特許 7019929 吸油能力が向上した不織セルロース繊維布帛、方法、装置、及び、製品または複合体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-02-07

(45)【発行日】2022-02-16

(54)【発明の名称】吸油能力が向上した不織セルロース繊維布帛、方法、装置、及び、製品または複合体

(51)【国際特許分類】

   D04H 3/013 20120101AFI20220208BHJP

   D01F 2/00 20060101ALI20220208BHJP

   D04H 3/105 20120101ALI20220208BHJP

   D04H 3/11 20120101ALI20220208BHJP

   D01D 5/04 20060101ALI20220208BHJP

   A61F 13/511 20060101ALI20220208BHJP

   A61F 13/51 20060101ALI20220208BHJP

   A41D 31/00 20190101ALI20220208BHJP

【ＦＩ】

D04H3/013

D01F2/00 Z

D04H3/105

D04H3/11

D01D5/04

A61F13/511 300

A61F13/51

A41D31/00 502E

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2020503091

(86)(22)【出願日】2018-03-28

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-05-28

(86)【国際出願番号】 EP2018057881

(87)【国際公開番号】W WO2018184930

(87)【国際公開日】2018-10-11

【審査請求日】2019-11-28

(31)【優先権主張番号】17164499.0

(32)【優先日】2017-04-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】519355219

【氏名又は名称】レンツィング アクツィエンゲゼルシャフト

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】カーライル、トム

(72)【発明者】

【氏名】アインツマン、ミルコ

(72)【発明者】

【氏名】ゴールドハルム、ジセラ

(72)【発明者】

【氏名】ヘイハースト、マルコム ジョン

(72)【発明者】

【氏名】マイヤー、キャサリーナ

(72)【発明者】

【氏名】サゲラー－フォリク、イブラヒム

【審査官】櫛引 明佳

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１１－５０３３６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００９／０３２４９２６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２００９－５３５５２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０４６８６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００２－５１７６３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１５９８８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１７３８６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２１１２８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－３１０９６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０３２６３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｄ０４Ｈ １／００ー１８／０４

Ｄ０１Ｄ １／００－１３／０２

Ｄ０１Ｆ １／００－ ６／９６

Ａ４１Ｄ ３１／００

Ａ６１Ｆ １３／１５

Ａ６１Ｆ １３／５１

Ｂ３２Ｂ １／００－４３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

リヨセル紡糸溶液から直接製造された不織セルロース繊維布帛であって、
前記不織セルロース繊維布帛が、
実質的に無端の繊維の網
を備え、
前記不織セルロース繊維布帛が、１平方メートル当たり２５グラム未満の単位面積質量を有し、
前記繊維の異なるそれぞれが、異なる区別可能な層に少なくとも部分的に位置し、
異なる区別可能な層の繊維が、前記異なる区別可能な層の間の少なくとも１つの層間の併合位置で一体的に接続され、
前記単位面積質量及び前記併合位置の量が、物理的パラメータ、化学的パラメータ及び装置パラメータの少なくとも１つにより調整され、
前記物理的パラメータは、不織セルロース繊維布帛製造プロセスに関与する媒体の温度、圧力、及び／又は、密度を含み、
前記化学的パラメータは、不織セルロース繊維布帛製造プロセスに関与する媒体の濃度、量、及び／又は、ｐＨ値を含み、
前記装置パラメータは、オリフィスのサイズ及び／若しくはオリフィス間の距離、オリフィスと繊維支持ユニットとの間の距離、繊維支持ユニットの輸送速度、１つまたは複数の任意のインサイチュ後処理ユニットの提供、並びに／又は、ガス流を含む、
不織セルロース繊維布帛。

【請求項2】

前記繊維が、５ｐｐｍ未満の銅含有量および／または２ｐｐｍ未満のニッケル含有量を有する、
請求項１に記載の不織セルロース繊維布帛。

【請求項3】

異なる区別可能な層に少なくとも部分的に位置する前記繊維の異なるそれぞれが、繊維径に関して異なる、又は、
異なる区別可能な層の繊維が、同じ繊維径を有する、
請求項１または２に記載の不織セルロース繊維布帛。

【請求項4】

異なる層の繊維網が異なる併合因子を有する、または、
異なる層の繊維網が、少なくともほぼ同じ併合因子を有する、
請求項３に記載の不織セルロース繊維布帛。

【請求項5】

前記単位面積質量が、１平方メートル当たり５～２５グラムである、
請求項１から４のいずれか一項に記載の不織セルロース繊維布帛。

【請求項6】

前記不織セルロース繊維布帛が、少なくとも８５０質量％の保水能力を示す、
請求項１から５のいずれか一項に記載の不織セルロース繊維布帛。

【請求項7】

前記不織セルロース繊維布帛が、少なくとも８００質量％の油保持能力を示す、
請求項１から６のいずれか一項に記載の不織セルロース繊維布帛。

【請求項8】

前記網が、以下の特徴、すなわち、
同じ繊維の異なる部分が、この繊維の最大繊維径と、この繊維の最小繊維径との比が１．５を超えるように繊維径に関して異なること、
異なる繊維が、前記繊維のうち１つの最大繊維径と、前記繊維のうち別の１つの最小繊維径との比が１．５を超えるように繊維径に関して異なること、
のうち少なくとも１つを有する、
請求項１から７のいずれか一項に記載の不織セルロース繊維布帛。

【請求項9】

前記網が、以下の特徴、すなわち、
前記繊維の少なくとも３％が、９０％以下の真円度を有する非円形断面形状を有すること、
前記繊維の少なくとも１％が、８０％以下の真円度を有する非円形断面形状を有すること
のうち少なくとも１つを有する、
請求項１から８のいずれか一項に記載の不織セルロース繊維布帛。

【請求項10】

前記繊維の少なくとも一部が併合位置で一体的に併合され、
前記繊維の併合因子が、０．１％～１００％の範囲にある、
請求項１から９のいずれか一項に記載の不織セルロース繊維布帛。

【請求項11】

少なくともいくつかの個々の繊維が互いに撚られている、および／または
少なくとも１つの繊維構造が別の繊維構造と撚られている、
請求項１から１０のいずれか一項に記載の不織セルロース繊維布帛。

【請求項12】

リヨセル紡糸溶液から、不織セルロース繊維布帛を直接製造する方法であって、
前記方法が、
オリフィスを有するジェットを介して、ガス流によって支持された前記リヨセル紡糸溶液を凝固流体雰囲気に押し出して、それにより、実質的に無端の繊維を形成する段階と、
繊維支持ユニット上に前記繊維を収集して、それにより、前記不織セルロース繊維布帛を形成する段階と、
前記不織セルロース繊維布帛が１平方メートル当たり２５グラム未満の単位面積質量を有するように、製造プロセスのプロセスパラメータを調整する段階と、
を備え、
前記繊維の異なるそれぞれが、異なる区別可能な層に少なくとも部分的に位置し、
異なる区別可能な層の繊維が、前記異なる区別可能な層の間の少なくとも１つの層間の併合位置で一体的に接続され、
前記単位面積質量及び前記併合位置の量が、物理的パラメータ、化学的パラメータ及び装置パラメータの少なくとも１つにより調整され、
前記物理的パラメータは、不織セルロース繊維布帛製造プロセスに関与する媒体の温度、圧力、及び／又は、密度を含み、
前記化学的パラメータは、不織セルロース繊維布帛製造プロセスに関与する媒体の濃度、量、及び／又は、ｐＨ値を含み、
前記装置パラメータは、オリフィスのサイズ及び／若しくはオリフィス間の距離、オリフィスと繊維支持ユニットとの間の距離、繊維支持ユニットの輸送速度、１つまたは複数の任意のインサイチュ後処理ユニットの提供、並びに／又は、ガス流を含む、
方法。

【請求項13】

リヨセル紡糸溶液から不織セルロース繊維布帛を直接製造するための装置であって、
前記装置が、
ガス流によって支持された前記リヨセル紡糸溶液を押し出すように構成されたオリフィスを有するジェットと、
押し出された前記リヨセル紡糸溶液に凝固流体雰囲気を提供して、それにより、実質的に無端の繊維を形成するように構成された凝固ユニットと、
前記繊維を収集して、それにより、前記不織セルロース繊維布帛を形成するように構成された繊維支持ユニットと、
前記不織セルロース繊維布帛が１平方メートル当たり２５グラム未満の単位面積質量を有するように、プロセスパラメータを調整するよう構成された制御ユニットと、
を備え、
前記繊維の異なるそれぞれが、異なる区別可能な層に少なくとも部分的に位置し、
異なる区別可能な層の繊維が、前記異なる区別可能な層の間の少なくとも１つの層間の併合位置で一体的に接続され、
前記単位面積質量及び前記併合位置の量が、物理的パラメータ、化学的パラメータ及び装置パラメータの少なくとも１つにより調整され、
前記物理的パラメータは、不織セルロース繊維布帛製造プロセスに関与する媒体の温度、圧力、及び／又は、密度を含み、
前記化学的パラメータは、不織セルロース繊維布帛製造プロセスに関与する媒体の濃度、量、及び／又は、ｐＨ値を含み、
前記装置パラメータは、オリフィスのサイズ及び／若しくはオリフィス間の距離、オリフィスと繊維支持ユニットとの間の距離、繊維支持ユニットの輸送速度、１つまたは複数の任意のインサイチュ後処理ユニットの提供、並びに／又は、ガス流を含む、
装置。

【請求項14】

ワイプと、乾燥機シートと、フィルタと、衛生製品と、医療用途製品と、ジオテキスタイルと、アグロテキスタイルと、衣類と、建築技術用製品と、自動車製品と、家具と、工業製品と、レジャー、美容、スポーツまたは旅行に関連する製品と、学校またはオフィスに関連する製品とからなる群のうち少なくとも１つに、
請求項１から１１のいずれか一項に記載の不織セルロース繊維布帛を使用する、
方法。

【請求項15】

請求項１から１１のいずれか一項に記載の不織セルロース繊維布帛を含む、
製品または複合体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、不織セルロース繊維布帛、不織セルロース繊維布帛の製造方法、不織セルロース繊維布帛を製造するための装置、製品または複合体、およびそのような布帛の使用方法に関する。

【背景技術】

【0002】

リヨセル技術は、セルロース木材パルプまたは他のセルロース系原料を極性溶媒（例えば、「アミンオキシド」または「ＡＯ」とも呼ばれ得るｎ－メチルモルホリンｎ－オキシド）に直接溶解して、様々な有用なセルロース系材料に変換することができる粘性の高い剪断減粘性溶液を生成することに関する。商業的には、この技術は、繊維産業で広く使用されているセルロース・ステープル・ファイバ（オーストリア、レンツィングのＬｅｎｚｉｎｇ ＡＧからＴＥＮＣＥＬ（登録商標）の商標の下に市販されている）の一群を製造するために使用される。また、リヨセル技術由来の他のセルロース製品も使用されている。

【0003】

セルロース・ステープル・ファイバは、不織ウェブへの変換のための成分として長い間使用されてきた。しかし、リヨセル技術を適応して不織ウェブを直接製造すると、現在のセルロースウェブ製品では不可能な特性および性能が得られるであろう。これは、合成繊維産業で広く使用されているメルトブローおよびスパンボンド技術のセルロース版と考えることができるが、重要な技術的相違のため合成ポリマー技術をリヨセルに直接適応することは不可能である。

