JP6437031B2 - 粒状フィラー - Google Patents
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Description
莫大な量の研究が、特定の粒径分布(psd)を持つ、加工された無機物質の開発に乗り出している。というのは、該粒径分布は、典型的に特定の用途のために該無機物質を配合し得る組成物の特性に、ある種の効果を及ぼす可能性があるからである。粒状物質のpsdを表す場合、これは、しばしば所謂「トップカット(top cut)」に対する言及を含む。このトップカットとは、フィラーサンプル中の粒子の98%(または99%)が、述べられている値よりも小さな径を持つような粒径を意味し得る。例えば、10μmまたはそれ未満のトップカットを持つフィラーは、該フィラーサンプル中の粒子の98%が、10μmよりも小さな径を持つことを意味するものと理解し得る。このことは、該粒子の約2%が該トップカットよりも大きな粒径を持つであろうことを意味する。該トップカットを測定するために典型的に使用される方法は、通常約100ppmまたはそれ以上に対して高感度である。
この粒状フィラーは、ある範囲の用途に対して使用するのに適したものであり得る。例えば、本発明のこの第一の局面によるフィラーは、紙製品、コーティング、例えば塗料またはバリヤー塗料において、またより特定的にはポリマー組成物、ポリマーフィルム(特に、通気性フィルム)、ポリマー繊維、例えばスパンレイド(spunlaid)繊維および不織製品において使用するのに適したものであり得る。本発明のこの第一の局面によるフィラーは、またステープルファイバーおよびカーペットにおいて使用することも可能である。
従って、更なる一局面において、本発明は、本発明の上記第一の局面に従う粒状粒子を含む組成物、即ち約3ppm未満の、約40μm以上の粒径を持つ粒子を含む粒状フィラーを含有する組成物を提供する。
この組成物は、ポリマー樹脂を含むことのできるポリマー組成物であり得、また該ポリマー組成物は、ポリマーフィルム(例えば、通気性フィルム)に成形し得るものであり得、あるいは該ポリマーフィルムに成形することができる。あるいはまた、該ポリマー組成物は、ポリマー繊維(例えば、スパンレイド繊維)もしくは不織製品に成形し得るものであり得、あるいは該繊維または製品に成形することができる。
本発明の幾つかの態様は、また約3ppm未満の、約40μm以上の粒径を持つ粒子を含むステープルファイバーをも提供する。本発明の幾つかの態様は、また該ステープルファイバーを含むカーペット、即ち約3ppm未満の、約40μm以上の粒径を持つ粒子を含むカーペットをも提供する。ここにおいて使用する「ステープルファイバー」とは、特定の長さを持つばらばらの繊維を意味する。例えば、該ステープルファイバーは、約25mm〜約150mmなる範囲の長さを持つことができる。その他の例において、該ステープルファイバーは、約35mm〜約100mmなる範囲の長さを持つことができる。更に別の例において、該ステープルファイバーは、約50mm〜約75mmなる範囲の長さを持つことができる。
ポリマー成分に対して適用される「プリカーサ」なる用語は、当業者には容易に理解されるであろう。例えば、適当なプリカーサは、1種またはそれ以上の以下に列挙するものを含むことができる:モノマー、架橋剤、架橋剤および促進剤を含む硬化剤系、またはこれらの任意の組合せ。本発明により、該フィラーが該ポリマーのプリカーサと混合される場合、該ポリマー組成物は、引続き該プリカーサ成分を硬化しおよび/または重合することによって成形して、所望のポリマーを製造することができる。
上記フィラーは、アルカリ土類金属炭酸塩(例えば、ドロマイト、即ちCaMg(CO3)2、または炭酸カルシウム)、金属硫酸塩(例えば、バライトまたは石膏)、金属ケイ酸塩、金属酸化物(例えば、チタニア、酸化鉄、クロミア、三酸化アンチモンまたはシリカ)、金属水酸化物(例えば、アルミナ三水和物)、カオリン、焼成カオリン、ウォラストナイト、ボーキサイト、タルクまたはマイカ(およびこれらの組合せを含み)を含み、これらからなり、またはこれらから本質的になるものであり得る。任意の上記材料は、被覆(または未被覆)または処理(または未処理)であり得る。特に、該フィラーは被覆炭酸カルシウム、処理された焼成カオリンまたは処理されたタルクを含み、これからなり、またはこれから本質的になるものであり得る。以下、本発明は、傾向として、炭酸カルシウムまたは被覆炭酸カルシウムに関連して、また該炭酸カルシウムまたは被覆炭酸カルシウムが加工されおよび/または処理される局面との関連で論じられるかもしれない。本発明が、決してこのような態様に限定されるものと解釈すべきではない。
上記焼成カオリンは、オルガノシランまたはプロピレングリコールで処理することができる。上記タルクは、オルガノシラン等のシランで処理することができる。
上記粒状フィラーは、約0.5μm〜約5μmなる範囲、例えば約1μm〜約3μmなる範囲、例えば約2μmまたは約1.5μmまたは1μmなる平均等価粒子径(d50)を持つことができる。
従って、更なる一局面によれば、本発明は、粒状物質から粒子を除去する方法であって、該粒状物質を乾式分級処理(例えば、篩別処理)に掛けて、約3ppm未満の、約40μm以上の粒径を持つ粒子を含む粒状フィラーを製造することを含む方法を提供する。使用するシフターは、遠心または回転シフターであり得る。該篩またはシフターは、適当なサイズの孔を持つ、メッシュスクリーンを含むことができる。例えば、該メッシュスクリーンサイズは、正方形の孔を持つことができる。該メッシュスクリーンは、53μm、48μm、41μm、30μm、25μm、20μmまたは15μmなる孔径を持つことができる。該メッシュスクリーンは、ナイロンまたはその他の適当な材料、例えばステンレススチールで製造することができる。
本発明者等は、また本発明に従う低い粗粒含有率を持つ粒状フィラーが、ミル分粒(分級)器を用いて製造し得ることをも見出した。
従って、更なる一局面において、本発明は、粒状物質から粒子を除去する方法であって、該粒状物質をミル分級処理して、約3ppm未満の、約40μm以上の粒径を持つ粒子を含む粒状フィラーを製造することを含む方法を提供する。
従って、更なる一局面において、本発明は、粒状物質から粒子を除去する方法であって、該粒状物質を風力分粒処理して、約3ppm未満の、約40μm以上の粒径を持つ粒子を含む粒状フィラーを製造することを含む方法を提供する。
本発明の上記様々な局面および態様に関連して、上記フィラーは、約3ppm未満の、約38μmを超える、または約30μmを超える、約25μmを超えるまたは約20μmを超える粒径を持つ粒子を含むことができる。これらの粒子、即ち約40μm以上の粒径を持つフィラー粒子は、ここでは「粗粒」または「粗粒物質」として、あるいは「硬質粒子」または「硬質物質」として記載することができる。
また、本発明の上記様々な局面および態様に関連して、上記粗粒含有率は、約2ppm以下、約1ppm以下、約0.5ppm以下、約0.2ppm以下の範囲であり得る。該粗粒含有率は、0 ppmまたは約0 ppm〜約2ppmなる範囲であり得、あるいは0 ppmまたは約0 ppm〜約1ppmなる範囲であり得、あるいは0 ppmまたは約0 ppm〜約0.5ppmなる範囲であり得、あるいは0 ppmまたは約0 ppm〜約0.2ppmなる範囲であり得る。前記範囲の全てにおいて、該粗粒含有率の下限は、約0.1ppmであり得る。
