(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２５〜６５重量％の綿及びレーヨンかな成る群から選ばれたセルロース繊維、並びに３５〜７５重量％のポリエステル繊維の混合物から本質的に成るスパンレースの繊維ウェブであって、Ｂｉａｘｉａｌ  Ｓｈａｋｅ（ＩＥＳ−ＲＰ−ＣＣ−００４．２）によって測定して１８百万粒子／ｍ2を越えない粒子数、少なくとも５ｍＬ/ｇの内的吸収度、及び５５未満の粒子吸収指数を有するスパンレースの繊維ウェブ。
【請求項２】
セルロース繊維がビスコース法によって作られたレーヨンである、請求の範囲第１項に記載のスパンレースの繊維ウェブ。
【請求項３】
セルロース繊維がレーヨンであり、レーヨンが３０〜６０％の量で存在し、そして繊維ウェブが５百万／ｍ2を越えない粒子数及び１５を越えない粒子吸収指数を有する、請求の範囲第１項に記載のスパンレースの繊維ウェブ。
【請求項４】
レーヨンがビスコース法によって作られる、請求の範囲第３項に記載のスパンレースの繊維ウェブ。
【請求項５】
ａ）メッシュスクリーンによって、その二つの主表面の一つで支持された、２５〜６５重量％の綿及びレーヨンから選ばれたセルロース繊維、並びに３５〜７５重量％のポリエステル繊維から本質的に成るウェブを、ウェブの支持されていない主表面を横切る一連の水ジェットの下を通過させること、ここで、前記ジェットは少なくとも０．０７３キロワット−時間ニュートン／ｋｇ（１０Ｘ１０-3馬力−時間−ポンド・力／ポンド・質量）の全衝撃エネルギで作動し、それによってセルロース繊維及びポリエステル繊維が絡み合うようにせしめる、並びに
ｂ）メッシュスクリーンによって、その二つの主表面の第二表面で支持されたステップａ）のウェブを、ウェブの支持されていない主表面を横切る一連の水ジェットの下を通過させること、ここで、前記ジェットは少なくとも０．１４６キロワット−時間ニュートン／ｋｇ（２０Ｘ１０-3馬力−時間−ポンド・力／ポンド・質量）の全衝撃エネルギで作動し、それによってセルロース繊維及びポリエステル繊維の一層の絡み合いを引き起こす、
を含んで成り、そして
ステップ（ａ）のジェットとステップ（ｂ）のジェットとの合計衝撃エネルギが少なくとも０．２９２キロワット−時間ニュートン／ｋｇ（４０Ｘ１０-3馬力−時間−ポンド・力／ポンド・質量）である
吸収性低粒子数スパンレースの繊維ウェブの製造方法。
【請求項６】
水温度が少なくとも３０℃である、請求の範囲第５項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、使用される時に少ない数の粒子しか発生させずそして高吸収性を有するクリーンルームワイパ（ｗｉｐｅｓ）に関し、そしてこのようなワイパの製造方法に関する。これらのワイパは、スパンレースの（ｓｐｕｎｌａｃｅｄ）方法、即ち水絡み合わせ法（ｈｙｄｒｏｅｎｔａｎｇｌｉｎｇ  ｐｒｏｃｅｓｓ）によって製造される。
発明の背景
クリーンルームワイパはそれらが使用される時に少ない数の粒子しか発生させてはならず、そしてそれらが比較的高い吸収速度及び容量を有することが望ましい。すべてのこれらの望ましい特性を有するワイパは、商業的に入手できなかった。
水絡み合わせ繊維ウェブの製造方法は当該技術において知られている。例えば、Ｅｖａｎｓの米国特許第３，４８５，７０６号を参照せよ。
発明の要約
本発明は、２５〜６５重量％の綿及びレーヨンから成る群から選ばれたセルロース繊維、並びに３５〜７５重量％のポリエステル繊維の混合物から本質的に成るスパンレースの繊維ウェブであって、Ｂｉａｘｉａｌ  Ｓｈａｋｅ（ＩＥＳ−ＲＰ−ＣＣ−００４．２）によって測定して１８百万粒子／ｍ2を越えない粒子、少なくとも５ｍＬ／ｇの内的吸収度、及び５５百万粒子／吸収リットル未満の粒子吸収指数（ＰＳＱ）を有するスパンレースの繊維ウェブである。
本発明はまた、
