JPH04504234A - 接着された超吸収性粒子を有する被覆繊維製品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 接着された超吸収性粒子を有する被覆繊維製品発明の背景 本発明は、超吸収性粒子材料が接着されたバインダー材料を有する不連続繊維に 関するものである。バインダーは、気体媒体中に連行される繊維に液体として施 される熱溶融性材料のものであってよい。粒子状超吸収性材料は、バインダー材 料が乾燥する間に、バインダーが熱溶融してこれらの粒子に接着することなく、 バインダー材料によって繊維に接着する。

繊維のウェブにバインダーを施す技術が、数多く知られている。例えば、ワラ） 　（ｌａｔｔ）の米国特許第４．６００，４６２号には、空気堆積したセルロー ス繊維ウェブの片面または両面に接着性バインダーを噴霧する方法や、ウェブを 接着性バインダーの中に浸漬する方法が記載されている。しかし、この方法を用 いても、他の繊維と混合することを目的とした、バインダーをコーティングした 個々の繊ス（Ｂｕｔｔｅｅｎｏｒｔｈ）らの米国特許第４，４２５，１２６号お よび同第４，１２９，１３２号には、熱可塑性繊維と木材パルプとを混合して、 できた混合繊維を熱溶融し、さらにその熱溶融したウェブ上にバインダーを堆積 させる工程からなる繊維材料の製造方法が記載されている。しかし、この製造方 法ではバインダーを添加する前に繊維を熱溶融するために、他の繊維と混合する ことを目的とした、バインダーをコーティングした個々の繊維を製造することは できない。

バーディング（Ｈａｒｄｉｎｇ）の米国特許第４．５８４．３５７号には、ラテ ックスで処理したカチオン性のセルロース系製造物とその製造方法が開示されて いる。

その方法によれば、カチオン性セルロースは水性サスペンション中において、乾 燥重量基準で０．１〜３０重量％のアニオン性高分子エマルジョンで処理される 。

また、この特許には、樹脂処理した製造物はシート状にしたり荒い繊維状にした りしてさまざまな形状で製造することができることが記載されている。しかし、 この方法はカチオン性繊維にしか用いることができない。また、この特許に記載 される方法で施した繊維コーティングは、繊維からフレーク状に剥がれたり分離 したりしやすい。さらに、この方法は湿式１程によるため、セルロース繊維内の すきまを高分子のエマルジョンが透過する。繊維の表面にバインダーを存在させ れば原理的には繊維に望ましい性質を付与することができることを考えると、繊 維の隙間を透過してしまう高分子はいずれも望ましい性質の付与にはほとんど寄 与しない。

ワイスマン（ｌｉｅｉｓｍａｎ）らの米国特許第４，４６９，７４６号には、シ リカの連続フィルムでコーティングした繊維からなる繊維ウェブが開示されてい る。繊維はコーティングするために帯電したシリカのアクアゾル中に分散するも のと考えられる。シリカは無機材料であるため、後の工程における繊維の結合に 寄与しない。さらに、この特許には、湿式１程が開示されているため、この特許 にしたがって繊維を処理すればシリカはセルロース系繊維の隙間を透過しやすく なるであろう。

１９８７年６月２６日に出願されたジェウェル（Ｊｅｖｅｌｌ）らの「疎水性と 親油性を示す改質木材繊維」と題する米国特許出願第０６７．６６９号には、繊 維化した木材を界面活性剤で処理することによって木部繊維の表面を透過させる 方法が記載されている。この方法によれば、第一繊維製造機の出口から排出され る繊維化された木材は、オリフィスを通してブローラインに導かれる。液体界面 活性剤は、繊維製造機の出口においてラインに注入される。繊維製造機から蒸気 によって連行されてくるため、繊維は界面活性剤の添加時においても依然として 湿っている。界面活性剤は、後の繊維の結合工程において使用するには適してい ない。

ジェウエルらの特許出願には、パラフィンワックスのエマルジョンとスチレンブ タジェンコポリマーラテックスの混合物のようなコポリマーラテックスで繊維を 処理する方法も記載されている。この特許には、通常の機械的手段による木部繊 維ブレングー中において、木部繊維と水性ラテックスエマルジョンとをブレンド する操作を含む適切な処理工程が記載されている。この方法によれば、ラテック スによって相互に結合した繊維を製造しやすくなる。

ヘリライン（Ｈｅｒｉｔａｇｅ）の米国特許第２，７５７，１５０号には、圧力 下で蒸気によって繊維を連行し、熱硬化性樹脂を繊維の存在する蒸気内に導入す る繊維処理方法が記載されている。この繊維が存在する蒸気の中には、繊維ロジ ンやワックスなどの他の材料を同時に導入しうろことが記載されている。この特 許では、かかる材料が繊維の表面を透過することが示唆されている。そして、こ の特許には、熱硬化性樹脂の濃度を比較的低くすることが特に記載されている（ 例えば、フェノールホルムアルデヒドの濃度を２重量％にする）。かかる低濃度 において、樹脂は、繊維上の不連続でランダムな非連結領域（小塊または小滴） にある。このような処理を経た繊維は硬質繊維板に使用するのが典型的である。

この特許に記載される方法を使用して製造される本発明者にとって既知の硬質繊 維板における、フェノール性樹脂の濃度は最大５〜６重量％である。かかる濃度 であっても、樹脂はランダムで非連結の小滴を形成する。その結果、繊維の中で も樹脂を含まない非コーテイング領域は樹脂に被覆されている領域に比べて結合 力が小さい。

さらに、繊維の未処理表面領域は、樹脂で被覆されて繊維領域が有する望ましい 性質を備えていないかも知れない。例えば、このような非被覆領域を有する繊維 は、繊維全体がコーティングされている場合に比較するとより水吸収性が高い可 能性がある。

エンジェルス（Ｅｎｇｅｌｓ）の米国特許第４，００６，８８７号には、木部繊 維の処理方法が記載されている。その方法において、シャフトを取り付けた混合 ロッドによってグルーを繊維に施すことができるミキサー中において、繊維は環 状の荒い流動層として支持されている。この特許には、空気輸送パイプに連結し たミキサーの入口と出口の漏斗に半径方向に向かう空気の渦ができることが記載 されている。この特許の方法で製造した製造物は、塊がな（て均一でありしかも 一様にコーティングされた木部繊維であることが記載されている。さらに、繊維 のコーティングは木部繊維パネルの製造に有用であることも記載されている。し かし、この特許には使用するグルーやその使用量については言及されていない。

エンジェルス（ＥｎｇｅｌＳ）のドイツ特許出願公告第１，０４８，０１３号の 従来技術の項には、木材チップを粉末成分とともにコーティングするための羽根 車式ミキサーや撹拌ミキサーが記載されている。グルーはノズルを通して混合容 器内に噴霧される。粉末成分を過度にコーティングしないように粉末チップ粒子 の保持時間を短くするために、空気は混合容器を通して軸方向にブローすること が記載されている。また、エンジェルスのドイツ特許公開公報第１．６３２．４ ５０号には、グルー噴霧ノズルが取り付けられている混合管内の空気中で撹拌し た木材チューブが記載されている。

従来は、空気中において、繊維の長さにそって相互に結合したストランド中に　 二つの成分を押し出すことによって合成二成分繊維を合成してきた。このような 二成分繊維は、一方の材料を同軸のさや状に取り囲むようにもう一方の材料を押 し出すことによっても製造することができる。これらの押し出しストランドは次 に切断して不連続繊維にする。合成二成分繊維は構造的効率が優れているものの 、天然繊維に比較すると大変高価であり使用が限定されてしまう。

マツコールスレイ（ＭｃＣｏｒｓｌｅｙ）　、　Ｉ　Ｉ　Ｉの米国特許第４．２ ６１，９４３号には、フィラメントの押し出しとそのフィラメントへの非溶媒性 液体の溶液の適用について記載されている。この特許の方法によれば、フィラメ ントは非溶媒性蒸気を含む空気（例えば、非溶媒性微細粒子の霧状流体）を入れ たチャンバーを通す。

この非溶媒性液体をフィラメント上に噴霧することも記載されている。しかし、 この特許の方法は非連続性繊維に適用できないと考えられる。

ウィックザ−（Ｗｉｃｚｅｒ）の米国特許第４．０１０．３０８号には、発泡し た多孔性のコーティング繊維が記載されている。この特許においてさまざまな性 質を有する有機物または無機物として記載される繊維は、発泡性プラスチイック 材料とともにコーティングすることが記載されている。また、熱可塑性コーティ ングおよび熱硬化性コーティングについても記載されている。複数の実施例にお いて、コーティングされた繊維は、連続的に押し出されたフィラメントを１０％ ポリスチレンのトルエン溶液の入った第１のバスを通し、溶媒を留去し、ポリス チレンをコーティングした繊維を液体ｎ−ペンタンなどの発泡剤を入れた第二の バスを通すことによって調製する。このようにして処理したフィラメントは、さ らに加熱してコーティングを発泡する。ロールを用いて固体粒子を擦って発泡し たコーティングの表面を多孔性にする。かかる擦り落としに適した固体材料とし て、防火剤、グラファイトなどの潤滑剤、顔料および殺虫剤を挙げることができ る。また、他の例として、長さの短い綿リンターを、ポリスチレンとアクリロニ トリルのほぼ等量のコポリマー（１０％）をベンゼンに溶解した溶液で湿らせる ことが記載されている。溶媒は空気流によって蒸発させ、できたコーティングさ れた綿繊維を混合したペンタン中に浸漬する。得られた製造物は沸騰水中で撹拌 して発泡させる。発泡後、製造物を遠心力を利用して乾燥して、再度空気流で乾 燥する。

