分が粒子上に皮膜を形成しないか、あるいは、繊維状構
造物を介して移動しつつある液体またはガス流との接触
に利用できる粒子の表面積を実質的に低減しないように
局在化される。
し同様の機能を有する広汎な種類の物質から選択するこ
とができる。最も一般的なものの一つは、活性炭吸着剤
である。活性炭ビーズは、粒子を複合熱可塑性繊維の低
融点成分の融点以上に加熱し、粒子をウエブに分散させ
るか、あるいは、粒子がその中に分散された後、ウエブ
を加熱することによって、本発明の繊維状構造物の個々
の繊維に融着することができる。活性炭粒子およびその
他の無機酸化物および水和物は、ポリマーよりも有意に
低い比熱を有し、そのために迅速に加熱され、低融ポリ
マー成分の局在的な流動性を生ずる。低融ポリマーによ
って生ずる粒子表面積の損失を最小にする接着剤の薄い
制御された層により、“点溶接(spot weld)”が生ず
る。
ゼオライト、モルキュラシーブ、粘土、アルミナ、イオ
ン交換樹脂、有機金属触媒、金属酸化物、殺生剤、殺菌
剤および殺ウイルス剤(virucide)が挙げられる。例え
ば、殺菌剤粒子物質は、循環空気からカビおよびカビ臭
を除去するために、フィルター構造物、例えば、自動車
気象コントロールシステムに組み込むことができる。殺
生剤および殺ウイルス剤は、生物学的戦争に対する保護
のための化学的防御布に組み込むことができる。粒子寸
法は、衣服および若干のフィルター用の殺生剤および殺
菌剤に対して1ミクロンの小さい寸法からその他のフィ
ルター用の3〜5mmの長さの範囲であり、形状は、球状
ビーズから長さ約6mmまでの円筒形に変化させることが
できる。活性炭ビーズは、典型的には、寸法約400ミク
ロンである。前述の掲示は、使用可能な広汎な種類の機
能性粒子物質の代表的なものを示したもので、本発明の
実施における使用に適当な物質を制限するものではな
い。
の本発明の熱的に接着された繊維状構造物についての説
明に戻ると、図6は、本発明の熱的に接着されたウエブ
を示し、複合材料で製造された繊維60の一部が、点68上
で交差して接着された誇張した寸法であることを示す。
複合繊維によって生ずるこれらの接着68は、一般に、複
合繊維それ自身より強い。図6からわかるように、熱的
に接着されたウエブは、粒子物質を閉じ込め、かつ、ウ
エブ内での移動を実質的になくすカゴ状の構造物を形成
する。粒子物質は、ウエブの組織内に分散され、つい
で、ウエブを熱的に接着するために熱が加えられる。
種々の方法についての説明に戻ると、図7は、その中に
分配された粒子物質30を有する繊維24の単一ウエブから
の図1に示したような繊維状構造物20の形成を高度に概
略的な形態で示す。特に、カーディングマシン70は、複
合熱可塑性ステープルファイバー22、例えば、低融点の
ナイロン鞘と高融点のポリエステル芯を有する、図4に
示した繊維60をカードし、エンドレス移動ベルト72上に
ウエブ24を成形する。カーディングのために、繊維は、
典型的には、既に、捲縮されている。粒子物質30、例え
ば、活性炭ビーズは、カーディングマシンに隣接して位
置決めされたシェーカ74から加えられる。ウエブは、十
分に開かれており、また、ビーズは、ウエブの頂点に残
るよりむしろ、ウエブの内部に閉じ込められるに十分な
寸法と重量とである。カーボンビーズは、加熱され、複
合繊維の鞘と局在的にメニスカス接着するために、ウエ
ブに加えられる。これとは別に、鞘を溶融し、炭素粒子
をウエブ内に接着および固定するために、熱、好ましく
は、ヒーター76からの赤外線熱を加えることもできる。
ヒータ76からの熱は、また、図5および図6に示したよ
うに、粒子をウエブ内に閉じ込めるために、繊維構造物
を熱的に接着するのにも役立つ。所望とあらば、繊維状
構造物24は、構造物24をカレンダーニップ(図示せず)
