JPH08503271A - 調節可能なかさ高さと透過性を示す、水力で絡ませたフラッシュ紡糸ウエブ - Google Patents

調節可能なかさ高さと透過性を示す、水力で絡ませたフラッシュ紡糸ウエブ

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Abstract

(57)【要約】 連続プレキシフィラメントで出来ている未接着のフラッシュ紡糸ウエブの中にステープル繊維のウエブを水力で刺し込むことによってスパンレースド不織物を生じさせる方法。この未接着のフラッシュ紡糸ウエブに面してステープル繊維のウエブを位置させた後、水力剌し込み加工を行う結果として、このステープル繊維をその未接着フラッシュ紡糸ウエブの中に埋め込むと共にそれと一緒に絡ませることにより、スパンレースド不織物を生じさせる。このスパンレースド不織物の透過性を維持するか或は向上させるように、この不織物を任意に熱接着させてもよい。所望の最終使用に応じ、熱接着を用いて透過性レベルを調節することができる。本発明の方法で製造されたスパンレースド不織物は、熱接着を用いたとき濾過用途(例えば電気掃除機用バッグなど)で特に有効性を示し、そして熱接着を用いない場合、衣類、寝袋、枕、布団などのためのかさ高い耐ダウン性および耐羽毛性バリヤーライナーとして有効性を示す。

Description

【発明の詳細な説明】 調節可能なかさ高さと透過性を示す、水力で絡ませたフラッシュ紡糸ウエブ 発明の分野 本発明は、連続プレキシフィラメント(plexifilaments)で作 られている未接着(unbonded)フラッシュ紡糸ウエブ(flash s pun web)と一緒にステープル繊維のウエブを水力で絡ませて(hydr oentangling)複合体である不織物を生じさせる方法に関するもので ある。詳細には、本発明は、水力でステープル繊維を未接着の不織フラッシュ紡 糸ウエブの中に刺し込み(needling)、その結果として、このステープ ル繊維をその未接着の不織フラッシュ紡糸ウエブの中に埋め込むと共にそれと一 緒に絡ませることに関係している。 発明の背景 過去において、フラッシュ紡糸した(flash−spun)ポリオレフィン 製プレキシフィラメントのフィルム−フィブリルストランドで出来ているスパン ボンデッド(spunbonded)シートが使い捨て可能な産業用衣類で用い られてきた。このようなシートは、E.I.du Pont de Nemou rs & Companyが商業的に製造していて、商標「TYVEK」スパン ボンデッドオレフィンの下で販売している。これらのシートは強く、耐久性を示 し、不透明であり、そして大きさがサブミクロンの粒子状物質に対するバリヤー として働く能力を有していることで知られている。このスパンボンデッドシート は望ましい特質を有していることから、これらから多種の産業用衣類、 例えばアスベスト作業者が着用する衣類などが作られており、そしてこれらは、 「Protective Apparel of Du Pont 「TYVE K」−SAFETY YOU CAN WEAR」、E−02145、(198 7)の中に開示されている。 これらのシートは衣類および衣服用途で有効性を示すが、他の特定最終使用用 途(例えばミクロ濾過用構造物など)でも有効性を示すようにするには、これら のシートにかさ高さと透過性を加える必要があった。固化させていないフラッシ ュ紡糸シートは未融合状態でかなり高い透過性を示すが、このシートを熱接着さ せると融合により透過性が低下することで、高感度濾過用途(例えば電気掃除機 用バッグなど)で用いるには不適切なレベルにまで透過性が失われる。これは、 フラッシュ紡糸方法で製造された高表面積のリボン様ミクロデニール繊維が高い 機械的固化度を示すことが原因となっている。このフラッシュ紡糸および熱接着 方法の場合、約8秒/100ccのガーリーヒル(Gurley−Hill)多 孔度を越える値にまで透過性を向上させるにはその能力に限界があることから、 熱接着後の透過性が少なくとも4立方フィート/平方フィート/分のフレージャ ー(Frazier)多孔度になるように高めるか或は維持する方法を開発する ことが非常に望まれている。 過去において、フラッシュ紡糸プレキシフィラメントで作られたシートから濾 過媒体を得る方法がいろいろ提案された。このような濾過媒体の例は、E.I. du Pont de Nemours and Companyから商標「H YSURF」フィルター媒体として商業的に入手可能である。しかしながら、こ れらの方法(例えば米国特許第5,047,121号(Kochar)など)で は、多数の工程段階を用い る必要があると共に、このフラッシュ紡糸シートを裁断および精製してこれを湿 った状態で連続紙製造機の上に置くに適切なパルプを生じさせる装置を用いる必 要がある。