【0004】

リヨセル溶液からセルロースウェブを直接形成する技術を開発するために多くの研究が行われてきた（とりわけ、国際公開第９８／２６１２２号パンフレット、国際公開第９９／４７７３３号パンフレット、国際公開第９８／０７９１１号パンフレット、米国特許第６，１９７，２３０号明細書、国際公開第９９／６４６４９号パンフレット、国際公開第０５／１０６０８５号パンフレット、欧州特許第１３５８３６９号明細書、欧州特許第２０１３３９０号明細書）。国際公開第０７／１２４５２１Ａ１号パンフレットおよび国際公開第０７／１２４５２２Ａ１号パンフレットに追加の技術が開示されている。

【0005】

他のセルロース材料のように、不織セルロース繊維布帛は液体吸収能力が限られており、重金属元素汚染などの一般に望ましくない汚染を伴うある程度の汚染を有する。しかし、不織セルロース繊維布帛のいくつかの用途は、一方で大きな液体吸収能力を必要とし、他方で非常に限られた汚染量のみを伴う高度の純度を必要とする。

【発明の概要】

【0006】

不織セルロース繊維布帛の汚染を最小限の許容範囲内に保ちながら、布帛の保水能力を改善する必要がある場合がある。

【0007】

この必要性は、独立請求項に記載の主題によって満たされ得る。本発明の有利な実施形態は、従属請求項によって説明されている。

【0008】

本発明の第１の態様によれば、特にリヨセル紡糸溶液から直接製造される不織セルロース繊維布帛が提供される。提供される布帛は、実質的に無端の繊維の網を含み、少なくとも８５０質量％の保水能力を示す。さらに、提供される布帛は、１平方メートル当たり２５グラム未満の単位面積質量を有する。それにより、記載された保水能力の質量％は、吸収可能な水の質量と繊維の質量との比を示す。

【0009】

提供される布帛は、リヨセル紡糸溶液から布帛を直接製造するための適切なプロセスパラメータ（値）を使用することによって、少なくとも既知のセルロース製品と比較して、液体保持能力の向上を示す不織セルロース繊維布帛または繊維ウェブを提供することができるという考えに基づいている。それにより、「単位面積質量」が低い比較的薄い布帛であっても、向上した液体保持能力が実現される。これにより、多くの用途に対して、対応する不織セルロース繊維布帛製品の効率が向上するか、不織セルロース繊維布帛製品が新たな用途に利用できるようになる。

【0010】

本発明によれば、この並外れた保水能力は、単位面積質量が低い布帛に対して達成される。用語「単位面積質量」は、多くの場合、「坪量」とも呼ばれることが言及される。

【0011】

このような低坪量、すなわち、１平方メートル当たり２５グラム未満の坪量と、少なくとも８５０質量％の記載された大きな保水能力とを有する布帛は、例えば薄い不織布を必要とする多種多様な用途に使用することができる。この文脈では、大きな保水能力を有する布帛であれば、通常、他の液体に対しても大きな保持能力を有することが言及される。これは特に水系液体、すなわち、水が溶媒として作用する液体に当てはまる。

【0012】

不織セルロース繊維布帛の毛管現象が、保水能力に強い影響を及ぼすことが分かっている。これに関連して、毛管現象は、隣接する繊維間に形成された空隙、隙間および／または管などの（微小）空洞の数および大きさに関連していることを認識すべきである。そのような（微小）空洞は、液体粒子、特に水粒子のための程度の差はあるが適切な収容空間を提供する。

【0013】

記載された保水能力値は、ＤＩＮ ５３ ９２３規格（Ｆ３６＿３）に従って実施される測定に関し、１６～３８ｇｓｍ（グラム／平方メートル）の範囲の単位面積質量（それぞれ坪量）を有する布帛に関する。具体的には、保水能力値は、上記で定義された標準的気候条件の存在下で実施される測定に関する。

【0014】

本出願の文脈では、用語「不織セルロース繊維布帛」（不織セルロースフィラメント布帛とも呼ばれ得る）は、特に、複数の実質的に無端の繊維から構成される布帛またはウェブを意味し得る。用語「実質的に無端の繊維」は、特に、従来のステープル繊維よりも著しく長い長さを有するフィラメント繊維という意味を有する。別の記述では、用語「実質的に無端の繊維」は、特に、従来のステープル繊維よりも体積当たりの繊維端部の量が著しく少ないフィラメント繊維から形成されたウェブという意味を有し得る。特に、本発明の例示的な実施形態による布帛の無端繊維は、１０，０００端部／ｃｍ^３未満、特に５，０００端部／ｃｍ^３未満の体積当たりの繊維端部の量を有し得る。例えば、綿の代わりにステープル繊維を使用すると、長さは３８ｍｍ（綿繊維の典型的な天然の長さに相当する）になり得る。これとは対照的に、不織セルロース繊維布帛の実質的に無端の繊維は、少なくとも２００ｍｍ、特に少なくとも１０００ｍｍの長さを有し得る。しかし、当業者であれば、無端セルロース繊維であっても、繊維形成中および／または繊維形成後のプロセスによって形成され得る途切れを有する場合があるという事実を認識するであろう。結果として、実質的に無端のセルロース繊維から作られた不織セルロース繊維布帛は、同じデニールのステープル繊維から作られた不織布と比較して、質量当たりの繊維の数が著しく少ない。不織セルロース繊維布帛は、複数の繊維を紡糸し、好ましくは移動する繊維支持ユニットに向けて複数の繊維を細らせ、引き伸ばすことにより製造され得る。それにより、セルロース繊維の三次元網またはウェブが形成され、不織セルロース繊維布帛を構成する。布帛は、主要構成要素または唯一の構成要素としてのセルロースから作られてもよい。

【0015】

本出願の文脈では、用語「リヨセル紡糸溶液」は、特に、セルロース（例えば、木材パルプまたは他のセルロース系原料）が溶解される溶媒（例えば、Ｎ－メチル－モルホリン、ＮＭＭＯ、「アミンオキシド」または「ＡＯ」などの材料の極性溶液）を意味し得る。リヨセル紡糸溶液は、溶融物ではなく溶液である。セルロースフィラメントは、例えば、前記フィラメントを水と接触させることにより、溶媒の濃度を低下させることによってリヨセル紡糸溶液から生成され得る。リヨセル紡糸溶液由来のセルロース繊維の初期生成のプロセスは、凝固として説明することができる。

【0016】

本出願の文脈では、用語「ガス流」は、特に、リヨセル紡糸溶液が紡糸口金から出て行く間および／または紡糸口金から出て行った後にセルロース繊維またはそのプリフォーム（すなわち、リヨセル紡糸溶液）の移動方向に実質的に平行な空気などのガスの流れを意味し得る。

【0017】

本出願の文脈では、用語「凝固流体」は、特に、リヨセル紡糸溶液を希釈し、セルロース繊維がリヨセルフィラメントから形成される程度まで溶媒に置き換わる能力を有する非溶媒流体（すなわち、気体および／または液体、場合により固体粒子を含む）を意味し得る。例えば、そのような凝固流体は水ミストであり得る。

【0018】

本出願の文脈では、用語「プロセスパラメータ」は、特に、繊維および／または布帛の特性、特に繊維径および／または繊維径分布に影響を及ぼし得る、不織セルロース繊維布帛を製造するために使用される物質および／または装置構成要素のあらゆる物理的パラメータおよび／または化学的パラメータおよび／または装置パラメータを意味し得る。そのようなプロセスパラメータは、制御ユニットによって自動的に調整可能であり、および／またはユーザによって手動で調整可能であり、それにより、不織セルロース繊維布帛の繊維の特性を調節または調整してもよい。繊維の特性に（特に、それらの直径または直径分布に）影響を及ぼし得る物理的パラメータは、プロセスに関与する様々な媒体（例えば、リヨセル紡糸溶液、凝固流体、ガス流など）の温度、圧力および／または密度であり得る。化学的パラメータは、関与する媒体（例えば、リヨセル紡糸溶液、凝固流体など）の濃度、量、ｐＨ値であり得る。装置パラメータは、オリフィスのサイズおよび／またはオリフィス間の距離、オリフィスと繊維支持ユニットとの間の距離、繊維支持ユニットの輸送速度、１つまたは複数の任意のインサイチュ後処理ユニットの提供、ガス流などであり得る。

【0019】

用語「繊維」は、特に、セルロースを含む材料の細長い小片、例えば、断面がほぼ円形または不規則に形成され、場合により他の繊維と撚られたものを意味し得る。繊維は、１０よりも大きい、特に１００よりも大きい、より具体的には１０００よりも大きいアスペクト比を有してもよい。アスペクト比とは、繊維の長さと繊維の直径との比である。繊維は、併合（ｍｅｒｇｉｎｇ）（一体化したマルチ繊維構造が形成されるように）または摩擦（繊維は分離したままであるが、互いに物理的に接触している繊維を相互に移動させた際に働く摩擦力によって弱く機械的に結合されるように）によって相互接続されることによって網を形成し得る。繊維は、実質的に円筒形の形状を有してもよいが、直線状、屈曲状、ねじれ状または湾曲状であってもよい。繊維は、単一の均質材料（すなわち、セルロース）から構成されてよい。しかし、繊維はまた、１つまたは複数の添加剤を含んでもよい。水または油などの液体材料が繊維の間に蓄積されてもよい。

【0020】

本発明の一実施形態によれば、繊維は、５ｐｐｍ未満の銅含有量および／または２ｐｐｍ未満のニッケル含有量を有する。

【0021】

本書で言及されるｐｐｍ値はいずれも、（体積ではなく）質量に関する。これとは別に、繊維または布帛の重金属汚染は、個々の重金属元素ごとに１０ｐｐｍ以下であり得る。（特にＮ－メチル－モルホリン、ＮＭＭＯなどの溶媒を含む場合）無端繊維に基づく布帛の形成の基礎としてリヨセル紡糸溶液を使用するため、（ユーザのアレルギ反応を引き起こす可能性がある）銅またはニッケルなどの重金属による布帛の汚染を極めて少なく抑えることができる。

【0022】

本発明のさらなる実施形態によれば、繊維の異なるそれぞれが、異なる区別可能な層に少なくとも部分的に位置し、布帛は、特に以下の特徴、すなわち、（ａ）異なる層の繊維が、層の間の少なくとも１つの層間併合位置で一体的に接続されること、（ｂ）異なる層に少なくとも部分的に位置する繊維の異なるそれぞれが、繊維径に関して異なり、特に、平均繊維径に関して異なること、（ｃ）異なる層の繊維が、同じ繊維径を有し、特に、実質的に同じ平均繊維径を有すること、（ｄ）異なる層の繊維網が、異なる機能性を提供すること（異なる機能性が、特に、異なるウイッキング性、異なる異方性挙動、異なる光学特性、異なる液体保持能力、異なるクリーナビリティ、異なる粗さ、異なる滑らかさ、および異なる機械的特性からなる群のうち少なくとも１つを含む）のうち少なくとも１つを含む。