ａ）メッシュスクリーンによって、その二つの主表面の一つで支持された、２５〜６５重量％の綿及びレーヨンから選ばれたセルロース繊維、並びに３５〜７５重量％のポリエステル繊維から本質的に成るウェブを、ウェブの支持されていない主表面を横切る一連の水ジェットの下を通過させること、ここで、前記ジェットは少なくとも０．０７３キロワット−時間ニュートン／ｋｇ（１０Ｘ１０-3馬力−時間−ポンド・力／ポンド・質量）の全衝撃エネルギで作動し、それによってセルロース繊維及びポリエステル繊維が絡み合うようにせしめる、並びに
ｂ）メッシュスクリーンによって、その二つの主表面の第二表面で支持されたステップａ）のウェブを、ウェブの支持されていない主表面を横切る一連の水ジェットの下を通過させること、ここで、前記ジェットは少なくとも０．１４６キロワット−時間ニュートン／ｋｇ（２０Ｘ１０-3馬力−時間−ポンド・力／ポンド・質量）の全衝撃エネルギで作動し、それによってセルロース繊維及びポリエステル繊維の一層の絡み合い引き起す、
を含んで成り、そして
ステップ（ａ）のジェットとステップ（ｂ）のジェットとの合計衝撃エネルギが少なくとも０．２９２キロワット−時間ニュートン／ｋｇ（４０Ｘ１０-3馬力−時間−ポンド・力／ポンド・質量である
吸収性低粒子数スパンレースの繊維ウェブの製造方法である。
本発明の方法は、少なくとも約３０℃の温度で水を使用する水ジェットによって操作される。
【図面の簡単な説明】
本発明は、以下の図面を参照するとより良く理解されるであろう。
図１は、繊維ウェブの両側を水ジェットするためのベルト及びドラム洗浄機、並びに水ジェットに引き続いて生成繊維ウェブを脱水するための慣用的な絞りロールを図示する、本発明の連続的水絡み合わせ法の略図である。
図２は、繊維ウェブの両側を水ジェットするためのベルト及びドラム洗浄機、並びに水ジェットに引き続いて生成繊維ウェブを脱水するための真空脱水抽出機を図示する、本発明の連続的水絡み合わせ法の略図である。
発明の詳細な説明
さて、類似の参照番号が類似の要素を表す図面を参照して説明すると、本発明において使用される二つの連続的方法の略図が示されている。図１は、繊維（例えば本発明の短織物繊維）のウェブ１０がメッシュスクリーンを有するコンベア１２の上に空気で横たえられそしてベルト洗浄機１４に向かって運搬される連続的方法を図示する。ウェブは、短繊維がメッシュスクリーンによって支持されるように空気で横たえられる。ベルト洗浄機１４は、繊維ウェブを処理しそして短繊維を絡み合わせる一連の水ジェットの列を含む。その後で、水で絡み合わせられたウェブはもう一連の水ジェットの列の下を通過させられるが、この間、それはドラム洗浄機１６のパターン付け部材の上に支持されている。このパターン付け部材は、２４、４０又は１００のどれかのメッシュスクリーンから成る。生成する繊維ウェブは、２４メッシュスクリーンを有する開口のあるパターン付きから１００メッシュスクリーンを有する開口のないパターン無しまで変化する。引き続いて、生成したスパンレースの繊維ウェブを、一対の絞りロール１８を通過させて脱水する。その後で、スパンレースの繊維ウェブを、それをロール２６の上に巻き取る前に、更にパダー２０、乾燥機２２及びスリッタ２４によって処理することができる。
図２は、絞りロール１８を真空脱水抽出機１９で置き換えた以外は図１と同一である。真空抽出機１９は、ドラム洗浄機１６と乾燥機２２の間に位置付けられている。
上で指摘したように、ウェブは、本発明の短織物繊維、特に綿とポリエステル繊維又はレーヨンとポリエステル繊維の混合物から作られている。このようなウェブは、任意の慣用の乾式又は湿式法によって製造することができる。特に好ましいのは、図中に示されそして米国特許第第３，７９７，０７４号（Ｚａｆｉｒｏｇｌｕ）に従って製造される空気で横たえられたウェブである。なお前記特許の内容全体が、引用によって本明細書中に組み込まれる。