これらの段階に注意深く従わないと、次の熱接着でミクロ濾過用途に 適切な高級紙(例えば電気掃除機用バッグなど)を生じさせることができない。 加うるに、米国特許第5,023,130号(Simpson他)には、向上 した柔らかさとバリヤー特性を示す、水力で絡ませたフラッシュ紡糸ポリオレフ ィンウエブが開示されている。このSimpson他の方法に従って製造された スパンレースド(spunlaced)構造物はE.I.du Pont de Nemours and Companyから商標「TYPRO HC」およ び「ComforMaxIB」の下で商業的に入手可能である。これらのスパン レースド構造物は、衣類、寝袋、布団(comforters)および枕のため の内層バリヤーライナーとして有効であることが確認されている。しかしながら 、これらのスパンレースド構造物は、絶縁用もしくは詰物用繊維材料を用いた場 合良好に働くが、あひるの羽毛またはダウン詰物を用いた場合、これが出て行か ないようにする仕事を充分に果さない。経験的に、羽軸がその構造物の有効開口 部を通って移行することが示された。 更に、米国特許第4,681,801号(Eian他)では、メルトブローン (melt−blown)繊維のウエブを水力で絡ませて補強用繊維をその中に 入れることが行われている。この補強用繊維をそのメルトブローン繊維の中に水 力で刺し込んだ後、好適には機械的に刺し込んだ後、この補強用繊維をそのメル トブローン繊維層の反対面にある繊維に接着させることでその補強用繊維を適切 な位置に保持させることが 行われている。 必要とされているのは、明らかに、従来技術に固有の欠点を有していない方法 およびスパンレースド不織物である。詳細には、このスパンレースド構造物は、 その未融合状態ではかさ高さ(bulk)を示すべきであり、そして衣類、枕な どの中のバリヤーライナーとして用いられている時、これらは羽毛またはダウン 詰物が出て行くのを防止する必要がある。加うるに、このスパンレースド構造物 は、熱接着した状態で、高感度ミクロ濾過用途で有効性を示すように向上したレ ベルの透過性を示すべきである。以下の添付図および本発明の詳細な記述を参照 することで、本発明の他の目的および利点が本分野の技術者に明らかになるであ ろう。 発明の要約 本発明の1つの面において、スパンレースド不織物を製造する方法を提供し、 この方法は、 (a)支持用スクリーンの上で、未接着のフラッシュ紡糸ウエブに面してステー プル繊維のウエブを位置させることにより、複合体構造物を生じさせ、そして (b)この支持されている複合体構造物のステープル繊維側を水力刺し込み加工 (hydraurically needling)し、その結果として、この ステープル繊維をその未接着のフラッシュ紡糸ウエブの中に貫入させそしてこの ステープル繊維をその未接着のフラッシュ紡糸ウエブの中に埋め込むと共にそれ と一緒に絡ませる、 段階を含んでいる。 この方法では、少なくとも4立方フィート/平方フィート/分のフレ ージャー多孔度を示す未融合のスパンレースド不織物が得られる。これらの未融 合スパンレースド構造物は、枕、寝袋、布団および使い捨て可能な産業用衣類( 例えば保護用および医学用のバリヤー衣服)のためのライナーの如き内層バリヤ ー構造物として特によく適合している。この未接着フラッシュ紡糸ウエブの孔は 、その未接着フラッシュ紡糸ウエブ構造物の中に堅いステープル繊維を貫入させ ることによって充分に閉じられていることから、羽毛およびダウン詰物は上記構 造物自身を通って出て行くころができなくなる(即ちこの構造物は耐ダウン性お よび耐羽毛性を示す)。現在のところ、この利点を実行することができるのは、 密に織られた高価な構造物を用いた時のみである。 本発明の別の面において、この方法は更に、所望最終使用に応じてその得られ る構造物の透過性を維持するか或は向上させるように、段階(b)で水力刺し込 み加工した構造物の熱接着を行う(即ち融合させる)段階を含んでいる。この方 法では、驚くべきことに、少なくとも4立方フィート/平方フィート/分、好適 には10−40立方フィート/平方フィート/分、最も好適には10−20立方 フィート/平方フィート/分のフレージャー多孔度を示す熱接着スパンレースド 不織物が得られる。従来技術では、熱接着を行うとスパンレースドフラッシュ紡 糸ウエブの透過性が有意に低下すると言った欠点が生じていた。熱接着させた後 のスパンレースド構造物が示す透過性を向上させることができることから、その 結果として生じる熱接着スパンレースド構造物は、以前には不可能であった数多 くの高感度ミクロ濾過用途(例えば電気掃除機用バッグなど)で用いるに適切な 透過性を示す。