繊維は乾燥粉末と混合して、発泡したコーティング中の孔をその粉末で満たす。

容器中にこの繊維製造物を入れて加熱し、繊維表面の接触点に接着性を持たせる ことも記載されている。この特許は、繊維にコーティングを施す方法として溶液 浸漬法を利用しているものと考えられる。

鮫島（Ｓａｍｅｊｉｍａ）らの米国特許第４，１６０，０５９号には、木材バル ブ繊維などの天然のセルロース系繊維を細断し、空気中で熱溶融性の繊維と混合 する工程が記載されている。混合物は、砕解機に送られて、吸収性材料が付着す る支持繊維にする。得られるウェブに加熱空気を送り込むことによって、ウェブ を熱溶融性繊維の融点より高い温度に加熱して、支持繊維と吸収材料との間に熱 溶融によって結合を形成する。活性化したカーボンブラック、日本の酸性白土、 活性アルミナおよびけいそう土などが典型的な吸収性材料として記載されている 。ここでは、強力な吸収剤などの他の粉末を代わりに使用することができること が記載されている。この特許の従来技術の項には、乾燥工程によって木材パルプ を砕解し、活性化したカーボンブラックと混合して、できた混合物をワイヤース クリーン上に散布する方法が記載されている。ラテックスや澱粉といったバイン ダーとしての性質を有する材料もまた、ウェブの両面に噴霧することができる。

後者の方法によると、吸収性材料の活性表面は結合性材料の薄いフィルムで覆わ れている。このように、鮫島の特許に記載される方法は、熱溶融を利用して粒子 を繊維に結合している。その結果、個々の繊維とは逆に、結合した繊維ウェブは 繊維に熱溶融した粒子とともに形成される。

コルビン（Ｋｏｌｐｉｎ）の米国特許第４．４２９，００１号には、溶融とブロ ーを経た繊維を、高速のガス流中に液体の繊維形成材料を押し出すことによつて 製造することが記載されている。繊維流は、流れの中におかれたスクリーン上に 絡み合った凝集塊として収集される。吸収剤の粒子は、繊維と必ず接触して繊維 が十分に固化するように繊維流中に導入する。この特許には、粒子と繊維が接触 するエリアができるような条件下で両者を接触することもできることが記載され ている。

溶融とブローを経た繊維に加えて他の繊維もできたシート製造物に導入すること ができることも記載されている。この特許には、粉末状の界面活性剤を吸収剤粒 子と混合することができることも記載されている。この特許には、粉末状の界面 活性剤をウェブ形成に使用する吸収剤粒子と混合したり、液体状態の界面活性剤 をウェブ上に噴霧することもできることが記載されている。

最後に、デーネル（Ｄｅｈｎｅｌ）の米国特許第４．３９２．９０８号には、水 溶性粒子の表面に熱可塑性接着性樹脂を形成する工程が記載されている。乾燥状 態でコーティングされた粒子は、加熱し圧力をかけて乾燥基質（綿毛状のセルロ ースなど）に結合する。吸収剤粒子と水性ラテックスを混合し、その粒子上に樹 脂を噴霧し、さらにスラリー中においてその粒子を混合する工程が、粒子のコー ティング法として記載されている。粒子が自由に流動することができるようにす るために、粒子を熱可塑性物質とコーティングした後に微粉砕することが必要で あることが記載されている。このように、デーネルの特許は、熱溶融した粒子を 繊維に適用する別の方法を説明したものである。

従来技術のアプローチは公知であるが、繊維及びバインダー材料並びにバインダ ー材料によって繊維に接着している超吸収性粒子から構成される改良された繊維 製品に対する必要性があった。

発明の概要 本発明によれば、非連続繊維はその上に結合剤を有する。その量は、表面に結合 剤物質の実質的に連続な層を有する、二成分系繊維を製造するのに十分なもので ある。被覆された繊維は、結合剤によって超吸収体粒子に接着する。それ故、該 粒子が繊維から移動したり散逸したりすることを実質的に防ぐことができる。

また以下に説明するように、かかる結果を得るために、粒子と繊維とは結合剤を 加熱溶融させずに接着させる。複数の繊維が同一の超吸収体に典型的に接着して いるものの、その結果得られる二成分系繊維の実質的に大部分は、互いに接着し ていない。有機高分子材料を液体結合剤として、特に熱結合性液体結合剤物質と して使用するときには、超吸収体を有する繊維を互いに融着するように加熱して もよい。また、繊維を他の非処理の繊維と組み合せ、結合したウェブと成すため に加熱溶融させてもよい。

本発明の方法によれば、個々に被覆された繊維の製造プロセスにおいて、結合剤 物質の実質量が繊維に施される。しかしながら、繊維上に結合剤を実質的に連続 な状態で被覆するためには、結合剤物質と繊維との乾燥総量に対して少なくとも 約７％の量の第一の結合剤物質を施すことが必要であることが判明した。実質的 に連続な状態で被覆されると、繊維表面のほとんどの部分又は全ての部分は露出 していない。そして結合剤物質によって繊維に付与された望ましい特徴は、繊維 の非被覆部分によっては変わらないか、又は無くならない。結合剤の量が結合剤 物質と繊維との乾燥総量に対して少なくとも約１０％であり、しかも結合剤物質 が熱溶融性であると、被覆された繊維は、加熱溶融したときに比較的強く互いに 結合する。それに加えて、本発明の方法を用いれば、結合剤の量を３０％から５ ０％にしたり、更にそれ以上、例えば９０％や上限を決定できないようなレベル にすることができる。そのような場合でも、得られる製造物は個々の繊維が実質 的に結合していないものである。結合剤の量がこのように大きい場合には、処理 された繊維は直ちに非処理繊維と混合又はブレンドしてもよく、ブレンドされた 繊維の加熱溶融に使用してもよい。また、結合剤の量が大きい場合には、好まし くは固体の超吸収体粒子材料は繊維に接着する。

繊維上の液体結合剤物質の少な（とも一部が湿潤している間に、超吸収体粒子材 料が繊維に施される。液体結合剤物質が乾燥すると、超吸収体粒子材料は繊維に 接着する。

本発明の他の知見によって、フリーのカルボニル基を有するタイプの結合剤が、 超吸収体粒子を繊維と特に強力に接着することが見いだされた。

本発明の方法に従えば、一種以上の結合剤物質が繊維に施される。そのような結 合剤物質は、熱硬化性結合剤物質であり、それに続いて超吸収体粒子材料を有す る熱可塑性材料結合剤物質がその結合剤によって繊維に接着する。これら複数の 結合剤物質を含有する、実質的に個々の繊維が本発明の方法によって製造される 。個々の繊維は、超吸収体粒子に接着しているものの、実質的には互いに結合し ていない繊維である。

本発明の方法の他の特徴によれば、繊維を加熱して、次いで液体結合剤を付与し てもよい。そして超吸収体粒子材料を付与した後に繊維を乾燥させる。

個々の繊維の特性が必要とされる場合のように、種々の分野に適用するためには 有利でないものの、個々の繊維に加えて、繊維束も繊維製造物に包含してもよい 。繊維束は、二又はそれ以上の繊維が絡み合つたちのであり、プロセスの間は分 離しないものである。個々の繊維のように、繊維束は幅よりも長さの方が大きい 。例えば機械的に繊維化した木材が製造されるときは、個々の繊維は繊維束に沿 った状態で存在する。該繊維束は、機械的繊維化プロセスの間は分離しない。

従って、本発明の目的の一つは、一種又はそれ以上の結合剤物質で被覆された非 連続繊維及び結合剤によって超吸収体粒子に接着した繊維を提供することにある 。

本発明の他の目的は、そのような結合剤によって被覆されて繊維であって、実質 的に個々になっているか、又は超吸収性粒子以外には結合していないものを提供 することにある。

本発明の更なる目的は、液体結合剤を有する非連続繊維を被覆する方法を提供す ることにある。該液体結合剤の量は、繊維を実質的に連続に被覆するのに十分な 量であるか又はそれ以上の量である。該液体結合剤は、繊維を超吸収体粒子に接 着させるものである。

本発明の別の目的は、熱溶融性結合剤が被覆された、実質的に個々の非連続繊維 を提供することにある。該繊維には超吸収体粒子が接着している。そして、更に 非処理繊維を加えるか又は加えずに、結合剤を加熱して繊維を接着させる。