【0023】

この文脈では、「繊維の異なるそれぞれが、異なる区別可能な層に少なくとも部分的に位置する」とは、少なくとも、例えば電子顕微鏡によって捕捉された画像内の間に、それぞれの層が、目に見える分離または界面領域を示すことを意味し得る。上記の特徴（ａ）によって特定されるように、異なる層は少なくとも１つの併合位置で一体的に接続され得る。それにより、例えば、リヨセル紡糸溶液が凝固および繊維形成のために押し出される際に通るオリフィスを有する２つ（またはそれ以上）のジェットを直列に整列させることにより、布帛の２つ（またはそれ以上）の異なる層を形成することができる。そのような配列が、移動する繊維支持ユニット（繊維収容面を有するコンベアベルトなど）と組み合わされると、繊維の第１の層が第１のジェットによって繊維支持ユニット上に形成され、移動する繊維支持ユニットが第２のジェットの位置に到達すると、第２のジェットが第１の層上に繊維の第２の層を形成する。この方法のプロセスパラメータは、併合点が第１の層と第２の層との間に形成されるように調整されてもよい。既に上述したように、「併合」は、それぞれの併合点での異なる繊維の相互接続を意味し得、この相互接続により、（以前は異なる層に関連していた）以前は２つに分離されていた繊維から構成される１つの一体的に接続された繊維構造が形成される。特に、凝固によってまだ完全に硬化または固化していない形成中の第２の層の繊維は、例えば、まだ液体リヨセル溶液相にあり、まだ完全に硬化した固体状態にない外側皮膚または表面領域を依然として有し得る。そのようなプレ繊維構造が互いに接触し、その後完全に硬化して固体繊維状態になると、異なる層間の界面で２つの併合した繊維が形成され得る。

【0024】

上記の特徴（ｂ）によって特定されるように、異なる層に少なくとも部分的に位置する繊維の異なるそれぞれは、繊維径に関して異なり、特に平均繊維径に関して異なる。布帛の異なる層が異なる平均直径を有する繊維から形成されている場合、異なる層の機械的特性は別個に異なるように調整されてもよい。例えば、層の一方には、比較的大きな太さまたは直径を有する繊維を使用することによって剛性特性が備わってよく、他方の層には、（例えば、直径が比較的細い繊維を使用することによって）平滑特性または弾性特性が備わってよい。例えば、機械的に汚れを除去することによる洗浄用の粗い方の表面を有し、拭き取り用に滑らかな方の表面を有する、すなわち、洗浄対象の表面から水などを吸収するように構成されたワイプを製造することができる。

【0025】

しかし、上記の特徴（ｃ）によって特定されるように、異なる層の繊維が同じ直径を有すること、特に、同じ平均直径を有することも代替的に可能である。そのような一実施形態では、隣接する層は、類似または同一の物理的特性を有し得る。それらは、その間の併合点で強くまたは弱く相互接続され得る。界面領域ごとのそのような併合点の数により、隣接する層間の結合強度が規定され得る。結合強度が小さいと、ユーザによって層は容易に分離され得る。結合強度が高いと、層は互いに恒久的に付着したままになり得る。

【0026】

記載された多層構造内の隣接する層を相互に付着するために、バインダなどの追加の接着材料は必要とされないことが言及される。結果として、液体がそれぞれの層の界面に支障なく拡散することができる。

【0027】

本発明のさらなる実施形態によれば、異なる層の繊維網は、異なる併合因子を有する。これは、記載された布帛の機械的安定性の向上に寄与し得、この安定性は特に布帛の撚りに対する安定性である。あるいは、異なる層の繊維網は、少なくともほぼ同じ併合因子を有する。これは、特に層の主面に垂直な方向に沿って高度の均一性を有する布帛をもたらし得る。

【0028】

具体的には、層の平面に垂直な高さ方向またはｚ方向に沿って併合因子を制御することによって、記載された布帛の製造プロセス中に、繊維を収集する繊維支持ユニットに無端繊維が接触した際に、一定の予張力を達成することができる。それにより、異なる併合因子の高さ依存分布により、高い機械的安定性を構築することが可能になり得、液体粒子が布帛内に埋め込まれた場合に、接着力の圧力によって、記載された布帛内に形成された毛管空洞または空隙が崩壊するのが効果的に防がれる。一般に、高い機械的安定性は、高い液体保持能力に対して有益な特性である。

【0029】

本発明のさらなる実施形態によれば、単位面積質量は、１平方メートル当たり５～２５グラム、特に１平方メートル当たり８～２０グラムである。

【0030】

本発明のさらなる実施形態によれば、布帛は、少なくとも９００質量％、特に少なくとも９５０質量％、とりわけ少なくとも１０００質量％の保水能力を示す。

【0031】

記載された布帛の保水能力のそのようなさらに改善された値は、リヨセル紡糸溶液の凝固のための上記のプロセスパラメータ（の値）の適切な選択により実現することができる。これまでに最適化された凝固条件下で製造された布帛によるいくつかの試験では、最大１１００質量％以上の保水能力が達成されている。

【0032】

本発明のさらなる実施形態によれば、布帛は、少なくとも８００質量％、特に少なくとも１５００質量％、とりわけ少なくとも２０００質量％の油保持能力を示す。それにより、油保持能力の質量％は、吸収可能な油の質量と繊維の質量との比を示す。

【0033】

布帛の油保持能力（または液体保持能力）を決定するために、エンジンオイルを使用して、ＥＤＡＮＡ規格ＮＷＳＰ ０１０．４．Ｒ０（１５）に基づいて、油および脂肪の液体吸収の評価に関する分析を実行することができる。分析のために、１０ｃｍ ｘ １０ｃｍの大きさの布帛サンプルをパンチングによって形成することができる。サンプルの重量を決定し、サンプルと定規とを紐で斜めに結ぶ。次に、油を満たした容器にサンプルを落とす。布帛を油で濡らすのに必要な時間を測定する。その後、布帛を油に１２０秒間浸す。次に、定規を上げることによって、布帛を油から持ち上げる。その後、布帛から油を３０秒間垂らす。布帛の重量を決定し、それに応じて油保持能力を計算する。

【0034】

記載された比較的大きな油保持能力は、例えばワイプとして使用され得る記載された布帛を様々な異なる液体を効果的に吸収するのに使用することができるという利点を提供し得る。具体的には、水系液体だけでなく、油系液体も吸収することができる。この文脈では、用語「油系液体」は、特に、油が溶媒として作用する任意の液体を表し得る。さらに、用語「油系液体」は、少なくとも１つの成分が油であるエマルジョンを指し得る。

【0035】

繊維径および／または繊維内および／または繊維間の直径の不均一性および／または布帛密度の絶対値の調整に応じて、活性繊維表面、ならびに隣接する繊維間の隙間の体積、および隣接する繊維間の隙間の間の間隔を調整してもよい。これは、液体が隙間に蓄積する能力に影響を及ぼす。

【0036】

さらに詳細には、記載された液体保持能力は、不織繊維布帛または繊維ウェブが、様々な隣接する繊維の間に形成された複数の空洞または空隙を含む構造を表すと考えられ得るという事実に基づき得る。布帛の元の非浸漬状態では、これらの空隙は空気によって満たされている。布帛が液体を吸収すると、空隙は液体によって満たされる。

【0037】

本発明のさらなる実施形態によれば、繊維網は、以下の特徴、すなわち、（ａ）同じ繊維の異なる部分が、この繊維の最大繊維径と、この繊維の最小繊維径との比が１．５を超えるように繊維径に関して異なること、（ｂ）異なる繊維が、繊維のうち１つの最大繊維径と、繊維のうち別の１つの最小繊維径との比が１．５を超えるように繊維径に関して異なることのうち少なくとも１つを含む。

【0038】

本書の文脈では、用語「最大繊維径と最小繊維径との比が１．５を超える」または同意義の用語「繊維径に関して最小直径に対して５０％を超えるだけ異なる」は、特に、最大繊維径と最小繊維径との比に１００％を乗じて、得られた結果から１００％を引くと、５０％を超える値になることを意味し得る。換言すれば、最大繊維径と最小繊維径との比は１．５よりも大きくてよい。

【0039】

上記の特徴（ａ）によって特定される「同じ繊維の異なる部分が繊維径に関して異なる」とは、直径に関する不均一性が繊維内の直径変動であり得ることを意味し得る。そのような一実施形態では、それぞれの繊維自体が繊維径の不均一性を示し得る。特定の理論に縛られることを望まないが、現在、そのような繊維が布帛に網を形成する場合、それぞれの繊維の直径の不均一性は毛管現象に強い影響を及ぼし、特に、布帛内の空洞の数および種類を増加させて保水能力を調整することができるようにすると考えられている。

【0040】

上記の特徴（ｂ）によって定義される「異なる繊維が繊維径に関して異なる」とは、太さに関する不均一性が繊維間の太さの変動であり得ることを意味し得る。そのような一実施形態では、それぞれの繊維自体が太さの均一性または不均一性を示し得るが、異なる繊維が、繊維の比較により繊維の太さに関して異なることが必須である。また、そのような場合、異なる直径／太さまたは異なる直径／太さ分布に関する繊維の相互作用が、上述のように、それ自体が保水能力に強い影響を及ぼす繊維間空洞（それぞれ毛管現象）の数および大きさの変動をもたらす可能性がある。

【0041】

本発明のさらなる実施形態によれば、繊維網は、以下の特徴、すなわち、（ａ）繊維の少なくとも３％、特に少なくとも５％が、９０％以下の真円度を有する非円形断面形状を有すること、（ｂ）繊維の少なくとも１％、特に少なくとも３％が、８０％以下、特に７０％以下の真円度を有する非円形断面形状を有することのうち少なくとも１つを含む。

【0042】

本書の文脈では、用語「真円度」は、特に、繊維の断面の内接円と外接円との比、すなわち、繊維の断面内に収まるのにちょうど十分な（それぞれ繊維の断面を囲むのにちょうど十分な）円の最大サイズと最小サイズとの比を意味し得る。真円度を決定するために、繊維の伸長方向に垂直な断面を繊維と交差させてもよい。したがって、真円度は、それぞれの繊維の断面形状が１００％の真円度を有する円の断面形状にどれだけ接近しているかを示す尺度と呼ばれ得る。

【0043】

例えば、それぞれの繊維の断面は長円形（特に楕円形）であっても、多角形であってもよい。より一般的には、繊維の断面の外部限界を規定する軌道は、円からの逸脱を示す任意の閉じた平面線であってよい。それぞれの繊維の断面は、完全に円形であってもよく、１つまたは複数の鋭いまたは丸みを帯びた端を有してもよい。

【0044】

記述的に言えば、この実施形態による布帛の繊維は、完全に円形の円柱形状からの著しい逸脱を示す。機械的観点から、これはまた、機械的負荷の存在下での繊維の好ましい曲げ方向が、繊維の断面の設計によって規定されるという結果をもたらす。例えば、繊維が長さの異なる２つの主軸（すなわち長軸および短軸）を有する楕円断面形状を有する場合、作用力の存在下での曲げは、主に短軸を曲げ線として生じる。したがって、そのような繊維布帛の曲げ特性はもはや統計的ではなく予測不可能であるが、これとは対照的に、不織セルロース繊維布帛の規定された秩序を増大させる。したがって、個々の繊維の断面形状に影響を及ぼすだけで、布帛の規定された機械的特性を簡単な方法で調整することができる。また、完全な円形からの繊維の一部または実質的に全部の逸脱を調整することによって、繊維の相互レイダウン（ｌａｙ ｄｏｗｎ）挙動または網目化挙動を調整することができる。さらに、非円柱状繊維が規則正しくまたは部分的に規則正しく整列されている場合、異方性の機械的特性を有する不織セルロース繊維布帛が製造され得る。

【0045】

本発明のさらなる実施形態によれば、繊維の少なくとも一部が併合位置で一体的に併合され、特に、繊維の併合因子は、０．１％～１００％の範囲、特に０．２％～１５％の範囲、とりわけ０．５％～１０％の範囲である。