これらの熱接着させたスパンレースド構造物はまた補強用建築材 料としても有効であると考えられる 。このように透過性が向上する理由としては、その堅いステープル繊維が段階( b)で未接着のフラッシュ紡糸ウエブの中に埋め込まれることで機械的固化度が 低くなることと、この熱接着温度で直接このフラッシュ紡糸繊維が収縮して透過 性が向上することの理由が考えられる。 この熱接着させたスパンレースド不織物が示すさらなる利点は、そのステープ ル繊維を未接着のフラッシュ紡糸ウエブの中に貫入させた構造物側が厚さ勾配型 (gradient,depth−type)フィルターを与え、これによって 、この構造物を用いる時にこれのミクロ繊維部分が示す目ふさがり(blind ing)が防止される点である。 図の簡単な説明 以下に示す図を参照することで本発明がより良く理解されるであろう。 図1は、ステープル繊維と未接着のフラッシュ紡糸ウエブから複合体であるウ エブ構造物を連続的に生じさせそしてこの複合体であるウエブ構造物の水力剌し 込み加工を行って本発明に従うスパンレースド不織物を生じさせる装置の図式的 側面図である。 図2は、ドラム水ジェットに加えてベルト水ジェットを用いることを示す図1 の修飾版である。 図3は、図1または2のスパンレースド不織物を任意に熱接着させる目的で用 いるパーマーボンダー(palmer bonder)の図式図である。 好適な態様の詳細な説明 本発明の方法で用いるに適した出発材料の1つは、軽く固化させたか或は固化 させていないフラッシュ紡糸ポリオレフィン、好適にはSte uberの米国特許第3,169,899号(これの内容は引用することによっ て全体が本明細書に組み入れられる)の一般的操作で製造されたポリエチレンも しくはポリプロピレン製プレキシフィラメントのフィルム−フィブリルウエブで ある。この出発シートの製造を行う好適な方法に従い、密度が0.96g/cm3 であり、メルトインデックスが0.9(ASTM方法D−1238−57T) 条件Eで測定)であり、そしてそれが溶融する温度の上限が135℃である、リ ニアポリエチレンのフラッシュ紡糸を、このポリエチレンがトリクロロフルオロ メタンの中に12重量%入っている溶液を用いて行った。この溶液を紡糸口金ア センブリに約179℃の温度および約85気圧以上の圧力で連続的にポンプ輸送 する。この溶液を各紡糸口金アセンブリの第一オリフィスに通して圧力降下ゾー ン(pressure let−down zone)の中に送り込んだ後、第 二オリフィスを通して周囲大気の中に送り込んだ。その結果として得られるフィ ルムフィブリルストランド(即ちプレキシフィラメント)を、形を持たせた回転 バッフルで広げて振動させ、静電帯電させた後、移動している集積ベルトの上に 堆積させる。このベルトの上で重なって交差した堆積物が生じることで幅広いフ ラッシュ紡糸不織ウエブが得られるように、これらの紡糸口金を離して位置させ る。次に、このウエブをこのウエブの幅1cm当たりに約1.8kgの荷重をか けるニップに通すことによってこのウエブの固化を軽く生じさせるか、或はこの 固化を行わないままにしてもよい。一般に、基本重量が1.0から3.5オンス /平方ヤードの範囲のウエブが本発明の方法で用いるに適切である。また、スト ランド直径が1−10ミクロンのウエブも好適である。水力剌し込み加工(この 説明を本明細書の以下で行 う)を行う前に、このウエブの熱接着もしくは融合を行わない(即ち未接着)。 その他の出発材料はステープル繊維のウエブである。このウエブは、米国特許 第3,485,706号(Evans)(これの内容は引用することによって全 体が本明細書に組み入れられる)の教示に従って製造可能である。このステープ ル繊維のウエブをその未接着フラッシュ紡糸ウエブに面して位置させそしてスク リーン(例えば75メッシュのスクリーン)の上で支える操作を容易に行うこと ができるように、好適には、このウエブのカーディングを行う(carded) か或はエア−レイを行う(air−laid)べきである。 本明細書で用いる「ステープル繊維」は、水力剌し込み加工技術で典型的に用 いられる、比較的堅いステープル長の繊維いずれかを意味している。この繊維は 、その未接着フラッシュ紡糸ウエブに埋め込むと共にそれと一緒に絡ませるに適 切なモジュラスを有していなくてはならない(即ちこのモジュラスは過度に高く あるべきでなくそして過度に低くあるべきでない)。合成繊維もしくは天然繊維 または両方のブレンド物からこのステープル繊維を製造することができる。これ らは1成分系ステープル繊維であってもよいと共に2成分系ステープル繊維であ ってもよい。