KR20030074618A - 본디드 섬유 재료의 재생 방법 및 그 제조된 합성 섬유 및섬유 유사 재료 - Google Patents

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Abstract

액체 중에서의 현탁에 적합한 크기를 갖는 본디드 섬유 재료의 조각을 제공하는 단계; 본디드 섬유 재료의 이산 조각을 액체 중에 현탁시키는 단계; 이산 조각의 액체 현탁액에 기계적 작업을 가하여 본디드 섬유 재료를 섬유 및 섬유 유사 성분으로 수압식 단편화시키기에 충분한 수압 및 기계적 전단 응력 조건을 생성시키는 단계; 및 실질적으로 각개의 섬유 및 섬유 유사 성분들을 액체로부터 분리시키는 단계를 포함하는, 본디드 섬유 재료의 재생 방법에 관한 것이다. 이 방법을 사용하여, 본디드 섬유 재료가 액체 중에 현탁되는 동안에 본디드 섬유 재료로부터 실 엘레멘트를 분리시키는 수압식 파손에 의해 생성되는 1 이상의 불규칙한 뒤틀림을 갖는 합성 재료로 이루어진 1 이상의 실 엘레멘트를 갖는 재생 합성 섬유 및 섬유 유사 재료를 제조한다.

Description

본디드 섬유 재료의 재생 방법 및 그 제조된 합성 섬유 및 섬유 유사 재료{METHOD OF RECYCLING BONDED FIBROUS MATERIALS AND SYNTHETIC FIBERS AND FIBER-LIKE MATERIALS PRODUCED THEREOF}
전적으로 천연 섬유(예를 들면, 동물성 또는 식물성 섬유) 및(또는) 셀룰로스계 섬유(예를 들면, 펄프 섬유)로 제조된 종이 및 직물 재료는 재생되는 경우가 많다. 이들을 섬유 또는 섬유 유사 재료로 분해시킨 다음 재료를 개질하여 종이 및 종이 유사 제품을 제공하는 이들 재료의 재생 기술이 개발되어 왔다. 천연 섬유 직물 및(또는) 종이를 펄프화 작업에 의해 물 중에 분산시켜 개별 섬유들의 슬러리를 생성한다. 섬유를 클리닝시키고(거나) 처리하여 잉크, 접착제 또는 다른 오염물질들을 제거할 수 있다. 처리된 섬유는 습식 레잉된 웹으로 성형되기 전에 추가로 정제되고(거나) 분별될 수 있다. 종래의 재생 작업에서는, 합성 재료가 오염물질로 간주되어 제거되는 것이 보통이다. 합성 재료는 합성 또는 제조된 섬유 및(또는) 필라멘트의 형태로 또는 접착제, 결합제 등의 형태로 존재할 수 있다.
부분적으로 또는 전적으로 합성 또는 제조된 섬유로 이루어진 직물 및 부직물은 천연 및(또는) 셀룰로스계 섬유를 재생시키는데 맞춰진 종래의 방법의 경우에문제점들을 발생시켰다. 또한, 접착제, 결합제 및(또는) 기계적 엉킴, 예를 들면 수압식 엉킴을 이용하는 고강도 천연 및(또는) 셀룰로스계 섬유 기재 직물도 또한 종래의 재생 방법에 문제점을 제공한다.
이들 타입의 직물은 펄프화 작업과 같은 습식 공정에서 개별 섬유로 분산시키는 것이 일반적으로 어렵거나 또는 불가능하다. 이것은 직물이 열 또는 접착제 결합에 의해 연결된 합성 섬유들로 이루어진 경우에 특히 두드러진다. 몇몇 경우, 섬유 또는 필라멘트 "로우프"가 형성될 수 있다. 합성 재료가 열가소성일 경우, 재료를 붕괴시키거나 또는 세단시키는데 사용된 방법들로부터의 기계적 작업이 재료를 사용할 수 없는 글로브(glob) 및 클럼프(clump)로 용융시킬 수 있는 충분한 열을 발생시킬 수 있다.
일반적으로 말하자면, 합성 재료 또는 합성 및 천연 재료들을 함유하는 복합체로 이루어진 직물은 2가지 방법들 중의 하나를 이용하여 재생된다. 제1 방법에서는, 전적으로 합성 열가소성 재료로 이루어진 직물을 클리닝시키고, 용융시킨 다음, 스테이플 섬유, 연속 필라멘트 또는 필름으로 압출 또는 성형시킨다. 직물이 합성 열가소성 재료 및 천연(또는 비-열가소성 합성) 재료를 함유하는 복합체인 경우, 천연(또는 비-열가소성 합성) 재료는 추가로 가공처리되기 전에 열가소성 재료로부터 분리되어야 한다. 복합체의 성분들 사이의 열, 기계적 및(또는) 접착제 결합이 분리를 어렵게 만들기 때문에 이것은 종종 실행불가능하다. 비록 분리가 가능하더라도, 이 방법은 다수개의 가공처리 단계를 요하고 재료를 용융 및 개질시키는 데 에너지가 필요하다. 생성된 섬유, 필라멘트 또는 필름이 재생 재료를 함유할 수 있지만, 섬유, 필라멘트 또는 필름은 재생 중합체 공급물로부터 "제조된" 또는 "압출된" 것으로 특성화될 수 있다.
제2 방법은 직물을 보다 작은 조각, 예를 들면 섬유 다발, 실 및(또는) 개별 섬유로 기계적으로 붕괴시키는 것을 포함한다. 이것은 보통 건조 재료의 기계적 인렬 및 세단에 의해 달성된다. 예를 들면, 국제 특허 출원 제PCT/SE95/00938호는, 건조 부직물 및 직물 폐기물을 기계적으로 세단시키는 것이 알려져 있으며 합성 및 천연 섬유들을 모두 함유하는 건조 혼합 폐기물이 사용될 수 있다고 설명한다. PCT/SE95/00938에 따르면, 세단 및 인렬 기술의 중요한 특징은 인렬 또는 세단 작업이 종종 불완전하여, 재생 섬유가 부분적으로는 "플록(flock)" 또는 섬유 다발로 특성화될 수 있는 원 직물의 이산된 작은조각의 형태로 존재하게 된다는 것이다. 이들 플록은 상기 플록을 함유하는 웹에 천 유사 외관을 부여하는 불균일성을 제공하는 것으로 설명된다.
직물의 작은조각 및 플록은 후속되는 작업에서, 예를 들면 습식-레잉 방법, 에어-레잉 방법, 수압식 엉킴 방법 또는 다른 웹-성형 방법에서 가공처리하기 어렵다. 이들 불균일성의 존재는 재생 섬유의 가치를 떨어뜨릴 수 있을 뿐만 아니라, 재생 섬유로 제조된 직물 또는 웹의 외관, 강도, 균일성 및 다른 바람직한 특성을 열화시킬 수 있다. 스크리닝 또는 다른 기술에 의한 불균일성의 제거는 섬유 회수 효율을 감소시킨다. 섬유 다발 또는 플록을 5 밀리미터 미만의 길이를 갖는 섬유 또는 섬유 유사 재료로 감소시키는 추가의 건식 기계적 초핑(chopping), 세단, 인렬, 가아닛(garnetting) 또는 픽킹(picking) 작업이 실행불가능할 수 있다. 또한,추가의 기계적 작업은 열의 형태로 매우 많은 에너지를 전달하여 건조 재료가 사용할 수 없는 클럼프로 용융될 수 있고, 애초에 재료의 재생에 의해 제공되는 환경적인 또는 경제적인 이점을 감소시키거나 또는 제거할 수 있다.
이전의 기술들이 열가소성 재료를 재가공처리용 중합체 공급물로 재생시키려는 사람들 뿐만 아니라, 건조 폐 직물을 보다 작은 조각으로 기계적으로 인렬시키거나 또는 세단시키려는 사람들에게 중요할 수 있지만, 이들이 기존의 수많은 요구들을 충족시키지는 못하였다. 예를 들면, 이전의 기술들은 직물 또는 부직물로부터 섬유 및(또는) 필라멘트를 실질적으로 단리시키거나 또는 개별화시키는 습식 공정에 대한 요구를 충족시키지 못하였다. 다른 예로서, 이전의 기술들은 열 결합되고, 접착제 결합되고(거나), 기계적으로 엉킨 직물, 예를 들면 직물 및 부직 웹으로부터 사용가능한 섬유 및 섬유 유사 재료를 제조하는 습식 공정에 대한 요구를 충족시키지 못하였다.
이전의 기술들은 직물을 예를 들면 5 밀리미터 미만의 길이와 같은 셀룰로스계 펄프 및 짧은 천연 섬유와 유사한 치수를 갖는 개별화 섬유 및(또는) 필라멘트로 전환시키는 습식 공정에 대한 요구를 충족시키지 못하였다. 예를 들면, 이전의 기술들은 직물을 예를 들면 5 밀리미터 미만의 길이와 같은 종래의 셀룰로스계 펄프 및 짧은 천연 섬유와 유사한 치수를 갖는 개별화 섬유 및(또는) 필라멘트로 전환시키는 공정에 대한 요구를 충족시키지 못하였다.
균일한 시트 또는 웹으로 쉽게 가공처리될 수 있는 저렴한 재생 섬유 또는 섬유 유사 재료를 여전히 필요로 한다. 예를 들면, 종래의 습식 성형 또는 건식성형 기술을 이용하여 균일한 시트 또는 웹으로 가공처리될 수 있는 저렴한 재생 섬유 또는 섬유 유사 재료를 필요로 한다. 또한, 적어도 저렴한 재생 섬유 또는 섬유 유사 재료의 일부분을 포함할 수 있는 균일한 시트 또는 웹을 필요로 한다.
