JP6371772B2 - スエード状マイクロファイバー合成繊維不織布の生成方法 - Google Patents
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Description
a.海島型の複合繊維をニードルパンチすることによってフェルトを生成し、
b.94%以上のケン化度を有するポリビニルアルコール(PVA)の水溶液で前記フェルトを温含浸させ、或いは、前記フェルトを温水で温含浸させてからポリウレタン(PU)で冷含浸させ、
c.ステップbによる中間生成物から海成分を除去し、
d.PUでマイクロファイバー中間生成物を含浸させ、
e.凝固により前記PUを前記マイクロファイバー中間生成物に固着させ、ステップbで付加され得るPVAを除去し、
f.取得された材料の一方又は両側を、(好適にはこの順番で)エメリー加工、着色、スプリットする
ことを含む方法に関する。
例0:複合成分ファイバを含むフェルトの生成
例0.1:Co−PES+PEG海成分及びPET島成分を有するフェルトの実現
島成分がPETで実現され、海成分がCo−PESで実現される海島型の複合繊維からフロックを生成する。PEGは海成分に同時押出する。繊維中の島成分と海成分の比率は57/43である。よって、海成分は3.5%のPEGと残り96.5%のCo−PESにより構成される。繊維の断面は円形で均等な径を有する16PETマイクロフィラメントを示す。フロックは、連続する島/海繊維に対しドローイング、クリンピング、カッティングを順次行うことにより得られる。
繊維番手:4.3dtex
長さ:51mm
カール頻度:約4/cm
ドローイング比:3.5/1
このように決められたフロックは、メカニカルなニードルパンチに付され、密度が0.295g/cm3で単位重量が1000g/m2のフェルトを実現する。このように取得されたフェルトは「フェルトF1」と称する。
島成分がPETで実現され、海成分がCo−PESで実現される海島型の複合繊維からフロックを生成する。繊維中の島成分と海成分の比率は57/43である。繊維の断面は円形で均等な径を有する16PETマイクロフィラメントを示す。フロックは、連続する島/海繊維に対しドローイング、クリンピング、カッティングを順次行うことにより得られる。
繊維番手:4.3dtex
長さ:51mm
カール頻度:約4/cm
ドローイング比:2.5/1
このように決められたフロックは、メカニカルなニードルパンチに付され、密度が0.285g/cm3で単位重量が892g/m2のフェルトを実現する。このように取得されたフェルトは「フェルトF2」と称する。
上記例0.1に記載された複合繊維であって、PEGを予め乾燥させたPVA5−88に代えた複合繊維からフロックを生成する。同繊維の海/島比率は同じであり、海成分における添加重量も同じである。このフロックは、密度が0.304g/cm3で単位重量が1084g/m2のフェルトを実現することができる加工性を保持し、「フェルトF3」と称する。
上記例0.2と同様の複合繊維からフロックを生成する。このフロックは、密度が0.292g/cm3で単位重量が585g/m2のフェルトを実現し、「フェルトF4」と称する。
例1.1:PVAによる含浸(ステップb)とこれに続く海成分の除去(ステップc)
「フェルトF2」中間生成物は、98℃の温度で、高いケン化度(98%)を有する11.6%のPVAを含む溶液に5分浸けて寸法収縮させ、オーブンで190℃の温度で乾燥する。乾燥は、水分を除去するとともにその結果である熱硬化工程を行うのに十分な時間をかけて行う。オーブンのスピードは、乾燥したシート反物が3分間190℃の温度に維持され、出口でわずかに褐色化するように調整される。次工程では、振動ウオッシャー内で60℃の温度で15分間、5%の苛性ソーダを用いてアルカリ処理を行うことにより、海成分の除去を行う。電子顕微鏡を用いて、海成分の除去と重量の減少とを交差分析した結果、海成分の除去が完了し、これらの条件下で、全てのPVAが残存していたことが分かった。このように補強されたシート反物は、重量で28%のPVAを含み、中間生成物「SRCD1」とする。
「フェルトF1」中間生成物は、99℃の温度で、高いケン化度を有する11.6%のPVAを含む溶液に5分浸けて寸法収縮させ、オーブンで190℃の温度で乾燥する。乾燥は、水分を除去するとともにその結果である熱硬化工程を行うのに十分な時間をかけて行う。オーブンのスピードは、シート反物が出口で過度にならない程度に褐色化するように調整される。次工程では、振動ウオッシャー内で60℃の温度で15分間、5%の苛性ソーダを用いてアルカリ処理を行うことにより、海成分の除去を行う。電子顕微鏡を用いた分析の結果、海成分は効果的に除去され、PVAは残存し、重量変動の評価ではPVAは溶解条件下で可溶化していないとの結果になった。このように補強されたシート反物は、重量で28%のPVAを含み、中間生成物「SRCD2」とする。