【0046】

本書の文脈では、用語「併合」は、特に、それぞれの併合位置での異なる繊維の一体的相互接続を意味し得、この一体的相互接続により、先に分離された繊維プリフォームから構成される１つの一体的に接続された繊維構造が形成される。併合は、併合した繊維の１つ、一部または全部が凝固する際に確立される繊維間接続と呼ばれる場合がある。相互接続された繊維は、異なる追加の材料（別個の接着剤など）を用いることなく、それぞれの併合位置で互いに強く接着して、共通の構造を形成し得る。併合した繊維の分離には、繊維網またはその一部の破壊が必要になる場合がある。

【0047】

不織セルロース繊維布帛の製造方法のプロセスパラメータの対応する制御により、併合が引き起こされ得る。特に、まだ沈殿した固体繊維状態にないこれらのフィラメント間の最初の接触の後に、リヨセル紡糸溶液のフィラメントの凝固が引き起こされ得る（または少なくとも完了し得る）。それにより、溶液相のままにあるこれらのフィラメント間の相互作用により、およびその後、凝固によってそれらを固体相に変換することにより、併合特性を適切に調整することができる。併合の程度は、製造された布帛の特性を調整するために使用することができる強力なパラメータである。

【0048】

この点で、布帛内の併合点の数（それぞれ密度）が、水を収容するのに適した空洞の数および（平均）サイズに影響を及ぼすことも明らかである。

【0049】

繊維間の併合は、凝固前にリヨセル紡糸溶液の形態の異なる繊維プリフォームを互いに直接接触させることにより引き起こされ得る。このような凝固プロセスにより、繊維の単一材料共通沈殿が実行され、それにより併合位置が形成される。

【0050】

記載された併合因子は、布帛の繊維網の異なる繊維間の網目化のための非常に特徴的なパラメータである。０％の併合因子は、併合点のない布帛、すなわち、摩擦のみによって互いに相互作用する完全に分離した繊維に相当する。１００％の併合因子は、併合点からなる布帛、すなわち、フィルムなどの連続構造を形成する完全に一体化した繊維に相当する。併合因子を調整することによって、対応する布帛の物理的特性（本書に記載されている本発明の文脈では保水能力）も調整され得る。

【0051】

布帛の併合因子（領域併合因子とも呼ばれ得る）を決定するために、以下の決定プロセスを実行してもよい。すなわち、布帛の正方形サンプルを光学的に分析してもよい。正方形サンプルの対角線のうち少なくとも１つと交差する繊維の各併合位置（特に、併合点または併合線）の周りに、正方形サンプルの内部に完全に収まるべき直径を有する円を描く。円の大きさは、円が、併合された繊維間の併合領域を包含するように決定される。決定された円の直径の値の算術平均を計算する。併合因子は、平均直径値と正方形サンプルの対角長との比として計算され、パーセントで表され得る。

【0052】

特定の構造に応じて、特に併合因子に応じて、併合位置は、（ａ）繊維が点接触により併合される併合点、（ｂ）繊維がそれに沿って少なくともそれらの長さの一部にわたって互いに並んで整列して上位繊維構造を形成する併合線を含み得る。併合点は、相互接続された繊維と同じ材料から作られたドット状の構造であってよい。併合線は、併合線に沿って接続された繊維の直径よりも著しく大きい線の長円形状を有する併合位置と考えることができる。したがって、併合線とは、繊維がそれに沿って平行にまたは並んで伸びる部分に沿って繊維を接続する伸長構造であってよい。

【0053】

本発明のさらなる実施形態によれば、少なくともいくつかの個々の繊維が互いに撚られており、および／または少なくとも１つの繊維構造が別の繊維構造と撚られている。これにより、布帛の機械的安定性が大幅に改善する可能性がある。

【0054】

本書の文脈では、「繊維構造」とは、少なくとも２本の繊維を含む任意の繊維配列であり得る。それにより、繊維は、少なくとも部分的に互いに接触する個々の繊維であり得る。あるいは、または組み合わせて、繊維構造は、少なくとも１つの併合位置で一体的に接続される少なくとも２本の繊維を含んでもよい。

【0055】

本発明のさらなる態様によれば、リヨセル紡糸溶液から、不織セルロース繊維布帛、特に上記の布帛を直接製造する方法が提供される。提供される方法は、（ａ）オリフィスを有するジェットを介して、ガス流によって支持されたリヨセル紡糸溶液を凝固流体雰囲気に押し出して、それにより実質的に無端の繊維を形成すること、（ｂ）繊維支持ユニット上に繊維を収集して、それにより布帛を形成すること、および（ｃ）製造プロセスのプロセスパラメータを調整することにより、（ｃ１）布帛が少なくとも８５０質量％の保水能力を示し、さらに、（ｃ２）布帛が１平方メートル当たり２５グラム未満の単位面積質量を有することを含む。

【0056】

記載された方法は、プロセスパラメータの適切な選択により、多くの点で、上述の改善された不織セルロース繊維布帛を効果的かつ信頼できる方法で製造することができるという考えに基づいている。

【0057】

本書の文脈では、「オリフィスを有するジェット」（例えば、「オリフィスの配置」と呼ばれ得る）は、直線的に配置されたオリフィスの配置を備える任意の構造であり得る。

【0058】

異なる繊維の直径の変動は、少なくとも実質的に互いに平行に配置されている繊維の凝固によって生じ得ることが言及される。換言すれば、元々、少なくともほぼ平行に配置された少なくとも２本の異なる繊維が（共通の併合線に沿って）互いに併合し得、その結果、直径が著しく増大した繊維が生成される。プロセスパラメータ（の値）を制御することにより、このような繊維併合の確率を選択することができる。結果として、例えば、粘性のリヨセル紡糸溶液が押し出される際に通るジェットの隣接するオリフィス間の距離を調整することによって、併合された（比較的太い）繊維と元の（比較的細い）繊維との比を調整することができる。この点で、距離が小さいほど２本の繊維が併合する可能性が高くなることは明らかである。

【0059】

さらに、凝固プロセスを促進する空気をそれぞれ処理するのに凝固流体の乱流を使用する場合、乱流は、異なるまだ（完全に）凝固していない繊維間の空間距離を乱す可能性があり、その結果、２本の繊維がジェットから繊維支持ユニットに向かう途中で互いに出会う確率を増大させることができる。

【0060】

３本以上の元々個々の繊維からの併合も実現することができることが言及される。結果として、繊維径の変動が増大するように、さらに太い繊維を生成することができる。

【0061】

本書に記載されている布帛の主要な特性に対する「併合」の関連性に関して、すなわち、保水能力に関して、これらの主要な特性の併合からの依存性に対する例示的な物理理論を説明する上記の項を参照されたい。

【0062】

本発明のさらなる実施形態によれば、リヨセル紡糸溶液から不織セルロース繊維布帛を直接製造するための、特に上記の布帛を製造するための装置が提供される。提供される装置は、（ａ）ガス流によって支持されたリヨセル紡糸溶液を押し出すように構成されたオリフィスを有するジェットと、（ｂ）押し出されたリヨセル紡糸溶液に凝固流体雰囲気を提供して、それにより実質的に無端の繊維を形成するように構成された凝固ユニットと、（ｃ）繊維を収集して、それにより布帛を形成するように構成された繊維支持ユニットと、（ｄ）プロセスパラメータを調整することにより、（ｄ１）布帛が少なくとも８５０質量％の保水能力を示し、さらに、（ｄ２）布帛が１平方メートル当たり２５グラム未満の単位面積質量を有するように構成された制御ユニットとを備える。

【0063】

記載された装置は、制御ユニットが、さらに上述の不織セルロース繊維布帛を製造するための上述の方法を信頼できる方法で実行することができるという考えに基づいている。

【0064】

本発明の例示的な実施形態による不織セルロース繊維布帛はまた、１つまたは複数の他の材料と（例えば、インサイチュでまたは後続のプロセスで）組み合わされて、本発明の例示的な実施形態による複合体を形成し得る。そのような複合体を形成するために布帛と組み合わせることができる例示的な材料は、限定するものではないが、以下の材料またはそれらの組合せ、すなわち、毛羽立ちパルプ、繊維懸濁液、ウェットレイド（ｗｅｔｌａｉｄ）不織布、エアレイド不織布、スパンボンドウェブ、メルトブローウェブ、カード処理したスパンレースウェブもしくはニードルパンチウェブ、または様々な材料から作られた他のシート状構造を含む材料の群から選択され得る。一実施形態では、異なる材料間の接続は、以下のプロセスのうち１つまたは組合せ（ただしこれらに限定されない）、すなわち、併合、水流交絡、ニードルパンチ、水素結合、熱接着、バインダによる接着、積層および／またはカレンダ成形によって行うことができる。

【0065】

本発明のさらなる実施形態によれば、ワイプ、乾燥機シート、フィルタ、衛生製品、医療用途製品、ジオテキスタイル、アグロテキスタイル（ａｇｒｏｔｅｘｔｉｌｅ）、衣類、建築技術用製品、自動車製品、家具、工業製品、レジャー、美容、スポーツまたは旅行に関連する製品、および学校またはオフィスに関連する製品からなる群のうち少なくとも１つに、上記の不織セルロース繊維布帛を使用する方法が提供される。

【0066】

本発明のさらなる態様によれば、上記の不織セルロース繊維布帛を含む製品または複合体が提供される。

【0067】

ウェブ、１００％セルロース繊維ウェブ、もしくは例えば２つ以上の繊維を含むかそれらからなるウェブの特定の用途、または抗菌材料、イオン交換材料、活性炭、ナノ粒子、ローション、薬剤もしくは難燃剤、もしくは複合繊維などの材料が組み込まれた化学修飾繊維もしくは繊維は、以下の通りであり得る。

【0068】

本発明の例示的な実施形態による不織セルロース繊維布帛は、乳児用ワイプ、厨房用ワイプ、ウェットワイプ、化粧品用ワイプ、衛生用ワイプ、医療用ワイプ、掃除用ワイプ、研磨（車、家具）用ワイプ、粉塵用ワイプ、工業用ワイプ、ダスタおよびモップワイプなどのワイプの製造を製造するために使用されてもよい。

【0069】

本発明の例示的な実施形態による不織セルロース繊維布帛をフィルタの製造に使用することも可能である。例えば、そのようなフィルタは、エアフィルタ、ＨＶＡＣ、空調フィルタ、排ガスフィルタ、液体フィルタ、コーヒーフィルタ、ティーバッグ、コーヒーバッグ、食品フィルタ、浄水フィルタ、血液フィルタ、タバコフィルタ、キャビンフィルタ、オイルフィルタ、カートリッジフィルタ、真空フィルタ、掃除機用バッグ、防塵フィルタ、油圧用フィルタ、厨房用フィルタ、ファンフィルタ、水分交換フィルタ、花粉フィルタ、ＨＥＶＡＣ／ＨＥＰＡ／ＵＬＰＡフィルタ、ビールフィルタ、ミルクフィルタ、冷却液フィルタおよびフルーツ・ジュース・フィルタであってよい。

【0070】

さらに別の実施形態では、不織セルロース繊維布帛は、吸収性衛生製品を製造するために使用されてもよい。その例には、捕捉層、カバーストック、分配層、吸収性カバー、生理用ナプキン、表面シート、裏面シート、レッグカフ、水洗トイレに流せる製品、パッド、授乳パッド、使い捨て下着、トレーニングパンツ、フェイスマスク、美容顔用マスク、化粧品除去パッド、手ぬぐい、おむつ、および活性成分（繊維柔軟剤など）を放出する洗濯乾燥機用シートが挙げられる。