製造の間には、繊維ウェブを、相接して間隔を置かれた小さなオリフィスを通して射出される水のジェットに曝す。ジェットは、少なくとも０．２９２キロワット−時間ニュートン／ｋｇ（４０Ｘ１０-3馬力−時間−ポンド・力／ポンド・質量）（Ｈｐ−ｈｒ−ｌｂf／ｌｂm）、好ましくは０．４３８〜０．５８４キロワット−時間ニュートン／ｋｇ（６０〜８０Ｘ１０-3Ｈｐ−ｈｒ−ｌｂf／ｌｂm）の全衝撃−エネルギ積（“ＩｘＥ”）をウェブに賦与する。これは、その内容全体が引用によって本明細書中に組み込まれる米国特許第３，４８５，７０６号の一般的方法に従うけれども、標準的な水ジェット処理条件は、０．１４６キロワット−時間ニュートン／ｋｇ（約２０Ｘ１０−3Ｈｐ−ｈｒ−ｌｂf／ｌｂm）の全ＩｘＥでありもっとずっと苛酷ではない。加えて、上で述べた、そして米国特許第３，４８５，７０６号（Ｅｖａｎｓ）及び米国特許第３，４０３，８６２号（Ｄｗｏｒｊａｎｙｎ）中に述べられた一般的なタイプの装置が、水ジェット処理のために適切である。更に、ジェット水温度の上昇は有利であるように思われる、即ち普通の室温（２５℃）を越える８〜１５℃の上昇の水は高い衝撃エネルギによって与えられる効果を増進させる。好ましい温度は約３０℃以上である。
繊維ウェブに衝突する水ジェットによって伝えられるエネルギ−衝撃積は、その中ではすべての単位が“イングリッシュ”単位で表示される以下の表現から計算されるが、そこでは本明細書中で報告される測定は“ＩｘＥ”（Ｘ１０-3）積がポンド・質量あたり馬力−時間−ポンド・力であるように元来為された。
Ｉ＝２ＰＡ’
Ｅ＝ＰＱ／ｗｚｓ
式中、
Ｉはｌｂｓ力での衝撃であり、
Ｅはポンド・質量あたりの馬力−時間でのジェットエネルギであり、
Ｐは平方インチあたりのポンドでの水供給圧力であり、
Ａ’は平方インチでの見掛けの断面積でありそして約０．６Ａに等しく、
Ａは平方インチでのジェットの断面積であり、
Ｑは分あたりの立方インチでの容積の水流量であり、
ｗは平方ヤードあたりのオンスでのウェブ重量であり、
ｚはヤードでのウェブ幅であり、そして
ｓは分あたりのヤードでのウェブスピードである。
本発明における使用のための好ましいセルロース繊維はレーヨンであり、そして最も好ましいタイプのレーヨンはビスコース法によって作られたものである。
好ましい繊維ウェブは、３０〜６０％のレーヨンを含み、そして平方メートルあたり５百万を越えない粒子数及び１５を越えないＰＳＱを有する。
試験方法
以下に報告する種々の特徴及び特性を測定するために、以下の試験手順を用いた：
湿式粒子数は、“Ｅｖａｌｕａｔｉｎｇ  Ｗｉｐｉｎｇ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｕｓｅｄ  ｉｎ  Ｃｌｅａｎｒｏｏｍｓ  ａｎｄ  Ｏｔｈｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ”，Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，ＩＥＳ−ＲＰ−ＣＣ−００４．２（１９９２年８月）中に述べられた試験方法によって測定した。湿式粒子数（即ち、水の中に懸濁される粒子の数）は、最小応力（Ｐ0）の条件下で又は二軸シェーカ（ＢＡＳ）で５分間水の中で振った後でのどちらかで、繊維ウェブを水の中で洗浄した後でレーザカウンタによって側定する。粒子数は粒子／ｍ2繊維ウェブとして記録する。
質量又は面積のどちらかを基準にした吸収容量は、上で述べたＩＥＳ−ＲＰ−ＣＣ−００４．２に従って測定する。手短に述べれば、ワイパの秤量した標本に無制限の時間及び機械的刺激を与えて、水の溜まりからそれが吸収することができるすべての液体を吸収させる。次に、ワイパを溜まりから取り出し、そして６０秒間排水せしめ、そしてワイパと共に留まる吸収液体の質量を測定する。データは、二つのやり方で、内的吸収度及び外的吸収度として報告する。内的吸収度、Ａi［ｍＬ／ｇ］は、単位質量あたりの吸収された液体の容量として定義され、一方外的吸収度、Ａe［ｍＬ／ｍ2］は、ワイパの単位面積あたりの吸収された容量である。
