KR100318981B1

KR100318981B1 - 수착물품의제조방법

Info

Publication number: KR100318981B1
Application number: KR1019940001433A
Authority: KR
Inventors: 제임스프랭크린다이루드; 토마스아이.인슬레이; 다니엘에드워드메이어; 신시아유미다마키; 도날드유겐영
Original assignee: 스프레이그 로버트 월터; 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩춰링 캄파니
Priority date: 1993-01-28
Filing date: 1994-01-27
Publication date: 2002-03-20
Also published as: ES2115790T3; CA2114303C; DE69409981D1; JP3594983B2; AU5475694A; DE69409981T2; KR940018507A; AU672460B2; US5503782A; EP0608884B1; CA2114303A1; JPH06316851A; BR9400390A; EP0608884A1

Abstract

본 발명은 미세 섬유상 수착 물품을 제조하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 하기 단계 a) 내지 c) 를 포함한다 : a) 섬유-형성 다이에서 다수의 오리피스로부터 용융된 열가소성 섬유 형성 중합체를 압출하는 단계(상기 오리피스는 다이의 표면을 따라 배열되어 있음) ; b) 고온 공기 스트림으로 섬유를 가늘게하여 섬유 스트림인 미세 섬유를 형성하는 단계 : c) 형성 표면을 갖는 수집기상에 상기 미세 섬유를 수집하는 단계(이 때, 상기 표면은 상기 다이에 거의 평행하게 배열되어 있고 상기 다이로부터 같은 거리에 있어서 섬유는 나선형으로 감겨진 미세 섬유상 수착 물품을 형성하는데, 이 때 미세 섬유상 수착 물품은 상기 형성 표면에 의해 그것의 외부 표면에 지지되고 상기 다이에 거의 평행하게 상기 형성 표면을 가로질러 뽑아내었음).

Description

수착 물품의 제조 방법

본 발명은 미세섬유 및 임의로 스테이플 섬유 및 미립자 물질로 제조된 수착물품을 제조하는 방법 및 그렇게 제조된 물품에 관한 것이다. 상기 물품의 형태는 예컨데, 붐(boom) 같은 신장체(elongate body)형태이다.

다양한 형상으로 제조된 각종 물질을 사용하여 액체를 수착하여 왔다. 이러한 물질의 예로는 점토, 셀룰로오스, 세단된 옥수수 속대 또는 세단된 미세섬유상 물질 뿐만 아니라 목재 펄프 섬유 또는 블로운(blown) 미세섬유로부터 형성된 시이트 재료 등의 미립자 수착 제품으로 충전된 케이싱으로 구성된 붐 및 베개(pillow) 구조물을 들 수 있다. 또한, 케이싱은 수착 시이트 또는 권취(roll)가 용이한 물질로 충전될 수 있다.

미국 특허 제4,497,712호(카울링)에는 미분된 옥수수 속대 등의 과립상 흡수제 물질로 부분 충전된 하나 이상의 포켓을 갖는 투과성이 우수한 계면활성제로 피복된 직물 용기 형태의 소모성 베개류가 기재되어 있다. 상기 베개류는 흡착능이 500%를 초과하고 액체 부유능을 갖는 경량 제품이라고 기재되어 있다.

미국 특허 제4,366,067호(골딩 등)에는 물 또는 두꺼운 표면에 쏟아진 오일을 감싸고 흡착하는데 사용하는 오일 흡착제, 미립자 폴리이소시아누레이트 합성 포옴 재료로 충전된 다공성 물질의 백(bag) 또는 붐이 기재되어 있다.

미국 특허 제4,659,478호(스테플필드 등)에는 미분된 옥수수 속대와 같은 흡상(吸上) 작용을 하는 모세관 성질의 고흡착 미립자 물질로 충전된 긴 관형 부재를 포함하는 오일 흡착 부재 및 방법이 기재되어 있다. 상기 관형 부재는 각 말단이 폐쇄되고 연속 흡착 부재처럼 기기의 하부 주변에 배치될 수 있다.

미국 특허 제4,792,399호(하니 등)에는 관형의 삼각 형태의 케이싱을 구비한 액체 수집 및 보유 장치를 기재하고 있으며, 이 때 케이싱 재료는 액체에 투과성이 있고, 케이싱을 통과하는 액체를 수집 및 보유하는 물질로 부분 충전되어 있으며, 그 자체로는 케이싱을 통과할 수 없다.

미국 특허 제4,965,129호(바이르 등)에는 내부에 다공성 직물, 미세한 섬유상 입자의 플래쉬-스펀(flash-spun) 폴리에틸렌, 임의로 발포된 유기 중합체의 입자 및 유효량의 습윤제를 포함하는 소세지 형태의 액체 흡수 물품이 기재되어 있다. 상기 물품은 상기 입자의 6배 이상의 오일 또는 수용액을 흡수할 수 있다.

미국 특허 제4,902,544호(킴 등)에는 액체 투과성 직물의 관형 케이싱으로 제조된 내누출성(leak resistant) 흡수 물품이 기재되어 있다. 이 때 케이싱은 톱밥, 분쇄된 옥수수 속대, 면 린터, 목재 펄프 등의 기타 액체 흡수 물질의 미립자와 가교된 히드로콜로이드 입자의 혼합물로 느슨하게 충전되어 있다.

미국 특허 제4,737,394호(자피로글루)에는 플래쉬-스펀 선형 폴리에틸렌 같은 섬유상 오일 흡수 입자가 포함된 외피 직물을 포함하는 오일 흡수 물품이 기재되어 있다. 다공성 직물은 탄성사로 스티치 결합된 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌의 부직 섬유상 폴리올레핀 층이다.

미국 특허 제3,739,913호(보고지안)에는 종방향의 보강 수단을 포함하는 오일 흡수 물질과 부유 물질의 신장체를 개시하고 있는데, 이 때 복수의 신장체는 오일을 보유 및 흡수하기 위하여 물에 쏟아진 오일을 일시적으로 에워싸기 위하여 말단과 말단이 접하는 배치를 이를 수 있다. 신장체의 함유물은 천연 오일 흡수 섬유 또는 합성 오일 흡수 섬유 또는 이들의 배합물인 오일 흡수 섬유를 포함하고, 섬유가 오일에 의해 포화된 후에도 그속에 산재된 부유 물질이 포함되어 신장체의 부유를 도울 수 있다. 상기 인용 특허 외에도, 다수의 시판용 유출 봉쇄 물품 및 회수물품이 있다. 예를 들면, 미국 미네소타주 세인트 폴에 소재한 3M 센터에서는 액체유출을 봉쇄하고 회수하도록 설계된 일종의 액체 수착 물품을 시판한다. 미세섬유상 물질을 주성분으로 하는 이들 물품은 와이핑 및 최종적으로 세정 작용을 하는시이트 상품, 중간 정도로 액체를 회수하도록 설계된 세단형 미세섬유상 물질을 덮개내에 포함하는 베개류 및 유출량을 보다 많이 회수하기 위하여 사용된 거의 원형 단면을 갖는 신장형 케이싱내에 담긴 세단형 미세섬유상 물질의 붐을 포함한다. 상기 물질들의 예가 3M 사의 회보 "Maintenance Sorbents" N. 70-0704-0625-4(227.5) DPI에 기재되어 있다.

