JP6374032B2 - ボリュームのある不織布 - Google Patents
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Description
さらに本発明は、この不織布を、毛布、衣類、及び/又は布張家具のような繊維材料の充填材料として使用すること、それと同時に、該不織布を製造する方法に関する。
例えば、微細羽毛、ダウン、羊毛のような動物の毛は、毛布や衣類に充填するため既に長く使用されてきた。
充填材料は、軽量で優れた断熱性を兼ね備えているため、ダウンからなる充填材料は、非常に好ましく使用される。
この材料の欠点は、しかしながら、わずかに相互凝集するという点だけである。
繊維球群は、通常、ほぼ球の形状を有し、多かれ少なかれ互いに球状にもつれる繊維を含む。
例えば、特許文献1(欧州第203469A号公報)に記載される繊維球は、充填材料又は布張材料として使用することができる。
繊維球群は、長さが約10−60mm、直径が1−15mmであり、螺旋状に曲がって互いに絡み合うポリエステル繊維群からなる。
繊維球群は、しなやかで断熱性を有する。
ダウン、羽根群、動物の毛等と同様に、記述された繊維球群の欠点は、わずかに相互凝集するという点だけである。
したがって、繊維球群は、その少ない粘着性のために滑り得るため、繊維材料中において緩んだ状態にあると考えられ、繊維材料用の充填材料にはほとんど適さない。
繊維材料内における、滑りを防止すべく、これらは、しばしば、縫合されるものである。
不織布は、タイプ及び起源が任意の、有限長の繊維群(短繊維群)、フィラメント群(無限長繊維群)又は切断糸群からなる物体であり、何らかの方法で結合されてフリース(繊維状シート)となり、及び何らかの方法で共に接合されるものである。
また、典型的な不織布は、使用期間が長くなるにつれ、その厚みが、だんだん薄くなってしまう。
同時に、該不織布は、巻物として取り扱われるために、適切な安定性を有すべきである。
特に、該不織布は、切断可能、且つ、巻き上げ可能であるべきである。
更に、該不織布を製造するための方法が提供されるべきであり、同時に、該不織布を、毛布、衣類、及び/又は、布張家具等の、繊維材料のための充填材料としての使用が提供されるべきである。
「ボリュームのある物質」は、平均密度が0.01g/L−500g/L、好ましくは、1g/L−300g/L、特に1.5g/L−200g/Lとなる物質という意味になる。
本発明によれば、繊維球群は、「ボリュームのある物質」として好適に使用される。
しかしながら、ダウン、微細羽根群、エアロジェル群及び/又は発泡部品群のような、他の「ボリュームのある物質」が、使用されても良い。
例えば、引張強度を調整し、それにより、不織布を製造し、更に処理し、又、巻物として使用することができる。
不織布は、切断し、巻き上げることができる。
また、機能を失わずに洗浄できる。
このように、特に少なくとも一対のスパイクローラを有するカーディング機を使用すると、このような原料をカーディングすることにより、プロセス中に材料を粉砕することなく、該材料を、能率的に開き、ブレンドし、配向できることが、予想外に発見されたのである。
これは驚くべきことであった。なぜなら、繊維球群、ダウン、及び/又は、微細羽根群は、極めてデリケートであり(例えば、原料として使用されると)、それにより、カーディングによりそれらは粉砕され、目的生産物から安定性や機能が減じられると、想定されていたからである。
スパイクローラ群が対に配置される利点は、金属スパイク同士が互いに歯合できるという点である。
該金属スパイク群が互いに歯合することにより、動的スクリーンが作り出され、それにより、不織布の原料が選び出され、且つ均一に分布することが可能となる。
かくして、繊維は、球群から引き出され得て、未だ球群に接続されたまま、その表面から突き出るものである。
これは、利点である。なぜなら、そのように引き出された繊維群は、個々のボール群における相互の絡み合いを向上させ、それにより、不織布の引張強度を増加させるからである。
更に、個々の繊維群からなるマトリックスが形成され得て、その内部に、球群が埋め込まれ、それにより、不織布の柔軟性を強めることになる。