この例は、工程を速めるために、海成分の溶解温度を70℃まで上げた点において、例1.1aと異なる。電子顕微鏡を用いた分析の結果、海成分はより効果的に除去され、PVAは残存し、重量変動の評価ではPVAは溶解条件下で可溶化していないとの結果になった。このように補強されたシート反物は、重量で28%のPVAを含み、中間生成物「SRCD3」とする。
この例は、工程を更に速めるために、海成分の溶解温度を80℃まで上げた点において、例1.1aと異なる。電子顕微鏡を用いた分析の結果、海成分は完全に除去され、PVAは残存するが、重量変動の評価では一部が除去されたとの結果になった。このように補強されたシート反物は、重量で13%のPVAを含み、中間生成物「SRCD3/1」とする。PVAの損失により、この中間生成物は次工程では使用できない。
「フェルトF4」中間生成物は、高いケン化度を有する11.6%のPVA溶液に5分浸けて寸法収縮させ、オーブンで190℃の温度で乾燥する。乾燥は、水分を除去するとともにその結果である熱硬化工程を行うのに十分な時間をかけて行う。次工程では、振動ウオッシャー内で60℃の温度で15分間、5%の苛性ソーダを用いてアルカリ処理を行うことにより、海成分の除去を行う。
例1.1のマイクロファイバー中間生成物SRCD1は、CaCl2と、ポリウレタン、増粘剤、及びシリコーンからなる乳剤とを含む水分散液を含浸させる。具体的には、UX660−X12ポリウレタン(三洋化成工業製の脂肪族、アニオン性、ポリカーボネートベースのPUD)は、分散液の重量で20.2%、TAFIGEL PUR 41増粘剤(Munzing GmBH製のポリウレタンベース、非イオン界面活性剤)は1.1%、シリコンAシリコーン(三洋化成工業所有の製剤)は1.1%であり、CaCl2塩は1%である。生成物は、343cPの粘度と58℃の凝固温度(曇り点として知られている)を有する。
例1.1bで取得され「SRCD3」としたPET・PVA中間生成物は、DLUポリウレタン、増粘剤、及び架橋剤を含む水分散液を含浸させる。具体的には、DLUポリウレタン(Bayer製の脂肪族、アニオン性、ポリエーテル/ポリカーボネートベースのPUD)は、分散液の重量で17%、TAFIGEL PUR 44増粘剤は1.1%、IMPRAFIX 2794架橋剤(Bayer製のブロックされた脂肪族イソシアネートで、約120℃のアンブロッキング温度を有するもの)は0.8%である。このように得られた製剤は、粘度が568cPで、92℃の曇り点を有する。乳剤は、含浸させたマイクロファイバー中間生成物を最初のゾーンで完全に乾燥するまで85℃から150℃まで上昇する温度で15分間ピンオーブンにセットし、後者の温度をオーブンのラストゾーンで維持して架橋剤を確実に活性化させることにより、凝固させる。端部に存在するPVAの障壁効果により、ほとんどのPUDが同複合材料の中心に分布されることになる。
例1.1cのSRCD4マイクロファイバーフェルトは、例1.2aで特定された同じ溶液、同じ方法で含浸させ凝固させる。このように生成された中間生成物のPU/PET比は、51.5%であり、厚みは1.51mmであり、「IE1.b」とする。
例1.1で得られるSRCD1マイクロファイバー中間生成物は、ポリウレタン及び増粘剤からなる乳剤を含む水分散液を含浸させる。例1.2とは異なり、この場合、乳剤にはシリコーン及びCaCl2は用いない。
例1.1のSRCD1マイクロファイバー中間生成物は、ポリウレタン、増粘剤、及びシリコーンからなる乳剤を含む水分散液を含浸させる。具体的には、UX660−X12ポリウレタン(三洋化成工業製の脂肪族、アニオン性、ポリカーボネートベースのPUD)は、分散液の重量で20.2%、TAFIGEL PUR 41増粘剤(Munzing GmBH製のポリウレタンベース、非イオン界面活性剤)は1.1%、シリコンAシリコーン(三洋化成工業所有の製剤)は1%である。このように得られた製剤は、332cPの粘度と75℃の平均曇り点を有する。含浸に続いて、ポリウレタンは、平行フィールドを有する高周波オーブンにおいて2分間で凝結する。このときの印加電圧は0.5kVであり、オーブンの出口では、シート反物には水分が残存するが、凝結は完了している。PVAの溶解前に同材料を乾燥状態にする必要はない。この時点で、PVAは95℃の温度の振動ウオッシャー内の中間生成物から除去され、残りのシート反物は乾燥される。このように生成された中間生成物のPUD/PET比は、52.7%であり、同シート反物は「IE3」とする。