이러한 유출 봉쇄 및 흡착제 회수 시스템은 특정 문제점 때문에 통상 완전히 만족스럽지는 않다 예컨대, 점토, 셀룰로오스, 포옴, 풍화한 흑운모 또는 세단된 옥수수 속대와 같은 수착 물질 미립자를 포함하는 제품은 먼지 입자를 방출하므로 불편하고 번거로운 청소를 자주해야 하는 문제점이 있다. 또한 케이싱내에서 미립자 물질이 이동 또는 고립화되어 수착제가 특정 영역에서는 집중화되고 다른 영역에서는 비어 있게 되는 일이 흔히 있다. 수착제 입자를 케이싱 내부에 포함하는 종류의 수착 회수 시스템은 수착된 유체를 뽑아내기 위하여 압축할 때, 케이싱 내부의 입자 물질들이 이동 및 고립화하여 케이싱의 일부에 빈 공극이 생기게 할 수 있다. 이러한 현상으로 인하여 재배치시 수착 물품은 유출 봉쇄 및 회수능이 저하하게 된다.

미국 특허 제4,357,379호(슬로안 등)에는 섬유 부분이 제품의 축에 대하여 주로 종방향으로 배향된 비교적 조밀한 경질 표면과 섬유 부분이 제품의 축에 대하여 주로 횡방향으로 배향된 덜 조밀한 코어를 갖는 막대 형태로 만들기 위하여 멜트블로운 공정의 변형예를 개시하고 있다. 상기 제품은 섬유를 멜트블로잉시키고, 중심 부분을 둘러싼 가장자리 부분에 비교적 무거운 섬유 조립물이 되도록 하는 섬유 수집 및 형성 장치에 의해 이들을 차단한다. 수집 장치는 깔대기형, 트럼펫 형 또는 닙에서 원통형 개구부 형태로 조합되도록 성형된 연속 벨트 형태일 수 있다. 가장자리 부분에서 섬유는 열가소성 상태, 즉 열에 의해 서로 결합되도록 배치된다. 섬유가 연속해서 수집 및 성형 장치에 모여짐으로써 성형된 제품은 섬유의 속도와 동일한 속도로 회수되어 전술한 집적물이 유지되고, 가장자리 부분은 수집 및 성형장치에 의해 중심 부분 위로 겹쳐지게 되어 전술한 바와 같은 막대형이 형성 된다. 섬유상 생성물은 필터, 잉크 펜 저장소 등에 사용할 정도로 충분한 강성과 탄성을 가진다.

미국 특허 제3,933,557호(폴)에는 열가소성 섬유로 원통형 또는 시이트 형태의 부직 웨브를 연속 생성하는 방법을 개시하는데, 이 방법은 회전하는 굴대상의 용융물로부터 연속적으로 섬유를 방적하고 굴대상에 그들을 감아서 일반적으로 나선형으로 권취된 실린더를 만든다.

미국 특허 제4,594,202호(폴 등)에는 다음 단계들을 포함하는 원통형의 섬유상 구조물을 제조하는 방법을 개시하고 있다. 섬유화 다이로부터 합성 중합체성물질을 압출하고, 1종 이상의 기류를 회전하는 굴대 및 굴대와 작업상 관련된 성형롤을 향해 가함으로써 압출된 중합체성 물질을 가늘게 하여 미세섬유를 형성하는 단계, 합성 중합체성 미세섬유를 굴대에 수집하기 전에 냉각시켜 그들이 서로 결합되거나 융합되는 온도 이하가 되도록 하여 섬유간 결합을 거의 제거하는 단계 및 성형롤에 의해 수집된 미세섬유의 외면에 힘을 가하면서 부직의 합성 섬유상 물질로서 굴대 상에 냉각된 미세섬유를 수집하는 단계를 포함하는데, 이 때 상기 방법의변수를 조절하여 거의 일정한 공극 체적을 갖는 적어도 주요 부분이 섬유상 물질을 갖는 원통형 섬유 구조를 형성한다.

미국 특허 제5,165,821호(피셔 등)에는 부력이 있는 내부 코어와 중합체성, 친유성, 소수성 미세섬유의 나선형으로 감긴 시이트의 오일 수착제 외부 코어를 갖는 오일 흡수성 스위프(sweep)와 스커트가 장착된 오일 흡수성 붐이 조합된 것을 개시하고 있다. 외부 코어의 외면에서 미세섬유의 시이트에 접착 결합된 것은 그들의 교차점에서 융합된 중합체성 모노필라멘트의 개방된 그물눈이다. 그물눈과 외부 코어로부터 점착 신장된 시이트는 매달려 있는 스커트를 형성하는데 스커트는 미세섬유에 의해 수착된 오일을 막는 역할을 한다. 부력이 있는 내부 코어는 오일의 수착을 느리게 하여 건현(freeboard)의 큰 손실 없이 오일 수착능을 보충하는 개방 포옴일 수 있다.

미국 특허 제4,973,503호(호치키스)에는 미세섬유 토우(tow) 또는 튜브 생성물을 개시하는데, 이 때 직경이 더 긴 단섬유가 미세섬유와 함께 혼합된다, 상기 혼합물은 토우의 축에 주로 평행하게 정렬한 미세섬유를 갖는 단섬유 10% 내지 90%를 포함하는 미세섬유(평균 직경은 약 10 미크론 이하이고 불연속됨)들이 물리적으로 서로 엉킴(entangling)으로써 형성되고, 상기 혼합물은 미세섬유와 보다 단섬유 사이의 접촉점에서 결합된다. 혼합된 섬유 토우 또는 튜브 제품을 제조하는 방법은 열가소성 물질을 용융물로 만드는 단계 및 이들을 다이 선단에서 원형 또는 방적 돌기 형태로 배열된 일련의 오리피스를 통해 압출시키는 단계를 포함한다. 압출된 용융물을 제1 기류와 접촉시켜 미세섬유 사이즈로 가늘게 된 물리적으로 엉킨 미세섬유의 망상 조직을 형성한다. 제2 기류는 직경이 더 큰 단섬유를 동반하는데, 기류들이 합쳐져서 섬유 혼합물이 형성된다. 상기 혼합물은 소정의 배향 섬유를 갖는 토우 또는 튜브로서 수집된다. 이러한 토우 또는 튜브의 용도는 전술한 바와 같은 미용 코일, 탬폰, 담배 필터, 병 충전재, 및 첨가물, 절연 콜크 등의 기타 제품에 사용된다.

미국 특허 제3,073,735호(틸 등)에는 필터를 제조하는 방법을 개시하고 있는데, 이 때 다수의 섬유 형성 수단으로부터 섬유들이 기류에 현탁되고 수집기 표면에 축적된다. 각 섬유 형성 수단의 섬유들은 다른 수단의 섬유들과는 다른 물리적특성을 가지는데, 예를 들면 섬유들 중 하나는 스테이플 가공사 및 그밖의 섬유와 같이 수행될 수 있고 저장소로부터 분무 유닛까지 플라스틱 섬유 형성 조성물을 공급함으로써 제조될 수 있으며, 이 때 분무 유닛은 고속으로 힘을 받은 공기가 통과하는 노즐의 중앙에 위치한 분무 튜브를 포함한다. 섬유는 필터의 크기에 따라 섬유 특성이 점진적으로 단계적 변화하는 혼합 관계로 수집 장기에 축적된다.