不織布の断熱能及び柔らかさに関し、「ボリュームのある物質」の均一な分布は、格別に興味深い。
多くの用途のためには、不織布が、単位面積あたりの質量が50g/m2で、少なくとも1方向について、少なくとも0.3N/5cm、特に0.3N/5cmから100N/5cmの、DIN EN 29073により計測された最大引張強度を有すると、有利であることが証明されている。
また、本発明に係る不織布は、有利なことに、良好な復元力を有する。
かくして、不織布は、好ましくは、50、60、70、80及び/又は90%以上の回復度を有するところ、右回復度は、次の要領で測定される。
点2)高さが定規で測定される。
点3)サンプル群は、(1300g)鉄板によりロードされる。
点4)ロードの1分後に、高さは定規で測定される。
点5)重量が除去される。
点6)10秒後に、サンプル群の高さが定規を用いて計測される。
点7)10分後に、サンプル群の高さが定規を用いて計測される。
点8)点7)及び点2)からの値群の比を作ることにより、回復度が計算される。
特に、「繊維球群」なる用語は、球状、又は(例えば、平らにした球形状等の、不規則な、及び/又は、変形した)略球状の両方を意味するものとして理解されねばならない。
球状又は略球状の形状は、特にふわふわ感と断熱の点で優れた特性を示すことが分かっている。
一方、例えば、繊維球群内で、繊維群が均一に分布する、及び/又は、繊維が傾斜的に存在するとも考えることもできる。
該集合体の良好な凝集力を確保するためには、該繊維群が巻毛状となっていると有利である。
この場合、繊維は、ランダムであってもよいし、又は、なにがしかの秩序を有しても良い。
本実施の形態では、繊維球群の直径に対し、外側層は、比較的小さい。
こうすると、繊維球群の柔軟性をさらに高めることができる。
繊維球群の繊維群は、好ましくは、短繊維群、フィラメント群及び/又は糸群からなる群から選択される。
短繊維は、理論的に無限長を有するフィラメント群から、有限の長さ(好ましくは、20mm−200mm)を有する繊維群を意味するという点で区別される。
フィラメント群及び/又は糸群は、特に好ましくは20mm−200mmである、有限長を有する。
繊維群は、単成分フィラメント群、及び/又は、複合フィラメント群であり得る。 同様に、繊維群の力価も変化し得る。
好ましくは、繊維群の平均力価は、0.1−10dtexの範囲内にあり、より好ましくは0.5−7dtexの範囲内にある。
しかして、繊維球群は、羊毛等の天然繊維、及び/又は、次のような合成繊維、からなることができ、これらの繊維を含むことができる。合成繊維はポリアクリル、ポリアクリロニトリル、予備酸化PAN、PPS、炭素、ガラス、ポリビニルアルコール、ビスコース、セルロース、綿ポリアラミド、ポリアミドイミド、ポリアミド、特に、ポリアミド6、ポリアミド6.6、PULP、好ましくは、ポリオレフィン、最も特に好ましくは、ポリエステル、特にポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、及び/又は、上記の混合物群である。
好ましい一実施の形態によれば、羊毛繊維群からなる、繊維球群が使用される。
こうすると、特に形状安定性及び良好な絶縁性を備える不織布が得ることができる。
他の好ましい実施の形態によれば、不織繊維群内又は複合不織繊維群の内の、他の通常成分との、特に良好な互換性を達成すべく、ポリエステルからなる繊維球群が使用される。
「ダウン及び/又は微細羽毛群」なる用語は、本発明に従う伝統的な意味で理解される。
特に、「ダウン及び/又は微細羽毛群」なる用語は、短い羽軸と非常に柔らかく長い、放射状に配置され、基本的にかぎのない羽枝群を備える羽根群の意味である。
本発明に関しバインダー繊維群を使用するのは、好ましい。
これらは、繊維球の成分であっても良いし、又は、繊維シート内又は製造不織繊維内の、他の繊維成分であっても良い。
バインダー繊維群としては、この目的のために使用される従来のものを使用することができる。
バインダー繊維群は、単繊維又は多成分繊維であっても良い。
本発明に係るバインダー繊維群として特に適する繊維群は、次のグループ群による。