に通し、加圧することによって、さらに接着することが
できる。
(engraved rolls)またはスクリーンコンベアーから加
えることができる。粒子を拡げ、粒子をウエブ内に巻き
込むためには、傾斜ランプを使用することができる。粒
子の濃度は、ランプの角度を調節することによって制御
される。粒子は、加熱または冷却することもできる。粒
子は、均一性を改善し、床の深さを増すか、または、各
々異なる機能を果す2層の粒子を生成させるために、一
以上の層に添加することができる。ウエブ内での粒子物
質の分配は、使用される繊維のデニールならびに選ばれ
た粒子物質の寸法および密度に幾分依存する。
度に概略化した形態で示す。カーディングマシン78は、
エンドレス移動ベルト72上に堆積される複合熱可塑性繊
維40、例えば、鞘−芯ステープルファイバー60の開かれ
たウエブ34を形成する。ウエブ34は、ウエブ34を一部含
浸圧縮するために、軽い圧力下で、カレンダーロール80
と接触する。ウエブ34は、多数の個々の繊維がなおウエ
ブ24の繊維と混合するためにその表面から拡がったまま
になる程度のみ含浸圧縮する必要がある。
れたウエブ34の上に複合熱可塑性繊維22の開かれたウエ
ブ24を堆積する。繊維22は、一部含浸圧縮されたウエブ
中の繊維40と同一または異なってもよく、2つのウエブ
の繊維は、実質的にウエブの界面36で混合される。繊維
22は、図4に示したように、鞘−芯ステープルであって
もよい。粒子物質は、図7に示したように、適用され
る。熱、好ましくは、赤外線熱が、図7に示したよう
に、適用される。適用される熱は、また、ウエブが単一
構造物32を形成し、2つのウエブの界面における離層が
実質的に防止されるように、一次接着されたウエブ34の
混合繊維40を開かれたウエブ24の繊維22に接着する。所
望とあらば、繊維状構造物32は、構造物をカレンダーニ
ップ(図示せず)に通して圧力をかけることによって、
さらに接着することができる。
を高度に概略化した形態で示す。ウエブ34の形成および
その上のウエブ24への粒子物質の堆積は、図8と同様で
ある。しかし、構造物を熱的に接着する前に、もう一つ
のカーディングマシン82が、開かれたウエブ24の上に複
合繊維46のカードされたウエブを堆積する。ウエブ46
は、ウエブ24または34と同一または異なる繊維を含んで
もよい。例えば、ウエブ46は、図4に示したように、低
融点のナイロン鞘と高融点のポリエステル芯とを有する
鞘−芯繊維60を含む。
る。粒子物質48は、より広い粒子物質表面積と構造物内
における粒子物質により大きな深度とを与えることが所
望される場合には、ウエブ24の粒子物質3と同一である
のがよい。本発明の実施において考えると、多機能性の
繊維状構造物を提供するためには、異なる粒子をウエブ
に組み込むのがよい。例えば、粒子物質30は、ガス類を
選択的に吸着するために活性炭ビーズを含むことができ
る。構造物42におけるこれらの成分は、軍人を毒ガスお
よび細菌戦から保護するための使用に適当な防御布を提
供する。
適用すことができる。層52が、ロール86からウエブ46の
表面に適用されるように図示されている。層52は、繊維
の一部含浸圧縮されたウエブまたは熱可塑性樹脂で製造
された繊維の布帛を含んでもよい。一部含浸圧縮された
ウエブをリール上で圧延することは、ウエブをさらに含
浸圧縮する効果があることに注目すべきである。全体の
構造物42は、層52をその構造物に接着するために、ヒー
ター88、好ましくは、赤外線熱で熱せられる。最後に、
所望とあらば、全体の構造物42は、その構造物をさらに
接着するために、カレンダーニップ90を通してもよい。
カーディングマシンを用いて乾式成形することができ
る。これとは別に、ウエブは、捲縮または非捲縮ステー
プルファイバーを通気堆積(air laying)し、連続フィ