미국 특허 제4,604,313호(맥파랜드 등)에는 멜트블로운 기재에서 수퍼 흡수제의 선택적인 층화를 개시하고 있다. 목재 섬유를 함유한 멜트블로우된 물질은 연속형 벨트에서 형성된다. 이어서, 상기 층을 운반하는 운송 벨트는 하나 이상의 추가의 멜트블로운 섬유 공급원 아래를 통과하여 수퍼 흡수제가 목재 섬유와 함께 첨가된다.

발명의 요약

본 발명은 하기 단계를 포함하는 미세섬유상 수착 물품의 제조 방법을 제공한다.

a) 섬유 형성 다이에서 다이 표면을 따라 배열된 다수의 오리피스로부터 용융된 열가소성 섬유 형성 중합체를 압출시키는 단계,

b) 고온 공기 스트림에서 섬유를 가늘게 만들어 미세섬유를 형성하는 단계, 및

c) 상기 다이로부터 거의 평행하고 등거리에 배열되어 있어서 섬유가 나선형으로 감긴 미세섬유상 수착물품을 형성하도록 하는 성형 표면을 갖는 수집기상에서 상기 미세섬유를 수집하는 단계로서, 상기 미세섬유상 수착물품은 상기 성형표면에 의해 그 외면이 지지되고, 상기 다이에 거의 평행한 상기 성형 표면을 가로질러 인출되는 단계,

본 발명에서 사용된 "거의 평행하게" 란, 수집기 표면과 다이 수단과의 관계를 말하는 것으로 수집기의 한 단부가 다른 단부 보다 다이로부터 약 60° 이하의 각도로 위치하는 것을 말한다.

임의로, 수집기는 수집기 표면의 하방에 회전 닙 롤을 구비하여 붐의 나선형성을 강화할 수 있다.

또한, 본 발명은 단면이 거의 원형인 신장형 붐을 포함하는 미세섬유상 수착물품을 제공하는데, 상기 붐은 하기 단계에 의해 제조된 멜트블로운 미세섬유의 나선형 권취 웨브를 포함한다.

c) 성형 표면을 갖는 수집기상에 상기 미세섬유를 수집하는 단계(이 때, 상기 성형 표면은 상기 다이와 거의 평행하고 거의 등거리에 배열되어 있어서 나선형으로 감긴 붐이 형성되고, 이 때 붐은 상기 성형 표면에 의해 붐의 외면에 지지되고, 상기 다이에 거의 평행한 상기 성형 표면을 가로질러 인출됨).

본 발명의 물품 또는 붐은 액체를 신속하게 수착하고, 높은 액체 보유 능력을 가진다. 상기 붐은 저장 및 사용중 또는 수착된 액체의 재생후에도 변형되거나 망가지거나 압착되지 않는다. 일반적으로 사용된 붐을 소각시킨 결과 재의 발생은 낮았다. 수집된 섬유는 각각의 층 내부 뿐만아니라 층간에도 광범위하게 엉키기 때문에, 액체에 침지되기 이전 및 이후 두 경우 다 붐은 일체성을 유지하여 취급이 용이하다. 붐은 수체로부터 유성 물질을 제거하는데 특히 유용하다. 본 발명의 물품은 수착제 입자 물질과 벌크화(bulking) 스테이플 섬유를 더 포함할 수 있다.

발명의 상세한 설명

본 발명의 붐을 제조하는데 유용한 대표적인 장치를 제1도 및 제2도에 개요도로 도시하였다. 상기 장치에서 수집기를 제외하고는 멜트블로운 섬유 및 크림프된 벌크화 섬유의 웨브를 제조하기 위한 미국 특허 제4,118,531호에 기재된 것과 대체로 유사하다.

도시된 장치의 섬유 블로잉 부분은 예를 들면, 웬트, 반 에이.의 문헌〔 "Superfine Thermoplastic Fibers" , Industrial Engineering Chemistry, Vol, 48,페이지 1342(1956)〕 또는 1954년 5월 25일 발행된 해군 연구 실험실의 Report No. 4364에 기재된 "Manufacture of Superfine organic Fibers"(웬트, 반 에이; 부네, 씨, 디.; 플루하티, 이. 엘. 저자)에서 기재된 것과 같은 종래의 구조일 수 있다. 이러한 구조물은 액화된 섬유 형성 물질이 통과하여 진행되는 압출 챔버(11)를 갖는 다이(10), 다이의 선단을 가로질러 배열되어 섬유 형성 물질이 압출되는 다이 오리피스(12) 및 통상 가열된 공기가 고속으로 힘을 받는 협동 기체 오리피스(13)를 포함한다. 고속 기류가 압출된 섬유 형성 물질을 뽑아내고 가늘게하며 섬유형성 물질이 수집기 성형 표면(14)으로 이동하는 동안 섬유로써 고화된다.

성형 표면은 붐이 형성될 때 섬유가 나선형으로 감겨진 붐에 충돌하도록 하는 임의의 표면일 수 있고, 상기 나선형으로 감긴 붐은 붐이 형성될 때 성형 표면에의해 붐의 외면이 지지된다. 바람직한 수집기는 도시된 바와 같이 한쌍의 폐환 벨트(14 및 15), 통상적으로 미세한 천공 스크린을 사용하지만, 상기 벨트는 직물, 와이어, 필름, 고무 또는 이들의 조합체일 수 있다. 별법으로, 도시된 폐환 벨트 대신에 수집기는 곡선 표면, 예를 들면 한쌍의 회전 드럼, 롤러 또는 코온일 수 있다. 수집기는 제2a도, 제2b도, 제2c도 및 제2d도에 도시한 바와 같이 고정식이거나 회전식일 수 있다. 수집기 표면은 오리피스를 구비한 다이 표면부의 폭 이상이어야 한다. 수집기 표면은 제1도에서 거리 d로 도시한 것과 같이 약 0.5 내지 10 cm 간격으로 이격된 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 약 2.5 내지 5 cm 간격으로 이격된 것이다. 가장 바람직하게는 수집기 표면은 유입면에서 약 1.5 내지 2.5 cm, 유출면에서 2.5 내지 8 cm 이격된 것이다. 수집기 표면은 다이에 거의 평행하는데,즉, 수집기 표면의 한쪽 단부는 나머지 다른쪽 단부보다 다이로부터 약 60° 이하의 각도로 경사진다. 수집기 표면은 파이로부터 약 0.3 내지 1 m인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 약 0.5 내지 0.7 m이다. 수집기 표면은 약 0 내지 100 m/분의 속도로 이동하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 5 내지 60 m/분이며, 가장 바람직하게는 10 내지 30 m/분이다. 붐이 형성될때, 붐과 접촉하는 수집기 표면부는 약 1 내지 30 cm의 반경을 갖는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 내지 20 cm의 반경을 갖는다. 수집기 표면은 미세섬유와 초기에 접촉하는 수집기의 유입면(28)과 붐(31)이 형성되는 유출면(29)를 갖는 다이 표면에 거의 평행하다.