更に本発明の目的は、乾燥した被覆繊維及び部分的に湿潤した被覆繊維を用いて 空気によって堆積されたウェブを直接形成することにある。

また本発明の目的は、個々の繊維を処理する場合と同様に、繊維束を処理するこ とにある。

本発明のこれらの目的及び他の目的、特徴並びに有利な点は、以下に述べる発明 の詳細な説明及び図面を参照することによって明かとなるであろう。

図面の簡単な説明 図１は、本発明の方法に従って非連続繊維を処理することができる装置の一形態 の概略図である。

図２は、本発明の方法に従って非連続繊維に液体結合剤物質を付与することがで きる結合剤の付与機構の一形態を表す側断面図である。

図３は、図２の結合剤付与機構の前断面図である。

図４は、本発明の繊維製造物を製造することができる結合剤付与機構の別形態の 概略図である。

図５は、本発明の繊維製造物を製造するために使用される別の装置の概略図であ る。

図６は、本発明の繊維製造物を製造するための装置の概略図である。

好ましい態様の詳細な説明 本発明は、処理された非連続合成繊維及び天然繊維から成る繊維製造物である。

「非連続繊維」とは、連続繊維に比して比較的短い長さを有する繊維をいう。該 連続繊維は、そのような繊維を製造するために用いられる押出工程によって処理 されたものである。また「非連続繊維」とは、繊維束をも包含するものである。

「個々の繊維」とは、高々少量の繊維束と共に、実質的に個々に分離した繊維か ら成る繊維をいう。切断された合成繊維又は破断した合成繊維も非連続繊維の０ 喀に入るものである。繊維の種類には特に制限はないが、合成繊維には一般にポ リエチレン、ポリプロピレン、アクリル、ポリエステル、レーヨン及びナイロン がある。セルロース繊維を含めた、有機材料の繊維及び無機材料の繊維も包含さ れる。種々の素材から成る天然繊維も繊維の材料としてもよい。そのようなもの の例は、切断された絹繊維、木材バルブ繊維、バグラッセ、麻、ジュート、稲、 小麦、竹、とうもろこし、サイザル麻、綿、亜麻、ケナフ等及びそれらの混合物 である。

木材バルブ繊維は、クラフト法やサルファイド法のような公知の化学的な方法に よって得ることができる。そのような方法にふされしい出発原料は、針葉樹材と 広葉樹材を包含する。そのような原料は、かわらはんのき、松、べいまっ、えぞ まつ及びアメリカつげである。木材バルブ繊維は、機械的な方法によっても得る ことができる。そのような方法は、砕木パルプ法、リファイナーメカニカルパル プ法、サーモメカニカルパルプ法、ケミメカニカルパルプ法及びケミサーモメカ ニカルパルプ法である。しかしながら、個々の繊維が分離した繊維束や個々の繊 維を製造するような方法は、好ましいものではない。しかし、処理された繊維束 は本発明の範囲内のものである。再使用木材パルプ又は再生木材パルプ並びに漂 白木材パルプ及び未漂白木材パルプも使用することができる。木材パルプ繊維を 製造する詳細については、当業者には公知である。これらの繊維は、本特許出願 の出願人であるＷｅｙｅｒｈａｅｕｓｅｒ社を含む多くの会社より市販されてい る。

簡便のために、以後の記載は個々の化学木材パルプ繊維の処理に関してのものと する。しかし、限定的な意味に解釈すべきではない。繊維束の処理のみならず、 他の種類の個々の繊維及び他の方法によって得られた繊維の処理についても、同 様に行うことができる。

比較的乾燥した木材バルブ繊維、つまり水分量が約１０〜１２重量％以下の繊維 を処理する場合には、そのような繊維の内腔は実質的に破壊される。その結果、 結合剤物質、特にラテックス結合剤物質がこれらの比較的乾燥した木材バルブ繊 維に付与されるときには、結合剤の内腔への貫入は、最小限に抑えられる。これ に比して、比較的湿った繊維は内腔が開く傾向がある。繊維が結合剤中に浸漬さ れると、結合剤物質は開いた内腔を通って繊維中に流入する。内腔を貫入した結 合剤は、繊維の表面に存在している結合剤よりも、処理された繊維の望ましい特 性に寄与しない。それ故、比較的乾燥した木材バルブ繊維を処理するときには、 少量の結合剤物質が用いられる。これによって、比較的湿った繊維であって、結 合剤が内腔を貫入するような場合と同様の効果が得られる。

繊維を処理するための結合剤は、処理プロセス中の流れにのった繊維に液体の状 態で付与することのできる物質を広く包含する。これらの結合剤物質は、好まし くは本発明の方法によって製造された繊維を互いに結合させるものであるか、又 は本発明の方法によって製造された繊維と他の繊維及び他の製造物とを結合させ るものである。そのような他の繊維はウェブの製造におけるものであり、他の製 造物は処理されて繊維を用いるものである。最も好ましい結合剤は、有機高分子 材料である。該有機高分子材料は、繊維が製造プロセスに用いられる場合に、高 温において加熱溶融するものであるか、又は加熱硬化するものであり、繊維に接 着するものである。また、結合剤は、繊維が超吸収体粒子に接着するためにふさ れしいタイプのものであることも必要である。

結合剤としてふされしいものは、高分子材料を包含する。該高分子材料は、水性 懸濁液又は水溶液及び非水溶液である。処理プロセスの間に繊維の凝集が起こる ことを防ぐために、好ましくは処理中の繊維に含まれる液体の全量は、全重量に 対して約４５〜５５％より大きくてはならず、２５〜３５％の水分量が典型的で ある。

但し、該液体には結合剤からの水分と繊維からの水分が含まれている（例えば、 木材パルプのように水分を含んだ繊維の場合である）。繊維として木材バルブを 使用するとすれば、木材バルブによる水分に寄与は大きなものである。しかし、 好ましくは約１０〜１２％より低く、最も典型的には約６〜８％である。これ以 外の残りの水分又は、典型的には液体は結合剤に由来するものである。これらの 懸濁液は典型的には「ラテックス」と呼ばれるものである。本発明で、「ラテッ クス」とは、非常に広い意味をもち如何なる高分子材料の水性懸濁液をも包含す る。「溶液」なる語は、水又はアセトン又はトルエンのような他の溶媒に溶解し た結合剤を意味する。本発明の方法に従う結合剤に用いられる高分子材料は、硬 質のものから軟質のゴム状のものにまでわたる。更にその上、これらの高分子は 、本来的に熱可塑性でも熱硬化性でもよい。熱可塑性高分子である場合には、そ の高分子は永久的に熱可塑性を保つ材料であってもよい。また、部分的に又は完 全に架橋性の熱硬化性タイプの高分子であってもよい。その場合には外添の触媒 を用いても、又は用いずともよい。幾つかの具体的な例を挙げれば、熱可塑性結 合剤としてふされしいものは、以下の物質から成る。

エチレンビニルアルコール ポリ酢酸ビニル アクリル ポリビニルアセテートアクリレート アクリレート ポリ塩化ビニル エチレン酢酸ビニル エチレン塩化ビニル ポリ塩化ビニル スチレン スチレンアクリレート スチレン／ブタジェン スチレン／アクリロニトリル ブタジェン／アクリロニトリル アクリロニトリル／ブタジェン／スチレンエチレンアクリル酸 ポリフェニレンオキシド 更に、熱硬化性結合剤の具体例としては、以下の物質から成るものがある。

ポリイミド メラミン／ホルムアルデヒド ポリエステル ウレタン 尿素 尿素／ホルムアルデヒド 以下にもっと十分に説明されるように、本発明の方法に従って、これらの物質の ２種以上が不連続繊維を処理するのに使用できる。例えば、熱硬化性樹脂物質の 第１被覆または第１シースは、熱可塑性樹脂物質の第２被覆が続いて用いられる 。次いで、典型的には、超吸収剤粒子を外部バインダー物質に付着させる。製品 を造るために該繊維の引き続いて使用する間において、該熱硬化性樹脂物質の硬 化温度まで上昇させないで、該熱可塑性物質の軟化温度または粘着温度に加熱さ れる。存在する熱硬化性樹脂物質は、さらに加工する間に該熱硬化性樹脂物質を 硬化するために続いて加熱することを可能にする。もしくは、熱可塑性樹脂物質 がその粘着温度に加熱されると共に、熱硬化性樹脂の硬化温度に繊維を加熱する ことにより、該熱可塑性樹脂物質が熱せられると同時に該熱硬化性樹脂物質は硬 化されることができる。

バインダーの特定の種類のものは、処理した繊維の耐火性を強め、かつこれらの 繊維から造られた製品の耐火性を強める。例えば、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビ ニル、エチレン塩化ビニル及びフェノール類は、難燃剤である。

界面活性剤類は、また所望に応じて、液状バインダーに含有させることができる 。他の物質はまた、処理した繊維に所望の特性を付与するために、液状バインダ ーと混合されることができる。例えば、顔料のような粒状物質は、また繊維に対 する適用バインダーに含有させることができる。