存在する粗粒の量を測定するために、上記粒状フィラーを、該フィラーが凝集することのない液体中に懸濁させる。本発明者等は、適当な液体がイソプロピルアルコールであることを見出した。これは、ここではプロパン-2-オールまたは簡単にIPAと呼ぶことができる。次に、この懸濁液は、正方形の孔を備えた適切なサイズを持つメッシュスクリーンを通して供給される。得られるスクリーン残留物を室温にて乾燥させ、また該保持された残留物を取出し、秤量する。最初のサンプル重量と比較した該残留物の量は、ppm単位での粗粒の量に関する特性決定を可能とする。該分粒された(または篩別された)材料および該スクリーン残留物は、光学顕微鏡を用いて分析することができる。
本発明に関連する数多くの利点が存在する。例えば、本発明による上記フィラーの使用は、様々な用途における改善された加工性を与える。例えば、上記粒状フィラーを、押出機または紡糸口金内で加工するポリマー組成物に配合する場合、このような装置のスクリーン部品が、該粒状フィラーにより目詰まりを起こすことは全くまたは殆どない。ポリマーフィルムへの該粒状フィラーの混入は、特に該フィルムの厚みが減じられた(ダウンゲージ[厚み減少(down gauge)])場合に、加工されたフィルムの単位面積当たりのフィルム欠陥の数における減少を引き起こす。本発明によるフィラーの使用は、改善された機械的性能、例えば衝撃強さおよび/または引裂強さをもたらす。
粒状フィラー
適当なフィラーは、粒状無機フィラーを含む。例えば、アルカリ土類金属炭酸塩(例えば、ドロマイト、即ちCaMg(CO3)2または炭酸カルシウム)、金属硫酸塩(例えば、バライトまたは石膏)、金属ケイ酸塩、金属酸化物(例えば、チタニア、酸化鉄、クロミア、三酸化アンチモンまたはシリカ)、金属水酸化物(例えば、アルミナ三水和物)、カオリン、焼成カオリン、ウォラストナイト、ボーキサイト、タルクまたはマイカ(これらの組合せを含む)等の無機フィラーが挙げられる。上記物質の何れも、被覆(または未被覆)または処理(または未処理)であり得る。特に、該フィラーは、被覆炭酸カルシウム、処理された焼成カオリンまたは処理されたタルクを含み、これからなりまたはこれから本質的になるものであり得る。他の適当なフィラーは、低い水分取込み性を持つものを含むことができる。該フィラーは単一のフィラーであり得、あるいはフィラーのブレンドであってもよい。例えば、該フィラーはここに挙げたフィラーの2種またはそれ以上のブレンドであり得る。
前記粒状フィラーは、約0.5μm〜約5μmなる範囲、例えば約1μm〜約3μmなる範囲、例えば約1μmまたは約1.5μmまたは約2μmなる平均粒径(d50)を持つことができる。該粒状フィラーは、約8μmまたは約8μm未満、例えば約4μm〜約8μm、あるいは約4μm〜約5μm、または約5μm〜約6μm、あるいは約6μm〜約8μmのd50を持つことができる。該粒状フィラーは、約5μmまたはそれ未満、または約4μmまたはそれ未満なるd50を持つことができる。例えば、該粒状フィラーは、約3μm〜約5μm、または約3μm〜約4μmのd50を持つことができる。粒径分布の特別な例は、以下の通りである:約4μmに等しいd90および約8μmに等しいd98;約3μm〜約4μmに等しいd90および約6μm〜約8μmに等しいd98;約3μm〜約4μmに等しいd90および約4m〜約5μmに等しいd98;約3μm〜約5μmに等しいd90および約5m〜約8μmまたは約5m〜約6μmに等しいd98。
本発明において使用する粒状炭酸カルシウムは、粉砕により天然起源から得ることができ、あるいは沈降により合成的に製造することができ(PCC)、あるいはこれら二種の組合せ、即ち該天然由来の粉砕材料と合成による沈降材料との混合物であってもよい。該PCCも粉砕することができる。
炭酸カルシウムの湿式粉砕は、該炭酸カルシウムの水性懸濁液の生成を含み、次いで該懸濁液は、場合により適当な分散剤の存在下で粉砕することができる。炭酸カルシウムの湿式粉砕に関する更なる情報に関しては、例えばEP-A-614948(その内容全体を、参考としてここに組入れる)を参照することができる。
上記フィラーが天然産の源から得られる場合、幾分かの無機不純物が、その粉砕材料に不可避的に混入している可能性がある。例えば、天然産の炭酸カルシウムは、他の無機物質と結合した状態で存在する。同様に、幾つかの状況において、他の無機物質の少量の付加物が、含まれている可能性があり、例えば1種またはそれ以上のカオリン、焼成カオリン、ウォラストナイト、ボーキサイト、タルクまたはマイカも存在し得る。しかし、一般的には、本発明において使用されるフィラーは、5質量%未満、好ましくは1質量%未満の他の無機不純物を含むであろう。
PCCを製造するための上記方法は、極めて純粋な炭酸カルシウム結晶と水とを与える。該結晶は、使用される特定の反応工程に応じて、多様な異なる形状およびサイズにて製造し得る。PCC結晶の3種の主な形状は、霰石型、菱面体晶系および偏三角面体型であり、その全ては、その混合物を含めて、本発明において使用するのに適したものである。
場合により、前記粒状フィラーは、被覆することができる。例えば、炭酸カルシウム(GCCまたはPCC)は、疎水性化表面処理剤で被覆することができる。例えば、該炭酸カルシウムは、1種またはそれ以上の少なくとも10個の連鎖炭素原子を持つ脂肪族カルボン酸で被覆することができる。例えば、該炭酸カルシウムは、1種またはそれ以上の脂肪酸またはその塩またはエステルで被覆することができる。該脂肪酸は、ステアリン酸、パルミチン酸、ベヘン酸、モンタン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、イソステアリン酸およびセロチン酸から選択し得る。該被覆炭酸カルシウムは、ステアレート-被覆炭酸カルシウムであり得る。本発明者等は、ステアレート-被覆炭酸カルシウムが、特に有効であり、より一層特定的には、ステアレート-被覆GCCであることを見出した。この被覆のレベルは、該粒状フィラーの乾燥重量を基準として、約0.5質量%〜約1.5質量%の範囲、例えば約0.8質量%〜約1.3質量%の範囲であり得る。
上記フィラーは組成物に含める前に乾燥することができる。例えば、該フィラーは、ポリマー樹脂と混ぜ合わせる前に、乾燥することができる。典型的に、該フィラーは、約80℃にて公知のオーブン内で乾燥することができる。該ポリマーは、約80℃にて真空オーブン内で乾燥することができる。該粒状フィラーが、該フィラーの乾燥重量を基準として、約0.5質量%以下、例えばおよび特に有利には約0.1質量%以下の吸着水(水分)含有率を有し、また該含水率を維持する程度にまで、該粒状フィラーを乾燥することができる。これは、未被覆および被覆粒状フィラー両者を含む。低レベルの吸着水が、該フィラーが通気性フィルムを製造するのに使用される場合には、特に有益である。
望ましくは、被覆または未被覆何れの場合をも含めて、上記粒状フィラーは、更なる実質的な水分の取込みを起し難いものである。該粒状フィラーは、例えば20℃にて40時間に渡って、80%またはそれ以上の相対湿度を持つ雰囲気に暴露された後に、約0.5質量%以下、例えば約0.1質量%以下の水分を含むことができる。
乾式分粒技術、特に遠心シフターを使用することにより、約0.5μm〜5μm(例えば、1.5μm)なるd50を持つ粒状フィラーは、極めて高い回収レベルにて、約1 t/hr(トン/時)で選別することができる。適当な回収レベル[(生成物/供給原料)×100]は、例えば約90%を超えまた約96%を超え、または約99%を超える回収レベルまで、また該回収レベルは約100%までであり得る。適当な処理量は、例えば少なくとも約1 t/hrまたは少なくとも2 t/hrである。
ミル分粒器を使用することにより、粒状フィラーは、極めて高い回収率レベルで、約30kg/hr以上またはそれを超え、130kg/hr以上またはそれを超え、180kg/hr以上またはそれを超え、300kg/hr以上またはそれを超え、350kg/hr以上またはそれを超え、または450kg/hr以上またはそれを超え(例えば、少なくとも1,000kg/hr、または少なくとも5,000kg/hrまたは少なくとも6,000kg/hr)にて処理し得る。適当な回収率レベル([生成物/供給原料]×100)は、例えば約40%またはそれより高く、約70%より高く、約80%より高く、かつ約96%を超える回収率レベルまで、または約99%を超え、また約100%までであり得る。