기체 회수 장치는 스크린 뒤에 위치하여 섬유의 축적 및 기체의 제거를 도울수 있다. 계면활성제는 임의의 분무 바(9)에 의해 웨브에 적응될 수 있다. 별법으로써, 두개의 다이가 사용되고 정렬되어, 다이에서 발생하는 멜트블로운 섬유의 스트림이 교차되어 수집기(14) 및 (15)까지 연장된 하나의 스트림을 형성할 수 있다. 약 10개 이상의 오리피스를 갖는 다이가 바람직하고, 약 100개 이상의 오리피스를 갖는 것이 더욱 바람직하고, 약 500개 이상의 오리피스를 가지는 것이 가장 바람직하다. 일반적으로, 다이는 약 4000개 이하의 오리피스를 가진다. 본 발명의 바람직한 구체예에서, 미세섬유상 웨브는 안정화 부재(30) 둘레에 형성되는데, 안정화부재는 로프, 케이블, 와이어, 튜빙(tubing), 포옴 등의 형태일 수 있고, 상기 부재는 붐을 다른 붐에 부착시키기 위한 수단 뿐만 아니라 붐에 부가의 강도를 부여한다.

제3도에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 붐(31)은 거의 원형 단면을 가지며,미세섬유상 웨브(32)의 나선형으로 감겨진 층을 포함한다. 제4도에서 도시한 바와같이, 본 발명의 바람직한 구체예에서, 붐(33)은 안정화 부재(35) 둘레에 나선형으로 감겨진 미세섬유상 웨브(34)를 가진다.

다이의 각 오리피스로부터 섬유가 붐의 전 길이에 걸쳐 기여함으로써 본 발명의 붐은 붐의 전 길이에 걸쳐 거의 균일하게 분포된 미세섬유를 가진다. 일반적으로 본 발명의 붐은 약 2 cm 내지 약 20 cm의 직경을 가진다. 붐은 연속적으로 형성되고, 소정의 길이로 절단될 수 있다. 본 발명의 붐의 중량은 일반적으로 약 150 내지 1500 g/m의 범위일 수 있다.

본 발명에 유용한 미세섬유는 거의 임의의 섬유 형성 물질로부터 형성될 수 있다. 멜트블로운 미세섬유는 본 발명의 붐에 크게 바람직하지만 휘발성 용매를 혼입시켜 섬유 형성 물질을 액체로 만드는 용액 블로운 미세섬유 또한 사용할 수 있다. 미국 특허 제4,001,067호(카레이)에는 이러한 섬유의 웨브를 제조하기 위한 유용한 장치 및 방법이 기재되어 있다. 그러나, 본 발명의 붐 제조에서 섬유 형성 물질은 상기 특허에서 제시된 단일의 오리피스 보다는 일반적으로 다수의 인접한 오리피스를 통해 압출된다. 멜트블로운 미세섬유를 형성하는 대표적인 중합체의 예로는 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀류, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트 등의 폴리에스테르류, 폴리아미드류, 폴리우레탄, 폴리스티렌-폴리부타디엔-폴리스티렌 블럭 공중합체 및 기타 당분야에서 공지된 그밖의 중합체를 들 수 있다. 용액으로부터 미세섬유를 형성하는데 유용한 중합체는 폴리비닐 클로라이드, 아크릴 및 아크릴 공중합체, 폴리스티렌 및 폴리설폰이 있다.

미세섬유의 유효 평균 직경은 일반적으로 약 10 마이크론 이하이다. 유효섬유 직경은 다비스(Davies, C.N.)의 문헌〔“The Separation of Airborne Dust and Particles," Institution of Mechanical Engineers, 런던, Proceedings 1B, 1952〕에 기재된 방법에 따라 계산하였다. 블로운 미세섬유는 불연속 한 것으로 알려져 있지만, 유용한 붐을 형성하기 위해, 미세섬유의 종횡비(길이/직경 비)는 무한대로 접근시켜야 한다.

본 발명의 바람직한 구체예에 있어서, 붐은 크림프된 벌크화 섬유 및/또는 수착제 또는 중성화 입자 물질을 포함한다. 수착제 입자 물질은 미세섬유 마이크로 웨브 또는 거의 고체 입자(예, 목재 펄프 섬유, 개질된 전분, 규조토, 친수성 기를 포함하는 고분자량의 아크릴 중합체, 알킬스티렌 입자 및 활성화된 탄소)의 형태일 수 있다. 중성화 수착제 입자 물질로는 중탄산나트륨, 수산화칼슘, 붕사, 인산이수소칼륨, 인산수소이나트륨 및 프탈산수소칼륨을 들 수 있다. 또한, 붐은 성형 지연제(예, 칼슘 프로피오네이트), 기타 방부제, 살균제(예, 우레아-포름알데히드 수지 및 n-부틸-2-시아노아크릴레이트) 등의 기타 물질을 포함할 수 있다.

크림프된 벌크화 섬유가 혼입되는 경우에, 미세섬유 블로잉 장치 위에 위치한 리커인 롤(16)을 사용하여 제1도에 도시한 장치의 블로운 미세섬유의 스트림내로 크림프된 벌크화 섬유를 유입시킨다. 가넷(garnet) 기계 또는 RANDO-WEBER 에서 제조된 것과 같은 롤(22)에 의해 제공된 벌크화 섬유, 즉 통상 느슨한 부직 웨브인 웨브(17)는 테이블(18)을 따라 드라이브 롤(27) 아래로 진행되어 앞쪽 끝이 리커인 롤(16)에 맞물려진다. 화살표 방향으로 리커인 롤이 회전하여 웨브(17)의 앞쪽 끝으로부터 섬유를 뜯어내어 섬유를 서로 분리시킨다. 분리된 섬유는 공기 스트림을 따라 경사진 홈통 또는 도관(20)을 통해 팽창 미세섬유 스트림에 이송되어 블로운 미세섬유와 혼합된다. 공기 스트림은 리커인 롤의 회전에 의해 자연적으로 발생하거나 당분야에서 공지된 도관(21)을 통해 작동하는 보조 팬 또는 송풍기를 사용하여 공기 스트림을 보강할 수 있다.

크림프된 벌크화 섬유는 그들의 길이를 따라 파도 모양의 기복, 곱슬거림 또는 들쪽 날쭉하게된 모양을 가진다. 크림프 수, 즉 단위 길이당 완전한 웨이브 또는 사이클 수는 광범위하게 변화시킬 수 있지만, 일반적으로 약 1 크림프/cm 내지 10 크림프/cm이고, 바람직하게는 2 크림프/cm 이상이다. 크림프된 벌크화 섬유의 크기 역시 다양하게 변화시킬 수 있지만, 일반적으로 약 1 데시텍스 내지 100 데시텍스이고, 바람직하게는 약 3 데시텍스 내지 40 데시텍스이다. 크림프된 벌크화 섬유는 최소한 1 이상의 완전한 크림프를 포함할 만큼 충분한 평균 길이를 가져야 하고, 바람직하게는 3 또는 4 이상의 크림프를 가질 정도이어야 한다. 일반적으로, 크림프된 벌크화 섬유는 평균 약 2 cm 내지 15 cm의 길이를 가지며, 바람직하게는 약 2 cm 내지 10 cm의 길이이다.

본 발명의 붐에 포함된 크림프된 벌크화 섬유의 양은 0 중량% 내지 90 중량% 범위일 수 있으며, 바람직하게는 약 5 중량% 내지 50 중량%의 범위다 크림프된 벌크화 섬유의 첨가는 붐의 밀도 또는 고화를 감소시키므로, 일반적으로 액체의 보다 큰 수착능을 허용하게 한다.