吸収はまた、Ｍ／Ｋ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｄａｎｖｅｒｓ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓから入手できるＧｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ  Ａｂｓｏｒｂｅｎｃｙ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ（ＧＡＴＳ）を使用して測定する吸収の速度によって特徴付けられる。この試験においては、乾いた繊維ウェブ表面を、トップ荷重秤の上に乗っている水の貯槽に液体ブリッジによって接続されている平らな表面の上に置く。液体が繊維ウェブによって取り上げられるにつれて、貯槽から繊維ウェブに移った量が秤での重量における損失として記録される。試験開始からの対応する時間間隔が、同様に自動的に記録される。取り上げ速度は、秤の読みの変化の速度から得られる。典型的な繊維ウェブは、試験の開始において最も急速にそしてそれらがそれらの吸収限度（吸収容量）に到達するにつれて一層ゆっくりと液体を吸収する。本明細書中で報告する速度データは、繊維ウェブがその全容量の５０％に到達した時の液体取り上げの速度である（ｇ／ｇ／ｓでの速度＠５０％）。全容量は、サンプル重量を基にしたパーセントとして表して、繊維ウェブによって吸収された液体の重量として本明細書中では報告する。
基本重量［ｏｚ／ｙｄ2］は、ＩＮＤＡ標準試験ＩＳＴ  １３０．１−９２、オプション１．２．３中で述べられた方法に従って４インチｘ６インチの繊維ウェブサンプルの質量を計測することによって測定し、そして単位面積あたりの質量として報告する。
最も重要なワイパパラメータの二つ、吸収度及び除去することができる粒子の単一の表現は、粒子吸収指数（Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｓｏｒｂｅｎｃｙ  Ｑｕｏｔｉｅｎｔ）、ＰＳＱの使用によって記述され、これは、吸収される水の１リットルあたり環境中に導入される粒子の数を定量化する。数学的には、
ＰＳＱ＝粒子／吸収されるリットル
＝（粒子／ｍ2）／（（ｍＬ／ｍ2）／（ｍＬ／Ｌ））
＝ＢＡＳ／（Ａi／１０００）
値は、吸収されるリットルあたり導入される百万粒子で表される。
実施例
実施例１
この実施例においては、本発明のスパンレースの繊維ウェブを、空気で横たえられたウェブの形のレーヨン及びポリエステル織物用短繊維の混合物によって作った。１．３５のデニール（１．５ｄｔｅｘ）及び０．８５インチ（２．１６ｃｍ）の長さを有する、Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏ．，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅから商業的に入手できる“Ｄａｃｒｏｎ”ポリエステル短繊維（タイプ６１２）を、１．８のデニール（２．０ｄｔｅｘ）及び１．１２５インチ（２．８６ｃｍ）の長さを有する、Ｃｏｕｔｒａｕｌｄｓ  Ｆｉｂｅｒｓ，Ｉｎｃ．，Ａｘｉｓ，Ａｌａｂａｍａから商業的に入手できる合成セルロース短繊維、１００％ビスコースレーヨン、コード１６４１と合わせた。混合短繊維を、米国特許第３，７９７，０７４号（Ｚａｆｉｒｏｇｌｕ）中で述べられた方法に従って空気で横たえた。ウェブの重量を基にして、ウェブは、約３１重量％の測定レーヨン含量及び約６９重量％のポリエステル含量を有していた。