更に別の態様において、上記粒状フィラー中に存在する粗粒物質の量は、風力分粒器を使用することによって、極めて小さな値またはゼロまで減じることができる。風力分粒器は、サイクロンおよび/またはフィルタとの組合せで使用し得る。風力分粒器を通して処理した後に存在する粗粒の量は、0 ppmまたは約0 ppm〜約4ppmであり得、あるいは0 ppmまたは約0 ppm〜約3ppmまたはそれ未満であり得、あるいは0 ppmまたは約0 ppm〜約2ppmであり得、あるいは0 ppmまたは約0 ppm〜約1ppmであり得、あるいは0 ppmまたは約0 ppm〜約0.5ppmであり得る。上記範囲の全てにおいて、該粗粒含有率の下限は約0.1ppmであり得る。該粗粒は、約40μmに等しいかまたはそれを超え、または約38μmを超え、または約30μmを超え、または約25μmを超え、または約20μmを超える粒径を持つことができる。
風力分粒器を使用することによって、粒状フィラーは、極めて高い回収率レベルで、300kg/hrまたはそれを超え、350kg/hrまたはそれを超え、または450kg/hrまたはそれを超える率にて処理することができる。適当な回収率レベル([生成物/供給原料]×100)は、例えば約60%を超え、約70%を超え、約80%を超え、約90%を超え、かつ約96%を超える回収率レベルまで、または約99%を超え、また約100%までであり得る。
風力分粒器の適当な例は、コメックス(Comex)から入手することができる[コメックスポルスカ(Comex Polska) Sp. z o. o., ポーランドクラコー(Krakow, Poland)(www.comex-group.com)]。
上記粒状フィラーは、紙製品、被覆、例えば塗料またはバリヤ塗料を含む多数の用途において使用し得るが、より詳しくはポリマー組成物、ポリマーフィルム(例えば、通気性ポリマーフィルム)、ポリマー繊維、例えばスパンレイド繊維および不織製品において使用し得る。
ポリマーフィルム
本発明による粒状フィラーは、ポリマー組成物に配合することができ、該ポリマー組成物は成形性であり、またはポリマーフィルムに成形することができる。有利には、該粒状フィラーは通気性ポリマーフィルムを製造するのに使用し得る。
使用に先立って、上記ポリマー樹脂は、所定の乾燥レベルを達成するまで乾燥することができる。
場合により、上記ポリマーフィルムは、更に1種またはそれ以上の添加剤を含むことができる。有用な添加剤の例は、不透明剤(乳白剤)、顔料、着色剤、スリップ剤、酸化防止剤、防曇剤、帯電防止剤、粘着防止剤、防湿添加剤、ガス遮断性添加剤、炭化水素樹脂または炭化水素ワックスを含むがこれらに限定されない。
上記ポリマー樹脂は、上記ポリマーフィルムの作製前に、溶融(あるいはまた軟化)することができ、また該ポリマーは、通常、任意の更なる化学的な変換処理に掛けられることはない。該ポリマーフィルムの作製後、該ポリマー樹脂は冷却され、かつ硬化される。
本発明の種々の態様において、上記ポリマー樹脂および上記粒状フィラー、並びに必要な場合における任意のその他の随意の添加剤は、それ自体公知の方法で、適当な配合機/ミキサの使用によって、適当なマスターバッチとすることができ、また例えば裁断または切断してペレットとすることのできるストランドを生成する、一軸スクリュー押出機または二軸スクリュー押出機の使用によって、ペレット化することができる。該配合機は、該フィラーおよび該ポリマー樹脂を一緒に導入するための単一の入口を持つことができる。あるいはまた、該フィラーおよび該ポリマー樹脂に対して夫々別々の入口を設けることも可能である。適当な配合機は、例えばコペリオン(Coperion)(前ウエルナー&フライドラー(Werner & Pfleiderer)社)から市販品として入手し得る。
本発明に従って作製されるフィルムは、その最終用途に適したサイズおよび厚みを持つものであり得る。例えば、該フィルムの平均の厚みは、約250μm未満、例えば約5μm〜約250μm未満、例えば約30μmであり得る。通気性フィルムに対して、該フィルムの厚みは、約5μm〜約25μm、例えば約8μm〜約18μm、例えば約10μm〜約15μmであり得る。薄い通気性フィルムを提供し得るこの能力は、本発明の特別な利点の一つを表す。
上記通気性フィルムの製造においては、上記樹脂(例えば、熱可塑性ポリオレフィン樹脂)および上記フィラーのブレンドまたはマスターバッチを、先ず該フィルムの製造段階に先立って、混合および配合することにより製造することができる。該配合によりブレンドすべき上記成分の混合物は、該樹脂および該粒状フィラー以外に、熱可塑性フィルムで使用されるその他の公知の随意成分、例えば1種またはそれ以上の結合剤、可塑剤、潤滑剤、酸化防止剤、UV吸収剤、染料、着色剤を含むことができる。結合剤または粘着付与剤は、使用する場合には、該フィルムと、その製造後における他の構成員、例えば不織繊維層、または1種またはそれ以上の非多孔質層との結合を容易にする可能性がある。
上記樹脂、上記フィラーおよび必要な場合における他の随意の添加剤は、適当な配合機/ミキサ、例えばヘンシェルミキサ、スーパーミキサ、タンブラー型のミキサ等の使用により混合し、また混練することができ、更に例えば裁断または切断してペレットとすることができるストランドを生成する、一軸スクリュー押出機または二軸スクリュー押出機の使用によって、ペレット化することができる。例えばペレット形状にある上記マスターバッチまたはブレンドは、公知の成形およびフィルム製造装置の使用によって溶融し、かつフィルムに成形しあるいは付形することができる。
上記薄化工程の追加の特徴は、該フィルムの不透明度における変化である。成形された際に、該フィルムは比較的透明であるが、延伸後に該フィルムは不透明になる。更に、該フィルムは該延伸工程中に配向されるが、該フィルムは同様により柔軟になりまた該フィルムは、延伸前ほどのガサガサ度を持たない。これらファクタ全てを考慮し、また例えば少なくとも100g/m2/24hrなる水蒸気透過率を持たせたいとの要望を考慮すると、該フィルムは、例えばパーソナルケア用吸収物品用途に対して、約35g/m2未満の単位面積当たりの質量、および幾つかの他の用途に対して、約18g/m2未満の単位面積当たりの質量を持つような程度にまで薄化することができる。
上記フィルムは、室温乃至上記樹脂の軟化点なる範囲の温度にて、ロール掛け法またはテンター法等の公知の方法で、少なくとも一軸方向に延伸して、該樹脂および該粒状フィラー相互を界面にて分離させることができ、それによって多孔質フィルムを製造することができる。この延伸は、一段階で、または数段階で行うことができる。延伸倍率は、高延伸率におけるフィルムの破損並びに得られるフィルムの通気性および水蒸気透過性を決定づけ、またその結果過度に高い延伸倍率および過度に低い延伸倍率は、回避することが望ましい。該延伸倍率は、好ましくは、少なくとも一軸方向において、約1.2〜5倍なる範囲、例えば約1.2〜4倍なる範囲にある。二軸延伸を行う場合、例えば第一の方向における延伸を縦方向またはこれに直交する方向に適用し、また次に第二の方向における延伸を、該第一の延伸方向に対して直交する方向に適用する。あるいはまた、該二軸配向は、縦方向とこれに直交する方向両者において同時に行うことも可能である。