본 발명의 붐이 수용액의 수착에 사용되는 경우에, 목재 펄프 섬유 또는 수착 입자와 같은 미립자도 사용할 수 있다. 바람직한 수착 물질은 일반적으로 거의 신속하게 많은 양의 액체를 흡수하고 압력하에서 흡수된 액체를 보유하는 실질적으로 고체 수퍼 수착제 입자이다. 이러한 실질적으로 고체 수퍼 수착제 입자의 예는 미국, 특허 제3,981,100호에 기재된 바와 같은 수불용성의 개질된 전분 및 친수성기를 함유하는 고분자량 아크릴 중합체를 들 수 있다. 통상 시판되는 수불용성의 수 흡착 입자는 통상적으로 그들 중량의 20배 이상 바람직하게는 100 배 이상의 물을 흡수한다. 일반적으로, 이러한 개질된 전분 및 아크릴 중합체에 흡수되는 물의 양은 물 중에 존재하는 염 및 이온성 화학종 같은 불순물이 증가함에 따라 감소하게 된다. 물 이외의 액체를 흡수하는데 유용한 수착제 입자 중에는 다우 케미칼 컴패니에서 시판하는 IMBIBER BEADS 같은 알킬스티렌 수착제 입자가 있는데, 이들은 일반적으로 이들 중량의 약 5 배 내지 10 배 이상의 액체를 흡수한다.

본 발명의 붐에 포함된 수착제 입자의 양은 0 중량% 내지 90 중량%, 바람직하게는 약 10 중량% 내지 50 중량%이다. 수착제 입자 물질은 호퍼(23)로부터 계량 장치(24) 및 도관들(21 및 20)을 통해 미세섬유 스트림내에 유입될 수 있다.

미세섬유 마이크로웨브 또한 본 발명의 붐에 수착제 입자로 사용될 수 있다. 미세섬유 마이크로웨브는 다수의 개개의 섬유 및/또는 이들로부터 연장되는 섬유다발을 갖는 비교적 조밀한 핵을 가진다. 연장된 섬유 및 섬유 다발이 붐내에 혼입되는 경우에, 이들은 미세섬유 마이크로웨브에 대하여 정착 수단을 제공한다. 미세섬유 마이크로웨브의 핵은 약 0.05 mm 내지 4 mm의 범위가 바람직하고, 보다 바람직한 범위는 약 0.2 mm 내지 2 mm이다. 연장된 섬유 및/또는 섬유 다발은 핵을 지나연장되어 약 0.07 mm 내지 10 mm의 총 직경을 제공되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 약 0.1 mm 내지 5 mm를 제공한다. 이러한 미세섬유 마이크로웨브는 본원에서 참고로 인용된 미국 특허 제4,813,948호 (인슬레이)에 기재되어 있다.

본 발명에 유용한 미세섬유 마이크로웨브는 웬트, 반 에이.의 문헌〔 "Superfine Thermoplastic Fibers," Industrial Engineering Chemistry, Vol. 48, pp.1342∼1346〕 및 1954년 5월 25일 해군 연구 실험실에서 발행한 웬트, 반 에이. 등의 문헌〔 "Manufacture of Superfine Organic Fibers," Report No.4364〕에 기재된 바와 같이 미세섬유 웨브 공급원으로부터 제조할 수 있거나, 또는 미국, 특허 제3,971,373호(브라운), 제4,100,324호(안데르센 등) 및 제4,429,001호(콜핀 등)에 기재된 것과 같은 입자 물질을 함유한 미세섬유 웨브로부터 제조할 수 있다.

미세섬유 웨브 공급원을 기계적으로 개섬(divellication:開纖) 또는 찢어내어 미세섬유 마이크로웨브를 제조한다. 개섬은 예를 들면, 제1도에 도시된 바와 같이 미세섬유 웨브가 리커인에 맞물림으로써 수행된다. 미세섬유 웨브 공급원(25)은 리커인의 표면에 돌출된 톱니(26)을 갖는 리커인(16)에 공급된다. 상기 톱니는 충분히 작은 각도를 가져야만 하는데, 예를 들면 리커인의 표면으로부터 약 60° 이하가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 약 40° 이하의 각도를 지녀서 핵으로부터 연장되는 섬유 및 섬유 다발을 갖는 비교적 조밀한 핵을 갖는 미세 웨브를 제공한다. 제1도에 도시한 바와 같이 리커인은 시계 반대 방향으로 미세섬유 웨브 공급원(25)을 개섬시켜 미세섬유 마이크로웨브를 형성하는데 충분한 속도로 회전된다. 웨브 공급원은 일반적으로 노즈(nose) 바 또는 이송 롤(27)의 수단에 의해 리커인과 접촉 하게 된다. 도관(21)을 통해 제공된 공기 스트림은 리커인 톱니로부터 미세섬유 마이크로웨브를 제거하는 작용을 한다. 미세섬유 마이크로웨브는 후에 본 발명의 부직웨브내에 혼입되기 위해 수집되거나 또는 리커인으로부터 직접 다이(10)에서 형성된 기본 미세섬유 스트림내에 공급될 수 있다.

미세섬유 붐내에 거의 고체인 수착제 입자를 첨가하는 것에 더하여 또는 그 대신, 미세섬유 공급원 웨브는 고체 수착제형 입자 물질로 함께 적재되고 개섬되어 유용한 양의 고체 입자 물질을 포함하는 미세섬유 마이크로웨브를 제공할 수 있다. 미세섬유 마이크로 웨브가 개섬되는 미세섬유 공급원 웨브 수착제 입자는 미세 섬유 각 100 g/㎡에 대하여 약 5 g/㎡ 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 150 g/㎡ 정도를 포함하고, 어떤 용도에서는 미세섬유 각 100 g/㎡에 대하여 500 g/㎡ 정도를 포함한다.

본 발명의 붐에 포함된 미세섬유 마이크로웨브의 양은 0 중량% 내지 90 중량%, 바람직하게는 약 10 중량% 내지 50 중량%이다.

크림프된 벌크화 섬유 및/또는 수착제 입자 물질이 기본 미세섬유 스트림에 공급되는 경우에, 상기 물질은 공기의 교란에 의해 혼합되며, 섬유가 연속 붐을 형성하는 수집기(14 및 15)까지 계속된다. 좀더 상세히 살펴보면, 미세섬유 및 크림프된 벌크화 섬유 및/또는 수착제 입자 물질은 완전히 혼합되었음을 알 수 있다. 예를 들면, 웨브는 크림프된 필라멘트의 세단된 부분 또는 다중 말단화된 토우가 비분리된 경우 또는 크림프된 섬유가 미세섬유 스트림에 유입되기 앞서 서로 공모양으로 뭉치는 경우에 얻어질 수 있는 1 cm 이상의 직경을 갖는 다수의 크림프된섬유가 수집체인 크림프된 섬유의 덩어리가 웨브에 없다.

임의의 크림프된 벌크화 섬유 및/또는 수착제 입자 물질은 본 발명의 붐내에 선택적으로 적재될 수 있다. 크림프된 벌크화 섬유 및/또는 수착제 입자 물질이 붐에 전반적으로 적재된 경우에, 크림프된 벌크화 섬유 및/또는 수착제 입자 물질은 다이의 전 폭을 가로질러 미세섬유 스트림에 공급된다. 크림프된 벌크화 섬유 및/또는 수착제 입자 물질이 주로 붐의 내부에 존재하는 경우에, 크림프된 벌크화 섬유 및/또는 수착제 입자 물질은 섬유를 수집기의 유입면까지 제공하는 다이 부분에서 미세섬유 스트림에 공급된다. 크림프된 벌크화 섬유 및/또는 수착 입자 물질은 붐의 내부에 적재될 때 다이 폭의 약 20% 내지 90%로 공급되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 50% 내지 75%로 공급된다. 크림프된 벌크화 섬유 및/또는 수착제 입자 물질이 붐의 내부에 선택적으로 적재되는 이러한 종류의 구조에서, 블로운 미세섬유로만 형성된 붐의 외부는 수착제 입자 물질로 인한 먼지가 거의 없다.