適切なステープル繊維の非制限的例には、ウッドパルプ、ポリエス テル、ナイロン、アクリル系およびアラミド類、例えば「KEVLAR」および 「NOMEX」などで出来ている繊維が含まれる。 本明細書で用いる言葉「未融合」または「未接着」は、このウエブまたは構造 物を熱で接着させていないか或は熱で融合させていないことを意味している。こ れは、機械的接着(例えば水力剌し込み加工または軽 い固化など)から区別されるべきである。 使用時、このステープル繊維のウエブを支持用スクリーンの上で未接着フラッ シュ紡糸ウエブに面して位置させることにより、複合体であるウエブ構造物を生 じさせる。この未接着フラッシュ紡糸ウエブに対するステープル繊維ウエブの基 本重量比は、その望まれている最終使用に応じて変化し得る。例えば、かさ高さ を高めることが望まれている場合、使用するステープル繊維の量を多くする。次 に、この支持されている複合体であるウエブ構造物を一連の高圧水ジェット(好 適には200から3,000psiのジェット圧)の下に通すことにより、この ステープル繊維をその未接着フラッシュ紡糸ウエブの中に押し込む(即ち水力刺 し込み加工を行う)。このステープル繊維がそのフラッシュ紡糸ウエブの中に貫 入する結果として、これらがそのフラッシュ紡糸ウエブに埋め込まれると共にそ れと一緒に絡み合うことでスパンレースド不織物が生じる。この複合体であるウ エブ構造物の水力刺し込み加工を行うに適切な方法および装置は、上記Evan sの特許および米国特許第3,403,862号(Dworjanyn)の中に より詳しく開示されている。典型的には、この複合体であるウエブ構造物の水力 刺し込み加工を行うことでスパンレースド不織物を生じさせた後、真空脱水およ び/または圧縮ロールを用いて過剰量の水を除去する。(圧縮ロール作用は、こ のスパンレースド不織物の透過性を低下させる圧縮力である)。次に、この構造 物が熱接着(即ち融合)しない温度で乾燥を実施する。 水力刺し込み加工を行った後、この未接着のスパンレースド不織物には厚みが 加わり、そして少なくとも4立方フィート/平方フィート/分のフレージャー多 孔度を示すようになる。この構造物は、衣類、寝袋、 枕、布団などのためのかさ高い内層バリヤー構造物として有効性を示す。これは また、医学用バリヤー構造物および保護衣服としても有効性を示す。この未接着 フラッシュ紡糸ウエブの孔はその堅いステープル繊維によって充分に遮断されて いることから(即ちバリヤー特性が向上していることから)、その結果として得 られるスパンレースド不織物は、驚くべきことに、ダウン詰物または天然羽毛と 一緒に用いた時それらが出て行くのを防止することが確認された(即ち、羽軸が この構造物を通って移行するのが防止される)。 高感度濾過または他の用途で用いることが望まれている場合、任意に、このス パンレースド不織物を熱接着させてもよい。過去において、熱接着を行うと必ず フラッシュ紡糸ウエブの透過性が有意に低下しており、これは、ミクロ濾過最終 用途で望まれているのとは反対であった。しかしながら、熱接着を行っても実際 上透過性が維持され、そしてより重要なことには透過性が高まることは、本出願 者にとって驚くべきことであった。実際、使用する熱接着レベルに応じて、この スパンレースド不織物の透過性をその所望最終使用の注文に合わせることができ る(これは典型的に約10から40立方フィート/平方フィート/分である)。 熱接着を行っている間にこのフラッシュ紡糸ウエブの繊維が収縮することでその ステープル繊維がそのフラッシュ紡糸繊維自身にかかる圧縮度合を低くすること により、このような現象が引き起こされると考えている。(熱接着を行うことに より、繊維の収縮力が圧縮力(例えば圧縮ロールの圧縮力)よりも優勢になる) 。その結果として、この熱接着レベルが高くなればなるほど(即ちこの熱接着温 度および/または圧力を高くすればするほど)その透過性が高くなる。使用する 熱接着温度/圧力 があまりにも低すぎると(即ち約135℃未満および48psi未満)、その結 果として生じる繊維収縮力よりも圧縮力の方が大きくなることから、透過性の低 下が実際生じることになるであろう。透過性を調節することが可能であることか ら、その結果として生じる熱接着スパンレースド不織物は、典型的に、通常のウ エットレイ(wet−lay)紙製造機で製造された合成構造物(例えば米国特 許第5,047,121号(Kochar))の高級ポリエチレン紙など)より も低い圧力低下を示す。 また、水力刺し込み加工を行っている間にかける水ジェットエネルギーの量を 変化させると、ステープル繊維がその未接着フラッシュ紡糸ウエブの中に貫入す る深さが影響を受け、そして最終的に、熱接着を行った後のスパンレースド不織 物の透過性を高めることができることも見い出した。