連続的操作においては、ウェブのボトム側がスクリーンと接触するように滑らかなメッシュスクリーン（約７６メッシュ）の上にウェブを支持した。その後で、ウェブを、１８ｙｄｓ／ｍｉｎ（１６．５ｍ／ｍｉｎ）のベルト洗浄機スピードで沿って通過させ、そして次に表Ｉ中に示した条件下で一連のベルト洗浄機ジェットの列の下を通過させた。ジェットのために使用した水は、再循環されなかった一回通過の水であった。連続的操作においては、ウェブの他の一つの側（即ち、その処理においてベルト洗浄機と接触している側）が表II中に示した条件下で一連のドラム洗浄機ジェットの列の下を通過することができるように、ウェブをドラム洗浄機の回りの４０メッシュスクリーンの上に巻き付けた。ドラム洗浄機処理に引き続いて、スパンレースの繊維ウェブを、真空脱水抽出機を使用して脱水し、乾燥させそして巻き取った。繊維ウェブの巻取スピードは２０ｙｄｓ／ｍｉｎ（１８．３ｍ／ｍｉｎ）でありそしてこの値を使用して以下の表中の“ＩｘＥ”積を計算したことを記さなければならない。
0003682975.tif 000002
0003682975.tif 000003
繊維ウェブは、上で述べたように、吸収、並びに最小応力の条件下で又は二軸シェーカで５分間振った後で湿式粒子放出及び発生に関して試験した。結果を以下の表III中に表示するが、これらは、表IV中に見られる標準的なスパンレースの製品及び幾つかの競合するワイプ繊維ウェブに関する結果と比較することができる。粒子発生における実質的な減少は、物理的に除去しそして除去された粒子を少なくとも部分的には溶かすと考えられる通常よりも高い衝撃エネルギ及び幾らか高められたジェット水温度の効果に起因する。本発明の繊維ウェブは、標準的なスパンレースのレーヨン／ポリエステル製品、比較例Ａ及びＢ、又はその他の競合するレーヨン若しくは綿のワイパ製品、比較例Ｄ及びＥと比較してずっと低い粒子発生を有する。事実、本発明の繊維ウェブは、低い粒子発生に関しては高品質クリーンルームワイプであるＴＥＸＷＩＰＥ  ＴＸ１０１０ニットポリエステル、比較例Ｃと全く匹敵するが、吸収においてずっと優れている。
実施例２〜７は、吸収及び粒子発生に関する試験の結果と共に表III及びＶ中に記した例えばＩＸＥ、水ジェット温度、繊維含量における何らかの変化を加えて実施例１と同様に製造した。実施例２は、実施例１と大して変わらない条件で行い、等しく良好な結果が得られた。実施例３は、実施例１及び２における約７２Ｘ１０-3の大体のＩＸＥと比較して４５Ｘ１０-3のＩＸＥで製造されそしてより高いレーヨン含量を有するけれども、標準的なスパンレースの製品、比較例Ａ及びＢ、並びに競合する製品、比較例Ｃ、Ｄ及びＥよりもなおずっと改善されている。
実施例４〜７は、５０重量％セルロース対ポリエステル含量においてレーヨンと綿（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｐａｐｅｒの一つの部門であるＶｅｒａｔｅｃ，Ｉｎｃ．，Ｗａｌｐｏｌｅ，Ｍａｉｎｅから得られる５６３００４というコードの約１インチ（２．５４ｃｍ）の予め開かれ（ｐｒｅ−ｏｐｅｎｅｄ）、漂白されそして選択された綿ステープル）を比較し、そしてドラムスクリーンのメッシュを開口のあるパターンの付いた製品を与える２４から開口のないパターンのない製品を与える１００メッシュに変える時に粒子発生に対して本質的に影響が存在しないことを示す。レーヨンと同じ程度にまでは改善されないけれども、本発明の綿／ポリエステル製品は、試験において発生される粒子のずっとずっと低い数しか発生させず、競合する綿製品よりも実質的に改善されている。
0003682975.tif 000004
0003682975.tif 000005
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【図１】
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【図２】
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