붐이 증기 억제용으로 사용되는 경우에, 즉, 공기로부터 증기 또는 오염물질을 수착하는데 사용되는 경우에, 입자 물질은 특정 증기 또는 오염 물질을 제거하는데 널리 사용되는 종류의 흡착제 물질이다. 여과 또는 정제용 붐에 사용하는 통상적인 입자들은 예를 들면, 흡착, 화학 반응 또는 아말감법에 의해 유체로부터 성분을 제거하는 활성탄, 알루미나, 중탄산나트륨 및 은 입자들, 또는 해로운 성분의 전환을 촉매하는 흡칼리트 뿐만 아니라 점토 및 아세트산과 같은 산성 용액 또는 수산화나트륨 수용액 같은 알칼리성 용액으로 처리된 점토와 같은 특성 촉매제를 포함한다. 흡착제 입자의 평균 직경은 약 5 내지 3000 마이크로미터의 크기로 변화될 수 있다. 바람직한 입자의 평균 직경은 약 1500 마이크로미터 이하이다.

붐에 포함된 흡착제 입자의 양은 0 중량% 내지 90 중량%일 수 있으나, 바람직한 범위는 약 10 중량% 내지 50 중량%이다. 흡착제 입자 물질이 호퍼(23)로부터 계량 장치(24) 및 도관들(21 및 20)을 통해 미세섬유 스트림내에 유입될 수 있다.

하기의 실시예들은 본 발명을 더 상세히 설명하고자 예시한 것이며, 이들 실시예에 사용된 특정 물질 및 그들의 양 뿐만 아니라 조건 및 세부 사항에 의해 본 발명은 국한되지 않는다. 실시예에 있어서 모든 부 및 퍼센트는 특별한 언급이 없는 한 중량 단위이다. 모든 붐들은 다른 언급이 없는 한 제1도 및 제2도에 도시된 것과 유사한 장치를 사용하여 제조하였다.

오일 수착 테스트

개질된 ASTM 테스트 Method F726 9.1.3을 사용하여 오일 수착능을 측정하였다. 24 인치(61.5 cm) 길이의 붐 시료의 중량을 잰후, 바닥에 배수 스크린을 갖는 61 cm × 91 cm 트레이에 놓았다. 38℃에서 50∼60 SUS의 점도를 갖는 광물 오일을 붐이 잠기기에 충분한 깊이로 트레이에 첨가하였다. 상기 시료를 침지시켜 육안으로 보아 충분히 포화될 때까지의 시간을 기록하였다. 이어서 상기 시료가 포화될 때 까지의 경과 시간의 적어도 20%의 시간 동안 더 방치하였다. 방치한 후, 시료를 배수 스크린을 사용하여 트레이에서 떼어내고 30초 동안 배수시켰다. 붐 시료의 중량을 다시 잰후 시료내에 남아 있는 오일의 양을 측정하였다. 오일 수착은 건조 시료 중량당 시료에 남아 있는 오일의 양(g/g)이다. 바람직한 오일 수착능은 약 5 g/g 이상이고, 보다 바람직한 수착능은 10 g/g이다.

인장 강도

인스트론 코오포레이숀에서 시판하는 25.4 cm의 죠(jaw) 간격과 3.8 cm 폭의 죠 표면을 갖는 INSTRON 인장 시험기 모델 1123에 붐 시료를 배치하였다. 폭이 2.5 cm인 나일론 웨빙을 사용하여 테스트 시료의 말단 근처에서 12.7 cm 이격된 붐을 압박하고, 나일론 웨빙은 죠에 배치한다. 시료를 20 cm/분의 크로스헤드 속도로 테스트하였다. 피크 인장은 N/붐으로 기록하였다.

직물 강연도(stiffuness)

ASTM 테스트 Method D1388-64를 사용하여 직물 강연도를 측정하였고, 굽힘 길이로써 기록하였다.

유체 회수율

일반적으로 ASTM 테스트 Method F726 10.3.를 사용하여 유체 회수율을 측정하였다. 오일 수착능 테스트에서와 같이 붐 시료의 중량을 재고(WDRY), 포화시킨 다음, 배수하고 다시 중량을 재어(WSAT) 수착된 오일의 양을 계산한다. 이어서 시료를 롤러 타입의 탈수 맹글(레이크 시티 인더스트리스, 인코오포레이숀에서 시판하는 모델 76-3)에 넣고 탈수 맹글에 부착된 압력 조절 실린더에 의해 롤러 표면에 3.5 ㎏/㎠의 압력을 제공하여 시료로부터 미네랄 오일을 추출한다. 이어서, 추출된 시료의 무게를 잰다(WEXT). 이어서, 추출된 시료의 무게를 잰다(WEXT). 이어서, 회수율(%)를 하기 식을 사용하여 계산하였다:

1-〔(WEXT-WDRY)/(WSAT-WDRY)〕.

증기 수착-사염화탄소

100℃에서 4 시간 동안 예비 처리된 붐 시료의 중량을 재고, 1 L의 사염화탄소 위로 약 2 cm로 이격된 다공성 세라믹 판상에 있는 밀봉된 건조기에 넣었다. 24 시간 후, 붐을 건조기에서 꺼낸후 중량을 재었다. 규정 시간 간격으로 다시 붐의 무게를 재었다. 증가량은 붐 1 g당 사염화탄소 중량(g)으로 계산하였다.

실시예 1

실시예 1에 있어서, 웨브 공급원은 유효 섬유 직경이 8 마이크론인 폴리프로필렌(피나 오일 앤드 케미칼 컴패니에서 시판하는 FINA 등급 70MF) 미세섬유로 제조하였다. 상기 웨브의 기본 중량은 410 g/㎡이고, 고화율은 6.3%이었다. 웨브를 6.2 톱니/㎠의 리커인을 2650 rpm의 속도로 사용하여 개섬시켜 수착제 마이크로웨브 입자를 형성하였다. 수착제 마이크로웨브 입자를 폴리에스테르 스테이플섬유(이스트만 Type 431, 15 데니어, 3 크림프/cm, 이스트만 케미칼 프로덕츠, 인코오포레이티드에서 시판)와 혼합시켜 유효 섬유 직경이 8 마이크론인 미세섬유를 갖는 기본 폴리프로필렌(FINA 등급 70MF) 미세섬유 웨브에 공급하였다. 계면활성제〔10.3 중량%의 TRITON X-100(기본 웨브의 중량을 기준으로 함), 유니온 카바이드 코오포레이션에서 시판〕 및 염료〔0.5 중량%의 #1607-052-15M/Gray(기본 웨브의 중량을 기준으로 함), 스펙트럼 칼라스사에서 시판〕를 미국 특허 제 4,933,299호의 방법을 사용하여 기본 웨브에 첨가하였다. 제1도에 도시한 바와 같은 수집기 상에서 웨브를 수집하였다. 상부 벨트의 길이는 2.8 m이었고, 하부 벨트의 길이는 3.2 m이었다. 수집 지점에서 각 벨트의 벨트 반경은 3.8 cm이었다. 수집 지점에서 벨트간의 거리는 5 cm이었다. 압출량은 0.42 ㎏/시/cm이었고, 수집 거리(다이에서 수집기까지의 거리)는 0.48 m이었으며, 수집기 벨트의 표면 속도는 12 m/분이었고, 5.9 m/분의 속도로 붐을 제조하였다. 상기 붐은 53 중량%의 미세섬유 마이크로웨브, 4 중량%의 스테이플 섬유 및 43 중량% 의 미세섬유 기본 웨브를 포함하였다.