ラメントを紡糸接着するか、または、典型的には、非捲
縮ステープルを湿式成形によって形成することができ
る。表面ではなく、その内部に分配された粒子物質を有
するウエブを製造するいずれの方法であっても、本発明
を実施するのに適当である。上記した各方法において、
カードされたウエブ、予備成形された繊維ウエブ、布帛
または膜の下層または上層を適用することができる。
(図11)を湿式成形する方法を高度に概略化した形態で
示す。図11は、図10の繊維状構造物の拡大断面図を示
す。参照符号92で広く示した三重のヘッドボックス(he
adbox)は、、表面に拡がることなくその内部に分配さ
れた粒子物質を有する繊維状構造物を生ずるために使用
する必要がある。第1のヘッドボックス94は、熱可塑性
樹脂で製造された繊維95(図11)の水性懸濁液をエンド
レスフォラミナス(foraminous)成形ワイヤー96上に堆
積する。液体の一部を除去してウエブを成形するために
成形ワイヤーを通して減圧が印加され、ウエブを一部含
浸圧縮する効果を有する効果を有する。第2のヘッドボ
ックス100は、複合熱可塑性繊維101と粒子物質102(図1
1)との水性懸濁液を第1のヘッドボックスからウエブ
上に堆積する。これらの繊維は、例えば、図4で示した
繊維60のように、低融点成分と高融点成分を有する必要
がある。熱可塑性繊維104(図11)の懸濁液の水成分を
除去し、この懸濁液を堆積するために、減圧が成形ワイ
ヤーを通して印加され続けられる。第3のヘッドボック
ス103は、熱可塑性繊維104(図11)の水性懸濁液を供給
し、この懸濁物を第2のヘッドボックスから形成された
ウエブ上に堆積する。第1および第3のヘッドボックス
から供給される繊維94および103は、それぞれ、第2の
ヘッドボックス100から堆積される繊維101と同一であっ
ても異なっていてももよい。
の本発明の布帛構造物を湿式成形する利点の一つは、水
性成分が成形ワイヤーを介しての減圧下で除去されるに
つれて、各ヘッドボックスからのウエブの繊維が水性成
分と十分に混合されることである。三重ヘッドボックス
湿式成形法は、単一で、かつ、粒子を含む二層の離層が
実質的にない繊維状構造物を生ずる。
帛105および106は、ロール108および110から布帛構造物
の各側に、それぞれ、適用することができる。ウエブ構
造物を熱的に接着し、粒子を構造物内に閉じ込めるため
および粒子物質を構造物中の個々の繊維に融着するため
に、熱、好ましくは、赤外線熱がヒーター112から供給
される。構造物を完全に乾燥するために、直通通気熱
(Tbrough−air heat)が、ヒーター114から供給され
る。
着材料工業に使用することができる。使用時に、その材
料は、プリーツ、チューブ、ポケット(ポケットフィル
ターとして)、ブランケット、ロール、バッグを覆う壁
装材およびダクトならびにダクトラインにおよびダクト
成形品そのもの等を含む、種々の形態を取ることができ
る。その材料は、単独またはその他の布帛、フィルター
基材、フィルム、プラスチックおよび膜と組合せて使用
することができる。フィルター材料工業においては、繊
維状構造物に対して、多数の末端用途が存在する。この
ような用途としては、列車、地下鉄、バス、航空機、建
設用車輛、農業用車輛、潜水艦、ランドフィル(landfi
ll)装置およびごみ/保護(refuge)の制御に適当なキ
ャビンの内部客室エアーフィルターが挙げられる。住宅
の空気清浄器、クリーンルーム、医薬品加工、食品加
工、喫煙室、葬儀場等における暖房、換気、空調用にそ
の他の用途が存在する。また、その材料は、装備、例え
ば、事務備品、ひつぎの内装品、包帯、包装および保護
ラップに使用することができる。薬品および地下庫に対
する多数の軍事、民間防衛および警察における用途が存