물, 수용액 또는 오일 중에서 그의 중량의 수 배를 신속하게 흡수할 수 있는 고강도 시트 또는 와이퍼도 또한 필요로 한다. 저렴한 재생 섬유 또는 섬유 유사 재료를 함유하고 물, 수용액 또는 오일 중에서 그의 중량의 수 배를 신속하게 흡수할 수 있는 시트 또는 와이퍼에 대한 요구도 있다. 저렴한 재생 섬유 또는 섬유 유사 재료를 함유하고 와이퍼로서 또는 흡수 제품의 유체 분포층 및(또는) 흡수 성분으로서 사용될 수 있는 시트 또는 와이퍼에 대한 요구가 존재한다. 고품질의 미사용 목재 섬유 펄프 및(또는) 신규의 합성 섬유 또는 필라멘트를 재생 섬유 또는 섬유 유사 재료로 대체시키면서도 여전히 와이퍼로서 또는 흡수 제품의 유체 분포층 및(또는) 흡수 성분으로서 사용될 수 있는 제품을 제공하는 것이 경제적으로 및 환경적으로 모두 바람직하기 때문에, 이들 요구사항들을 만족시키는 것이 중요하다.
<발명의 요약>
상기한 문제점들은 본디드 섬유 재료의 재생 방법에 관한 본 발명에 의해 처리되었다. 본 발명의 방법은 (a) 액체 중에서의 현탁에 적합한 크기를 갖는 본디드 섬유 재료의 조각을 제공하는 단계; (b) 본디드 섬유 재료의 이산 조각을 액체 중에 현탁시키는 단계; (c) 이산 조각의 액체 현탁액에 기계적 작업을 가하여 본디드 섬유 재료를 섬유 및 섬유 유사 성분으로 수압식 단편화시키기에 충분한 수압및 기계적 전단 응력 조건을 생성시키는 단계; 및 (d) 실질적으로 각개의 섬유 및 섬유 유사 성분들을 액체로부터 분리시키는 단계를 포함한다.
일반적으로 말하자면, 본디드 섬유 재료의 조각은 약 10 내지 약 350 밀리미터 범위의 길이 및 약 3 내지 약 70 밀리미터 범위의 폭을 가질 수 있다. 보다 바람직하게는, 조각은 약 10 내지 약 100 밀리미터 범위의 길이 및 약 3 내지 약 20 밀리미터 범위의 폭을 가질 수 있다. 중요한 것은, 조각이 물과 같은 액체 중에 현탁될 수 있는 크기를 가져야 한다는 것이다. 수용액, 용매, 유화액 등도 또한 사용될 수 있다.
본 발명의 한 면에서, 본디드 섬유 재료의 이산 조각을 제공하는 단계는 큰 직물, 천, 웹 등, 또는 이 직물, 천, 웹 등의 큰 세그먼트 또는 스크랩(scrap)과 같은 단일의 본디드 섬유 재료의 크기를 액체 중에서의 현탁에 적합한 이산 조각으로 감소시키는 공정 작업을 포함한다. 이 작업은, 예를 들면 기계적 세단, 기계적 재단, 기계적 인렬, 기계적 분쇄, 워터 젯 재단, 레이저 재단, 가아닛 및 이들의 병용과 같은 종래의 작업일 수 있다.
본 발명의 다른 면에서, 기계적 작업이 회전 롤 상에 장착된 블레이드 및 고정판 상에 장착된 블레이드의 조합을 이용하여 액체 현탁액에 인가되어 매우 높은 수압 및 기계적 전단 응력을 갖는 영역을 생성시킬 수 있다. 이러한 조합은 높은 수준의 섬유 대 금속 상호작용을 제공하는 조건 하에서 섬유 길이를 조절하기 충분한 에너지를 현탁액에 공급할 수 있는, 비이터(beater) 및 정쇄기와 같은 섬유 슬러리 가공처리용 장치 중에서 발견할 수 있다.
블레이드는 회전 블레이드의 회전 방향 또는 평면에 대하여 1 이상의 차원의 각으로 정렬될 수 있는 고정판 상에 장착될 수 있다. 예를 들면, 고정 블레이드는 이들이 회전 블레이드의 회전 방향 또는 평면에 대하여 약 5도 내지 70도 사이의 각으로 있도록 장착될 수 있다. 바람직하게는, 고정 블레이드는 이들이 약 15도 내지 55도 사이의 각으로 있도록 장착될 수 있다. 보다 바람직하게는, 고정 블레이드는 이들이 약 40도 내지 50도 사이의 각으로 있도록 장착될 수 있다. 더욱 더 바람직하게는, 블레이드는 이들이 약 45도의 각으로 있도록 장착될 수 있다.
본 발명에 따르면, 이 방법은 기계적 작업이 다단계로 현탁액에 인가되도록 셋업될 수 있다. 예를 들면, 기계적 작업을, 본디드 섬유 재료의 조각을 습윤시켜 본디드 재료로부터 섬유 및 섬유 유사 성분들의 적어도 일부분을 분리시키기에 충분한 수압 및 기계적 전단 응력을 생성시키는 조건 하에서의 제1 단계를 이용하여 현탁액에 가할 수 있다. 이어서 추가의 기계적 작업을, 본디드 섬유 재료, 섬유 및 섬유 유사 성분들을 실질적으로 각개의 섬유 및 섬유 유사 성분들로 파단시키기에 충분한 수압 및 기계적 전단 응력 조건을 생성시키는 조건 하에서의 제2 단계를 이용하여 가할 수 있다.
본 발명의 한 면에서, 제1 단계 동안 최근접점에서 회전 블레이드와 고정 블레이드 사이의 간격은 약 20 밀리미터 내지 약 100 밀리미터 사이이다. 이 간격은 제2 단계 동안에는 약 1 밀리미터(또는 금속 대 금속 접촉없이 가능한 한 가깝게) 내지 약 20 밀리미터 사이이다. 바람직하게는, 최근접점에서 회전 블레이드와 고정 블레이드 사이의 간격이 제1 단계 동안에는 약 20 밀리미터 내지 약 50 밀리미터 사이이고, 제2 단계 동안에는 약 1 밀리미터 내지 약 10 밀리미터 사이이다.
현탁액의 컨시스턴시, 회전 롤 및 블레이드의 회전 속도, 블레이드의 치수, 회전 롤에 대한 중량 및(또는) 압력 부하가 이 간격을 조절하기 위하여 조절될 수 있는 변수이다.
본 발명에 따르면, 액체 현탁액에 인가된 기계적 작업의 대략적인 양은 수압 및 전단 응력 조건을 생성시키는 성분에 운동을 제공하는 모터가 끌어들이는 전류를 측정하여 구하였을 때, 본디드 섬유 재료 1 건조 톤 당 약 3 마력-일(24시간)보다 클 수 있다. 이 값은 4 마력-일/톤보다 클 수 있고, 심지어는 6 이상일 수 있다. 몇몇 경우 또는 몇몇 조건 하에서는 기계적 작업의 대략적인 양이 건조 본디드 섬유 재료 1 건조 톤 당 3 마력 미만일 수 있다.
본 발명의 방법은 직물, 편직물, 부직 웹 및 이들의 조합으로부터 선택된 본디드 섬유 재료를 사용하여 실행된다. 일반적으로 말하자면, 이들 부직 웹은 열 결합되거나, 접착제 결합되거나, 기계적으로 엉키거나, 용매 결합되거나, 수압식으로 엉키거나, 이들이 병행된 웹이다.
본디드 섬유 재료는 합성 섬유 재료, 천연 섬유 재료 및 이들의 조합으로 이루어질 수 있다. 합성 섬유 재료는 열가소성 섬유 및 필라멘트를 포함할 수 있다.
본 발명의 한 면에 따라, 본디드 섬유 재료는 비교적 균일한 길이 분포를 갖는 실질적으로 각개의 섬유 및 섬유 유사 성분으로 재생될 수 있다. 예를 들면, 섬유 및 섬유 유사 재료가 약 7 밀리미터에 걸치는 길이 분포를 가질 수 있다. 바람직하게는, 섬유 및 섬유 유사 재료는 약 5 밀리미터에 걸치는 길이 분포를 가질수 있다. 섬유 및 섬유 유사 재료가 5 밀리미터 미만, 예를 들면 2 내지 4 밀리미터에 걸치는 길이 분포를 가질 수 있다.
본 발명은 본디드 섬유 재료가 액체 중에 현탁되는 동안에 본디드 섬유 재료로부터 실 엘레멘트를 분리시키는 수압식 파쇄에 의해 생성되는 1 이상의 불규칙한 뒤틀림을 갖는 합성 재료로 이루어진 1 이상의 실 엘레멘트를 갖는 재생 합성 섬유 및 섬유 유사 재료를 포함한다.
실 엘레멘트는 약 1 밀리미터 내지 약 15 밀리미터 범위의 길이를 가질 수 있다. 예를 들면, 실 엘레멘트는 약 1.5 밀리미터 내지 약 10 밀리미터 범위의 길이를 가질 수 있다. 다른 예로서, 실 엘레멘트는 약 2 밀리미터 내지 약 5 밀리미터 범위의 길이를 가질 수 있다. 실 엘레멘트는 100 마이크로미터 미만의 직경을 가질 수 있다. 예를 들면, 실 엘레멘트는 30 마이크로미터 미만의 직경을 가질 수 있다.
본 발명의 한 면에 따르면, 불규칙한 뒤틀림은 실 엘레멘트 중의 굴곡부, 실 엘레멘트의 편평형 세그먼트, 실 엘레멘트의 확장된 세그먼트 및 이들의 조합 형태일 수 있다.
일반적으로 말하자면, 불규칙한 뒤틀림은 재생 재료의 실 엘레멘트가, 본디드 섬유 재료로부터 분리되는 실 엘레멘트의 수압식 파손 전에 본디드 섬유 재료 중의 실 엘레멘트보다 큰 표면적을 갖게 한다. 예를 들면, 재생 실 엘레멘트의 표면적은 적어도 약 5% 더 크다.