さらに、所望の機能特性を与えるために、超吸収剤粒状物質を繊維に付着させる 。固体粒状物質は、繊維の湿ったバインダー表面に施され、次いでバインダーが 乾燥するに従って、バイ二／グーによって繊維に付着される。この場合、繊維に 該粒状物質を付着させるために、バインダーの熱硬化または熱溶融することは必 要でない。従って、超吸収剤粒子はバインダーで被覆されていないので、それら の最善の液吸着は妨げられない。超吸収剤粒状物質に加えて、他の粒状物質もま た繊維に付着させることができる。このような他の粒状物質の例として、二酸化 チタンの如き顔料、アルミナ三水和物及び酸化アンチモンの如き難燃剤、金属粉 末及びカーボンブラックの如き導電性物質、セラミック、グリッド及び金属粉末 の如き研磨剤物質、製紙用添加剤として用いられるクレー、タルク及びマイカの 如き酸性物質、親マーガリン性物質、疎水性物質及び他の親水性物質、殺虫剤、 及び肥料類を含む。このように、固体粒状物質は狭い領域に限定されない。

超吸収剤粒状物質は、体液を含む液体を吸収する能力を有する粒状または粉末状 物質である。これらの超吸収剤は、一般に親水性ポリマー物質である。超吸収剤 は、ここでは多量の液体、即ち、核剤の１部当たり１０ないし１５部の過量を吸 収する能力を示す物質として定義される。これらの超吸収剤物質は、一般に３つ のクラスに分類される。即ち、澱粉グラフトコポリマー、架橋したカルボキシメ チルセルロース誘導体及び変性した親水性ポリアクリレートである。超吸収剤の 用語の一般性を限定しなければ、超吸収剤の例は、カルボキシ化セルロース、加 水分解したアクリロニトリル−グラフト化澱粉、アクリル酸誘導体ポリマー、ポ リアクリロニトリル誘導体、ポリアクリルアミド型化合物及び鹸化したビニルア セテート／メチルアクリレートコポリマーを含む。超吸収剤粒子の特定例として は、商標名“Ｓａｎｗｅｔ”　（三洋化成工業株式会社製）及び“Ｓｕｍｉｋａ Ｇｅｌ”　（住友化学株式会社）が市販されている。

研磨剤は、硬質物質であり、粒状型で、曇った薄膜の除去から硬質金属の横断的 切断や石の切断に至る範囲の表面における物理的変化をなしうるものである。

研磨剤は、異なった研磨剤製品の評価において用いられる。研磨剤の２種の主要 な種類がある：　（１）石英、金剛砂、コランダム、ガーネット、トリポリ、珪 藻土、軽石及びダイヤモンドの如き天然研磨剤、及び（２）溶融アルミナ、炭化 珪素、窒化硼素、金属研磨剤及び合成ダイヤモンドの如き合成研磨剤がある。

親マーガリン性物質（ｏｌｅｏｐｈｉｌｉｃ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ）は、油によ り迅速に湿りを与えるものであり、一方親水性物質は、水により迅速に湿りを与 えるものである。

顔料または着色剤は、一定波長の光を再発すると共に他の波長の光を吸収し、そ して着色を与えるのに用いられるものとして、広（定義されることができる。

導電性物質は、直ちに電流を導くものである。

さらに、難燃剤は、それらが付着された繊維の易燃性を減する物質である。好ま しくは、これらの物質は、燃えている時化学的に酸化を抑制するか、または水を 発するか、または火を抑制する物質を発する活性な難燃剤である。

図１を参照して、化学木材バルブ１０のシートをロール１２から巻出して慣用の ハンマーミル１４の如き再繊維化装置に送出する。該シート１０は、ハンマーミ ル内で個々の繊維１６に容易に転化される。これらの個々の繊維は、コンベヤー １８によって繊維処理装置の繊維荷重域２０へ送出される。連続プロセスの場合 には、繊維１６は連続に該域２０へ送出される。バッチプロセスまたはバッチプ ロセスでは、繊維は間隔をもって域２０で荷重される。図１の繊維処理装置にお いて、荷重域２０は繊維処理導管２４の一部を形成する。前記導管２４は再循環 ループからなる。該ループ２４中のブロワ−またはファン２６は、繊維荷重域２ ０に隣接して配置される。ブロワ−２６は、域２０で荷重された繊維を連行する に十分な速度と容量で、空気の如き気体媒体を移動させうるちのである。連行さ れた繊維は、該ループが通過される毎に、該ループを通して矢印の方向にかつ荷 重域２０とブロワ−２６を通過して循環する。

ループ中を移行する空気の速度は、空気の流れによって固体が均一に分散され、 輸送される程度に好ましく設定される。さらに、その速度は、好ましくは空気の 水平流から固体または液体の落下する現象（ｓａｌｔａｔｉｏｎ）を避けるのに 十分である程度に設定される。特定例として、ウェイヤーハウザー社（Ｗｅｙｅ ｒｈａｅｕｓｅｒ　Ｃｏｍｐａｎｙ）から入手されたタイプＮＢ５１６化学木材 バルブが繊維とし、て用いられた時、５．０ＯＯｆｔ／分（１，５２４ｍ／分） の速度は、これらの繊維の処理に極めて良好に作用する。しかしながら、この速 度は最善の結果を得るために変更されかつ調整されることができる。

また、連行された繊維のボンド当たりの空気の容積の比は、比較的に大きい範囲 にわたって変更される。適切な一例は、繊維のポンド当たり空気の２３．４ｆｔ ”（領　６５５ｍ３）である。他の例としては、繊維のボンド当たり空気の１１ ゜７ｆ　ｔｓ（０，３２８ｍりが均等な結果を与えた。

ループ内を移行する連行繊維は、図１の３０に示す一つの域の如き、一つ以上の バインダー物質適用域を通過させる。このバインダー物質適用域３０は、導管２ ４の一部を形成する。機構は、連行された繊維に対し、液体バインダー溶液を適 用するためのバインダー適用域で規定される。図１において、この機構の型は、 複数のノズル、この場合では、ノズル３２．３４及び３６が、液状バインダー物 質を適用するのに用いられる。繊維がノズルに対し通過するに従って、これらの ノズルは、繊維に打ち当たりかつ被覆するバインダー液滴の噴霧スプレィまたは ミストを生成する。

図］の装置において、複数のバルブ４０．４２及び４４は、夫々のノズル３２゜ ３４及び３６への液状バインダー物質の流れを制御するために操作される。前記 の機構において、バルブ４０及び４２が開かれており、そしてバルブ４４が閉じ られている時、タンクまたは出所４６からの第１液状バインダー物質は、三つの ノズル３２．３４及び３６へ送出される。繊維が導管２４を通して再循環される に従って、繊維がノズルに対し通過する毎に、第１液状バインダー物質の追加量 が適用される。繊維が該物質適用域３０を通して移行するに従って、繊維の異な りた表面がノズル３２．３４及び３６にさらされる。第１液状バインダー物質が 施された後、バルブ４０は閉じられる。特殊な適用が所望される場合には、タン クまたは他の出所４８からの第２液状バインダー物質が繊維に対し、また適用さ れることができる。バルブ４２と４４を開き、バルブ４０を閉じて、この第２液 状バインダー物質は、ノズル３２．３４及び３６の夫々を通して繊維に適用され る。

さらに、域３０において連続する位置において、該二つの液状バインダー物質を 同時に適用されることができる。例えば、バルブ４２を閉じ、バルブ４４を開い て、第１液状バインダー物質をノズル３２．３４を通して適用し、第２液状バイ ンダー物質をノズル３６を通して適用されることができる。２種より多い液状バ インダー物質は、追加のバインダー源及び適当なバルブとノズルを追加すること により、適用されることができる。

一般に、該物質適用域３０は、典型的には、核酸を通して繊維の通過のより長い 時間にわたって、バインダーの適用を許容する、より長い適用域をもって、２か ら１００ｆｔ　（０，６から３０ｍ）に変化する。また、より長い物質適用域は 、核酸の長さに沿って間隔を置いたもっと多いノズルの使用を容易にする。

ノズル３２．３４と３６は、商業上入手可能であり、かっ液滴の細かいミストを 生成する。典型的には、これらのノズルは、ファンスプレィを備える。いかなる 適当なノズルも使用できるが、液状バインダー物質の連続流を生ずるものでな（ て、該物質の液滴またはミストを生成するものであり。ノズルは、所望により、 より近くにまたはさらに離されることができるが、典型的には導管の長さに沿っ て３〜４ｆ　ｔ　（０，９０〜１．　２ｍ）離した間隔である。

実際上は、いかなる量のバインダー物質も連行した繊維に適用されることができ る。しかし、バインダーの適用は、繊維がバインダー物質の実質的に連続的なシ ースまたは被覆を有するためには、繊維とバインダーの組み合わせたものの乾燥 重量の約７％が最小量でなければならないことが見出された。もし繊維が連続的 な被覆を欠くならば、以下に説明する方法でバインダーに対し超吸収剤粒状物質 の有意量を付着させることがもっと困難になる。事実上は、この最小量よりもは るかに大きいパーセントのバインダーが、これらの粒子と繊維を付着させるのに 好ましく使用される。また、コアー繊維のさらされた部分、即ち、バインダーで 被覆されていない繊維の表面積は、バインダーの所望の特性を欠いている。例え ば、もし疎水性バインダーが水吸収性セルロース物質をカバーするのに用いられ るならば、該被覆で該物質を完全に密閉されていないので、水を吸収できる繊維 のさらされた表面を残している。また、該繊維上のいかなる未被覆面積は、その 後の処理繊維と未処理繊維の熱接着の間に、他の未処理繊維に接着しないであろ う。