在する。環境的な用途としては、溶解放出制御、化学廃
棄物の掃除、再循環溶剤、ごみ焼却、下水プラント、滅
菌装置が挙げられる。また、この材料は、液体過、例
えば、高純粋のような液体の過およびウィスキー、洋
酒等を製造するような作業における着色物または副生物
の除去に使用することができる。
したが、本発明を図面で示した実施態様に限定する意図
がないことを理解する必要がある。むしろ、本発明は、
添付する請求の範囲の請求項によって定義されるよう
に、本発明の範囲および精神に包含される全ての変形
例、変更例および等価体を含むものである。
ェブを含み、且つ、上下表面を有し、機能性粒子物質が
ウェブ構造物の空間内に取り込まれ、前記上下表面に広
がることなく固定化され、前記機能性粒子物質が前記繊
維に溶融接着され、前記繊維が構造的な強化用の成分と
比較的低融点の成分とを含む複合繊維を含み、前記構造
的強化用の成分と前記低融点成分とが融点で少くとも約
20℃異なる繊維状構造物。
ん縮熱可塑性ステープル繊維及びそれらの混合物から選
択される、上記第1項に記載の繊維状構造物。
併行繊維及びそれらの混合物から選択される、上記第1
項に記載の繊維状構造物。
の繊維状構造物。
記第1項に記載の繊維状構造物。
ト、モレキュラーシーブ、粘土、アルミナ、イオン交換
樹脂、有機金属触媒、金属酸化物、殺生剤、殺菌剤及び
殺ウイルス剤から選択される、上記第1項に記載の繊維
状構造物。
ウェブ構造物の空間内に取り込まれ、前記繊維に溶融接
着される固定化された機能性粒子物質とを含み、前記繊
維が構造的な強化用の成分と前記機能性粒子の溶融接着
用の比較的低融点の成分とを含む複合繊維を含み、前記
低融点成分が融点約175〜185℃を有するナイロンである
繊維状構造物。
記第7項に記載の繊維状構造物。
載の繊維状構造物。
ブの芯であり、前記複合繊維が比較的高融点成分と比較
的低融点成分とを含み、前記ウェブが上下表面を有する
芯; (b)前記芯ウェブ内の全比較的低融点成分に溶融接着
された機能性粒子物質;及び (c)熱可塑性樹脂で製造された複合繊維の一部接着さ
れた不織布ウェブであり、前記複合繊維が、比較的高融
点成分と比較的低融点成分とを含み、交錯点で熱的に接
着され、前記一部接着されたウェブが、前記芯ウェブの
前記表面の一つの上で前記芯ウェブに接着されている不
織布ウェブ; を含む該製造物。
ウェブに接着されている追加のウェブを含む、上記第10
項に記載の繊維状構造物。
からなる群から選択される布帛を含む、上記第11項に記
載の繊維状構造物。
合繊維の一部接着された不織布ウェブを含み、前記複合
繊維が、比較的高融点成分と比較的低融点成分とを含
み、且つ交錯点で熱的に接着されている、上記第11項に
記載の繊維状構造物。
ブ内部に機能性粒子物質を分配し、 (ii)ウェブを通過成形し、その後ウェブ内部に
機能性粒子物質を分配するか、または (iii)連続フィラメントを紡績し、それからウ
ェブを形成し、その後ウェブ内部に機能性粒子物質を分
配する ことにより、ウェブ表面内に実質的に広がることなく、
ウェブ表面の間のウェブ内に分配した機能性粒子物質を
含む絡み合った熱可塑性樹脂で製造された繊維の中空繊
維ウェブを形成し; (b)ウェブ内部に溶融接着により機能性粒子物質を固
定し;次いで (c)熱可塑性繊維を熱的に結合する 段階を含む該方法。
み合った繊維内に機能性粒子物質を取り込み;同時に溶
融接着により固定し、熱可塑性繊維を熱的に結合するこ
とを実施することを含む上記第14項に記載の方法。
ル繊維を含む中空繊維ウェブを形成し; (b)その後、機能性粒子物質をウェブ内に分配させ; (c)実質的にウェブ表面内に広がることなく、ウェブ
構造物内に機能性粒子物質を取り込み;次いで (d)繊維に機能性粒子物質を溶融接着し、同時に交錯