본 발명의 한 실시태양에서, 재생 합성 섬유 및 섬유 유사 재료는 합성 열가소성 재료인 합성 재료일 수 있다. 예를 들면, 합성 열가소성 재료는 폴리올레핀, 예를 들면 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 이들의 혼합물일 수 있다. 합성 열가소성 재료는 다성분 섬유, 필라멘트, 스트랜드 등의 형태일 수 있고, 다양한 횡단면 형태, 엽(lobe) 또는 다른 모양을 갖는 섬유 및(또는) 필라멘트를 포함할 수 있다.
본 발명은 상기한 재생 합성 섬유 및 섬유 유사 재료를 포함하는 부직 섬유 웹을 포함한다. 이 웹은 습식 성형 또는 습식 레잉, 건식 성형, 에어-레잉, 발포 성형, 및 이들의 조합과 같은 각종 웹 성형 방법을 이용하여 성형될 수 있다.
부직 섬유 웹은 비-재생 천연 섬유 재료, 비-재생 천연 합성 재료, 재생 천연 섬유 재료, 입상 재료 및 이들의 혼합물을 추가로 포함할 수 있다.
<정의>
본 명세서에서 사용된 용어 "기계 방향"은 스펀본드 웹, 멜트블로운 섬유 웹 및 종이를 포함하지만 이들로 제한되지는 않는 부직 웹의 성형 동안에 섬유들이 퇴적되는 성형 표면의 이동 방향을 말한다.
본 명세서에서 사용된 용어 "횡 기계 방향"은 상기 정의한 기계 방향에 수직인 방향을 말한다.
본 명세서에서 사용된 용어 "펄프"는 목질 및 비목질 식물과 같은 천연원으로부터 얻은 섬유를 말한다. 목질 식물의 예로는 낙엽수 및 침엽수를 들 수 있다. 비목질 식물의 예로는 면, 아마, 아프리카나래새, 유액을 분비하는 식물, 짚, 황마, 삼 및 사탕수수의 설탕 짜낸 찌끼를 들 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어 "평균 섬유 직경"은 현미경 기술을 이용한 측정에 의해 구한 섬유, 섬유 다발 및(또는) 섬유 유사 재료의 평균 길이를 말한다. 섬유를 물 중에 현탁시키도록 준비된 현미경 슬라이드 상에 셋업시킨다. 현탁된 섬유에 착색 염료를 첨가하여 셀룰로스 함유 섬유를 착색시켜 이들을 합성 섬유와 구별 또는 분리될 수 있도록 한다. 슬라이드를 피셔 스테레오마스터(Fisher Stereomaster) II 현미경 S19642/S19643 시리즈 하에 위치시킨다. 0-20 밀 스케일을 사용하여 20배의 선형 배율로 샘플 중의 20개의 섬유의 측정을 행하여, 평균 길이, 최소 및 최대 길이, 및 편차 또는 변동 계수를 계산한다. 몇몇 경우, 평균 섬유 길이는 예를 들면, 핀란드 카자아니 소재의 카자아니 오이 일렉트로닉스 (Kajaani Oy Electronics)로부터 입수할 수 있는 카자아니 섬유 분석기 모델 No. FS-200과 같은 장치에 의해 측정된 섬유(예를 들면 섬유, 섬유 다발, 섬유 유사 재료)의 평가 평균 길이이게 된다. 표준 시험 방법에 따르면, 샘플을 해리액으로 처리하여 섬유 다발 또는 파편이 존재하지 않도록 한다. 각 샘플을 뜨거운 물 내로 붕해시키고, 약 0.001% 용액으로 희석시킨다. 표준 카자아니 섬유 분석 시험 방법을 사용하여 시험할 때 개별 시험 샘플은 묽은 용액으로부터 약 50 내지 100 ml 분량으로 인출한다. 칭량된 평균 섬유 길이는 대수 평균, 길이 평가 평균 또는 중량 평가 평균이고, 하기 수학식으로 나타낼 수 있다:
상기 식 중,
k = 최대 섬유 길이
xi= 섬유 길이
ni= 길이 xi를 갖는 섬유의 수
n = 측정된 섬유의 총 수
카자아니 섬유 분석기로 측정된 평균 섬유 길이 데이타의 한 특징은 상이한 타입의 섬유들 사이에서 차이를 나타내지 않는다는 것이다. 따라서, 평균 길이는 샘플 중의 상이한 타입들이 있다면 그 모든 섬유들의 길이를 기준으로 한 평균을 나타낸다.
본 명세서에서 사용될 때, 용어 "스펀본디드 필라멘트"란 용융 열가소성 재료가 방사구의 다수의 미세한, 일반적으로 원형인 모관으로부터 필라멘트로서 압출되고, 그후에 압출된 필라멘트의 직경이 예를 들면 연역식 연신 또는 다른 공지되어 있는 스펀본딩 메카니즘에 의해 급격하게 감소되도록 형성되는 작은 직경의 연속 필라멘트를 말한다. 스펀본디드 부직 웹의 제조 방법은 예를 들면, 아펠(Appel) 등의 미국 특허 제4,340,563호 및 도쉬너(Dorschner) 등의 미국 특허 제3,692,618호와 같은 특허에 예시되어 있다. 이들 특허의 내용은 본 명세서에서 참고문헌으로 인용된다.
본 명세서에서 사용될 때 용어 "멜트블로운 섬유"란 용융된 열가소성 재료를 다수개의 미세한, 일반적으로 원형인 다이 모관을 통해, 용융된 열가소성 재료의 필라멘트를 섬세화(纖細化)시켜 그의 직경을 감소시켜 미세섬유 직경이 될 수 있게 하는 고속 가스(예를 들면, 공기) 스트림 내로 용융사 또는 필라멘트로서 압출시킴으로써 제조된 섬유를 의미한다. 그후에, 멜트블로운 섬유는 고속 가스 스트림에 의해 운반되고 수집 표면 상에 침적되어 불규칙하게 분산된 멜트블로운 섬유의 웹을 형성한다. 이 방법은 예를 들면, 본 명세서에서 참고문헌으로 인용하고 있는 부틴(Butin)의 미국 특허 제3,849,241호에 설명되어 있다.
본 명세서에서 사용될 때 용어 "미세섬유"란 약 100 미크론 이하의 평균 직경을 갖는, 예를 들면 약 0.5 미크론 내지 약 50 미크론의 직경을 갖는 작은 직경 섬유를 의미하며, 보다 구체적으로 미세섬유는 약 4 미크론 내지 약 40 미크론의 평균 직경을 가질 수 있다.
본 명세서에서 사용될 때 용어 "열가소성 재료"는 열에 노출될 때 연화되고 실온으로 냉각될 때 일반적으로 그의 연화되지 않은 상태로 돌아가는 고 중합체를 말한다. 이러한 거동을 나타내는 천연 물질은 생고무 및 많은 왁스이다. 다른 예시적인 열가소성 재료로는 폴리비닐 클로라이드, 몇몇 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리플루오로카본, 폴리올레핀, 몇몇 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리비닐 알콜, 카프롤락탐, 에틸렌과 1종 이상의 비닐 단량체의 공중합체(예를 들면, 폴리(에틸렌 비닐 아세테이트)), 에틸렌 및 n-부틸 아크릴레이트의 공중합체(예를 들면, 에틸렌 n-부틸 아크릴레이트), 및 아크릴계 수지를 제한없이 들 수 있다.
본 명세서에서 사용될 때 용어 "열가소성 재료"는 상기 "열가소성 재료"의 정의 내에 속하지 않는 임의의 재료를 말한다.
본 발명은 재생 기술 및 상기 기술을 이용하여 제조된 재료에 관한 것이다.
도 1은 본디드 섬유 재료의 예시적인 세단 방법을 나타내는 개략도이다.
도 2는 본디드 섬유 재료의 세단 조각의 예시적인 수압식 단편화 방법을 나타내는 개략도이다.
도 2A는 도 2에 나타낸 예시적인 방법의 세부도이다.
도 3은 예시적인 재생 합성 섬유를 상세하게 보여주는 현미경사진이다.
도 4는 예시적인 미사용 합성 스테이플 섬유를 상세하게 보여주는 현미경사진이다.
도 5는 예시적인 재생 합성 섬유를 상세하게 보여주는 현미경사진이다.
도 6은 예시적인 재생 합성 섬유를 상세하게 보여주는 현미경사진이다.
도 7은 예시적인 재생 합성 섬유를 상세하게 보여주는 현미경사진이다.
도 8은 예시적인 재생 합성 섬유를 상세하게 보여주는 현미경사진이다.
도 9는 예시적인 미사용 합성 스테이플 섬유를 상세하게 보여주는 현미경사진이다.
도 10은 다수개의 예시적인 재생 합성 섬유를 상세하게 보여주는 현미경사진이다.
도 11은 예시적인 재생 합성 섬유를 상세하게 보여주는 현미경사진이다.
도 12는 예시적인 재생 합성 섬유를 상세하게 보여주는 현미경사진이다.
도 13은 예시적인 재생 합성 섬유를 상세하게 보여주는 현미경사진이다.
도 14는 예시적인 재생 합성 섬유를 상세하게 보여주는 현미경사진이다.
본 발명은 본디드 섬유 재료를 실질적으로 각개의 섬유 및 섬유 유사 재료로재생하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 합성 섬유를 포함하는 본디드 섬유 재료를 이용하여 실행될 수 있다. 본 발명의 방법은 예를 들면 직물, 편직물, 부직 웹 및 이들의 혼합물을 사용하여 실행될 수 있다. 일반적으로 말하자면, 부직 웹 형태의 본디드 섬유 재료는 열 결합되거나, 접착제 결합되거나, 기계적으로 엉키거나, 용매 결합되거나, 수압식으로 엉키거나, 및(또는) 상기 기술이 병행된 웹이다.
본디드 섬유 재료는 합성 섬유 재료, 천연 섬유 재료 및 이들의 혼합물로 이루어질 수 있다. 합성 섬유 재료는 열가소성 섬유 및 필라멘트를 포함할 수 있다.