【0071】

さらに別の実施形態では、不織セルロース繊維布帛は、医療用途製品を製造するために使用されてもよい。例えば、そのような医療用途製品は、使い捨てキャップ、ガウン、マスクおよび靴カバー、創傷ケア製品、滅菌包装製品、カバーストック製品、包帯材料、使い捨て衣類（ｏｎｅ ｗａｙ ｃｌｏｔｈｉｎｇ）、透析製品、ネーザルストリップ（ｎａｓａｌ ｓｔｒｉｐ）、義歯床用接着剤、使い捨て下着、ドレープ、ラップおよびパック、スポンジ、包帯およびワイプ、ベッドリネン、経皮薬物送達、シュラウド、アンダーパッド、処置パック（ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｐａｃｋ）、ヒートパック、オストミー・バッグ・ライナ、固定テープならびに保育器用マットレスであり得る。

【0072】

さらに別の実施形態では、不織セルロース繊維布帛は、ジオテキスタイルを製造するために使用されてもよい。これには、作物保護カバー、毛細管マット、浄水製品、灌漑制御製品、アスファルトの上敷き、土壌安定化製品、排水製品、沈殿および侵食制御製品、池の裏打ち、含浸ベース（ｉｍｐｒｅｇｎａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ）製品、排水路の裏打ち、地盤安定化製品、穴の裏打ち、シードブランケット、雑草制御用布帛、温室の覆い、ルートバッグ（ｒｏｏｔ ｂａｇ）ならびに生分解性植木鉢の製造が含まれ得る。植物フォイル（ｐｌａｎｔ ｆｏｉｌ）に不織セルロース繊維布帛を使用することも可能である（例えば、植物に光保護および／または機械的保護を提供し、および／または植物または土壌に肥料または種子を提供する）。

【0073】

別の実施形態では、不織セルロース繊維布帛は、衣類を製造するために使用されてもよい。例えば、芯地、衣類の断熱および保護、ハンドバッグの部品、靴の部品、ベルトライナ、工業用帽子／フードウェア（ｆｏｏｄｗｅａｒ）、使い捨て作業服、衣類および靴用袋、ならびに断熱材が、そのような布帛に基づいて製造されてもよい。

【0074】

さらに別の実施形態では、不織セルロース繊維布帛は、建築技術に使用される製品を製造するために使用されてもよい。例えば、屋根葺きおよびタイルの下敷き、下敷き用スレート、断熱材および防音材、ハウスラップ（ｈｏｕｓｅ ｗｒａｐ）、石膏ボード用の表面仕上げ、パイプ覆い（ｐｉｐｅ ｗｒａｐ）、コンクリート成形層、土台および地盤の安定化製品、縦型排水管（ｖｅｒｔｉｃａｌ ｄｒａｉｎａｇｅ）、屋根板、屋根葺きフェルト、騒音軽減材、補強材、シーリング材、ならびに制振材（機械的）が、そのような布帛を使用して製造されてもよい。

【0075】

さらに別の実施形態では、不織セルロース繊維布帛は、自動車製品を製造するために使用されてもよい。例には、キャビンフィルタ、トランクの裏打ち、小荷物棚、熱シールド、シェルフトリム（ｓｈｅｌｆ ｔｒｉｍ）、成型ボンネットの裏打ち、トランク床のカバー、オイルフィルタ、ヘッドライナ、後部小荷物棚、装飾布、エアバッグ、消音パッド、絶縁材、車のカバー、アンダーパッド（ｕｎｄｅｒｐａｄｄｉｎｇ）、カーマット、テープ、裏打ちおよび房のある（ｔｕｆｔｅｄ）カーペット、シートカバー、ドアトリム、ニードルカーペット、ならびに自動車用カーペット裏地が挙げられる。

【0076】

本発明の例示的な実施形態に従って製造された布帛のさらに別の適用分野は、家具、構造、アームおよび背もたれの断熱材、クッション肥厚材、防塵カバー、裏張り、縫い目の補強剤、エッジトリム材料、寝具構造、キルトの裏地、バネの覆い、マットレスパッド構成要素、マットレスカバー、窓のカーテン、壁の覆い、カーペットの裏地、ランプシェード、マットレス構成要素、バネ断熱材、シーリング（ｓｅａｌｉｎｇ）、枕肥厚材、ならびにマットレス肥厚材などの家具である。

【0077】

さらに別の実施形態では、不織セルロース繊維布帛は、工業製品を製造するために使用されてもよい。これには、電子機器、フロッピーディスクの裏打ち、ケーブル絶縁体、研磨剤、絶縁テープ、コンベアベルト、騒音吸収層、空調製品、電池セパレータ、酸性系（ａｃｉｄ ｓｙｓｔｅｍ）、滑り止めマット汚れ除去具、食品ラップ、接着テープ、ソーセージのケーシング、チーズのケーシング、人工皮革、油回収ブーム（ｂｏｏｍ）およびソックス（ｓｏｃｋｓ）、ならびに製紙用フェルトが含まれ得る。

【0078】

本発明の例示的な実施形態による不織セルロース繊維布帛は、レジャーおよび旅行に関連する製品の製造にも適している。そのような用途の例には、寝袋、テント、旅行かばん、ハンドバッグ、買い物袋、飛行機用ヘッドレスト、ＣＤ保護製品、枕カバーおよびサンドイッチ用包装材が挙げられる。

【0079】

本発明の例示的な実施形態のさらに別の適用分野は、学校用およびオフィス用製品に関する。例として、ブックカバー、郵送用の封筒、地図、掲示板およびペナント、タオル、ならびに旗に言及しなければならない。

【0080】

本発明の実施形態は、異なる主題を参照して説明されていることに留意しなければならない。特に、いくつかの実施形態は装置型クレームを参照して説明されているが、他の実施形態は方法型クレーム（または使用クレーム）を参照して説明されている。しかし、当業者であれば、他に注記のない限り、１つの種類の主題に属する特徴の任意の組合せに加えて、異なる主題に関連する特徴間の任意の組合せ、特に装置型クレームの特徴と方法型クレームの特徴との間の任意の組合せも、本書で開示されていると考えられることを上記および以下の説明から推測するであろう。

【0081】

本発明の上記で定義された態様およびさらなる態様は、以下に記載される実施形態の例から明らかであり、実施形態の例を参照して説明される。本発明は、実施形態の例を参照して以下にさらに詳細に説明されるが、本発明はそれらに限定されない。

【図面の簡単な説明】

【0082】

【図1】本発明の例示的な実施形態による、凝固流体によって凝固されるリヨセル紡糸溶液から直接形成される不織セルロース繊維布帛を製造するための装置を示す。

【図2】特定のプロセス制御によって個々の繊維の併合が達成された、本発明の例示的な実施形態による不織セルロース繊維布帛の実験的に捕捉された画像を示す。

【図3】特定のプロセス制御によって個々の繊維の併合が達成された、本発明の例示的な実施形態による不織セルロース繊維布帛の実験的に捕捉された画像を示す。

【図4】特定のプロセス制御によって個々の繊維の併合が達成された、本発明の例示的な実施形態による不織セルロース繊維布帛の実験的に捕捉された画像を示す。

【図5】繊維の膨潤が達成された、本発明の例示的な実施形態による不織セルロース繊維布帛の実験的に捕捉された画像を示し、この図は乾燥非膨潤状態の繊維布帛を示す。

【図6】繊維の膨潤が達成された、本発明の例示的な実施形態による不織セルロース繊維布帛の実験的に捕捉された画像を示し、この図は湿潤膨潤状態の繊維布帛を示す。

【図7】ノズルの２つの直列バーを実装する特定のプロセスによって繊維の２つの重ね合わせた層の形成が達成された、本発明の例示的な実施形態による不織セルロース繊維布帛の実験的に捕捉された画像を示す。

【図8】撚り、繊維内の直径変動、繊維間の直径変動、実質的に平行な様式で凝固した繊維、ならびに異なる大きさおよび形状の空洞を有する不織セルロース繊維布帛の画像を示す。

【図9】複数のフィブリルを含む内部構造を有する単一の繊維を示す。

【図10】繊維の断面の内接円と外接円との比として、円形から逸脱した断面を有する繊維の真円度をどのように計算することができるかを示す。

【図11】繊維間の異なる種類の併合位置およびいくつかの交差位置が示されている、不織セルロース繊維布帛の概略画像を示す。

【図12】２つの積み重ねられ併合された繊維網層を含む不織セルロース繊維布帛の概略画像を示す。

【図13】本発明の例示的な実施形態による、無端セルロース繊維ウェブの２つの積層から構成される不織セルロース繊維布帛を製造するための装置の一部を示す。

【図14】３つの網層を含む不織セルロース繊維布帛を示す。

【発明を実施するための形態】

【0083】

図面内の図は概略図である。異なる図では、類似または同一の要素または特徴には同じ参照符号が設けられていることに留意されたい。不必要な繰り返しを避けるために、先に説明された実施形態に関して既に説明された要素または特徴は、説明の以降の位置では再び説明されない。

【0084】

さらに、例えば「前」および「後」、「上」および「下」、「左」および「右」などの空間的に相対的な用語は、図に示されるように、ある要素と別の要素との関係を説明するために使用される。したがって、空間的に相対的な用語は、図に示された向きとは異なる使用中の向きに適用され得る。明らかに、そのような空間的に相対的な用語はいずれも、説明を簡単にするためだけに図に示される向きを指し、本発明の一実施形態による装置は使用時に、図に示されるものとは異なる向きをとることができるため、必ずしも限定的ではない。

【0085】

図１は、リヨセル紡糸溶液１０４から直接形成される不織セルロース繊維布帛１０２を製造するための本発明の例示的な実施形態による装置１００を示す。リヨセル紡糸溶液１０４は、凝固流体１０６によって少なくとも部分的に凝固されて、部分的に形成されたセルロース繊維１０８に変換される。装置１００により、本発明の例示的な実施形態によるリヨセル溶液吹付プロセスが実行されてもよい。本出願の文脈では、用語「リヨセル溶液吹付プロセス」は、特に、個別の長さの本質的に無端のフィラメントもしくは繊維１０８、または個別の長さの無端フィラメントと繊維との混合物を得ることができるプロセスを包含し得る。以下にさらに説明するように、オリフィス１２６をそれぞれ有するノズルが設けられ、このノズルを通して、本発明の例示的な実施形態による不織セルロース繊維布帛１０２を製造するためのガス流れまたはガス流１４６とともに、セルロース溶液またはリヨセル紡糸溶液１０４が噴射される。

【0086】

図１から分かるように、木材パルプ１１０、他のセルロース系原料などが、計量ユニット１１３を介して貯蔵タンク１１４に供給されてもよい。水用容器１１２からの水も、計量ユニット１１３を介して貯蔵タンク１１４に供給される。したがって、計量ユニット１１３は、以下でさらに詳細に説明される制御ユニット１４０の制御下で、貯蔵タンク１１４に供給される水と木材パルプ１１０との相対量を規定してもよい。溶媒用容器１１６に収容された溶媒（Ｎ－メチルモルホリン、ＮＭＭＯなど）が、濃縮ユニット１１８内で濃縮されてもよく、その後、混合ユニット１１９内で、規定可能な相対量の水と木材パルプ１１０との混合物または他のセルロース系原料と混合されてもよい。また、混合ユニット１１９は、制御ユニット１４０によって制御され得る。これにより、水木材パルプ１１０媒体が、溶解ユニット１２０内で、調整可能な相対量の濃縮された溶媒に溶解され、それによりリヨセル紡糸溶液１０４が得られる。水性リヨセル紡糸溶液１０４は、木材パルプ１１０を含む（例えば５質量％～１５質量％の）セルロース、および（例えば８５質量％～９５質量％の）溶媒から構成される蜂蜜粘性（ｈｏｎｅｙ－ｖｉｓｃｏｕｓ）媒体であり得る。