ステープル繊維の貫入度合 が僅かのみであっても、その結果として生じる未接着のスパンレースド不織物を バリヤーライナー用途で用いる場合、それを通って羽軸が出て行くのが防止され るが、高い透過性の濾過用途ではその貫入の深さが重要である。このステープル 繊維の貫入度合を低くした場合、熱接着後の透過性は、高くなるとしても若干の みであることを確認した。しかしながら、このステープル繊維を非常に深く貫入 させると、熱接着後の透過性が大きな度合で高くなるであろう。従って、この用 いる熱接着レベルに加えて、水力剌し込み加工を行っている間に用いる水ジェッ トエネルギーの量を変化させることで(以下の図1および2を参照)、この熱接 着させたスパンレースド不織物が示す最終透過性を注文に合わせることができる 。 ここに図を参照して、典型的な水力剌し込み加工方法および装置(図 1および2)と共に適切な熱接着用装置(図3)を説明する目的で図式図を示す 。 ステープル繊維ウエブ/未接着フラッシュ紡糸ウエブの複合体構造物を連続加 工してそれをスパンレースド不織物に変換するための装置を図1に示す。詳細に は、ステープル繊維1を空気流2で脱離させてコンベヤ3の上に運び、ここで、 固化用水ジェット4を数個用いてこれらの繊維を軽く刺し込み加工することによ り、これらの繊維を仮留めする。次に、このステープル繊維のウエブをコンベヤ 6の上で未接着フラッシュ紡糸ウエブ5に面して位置させることにより、複合体 であるウエブ構造物7を生じさせる。次に、この複合体であるウエブ構造物をド ラムウォッシャー8の回りで延伸し、ここで、1組のドラム水ジェット9が水力 でそのステープル繊維ウエブをその未接着フラッシュ紡糸ウエブの中に刺し込み 、その結果として、これらのステープル繊維がその未接着フラッシュ紡糸ウエブ の中に埋め込まれると共にそれと一緒に絡まることにより、スパンレースド不織 物10が生じる。その後、圧縮ロール11および真空脱水装置12を用いてその スパンレースド不織物から過剰の水を除去する。次に、この脱水されたスパンレ ースド不織物13の乾燥を行った後、巻き上げロール(示していない)の上に集 めて輸送または貯蔵する。 1組の水ジェット14を用い、コンベヤ6の上でその複合体であるウエブ構造 物の未接着フラッシュ紡糸ウエブ側も水力刺し込み加工する以外、図2は図1と 同じである。このように、この処理工程を行っている間に、この複合体であるウ エブ構造物の両側に高圧水ジェットを当てる。 図1または図2に示す未接着のスパンレースド不織物13に対して任意に用い るパーマーロールボンダーを図3に示す。(他の接着技術または装置も充分に使 用可能であり、パーマーロールボンダーの使用が本発明にとって決定的でないと 理解されるであろう)。この未接着のスパンレースド不織物13を熱接着させる 必要がある場合、これを巻き戻してパーマーボンダー19に送り込み、ここで、 コンベヤブランケット22により、直径が60インチの加熱ドラム21の回りに これを巻き付ける。また、コンベヤブランケット22は、この構造物を熱接着さ せる時この構造物に圧力をかけることで、それの収縮を低くする補助となる。ド ラム21はこのフラッシュ紡糸ウエブを構成しているストランドの溶融点以上の 温度に加熱されていることから、これによってこの構造物の熱接着が生じる。そ の後、24インチの冷却ロール23の回りにこの構造物を巻き付けることにより 、熱接着後の構造物の冷却を行う。これは、構造物が収縮するのを防止すると共 にその縁が湾曲するのを防止するためのものである。その後、この熱接着させた スパンレースド不織物24を巻き上げロール(示していない)の上に集めて輸送 もしくは貯蔵する。 実施例 以下に示す非制限的実施例では、下記の試験方法を用いて、報告する種々の特 徴および特性を測定する。ASTMはAmerican Society of Testing Materialsを表している。TAPPIはTechn ical Association of the Pulp and Pap er Industryを表している。 ASTM D−3776−85を用いて基本重量を測定してオンス/平方ヤー ドで報告する。ASTM D 1117を用いて剥がし引張り強度を測定してポ ンド/一次インチで報告する。ASTM D737−75を用いてフレージャー 多孔度を測定して立方フィート/平方フィート/分で報告する。TAPPI T −245 M−60で不透明度を測定してパーセントとして報告する。 ASTM D−726−84を用いてガーリーヒル多孔度を測定して秒/10 0ccで報告する。 Coulter Electronics Limited、Luton B eds.