例1.1cのSRCD4マイクロファイバーフェルトは、例1.4の仕様と同じ溶剤及び同じ方法で含浸、凝結される。このように生成された中間生成物のPU/PET比は、54.8%であり、厚みは1.52mmであり、「IE4」と称する。
例2.1:PUによる含浸(ステップb)とこれに続く海成分の除去(ステップc)
例0.2で得られるF2フェルトは、95℃の温水に5分浸けられ、130℃の対流式オーブンで乾燥されることにより、最終的な総密度が0.39g/cm3まで上がる。
例2.1で得られるSRCD5中間生成物を例として、CaCl2、及びポリウレタンと、増粘剤と、シリコーンとからなる乳剤を含む水分散液を含浸させる。具体的には、UX660−X12ポリウレタン(三洋化成工業製の脂肪族、アニオン性、ポリカーボネートベースのPUD)は、分散液の重量で20.2%、TAFIGEL PUR 44増粘剤(Munzing GmBH製のポリウレタンベース、非イオン界面活性剤)は1.1%、シリコンAシリコーン(三洋化成工業所有の製剤)は1.1%であり、CaCl2塩は1%である。シート反物を完全に乾燥させるまで130℃のピンオーブンにセットすることにより、シート反物において乳剤を凝固させる。ポリウレタン/PET比が50%になるように乳剤の混合物をシート反物上でメータリングする。ここでの、ポリウレタンとは、SRCD5中間生成物にすでに存在するポリウレタンと、上記乳剤凝固後に残るポリウレタンとの合計量である。このように得られたシート反物のポリウレタン/PET比は、58.2%であり、「IE5」とする。
例2.2と同様に、三洋のPUDを27%の濃度にして、カルシウム塩を除去する一方で、増粘剤とシリコーンの比率はそのままとする。ここで得られた製剤は、580cPの粘度を有する。含浸及びメータリングに続き、ポリウレタンは平行フィールドを有する高周波オーブンで2分間凝結させる。このときの印加電圧は0.5kVである。このように得られた布シートは、ポリウレタン/PET比が49.0%であり、「IE6」とする。
例2.3と同様に、含浸分散水からシリコーンを除去する。ここで得られた製剤は、800cPの粘度を有する。含浸及びメータリングに続き、ポリウレタンは、40℃の温度で5%のCaCl2を含む水で24分間で凝固される。このように得られたシート反物は、ポリウレタン/PET比が45.9%であり、「IE7」とする。
例3.1:含浸後の中間生成物の最終処理
上述した凝固タイプ(例1.2、1.2a、1.2b、1.3、1.4、1.4a,2.2、2.3、及び2.4)のいずれかによる含浸後のマイクロファイバーフェルトは、150から220メッシュまでの細かさのペーパを用いて、けばが均一な方向と長さとなるように両側をエメリー加工し、両側0.25mmを除去し、分散染料の混合物により120℃でジェット染色する。
PVAを除かれた含浸後の中間生成品は、1.4aの例において実現される。同例とは異なり、この場合、シート反物は初め、その厚み方向に沿って長手方向に丁度半分にスプリットされ、次いでエメリー加工される。ブレードに接する側から0.04mmが除去され、他の側から更に0.25mm除去される。シート反物は次いで、分散染料の混合物により120℃でジェット染色される。
「IE3」マイクロファイバー中間生成品(水中のポリウレタンを含浸させ高周波オーブンで凝固させたもの)は、150から220メッシュまでの細かさのペーパを用いて、けばが均一な方向と長さとなるように両側をエメリー加工し、両側をそれぞれ0.25mm除去する。エメリー加工されたシート反物は、次の二つの連続する工程によってジェット染色される。第1工程は、120℃で分散染色して繊維に着色し、次の工程は、80℃でバット(vat)染色して、ポリウレタンに色付けする。
「IE4」マイクロファイバー中間生成品は、150から220メッシュまでの細かさのペーパを用いて、けばが均一な方向と長さとなるように両側をエメリー加工し、両側をそれぞれ0.25mm除去する。エメリー加工されたシート反物は、次の二つの連続する工程によってジェット染色される。第1工程は、120℃で分散染色して繊維に着色し、次の工程は、80℃のカオチン染料による染色で、ポリウレタンに色付けする。
Claims (18)
- マイクロファイバー不織繊維の生成方法であって、
a.海島型の複合繊維をニードルパンチすることによってフェルトを生成し、