適合する繊維は、特に、熱可塑性ポリエステル、及び/又は、コポリエステル、特にPBT、ポリオレフィン、特にポリプロピレン、ポリアミド、ポリビニルアルコール、又はコポリマー、及びそれらのコポリマー、及びそれらの混合物群。
未延伸ポリエステル繊維などの粘着性繊維群。
コア/シェル繊維群は、異なる軟化及び/又は融点を有する、少なくとも2つの繊維材料を含む。
コア/シェル繊維群は、好ましくは、これらの2つの繊維材料からなる。
より低い軟化及び/もしくは融点を有する成分は、繊維表面(シェル)で発見され、より高い軟化及び/又は融点を有する成分は、コア内で発見される。
極めて多様な材料が、シェルとして使用できる。
本発明に係るシェル用の好ましい材料は、PBT、PA、コポリアミド又はコポリエステルである。
極めて多様な材料が、コアとして使用できる。
本発明に係るコア用の好ましい材料は、PET、PEN、PO、PPS又は芳香族PA及びPESである。
あるいは又は追加的に、それらは、繊維不織布内で離れた繊維成分として存在していても良い。
バインダー繊維群は、好ましくは、0.5−100mm、より好ましくは、1−75mmの長さを有し、及び/又は、0.5−10dtexの力価を有する。
本発明の特に好ましい実施の形態によれば、バインダー繊維群は、0.9−7dtex、より好ましくは1.0−6.7dtex、特に1.3−3.3dtexの力価を有する。
バインダー繊維の割合が低すぎると、不織布の安定性が悪化する。
バインダー繊維の割合が高すぎると、不織布全体として堅くなりすぎ、その柔軟性が減じられる。
実用的試験は、バインダー繊維の割合が、5−50重量%、好ましくは7−40重量%、特に好ましくは10−35重量%の範囲内である場合には、安定性と柔軟性との間の良好な妥協点が得られることを示した。
こうすると、不織布は、巻かれ、及び/又は、折り畳まれるのに十分安定となる。
これは、不織布の取り扱い、及び、更なる処理を容易にする。
さらに、このような不織布は、水洗い可能である。
例えば、分解せずに、40℃で3回の家庭内洗浄に十分耐え得るように安定している。
特に適する方法は、次の要領で行われる加熱カレンダー加工であると証明されている。即ち、加熱され、滑らかであるか、又は溝付きのロール群を用いて、熱風トンネルオーブン、熱風二重ベルトオーブンを通過させるか、及び/又は、ドラム上で熱風流中を通過させるかによる。
二重ベルト熱風オーブンを使用することの利点は、表面を同時に平滑化しながら、また同時にボリュームを保持しながら、バインダー繊維群を特に効果的に活性化できることである。
これらの繊維群は、繊維球群の形態で存在しないから、それらは、極めて多様な表面品質を有し得るのであり、特に、それらは、滑らかな繊維群であっても良い。
既述したように、バインダー繊維群は、追加の繊維群として使用することができる。
しかしながら、非バインダー繊維群を使用することも考えられる。
例えば、シルク繊維群は、なにがしかの輝きを有する不織布を提供すべく、付加的な繊維として使用することができる。
また、ポリアクリル、ポリアクリロニトリル、予備酸化PAN、PPS、炭素、ガラス、ポリアラミド、ポリアラニドイミド、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリビニルアルコール、ポリアミド、特に、ポリアミド6とポリアミド6.6、ポリオレフィン、ビスコース、セルロース、及び好ましくは、ポリエステル、特に、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、及び、ポリブチレンテレフタレート、及び/又は、上記の混合物を、使用することも考えられる。
好ましくは、追加的繊維群は、1−200mm、好ましくは5−100mmの長さを有し、及び/又は、0.5−20dtexの力価を有する。
相変化材料(PCM:Phase Change Materials)は、その潜在融解熱、溶解熱、又は熱吸収が、それらの通常の特定熱容量のため(相変化効果なしで)貯蔵できる熱を有意に上回る材料である。
相変化材料は、粒状形態、及び/又は、繊維形態を成す複合材料内へ含まれ得るものであって、例えば、バインダー繊維群により、不織布の他の成分に連結され得る。