본 발명의 방법은 (a) 액체 중에서의 현탁에 적합한 크기를 갖는 본디드 섬유 재료의 조각을 제공하는 단계; (b) 본디드 섬유 재료의 이산 조각을 액체 중에 현탁시키는 단계; (c) 이산 조각의 액체 현탁액에 기계적 작업을 인가하여 본디드 섬유 재료를 섬유 및 섬유 유사 성분으로 수압식 단편화시키기에 충분한 수압 및 기계적 전단 응력 조건을 생성시키는 단계; 및 (d) 실질적으로 각개의 섬유 및 섬유 유사 성분들을 액체로부터 분리시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 따라, 본디드 섬유 재료의 이산 조각을 제공하는 단계는 예를 들면 기계적 세단, 기계적 재단(cutting), 기계적 인렬, 기계적 분쇄, 워터 젯 재단, 레이저 재단, 가아닛 및 이들의 병용과 같은 종래의 작업 형태일 수 있다.
이제 도 1을 살펴보면, 예시적인 세단 작업(10)이 나타나 있다. 세단 기계는 일련의 나이프 블레이드(14)를 갖는 나이프 롤(12)을 포함한다. 롤(12)은 일반적으로 그들과 관련된 화살표 방향으로 회전한다. 나이프 블레이드(14)는 바람직하게는 나이프 블레이드(14)가 고정 나이프(16)와 접촉하게 될 때 "가위 절단" 작용을 생성시키도록 롤의 중심선에 대하여 일정 각 또는 경사각으로 장착된다. 프레스 롤(18)이 재료를 공급하는 벨트 컨베이어(20)와 함께 사용될 수 있다. 컨베이어(20) 및 나이프 롤(12)의 속도는 작업에 의해 생성되는 조각의 크기를 독립적으로 조절하도록 설정될 수 있다. 물론, 다른 타입의 세단 장치가 사용될 수 있다. 예를 들면, 본디드 섬유 재료를 쪼개고 찢는 톱니 또는 송곳을 이용하는 "베어-클로우(bear-claw)" 타입 슈레더(shredder)가 만족스럽다.
일반적으로 말하자면, 본디드 섬유 재료의 조각은 약 10 내지 약 350 밀리미터 범위의 길이 및 약 3 내지 약 70 밀리미터 범위의 폭을 가질 수 있다. 중요한 것은, 조각이 물과 같은 액체 중에 현탁될 수 있는 크기를 가져야 한다는 것이다. 액체는 몇몇 경우에, 수용액일 수 있으며, 계면활성제, 처리제, 염료, 가성알칼리, 용매, 유화액 등과 같은 첨가제들도 포함할 수 있다.
본 발명에 따라, 기계적 작업은 본디드 섬유 재료의 조각들을 유용한 유리 섬유 및 섬유 다발 또는 섬유 유사 재료로 단편화, 파단, 파열, 또는 붕해시키기에 충분한 수압 및 전단 응력 조건을 생성시키는 수준으로 액체 현탁액에 인가된다. 일반적으로 말하면, 세단 재료를 재생 섬유로 전환시키는데 사용된 공정 조건은 종래의 펄프화 작업에서의 조건보다 더 공격적이고 엄격하다. 이들 조건은 세단 조각을 증가하는 높은 수압 및 높은 기계적 전단 응력을 갖는 대역을 통과시키는 것을 포함한다.
예로서, 보통의 펄프화 작업은 대표적으로는 재료 1 건조 톤 당 약 3 마력-일(24시간) 미만을 사용한다. 본 발명의 실시태양은 훨씬 더 많은 에너지 유입량을 이용할 수 있다. 예를 들면 본 발명의 방법은 본디드 섬유 재료로부터 유용한 유리 섬유 및 섬유 다발들을 분리시키기 위하여 35% 더 많은 에너지; 50% 더 많은 에너지, 또는 그 이상을 이용하여 실행될 수 있다.
본 발명자들이 특정 작동 이론에 고정되지는 않지만, 수압 및 전단 응력의 조합이 재료를 유리 섬유 및 섬유 다발로 붕괴시키는 것으로 생각된다. 또한 유리 섬유의 함량 및 다발의 평균 크기는 압력 및 기계적 응력을 변화시킴으로써 조절될 수 있을 것으로 생각된다. 일반적으로 이러한 높은 수준의 기계적 작용 또는 일은, 공정 중의 물/액체가 유리 섬유 및 섬유 유사 재료가 본디드 섬유 재료로부터 분리될 때 발생된 열을 흡수하기 때문에 본디드 섬유 재료의 합성 성분들의 상당한 열화를 일으키지 않고서(예를 들면 합성 열가소성 재료의 용융없이) 가능한 것으로 생각된다.
일반적으로 말하자면, 종래의 비이팅(beating) 및(또는) 정련 장치를 사용하여 셀룰로스 섬유를 개질시키는 데 사용하여 수화 및 피브릴화의 제지 특성을 나타내도록 한다. 본 발명에 따르면, 종래의 비이터 및(또는) 정련기는 본디드 섬유 재료를 유리 섬유, 섬유 다발 및 섬유 유사 재료로 단편화 및 파손시키기에 충분한 수압 및 전단 응력 조건을 제공하기 위하여 비종래적인 방식으로 배치되거나 또는 작업될 수 있다.
예시적인 비이터 장치는 벨로이트 존즈, 이.디. 존즈, 밸리 앤드 노블 앤드 우드(Beloit Jones, E.D. Jones, Valley, and Noble & Wood)와 같은 제조업체로부터 입수할 수 있다. 이제 도면들 중의 도 2 및 2A를 살펴보면, 본 발명의 실행에 사용될 수 있는 예시적인 홀랜더(Hollander)-타입 비이터 장치(30)가 나타나 있다. 비이터는 중앙 벽(34)이 있는 타원형 배트(32) 및 평판 또는 고정판(42) 상에 장착된 제2 세트의 블레이드(40)를 지나 이동되는 블레이드 또는 베인(38)이 구비된 실린더 롤(36)을 포함한다. 블레이드(40)는 이들이 회전 블레이드(38)의 회전 방향 또는 평면 "R"에 대하여 1개 이상의 치수를 갖는 각으로 정렬될 수 있도록 고정판 상에 장착될 수 있다. 예를 들면, 고정 블레이드(40)는 이들이 회전 블레이드(38)의 회전 방향 또는 평면 "R"에 대하여 약 5도 내지 70도 사이의 각으로 있도록 장착될 수 있다. 다른 예로서, 고정 블레이드는 약 15 내지 55도 사이, 약 40 내지 50도 사이, 또는 약 45도의 각으로 있도록 장착될 수 있다.
본디드 섬유 재료의 액체 현탁액을 비이터 장치 내로 도입시킨다. 별법으로 및(또는) 추가로, 본디드 섬유 재료 조각이 비이터 배트 중의 액체로 직접 도입될 수 있다. 다양한 비율의 본디드 섬유 재료 및 물이 사용될 수 있고, 적절한 비율은 당 업계의 통상의 숙련인에 의해 결정될 수 있다.
작업 동안, 실린더 롤(36)은 고정판 상에 장착된 블레이드(40)와 블레이드 또는 베인(38) 사이에 충분한 수압 및 전단 응력이 발생되도록 회전한다. 한 예시적인 실린더 롤은 72 인치의 직경, 72 인치의 폭, 각각 72 인치의 길이와 서로 1/2 인치 이격되어 있는 192개의 블레이드를 갖는다. 이러한 롤은 약 16톤의 무게를 가졌다. 일반적으로 말하자면, 회전 속도는 일정하고, 변화되는 변수는 롤 상의 압력 또는 하중이다. 롤은, 0 psi의 게이지 압력 눈금이 본디드 섬유 재료가 롤바로 아래에 장착된 고정 블레이드와 회전 롤의 하부의 블레이드 사이에 존재하는 갭을 통해 교출(squeeze)될 때 본디드 섬유 재료의 조각 및 섬유에 의해 생성되는 압력을 방해하는 롤의 중량 부분이 거의 또는 전혀 없는(∼0 톤) 것과 일치하도록 장착된다. 50 psi의 게이지 압력 눈금은 본디드 섬유 재료가 롤 바로 아래에 장착된 고정 블레이드와 회전 롤의 하부의 블레이드 사이의 갭을 통해 교출될 때 본디드 섬유 재료의 조각 및 섬유에 의해 생성되는 압력을 방해하는 롤의 중량의 약 1/2(∼8 톤)에 해당된다. 100 psi의 게이지 압력 눈금은 본디드 섬유 재료가 롤 바로 아래에 장착된 고정 블레이드와 회전 롤의 하부의 블레이드 사이에 존재하는 갭을 통해 교출될 때 본디드 섬유 재료의 조각 및 섬유에 의해 생성되는 압력을 방해하는 롤의 거의 전체 중량(∼16 톤)에 해당된다.
회전 속도, 배트(vat) 중의 현탁액의 컨시스턴시 및 회전 블레이드 또는 베인(38)과 고정 블레이드(40) 사이의 간격도 또한 유리 섬유, 섬유 다발 및 섬유 유사 입자의 길이를 절단하거나 또는 조절하는 "금속 대 섬유" 상호작용을 향상시키는 조건으로 조절된다. 용어 "금속 대 섬유" 상호작용은 긴 섬유를 절단시키거나, 재단시키거나 또는 파괴시키기에 충분한 수압 및 기계적 전단 응력의 조건 하에서 일어날 수 있는 본디드 섬유 재료와 고정 및(또는) 회전 블레이드 사이의 접촉을 설명하는데 사용된다. 본 발명에 따르면, 이 상호작용은 현탁액 중에 존재할 수 있는 펄프 또는 단섬유의 길이 및(또는) 자유도에 물질적으로 영향을 미치거나 또는 저하시키지 않고서 긴 섬유를 절단하도록 조절되어야 한다. 예를 들면, 종래보다 낮은 컨시스턴시, 보다 큰 블레이드 치수, 회전 블레이드와 고정 블레이드 사이의 보다 가까운 허용량 및(또는) 보다 높은 회전 속도를 이용하는 작업 장치가 "금속 대 섬유" 상호작용을 향상시킬 수 있다. 일반적으로 말하자면, 본 발명은 주로 "섬유 대 섬유" 상호작용을 이용하는 대신에, 현탁된 섬유 상에 작용하는 많은 수의 작업 연부를 제공하는 장치 및(또는) 작업 조건을 이용한다.