、英国から商業的に入手可能なCoulter Porometerを 用いて孔サイズの測定を行った。液体が入り込む全ての孔を液体で完全に満たす ように、分析すべきサンプルを完全に湿らせた。次に、この湿らせたサンプルを 、フィルターホルダーアセンブリのサンプルボディーの中に入れ、中ナットでし っかりと固定した後、その孔サイズ値を記録した。最大、最小および平均孔サイ ズ分布値をミクロンで報告する。 単一点BET窒素吸収で3グラムのサンプルを測定するStrohlein装 置を用いて表面積(SA)の測定を行った。これをm2/gで報告する。 TAPPI T403−85を用いてミューレン破裂を測定してpsiで報告 する。実施例1 この実施例では、本発明の方法により、異なる条件設定を用いて数種のサンプ ルを製造した。全てのサンプルにおいて、固化用ジェットを2 個用いて、拘束されていない繊維を仮留めする。 サンプル1では、ベルトウォッシャージェットのみを用いて(ドラムウォッシ ャージェットを切って)、水力で絡ませたステープル繊維の前成形スクリムを未 接着T−800「TYVEK」ウエブの中に水力で剌し込んだ。従って、拘束さ れていないステープル繊維を用いないでこのサンプルの調製を行った。圧縮ロー ルを開放したままにした。 サンプル2では、一連のドラムウォッシャージェットを用いるが、ベルトウォ ッシャージェットを用いないで、ステープル繊維のウエブを未接着T−800「 TYVEK」ウエブの中に水力で剌し込んだ。このサンプルでは、5個のジェッ ト(5/20、5/20、5/40、5/40、5/40ジェット)をそれぞれ 2500、2300、2000、2100および2000psiで用いた。圧縮 ロールを開放したままにした。 サンプル3では、圧縮ロールを閉じる以外はサンプル2と同じ条件に従った。 サンプル4では、水ジェットの種類を変える以外はサンプル2と同じ条件に従 った。このサンプルでは、6個のジェット(5/20、7/10、5/20、5 /40、5/40および5/40ジェット)をそれそれ2500、0、2500 、2450、2400および2500psiで用いた。圧縮ロールを開放したま まにした。 サンプル5では、水ジェットの種類を変える以外はサンプル2と同じ条件に従 った。このサンプルでは、2個のジェット(5/20および5/40ジェット) をそれぞれ1200および1500psiで用いた。圧縮ロールを閉じた。 未接着の状態(U)と、パーマーロールボンダーを用い58psiおよび10 0フィート/分で熱接着させた後(B)で、これらのサンプルを種々の物性に関 して試験した。 表1 U B U B U B U B U B サンプル 1 2 3 4 5 本重量 2.6 2.8 2.8 3.2 2.7 3.0 2.6 2.8 2.3 2.5 厚さ 18.8 13.7 20.6 13.6 12.0 12.5 19.9 13.2 10.4 11.2 (ミル) フレージャー 12.6 8.5 11.3 17.7 2.1 14.6 12.2 15.2 0.9 4.1 多孔度 不透明度 95.7 76.6 93.5 85.9 93.8 75.9 92.1 80.7 96.9 78.8 表1は、未接着T−800「TYVEK」ウエブの中にステープル繊維が深く 埋め込まれているサンプル2−4では予想外にこれを熱接着させている間にフレ ージャー多孔度が高くなる一方、サンプル1(ここでは、その前成形スクリムに 含まれている繊維の可動性が低いことでそれが貫入しているのは未接着T−80 0「TYVEK」ウエブの表面層のみである)を熱接着させている間に未接着T −800「TYVEK」ウエブの孔がふさがってしまったこと(即ちフレージャ ー多孔度が低くなったこと)を示している。サンプル5は、水力刺し込み加工を 行っている間の水ジェットエネルギーの量を変化させることによってフレージャ ー多孔度を調節(即ち注文に合わせる)ことができることを示している。この場 合、水ジェットエネルギーを低くすればするほど、ステープル繊維がその未接着 T−800「TYVEK」ウエブの中に貫入する度合 が低くなると共に、熱接着後のフレージャー多孔度の上昇度合が小さくなる。 加うるに、サンプル3は、このスパンレースド構造物の固化を行う(即ち圧縮 ロールを閉じる)ことで未接着状態のフレージャー多孔度を低くしても、適切な 熱接着を行うと、さらなるフレージャー多孔度上昇が有意に生じ得ることを示し ている。実施例2 この実施例では、本発明の方法を下記の修飾に従わせた。未接着T−800「 TYVEK」とステープル繊維から8種のスパンレースド構造物サンプルの製造 を行ったが、ここでは種々のステープル繊維型と重量を用いた。