本発明の目的にとって、フィルムは、US-A-5695868(その内容全体を、参考としてここに組入れるものとする)において記載されているテスト法を利用して計算された値として少なくとも100g/m2/24hrなる水蒸気透過率を持つ場合には通気性である。該通気性フィルムは、ASTM E96/E96M-05に従って計算された値として少なくとも3000g/m2/24hrなる水蒸気透過率を持つことができる。一般に、一旦該フィルムを製造した後には、該フィルムは約100g/m2未満の単位面積当たりの質量を持ち、また延伸および薄化後には、その単位面積当たりの質量は、約35g/m2未満およびより望ましくは約18g/m2未満であろう。該多孔質フィルムは、柔軟性を要求する様々な用途、例えば使捨てオムツの裏地シートとして使用するのに適したものであり得る。
本発明による粒状フィラーは、スパンレイド繊維および不織製品等のポリマー繊維内に配合することができる。本発明による粒状フィラーは、またモノフィラメント繊維に配合することもできる。
スパンレイド繊維は、一般に連続法により製造され、該連続法において、該繊維は紡糸されかつ不織りウエブ内に分散される。スパンレイド法の2つの例は、スパンボンド法またはメルトブロー法である。特にスパンボンド繊維は、ポリマー樹脂を、例えば少なくともその軟化温度にまで加熱することによって、該樹脂を繊維形状に紡ぎ、次いで該樹脂を紡糸口金を通して押出して、繊維を生成し、また該繊維を繊維引抜装置に移して、スパンレイドウエブとして集めることにより製造し得る。メルトブローン繊維は、樹脂を押出し、また該樹脂の流れを加熱空気により繊細化して、微細な径を持つ繊維を生成し、また該繊維を集めて、スパンレイドウエブを生成することにより製造し得る。
スパンレイド繊維は、オムツ、女性用衛生製品、成人失禁用製品、包装材料、ワイプ(wipe)、タオル、ダストモップ、工業用衣服、医療用ドレープ、医療用ガウン、フットカバー、滅菌ラップ、テーブルクロス、ペイントブラシ、ナプキン、ゴミ袋、様々なパーソナルケア物品、グラウンドカバー、および濾過媒体を製造するのに使用し得る。
上記少なくとも1種のポリマー樹脂として適当な市販製品の例は、以下に列挙するものを含むが、これらに限定されない:エクソン(Exxon) 3155、即ちエクソンモービル社(Exxon Mobil Corporation)から入手し得る約30g/10分なる溶融流量を持つポリプロピレンホモポリマー;PF305、即ちモンテル(Montell) USAから入手し得る約38g/10分なる溶融流量を持つポリプロピレンホモポリマー;ESD47、即ちユニオンカーバイド(Union Carbide)社から入手し得る約38g/10分なる溶融流量を持つポリプロピレンホモポリマー;6D43、即ちユニオンカーバイド(Union Carbide)社から入手し得る約35g/10分なる溶融流量を持つポリプロピレン-ポリエチレンコポリマー;PPH 9099、即ちトータルペトロケミカルズ(Total Petrochemicals)社から入手し得る約25g/10分なる溶融流量を持つポリプロピレンホモポリマー;PPH 10099、即ちトータルペトロケミカルズ(Total Petrochemicals)社から入手し得る約35g/10分なる溶融流量を持つポリプロピレンホモポリマー;モプレン(Moplen) HP 561R、即ちリオンデルベイセル(Lyondell Basell)社から入手し得る約25g/10分なる溶融流量を持つポリプロピレンホモポリマー。
上記少なくとも1種のポリマー樹脂は、本発明の繊維内に、該繊維の全質量に対して、約60質量%以上の量にて配合することができる。該少なくとも1種のポリマー樹脂は、約60質量%〜約90質量%なる範囲の量で、該繊維内に存在し得る。該少なくとも1種のポリマー樹脂は、約75質量%〜約90質量%なる範囲の量で、該繊維内に存在し得る。該少なくとも1種のポリマーは、約80質量%〜約90質量%なる範囲の量で、該繊維内に存在し得る。該少なくとも1種のポリマーは、約75質量%以上の量で、該繊維内に存在し得る。
上記フィラーの粒径は、ここに記載されるポリマー繊維に対して効果的に配合することのできるフィラーの最大量並びに得られる製品の審美的諸特性および強度に影響を与える可能性がある。該フィラーの粒径分布は、個々の繊維を著しく脆弱化せず、および/または該繊維の表面を研磨性としないように十分に小さいが、審美的に満足な表面テキスチャーを生成するのに十分に大きいものであり得る。
上記ポリマー樹脂およびフィラーに加えて、上記スパンレイド繊維は、更に少なくとも1種の添加剤を含むことができる。該少なくとも1種の添加剤は、追加の無機フィラー、例えばタルク、石膏、珪藻土、カオリン、アタパルジャイト、ベントナイト、モンモリロナイト、およびその他の天然または合成クレーから選択することができる。該少なくとも1種の添加剤は無機化合物、例えばシリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化カルシウム、および硫酸バリウムから選択することができる。該少なくとも1種の添加剤は、蛍光増白剤、熱安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、粘着防止剤、色素、顔料、例えば二酸化チタン、光沢-改良剤、界面活性剤、天然オイル、および合成オイルからなる群の1種から選択し得る。
スパンボンド法で作製される繊維は、一般的なスパンボンド法、フラッシュ紡糸法、ニードルパンチ法、およびウォーターパンチ(water-punching)法を含むが、これらに限定されない公知の任意の技術によって製造し得る。例示的スパンボンド法は、今日のスパンボンド技術2-90年代における操業(Spunbond Technology Today 2 - Onstream in the 90’s)(Miller Freeman (1992))、Dorschner等に付与された米国特許第3,692,618号、Matuski等に付与された米国特許第3,802,817号、およびAppel等に付与された米国特許第4,340,563号に記載されている。これら文献各々の内容全体を、参考としてここに組入れる。
メルトブロー法で作製される繊維は、公知技術の何れかにより製造し得る。例えば、メルトブロー法で作製される繊維は、上記少なくとも1種のポリマー樹脂を押出し、また該樹脂の流れを、加熱空気により繊細化して、微細な径を持つ繊維を生成することにより製造でき、更に該繊維を集めてスパンレイドウエブを形成することができる。メルトブロー法の一例は、Buntinに付与された米国特許第3,849,241号において一般的に説明されている。この米国特許の内容全体を、参考としてここに組入れるものとする。
上記押出の温度も所望の用途に応じて変えることができる。例えば、該押出温度は、約180〜約260oCなる範囲の値であり得る。該押出温度は、約220〜約250oCなる範囲の値であり得る。該押出装置は、当分野において従来から使用されているものから選択することができ、例えばライフェンハウザー(Reifenhauser)社により製造されている、ライコフィル(Reicofil) 4装置である。該ライコフィル4の紡糸口金は、例えば径約0.6mmを持つ孔を、長さ1m当たり6,800個含んでいる。
押出後、上記フィラメントを繊細化することができる。例えば、スパンボンド法で作製した繊維は、高速延伸により繊細化することができ、ここで、該フィラメントは、高速ガス流、例えば空気を用いて延伸し、かつ冷却される。該ガス流は、これら繊維に対して延伸力を発生し、該延伸力は、所定レベルまで、該繊維を垂直落下ゾーンへと引くことができる。メルトブロー法により作成された繊維を、例えば加熱空気の収束性の流れによって繊細化して、微細な径を持つ繊維を生成することができる。