相変化材料が存在すると、不織布の絶縁作用を支持できる。
上記添加剤を使用されるポリマー群内に使用すると、顧客特有の要求を達成可能となる。
該追加の層群は、例えばスクリムの形態で、補強層群として形成されることも考えられ、及び/又は、それらが、補強フィラメント群、不織布、織物、編み物、及び/又は、堆積ウエブを備えることも考えられる。
該追加の層群を形成するための好ましい材料は、例えばポリエステルのようなプラスチック、及び/又は金属である。
有利とするには、該追加の層群は、不織布の表面に配置され得る。
試験手順EN 29073により測定された厚さにおいて、通常良好な結果が達成されるのは、2−100mmの範囲内である。
DIN EN 29073に従って測定された、単位面積あたりの重量が、15−1500g/m2、好ましくは、20−1200g/m2、特に30−1000g/m2であると、多くの適用例に望ましいことが、証明されている。
しかして、本発明の他の主題は、衣服、椅子、ソファ、ベッドカバー及びマットレスにおいて、特に布張りする、及び/又は、充填材料として、またフィルタ及び/又は、吸着マットとして、スペーサ、発泡代替品、創傷被覆材、又は耐火材料として、不織布を使用することである。
このようにすると、例えば、堆積ベルト上において、不織布の原料が極めて均一に堆積し、「ボリュームのある」材料が非常に均等で且つ均一に分布する、非常に均一な不織布が得られる。
これは驚くべきことであった。なぜなら、例えば、スパイクローラ群及び/又はスパイクベルト群を用いる処理により、デリケートな繊維球群又はダウンは粉砕されるであろうと推定されるからである。
「ボリュームのある」材料と必要に応じて他の成分とを備える原料が、該繊維原料を開き、互いにブレンドする、少なくとも一対のスパイクローラ群を備える、少なくとも1つのカーディング機を用いて、可能な限り均一に作られる。
その後、例えば、スクリーンベルト、スクリーンドラム、及び/又は転送ベルトのような従来の要領で、繊維群を堆積させ、ウエブを形成することが実行可能となる。
このように形成された不織布は、その後、従来の要領で固化させ得る。
例えば、ベルトオーブンを用いて、熱固化を行うことは、特に本発明に適することが証明されている。なぜなら、このようにすると、例えば、水流交絡を用いることにより起こり得る、不織布の望ましくない圧縮が回避され得るからである。
二重ベルト熱風オーブンを使用すると、特に好適であることが証明されている。
このような熱風オーブンを使用する利点は、同時に、表面を平滑化し、且つ、ボリュームを維持しながら、バインダー繊維群を特に効果的に活性化できる点である。
本発明の有利な実施の形態によれば、スパイクローラ群は列状に配置される。
しかして、有利とするには、スパイクローラ群は、少なくとも一列に配置される。
スパイクローラ群を少なくとも一列に配置する利点は、隣接するスパイクローラ群の金属スパイク群が、互いに歯合できるということである。
しかして、各ソールは、同時に、その隣接するローラと対を成し、動的スクリーンとして動作できる。
繊維群及び繊維球群を特に良好に開き、且つブレンドすべく、列群は、対(二重列)の状態を取り得る。
しかして、スパイクローラ群は、有利なことに、少なくとも1つの二重列に配置される。
返送システムを用いて、繊維材料の少なくとも一部を、複数回、同じスパイクローラ群を通過させることも考えられる。
例えば、該返送として、無端循環ベルトを使用できる。
有利とするには、該ベルトは、スパイクローラ群の二列間に配置される。
さらに、無端ベルトは、左右又は上下に配置されるスパイクローラ群の二重列を巻過させても良い。
空気被堆積又は空気堆積プロセスに基づく方法は、特に適することが証明されている。
このプロセスの基本的考え方は、繊維材料を空気流へ運搬することであり、それにより、機械の長手及び/又は幅方向において繊維群を機械的に分布させることができ、且つ、最終的には、下向き吸引力を有する転送ベルト上に均等な繊維が堆積することになる。
本発明の特に好ましい実施の形態によれば、例えば、設置された空気システムを用いる不織布の形成中において、繊維材料は、空気力学的に全体として転送される。