点上で繊維を熱的に結合するために熱を適用する 段階を含む該方法。
ブ上で段階(a)のウェブを形成し、次いで部分的に高
密度化ウェブに段階(a)のウェブを結合する段階を含
む上記第16項に記載の方法。
る一成分を有する複合材料で製造された繊維を含む第1
の繊維ウェブを部分的に結合し; (b)部分的に結合した繊維状ウェブ上で、他の成分の
融点よりも少くとも20℃低い融点を有する一成分を有す
る複合繊維をも含む、中空繊維状の第2のウェブを形成
し、 (c)その後、第2のウェブに機能性粒子物質を分配さ
せ、第2のウェブの繊維状構造物内に粒子物質を取り込
み;次いで (d)繊維に機能性粒子物質を溶融接着させ、同時に第
1のウェブと第2のウェブ中の繊維を熱的に結合させ、
且つ第1のウェブを第2のウェブに熱的に結合させるた
めに熱を適用する 段階を含む該方法。
繊維状ウェブと対向する第2のウェブ上に第3の繊維状
構造物を配置する段階を含む上記第18項に記載の方法。
物の上に第2の部分的に結合したウェブを配置する段階
を含む上記第19項に記載の方法。
の繊維状構造物を形成する段階を含む上記第18項に記載
の方法。
で製造した複合繊維を含む中空繊維ウェブ構造物を形成
し; (b)その後、ウェブ構造物の空間内に機能性粒子物質
を分配し、取り込み;次いで (c)その後、複合繊維に溶融接着することにより取り
込んだ粒子物質を固定化するために、同時に交錯点で複
合繊維の熱的結合を効果的にするために、前記ウェブ構
造物に圧力を加える事なく熱を適用する 段階を含む該方法。
方法。
造物がカーディングにより形成される上記第22項に記載
の方法。
加の繊維状構造物を配置する段階を含む上記第22項に記
載の方法。
第22項に記載の方法。
れた布帛層である上記第26項に記載の方法。
樹脂で製造した複合繊維を含む中空繊維ウェブを形成
し; (b)その後、粒子物質−複合繊維の物理的な接触を提
供するためにウェブの空間内に、複合繊維の低融点成分
よりも低い比熱を有する機能性粒子物質を分配させ、且
つ取り込み;次いで (c)その後、さらに、赤外線加熱により取り込まれた
粒子物質を固定し、これにより取り込まれた粒子物質が
複合繊維に溶融−接着する 段階を含む該方法。
Claims (15)
- 【請求項1】熱可塑性樹脂で製造された繊維(22)を含
み、上面及び下面(26,28)を有する繊維質ウェブ(2
4)を乾式形成することを含む、吸着性粒子(30)を含
む繊維質構造物の製造法であって、 (a)その後、繊維(22)が、1dpf〜15dpfのデニール
を有し、けん縮されているステープル複合繊維であり、
かつ構造成分(64)及び比較的低い融点を有する成分
(62)とを含む、開かれた繊維質ウェブ(24)の内部の
空間に、十分なサイズ及び重量の吸着性粒子(30)を分
散させ、取り込ませる段階; (b)好ましくは赤外線熱により、圧力をかける前に、
繊維質ウェブを加熱して、取り込まれた粒子(30)を複
合繊維(22)に溶融接着させて、交錯点で複合繊維(2
2)を熱的に結合させる段階; を含むことを特徴とする前記方法。 - 【請求項2】開かれた繊維質ウェブ(24)が、コンポジ
ットで製造した繊維(40)の部分的に結合させた繊維質
ウェブ(34)上に乾式形成され、加熱段階により、繊維
質ウェブ(24)の表面(28)が部分的に接着されたウェ
ブ(34)に結合される請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】加熱段階前に、繊維質ウェブ(24)の表面
(20)上に、複合繊維を含む第2の繊維質ウェブ(46)
を乾式形成することをさらに含む請求項1または2に記
載の方法。 - 【請求項4】加熱段階前に、第2の繊維質ウェブ(46)
中に機能性粒状物質(48)を分散させることをさらに含