これらは下記の 通りであった: サンプルA=0.9オンス/平方ヤードの1.35dpfポリエステル繊維/1 .56オンス/平方ヤードのT−800「TYVEK」ウエブ サンプルB=0.9オンス/平方ヤードの裂け得るリボン様X形断面(spli ttable ribbon X−section)アクリル系繊維/1.56 オンス/平方ヤードのT−800「TYVEK」ウエブ サンプルC=0.85オンス/平方ヤードの裂け得るポリエステル繊維/1.5 6オンス/平方ヤードのT−800「TYVEK」ウエブ サンプルD=0.9オンス/平方ヤードの2.5dpfリボン様X形断面ポリエ ステル繊維/1.56オンス/平方ヤードのT−800「TYVEK」ウエブ サンプルE=1.4オンス/平方ヤードの3dpfポリエステル繊維/1.56 オンス/平方ヤードのT−800「TYVEK」ウエブ サンプルF=2.2オンス/平方ヤードの6dpf2成分系(サイドバイサイド (side−by−side)ポリエステル繊維/1.56オンス/平方ヤード のT−800「TYVEK」ウエブ サンプルG=2.0オンス/平方ヤードの1.35dpfポリエステル繊維/1 .56オンス/平方ヤードのT−800「TYVEK」ウエブ サンプルH=1.0オンス/平方ヤードのウエットレイド(wetlaid)ウ ッドパルプ(60重量%)と1.5dpfポリエステル(40重量%)/1.5 6オンス/平方ヤードのT−800「TYVEK」ウェブ サンプルCおよびDには、水力で絡ませている間に裂ける繊維を含有させる。こ の裂ける繊維が示すフィラメント当たりのデニールは0.2から2.5dpfの 範囲である。 表2には、本発明に従う未接着のスパンレースド不織物に関する物性を報告す る。 表2 サンプル A B C D E F G H 基本重量 2.71 2.51 4.32 2.47 2.86 3.74 3.89 2.77 厚さ 20.20 20.57 17.13 20.75 21.49 29.09 30.52 21.91 (ミル) フレージャー 10.93 10.09 9.54 13.98 14.63 10.12 9.85 11.35 多孔度 不透明度 93.88 94.67 95.82 93.93.94.91 95.75 96.02 95.82 表面積 6.79 6.90 6.34 4.94 − 4.91 4.78 6.85 58psiの蒸気を100フィート/分の速度で用いて熱接着させた 後のサンプルA−H(即ち熱接着スパンレースド不織物)が示す物性を表3に示 す。 表3 サンプル A B C D E F G H 基本重量 2.80 2.48 2.26 2.66 3.05 3.90 4.19 2.72 厚さ 16.44 14.60 12.93 15.81 19.53 22.59 23.98 23.11 (ミル) フレージャー 18.65 14.98 10.84 19.48 19.07 19.77 12.98 12.73 多孔度 不透明度 84.15 85.52 86.32 89.00 87.10 85.42 90.76 93.07 孔サイズ分布 7.1 6.5 6.5 7.6 8.0 6.7 6.7 6.4 (最小) 孔サイズ分布 35.0 32.5 31.1 43.5 47.8 37.2 29.7 31.5 (最大) 孔サイズ分布 11.5 10.7 10.0 11.3 13.4 11.2 10.9 10.0 (平均) 表2と3の比較では、電気掃除機用バッグなどの如き濾過用途によく適合して いるレベル(即ち10−20立方フィート/平方フィート/分)にスパンレース ド構造物のフレージャー多孔度を合わせる(即ち維持するか或は高める)目的で 熱接着を用いることができることが示されている。実施例3 この実施例では、熱接着レベルの効果を示す。実施例1で得られたサンプル1 −4を、(1)48psiの蒸気圧力および100フィート/ 分で熱接着させ、(2)54psiの蒸気圧力および100フィート/分で熱接 着させた。その結果として得られる熱接着スパンレースド不織物が示す物性を以 下の表4に挙げる。 表4 48 54 48 54 48 54 48 54 サンプル psi psi psi psi psi psi psi psi 1 2 3 4 基本重量 2.9 −− 3.0 2.9 2.7 2.8 2.8 2.6 厚さ 15.4 −− 14.6 13.8 13.3 12.8 16.1 14.7 (ミル) フレージャー 10.7 −− 9.2 11.3 5.5 11.6 9.8 12.5 多孔度 不透明度 94.3 −− 92.9 88.1 91.3 84.1 94.1 89.8 未接着状態の物性と、58psiの蒸気圧力および100フィート/分で処理 した時の物性に関して、表4を表1と比較すると、接着レベルを上昇させると( 即ち温度を高めると)その得られる本発明に従う熱接着スパンレースド不織物( サンプル1−5)のフレージャー多孔度が上昇することは明らかである。 