また、繊維とバインダーの組合せの重量の約１０乾燥重量％のバインダーの濃度 でもって、熱溶融された時、該繊維は被覆された他の繊維とやや強（接着するが 、同様の態様において、未処理繊維に弱く接着されることが見出された。その結 果生ずる接着強さは、乾燥重量バインダー量の４０％で被覆された繊維が、１部 の処理繊維対３部の未処理繊維の比で、未処理繊維と混合される時に得られる強 さと同様である。３０〜５０％のバインダーと繊維の組合せの乾燥重量のバイン ダー濃度は、他の繊維と混合、熱接着における用途、及び吸収剤パッドの如き製 品の形成における用途に、極めて適していることが証明された。

５０％より大きい、例えば９０％以上のバインダー濃度は、本発明を利用して達 成されることができる。これらの極度に大きいバインダー濃度を達成するための 、一つの好ましい方法は、連行された繊維に対しバインダー物質の第１量を適用 し、このバインダー物質の第１層または第１被覆が実質的に乾燥され、次いでバ インダー物質の第２被覆を適用するまで、該繊維の再循環を続けることである。

必要ならば、バインダー物質の所望程度を達成するために、第３、第４及び引き 続きの被覆を連行された繊維に適用することができる。

液体バインダー材料の、繊維および以下に説明するような超吸収粒子（ｓｕｐｅ ｒ　ａｄｓｏｒｂｅｎｔ　ｐａｒｔｉｃｌｅ）への施しの後も、繊維は乾燥され るまでループの中に保たれることができる。繊維の再循環はその後停止され、繊 維は繊維取り出し場所として機能するローディングゾーン２０で取り出される。

しかし、図１に示された装置においては、サイクロン分離器６０は導管部分６１ とゲート弁６２により導管２４に選択的に接続される。同時に弁６４が開き分離 器６０を通して存在する空気の補償をするために空気がループ２４に入れられる 。

ループ内の分離器により、連行された繊維が分離器内に集められ、繊維移動出口 ６６から移動される。この方法で処理された繊維の実質的に大部分は、バインダ ー材料によって結合されていない。実質的に大部分とは、少なくとも約７０％が 結合されていないことを意味する。さらに本試験において、実質的に結合してい ないとは、処理された繊維のほぼ９５％が互いにバインダー材料により結合され ていない状態にあることを意味する。しかし、いくらかの繊維は超吸収粒子に結 合している。

バインダーで被覆された繊維を加熱するための任意の手段が導管２４に含まれて よい。たとえば、加熱空気が導管内を流れる空気に混合されてもよい。同様に、 ヒーター７０が繊維を加熱するために導管２４に含まれてもよい。加えられた熱 は液体バインダーおよび接着された超吸収粒子の乾燥を促進する。熱可塑性熱可 融性バインダーが使用される時は、繊維は好ましくはバインダーのフィルム形成 温度以上であり、バインダーが粘着質になるホットタック温度以下に加熱され、 バインダー被覆繊維が、その後製品に加工される間に加熱溶融されるようにする 。

また、熱硬化性熱可融性バインダーが使用される場合には、繊維温度は好ましく はバインダーの硬化温度以下に保たれ、バインダー被覆繊維がその後製品に加工 される間に加熱硬化される。

繊維はバインダー材料の施しの前には加熱されないことが好ましい。繊維の加熱 は高温のバインダー施工ゾーン３０で行われる。この高温は少なくともバインダ ーの一部をバインダー施工ゾーン３０を通過する前に乾燥させ、コニレジイー（ ｃｏｅｌｅｓｃｅ）させる。固体化したバインダーは繊維に接着しないかまたは 単に弱く接着するにすぎない。さらに、加熱された繊維に触れたバインダー滴は 、繊維表面に広がり実質的に連続した均一の被覆を形成するよりも繊維上で球状 に乾燥する傾向にある。

サイクロン分離器６０の出口６６からの乾燥された繊維は公知のベージング（ｂ ａｇｉｎｇ）装置７２に入れられ、ベイラー（ｂａｌｅｒ）中の繊維が結合しな いように、繊維の温度はベイラーに加えられる圧力においてその硬化またはタッ ク温度よりも低温に保たれる。圧縮される時は、これらの繊維はバインダー材料 により結合しない状態に保たれる。

さらに部分的にのみ乾燥し、いくぶんかはバインダー材料で湿りでいるように処 理された繊維が、出口６６からコンベアー７４の上に置かれ、または集荷ゾーン （図示せず）の非圧縮パイルに置かれる。繊維はその後乾燥されることができる 。または処理された繊維はコンベアー７４により、ヒーター７０のように操作可 能であるヒーター７３に運ばれ、繊維の乾燥が促進される。得られた生成物は多 量の結合していない繊維を含む。しかし、繊維が湿っているほどベルト７４上で 、またはパイル中での得られたウェブの密度が太き（なり、より多くのバインダ ー・バインダー間の結合が発生する。したがって、多くの場合は少なくとも部分 的に導管２４中で、繊維がそこから取り出される前に乾燥することが好ましい。

しかし、繊維は湿ったまたは乾燥した空気にさらすことができ、しかし繊維およ びバインダー中の総湿分は約５５％以下であり、種々の最終製品、たとえばダイ ヤパース（ｄｉａｐｅｒｓ）を芯としてウェブで成形されたダイヤパースのよう なものに直接加工できる。空気にさらすとは、繊維を空気または他の気体中を移 動させることをいう。

すでに述べたように、超吸収粒子は他の固体粒子と同様、バインダー材料により 繊維に接着させることができる。超吸収粒子の比較的大きなサイズのために、複 数の繊維が粒子に接着される。

これを達成するために、超吸収粒子の固体粒子材料がループ２４に加えられ、た とえば繊維ローディングゾーン２０に加えられる。粒子はフィートスクリニーメ ータリング装置または他の公知の投入メカニズムを使用してサプライハウジング ２４からもループ２４に加えることができる。好ましくは、粒子は繊維がバイン ダー材料で湿らされた後に加えられる。結果として、粒子は粒子によりもたらさ れる所望の特性を妨げるバインダー材料により被覆されない。これらの粒子は湿 ったバインダー材料と繊維表面において接触しバインダー材料を突き刺す。バイ ンダー材料が乾燥したとき、粒子は処理された繊維の表面へとバインダーを突き 刺した状態のままで保たれる。代表的な手法としては、繊維はバインダーで処理 され、繊維の循環は一瞬停止され、固体粒子材料が繊維ローディングゾーン２０ から加えられ、再循環され繊維の連行が再開される。粒子は混合され、粒子は液 体バインダー材料により、バインダーが乾燥するにつれ確保され、繊維表面に確 保される。繊維に粒子を結合させるには低い濃度でも効果があるが、比較的高い 濃度、たとえばバインダー、繊維および添加物の重量あたり２０％またはそれ以 上の乾燥重量のとき、繊維への粒子の最大の接着力を与えることが見いだされた 。多くの例では、５０％のバインダー濃度のときは２０％のバインダー濃度のと きよりもより大きな、粒子の繊維への接着力を与えた。これらの高いバインダー 濃度は、熱可融性のバインダーが使用されたとき、その後の繊維の熱溶融と、他 の繊維が加えられていてもいなくても、工業的工程で繊維が使用される間の強い 結合を容易にする。

図１の装置は、操作内に繊維が供給され、完全に処理され除去されるというバッ チモードで操作される。他の方法では、繊維は加えられた繊維の全部ではなく一 部がループから除かれてゆく、セミパッチ法が使用できる。また図１の装置は、 繊維がゾーン２０に導かれ、サイクロン分離器６０によりループへの再循環をし つつ、またはせずに、除去される連続法によって操作することもできる。ゲート 弁６２．６４は除去される繊維の量を調整するするために所望の開度で開かれる 。

除去される繊維の量は好ましくはループに投入される未処理の繊維の量と等しく される。非循環の場合には、ゾーン３０は典型的には拡張される。

図２と３には繊維へバインダーを施す他の方法が示されている。３２．３４およ び３６のような外部スプレーノズルではなく、複数のノズル（図２．３１：８２ として示されているもの）がバインダー材料施工ゾーン３０の導管に含まれてい る。ノズル８２は液体バインダー材料の細かなスプレーをノズルを通過した繊維 １６の上に施す。図２．および３のバインダー施工装置は空気がノズルを通過す るときに乱流を発生させる手段を含んでいる。結果として、繊維１６はノズルの 前でころがりまわり、施されるバインダー材料に異なる面を向ける。図示された 乱流を発生させるメカニズムは、ロッドにより導管２４内に支持された短く太い 針の螺旋形空気偏向整流装置（ａ　ｂｌｕｎｔｅｄ　ｃｏｎｉｃａｌ　ａｉｒｄ ｅｆ］ｅｃｔｉｏｎ　ｂａｆｆｌｅ）８６と、２本の該ロッド８８と９０を含ん でいる。ロッド９０はその中を通してノズル８２にバインダー材料を供給できる ように中空にしてもよい。もちろん、他の乱流発生手段を使用してもよい。