본 발명의 방법은 본디드 섬유 재료를 비교적 낮은 평균 길이 및 비교적 균일한 평균 길이 분포를 갖는 각개의 섬유 및 섬유 유사 성분들로 재생시키는 기술을 제공한다.
본 발명의 방법이 넓은 범위의 길이를 갖는 섬유, 섬유 다발 및 섬유 유사 재료를 제공하도록 작업될 수 있지만, 약 7 밀리미터 이하에 걸치는 평균 길이 분포를 갖는 섬유 및 섬유 유사 재료를 생성시키는 데에도 또한 사용될 수 있다.
길이를 조절하는 것 외에, 일부 "금속 대 섬유" 상호작용은 본디드 섬유 재료의 합성 성분들의 변형 및 뒤틀림을 생성시킬 수 있다. 몇몇 변형 및 뒤틀림은 본디드 섬유 재료의 수압식 단편화에 의해 생성될 수 있으며, 나머지도 섬유 및(또는) 필라멘트의 인렬, 슬라이싱 및 파괴에 의해 생성될 수 있다.
이제 도 3, 5-8, 및 10-14를 살펴보면, 본디드 섬유 재료가 액체 중에 현탁되는 동안에 본디드 섬유 재료로부터 분리되는 실 엘레멘트의 수압식 파손에 의해 야기된 1종 이상의 불규칙한 뒤틀림을 갖는 합성 재료로 이루어진 1개 이상의 실 엘레멘트를 갖는 다양한 예시적인 재생 합성 섬유, 섬유 다발 및(또는) 섬유 유사 재료가 나타나 있다.
실 엘레멘트는 약 1 밀리미터 내지 약 15 밀리미터 범위의 길이를 가질 수있다. 예를 들면 실 엘레멘트는 약 1.5 내지 약 10 밀리미터 범위의 길이를 가질 수 있다. 다른 예로서, 실 엘레멘트는 약 2 내지 약 5 밀리미터 범위의 길이를 가질 수 있다. 실 엘레멘트는 100 마이크로미터 미만의 치수를 가질 수 있다. 예를 들면, 실 엘레멘트는 30 마이크로미터 미만의 치수를 가질 수 있다. 일반적으로 말하면, 이들 치수는 특정의 다양한 상업적으로 입수할 수 있는 펄프와 유사하고, 시판되는 펄프와 용이하게 블렌딩될 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시태양에서, 실 엘레멘트는 10 미크론 미만의 치수를 가질 수 있고, 심지어는 1 미크론 미만일 수 있다.
본 발명의 한 일면에 따르면, 불규칙한 뒤틀림은 실 엘레멘트 중의 굴곡부, 실 엘레멘트의 편평형 세그먼트, 실 엘레멘트의 확장된 세그먼트 및 이들의 혼합물 형태일 수 있다.
일반적으로 말하면, 불규칙한 뒤틀림은 재생된 재료의 실 엘레멘트가 본디드 섬유 재료로부터 분리되는 실 엘레멘트의 수압식 파손 전에 본디드 섬유 재료 중의 실 엘레멘트보다 큰 표면적을 갖도록 한다. 예를 들면, 재생 실 엘레멘트의 표면적이 적어도 약 5% 더 클 수 있다.
도 3은 예시적인 재생 합성 섬유를 상세하게 보여주는 현미경사진(대략 500배 선형 배율)이다. 열 점 결합된 연속 폴리프로필렌 필라멘트 웹 및 연속 필라멘트 웹과 수압식으로 엉킨 펄프 섬유를 함유하는 복합 구조체로부터 재생 섬유를 회수하였다. 현미경사진의 중앙에서 볼 수 있는 섬유는 필라멘트 중의 굴곡부 및 비교적 편평형 세그먼트를 갖는 폴리프로필렌 실 엘레멘트이다. 이들 뒤틀림의 적어도 일부분은 본디드 섬유 재료(즉, 복합 구조체)로부터 실 엘레멘트의 수압식 파괴에 의해 야기되거나 또는 노출된다. 실 엘레멘트를 둘러싸고 있는 재료는 셀룰로스 펄프이다.
도 4는 종래의 본디드 카디드 웹 구조체 중에 나타나는 종래의 폴리프로필렌 스테이플 섬유를 나타내는 현미경사진(대략 500배 선형 배율)이다. 도 3의 실 엘레멘트와는 대조적으로, 이들 섬유는 불규칙한 뒤틀림이 비교적 없는 것으로 보인다. 섬유는 비교적 평활한 표면, 균일한 직경을 갖고, 도 3에 나타낸 실 엘레멘트 중에서 두드러진 트위스트, 굴곡부 및 다른 불규칙한 뒤틀림이 없다.
도 5는 도 3에 나타낸 실 엘레멘트와 동일한 타입의 복합 구조체로부터 회수한 예시적인 재생 합성 섬유를 상세하게 보여주는 현미경사진(대략 120배 선형 배율)이다. 현미경 사진의 중앙 구역 전체에 걸쳐 볼 수 있는 섬유는 루프 및 굴곡부, 뿐만 아니라 비교적 편평형 세그먼트를 나타내는 폴리프로필렌 실 엘레멘트이다. 이들 뒤틀림의 적어도 일부분은 본디드 섬유 재료(즉, 복합 구조체)로부터 실 엘레멘트의 수압식 파손에 의해 생성되거나 또는 노출된다. 실 엘레멘트를 둘러싸고 있는 재료는 셀룰로스 펄프이다.
도 6은 도 3에 나타낸 실 엘레멘트와 동일한 타입의 복합 구조체로부터 회수한 예시적인 재생 합성 섬유를 상세하게 보여주는 현미경사진(대략 120배 선형 배율)이다. 현미경 사진의 중앙에서 볼 수 있는 섬유는 폴리프로필렌 실 엘레멘트이다. 현미경사진 중의 화살표는 실 엘레멘트 중의 날카로운 굴곡부를 가리킨다.
도 7은 도 3에 나타낸 실 엘레멘트와 동일한 타입의 복합 구조체로부터 회수한 예시적인 재생 합성 섬유를 상세하게 보여주는 현미경사진(대략 500배 선형 배율)이다. 현미경 사진의 중앙에서 볼 수 있는 섬유는 굴곡부 뿐만 아니라 거칠은 세그먼트를 나타내는 폴리프로필렌 실 엘레멘트이다.
도 8은 도 3에 나타낸 실 엘레멘트와 동일한 타입의 복합 구조체로부터 회수한 예시적인 재생 합성 섬유를 상세하게 보여주는 현미경사진(대략 500배 선형 배율)이다. 현미경 사진의 중앙 전체에 걸쳐 볼 수 있는 섬유는 편평하고 확대된 섬유의 절단 단부를 보여주는 폴리프로필렌 실 엘레멘트이다.
도 9는 종래의 폴리프로필렌 스테이플 섬유를 상세하게 나타내는 현미경사진 (대략 500배 선형 배율)이다. 도 8의 실 엘레멘트와는 대조적으로, 이 섬유는 불규칙한 뒤틀림이 비교적 없는 것으로 보이고, 확대 또는 다른 뒤틀림없이 깨끗하게 절단된 것으로 보이는 단부를 갖는다.
도 10은 도 3에 나타낸 실 엘레멘트와 동일한 타입의 복합 구조체로부터 회수한 2개의 예시적인 재생 합성 섬유를 상세하게 보여주는 현미경사진(대략 250배 선형 배율)이다. 현미경 사진의 중앙에 걸쳐 및 하부 부분 근처에서 볼 수 있는 섬유는 굴곡부, 뿐만 아니라 거칠은 세그먼트를 나타내는 폴리프로필렌 실 엘레멘트이다.
도 11은 예시적인 재생 합성 섬유를 상세하게 보여주는 현미경사진(대략 500배 선형 배율)이다. 폴리프로필렌 멜트블로운 섬유들의 열 점 결합된 웹을 함유하는 킴텍스(Kimtex)(등록상표) 브랜드 와이퍼로부터 재생 섬유를 회수하였다. 현미경 사진의 중앙에서 볼 수 있는 비교적 미세한 멜트블로운 섬유는 굴곡부, 트위스트, 엉킴 및 비교적 편평형 세그먼트를 갖는 폴리프로필렌 실 엘레멘트이다. 이들 뒤틀림의 적어도 일부분은 본디드 섬유 재료(즉, 킴텍스(등록상표) 와이퍼)로부터 실 엘레멘트의 수압식 파손에 의해 야기되거나 또는 노출된다. 실 엘레멘트를 둘러싸고 있는 재료는 셀룰로스 펄프이다.
도 12는 도 11에 나타낸 실 엘레멘트와 동일한 타입의 재료로부터 회수한 예시적인 재생 합성 섬유를 상세하게 보여주는 현미경사진(대략 100배 선형 배율)이다. 대략 길이 500 마이크로미터의 결합 점은 현미경 사진의 중앙에서 볼 수 있다. 섬유는 굴곡부, 트위스트, 엉킴 및 비교적 편평형 세그먼트를 갖는 폴리프로필렌 실 엘레멘트 형태로 결합 점의 연부로부터 바깥쪽으로 방사상으로 펼쳐진다. 이들 뒤틀림의 적어도 일부분은 본디드 섬유 재료로부터 실 엘레멘트의 수압식 파손에 의해 야기되거나 또는 노출된다. 실 엘레멘트의 배경 중의 재료들 중의 일부는 셀룰로스 펄프이다.