【0087】

リヨセル紡糸溶液１０４は、（多数の紡糸ビームまたはジェット１２２として具現化され得るか、それを備え得る）繊維形成ユニット１２４に送られる。例えば、ジェット１２２のオリフィス１２６の数は、５０よりも多く、特に１００よりも多くてもよい。１つの実施形態では、ジェット１２２のオリフィス１２６の（ジェット１２２の多数の紡糸口金を備え得る）繊維形成ユニット１２４のオリフィス１２６はいずれも、同じサイズおよび／または形状を有し得る。あるいは、１つのジェット１２２の異なるオリフィス１２６および／または（多層布帛を形成するために直列に配置され得る）異なるジェット１２２のオリフィス１２６のサイズおよび／または形状は異なってもよい。オリフィス１２６は、オリフィス１２６の一次元配列として配置されてもよい。

【0088】

リヨセル紡糸溶液１０４はジェット１２２のオリフィス１２６を通過すると、リヨセル紡糸溶液１０４の複数の平行なストランドに分割される。鉛直に配向されたガス流、すなわち、紡糸方向に実質的に平行に配向されたガス流が、リヨセル紡糸溶液１０４をますます長くかつ細いストランドに変形させ、ストランドは、制御ユニット１４０の制御下でプロセス条件を変更することによって調整することができる。ガス流は、オリフィス１２６から繊維支持ユニット１３２に向かう途中の少なくとも一部に沿って、リヨセル紡糸溶液１０４を加速させてもよい。

【0089】

リヨセル紡糸溶液１０４がジェット１２２を通ってさらに下方に移動する間、リヨセル紡糸溶液１０４の長く細いストランドは非溶媒凝固流体１０６と相互作用する。凝固流体１０６は、蒸気ミスト、例えば水性ミストとして有利に具現化される。凝固流体１０６のプロセス関連特性は、１つまたは複数の凝固ユニット１２８によって制御され、凝固流体１０６に調整可能な特性を提供する。凝固ユニット１２８は、次いで、制御ユニット１４０によって制御される。好ましくは、製造中の布帛１０２のそれぞれの層の特性を個々に調整するために、個々のノズルまたはオリフィス１２６の間にそれぞれの凝固ユニット１２８が設けられる。好ましくは、各ジェット１２２は、各側から１つずつ、２つの割り当てられた凝固ユニット１２８を有してもよい。したがって、個々のジェット１２２は、製造された布帛１０２の異なる層の異なる制御可能な特性を有するように調整され得る、リヨセル紡糸溶液１０４の個々の部分を備えることができる。

【0090】

凝固流体１０６（水など）と相互作用すると、リヨセル紡糸溶液１０４の溶媒濃度が低下し、その結果、リヨセル紡糸溶液１０４のセルロース、例えば、木材パルプ１１０（または他の原料）が、（依然として残留溶媒および水を含有し得る）長く細いセルロース繊維１０８として少なくとも部分的に凝固される。

【0091】

押し出されたリヨセル紡糸溶液１０４からの個々のセルロース繊維１０８の初期形成中またはその後に、ここでは平面繊維収容面を有するコンベアベルトとして具現化される繊維支持ユニット１３２上にセルロース繊維１０８を堆積させる。セルロース繊維１０８は、（図１に概略的にのみ示されている）不織セルロース繊維布帛１０２を形成する。不織セルロース繊維布帛１０２は、連続した実質的に無端のフィラメントまたは繊維１０８から構成される。

【0092】

図１には示されていないが、凝固ユニット１２８による凝固、および洗浄ユニット１８０での洗浄で除去されたリヨセル紡糸溶液１０４の溶媒は、少なくとも部分的にリサイクルすることができる。

【0093】

不織セルロース繊維布帛１０２は、繊維支持ユニット１３２に沿って輸送している間、洗浄液を供給して残留溶媒を除去する洗浄ユニット１８０によって洗浄することができ、次いで乾燥させてもよい。不織セルロース繊維布帛１０２は、任意であるが有利な追加の処理ユニット１３４によってさらに処理することができる。例えば、そのような追加の処理には、水流交絡、ニードルパンチ、含浸、加圧蒸気による蒸気処理、カレンダ成形などが含まれ得る。

【0094】

繊維支持ユニット１３２はまた、巻取機１３６に不織セルロース繊維布帛１０２を輸送してもよく、巻取機１３６上では、不織セルロース繊維布帛１０２は実質的に無端のシートとして収集され得る。次いで、不織セルロース繊維布帛１０２は、不織セルロース繊維布帛１０２に基づくワイプまたは織物などの製品を製造する事業体に、ロール商品として出荷されてもよい。

【0095】

図１に示すように、記載されたプロセスは、制御ユニット１４０（プロセッサ、プロセッサの一部、または複数のプロセッサなど）によって制御され得る。制御ユニット１４０は、図１に示される様々なユニット、特に、計量ユニット１１３、混合ユニット１１９、繊維形成ユニット１２４、凝固ユニット１２８、追加の処理ユニット１３４、溶解ユニット１２０、洗浄ユニット１１８などのうち１つまたは複数の動作を制御するように構成される。したがって、制御ユニット１４０は（例えば、コンピュータ実行可能プログラムコードを実行することにより、および／またはユーザにより規定された制御コマンドを実行することにより）、不織セルロース繊維布帛１０２が製造されるプロセスパラメータを正確かつ柔軟に規定することができる。この文脈での設計パラメータとは、オリフィス１２６に沿った空気流、凝固流体１０６の特性、繊維支持ユニット１３２の駆動速度、リヨセル紡糸溶液１０４の組成、温度および／または圧力などである。不織セルロース繊維布帛１０２の特性を調整するために調整され得る追加の設計パラメータは、オリフィス１２６の数および／または相互距離および／または幾何学的配列、リヨセル紡糸溶液１０４の化学組成および濃縮度などである。それにより、不織セルロース繊維布帛１０２の特性は、以下に記載されるように適切に調整され得る。そのような調整可能な特性（以下の詳細な説明を参照）には、以下の特性、すなわち、繊維１０８の直径および／または直径分布、繊維１０８間の併合の量および／または領域、繊維１０８の純度レベル、多層布帛１０２の特性、布帛１０２の光学特性、布帛１０２の流体保持特性および／または流体放出特性、布帛１０２の機械的安定性、布帛１０２の表面の滑らかさ、繊維１０８の断面形状などのうち１つまたは複数が含まれ得る。

【0096】

図示されていないが、各紡糸ジェット１２２は、それを介してリヨセル紡糸溶液１０４がジェット１２２に供給されるポリマー溶液入口を備えてもよい。空気入口を介して、リヨセル紡糸溶液１０４にガス流１４６を適用することができる。ジェット筐体によって区切られた、ジェット１２２の内部の相互作用チャンバから、リヨセル紡糸溶液１０４が（ガス流１４６がリヨセル紡糸溶液１０４を下方に引っ張ることにより）それぞれのオリフィス１２６を通って下方に移動するか加速され、ガス流１４６の影響下で横方向に狭くなり、その結果、凝固流体１０６の環境内でリヨセル紡糸溶液１０４がガス流１４６と一緒に下方に移動すると、連続的に先細になるセルロースフィラメントまたはセルロース繊維１０８が形成される。

【0097】

したがって、図１を参照して説明する製造方法に含まれるプロセスは、セルロース溶液とも呼ばれ得るリヨセル紡糸溶液１０４が、液体ストランドまたは潜在フィラメントを形成するように形作られることを含み得、液体ストランドまたは潜在フィラメントは、ガス流１４６によって引き出され、直径が著しく減少し、長さが増大する。繊維支持ユニット１３２上でのウェブ形成の前または最中の凝固流体１０６による潜在フィラメントまたは繊維１０８（またはそのプリフォーム）の部分凝固も含まれ得る。フィラメントまたは繊維１０８は、ウェブ状布帛１０２に形成され、洗浄され、乾燥され、必要に応じてさらに処理されてもよい（追加の処理ユニット１３４を参照）。フィラメントまたは繊維１０８は、例えば、回転ドラムまたはベルト上で収集され得、それによりウェブが形成される。

【0098】

記載された製造プロセスおよび特に使用される溶媒の選択の結果として、繊維１０８は５ｐｐｍ未満の銅含有量および２ｐｐｍ未満のニッケル含有量を有する。これにより、布帛１０２の純度が有利に改善される。

【0099】

本発明の例示的な実施形態によるリヨセル溶液吹付ウェブ（すなわち、不織セルロース繊維布帛１０２）は、好ましくは、以下の特性のうち１つまたは複数を示す。

【0100】

（ｉ）ウェブの乾燥重量は５～３００ｇ／ｍ^２、好ましくは１０～８０ｇ／ｍ^２である。
（ｉｉ）ＷＳＰ１２０．６規格（それぞれＤＩＮ２９０７３）（特に、本特許出願の優先日に有効な最新版）によるウェブの厚さは、０．０５～１０．０ｍｍ、好ましくは０．１～２．５ｍｍである。
（ｉｉｉ）ＥＮ２９０７３－３（それぞれＩＳＯ９０７３－３）（特に、本特許出願の優先日に有効な最新版）によるＭＤでのウェブの特定の靭性は、０．１～３．０Ｎｍ^２／ｇ、好ましくは０．４～２．３Ｎｍ^２／ｇの範囲である。
（ｉｖ）ＥＮ２９０７３－３（それぞれＩＳＯ９０７３－３）（特に、本特許出願の優先日に有効な最新版）によるウェブの平均伸長率は、０．５～１００％、好ましくは４～５０％の範囲である。
（ｖ）ウェブのＭＤ／ＣＤ靭性比は１～１２である。
（ｖｉ）ＤＩＮ ５３８１４（特に、本特許出願の優先日に有効な最新版）によるウェブの保水率は、１～２５０％、好ましくは３０～１５０％である。
（ｖｉｉ）ＤＩＮ ５３９２３（特に、本特許出願の優先日に有効な最新版）によるウェブの保水力は、９０～２０００％、好ましくは４００～１１００％の範囲である。
（ｖｉｉｉ）基質分解に関するＥＮ １５５８７－２およびＩＣＰ－ＭＳ分析に関するＥＮ １７２９４－２規格（特に、本特許出願の優先日に有効な最新版）による、銅含有量５ｐｐｍ未満およびニッケル含有量２ｐｐｍ未満の金属残留物レベル。

【0101】

最も好ましくは、リヨセル溶液吹付ウェブは、上述した前記特性（ｉ）～（ｖｉｉｉ）をいずれも示す。

【0102】

説明したように、不織セルロース繊維布帛１０２を製造するプロセスは、好ましくは以下を含む。
（ａ）少なくとも１つのジェット１２２のオリフィス１２６を通してＮＭＭＯ（符号１０４を参照）に溶解したセルロースを含む溶液を押し出し、それによりリヨセル紡糸溶液１０４のフィラメントを形成すること。
（ｂ）ガス流（符号１４６を参照）によって、リヨセル紡糸溶液１０４の前記フィラメントを引き伸ばすこと。
（ｃ）前記フィラメントと、好ましくは水を含有する蒸気ミスト（符号１０６を参照）とを接触させ、それにより前記繊維１０８を少なくとも部分的に沈殿させること。その結果、フィラメントまたは繊維１０８は、ウェブまたは不織セルロース繊維布帛１０２を形成する前に少なくとも部分的に沈殿する。
（ｄ）前記フィラメントまたは繊維１０８を収集および沈殿させて、ウェブまたは不織セルロース繊維布帛１０２を形成すること。
（ｅ）洗浄ラインの溶媒を除去すること（洗浄ユニット１８０を参照）。
（ｆ）場合により、水流交絡、ニードルパンチなどを介して結合させること（追加の処理ユニット１３４を参照）。
（ｇ）乾燥およびロール収集。