실시예 2 내지 6

실시예 2에서, 계면활성제 및 염료가 생략된 점을 제외하고는 실시예 1에서와 같이 수착 마이크로웨브 입자를 제조하였다. 수착제 마이크로웨브 입자를 폴리에스테르 스테이플 섬유(이스트만 Type 431)와 혼합시켜 유효 섬유 직경이 8 미크론인 미세섬유를 갖는 주요 폴리프로필렌(FINA 등급 70MF) 미세섬유 웨브에 공급하였다. 상기 수착제 마이크로웨브 입자 및 스테이플 섬유를 유입면상의 약 75%폭의 기본 웨브로 공급하였다. 실시예 1에서와 같이 수집기 상에서 웨브를 수집하였다. 붐을 3.2 m/분의 속도로 제조하였다. 상기 붐은 54 중량%의 미세섬유 마이크로웨브, 4 중량%의 스테이플 섬유 및 42 중량%의 미세섬유 기본 웨브를 포함하였다.

실시예 3에서, 붐이 4.8 m/분의 속도로 제조되고 구조적인 부재로서 포옴파이프 격리 장치(Type CL-75, 직경 1.9 cm, 두께 1.6 cm, 할스테드 인더스트리스사에서 시판)가 삽입된 점을 제외하고는 실시예 2에서와 같이 제조하였다.

실시예 4에서는, 붐이 4.4 m/분의 속도로 제조되었고, 구조적인 부재로서 폴리에틸렌 튜빙 장치(3.18 cm OD, 0.6 mm 벽 두께, Item NO:2400, 드레이니지 인더스트리스사에서 시판)가 삽입된 점을 제외하고는 실시예 2에서와 같이 붐을 제조하였다.

실시예 5에서는, 스테이플 섬유가 생략된 점을 제외하고는 실시예 2에서와같이 붐을 제조하였다. 상기 붐은 57 중량%의 미세섬유 마이크로웨브와 43 중량%의 미세섬유 기본 웨브를 포함하였다.

실시예 6에서는, 붐이 3.4 m/분의 속도로 제조되고, 상기 붐에 11 중량%의 스테이플 섬유, 47 중량%의 미세섬유 마이크로웨브 및 42 중량%의 미세섬유 기본 웨브이 포함되는 점을 제외하고는 실시예 2에서와 같이 붐을 제조하였다.

상기 붐들의 선 중량 및 직경을 측정하였으며 오일 수착능, 인장 강도 및 강연도 그리고 붐의 형성 속도를 측정하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.

상기 데이타로부터 알 수 있는 바와 같이, 스테이플 섬유의 양을 0% (실시예 5) 내지 4% (실시예 2) 내지 11% (실시예 6)로 증가시킴에 따라 수착능이 증가되었고 인장 강도는 감소되었다.

실시예 7 내지 10

실시예 7에서, 수집기가 제2a도에 도시한 바와 같은 한쌍의 드럼이었고, 스테이플 섬유는 유입면상의 약 75% 폭의 웨브로만 공급된 점을 제외하고는 실시예 2내지 6에서와 같이 붐을 제조하였다. 각 드럼의 반경은 20.3 cm이었으며 유입면상에서 2.5 cm, 유출면상에서 5 cm 이격되어 있다. 수집기는 유입면상의 다이에서 0.66 m, 유출면상의 다이에서 0.71 cm 만큼 이격되어 있으며, 생성 속도는 3.5 m/분이었다. 상기 붐은 50 중량%의 미세섬유 마이크로웨브, 5 중량%의 스테이플 섬유 및 45 중량%의 미세섬유 기본 웨브를 포함하였다.

실시예 8에서, 생성 속도가 8.9 m/분이며, 수집기 거리는 유입면에 대하여 0.69 m, 유출면에 대하여 0.74 m인 점을 제외하고는 실시예 7에서와 같이 붐을 제조하였다.

실시예 9에서, 기본 웨브에 스테이플 섬유 또는 미세섬유 마이크로웨브를 전혀 첨가하지 않고, 0.84 m/분의 속도로 제조한 점을 제외하고는 실시예 8에서와 같이 붐을 제조하였다.

실시예 10에서, 실시예 7에서와 같이 붐을 제조하되, 마이크로웨브 및 스테이플 섬유는 다이의 유입면의 약 75% 폭으로만 공급하였고, 4.4 m/분의 속도로 제조하였으며, 상기 붐은 50 중량%의 미세섬유 마이크로웨브, 5 중량%의 스테이플 섬유 및 45 중량%의 미세섬유 기본 웨브를 포함하였고, 상기 웨브는 2 개의 로프(편조 폴리프로필렌, 직경 0.64 cm, 크라우 로프 컴패니에서 시판) 둘레에서 형성되었다.

수집기 드럼의 표면 속도 및 붐의 형성 속도를 표 2에 나타내었다. 상기 붐의 선 중량 및 직경을 측정하였으며, 오일 수착능, 인장 강도 및 강연도를 측정하였다. 그 결과를 표 3에 나타내었다.

실시예 7 (마이크로웨브 및 스테이플 섬유 있음) 및 실시예 9(마이크로웨브 또는 스테이플 섬유가 없음)와 비교하여, 기본 웨브에 마이크로웨브 및 스테이플 섬유를 첨가하면 수착능이 증가하고 굽힘 길이 및 인장 강도는 감소된다는 것을 알수 있다.

실시예 11

마이크로웨브 및 스테이플 섬유를 다이 스트림의 중앙 50%로 공급하고, 붐 형성 속도를 56 회전/분으로 하였으며, 5.3 m/분의 속도로 제조한 점을 제외하고는 실시예 1에서와 같이 붐을 제조하였다. 상기 붐은 45 중량%의 미세섬유 마이크로웨브, 13 중량%의 스테이플 섬유 및 42 중량%의 미세섬유 기본 웨브를 포함하였다. 상기 붐의 직경은 6.8 cm이었고, 중량은 335 g/m이었다. 상기 붐의 오일 수착능은 13.4 g/g이었고, 인장 강도는 196 N/붐이었다, 상기 붐의 오일 회수율은 85.7%이었다.