도 13은 도 11에 나타낸 실 엘레멘트와 동일한 타입의 재료로부터 회수한 예시적인 재생 합성 섬유를 상세하게 보여주는 현미경사진(대략 500배 선형 배율)이다. 폭이 대략 40 마이크로미터인 보다 큰 섬유 유사 재료 또는 섬유 다발은 현미경 사진의 중앙에서 볼 수 있다. 섬유는 굴곡부, 트위스트, 엉킴 및 비교적 편평형 세그먼트를 갖는 폴리프로필렌 실 엘레멘트 형태로 섬유 유사 재료 또는 섬유 다발의 연부로부터 바깥쪽으로 둘러싸고 방사상으로 펼쳐진다. 이들 뒤틀림의 적어도 일부분은 본디드 섬유 재료로부터 실 엘레멘트의 수압식 파손에 의해 야기되거나 또는 노출된다. 실 엘레멘트 근처의 보다 큰 섬유 재료는 셀룰로스 펄프 섬유이다.
도 14는 도 11에 나타낸 실 엘레멘트와 동일한 타입의 재료로부터 회수한 예시적인 재생 합성 섬유를 상세하게 보여주는 현미경사진(대략 500배 선형 배율)이다. 굴곡부, 트위스트, 엉킴 및 비교적 편평형 세그먼트를 갖는 폴리프로필렌 실 엘레멘트 형태의 재생 섬유 및 셀룰로스 펄프의 믹스가 나타나 있다.
본 발명의 방법의 한 실시태양에서는, 기계적 작업이 다수개의 단계로 본디드 섬유 재료의 재단 또는 세단 조각들의 현탁액에 인가될 수 있다. 예로서, 기계적 작업을, 본디드 섬유 재료의 조각들을 습윤시켜 결합된 재료로부터 섬유 및 섬유 유사 성분들의 적어도 일부분을 분리시키는 조건 하에서 홀랜더-타입 비이터 또는 유사 장치를 이용하여 본디드 섬유 재료의 조각의 현탁액에 인가할 수 있다. 몇몇 경우, 천연 및 합성 섬유들 및(또는) 매우 짧은 및 매우 긴 섬유들(예를 들면, 펄프 섬유 및 연속 합성 필라멘트)의 믹스를 함유하는 본디드 섬유 재료가 1개 이상의 초기 처리 단계에서 부분적으로 또는 실질적으로 분리될 수 있다.
상기 처리 후, 짧은 및 긴 섬유/필라멘트 스트림이 분리될 수 있다. 홀랜더-타입 비이터를 사용하여 처리의 제1 단계 또는 단계들을 수행하는 경우, 회전 블레이드 및 고정 블레이드 사이의 갭 또는 간격은 "섬유 대 섬유" 또는 섬유 재료 대 섬유 재료" 상호작용을 오히려 "금속 대 섬유" 상호작용보다 향상시킬 수 있을 정도로 충분히 클 수 있다. 예로서, 종래의 조건 하에서는 회전 블레이드와 고정 블레이드 사이의 간격이 약 20 밀리미터 내지 약 100 밀리미터 사이일 수 있다. 다른 변수, 예를 들면 현탁액의 컨시스턴시, 비이터 롤 회전 속도 및(또는)비이터 롤에 인가된 압력 하중도 또한 제1 단계(또는 단계들)에서의 처리를 향상시키도록 조절될 수 있다.
제2 단계에서는, 추가의 기계적 작업을, 본디드 섬유 재료, 섬유 및 섬유 유사 성분들을 실질적으로 각개의 섬유 및 섬유 유사 성분들로 파단시키기에 충분한 수압 및 기계적 전단 응력 조건을 생성시키는 조건 하에서 인가할 수 있다. 홀랜더-타입 비이터를 사용하여 처리의 제2 단계(또는 제2 단계들)을 수행하는 경우, 회전 블레이드 및 고정 블레이드 사이의 갭 또는 간격은 바람직하게는 현탁액 중에 존재할 수 있는 펄프 또는 단섬유의 길이 및(또는) 자유도에 물질적으로 영향을 미치거나 또는 저하시키지 않고서 긴 섬유(즉, 긴 합성 섬유)를 절단, 재단 또는 파괴시키는 수압 및 기계적 전단 응력 조건 하에서 일어날 수 있는 "금속 대 섬유" 또는 "금속 대 섬유 재료" 상호작용을 향상시킬 수 있을 정도로 충분히 작게 된다. 예로서, 간격은 약 1 밀리미터(또는 "금속 대 금속" 접촉 없이 가능한 한 가깝게) 내지 약 20 밀리미터 사이일 수 있다. 다른 변수, 예를 들면 현탁액의 컨시스턴시, 비이터 롤 회전 속도 및(또는) 비이터 롤에 인가된 압력 하중도 또한 제2 단계(또는 단계들)에서의 처리를 향상시키도록 조절될 수 있다.
본 발명에 따르면, 액체 현탁액에 인가되는 기계적 작업의 양은 건조 본디드 섬유 재료 1 톤 당 약 3 마력-일(24시)보다 크다. 이 값은 바람직하게는 6 마력-일/톤보다 클 수 있고, 많은 예시적인 재료의 경우 10 내지 약 15의 범위일 수 있다.
액체 현탁액을 처리하고 본디드 섬유 재료를 유리 섬유, 섬유 다발 및 섬유유사 재료로 수압식으로 단편화시킨 후에, 이들 재료를 이어서 웹 성형 공정의 공급 스트림 내로 도입시키거나, 또는 이들을 나중의 사용을 위하여 습식 랩핑(lapping)시키거나, 또는 건식 성형 공정을 위해 건조시킬 수 있다. 섬유 스트림을 스크리닝시켜 큰 조각, 플록 등을 제거할 수 있다.
일반적으로 말하자면, 합성 섬유를 함유하는 결합된 스크랩 또는 폐 재료들은 증가된 표면적을 가질 수 있고 조절된 섬유 길이를 갖도록 가공처리될 수 있는 유리 섬유, 및 섬유 유사 재료로 재생될 수 있다. 본 발명에 따른 재생 섬유는 습식 성형 방법에서 보다 양호한 보류성을 제공하고, 충분한 양으로 섬유 웹 내에 혼입될 때에는 기계적 특성 및 흡수성을 개선시킬 수 있다. 또한, 재생 고 표면적 섬유는 미사용 합성 스테이플 섬유에 비하여 상당한 비용적 이점을 제공한다. 이전에 섬유 그물구조로 성형된 재료를 사용하고, 이어서 이들을 상기한 바와 같이 파열시키면 일반적으로 증가된 표면적을 갖는 섬유 및 섬유 유사 재료가 생성된다. 이 표면적은 그물구조를 상기한 각종 현미경사진에 나타낸 바와 같은 결합 점, 굴곡부, 트위스트, 커얼, 섬유의 개방층 및 편평한 영역을 여전히 갖는 작은 세그먼트로 파괴시킴으로써 생겨난다.
또한, 파열 공정 동안에 생성된 동일한 기계적인 일에 의해 섬유 길이가 조절된다. 섬유의 길이를 조절하는 것은 이들이 많은 웹 성형 방법, 예를 들면 습식 성형, 건식 성형, 발포 성형에 사용될 수 있게 만든다. 예를 들면, 합성 섬유 길이를 목재 펄프 섬유의 길이로 조절함으로써, 재생 재료를 공급물의 취급 또는 가공적성에 영향을 미치지 않고서 미사용 목재 펄프 공급물 내로 재도입시킬 수 있다.
실시예 1
본 실시예는 천연 섬유 및 합성 필라멘트를 함유하는, 결합되고 엉킨 복합 재료의 재생에 관한 것이다. 미국 조지아주 로스웰 소재의 킴벌리-클라크 코포레이션(Kimberly-Clark Corporation)으로부터 상품명 워크호스(Workhorse)(등록상표) 및 하이드로니트(Hydroknit)(등록상표) 신속 흡수 재료 하에 입수할 수 있는, 미사용 목재 펄프 및 본디드 합성 폴리프로필렌 필라멘트의 연속 웹(약 20 중량%)(즉, 스펀본드 연속 필라멘트 웹)을 함유하는 수압식으로 엉킨 복합 재료를 길이 약 10 내지 350 mm 및 폭 3-70 mm 범위의 조각들로 세단시켰다. 복합체는 약 80 중량% 및 약 20 중량%의 폴리프로필렌 필라멘트를 함유하였다. 재료를 인디애나주 이스트 시카고 소재의 이스트 시카고 머신 툴 캄파니(East Chicago Machine Tool Company)로부터 입수할 수 있는 슈레더를 이용하여 세단시켰다. 조각을 미국 메사추세츠주 피츠필드 소재의 이.디. 존스 앤드 선즈(E.D. Jones & Sons)가 제조한 종래의 홀랜더-타입 공업용 비이터로 이동시켰다. 비이터는 45도 대각선 받침판이 구비된 "넘버 3 존스 비이팅 유닛(Number 3 Jones Beating Unit)"이었다. 비이터는 도 2A에 나타낸 바와 같이 롤 상에 일반적으로 정렬된 블레이드 또는 베인을 갖는 회전 롤을 가졌다. 블레이드 또는 베인은 폭 약 1/4 인치(∼6 mm) 폭, 높이 약 1/2 인치(∼12 내지 13 mm)이었다. 이들은 회전 방향 또는 평면에 수직인 롤의 외부 상에서 약 1/2 인치(∼12 내지 13 mm) 이격되어 있다. 고정판이 회전 롤 바로아래에 장착되어 있으며, 폭 약 1/8 인치(∼3 mm) 폭, 높이 약 1/4 인치(∼6 mm), 약 3/8 인치(∼9 내지 10 mm) 이격되어 있는 블레이드 또는 "나이프"가 구비되어 있다. 이들은 도 2A에 나타낸 바와 같이 회전 방향 또는 평면에 45도의 각으로 정렬되었다.