【0103】

不織セルロース繊維布帛１０２の構成要素は、併合、混入、水素結合、物理的結合、例えば水流交絡またはニードルパンチ、および／または化学的結合によって結合されてもよい。

【0104】

さらに処理するために、不織セルロース繊維布帛１０２は、同じおよび／または他の材料の１つまたは複数の層、例えば（図示せず）、合成ポリマーの層、セルロース毛羽立ちパルプ、セルロースまたは合成ポリマー繊維の不織ウェブ、複合繊維、セルロースパルプのウェブ、例えば、エアレイドまたはウェットレイドパルプ、高靭性繊維のウェブまたは布帛、疎水性材料、高性能繊維（温度抵抗性材料または難燃性材料など）、最終製品に変化した機械的特性を与える層（ポリプロピレンまたはポリエステルの層など）、生分解性材料（例えば、ポリ乳酸由来のフィルム、繊維またはウェブ）、および／または高バルク材料と組み合わされてもよい。

【0105】

不織セルロース繊維布帛１０２のいくつかの区別可能な層を組み合わせることも可能である。例えば、図７を参照されたい。

【0106】

不織セルロース繊維布帛１０２は、本質的にセルロースのみから構成されてよい。あるいは、不織セルロース繊維布帛１０２は、セルロースと１つまたは複数の他の繊維材料との混合物を含んでもよい。さらに、不織セルロース繊維布帛１０２は、複合繊維材料を含んでもよい。不織セルロース繊維布帛１０２内の繊維材料は、改質物質を少なくとも部分的に含んでもよい。改質物質は、例えば、ポリマー樹脂、無機樹脂、無機顔料、抗菌製品、ナノ粒子、ローション、難燃性製品、吸収性改善添加剤、例えば、超吸収性樹脂、イオン交換樹脂、炭素化合物、例えば、活性炭、グラファイト、導電性のための炭素、Ｘ線造影物質、発光顔料および染料からなる群から選択されてもよい。

【0107】

結論として、リヨセル紡糸溶液１０４から直接製造されたセルロース不織ウェブまたは不織セルロース繊維布帛１０２は、ステープル繊維を用いた方法を介しては不可能な付加価値ウェブ性能を利用可能にする。これには、均一な軽量ウェブを形成する可能性、マイクロファイバ製品を製造する可能性、およびウェブを形成する連続フィラメントまたは繊維１０８を製造する可能性が含まれる。さらに、ステープル繊維由来のウェブと比較して、いくつかの製造手順はもはや必要ではない。さらに、本発明の例示的な実施形態による不織セルロース繊維布帛１０２は、生分解性であり、持続可能に供給された原材料（すなわち、木材パルプ１１０など）から製造される。また、本発明の例示的な実施形態による不織セルロース繊維布帛１０２は、純度および吸収性の点で利点を有する。さらに、本発明の例示的な実施形態による不織セルロース繊維布帛１０２は、調整可能な機械的強度、剛性および柔軟性を有する。また、本発明の例示的な実施形態による不織セルロース繊維布帛１０２は、面積当たりの重量が小さくなるように（例えば、１０～３０ｇ／ｍ^２）製造され得る。この技術により、直径５μｍ以下、特に３μｍ以下までの非常に微細なフィラメントを製造することができる。また、本発明の例示的な実施形態による不織セルロース繊維布帛１０２は、平坦でパリッとした（ｃｒｉｓｐｙ）フィルム状、紙状、または柔軟で弾力的な織物状など、ウェブの広範囲の美粧性を備えて形成されてもよい。記載されたプロセスのプロセスパラメータを適合させることにより、不織セルロース繊維布帛１０２の剛性および機械的剛性または弾力性および柔軟性を正確に調整することがさらに可能である。これは、例えば、併合位置の数、層の数を調整するか、後処理（ニードルパンチ、水流交絡および／またはカレンダ成形など）によって調整することができる。特に、１０ｇ／ｍ^２以下までの比較的低い坪量を有する不織セルロース繊維布帛１０２を製造して、非常に小さな直径（例えば、３～５μｍ以下まで）などを有するフィラメントまたは繊維１０８を得ることが可能である。

【0108】

図２、図３および図４は、対応するプロセス制御によって個々の繊維１０８の併合が達成された、本発明の例示的な実施形態による不織セルロース繊維布帛１０２の実験的に捕捉された画像を示す。図２から図４の楕円形のマーカは、複数の繊維１０８が互いに一体的に接続されているそのような併合領域を示している。そのような併合点では、２つ以上の繊維１０８を相互接続して、一体化構造を形成してもよい。

【0109】

図５および図６は、繊維１０８の膨潤が達成された、本発明の例示的な実施形態による不織セルロース繊維布帛１０２の実験的に捕捉された画像を示し、図５は乾燥非膨潤状態の繊維布帛１０２を示し、図６は湿潤膨潤状態の繊維布帛１０２を示す。細孔径は、図５および図６の両方の状態で測定することができ、互いに比較することができる。３０回の測定の平均値を計算すると、水性媒体中の繊維１０８の膨潤によって、細孔径がそれらの初期直径の４７％まで減少したことを決定することができた。

【0110】

図７は、対応するプロセス設計、すなわち、複数の紡糸口金の直列配列によって、繊維１０８の２つの重ね合わせた層２００、２０２の形成が達成された、本発明の例示的な実施形態による不織セルロース繊維布帛１０２の実験的に捕捉された画像を示す。２つの別個であるが接続された層２００、２０２が、図７に水平線によって示されている。例えば、機械方向に沿ってｎ個の紡糸口金またはジェット１２２を直列に配置することにより、ｎ層布帛１０２（ｎ≧２）を製造することができる。

【0111】

本発明の特定の例示的な実施形態を以下にさらに詳細に説明する。

【0112】

図８は、本発明の一実施形態による不織セルロース繊維布帛１０２の実験的に捕捉された画像を示す。図８は、繊維網が、直径／力価および形状の異なる変動を特徴とする繊維１０８を含むことを示している。これは、撚り、繊維内の太さの変動、繊維間の太さの変動、実質的に平行な様式で凝固した繊維１０８、ならびに異なる大きさおよび形状の空洞を含む。

【0113】

比較的細い繊維と比較的太い繊維との混合物が、布帛１０２のいくつかの歓迎される特性を提供し得ることが言及される。例えば、細い繊維は、隣接する繊維間に高い毛管現象をもたらし得、これにより液体保持能力が改善される。比較的太い繊維は、三次元繊維布帛構造の高い機械的剛性に寄与し得る。繊維網内で発達したいわゆる微細孔が、特に異なる繊維間の接着力のために崩壊しないとなると、このような繊維剛性の向上が必要になり得る。これに関連して、このような微細孔の崩壊は液体保持能力を低下させることは明らかである。言うまでもなく、任意の空洞、チャンバ、空隙、隙間または細孔は、その毛管力のため、程度の差はあるが布帛１０２の液体保持能力に大きな貢献をもたらす。

【0114】

撚りは、螺旋状に互いに撚り合わされた少なくとも２本の個々の繊維によって与えられてもよい。さらに、非円形断面を有し、（それ自体で）撚られている単一の繊維１０８も、そのような撚りを表すと考えられ得る。特定の物理的理論に縛られることなく、現在、あらゆる種類の撚りが布帛内の全体的な毛管力を増加させて、その結果、液体保持能力が増大すると考えられている。

【0115】

リヨセル紡糸手順では、例えば、それぞれのリヨセル繊維が押し出される際に通るオリフィスの大きさを変化させることによって、繊維径（それぞれの繊度）を調整することができる。また、（コンベアベルトタイプの）繊維支持ユニット１３２（図１の符号１２を参照）に向かって、まだ凝固していない繊維を加速するガス流（図１の符号１４６を参照）の変動を使用して、繊維１０８の太さ内および／または太さ間の変動を形成してもよい。

【0116】

例えば、コンベアタイプの繊維支持ユニット（図１の符号１３２を参照）に向かって、押し出されたリヨセル紡糸溶液を加速するガス流の圧力および／または速度変動によって、繊維の長さに沿った変動が発生し得る。

【0117】

図９は、単一のセルロース繊維１０８およびその内部構造の実験的に捕捉された画像を示す。符号１０８ｂによって表される曲線は、いわゆる繊維１０８のシェルである。この図から分かるように、繊維の内部構造は複数のフィブリル１０８ａを含む。フィブリル１０８ａの存在により、繊維１０８の内部構造も、液体保持能力に顕著な貢献をもたらし得る（サブミクロン）チャネルを表すものと考えることができる。

【0118】

実験的試験により、驚くべきことに、記載されたフィブリルが、リヨセル紡糸手順により製造された繊維に特に顕著である特徴であることが明らかにされた。具体的には、繊維１０８内の（サブミクロン）フィブリル構造の高い均一性が実現され得る。さらに、ある位置での繊維凝固プロセス用の調整されたガス流が、繊維凝固が行われる前に、液体の収容に特に適したサブミクロン範囲のチャネルを有するフィブリル構造の形成を促進することが判明した。この写真では、サブミクロンチューブの系を表すものと理解することができるフィブリルは、それぞれの繊維（の内部構造）の液体保持能力に大きな貢献をもたらす。

【0119】

この時点で、繊維の内部構造内の液体吸収が、繊維の膨潤プロセスに伴うことが言及される。熱可塑性材料と比較して、慎重に製造されたリヨセル繊維は、内部にフィブリルの比較的均一な毛管系を示し、この系は繊維に沿って延びている。この毛管系は、液体を吸収すると膨潤する。

【0120】

図１０は、本発明の例示的な実施形態に従って、繊維１０８の断面の内接円２８０と外接円２８２との比として、円形断面から逸脱した断面を有する繊維１０８の真円度をどのように計算することができるかを示す。

【0121】

最小外接円２８２は、図１０に示される繊維１０８の断面の円形輪郭の全体を囲む最小の円として定義される。最大内接円２８０は、図１０に示すように、繊維１０８の断面の円形輪郭内に内接することができる最大の円として定義される。本書の文脈では、真円度とは、内接円２８０の半径ｒを外接面２８２の半径Ｒで割った（またはその逆の）比として定義することができる。真円度は、得られた百分率の値で示され得る。本例では、Ｒ≒２ｒであり、したがって、繊維１０８の真円度は約５０％である。比較のために、円柱状繊維１０８は、条件Ｒ＝ｒを満たし、真円度が１である。

【0122】

図面内、すなわち繊維の長手方向延長部に対して少なくとも実質的に垂直な面内での繊維シェルの湾曲も、全体的な毛管力に影響を及ぼし、水系液体および／または油系液体の液体粒子を収容し得る（小さな空洞）の形成に寄与する。結果として、円形断面からの逸脱も、布帛が大きな液体保持能力を示すのに役立つ可能性がある。

【0123】

ある断面を仮定すると、それぞれ円形断面からの逸脱が大きくなるにつれて、真円度の減少とともに繊維の外面が増大する。したがって、真円度はまた、毛管力に影響を及ぼし、結果として、布帛１０２の液体保持能力にも影響を及ぼす重要なパラメータであることは明らかである。