表5では、商業的に入手可能な従来技術の濾過媒体サンプルに典型的な物性の 範囲でそれらと本発明の代表的な熱接着サンプル(サンプルA)が示す物性とを 比較する。 表5 サンプル “HYSUR”メルトブローン“TYVEK” 電気掃除機用 A 紙バッグ フレージャー 18.7 8-18 30-40 <0.1 24 多孔度 孔サイズ分布 7.1 5-7 8-9 3 10 (最小) 孔サイズ分布 35.0 19-23 30-40 9-12 69 (最大) 孔サイズ分布 11.5 9-12 14-17 4-6 19 (平均) ミューレン 91.8 40 10-15 90-120 30 破裂 比較を行うための上記表は、電気掃除機用バッグなどの如き物品で用いるに適 切な濾過媒体として本発明のサンプルが働き得ることを示している。 上の記述の中で本発明の特別な態様を記述してきたが、本発明の精神または必 須属性から逸脱することなく本発明は種々に修飾、置き換えおよび再配置され得 ることを本分野の技術者は理解するであろう。本発明の範囲を示すものとしては 、上記明細書ではなく添付請求の範囲を参照すべきである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シーミオンコ,ロジヤー・キース アメリカ合衆国デラウエア州19707―9184 ホツケシン・ストーンブリツジドライブ36 (72)発明者 ビンセント,ジエイムズ・ラルフ アメリカ合衆国テネシー州37138オールド ヒツコリー・ライジングサンレイン208

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. スパンレースド不織物の製造方法において、 (a)支持用スクリーンの上で、未接着のフラッシュ紡糸ウエブに面してステー プル繊維のウエブを位置させることにより、複合体であるウエブ構造物を生じさ せ、そして (b)この支持されている複合体であるウエブ構造物のステープル繊維側を水力 剌し込み加工し、その結果として、このステープル繊維をそのフラッシュ紡糸ウ エブの中に貫入させそしてこのステープル繊維をその未接着のフラッシュ紡糸ウ エブの中に埋め込むと共にそれと一緒に絡ませる、 段階を含む方法。 2. 200から3,000psiの圧力で運転されている水ジェットを用い て水力刺し込み加工を行う請求の範囲1記載の方法。 3. 該フラッシュ紡糸ウエブがポリオレフィン製プレキシフィラメントで構 成されている請求の範囲1記載の方法。 4. 該ポリオレフィンがポリエチレンおよびポリプロピレンから成る群から 選択される請求の範囲3記載の方法。 5. 該ステープル繊維がポリエステル、ナイロン、アクリル系、アラミド類 、ウッドパルプおよびそれらの混合物から成る群から選択される請求の範囲1記 載の方法。 6. 少なくとも4立方フィート/平方フィート/分のフレージャー多孔度を 示す、請求の範囲1の方法で製造された未接着複合体不織物。 7. 該スパンレースド不織物の透過性を維持するか或は向上させるようにこ の不織物の熱接着を行う段階を更に含んでいる請求の範囲1の 方法。 8. 該不織物が10から40立方フィート/平方フィート/分のフレージャ ー多孔度を示す請求の範囲7の方法。 9. 少なくとも4立方フィート/平方フィート/分のフレージャー多孔度を 示す、請求の範囲7の方法で製造された熱接着スパンレースド不織物。 10. 少なくとも4立方フィート/平方フィート/分のフレージャー多孔度 を示す、ステープル繊維が埋め込まれていると共にそれと一緒に絡まっている未 接着フラッシュ紡糸ウエブで構成されている未接着スパンレースド不織物。 11. 少なくとも4立方フィート/平方フィート/分のフレージャー多孔度 を示す、ステープル繊維が埋め込まれていると共にそれと一緒に絡まっている未 接着フラッシュ紡糸ウエブで構成されている熱接着スパンレースド不織物。 12. 10から40立方フィート/平方フィート/分のフレージャー多孔度 を示す、請求の範囲11の熱接着スパンレースド不織物。 13. 請求の範囲10の未接着スパンレースド不織物から製造された耐ダウ ン性および耐羽毛性ライナー。 14. 枕、寝袋、布団または衣類用ライナーとして用いる請求の範囲10の 未接着スパンレースド不織物。 15. 請求の範囲11の熱接着スパンレースド不織物から作られた濾過媒体 。 16. 請求の範囲11の熱接着スパンレースド不織物から作られた電気掃除 機用バッグ。
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