세단 재료에 물을 첨가하고 수압 및 전단 응력을 홀랜더=타입 비이터 중에서 2 단계로 재료에 인가하였다. 수압 및 전단 응력은 롤이 회전할 때 롤 상의 하중을 조절함으로써 조절되었다. 이러한 특정 배열에서, 수압 및 전단 응력은 비이터 롤이 회전하고 그의 부착된 블레이드 또는 베인이 액체 및 습윤 재료가 회전 방향 또는 평면에 대각선으로 장착된 블레이드를 갖는 고정판을 향하게 될 때 생성된 "패들 휠(paddle wheel)" 타입 펌핑 작용에 의해 생성된다. 일반적으로 말하자면, 회전 롤에 인가되는 하중이 보다 클수록 회전 롤과 고정판 사이의 간격이 보다 적다. 이것은 보다 큰 양의 수압 및 전단 응력에 대응한다.
제1 단계 동안, 회전 롤에 대한 압력 또는 하중은 10분 동안 0 파운드/평방 인치(psi)이었다. 본질적으로, 하중을 인가하지 않고, 회전 롤의 "패들 휠" 작용이 현탁액 중의 조각을 고정판 상에 블레이드와 회전 롤의 블레이드 사이의 약 1 cm 이상의 갭을 통해 교출시켰다. 일반적으로 말하면, 제1 단계를 사용하여 세단 재료를 습윤시키고, 천연 섬유를 합성 섬유로부터 분리시켰다. 컨시스턴시를 약 3.3%이도록 조절하였다(현탁액 중의 공기 또는 오븐 건조 섬유 재료의 중량%).
제2 단계 동안, 최근접 접촉점에서 또는 그 근처에서 고정 불레이드와 회전 롤 상의 이동 블레이드 사이에 매우 높은 수압 및 전단 응력을 갖는 작은 대역을형성하도록 조건을 조절하였다. 이들 작은 대역은 세단 본디드 섬유 재료 상에 미세파열(micro-bursting) 작용을 야기시켜 수압식 단편화 및(또는) 타격 분리시키고, 생성되는 합성 섬유 길이를 감소시키는 것으로 생각된다. 또한, 수압식 단편화 및 "금속 대 섬유" 또는 "금속 대 결합됨 섬유 재료" 접촉은 보다 긴 합성 필라멘트의 길이를 변화시켜, 현탁액 중에 존재할 수 있는 펄프 섬유의 길이 또는 자유도를 물질적으로 저하시키지 않고서 약 0.8 내지 약 3.5 mm 범위의 천연(즉, 펄프) 섬유와 동일한 길이를 갖게 한다.
제2 단계에서는, 회전 롤에 대한 게이지 상의 압력을 50 psi로 증가시키고, 회전 롤과 고정판 사이의 간격을 1 내지 10 mm로 감소시키면, 16톤 롤(∼8톤)의 중량의 약 1/2이 조각들이 롤과 고정판 사이의 갭을 통해 압착될 때 조각에 의해 생성되는 압력을 방해하는데 이용될 수 있다. 이들 조건을 50분 동안 유지시켰다.
처리 후, 유리 섬유, 섬유 다발 및 섬유 유사 재료를 현탁액으로부터 분리시켰다. 샘플을 현미경으로 관찰하여 천연 또는 펄프 섬유를 합성 섬유로부터 분리하여 별도로 측정하였다. 이 실시예에서는, 평균 섬유 길이를 앞에서 설명한 바와 같이, 즉 20개의 합성 섬유 및 20개의 펄프 섬유의 무작위 샘플을 손으로 분리시키고, 현미경을 사용하여 개별 섬유의 길이를 측정한 다음, 평균 길이를 계산하여, 구하였다. 생성된 재생 섬유 및 섬유 유사 재료는 하기 특징들을 가졌다:
- 합성 섬유의 평균 길이는 목재 펄프 섬유와 대략 동일한 길이였다. 합성 섬유의 평균 길이는 3.78 mm이었다. 샘플 중의 개별 섬유의 길이는 1.65 내지 5.33 mm 범위이었다. 가공처리 전에, 합성 섬유는 초기에 적어도 5.33 mm를 훨씬초과하는 길이 또는 불확정 길이를 갖는 실질적으로 연속 폴리프로필렌 필라멘트이었다. 펄프 성분에 대한 평균 섬유 길이는 2.7 mm이었다. 샘플 중의 개별 펄프 섬유의 길이는 1.35 내지 3.81 mm 범위이었다. 카자아니 FS-200 섬유 분석기로 측정한 측정치는 0.76 mm의 대수 평균 길이; 1.72 mm의 길이 평가 평균 길이; 및 2.40 mm의 중량 평가 평균 길이를 나타냈다.
- 목재 펄프 섬유 자유도는 약간의 감소(약 10% - 약 860 mL로부터 약 760 mL로)를 나타내어, 어느 정도의 추가의 표면적이 복합체의 목재 펄프 섬유 성분 상에 나타났음을 보여준다. 그러나, 섬유 길이는 영향을 받지 않았다.
- 합성 섬유는 나머지 섬유 결합 면적, 크로스오버 및 편평한 면적의 결과로 증가된 또는 보다 높은 표면적을 가졌다.
실시예 2
본 실시예에서는, 실시예 1에 기재한 방법을 이용하여 미사용 목재 펄프 및 결합된 합성 폴리프로필렌 필라멘트의 연속 웹[즉, 워크호스(등록상표) 및 하이드로니트(등록상표) 신속 흡수 재료]을 함유하는 수압식으로 엉킨 동일한 복합 재료로부터 재생 섬유를 제조하였다. 섬유 길이를 1 내지 50 mm 사이로 조절하였다. 재생 섬유의 현탁액을 5 건조 중량%의 양의 경목 크라프트 펄프(유칼립투스) 60 중량% 및 연목 크라프트 펄프(라디아타 소나무) 40 중량%의 혼합물로 인라인 블렌딩시켰다.
공급물을 종래의 필기용지 제조 방법을 사용하여 160 그램/평방미터(gsm)의 기초 중량을 갖는 습윤 시트로 성형시킨 다음, 완제품으로 건조시켰다. 생성된 제품을 동일한 미사용 펄프 재료를 사용하지만 재생 재료를 첨가하지는 않은 동일한 조건 하에서 제조한 대조용 재료와 비교하였다. 이들 결과를 하기 표 1에 나타낸다:
특성 시험 방법 재생 재료가 없는 제품(대조물) 5% 재생 재료를 갖는 제품
기초 중량 TAPPI - T410 163 gsm 161.8 gsm
두께 TAPPI - T411 8.3 mils 8.4 mils
거칠기 FS TAPPI - T538 198 Sheff. 164 Sheff.
거칠기 WS TAPPI - T538 150 Sheff. 145 Sheff.
다공도 TAPPI - T489 94 Sheff. 71 Sheff.
불투명도 TAPPI - T425 98.3 % 84.4 %
인장 MD TAPPI - T494 12285 g/15 mm 12155 g/15 mm
인장 CD TAPPI - T494 9127 g/15 mm 8237 g/15 mm
연신율 MD TAPPI - T404 1.0 % 1.0 %
연신율 CD TAPPI - T404 1.4 % 2.1 %
파열 강도 TAPPI - T403 51.2 psi 54.2 psi
건조 인렬 MD TAPPI - T414 140 g 144 g
건조 인렬 CD TAPPI - T414 156 g 148 g
내절 강도 MD TAPPI - T511 73 사이클 115.5 사이클
내절 강도 CD TAPPI - T511 59.5 사이클 61.5 사이클
강성 MD TAPPI - T489 20.9 T.U. 21.0 T.U.
강성 CD TAPPI - T489 12.6 T.U. 12.6 T.U.
데니슨(Dennison) FS TAPPI - T459 18 18
데니슨 WS TAPPI - T459 18 18
PH TAPPI - T509 8.7 8.7
자유도 TAPPI - T227 670 mL 650 mL
F.L.I. TAPPI - T232 5.7 3.2
색채 L* TAPPI - T527 92.54 92.71
색채 a* TAPPI - T527 -0.16 0.04
색채 b* TAPPI - T527 0.06 0.47
백색도 TAPPI - T525 82.04 % 81.9 %
이들 결과로부터, 합성 섬유를 포함하는 재생 재료 5 중량%를 함유하는 종이 시트가 미사용 펄프 시트와 본질적으로 유사한 물리적 특성을 갖는다는 것을 분명히 알 수 있다. 중요한 것은, 첨가된 재생 섬유가 제지 공정 안정성 및 효율에 유해하게 영향을 미치지 않았다는 것이다.
실시예 3
본 실시예에서는, 출발 재료가 킴벌리-클라크 코포레이션으로부터 상표명 킴텍스(등록상표) 와이퍼 하에 입수할 수 있는 멜트블로운 폴리프로필렌 섬유의 본디드 웹이었다. 이 재료는 100 중량% 멜트블로운 폴리프로필렌 섬유를 함유하였고, 길이 10-30 mm 및 폭 5-20 mm 범위의 조각으로 세단시켰다. 이들 조각을 홀랜더-타입 실험실 비이터[미국 뉴저지주 뉴워크 소재의 로스 페이퍼 머시너리 캄파니(Ross Paper Machinery Company) - 모델 RPM 15] 중에서 펄프화 공정으로 이동시켰다. 수압 및 기계적 전단 응력을 2 단계로 인가하였다.
수압 및 전단 응력은 습윤 재료가 고정 블레이드를 향하게 하는 로터(rotor)에 의해 야기된 펌핑 작용에 의해 생성되었다. 로터 롤은 직경이 약 7 5/8 인치(∼19.4 cm)이었다. 롤의 작업 면은 폭이 6 인치(∼15.4 cm)이었고, 3/16 인치(∼4.8 mm) 두께의 32개의 바아를 가졌다. 받침판은 받침판의 중앙에 5도의 "V"를 형성하도록 2/32 인치(∼2.4 mm) 이격되어 있는 1/8(∼3.2 mm) 두께의 7개의 바아를 함유하였다.