図４では複数の混合パドル、いくつかは９２として図示される、を有したロータ リーミキサー９０が導管２４内の施工ゾーン３０に設けられる。このミキサーは モーター（図示せず）により回転され、繊維がミキサーパドルを通過するときに 乱流を発生させる。ノズル３２．３４および３６は、導管２４の外部に設けられ 、ミキサーを通過する繊維にバインダー材料を施す。これらのノズルは点線９４ で示された覆いまたはカバーで囲まれる。しかし、図４の方法では、ブロアー２ ６は材料施工ゾーン３０の下流にその場所が移っている。結果として、材料施工 ゾーンは比較的低い圧力になり、このゾーンの導管の外側の圧力に比較して材料 施工ゾーンには若干の真空が存在することになる。その結果、ノズル３２，３４ および３６を通過する繊維はバインダー施工部分を避けるよりもむしろ導管内に 引き込まれる傾向となる。そのため、ノズルは、通過する繊維による閉塞を起こ さないように導管の外側に位置させることができる。

図５には、本発明にかかる繊維を製造するための他の装置が示されている。図５ において、便宜上、図１と同じ要素については同じ数字を付し、詳細には説明し ないこととする。

一般に、図５に示された装置は繊維がバインダー材料施工ゾーン３０をただ一回 通過する連続製造をすることができる。しかし、ゾーン３０は典型的には図５に 示されたよりも長く、多（のノズル（たとえば６から１２、またはそれ以上）を 有する。バインダー材料の施しに続いて、超吸収粒子および任意に他の固体粒子 材料がソース８０から、たとえばブロアー（図示せず）またはフィードスクリュ ーによって加えられ、連行（ｅｎｔｒａｉｎ）する繊維の流れに粒子が導かれる 。

繊維はヒーターまたはオーブン７０を通過し、または加熱空気が繊維を連行させ ている空気の流れに乾燥のために加えられ、そして加熱により得られた高い温度 で距離りを移動する。典型例としては、Ｄは１５０フイートであり、距離りを移 動するのに必要な時間で連行する繊維のバインダーが実質的に乾燥できる距離で ある。任意に、冷却ユニット１００からの冷却空気、またはブロアー１０２によ り供給される周囲からの周囲温度の空気が導管２４に導管の１０４の位置から導 入される。この冷却空気は乾燥され処理された繊維の温度を低下させる。冷却空 気は、導管内で発生するかもしれない凝縮を最小限にするために、導管２４に導 入する前に脱湿することができる。熱硬化性バインダーが使用された時は、加え られた熱は繊維の温度をバインダーの熱硬化が起こるほどには上げないことが好 ましい。結論として、バインダーは処理された繊維がその後の工業的過程で使用 される時に引き続き硬化されることができる。熱可塑性バインダーが使用された 時は、熱可塑性バインダー材料の温度は好ましくはフィルム形成温度よりも高く 、かつホットタック温度よりも低（保たれる。サイクロン分離器６０は放出ライ ン（ｂｌｅｅｄ　ｌ　１ｎｅ）１０６とともに、分離の間に空気を排気するため に設けられる。あまり好ましくはないが、この空気は繊維ローディングゾーン２ ０に再循環されることもできる。流量調節弁１０７．および１０９を、図示され たシステムの種々の導管を通る空気の流量のバランスをとるために設けることが できる。

分離器６０の出口６６から取り出された処理された繊維は公知の繊維混合ユニッ トのホッパー１１０に移される。木材パルプや合成繊維のような他の繊維は、他 のホッパー１１６への導管１１４を通り混合ユニット１１６へという経路で生成 物へ所望量加えられる。出口６６からの繊維は他の繊維を混合することなく使用 することもできる。混合された、処理された、または処理されていない繊維１１ ８は、ロール１２２から混合ユニット１１２へ至るフェイシングシート１２０上 に置かれる。繊維はフエイシングシートなしに直接コンベア上に置（こともでき る。フェイシングシートはコンベア１２４により混合ユニット１１２を通って運 ばれる。複合材ウェブは繊維の温度を処理された繊維が他の繊維およびフエイシ ングシートと熱融合するに十分なまでに加熱する熱結合ユニット１３０を通る。

熱結合器（ｔｈｅｒｍｏｂｏｎｄｅｒ）１３０へ供給する前または後に繊維を圧 縮し、ウェブの密度を上げてもよい。熱結合器１３０へ供給する前または後にカ バーシートを製品にかけてもよい。熱結合に続き、ウェブのもろさを減少させる ために、ウェブの結合のい（らかを機械的に破壊する装置により柔化（ｔｅｎｄ ｅｒｉｚｅｄ）されてもよい。しかしウェブはまだ実質的な結合を保っている。

ひとつの例としては、ウェブは機械方向と直角なニツプス（ｎ　ｉ　ｐ　ｓ）を 通過し、機械方向に波型にし、もろさを減少させる。もろさはニツブス間のクリ アランスを調節することにより調節される。これらの方法に限定されないが、適 当な波型にする方法と柔化の方法は米国特許第４，５５９．０５０号、４．　５ ９６．　５６７号、４，６０５，４０２号に開示されている。得られた物質は吸 収パッド、使い捨てダイヤパース、ウェブなどの種々の公知の工業的用途に使用 できる。

本発明の繊維生成物を製造するために使用される装置の図６において、処理され るべき繊維は、ロール１２からゆるんだ形で又はシート１０の形で第１ハンマミ ルすなわち再繊維化装置１４０に移送できる。その得られた繊維は導管２４中に 空気を通して又は別のガス媒体を通して、そしてバインダー適用区域３０を通し て移動する。もしその繊維が水平に運ばれず、しかし単にその導管中下刃に通過 するならば、その空気速度は高いということを必要としない。その場合において 繊維は空気同伴されずしかし単にその導管を通して移動する。帯域３０で、第１ のバインダー物質４６はノズル３２によってその繊維に適用される。再び複数の ノズルが好ましく使用され、そして１を越えるバインダーが使用できるのでこれ は装置の図形上の代表例である。すなわちその物質適用区域は実質上図示される 部分にわたって長く伸びている。光学的粒状物質の存在又は不存在において、超 吸収剤粒状物質は、このような粒子源８０からそのバインダー被覆繊維に又添加 できる。その処理された繊維は、ロール１２２からの面シート１２０に直接又は コンベアー上に直接空気積層又は他の状態で積層、湿潤又は乾燥される。典型的 には真空装置（図示せず）は、その繊維が単に重力の影響で下に落ちることがな いようにそのスクリーンに対してその繊維を引っばるために使用される。その面 シートは、その繊維処理装置の出口１４６を越えたコンベア１２４によって運ば れる。ロール１５０からの未処理繊維１４８のウェブは、任意に繊維任用、及び その面シート１２０上にそのブレンドを積層する前にその処理シートと混合のた め別のハンマーミル１５２に運ばれる。その面シート１２０及び析出された繊維 は、各種の生成物を製造するために前述のように操作できる。

下記の実施例は本発明の方法をより具体的に明らかにするためであり、本発明は その実施例に限定されないことは理解される。

実施例１ 漂白クラフトダイオウマツセルロース繊維バルブシート（ウェヤーハウザーから のＮＢ−３１６）はハンマーミル内で繊維化された。加えて、その繊維化された 毛羽は、それから再循環導管内に空気同伴された。空気同伴の２０秒後、十分な プリマ力−（Ｐｒｉｍａｃｏｒ）４９９０エチレンアクリル酸コポリマー溶液（ ２０％固体分散体として）は、８分間にわたってその空気同伴された繊維上にス プレーされた。プリマカーは疎水性、幾分親油性熱可塑性バインダーである。

それがため、プリマカー被覆繊維は水なしで油を吸収することができる。ブリマ カー４９９０はダウケミカル社から市販されている。加えて、界面活性剤物質は バインダーと一緒に適用のためそのプリマカーに添加された。この特別な例にお いて、サイアナミド社から市販されているエアゾール０Ｔ−Ｓジオクチルナトリ ウムスルホスクシネート７０．２％ＴＳがその界面活性剤物質として使用された 。