실시예 12

유효 섬유 직경이 8 마이크론인 18,6 중량%의 폴리프로필렌(FINA 등급 70MF) 미세섬유와 81.4 중량%의 코코넛 활성탄(Type RFM-C, 칼곤 카본 코오포레이션사에서 시판)로 웨브 공급원을 제조하였다. 웨브 공급원을 실시예 1에서와 같이 개섬시켜 수착제 입자 마이크로웨브를 형성하였다. 수착제 입자 마이크로웨브 및 폴리에스테르 스테이플 섬유(이스트만 Type 431)를 8 마이크론의 유효 섬유 직경을 갖는 기본 폴리프로필렌 미세섬유에 공급하였다. 수착제 입자 마이크로웨브는 중앙에서 약 50% 폭의 다이 스트림으로만 공급하였고, 스테이플 섬유는 유입면상의 약 75% 폭의 다이 스트림으로만 공급하였다. 압출 속도는 0.42 ㎏/시/cm이었다. 유입면에서 0.69 m 및 유출면에서 0.74 m의 수집 거리에서 실시예 7에서와 같이 웨브를 수집하였다. 드럼 상부의 표면 속도는 23.2 m/분이었고, 드럼 하부의 표면 속도는 26.8 m/분이었으며, 붐 형성 속도는 35.4 회전/분이었고, 3.5 m/분의 속도로 제조하였다. 상기 붐은 516 g/m의 선 중량을 가졌으며, 53,9 중량%의 수착제 입자 마이크로웨브, 4.3 중량%의 스테이플 섬유 및 41.8 중량%의 미세섬유 기본 웨브를 포함하였다.

상기 붐에 대하여 사염화탄소의 증기 수착능을 테스트하였다. 비교용으로,활성탄을 전혀 함유하지 않은 실시예 8의 붐에 대하여 사염화탄소의 증기 수착능을 테스트하였다. 그 결과를 표 4에 나타내었다.

표 4의 데이타에서 알 수 있는 바와 같이, 활성탄을 함유하는 붐이 우수한 증기 수착능을 나타내었다.

실시예 13 및 14

실시예 13 및 14에서, 45 중량%의 미세섬유 마이크로웨브, 10 중량%의 폴리에스테르 스테이플 섬유 및 45 중량%의 기본 웨브를 사용하여 실시예 7 내지 10에서와 같이 붐을 제조하였다. 압출 속도는 0.42 ㎏/시/cm이었으며, 제조 속도는 실시예 13에서는 3.5 m/분이었고, 실시예 14에서는 3.6 m/분이었다. 수집 드럼은 다이의 유입면으로부터 0.66 m 거리에 있으며, 실시예 13에서는 다이의 유출면으로부터 0.71 m 및 실시예 14에서는 0.79 m 거리에 있었다. 실시예 13 및 14 각각에 있어서, 드럼 상부의 표면 속도는 23.2 m/분이었고, 드럼 하부의 표면 속도는 13.8 m/분이었으며, 붐 형성 속도는 28.3 회전/분이었다. 선 중량, 직경, 수착능 및 인장 강도를 측정하였으며 그 결과를 표 5에 나타내었다.

표 5의 데이타에서 알 수 있는 바와 같이, 유출면에 대하여 수집기의 거리가 감소함에 따라 수착능은 증가하였다.

실시예 15

실시예 15에 있어서, 웨브 공급원을 유효 섬유 직경이 8 마이크론인 폴리프로필렌(FINA 등급 70MF, 피나 오일 애니칼 컴패니에서 시판) 미세섬유로 제조하였다. 상기 웨브는 기본 중량이 410 g/㎡이고, 고화율은 6.3%이었다. 웨브를 2650 rpm의 속도로 6.2 톱니/㎠의 리커인을 사용하여 개섬시켜 수착제 마이크로 웨브 입자를 형성하였다. 수착제 마이크로웨브 입자를 폴리에스테르 스테이플 섬유 (CELANESE Type 295, 15 데니어, 3.7 크림프/cm, 훽스트 파이버 인더스트리스에서 시판)와 혼합하여 8 마이크론의 유효 섬유 직경을 갖는 기본 폴리프로필렌(FINA 등급 100 MF) 미세섬유 웨브에 공급하였다. 제2d도에 도시한 바와 같은 수집기상에서 상기 웨브를 수집하였다. 성형 표면은 곡선 표면을 갖는 길이 1.14 m의 천공된 스크린이었다. 곡선의 깊이는 0.15 m이었으며 개구부의 높이는 0.36 m이었다. 압출량은 0.42 ㎏/시/cm이었고 수집 거리(다이로부터 수집기까지의 거리)는 유입면에 대하여 0.69 m 및 유출면에 대하여 0.74 m이었다. 2.9 m/붐의 속도로 상기 붐을 제조하였으며, 상기 붐의 성형 속도는 제2d도의 회전 닙 롤(36)에서 분당 56 회전이었다. 상기 붐은 39 중량%의 미세섬유 마이크로웨브, 17 중량%의 스테이플 섬유 및 44 중량%의 미세섬유 기본 웨브를 포함하였다. 마이크로웨브 및 스테이플 섬유는 다이 스트림의 중앙 75%로만 첨가하였다, 직경은 11.2 cm이었고, 선 중량은 577 g/m이었으며, 오일 수착능은 11.8 g/g이었고, 인장 강도는 748 N/붐이었으며, 강연도는 46 cm 굽힘 길이이었다.

본 발명의 목적 및 범위를 벗어남이 없이도 본 발명을 다양하게 변형 및 변경할 수 있음은 당업자들에게는 자명할 것이며, 예시 목적으로 본 명세서에 의해 제시된 내용에 의해 본 발명은 제한되지 않는다.

제1도는 본 발명을 실시하는데 유용한 장치의 측면도이다.

제2a도는 본 발명을 실시하는데 유용한 장치의 부분 투시도이다.

제2b도는 본 발명에 사용하는 대체 수집기의 투시도이다.

제2c도는 본 발명에 사용하는 대체 수집기의 투시도이다.

제2d도는 본 발명에 사용하는 대체 수집기의 투시도이다.

제3도는 본 발명에 따라 제조된 미세섬유상 수착 물품의 투시도이다.

제4도는 본 발명의 안정화 부재를 갖는 미세섬유상 수착 물품의 투시도이다.

Claims

a) 섬유 형성 다이에서 다이의 표면을 따라 배열된 다수의 오리피스로부터 용융된 열가소성 섬유 형성 중합체를 압출시키는 단계,

b) 고온 공기 스트림에서 섬유를 가늘게 만들어 미세섬유의 섬유 스트림을 형성하는 단계, 및

c) 상기 다이로부터 거의 평행하고 등거리에 배열되어 있어서 섬유가 나선형으로 감긴 미세섬유상 수착물품을 형성하도록 하는 성형 표면을 갖는 수집기상에서 상기 미세섬유를 수집하는 단계로서, 상기 미세섬유상 수착물품은 상기 성형 표면에 의해 그 외면이 지지되고, 상기 다이에 거의 평행한 상기 성형 표면을 가로질러 인출되는 단계를 포함하는 미세섬유상 수착 물품을 제조하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 성형 표면은 두개의 회전하는 수집기 표면을 포함하는 제조 방법.
제2항에 있어서, 상기 수집기 표면은 0.5 내지 10 cm 이격되어 있는 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 성형 표면은 다이로부터 0.3 내지 1 m 이격되어 있는 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 수집기는 상기 성형 표면의 하방에 회전 닙 롤을 추가로 포함하여 붐의 나선 형성을 향상시키는 제조 방법.
제1항에 있어서, 크림프된 벌크화 섬유가 상기 섬유 스트림에 공급되는 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 물품은 안정화 부재 둘레에 형성되는 제조 방법.
제1항에 있어서, 수착제 미립자 물질이 섬유 스트림내로 공급되는 제조 방법.