1 단계에서는, 로터에 인가되는 중량 또는 하중을 12분 동안 0 kg으로 설정하였고, 컨시스턴시를 1%로 설정하였고, 소포제를 첨가하여 기포 발생을 조절하였다. 제1 단계 동안, 세단 재료를 습윤시켜 회전 롤 및 받침판을 통해 재료가 자유로이 흐르도록 하였다. 제2 단계 동안, 회전 롤 상의 중량 또는 하중을 먼저 23분 동안 5.2 kg으로 증가시킨 다음, 85분 동안 2.8 kg으로 하였다. 제2 단계 동안의 조건은 세단 합성 섬유 다발 상에 미세파열 작용을 생성시켜 타격 분리시키고 생성되는 합성 섬유 길이를 감소시키는 받침판과 회전 롤 상의 블레이드 사이에 매우 높은 압력을 갖는 작은 대역을 야기시켰다. 이들 공정 조건의 경우에, 생성된 섬유는 하기하는 특성들을 갖는다:
- 얻은 섬유는 일부 개별 섬유, 섬유 다발, 여전히 결합점, 커얼, 섬유의 개방층 및 편평한 영역을 갖는 작은 세그먼트의 혼합물로 이루어진다.
- 합성 섬유 및 섬유 다발의 평균 길이는 2.84 mm이었다. 길이는 0.6 내지 6.1 mm 범위이었다.
재생 멜트블로운 섬유를 5 건조 중량%의 양의 경목 크라프트 펄프(유칼립투스) 60 중량% 및 연목 크라프트 펄프(라디아타 소나무) 40 중량%의 혼합물로 블렌딩시켰다. 이 공급물을 종래의 실험실 핸드시트 성형기 중에서 90 gsm의 기초 중량을 갖는 습윤 시트로 성형시킨 다음, 실험실 프레스 중에서 압착시키고 마지막으로 건조시켰다. 생성된 제품을 동일한 미사용 펄프 재료를 사용하지만 재생 재료를 첨가하지는 않은 동일한 조건 하에서 제조한 대조용 재료와 비교하였다. 이들 결과를 하기 표 2에 나타낸다:
특성 시험 방법 재생 재료가 없는 핸드시트(대조물) 5% 재생 재료를 갖는 핸드시트
기초 중량 TAPPI - T410 90.4 gsm 90.0 gsm
크기, 헤르클레스 사이즈 시험기 TAPPI - T530 4 s 11 s
인장 TAPPI - T494 6082 g/15 mm 4957 g/15 mm
연신율 TAPPI - T404 0.6 % 0.6 %
파열 강도 TAPPI - T403 44 psi 31 psi
건조 인렬 TAPPI - T414 25 g 25 g
내절 강도 TAPPI - T511 97 사이클 34 사이클
비록 재생 멜트블로운 섬유를 혼입한 종이 시트가 대조용 재료와의 비교시에 보다 낮은 수준의 일부 기계적 특성을 나타내지만, 재생 섬유를 함유하는 종이 시트는 여전히 일반적으로 양호한 물리적 특성을 갖고 필기용지 및 다른 타입의 종이에 적합한 것으로 간주된다.
본 발명을 그의 특정 실시태양에 관하여 상세하게 설명하였지만, 당 업계의 통상의 숙련인들은 앞의 내용을 이해할 때 이들 실시태양에 대한 변화, 변형 및 등가물을 용이하게 생각해낼 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 영역은 첨부된 특허 청구의 범위 및 이들에 대한 임의의 등가물로서 평가되어야 한다.

Claims (27)

  1. 액체 중에서의 현탁에 적합한 크기를 갖는 본디드 섬유 재료의 조각을 제공하는 단계;
    본디드 섬유 재료의 이산 조각을 액체 중에 현탁시키는 단계;
    이산 조각의 액체 현탁액에 기계적 작업을 가하여 본디드 섬유 재료를 섬유 및 섬유 유사 성분으로 수압식 단편화시키기에 충분한 수압 및 기계적 전단 응력 조건을 생성시키는 단계; 및
    실질적으로 각개의 섬유 및 섬유 유사 성분들을 액체로부터 분리시키는 단계
    를 포함하는, 본디드 섬유 재료의 재생 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 본디드 섬유 재료의 이산 조각을 제공하는 단계가 단일의 본디드 섬유 재료의 크기를 액체 중에서의 현탁에 적합한 이산 조각으로 감소시키는 작업을 포함하고, 이 작업이 기계적 세단(shredding), 기계적 재단 (cutting), 기계적 인렬(tearing), 기계적 분쇄(grinding), 워터 젯 재단(water jet cutting), 레이저 재단(laser cutting), 가아닛(garnetting) 및 이들의 병용으로부터 선택되는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 기계적 작업을 회전 롤 상에 장착된 블레이드 및 고정판 상에 장착된 블레이드의 조합을 이용하여 액체 현탁액에 인가하여 매우 높은 수압 및 기계적 전단 응력을 갖는 영역을 생성시키는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 고정판 상에 장착된 블레이드가 회전 블레이드의 회전 방향에 대하여 1 이상의 차원의 각으로 정렬되는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 각이 20도 내지 70도인 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 기계적 작업을 다단계로 현탁액에 가하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 기계적 작업을, 본디드 섬유 재료의 조각을 습윤시켜 본디드 재료로부터 섬유 및 섬유 유사 성분들 중의 적어도 일부분을 분리시키기에 충분한 수압 및 기계적 전단 응력을 생성시키는 조건 하에서의 제1 단계를 이용하고 본디드 섬유 재료, 섬유 및 섬유 유사 성분들을 실질적으로 각개의 섬유 및 섬유 유사 성분들로 파단시키기에 충분한 수압 및 기계적 전단 응력 조건을 생성시키는 조건 하에서의 제2 단계를 이용하여 현탁액에 가하는 방법.
  8. 제6항에 있어서, 최근접점에서 회전 블레이드와 고정 블레이드 사이의 간격이 제1 단계 동안에는 약 20 밀리미터 내지 약 100 밀리미터이고, 제2 단계 동안에는 약 1 밀리미터 내지 약 20 밀리미터인 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 액체 현탁액에 가해진 기계적 작업의 양이 본디드 섬유 재료 1 건조 톤 당 약 6 마력-24시간보다 큰 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 본디드 섬유 재료가 직물, 편직물, 부직 웹 및 이들의 조합으로부터 선택된 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 부직 웹이 열 결합되거나, 접착제 결합되거나, 기계적으로 엉키거나, 용매 결합되거나, 수압식으로 엉키거나, 이들이 병행된 웹인 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 본디드 섬유 재료가 합성 섬유 재료, 천연 섬유 재료 및 이들의 조합으로 이루어진 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 합성 섬유 재료가 열가소성 섬유 및 필라멘트를 포함하는 방법.
  14. 제1항에 있어서, 상기 실질적으로 각개의 섬유 및 섬유 유사 성분들이 비교적 균일한 길이 분포를 갖는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 섬유 및 섬유 유사 재료가 약 7 밀리미터에 걸치는길이 분포를 갖는 방법.
  16. 제1항 기재의 방법에 따라 제조된 섬유 및 섬유 유사 재료.
  17. 본디드 섬유 재료가 액체 중에 현탁되는 동안에 본디드 섬유 재료로부터 실 엘레멘트를 분리시키는 수압식 파쇄에 의해 생성되는 1 이상의 불규칙한 뒤틀림을 갖는 합성 재료로 이루어진 1 이상의 실 엘레멘트를 포함하는 재생 합성 섬유 및 섬유 유사 재료.
  18. 제17항에 있어서, 상기 실 엘레멘트가 약 1 밀리미터 내지 약 15 밀리미터 범위의 길이를 갖는 재생 합성 섬유 및 섬유 유사 재료.
  19. 제18항에 있어서, 상기 실 엘레멘트가 약 1.5 밀리미터 내지 약 10 밀리미터 범위의 길이를 갖는 재생 합성 섬유 및 섬유 유사 재료.
  20. 제18항에 있어서, 상기 실 엘레멘트가 약 2 밀리미터 내지 약 5 밀리미터 범위의 길이를 갖는 재생 합성 섬유 및 섬유 유사 재료.
  21. 제17항에 있어서, 상기 불규칙한 뒤틀림이 실 엘레멘트 중의 굴곡부, 실 엘레멘트의 편평형 세그먼트, 실 엘레멘트의 확장된 세그먼트 및 이들의 조합 형태인재생 합성 섬유 및 섬유 유사 재료.
  22. 제17항에 있어서, 상기 재생 재료의 실 엘레멘트가, 본디드 섬유 재료로부터 실 엘레멘트를 분리시키는 수압식 파쇄 전에 본디드 섬유 재료 중의 대응 실 엘레멘트보다 큰 표면적을 갖는 재생 합성 섬유 및 섬유 유사 재료.
  23. 제22항에 있어서, 상기 재생 실 엘레멘트의 표면적이 적어도 약 5% 더 큰 재생 합성 섬유 및 섬유 유사 재료.
  24. 제17항에 있어서, 상기 합성 재료가 합성 열가소성 재료인 재생 합성 섬유 및 섬유 유사 재료.
  25. 제17항의 재생 합성 섬유 및 섬유 유사 재료를 포함하는 부직 섬유 웹.
  26. 제25항에 있어서, 상기 웹이 습식 성형, 건식 성형, 발포 성형 및 이들의 조합으로부터 선택된 웹 성형 방법을 이용하여 성형된 부직 섬유 웹.
  27. 제25항에 있어서, 상기 웹이 비-재생 천연 섬유 재료, 비-재생 천연 합성 재료, 재생 천연 섬유 재료, 입상 재료 및 이들의 혼합물을 추가로 포함하는 부직 섬유 웹.
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