この例において、１．７４％界面活性剤はプリマカー固形分に基づいて含有され た。

そのループはそれから開放され、そして所望量の超吸収剤粒子は、その湿気のあ る毛羽の上に積層された。超吸収剤粒子の特別な例は、セラニーズ社から市販さ れているサンウェット（Ｓａｎｗｅｔ）ＩＭ−１０００である。その被覆繊維は それからそのループから除去前に２０秒間再循環された。そのループを通しての その物質の再循環は、その粒子とまだ湿っているそして同伴された粒子とを混合 させた。そのまだ幾分湿っている被覆繊維は、それからゆるく積み重ねられそし て室温で２４時間空気乾燥された。その繊維、バインダー及び超吸収剤粒子組合 せ物の総重量の乾燥重量のパーセントとして表わされた割合では各種のサンプル は以下の成分を含む： １％プリマカー　２０％超吸収剤粒子 ２％　″　４０％　／／ ２％　ノ／　５０％　／１ ５％　／／　５０％　／／ １０％　／／　５０％　／／ １５％　ｌ／　２０％　〃 ２０％　〃　５０％　！・ 少なくとも約７％バインダー濃度では、繊維の実質上連続したバインダー被覆が なされた。木材繊維は不規則な断面であり、そして規則正しい断面と滑らかな表 面を持った表面より被覆することがより困難であるけれども、その得られた繊維 はバインダーの均一かつ連続被覆を有していた。又繊維はその超吸収剤粒子に結 合するけれども、約９５％の繊維はそのバインダー物質によりお互いに結合しな かった。その乾燥された繊維は、それから実験室パッド形成物内で容易に空気積 層された。得られたパッドの観察ではそのバインダーはその繊維をその超吸収剤 粒子に接着させていることを確認された。しかしながら、約７％以下のバインダ ー濃度では、非常にわずかな接着しか起らなかった。より詳しくは、７％濃度の バインダーは幾分かの粒状物質をその繊維に接着させ、しかし２０％の濃度バイ ンダー及びそのバインダー、繊維及び添加物の総乾燥重量が高いとき、非常に良 好な接着が起こることが発見された。超吸収剤粒子の非常に均一な分布はその得 られたウェブ中に存在しそしてそのウェブの水吸収特性を高めた。界面活性剤の 使用は多くの適用において望ましいが、しかし必要な要件でないことは注目され る。

ライヒホールド社から市販されているシンセマル（Ｓｙｎｔｈｅｍｕｌ）４０− ８００及び４０−８５０エマルジヨンを含む広範囲の他のバインダーはリストに 挙げれた。乾燥重量で５％、７％、１０％、２０％、３０％及び５０％のシンセ マル４０−８００被覆を有するセルロース繊維は本発明方法を使用して製造され た。再びその繊維の連続被覆が達成されるのは、わずか約７％の水準である。

５％ではそのバインダー物質は、その繊維の表面に非連続区域すなわち、じみと して存在した。これらの割合は、そのバインダーであるその繊維とバインダー組 合せ物の乾燥重量のパーセントである再循環系において高い割合のバインダー濃 度を達成するためにその繊維は長い時間液体バインダー適用中そのループ内で再 循環される。シンセマルはプリマ力−よりもより疎水性バインダーである。ライ ヒホールド・ケミカル社から市販されているエルベイス（Ｅｌｖａｃｅ）４０− ７１２、エチレン−酢酸ビニルも又他のバインダー物質としてテストされた。所 望の濃度の超吸収剤粒子はこれらの繊維に結合によって接着できる。これらのテ ストにより、バインダーで実質上連続的に被覆されそして超吸収剤粒子に接着さ れた繊維は本発明の方法に従って製造できることが確認された。バインダーが生 成物の製造において他のバインダーと一緒又は他のバインダーの不存在において その後、熱結合できるようにそのバインダーは重合体熱結合可能なタイプである ことが好ましい。その繊維の実質上連続的被覆を提供するために十分な量の液体 珪酸ナトリウムのような無機物質も又粒子を繊維に接着させるために使用できる 。

このような無機物質はその後の処理中−緒に繊維を結合させるのに使用されない けれども、無機物質は、粒子をその繊維に結合させることができ、そしてこの場 合その物質はバインダーと呼ぶことができる。加えてこれらの物質はその繊維上 に被覆された時、ある特性をその繊維に与える。例えば二酸化珪素はその繊維に 湿潤性を付与する。

実施例２ 超吸収剤粒子がそのバインダー物質によってその繊維に接着される点でこの実施 例は実施例１と類似している。得られた繊維、バインダー及び添加物組合せ物の 乾燥重量の１５〜５０％を含む各種の量の超吸収剤粒子がその繊維に良好に接着 された。低割合も又高割合と同じように可能である。再び超吸収剤粒子の特別な 例は、セラニーズ社から市販されているサンウェット（Ｓａｎｗｅｔ）ＩＭ−１ ０００である。

その方法のさらにもう一つの特別な方法において、その粒状物質の添加を許容す るためにその繊維を停止するよりも超吸収剤粒子がそのバインダー適用区域のす ぐ後でその同伴された繊維を含む空気流に供給される。その得られた物質は、そ の得られた毛羽中にその超吸収剤物質を含むようにその超吸収剤粒子に繊維結合 されたその粒子に付着されていない繊維は実質上お互いに結合されていない。

その乾燥された毛羽はそれからウェブ内に空気積層されそして熱結合される。も し所望ならそのバインダーが湿っている間にそのウェブは又空気積層される。そ のウェブは吸収性についてテストされそして実質上紐吸収剤粒子１００％含有で 非結合生成物と同等であることが発見された。加えて、熱結合前にその繊維内に 超吸収剤粒子の含有は、又秀れていた。再び、超吸収剤粒子の非常に均一な分布 はその得られたウェブ内に存在しそしてそのウェブの水吸収特性を高めた。又粒 子を含有する超吸収剤の混入はそのウェブの粒状部分内にその繊維を置くことに よって制御できる。２０％およびそれより高濃度では実質上すべての超吸収剤粒 子はその繊維生成物中に保持された。したがってその繊維は超吸収剤粒子の十分 な損失又は移行なしに生成物中においてその後の使用のため貯蔵できそして輸送 できる。

実施例３ 熱硬化物質は、所望の割合にまで繊維を被覆しそして超吸収剤粒子を被覆された 繊維に接着させるため実施例１に従って又使用できる。例えば、ダウ・ケミカル 社からＰＡＰＩ　２０２７のようなメチレンジイソシアネート（ＰＭＤＩ）およ びアルコケミカルコーポレーションからのプロピレンカーボネートの混合物がそ の繊維上にスプレーできる。ジオクチルナトリウムスルホスクシネートが界面活 性剤としてこの場合使用できる。ボーデンケミカル・コーポレーションからのカ スコツエン（Ｃａｓｃｏｐｈｅｎ）ＷＣ４０が適したフェノール樹脂の特別な例 である。特別な熱硬化樹脂のさらに別の例は、ケムボンド・インクからのケムポ ンド（Ｃｈｅｍｂｏｎｄ）２５０９である。しかしながら、本発明は特別な熱硬 化バインダー物質に限定されない。

すなわち繊維は荷重区域２０内に導入されそして同伴されることができる。繊維 は物質適用区域３０を通って移動するので、ノズルはその繊維にその熱硬化樹脂 を塗布する。熱硬化樹脂の重量パーセントを増加させるために、その繊維は多数 回そのノズルを通って再循環できる。又、その物質区域の長さ及びノズルの数は 、その繊維が被覆される割合を高めるために延長できる。

樹脂及び繊維組合せ物の約７％量の樹脂は熱硬化樹脂の連続的外皮すなわち被覆 を提供するために必要であることが発見された。非常に高割合の熱硬化樹脂は、 同じ方法で測定して期待された９０％及びそれ以上の濃度で達成できる。

実施例４ この実施例に従えば、超吸収剤粒子に加えて粒子形の機能物質は、そのバインダ ー被覆繊維に接着できる。これらの追加粒状物質は超吸収剤粒子と同じ方法で所 望の割合で添加できる。例えば、これらの物質は、その繊維荷重区域２０でその 系に添加できるか又はその繊維に対して湿潤バインダーにより接着のため同伴さ れたバインダー被覆繊維の流れの中に導入できる。

例えばアルミナ三水和物及び酸化アンチモンのような難燃性粒状物は、パッド、 紙及び他の生成物のような難燃性物質を製造において使用のためにバインダー処 理繊維に接着できる。

電気的に伝導性物質を製造するために（そのバインダー繊維と添加物組合せ物の ６０〜８０重量％のような）、伝導性粒状物質はそのバインダーによってその繊 維に接着できる。粉末状金属物質及びカーボンブラックが例である。

研磨性パッド及びその類似物を製造するため、セラミック粉末、金属粉末又はグ リッドのような研磨性粒状物質はそのバインダー物質によってその繊維に固着で きる。

所望の濃度のポリノルボルネン（ｐｏｌｙｎｏｒｂｏｒｎｅｎｅ）のような親油 性物質は、又繊維に接着できる。ノルソルラ−（Ｎｏｒｓｏｒ］ｏｒ）フランス 　バリーのＣｄＦ　Ｃｈｉｍｉｅのデビジョンからのノルソレックス（Ｎｏｒｓ ｏｒｅｘ）は、このような物質の一つの例である。典型的には、不安定な界面活 性剤はこのケースにおいて使用される。他の粒状物質のようにこれらの物質は、 割合を変えて添加できる。

加えて、もし１を越える粒状物質の機能特性が望ましいならば１を越えるタイプ の粒状物は、その繊維に添加できる。

実施例５ 本実施例においては、結合剤を発泡剤、例えばアゾジカルボンアミドと混合し、 超吸収性粒子を伴う繊維へ添加する。次いで繊維を加熱するときに、窒素、二酸 化炭素及び／又はその他の気体が放出されて、繊維の泡状被覆が形成される。次 いでこれらの泡状被覆繊維は、例えば低密度水吸収製品を製造するのに用いられ る。