一旦ウエブを作製した後には、公知の方法、例えば溶融および/または絡み合わせ(交絡)法、例えば熱ポイントボンド(thermal point bonding)法、超音波結合法、水流交絡(hydro-entanglement)、およびスルーエアーボンディング法に従って結合することができる。熱ポイントボンド法は、通常使用されている方法であり、また一般的に繊維ウエブを少なくとも一つの加熱したカレンダーロールに通して、シートを形成する工程を含む。幾つかの態様において、熱ポイントボンド法は、2つのカレンダーロールの使用を含み、ここでその一つのロールは型押されており、また他方のロールは平滑である。結果的に得られるウエブは、該ロール上の型押し点に相当する、熱的に型押された点を持つことができる。
スパンレイド繊維は、約0.5μm〜約35μmまたはそれ以上なる範囲の平均径を持つことができる。スパンボンド繊維は、約5μm〜約35μmなる範囲の径を持つことができる。該スパンボンド繊維は、約15μmなる径を持つことができる。該スパンボンド繊維は、約16μmなる径を持つことができる。メルトブローン繊維は約0.5μm〜約30μmなる範囲の径を持つことができる。メルトブローン繊維は、約2μm〜約7μmなる径を持つことができる。メルトブローン繊維は、同一または同様な組成のスパンボンド繊維よりも小さな径を持つことができる。該スパンボンド繊維またはメルトブローン繊維は、そのサイズにおいて、約0.1デニール〜約120デニールなる範囲であり得る。これら繊維は、そのサイズにおいて約1デニール〜約100デニールなる範囲であり得る。これら繊維は、そのサイズにおいて約1デニール〜約5デニールなる範囲であり得る。これら繊維は、そのサイズにおいて約100デニールであり得る。
以下、本発明を、例示のみの目的でかつ本発明を限定することなしに、以下の図面および実施例を参照しつつ説明する。
炭酸カルシウムAは、約1.5μmなるd50を持つ、ステアリン酸で被覆された粉砕天然炭酸カルシウム(欧州における鉱床を起源とする)である。炭酸カルシウムBは、約1μmなるd50を持つ、ステアリン酸で被覆された粉砕天然炭酸カルシウムである。炭酸カルシウムCは、約1.5μmなるd50を持つ、ステアリン酸で被覆された粉砕天然炭酸カルシウム(米国の鉱床を起源とする)である。炭酸カルシウムDは、約1.5μmなるd50を持つ、粉砕天然炭酸カルシウムである。カオリンAは、約1.5μmなるd50を持つ、含水チャイナクレーであり、また焼成クレーAは、約2μmなるd50を持つ、焼成カオリンである。
特に述べない限り、上記粒状無機物質は、表示されたサイズの正方形の孔を持つナイロンスクリーンを備えた、ケク-ガードナー(Kek-Gardner) K650C遠心シフターで篩分けされた。
上記篩分けされた材料およびその残留物を、分析のために集めた。粗粒の量は、該篩分けされた材料をイソプロピルアルコール(IPA)に分散させ、かつ該無機物質分散体を、ロンバードロードロンドン(Lombard Road, London) SW19 3TZのエンデコッツ社(Endecotts Ltd.)から得た正方形の孔を持つ38μmメッシュのスクリーンを通してスクリーニングすることによって検査した。該篩分けされた材料およびあらゆる残留物を、光学顕微鏡を用いて分析し、また幾つかの場合においては、明確化のために赤外(Infra-Red)およびEDXを用いて分析した。
ある範囲の粒状材料を、ある範囲に渡る(100μm、53μm、48μm、41μm、30μm)スクリーンメッシュサイズを用いて、ケク-ガードナーからのK650C遠心回転シフターを通して供給した。処理量は、スクリーニングされた材料の量から計算し、また時間の経過に応じて捕集し、一方で生成物および不合格品の量を計測することにより、回収率を計算した。該篩分けした材料および該残留物を分析のために集め、その結果を以下の表1に示した。
篩分けされていないサンプル(炭酸カルシウムAまたは炭酸カルシウムBまたは炭酸カルシウムC)に関連して、粗い残留物の量は、3ppmまたは3ppmを超え、また主としてマグネタイト(磁鉄鉱)および硬質カルサイト(方解石)粒子の混合物を含んでいた。該篩分けされた製品に関連して、数個の粒子(1ppm未満に等価)のみが、スクリーニング後に見つかったに過ぎなかった。
これらの結果は、53μmのスクリーンにより篩分けされた炭酸カルシウムAが、(IPAへの分散後に)0.6ppmの38μmを超える粒子を含んでおり、該粒子が主としてマグネタイトおよびカルサイトであることを示した。
30μmのスクリーンで篩分けされた炭酸カルシウムAは、0.2ppm未満の38μmを超える粒子を含んでおり、このことは、500gのサンプル中に僅かに4個の大きな粒子が見いだされたことを意味する。不合格品の分析は、より一層高濃度(200ppm〜5.8質量%)での大きな粒子の存在を示したが、これは結果として上記回転シフターが、粗粒の除去において効果的であったことを裏付けている。30μmのスクリーンで篩分けされた炭酸カルシウムBも、38μmを超える粒子を0.2ppm未満の量で含んでいた。
これらの結果は、大量の粒状物質が、高い割合で篩分けでき、また得られる粒状フィラーが、極少量の、ここにおいて規定した如き粗い物質を含むことを示した。特に、これらの結果は、上記装置が、38μmを超える粒子の含有率がゼロ近傍である、極めて混り気のないGCCを製造する上で極めて良好な結果を与えることを示した。
実施例1a
炭酸カルシウムAを、450kg/hrなる供給量にて、アトライター(Attritor) DCM300ミル分粒器を通して供給したが、その回収率は98%であった。38μmを超える、捕集された粗粒の数は3.3ppmであり、これは該供給材料内の粗粒の量と同様であった。
実施例1b
炭酸カルシウムAを、約1,000kg/hr〜約1,300kg/hrなる範囲の供給量にて、アトライター(Attritor) CM500ミル分粒器を通して供給した。適当なミルの速度およびミルの駆動周波数は、夫々4367rpmおよび53Hzであった。適当な空気流量は、約3,200am3/hrであり、また適当な入口および出口温度は、夫々約54℃〜59℃(出口)および24℃〜30℃(入口)であった。38μmを超える、捕集された粗粒の数は約0ppm〜4ppmなる範囲にあり、2.9ppmを含んでいた。回収率は76.7%であった。
炭酸カルシウムAを、コメックス(Comex) UCX-200風力分粒器を通して供給した。約64%〜92%なる範囲の回収率が実現され、集められた粗粒の数は、一般的に許容し得るものであった。適当なローターの速度は、約4,000rpm〜約5,000rpmなる範囲の値であった。適当な全空気流量は、約620am3/hr〜約695am3/hrであった。
実施例1d
炭酸カルシウムAを、デルタサイザー(Deltasizer) DS2風力分粒器(メトソ(Metso))を通して供給した。粗粒の数は、該供給材料よりも著しく少なく、即ち0.6ppm〜1.2ppmなる範囲内(該供給材料は約6ppmの粗粒を含有する)であった。その回収率は、77.5%〜87.5%なる範囲内にあった。適当なローターの速度は、約4,000rpm〜約5,200rpmなる範囲の値であった。適当な全空気流量は、約1,100am3/hr〜約1,400am3/hrであった。
あるテストを行って、70質量%の粒状フィラーを含有する配合物に、押出機を介して掛かる圧力を測定した。このウエイン(Wayne)圧力テストは、70質量%の炭酸カルシウムを充填した配合物1kgを、粗い支持スクリーン(60メッシュまたは250μm)に取付けられた所定粒径(400メッシュ、37μmに相当)を持つ微細フィルタスクリーンを通して押出すことからなっている。該テストは、ウエルナー&ファイドラー(Werner & Pfeiderer) ZSK40二軸スクリュー押出機を用いて製造したマスターバッチについて行った。該ウエイン押出機は、先ず未充填の樹脂(理想的には該マスターバッチに対して使用された樹脂と類似のメルトフロー特性を持つ)を用いて運転される。次いで、該マスターバッチを配合し、該スクリーン背後の圧力増加を監視する。次に、このラインを未充填の樹脂でフラッシュし、また最終的な圧力を初期の圧力と比較し、その差を、「圧力上昇」と呼ぶ。