む請求項3に記載の方法。 - 【請求項5】加熱段階後に、第2の繊維質ウェブ(46)
上にロール(86)から繊維質層(52)を適用する段階を
さらに含む請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項6】好ましくは赤外線熱を用いる追加の加熱段
階を実施して、繊維質ウェブ(52)を第2の繊維質ウェ
ブ(46)に接着させる段階をさらに含む請求項5に記載
の方法。 - 【請求項7】乾式成形が、カーディング、スパンボンデ
ィングまたはエアーレイイングであり、好ましくはカー
ディングである請求項1に記載の方法。 - 【請求項8】織成、編成及び不織布帛からなる群から選
択される布帛を繊維質ウェブ(24)に接着させることを
さらに含む請求項1に記載の方法。 - 【請求項9】機能性粒状物質(48)が、粒子(30)と異
なる機能性を有するか、または吸着性である請求項4に
記載の方法。 - 【請求項10】吸着性粒子が活性炭粒子である請求項1
に記載の方法。 - 【請求項11】吸着性粒子(30)が、低融点繊維成分に
よりもより低い比熱を有し、熱適用段階で赤外線熱を使
用する請求項10に記載の方法。 - 【請求項12】熱可塑性樹脂で製造された繊維(22)を
含み、上面及び下面(26,28)を有する第1の繊維質ウ
ェブ(24)を乾式形成し、ここで該段階は、その後、繊
維(22)が、けん縮したステープル複合繊維であり、且
つ構造成分(64)及び比較的低い融点を有する成分(6
2)とを含む、開かれた第1のウェブ(24)の内部の空
間に、吸着性粒子(30)を分散させ、取り込ませる工程
を含み;その後、第1の繊維質ウェブ(24)上に、同様
に構造成分及び比較的低い融点を有する成分を含む熱可
塑性樹脂で製造された繊維を含む第2のウェブ(46)を
乾式形成し;その後、分散性機能性粒子(48)を第2の
繊維質ウェブ(46)中に分散させ;その後、好ましくは
赤外線熱により、圧力をかける前に、形成された構造体
を加熱して、吸着性粒子(30)を第1の繊維質ウェブ
(24)に、機能性粒子(48)を第2の繊維質ウェブ(4
6)に溶融接着させて、繊維の交錯点で繊維−繊維結合
を行わせ、第2の繊維質ウェブ(48)に第1の繊維質ウ
ェブ(24)を結合させる;工程を含むことを特徴とす
る、吸着性粒子(30)、好ましくは活性炭粒子を含む繊
維質構造体を製造する方法。 - 【請求項13】機能性粒子(48)が、吸着性粒子(30)
とは異なる機能活性を有する請求項12に記載の方法。 - 【請求項14】第1の繊維質ウェブ(24)が、部分的に
結合された繊維質ウェブ(34)の上に形成され、加熱に
より第1の繊維質ウェブ(24)が部分的に結合された繊
維質ウェブ(34)に結合する請求項12に記載の方法。 - 【請求項15】吸着性粒子(48)、好ましくは活性炭粒
子を含む繊維質構造体の製造方法であって、熱可塑性樹
脂で製造された繊維を含み、上面及び下面を有する繊維
質ウェブ(46)を乾式形成し、その後、繊維がけん縮し
たステープル複合繊維であって構造成分及び比較的低い
融点を有する成分を含む繊維質ウェブ(46)の内部の空
間に、吸着性粒子(48)を分散させ、取り込ませ;その
後、第1の加熱段階によって、繊維質ウェブ(46)を、
好ましくは赤外加熱(76)によって加熱して、取り込ま
れた粒子(48)を繊維質ウェブ(46)に溶融接着させ、
繊維の交錯点で繊維−繊維結合を行わせ;その後、ロー
ル(86)から他の繊維質ウェブ(52)を繊維質ウェブ
(46)の表面に適用し、その後、圧力を施す前に、繊維
質ウェブ(46)を加熱して、繊維質ウェブ(52)を、取
り込まれた粒子を含む繊維質ウェブ(46)に結合させ
る;工程を含むことを特徴とする方法。
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