実施例６ 本実施例においては、結合剤は親水性粒子を伴う疎水性樹脂すなわち乳濁材料で あってよいし、また親水性粒子を伴う親水性材料であってもよい。水をベースと する結合剤が用いられるとき変色性の表面活性剤が典型的に用いられ、そして繊 維または粒子は疎水性である。

親水性の微粒子材料を伴う疎水性結合剤の一例は、ブリマコール（Ｐ　ｒｉｍａ ｃｏｒ）またはＰＭＤＩで被覆された繊維であり、この場合、超吸収性粒子が繊 維に結合剤によって付着している。例えば、プリマコールバインダー２０％、超 吸収性粒子４０重量％および繊維４０重量％を含有する繊維が製造された。これ らの割合は、結合剤、繊維および添加剤の配合の合計乾燥重量に対するものであ る。前述したように、ヘキサノール表面活性剤を結合剤とともに用いることがで きる。

最後に、親水性の粒子を伴う親水性の結合剤の一例は、結合剤としてのシンセマ ル（Ｓ　ｙｎｔｈｅｍｕｌ）　４０−８００と親水性材料としての超吸収性粒子 である。

実施例７ 結合剤は、加熱したときにポリマーを軟化させる可塑剤物質を伴う熱可塑性結合 材料からなるものであってもよい。液体可塑剤の具体例はフタル酸ジオクチルで ある。微粒子状可塑剤の具体例は、サンドワックス（Ｓ　ａｎｔｏｗａｘ）の商 標名でモンサンド社（Ｍｏｎｓａｎｔｏ、　Ｉ　ｎｃ、　）から販売されている ものである。

実施例８ 本実施例においては、繊維は複数の結合材料で被覆される。例えば、第一の結合 材料は熱硬化性結合材料、例えばフェノール樹脂であり、強度と剛性を増大させ るために繊維に添加することができる。そのような樹脂の一例はキャスコフェン （Ｃａｓｃｏｐｈｅｎ）　ＷＣＯ４である。この結合剤は、第１図、第５図また は第６図に示す装置を用いて添加することができる。第一の結合剤の準備に引き 続いて、第二の熱可塑性結合剤、例えばブリマコールを繊維に添加することがで きる。この場合、この第二の被覆は、熱硬化性被覆に強く結合しない繊維に超吸 収性材料を結合させるために用いることができる。繊維のその後の使用の間、そ れらを、繊維を熱溶融させる目的で、外側の結合剤被覆の熱半硬化温度まで加熱 することができる。しかしながら、熱硬化性被覆は高温度に耐えることができる ので、繊維としての一体性と二成分繊維の強度への寄与は残る。このようにして 、微粒子が付着した超吸収性材料を用いて、複数の望ましい特性、例えば防水性 の下地被覆と高結合性外側被覆を有する繊維を製造することができる。

シェル・ケミカル社（Ｓｈｅｌｌ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ）から市販されているスチレンブタジェンブロック共重合物であるクラトン（Ｋ ｒａｔｏｎ）は、もう一つの疎水性および親油性の結合材料である。この物質が 他の繊維と結合する強度はあまり高（ない。従って、繊維を連続的に被覆するた めにブリマコールのような高結合性の第一被覆を適用することができる。その場 合、比較的少量のクラトンを、繊維の一部分だけを被覆するために用いることが できる。超吸収性粒子も結合剤に付着する。この場合、ブリマコールで被覆され た露出している領域はこれらの繊維の結合性を高める。

実施例９ 本実施例では、セルロース繊維と繊維束材料への本発明の詳細な説明する。具体 的には、機械的に繊維状にした木材（水分１０％）　１１１１ｇを、並列の送風 装置を有する再循環通路２４内に置く。送風装置は木材繊維を混合するために回 転することができる。ライクホールド・シンセマル（Ｒｅｉｃｈｈｏｌｄ’ｓ　 Ｓｙｎｔｈｅｍｕｌ）　４Ｏ−８００（水分５５％）　９５２ｇを、通路内のポ ートを通して繊維に吹きかける。乳液を添加した後、望ましい量の超吸収性粒子 を、まだ湿っている繊維に添神することができ、そして空気のエントレインメン ト（ｅｎｔｒａｉｎＩＩｌｅｎｔ）が再開される。処理された繊維材料は次いで 環状通路外へ分流され、サイクロン６０内に集められ、そして空気乾燥するため にベンチ上に広げられる。

実施例１０ 結合剤が遊離カルボキシル基を有するタイプのものである場合に、繊維への超吸 収性粒子のより良好な付着が得られることが見いだされた。さらに、結合剤中の 遊離カルボキシル基の割合が高い程、繊維への超吸収性粒子の付着強度が大きい ことが認められた。超吸収性粒子が付着した繊維は、実施例１において述べた通 りに製造された。超吸収性粒子の付着強度の比較は、結合剤としてのプリマコー ルと、ライクホールド・ケミカル社（Ｒｅｉｃｈｈｏｌｄ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　 Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から市販されている結合剤としてのシンセマル４０− ５０４とを用いて行った。これら二つの結合剤は同量を用いた。プリマコールの カルボキシル化率は２０％で、一方シンセマル４０−５０４のカルボキシル化率 は１〜３％である。各々について超吸収性粒子が繊維に付着していた。しかしな がら、これら処理された繊維がハンマーミルを通過したとき、高い割合のカルボ キシル基を含有する結合剤で処理された繊維から分離した超吸収性粒子の量は、 低い割合のカルボキシル基を含有する結合剤で処理された繊維から分離したもの よりも少なかった。カルボキシル基は粒子と結合剤の間の水素結合に寄与すると 考えられる。

以上、いくつかの好ましい実施態様と実施例を挙げて本発明の詳細な説明したが 、当業者であればそのような原理内で本発明の詳細部分を変更することが可能で あることは明らかであろう。本発明として、以下に記載する請求の範囲の正確な 精神と範囲内で可能なすべての変更態様を、権利請求する。

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. １．繊維製品であって、少なくとも一部分は結合材料で被覆された不連続繊維か らなり、前記結合材料によって前記繊維に付着した超吸収性材料の固体粒子を有 し、前記繊維の実質的に大部分は実質的に互いに結合していない繊維製品。
2. ２．前記結合材料は熱結合性材料からなる請求項１に記載の繊維製品。
3. ３．前記結合材料は熱可塑性結合材料である請求項１に記載の繊維製品。
4. ４．前記結合材料は熱硬化性結合材料である請求項１に記載の繊維製品。
5. ５．前記結合材料は粘着性材料である請求項１に記載の繊維製品。
6. ６．前記結合材料は有機ポリマー材料である請求項１に記載の繊維製品。
7. ７．前記結合材料は前記繊維の各々の表面の実質的に連続した被覆である請求項 １に記載の繊維製品。
8. ８．前記結合材料の量は、前記繊維製品中の結合材料、粒子及び繊維の合計乾燥 重量の約７％である請求項１に記載の繊維製品。
9. ９．前記結合材料の量は、前記繊維製品中の結合材料、粒子及び繊維の乾燥重量 の約３０〜５０％である請求項１に記載の繊維製品。
10. １０．前記結合材料は熱結合性のものである請求項９に記載の繊維製品。
11. １１．セルロースヘースの製品であって、少なくとも部分は結合材料で被覆され たセルロース繊維からなり、前記結合材料によって前記セルロース繊維に付着し た超吸収性材料の固体粒子を有し、前記セルロース繊維は前記超吸収性材料の粒 子による場合を除いて実質的に互いに結合しておらず、多数の繊維が前記超吸収 性粒子の各々に付着しているセルロースベースの製品。
12. １２．前記超吸収性材料は、前記セルロースベースの製品中の結合材料、粒子及 びセルロース繊維の乾燥重量の約１〜８０％の量で含まれている請求項に１１に 記載の製品。
13. １３．前記超吸収性材料は、前記セルロースベースの製品中の結合材料、粒子及 びセルロース繊維の乾燥重量の約３０〜５０％の量で含まれている請求項に１１ に記載の製品。
14. １４．前記結合材料は粘着性材料である請求項１１に記載のセルロースベースの 製品。
15. １５．前記結合材料は熱溶蝕性材料である請求項１１に記載のセルロースベース の製品。
16. １６．セルロースベースの製品であって、第一熱半硬化温度又は熱硬化温度を有 する液体熱溶磁性結合材料の実質的な連続被覆を伴うセルロース繊維と、前記第 一熱半硬化温度又は熱硬化温度以下の温度で前記熱溶融性結合材料を少なくとも 部分的に乾燥することによって前記繊維に付着させた超吸収性材料の微粒子から なり、前記熱溶融性結合材料はその後前記第一熱半硬化温度又は熱硬化温度以上 の温度に加熱されて、それによって前記被覆された繊維が熱結合してウェブを形 成している、セルロースベースの製品。
17. １７．被覆を伴わずに、ウェブを形成するための被覆によって被覆されている前 記繊維に熱結合しているセルロース繊維をも含む、請求項１６に記載のセルロー スベースの製品。
18. １８．複数の熱溶融性結合材料が存在する、請求項１６に記載のセルロースベー スの製品。