【0124】

繊維の断面形状は、例えば、リヨセル紡糸溶液のそれぞれの部分が押し出される際に通るオリフィス（図１の符号１２６によって示される）の対応する断面形状で調整することができる。ただし、それぞれのオリフィスの他の構造的寸法も、結果として得られる繊維１０８の断面形状に影響を及ぼす可能性がある。

【0125】

図１１は、本発明の例示的な実施形態による不織セルロース繊維布帛１０２の概略画像を示し、ここでは、一方では繊維１０８間の異なる種類の併合位置２０４、他方では繊維１０８間の非併合交差位置２２０が示されている。

【0126】

併合位置２０４は併合点および併合線を含み、併合点では、少なくとも２本の異なる繊維が互いに交差し、併合線では、繊維１０８がそれらの長さの一部にわたって互いに並んで整列して、併合線の全長に沿って直径が大きくなる上位繊維構造２０６を形成する。繊維１０８は、併合位置２０４で一体的に接続され、ここでは繊維網を破壊することによってのみ分離され得るが、繊維１０８は、交差位置２２０では互いに摩擦接触しているだけであり、ここでは互いに相対的に自由に移動することができる。図１１には、それぞれ２本の繊維１０８の間の併合および交差が示されているが、それぞれ少なくとも３本の繊維１０８の間でも併合および／または交差が起こり得る。

【0127】

特定の理論に縛られることなく、非併合交差位置に併合がまったくないか、弱く併合した交差位置にだけ弱い併合だけがあると、一方の繊維から他方の繊維へ移動する液体に関して障壁を示すと現在考えられている。少なくとも２本の繊維間に強い併合がある場合（例えば、図１１の符号２０４を参照）、関与する繊維間の液体移動は、はるかに容易である。布帛内の繊維の空間的経路が好ましくない場合であっても、繊維はいずれも液体粒子を収容することができるため、あらゆる繊維が膨潤し、液体吸収能力および液体保持能力に対する貢献をもたらす。

【0128】

図１２は、相互接続された繊維１０８の２つの積み重ねられ、併合された網層を含む、本発明の実施形態による不織セルロース繊維布帛１０２の概略断面図を示す。第１の繊維１０８を含む第１の網層は、符号２００によって表される。第２の繊維１０８を含む第２の網層は、符号２０２によって表される。処理パラメータ（値）が異なるため、第１の繊維１０８は、少なくとも１つの物理的および／または化学的特性の点で第２の繊維１０８とは異なり得る。

【0129】

本明細書に記載される例示的な実施形態によれば、第１の繊維１０８の（平均）直径は、第２の繊維１０８の（平均）直径よりも大きい。これは、図１２の２つの下部詳細図によって示される。層２００、２０２の間の界面の重要な特性が図１２の上部詳細図に示されており、界面での布帛１０２の安定性を高めるために界面で両方の層２００、２０２の繊維１０８を一体的に結合する層内併合点２０４が見える。さらに、異なる層２００、２０２に位置する繊維１０８の異なるそれぞれが、少なくとも１つのそれぞれの内層併合位置２０４で一体的に接続される（図１２の２つの下部詳細図を再度参照）。

【0130】

異なる繊維網層２００、２０２に位置し、異なる平均直径を備えて形成される繊維１０８は、異なる機能性を備えてもよい。そのような異なる機能性は、異なる平均直径によって支持されてもよいが、それぞれのコーティングなどによってさらに促進されてもよい。そのような異なる機能性は、例えば、ウイッキング性、異方性挙動、異なる吸油能力、異なる吸水能力および保水能力、異なるクリーナビリティおよび／または異なる粗さに関して異なる挙動であり得る。

【0131】

図１３は、本発明の例示的な実施形態による、無端セルロース繊維１０８の２つの積層２００、２０２から構成される不織セルロース繊維布帛１０２を製造するための装置１００の一部を示す。図１３に示される装置１００と図１に示される装置１００との相違は、図１３に記載の装置１００が、上述のように、２つの直列に整列されたジェット１２２と、それぞれ割り当てられた凝固ユニット１２８とを備えることである。本明細書に記載される実施形態では、２つの凝固ユニット１２８がジェット１２２のそれぞれに割り当てられる。図１２では、一方の凝固ユニット１２８が、ジェット１２２と繊維支持ユニット１３２との間に延びるリヨセル紡糸溶液１０４の経路の左側に位置し、他方の凝固ユニット１２８が、この経路のそれぞれの右側に位置する。コンベアベルトタイプの繊維支持ユニット１３２の可動式繊維収容面を考慮して、図１３の左側の上流ジェット１２２は層２００を生成する。層２０２は、下流ジェット１２２（図１３の右側を参照）によって生成され、布帛１０２の二重層２００、２０２が得られるように、先に形成された層２００の上部主表面に取り付けられる。

【0132】

図１３によれば、異なる層２００、２０２の繊維１０８が、繊維径に関して、最小直径に対して５０％を超えるだけ異なるようにプロセスパラメータを調整するように、（ジェット１２２およびあらゆる凝固ユニット１２８を制御する）制御ユニット１４０が構成される。制御ユニット１４０によって層２００、２０２の繊維１０８の繊維径を調整することは、リヨセル紡糸溶液１０４と相互作用する凝固流体１０６の量を調整することを含んでもよい。加えて、図１３の実施形態は、可動式繊維支持ユニット１３２に沿って、（場合により異なる特性を有する）オリフィス１２６を有する複数のジェット１２２を直列に配置することによって、繊維径を調整するためのプロセスパラメータを調整する。例えば、そのような異なる特性は、オリフィス１２６の異なる直径、ガス流１４６の異なる速度、ガス流１４６の異なる量および／またはガス流１４６の異なる圧力であり得る。図１３には示されていないが、例えば、水流交絡、ニードルパンチ、含浸、加圧蒸気による蒸気処理および／またはカレンダ成形により、繊維支持ユニット１３２上に収集した後に繊維１０８をさらに処理することが可能である。

【0133】

さらに図１３に示される実施形態を参照すると、１つまたは複数の追加のノズルバーまたはジェット１２２が設けられ得、繊維支持ユニット１３２の輸送方向に沿って直列に配置され得る。好ましくは層２００および／または層２０２の繊維１０８の凝固または硬化プロセスが完全に完了する前に、繊維１０８の追加の層２０２が先に形成された層２００の上に堆積され得、これが併合を引き起こし得るように、複数のジェット１２２が配置されてもよい。プロセスパラメータを適切に調整すると、これは、多層布帛１０２の特性に関して有利な効果をもたらし得る。

【0134】

特定の理論に縛られることを望まないが、現在、第２の層２０２は第１の層２００の補強と考えることができ、これにより、結果として得られる不織布１０２の均一性が向上すると考えられている。機械的安定性のこの増大は、繊維径の変動（特に、個々の繊維１０８の繊維間の直径変動および／または繊維内長手方向の直径変動）によってさらに改善することができる。さらに深い（特に時間厳守の）圧力（例えば、空気または水によって提供される）を加えると、繊維１０８の断面形状はさらに意図的に歪み得、これにより、有利には、機械的安定性がさらに増大し得る。

【0135】

他方、図１３に記載の布帛１０２の繊維１０８間に意図された併合を引き起こして、布帛の機械的安定性をさらに増大させることができる。

【0136】

図１４は、３つの網層を含む不織セルロース繊維布帛１０２を示す。第１の（下部）繊維網層は、符号２００によって表される。第１の繊維網層２００の上に形成される第２の（中間）繊維網層は、符号２０２によって表される。第２の繊維網層２０２の上に形成される追加の（上部）繊維網層は、符号２０２'によって表される。既に上述したように、布帛１０２は、３つを超える積み重ねられた繊維網層を含んでもよい。

【0137】

図１４からさらに分かるように、３つの繊維網層２００、２０２、２０２'は異なる厚さを有する。第１の繊維網層２００は、第１の厚さｔ１を有する。第２の繊維網層２０２は、第２の厚さｔ２を有する。追加の繊維網層２０２'は、第３の厚さｔ３を有する。

【0138】

本書に記載されている布帛は、低い坪量に関連して高い保水能力を特徴とする。具体的には、１平方メートル当たり２５グラム未満の低い坪量にもかかわらず、少なくとも８５０質量％の大きな保水能力を達成することができる。

【0139】

特に、ある程度の触覚特性を必要とする用途では、記載された布帛から作られた繊維ウェブの好適な特定の基本特性を特定の用途に合わせて調整することができる。そのような特定の基本特性は、例えば、布帛の被覆層の柔らかい触覚特性と組み合わされた特定の液体吸収、保持および／または放出管理であり得る。特に、繊維太さの変動に関する上記の設計パラメータにより、柔軟性、機械的安定性、液体吸収能力および液体保持能力、ウイッキング性（速度）などの望ましい組合せを作り出すことができる。

【0140】

用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は他の要素または工程を除外せず、冠詞「ａ」または「ａｎ」の使用は複数を除外しないことに留意されたい。また、異なる実施形態に関連して説明された要素を組み合わせてもよい。特許請求の範囲における参照符号が、特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではないことにも留意されたい。

【0141】

［符号の説明］
１００：不織セルロース繊維布帛を製造するための装置
１０２：不織セルロース繊維布帛／ウェブ状布帛
１０４：リヨセル紡糸溶液
１０６：凝固流体
１０８：繊維
１０８ａ：フィブリル
１０８ｂ：繊維シェル
１１０：木材パルプ
１１２：水用容器
１１３：計量ユニット
１１４：貯蔵タンク
１１６：溶媒用容器
１１８：洗浄ユニット
１１９：混合ユニット
１２０：溶解ユニット
１２２：ジェット
１２４：繊維形成ユニット
１２６：オリフィス
１２８：凝固ユニット
１３２：（コンベアベルトタイプの）繊維支持ユニット
１３４：追加の処理ユニット
１３６：ロール
１４０：制御ユニット
１４６：ガス流
２００：併合層／第１の網層
２０２：併合層／第２の網層
２０２'：併合層／追加の網層
２０４：層内併合位置／層内併合点／層内併合線
２０６：上位繊維構造
２２０：非併合交差位置
２８０：内接円
２８２：外接円
ｒ、Ｒ：内接円（それぞれ外接円）の半径
ｔ１、ｔ２、ｔ３：層の厚さ

【0142】

以下では、併合因子の変動を生じさせる例を記載し、以下の表に可視化する。一定の紡糸溶液（すなわち、一定の粘度を有する紡糸溶液）、特にリヨセル紡糸溶液、および一定のガス流（例えば空気処理量）を使用しながら凝固スプレ流を変化させることによって、セルロース繊維布帛内に異なる併合因子が達成されてもよい。これにより、凝固スプレ流と併合因子との関係、すなわち、併合挙動の傾向（凝固スプレ流が高いほど、併合因子が低い）が観察され得る。これにより、ＭＤは機械方向を示し、ＣＤは幅方向を示す。

【表1】

柔軟性（既知のＳｐｅｃｉｆｉｃ Ｈａｎｄ測定技術によって記載され、不織布規格ＷＳＰ９０．３、特に本特許出願の優先日に有効な最新版に基づいて、いわゆる「ハンドル－Ｏ－メータ」を用いて測定された）は、上述の併合の傾向に従い得る。例えば、ＥＮ２９０７３－３（それぞれＩＳＯ９０７３－３）、特に本特許出願の優先日に有効な最新版による靭性（Ｆｍａｘにより記載）も、前述の併合の傾向に従い得る。したがって、結果として得られる不織セルロース繊維布帛の柔軟性および靭性は、（併合因子によって指定される）併合の程度に従って調整され得る。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】