図2は、何れも同一の条件の下で加工された、70質量%のマスターバッチを含有する(i) スクリーニング処理されていないおよび(ii) 30μmにて乾式スクリーニング処理された炭酸カルシウムAを押出した際に見られる圧力の例である。該スクリーニングされた炭酸カルシウムは、スクリーニングされていない炭酸カルシウムよりも低い圧を与える。図3は、様々な炭酸カルシウムに関する、スクリーニング前およびその後(表1)の圧力上昇を比較した図であり、粗粒の量における減少に伴って、圧力上昇が低下することを示している。
異なる配合条件下で押出された、70質量%の粒状フィラーを含有するマスターバッチの圧力上昇を検討した。以下の表2は、異なる配合条件下で製造した、70質量%のフィラー充填マスターバッチの圧力上昇に関するデータを与えるものである。これらのデータは、本発明の幾つかの態様に従う粒状炭酸カルシウム(「30μmにてスクリーニングされた」)が、該無機物質を十分に分散させた場合には、与えられた一群の配合条件下でより低い圧力上昇(p上昇)を与えることを示している。凝集物の量を減じる、特定の加工条件(配合条件No.3)下においては、本発明の幾つかの態様に従って処理された炭酸カルシウムを使用すると、極めて低い圧力上昇が、極めて微細なスクリーン(25μmまたは37μm)を通すことにより得ることができる。
*:実施例1dに従って風力分級された。
ライコフィル(REICOFILTM) 4M衛生スパンボンドラインについて、10質量%〜15質量%の粒状フィラーを含む配合物の作業性に関する検討を行った。スパンボンド加工に関連して、炭酸カルシウムは、樹脂濃厚化物(またはマスターバッチ)として、典型的にはポリプロピレン中70質量%の炭酸カルシウム配合量にて添加する。この樹脂濃厚物は、ポリプロピレン樹脂ベイセルモプレン(Basell Moplen) HP561R中に希釈して、繊維中の低CaCO3配合量を実現する。該ライコフィル(REICOFILTM)ラインは、未充填ポリプロピレン樹脂に対して300kg/hrにて、また10質量%充填ポリプロピレンに対して205kg/hrおよび15質量%充填ポリプロピレンに対して197kg/hrにて作業した。全炭酸カルシウム濃厚物は、10質量%および15質量%にて良好な紡糸性を与えることが示されたが、融解圧力における大きな違いが、該押出機において使用された400#(37μm)スクリーンにより観測された。未充填のポリプロピレンに対して、該融解圧力は、該作業の開始時点において、典型的に約8.8MPa(88 bar)であった。20.5kg/t(10質量%なる配合量に対して)にて炭酸カルシウムを添加した後、該押出機におけるスクリーンは交換され、融解圧力が監視された。該配合物の幾つかに対して、該融解圧力が上昇することが示され、また作業時間は、11.0MPa(110 bar)に達する時間であると考えられた。
*:実施例1dに従って風力分級された。
〔1〕約3ppm未満の、約40μm以上の粒径を持つ粒子を含む、粒状フィラー。
〔2〕前記約40μm以上の粒径を持つ粒子の量が、約2ppm以下である、前記〔1〕記載の粒状フィラー。
〔3〕前記約40μm以上の粒径を持つ粒子の量が、約1ppm以下である、前記〔1〕記載の粒状フィラー。
〔4〕前記約40μm以上の粒径を持つ粒子の量が、約0.5ppm以下である、前記〔1〕記載の粒状フィラー。
〔5〕前記約40μm以上の粒径を持つ粒子の量が、0 ppmまたは約0 ppmまたは約0.1ppmである、前記〔1〕記載の粒状フィラー。
〔6〕前記粒状フィラーが、約3ppm未満の、約38μmを超えるまたは約30μmを超える粒径を持つ粒子を含む、前記〔1〕記載の粒状フィラー。
〔7〕前記粒状フィラーが、約2ppm以下の、約38μmを超えるまたは約30μmを超える粒径を持つ粒子を含む、前記〔2〕記載の粒状フィラー。
〔8〕前記粒状フィラーが、約1ppm以下の、約38μmを超えるまたは約30μmを超える粒径を持つ粒子を含む、前記〔3〕記載の粒状フィラー。
〔9〕前記粒状フィラーが、約0.5ppm以下の、約38μmを超えるまたは約30μmを超える粒径を持つ粒子を含む、前記〔4〕記載の粒状フィラー。
〔10〕前記粒状フィラーが、0 ppmまたは約0 ppmまたは約0.1ppmの、約38μmを超えるまたは約30μmを超える粒径を持つ粒子を含む、前記〔5〕記載の粒状フィラー。
〔11〕前記フィラーがアルカリ土類金属炭酸塩(例えば、ドロマイトまたは炭酸カルシウム)、金属硫酸塩(例えば、バライトまたは石膏)、金属ケイ酸塩、金属酸化物(例えば、チタニア、酸化鉄、クロミア、三酸化アンチモンまたはシリカ)、金属水酸化物(例えば、アルミナ三水和物)、カオリン、焼成カオリン、ウォラストナイト、ボーキサイト、タルクもしくはマイカ、またはこれらの混合物を含むか、からなるか、または、から本質的になる、前記〔1〕〜〔10〕の何れか1項に記載の粒状フィラー。
〔12〕前記フィラーが被覆されているか、あるいは処理されている、前記〔11〕記載の粒状フィラー。
〔13〕前記フィラーが、1種またはそれ以上の脂肪酸またはその塩もしくはそのエステルで被覆されており、該脂肪酸が、例えばステアリン酸、パルミチン酸、ベヘン酸、モンタン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、イソステアリン酸、およびセロチン酸から選択されてもよい、前記〔12〕記載の粒状フィラー。
〔14〕前記粒状フィラーが、炭酸カルシウムまたは被覆炭酸カルシウムである、前記〔1〕〜〔13〕の何れか1項に記載の粒状フィラー。
〔15〕前記炭酸カルシウムがステアリン酸で被覆されている、前記〔14〕記載の粒状フィラー。
〔16〕前記フィラーが粉砕炭酸カルシウム(GCC)または被覆GCCである、前記〔1〕〜〔15〕の何れか1項に記載の粒状フィラー。
〔17〕前記フィラーのd50が、約0.5μm〜約5μmなる範囲、例えば約1μm〜約3μmなる範囲にある、前記〔1〕〜〔16〕の何れか1項に記載の粒状フィラー。
〔18〕前記フィラーのd50が、約1μmまたは約1.5μmまたは約2μmである、前記〔17〕記載の粒状フィラー。
〔19〕前記〔1〕〜〔18〕の何れか1項に記載の粒状フィラーを含む組成物。
〔20〕前記組成物がポリマー組成物であり、かつ該ポリマー組成物がポリマー樹脂を含む、前記〔19〕記載の組成物。
〔21〕前記ポリマー樹脂が熱可塑性樹脂である、前記〔20〕記載のポリマー組成物。
〔22〕前記熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン樹脂、例えばエチレン、プロピレンまたはブテンのモノオレフィンポリマーである、前記〔21〕記載のポリマー組成物。
〔23〕前記樹脂が、ポリエチレン樹脂、例えば低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン(エチレン-a-オレフィンコポリマー)、中密度ポリエチレンもしくは高密度ポリエチレン;またはポリプロピレン樹脂、例えばポリプロピレンまたはエチレン-ポリプロピレンコポリマー、またはポリブテン樹脂;またはポリペンテン樹脂、例えばポリ(4-メチルペンテン)である、前記〔21〕記載のポリマー組成物。
〔24〕前記樹脂がエチレン-酢酸ビニルコポリマーである、前記〔21〕記載のポリマー組成物。
〔25〕前記ポリマー樹脂がホモポリマーまたはコポリマーである、前記〔20〕〜〔24〕の何れか1項に記載のポリマー組成物。
〔26〕前記ポリマー樹脂が、ポリマーの混合物またはブレンドを含む、前記〔20〕〜〔25〕の何れか1項に記載のポリマー組成物。