b.94%以上のケン化度を有するポリビニルアルコール(PVA)の水溶液で前記フェルトを温含浸させ、又は、前記フェルトを温水で温含浸させてからポリウレタン(PU)で冷含浸させ、
c.ステップbによる中間生成物から海成分を除去し、
d.PUでマイクロファイバー中間生成物を含浸させ、
e.凝固により前記PUを前記マイクロファイバー中間生成物に固着させ、ステップbで付加され得るPVAを除去し、
f.取得された材料について、一方又は両側のエメリー加工、染色、スプリットの順序で処理する
ことを含む、方法。 - ステップbは、50℃以上のPVAの水溶液を含浸させることにより行う、
請求項1に記載の方法。 - ステップbは、50℃以下の水媒体のPUを含浸させることにより行う、
請求項1に記載の方法。 - ステップbにおけるPVAは、94%以上、好適には97%を越えるケン化度を有する、
請求項1から3のいずれかに記載の方法。 - ステップbにおいて、PUは水媒体にあり、PUの凝固は、電解質又は酸を含む水、温水、高周波又はスチーム凝固によって行われる、
請求項1から4のいずれかに記載の方法。 - 海成分の除去を行うステップcは、ステップbで得られた中間生成物が、アルカリ性又はアルカリ土類水酸化物の塩基性水溶液、好適にはNaOHに接触させることにより行われる、
請求項1から5のいずれかに記載の方法。 - 海成分の除去を行うステップcは、ステップbがPVAにより行われる場合、80℃未満(好適には70℃以下)の温度で行われる、
請求項1から6のいずれかに記載の方法。 - ステップdは、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の乳化剤、架橋剤、増粘剤、界面活性剤、粘性調節剤、不安定化剤、塩、及び外部シリコーン誘導体のうち、一以上の存在下の水媒体にあるPUを含浸することにより行われる、
請求項1から7のいずれかに記載の方法。 - ステップdは、水媒体中のPUを含浸させることにより行われ、ステップeは、温水、電解質又は酸を含む水、又はホットエアによる凝固、或いは高周波凝固、マイクロ波凝固、又はスチーム凝固により行われる、
請求項1から8のいずれかに記載の方法。 - ステップdは、水媒体中のPUを含浸させることにより行われ、ステップeは、20℃から90℃、好適には40℃から80℃の水溶液における凝固によって行われる、
請求項9に記載の方法。 - ステップeは、重量で0.01%から5%の範囲、好適には重量で0.1%から1%の範囲の量の塩を含む水溶液における凝固によって行われる、
請求項9に記載の方法。 - ステップdは、水媒体中のPUを含浸によって行われ、ステップeは、50℃から200℃、好適には60℃から160℃のホットエアでの凝固によって行われる、
請求項9に記載の方法。 - ステップdは、水媒体中のPUによる含浸によって行われ、ステップeは、平行又は斜めフィールドを有し電極間の電圧が0.1kVから6kVの高周波オーブンにおける凝固によって行われる、
請求項9に記載の方法。 - ステップeは、平行フィールドを有し電極間の電圧が0.3kVから5kVの高周波オーブンにおける凝固によって行われる、
請求項13に記載の方法。 - ステップdは、PUの有機溶液による含浸によって行われ、ステップeは、水、又は水と有機溶液との混合液における凝固によって行われる、
請求項1から7のいずれかに記載の方法。 - 有機溶液の溶媒は、DMF及びDMACから選択される、
請求項15に記載の方法。 - 前記フェルトは、海島型の混合繊維をニードルパンチすることにより生成され、島成分は、改質ポリエステル、陽イオンポリエステル、ナイロンその他種類のポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチレン・テレフタレート(PTT)、ポリブチレン・テレフタレート(PBT)及びポリエチレン・テレフタレート(PET)の中から選択され、好適にはPETである、
請求項1から16のいずれかに記載の方法。 - 前記フェルトは、海島型の混合繊維をニードルパンチすることにより生成され、海成分は、ポリビニル・アルコール(PVA)、PVAを含むポリスチレン共重合体(co−PVA−PS)、PVAを含むコポリエステル(co−PVA−PES)、及び5-スルホイソフタル酸又はナトリウム塩を含むコポリエステル(co−PES)から選択され、特に後者が好ましい、
請求項1から17のいずれかに記載の方法。
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