一方、スパイクロール群から繊維群を除去する等の、特定のプロセスステップのみが追加的な空気により支持されると考えることもできる。
ダウン及び/又は発泡部品等の非繊維材料とのブレンドは、好ましくは、繊維材料を不織布形成システム内へ分布させる間中に行われる。
材料供給を容易に制御するため、有利とするには、各材料成分の供給は、別々に行われる。
不織布の原料が、スパイクローラとして、金属スパイク群が鋲打ちされた、一連の回転軸群を通過させると、特に良好な結果が得られる。
金属スパイク群が互いに歯合することにより、高いスループット容量を可能とする、動的スクリーンが作り出される。
繊維方向性のない、もつれた不織構造は、スクリーンベルト上で製造でき、その密度は、底部吸引の強さに関連する。
一列に複数の不織形成部を配置することにより、蓄積された層群を完成できる。
構造関連の見地に加えて、本実施の形態は、投資量と生産設備の運用コストとから生じる経済的利益を提供する。
しかして、底部吸引を備えるスクリーン等の、堆積ベルトを、連続する複数の不織布形成部群を通過させることが考えられ、該群のそれぞれの内部において、不織布層の堆積が起こるものである。
かくして、多層の不織布が生成され得る。
Claims (12)
- 繊維球群、ダウン、及び微細羽根群からなる群から選択されるボリュームのある物質を備える不織布であって、
前記不織布は、少なくとも1方向について、少なくとも0.3N/5cmの、DIN EN 29073(単位面積あたりの質量が50g/m 2 の坪量で)により計測された最大引張強度を有することを特徴とする不織布。 - 前記不織布全体の重量に対し、前記繊維球群の部分が、少なくとも20重量%であり、前記ダウン、及び/又は、前記微細羽根群の部分が、20−70重量%であることを特徴とする請求項1に記載の不織布。
- 前記繊維球群が、ポリエステル繊維群を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の不織布。
- 前記繊維球群が、羊毛からなることを特徴とする請求項1又は2に記載の不織布。
- 前記繊維球群が、0.5mm−100mmの長さを有するバインダー繊維群を含むことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の不織布。
- 前記バインダー繊維群が、コア/シェルの繊維群として構成され、
前記シェルは、PBT、PA、コポリアミド又はコポリエステルを備え、
及び/又は、
前記コアは、PET、PEN、PO、PPS及び芳香族PAからなる群から選択されるものを備えることを特徴とする請求項5に記載の不織布。 - 前記不織布全体の重量に対し、前記不織布内のバインダー繊維群の部分が、5−50重量%の範囲内にあることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の不織布。
- 前記不織布が相変化材料を含むことを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の不織布。
- 毛布、衣類、布張家具、ベッドカバー、マットレス、フィルタ、吸着マット、スペーサ、発泡代替品、創傷被覆材、及び耐火材料からなる群から選択されるものを、製造するための請求項1から8のいずれかに記載の不織布の繊維材料としての使用。
- 請求項1から8のいずれかに記載の不織布を製造する方法であって、
繊維球群、ダウン、及び微細羽根群からなる群から選択されるボリュームのある物質を備える、不織布の原料が、
スパイクローラ、及び/又は、スパイクベルトを用いて開かれ、且つ、不織布形成部内に分布し、その後、堆積ベルト上に配置されて固化されることを特徴とする方法。 - 前記不織布において、前記ボリュームのある物質が均等で且つ均一に分布する、請求項1記載の不織布。
- 前記ボリュームのある物質が繊維球群であり、前記繊維球群が、球形状を全体的に粉砕することなく、繊維構造を緩めたものである請求項1記載の不織布。
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