〔27〕前記〔20〕〜〔26〕の何れか1項に記載のポリマー組成物から成形し得る、または該ポリマー組成物から成形された、ポリマーフィルム。
〔28〕前記フィラーが、前記最終的なポリマーフィルムの質量の、約2〜55質量%なる濃度、例えば約5〜50質量%、例えば約10〜25質量%なる範囲の濃度にて存在する、前記〔27〕記載のポリマーフィルム。
〔29〕前記フィルムの平均の厚みが、約250μm未満、例えば約5μm〜約250μm未満なる範囲、例えば約30μmである、前記〔27〕または〔28〕に記載のポリマーフィルム。
〔30〕前記ポリマーフィルムが通気性フィルムである、前記〔27〕記載のポリマーフィルム。
〔31〕前記フィラーが、前記最終的なポリマーフィルムの質量の、約30質量%〜約55質量%なる範囲の濃度、例えば約45質量%〜約55質量%なる範囲の濃度にて存在する、前記〔30〕記載の通気性フィルム。
〔32〕前記フィルムの平均の厚みが、約5μm〜約25μmなる範囲、例えば約8μm〜約18μmなる範囲、例えば約10μm〜約15μmなる範囲にある、前記〔30〕または〔31〕に記載の通気性フィルム。
〔33〕前記フィラーがステアリン酸で被覆された炭酸カルシウムである、前記〔30〕〜〔32〕の何れか1項に記載の通気性フィルム。
〔34〕ポリマー樹脂と粒状フィラーとをブレンドすることを含む、前記〔20〕〜〔33〕の何れか1項に記載のポリマー組成物の製造方法。
〔35〕更に、前記ポリマー組成物をポリマーフィルムに成形する工程を含む、前記〔34〕記載の方法。
〔36〕ポリマー樹脂と前記〔1〕〜〔18〕の何れか1項に記載の粒状フィラーとを含むことを特徴とする、スパンレイド繊維。
〔37〕前記ポリマー樹脂が、ポリオレフィン、例えばポリプロピレンおよびポリエチレンのホモポリマー並びにコポリマー、または1-ブテン、4-メチル-1-ペンテン、および1-ヘキサンとのコポリマー;ポリアミド、例えばナイロン;ポリエステル;上記ポリマーの何れかのコポリマー;およびこれらのブレンドから選択される、前記〔36〕記載のスパンレイド繊維。
〔38〕前記粒状フィラーが、該フィラーの全質量に対して、約5質量%〜約40質量%なる範囲の量、例えば該フィラーの全質量に対して、約10質量%〜約25質量%なる範囲の量、例えば該フィラーの全質量に対して、約10質量%〜約15質量%なる範囲の量で存在してもよい、前記〔36〕または〔37〕記載のスパンレイド繊維。
〔39〕前記〔36〕〜〔38〕の何れか1項に記載のスパンレイド繊維を含む不織布。
〔40〕前記〔36〕〜〔38〕の何れか1項に記載のスパンレイド繊維または前記〔39〕記載の不織布を含む、オムツ、婦人用衛生用品、成人失禁用製品、包装材料、ワイプ、タオル、ダストモップ、工業用衣服、医療用ドレープ、医療用ガウン、フットカバー、滅菌ラップ、テーブルクロス、ペイントブラシ、ナプキン、ゴミ袋、パーソナルケア用品、グラウンドカバー、および濾過媒体のうちの何れか一つ。
〔41〕前記〔1〕〜〔18〕の何れか1項に記載の粒状フィラーを含むステープルファイバー。
〔42〕前記〔41〕記載のステープルファイバーを含むカーペット。
〔43〕前記〔1〕〜〔18〕の何れか1項に記載の粒状フィラーを含むカーペット。
〔44〕粒状物質から粗粒を除去する方法であって、該粒状物質を乾式分級処理または篩別処理して前記〔1〕〜〔18〕の何れか1項に記載の粒状フィラーを製造することを含む、前記方法。
〔45〕前記分級処理または篩別処理を、遠心回転シフターを使用して実施する、前記〔44〕記載の方法。
〔46〕前記篩またはシフターが、正方形の孔を持つメッシュスクリーンを含む、前記〔44〕または〔45〕記載の方法。
〔47〕前記篩またはシフターが、ナイロン製または金属製メッシュスクリーンを含む、前記〔44〕〜〔46〕の何れか1項に記載の方法。
〔48〕粒状物質から粗粒を除去する方法であって、該粒状物質をミル分粒処理して前記〔1〕〜〔18〕の何れか1項に記載の粒状フィラーを製造することを含む、前記方法。
〔49〕粒状物質から粗粒を除去する方法であって、該粒状物質を風力分級して前記〔1〕〜〔18〕の何れか1項に記載の粒状フィラーを製造することを含む、前記方法。
〔50〕粒状フィラーの回収率が、約90%を超え、例えば約96%を超え、例えば約99%を超え、および場合によっては100%までである、前記〔44〕〜〔47〕の何れか1項に記載の方法。
〔51〕粒状フィラーの回収率が約70%を超え、例えば約80%を超え、例えば約96%を超え、例えば約99%を超え、および場合によっては約100%までである、前記〔48〕記載の方法。
〔52〕粒状フィラーの回収率が、約60%を超え、例えば約70%を超え、例えば約80%を超え、例えば約90%を超え、例えば約96%を超え、例えば約99%を超え、および場合によっては約100%までである、前記〔49〕記載の方法。
本発明のまた更に別の態様は、以下のとおりであってもよい。
〔1'〕ポリマー樹脂と、約3ppm未満の約40μm以上の粒径を持つ粒子を含む粒状フィラーとを含む、スパンレイド繊維。
〔2'〕約40μm以上の粒径を持つ粒子の量が、約2ppm以下である、前記〔1'〕記載のスパンレイド繊維。
〔3'〕約40μm以上の粒径を持つ粒子の量が、約1ppm以下である、前記〔1'〕記載のスパンレイド繊維。
〔4'〕約40μm以上の粒径を持つ粒子の量が、約0.5ppm以下である、前記〔1'〕記載のスパンレイド繊維。
〔5'〕約40μm以上の粒径を持つ粒子の量が、0 ppmまたは約0 ppmまたは約0.1ppmである、前記〔1'〕記載のスパンレイド繊維。
〔6'〕前記粒状フィラーが、約3ppm未満の、約38μmを超えるまたは約30μmを超える粒径を持つ粒子を含む、前記〔1'〕記載のスパンレイド繊維。
〔7'〕前記粒状フィラーが、約2ppm以下の、約38μmを超えるまたは約30μmを超える粒径を持つ粒子を含む、前記〔2'〕記載のスパンレイド繊維。
〔8'〕前記粒状フィラーが、約1ppm以下の、約38μmを超えるまたは約30μmを超える粒径を持つ粒子を含む、前記〔3'〕記載のスパンレイド繊維。
〔9'〕前記粒状フィラーが、約0.5ppm以下の、約38μmを超えるまたは約30μmを超える粒径を持つ粒子を含む、前記〔4'〕記載のスパンレイド繊維。
〔10'〕前記粒状フィラーが、0 ppmまたは約0 ppmまたは約0.1ppmの、約38μmを超えるまたは約30μmを超える粒径を持つ粒子を含む、前記〔5'〕記載のスパンレイド繊維。
〔11'〕前記フィラーがアルカリ土類金属炭酸塩(例えば、ドロマイトまたは炭酸カルシウム)、金属硫酸塩(例えば、バライトまたは石膏)、金属ケイ酸塩、金属酸化物(例えば、チタニア、酸化鉄、クロミア、三酸化アンチモンまたはシリカ)、金属水酸化物(例えば、アルミナ三水和物)、カオリン、焼成カオリン、ウォラストナイト、ボーキサイト、タルクもしくはマイカ、またはこれらの混合物を含むか、からなるか、または、から本質的になる、前記〔1'〕〜〔10'〕の何れか1項に記載のスパンレイド繊維。
〔12'〕前記フィラーが被覆されているか、あるいは処理されている、前記〔11'〕記載のスパンレイド繊維。
〔13'〕前記フィラーが、1種以上の脂肪酸またはその塩もしくはそのエステルで被覆されており、該脂肪酸が、例えばステアリン酸、パルミチン酸、ベヘン酸、モンタン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、イソステアリン酸、およびセロチン酸から選択されてもよい、前記〔12'〕記載のスパンレイド繊維。
〔14'〕前記粒状フィラーが、炭酸カルシウムまたは被覆炭酸カルシウムである、前記〔1'〕〜〔13'〕の何れか1項に記載のスパンレイド繊維。
〔15'〕前記炭酸カルシウムがステアリン酸で被覆されている、前記〔14'〕記載のスパンレイド繊維。
〔16'〕前記フィラーが粉砕炭酸カルシウム(GCC)または被覆GCCである、前記〔1'〕〜〔15'〕の何れか1項に記載のスパンレイド繊維。
〔17'〕前記フィラーのd 50 が、約0.5μm〜約5μm、例えば約1μm〜約3μmである、前記〔1'〕〜〔16'〕の何れか1項に記載のスパンレイド繊維。
〔18'〕前記フィラーのd 50 が、約1μmまたは約1.5μmまたは約2μmである、前記〔17'〕記載のスパンレイド繊維。
〔19'〕前記ポリマー樹脂が、ポリオレフィン、例えばポリプロピレンおよびポリエチレンのホモポリマー並びにコポリマー、または1-ブテン、4-メチル-1-ペンテン、および1-ヘキサンとのコポリマー;ポリアミド、例えばナイロン;ポリエステル;上記ポリマーの何れかのコポリマー;およびこれらのブレンドから選択される、前記〔1'〕〜〔18'〕の何れか1項に記載のスパンレイド繊維。
〔20'〕前記粒状フィラーが、該繊維の全質量に対して、約5質量%〜約40質量%なる範囲の量、例えば該繊維の全質量に対して、約10質量%〜約25質量%なる範囲の量、例えば該繊維の全質量に対して、約10質量%〜約15質量%なる範囲の量で存在してもよい、前記〔1'〕〜〔19'〕の何れか1項に記載のスパンレイド繊維。
〔21'〕前記〔1'〕〜〔20'〕の何れか1項に記載のスパンレイド繊維を含む不織布。
〔22'〕前記〔1'〕〜〔20'〕の何れか1項に記載のスパンレイド繊維または前記〔21'〕記載の不織布を含む、オムツ、婦人用衛生用品、成人失禁用製品、包装材料、ワイプ、タオル、ダストモップ、工業用衣服、医療用ドレープ、医療用ガウン、フットカバー、滅菌ラップ、テーブルクロス、ペイントブラシ、ナプキン、ゴミ袋、パーソナルケア用品、グラウンドカバー、および濾過媒体のうちの何れか一つ。
Claims (35)
- ポリマー樹脂と、3ppm未満の38μmを超える粒径を持つ粒子を含む粒状フィラーとを含む、スパンレイド繊維。
- 38μmを超える粒径を持つ粒子の量が、2ppm以下である、請求項1記載のスパンレイド繊維。
- 38μmを超える粒径を持つ粒子の量が、1ppm以下である、請求項1記載のスパンレイド繊維。
- 38μmを超える粒径を持つ粒子の量が、0.5ppm以下である、請求項1記載のスパンレイド繊維。
- 38μmを超える粒径を持つ粒子の量が、0 ppmである、請求項1記載のスパンレイド繊維。
- 前記粒状フィラーが、3ppm未満の、30μmを超える粒径を持つ粒子を含む、請求項1記載のスパンレイド繊維。
- 前記粒状フィラーが、2ppm以下の、30μmを超える粒径を持つ粒子を含む、請求項2記載のスパンレイド繊維。
- 前記粒状フィラーが、1ppm以下の、30μmを超える粒径を持つ粒子を含む、請求項3記載のスパンレイド繊維。
- 前記粒状フィラーが、0.5ppm以下の、30μmを超える粒径を持つ粒子を含む、請求項4記載のスパンレイド繊維。
- 前記粒状フィラーが、0 ppmの、30μmを超える粒径を持つ粒子を含む、請求項5記載のスパンレイド繊維。
- 前記フィラーがアルカリ土類金属炭酸塩、金属硫酸塩、金属ケイ酸塩、金属酸化物、金属水酸化物、カオリン、焼成カオリン、ウォラストナイト、ボーキサイト、タルクもしくはマイカ、またはこれらの組合せを含むか、からなるか、または、から本質的になる、請求項1〜10の何れか1項に記載のスパンレイド繊維。
- 前記フィラーが被覆されているか、あるいは処理されている、請求項11記載のスパンレイド繊維。
- 前記フィラーが、1種以上の脂肪酸またはその塩もしくはそのエステルで被覆されている、請求項12記載のスパンレイド繊維。
- 前記粒状フィラーが、炭酸カルシウムまたは被覆炭酸カルシウムである、請求項1〜13の何れか1項に記載のスパンレイド繊維。
- 前記炭酸カルシウムがステアリン酸で被覆されている、請求項14記載のスパンレイド繊維。
- 前記フィラーが粉砕炭酸カルシウム(GCC)または被覆GCCである、請求項1〜15の何れか1項に記載のスパンレイド繊維。
- 前記フィラーのd50が、0.5μm〜5μmである、請求項1〜16の何れか1項に記載のスパンレイド繊維。
- 前記フィラーのd50が、1.5μmである、請求項17記載のスパンレイド繊維。
- 前記ポリマー樹脂が、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル;上記ポリマーの何れかのコポリマー;およびこれらのブレンドから選択される、請求項1〜18の何れか1項に記載のスパンレイド繊維。
- 前記粒状フィラーが、該繊維の全質量に対して、5質量%〜40質量%なる範囲の量で存在してもよい、請求項1〜19の何れか1項に記載のスパンレイド繊維。
- 請求項1〜20の何れか1項に記載のスパンレイド繊維を含む不織布。
- 請求項1〜20の何れか1項に記載のスパンレイド繊維または請求項21記載の不織布を含む、オムツ、婦人用衛生用品、成人失禁用製品、包装材料、ワイプ、タオル、ダストモップ、工業用衣服、医療用ドレープ、医療用ガウン、フットカバー、滅菌ラップ、テーブルクロス、ペイントブラシ、ナプキン、ゴミ袋、パーソナルケア用品、グラウンドカバー、および濾過媒体のうちの何れか一つ。
- ポリマー樹脂と粒状フィラーとを含むスパンレイド繊維を作製する方法であって、前記フィラーが、3ppm未満の38μmを超える粒径を持つ粒子を含み、該方法が、前記ポリマー樹脂を少なくともその軟化温度にまで加熱することによって繊維形状に紡ぐこと、及び前記樹脂を、紡糸口金を通して押出して繊維を形成することを含む、方法。
- 前記押出された樹脂を熱空気により繊細化する、請求項23に記載の方法。
- 前記繊維を集めてスパンレイドウェブを形成する、請求項23または24に記載の方法。
- 前記ウェブを結合する、請求項25に記載の方法。
- 前記ポリマー樹脂を180℃〜260℃まで加熱する、請求項23〜26の何れか1項に記載の方法。
- 前記粒状フィラーが、アルカリ土類金属炭酸塩、金属硫酸塩、金属ケイ酸塩、金属酸化物、金属水酸化物、カオリン、焼成カオリン、ウォラストナイト、ボーキサイト、タルクもしくはマイカ、またはこれらの組合せを含むか、からなるか、または、から本質的になる、請求項23〜27の何れか1項に記載の方法。
- 前記粒状フィラーが、炭酸カルシウムまたは被覆炭酸カルシウムである、請求項23〜28の何れか1項に記載の方法。
- 前記粒状フィラーが被覆炭酸カルシウムであり、炭酸カルシウムが1種以上の脂肪酸またはその塩もしくはそのエステルで被覆されている、請求項29に記載の方法。
- 前記フィラーのd 50 が、0.5μm〜5μmである、請求項23〜30の何れか1項に記載の方法。
- 前記ポリマー樹脂が、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル;上記ポリマーの何れかのコポリマー;およびこれらのブレンドから選択される、請求項23〜31の何れか1項に記載の方法。
- 前記粒状フィラーが、前記繊維の全質量に対して、5質量%〜40質量%なる範囲の量で存在してもよい、請求項23〜32の何れか1項に記載の方法。
- 前記スパンレイド繊維が不織製品へと形成される、請求項23〜33の何れか1項に記載の方法。
- 前記スパンレイド繊維が、オムツ、婦人用衛生用品、成人失禁用製品、包装材料、ワイプ、タオル、ダストモップ、工業用衣服、医療用ドレープ、医療用ガウン、フットカバー、滅菌ラップ、テーブルクロス、ペイントブラシ、ナプキン、ゴミ袋、パーソナルケア用品、グラウンドカバー、および濾過媒体のうちの何れか一つへと形成される、請求項23〜34の何れか1項に記載の方法。
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