(57)【要約】　　　（修正有）【課題】乾燥単糸化架橋セルロースパルプ繊維製品と、単糸化架橋乾燥繊維を形成するための方法と装置を提供する。【解決手段】本プロセスでは、架橋剤含有供給パルプをジェット・ドライヤー２０に送給する。ジェットドライヤーは供給パルプを単糸化し乾燥させる。単糸化乾燥繊維をジェット・ドライヤーから採集する。供給パルプは処理物質で更に処理してもよい。ジェット・ドライヤーは負圧に維持することができる。生成された繊維は、ノット・カウント並びに微細繊維カウントが低く、よじれ、カール、ねじれが改善されたものとすることができる。本プロセスを実行する装置は、処理物質を供給するための前処理ステーション、パルプ用に設計されたパルプ供給装置６０、パルプ及び泡状懸濁液用に設計されたパルプ供給装置６０、及び／又は減圧コンベヤーを有する微細分離ステーション１００を備えることができる。【選択図】図１
2004036069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単糸化され、架橋結合処理され、ジェット乾燥された繊維から成る、ノット・カウントが１５％以下のパルプ製品。
【請求項２】
前記ノット・カウントが１０％以下である、請求項１に記載の製品。
【請求項３】
前記ノット・カウントが５％以下である、請求項１に記載の製品。
【請求項４】
前記ノット・カウントが２％以下である、請求項１に記載の製品。
【請求項５】
前記繊維は、前記繊維と関連した付加的な処理物質を有し、前記処理物質は、界面活性剤及び無機粒状物から成る群からジェット乾燥時に選択される、請求項１に記載の製品。
【請求項６】
前記処理物質はクレーである、請求項５に記載の製品。
【請求項７】
前記処理物質はフライアッシュである、請求項５に記載の製品。
【請求項８】
前記繊維は、ポリアクリル酸、グリオキサール、リンゴ酸、及び酒石酸から成る群から選択された架橋剤で架橋結合処理されている、請求項１に記載の製品。
【請求項９】
コンクリート製品と混和された、請求項１に記載の製品。
【請求項１０】
吸収性用品に組込まれた、請求項１に記載の製品。
【請求項１１】
プラスチック製品に組込まれた、請求項１に記載の製品。
【請求項１２】
紙製品に組込まれた、請求項１に記載の製品。
【請求項１３】
フィルター製品に組込まれた、請求項１に記載の製品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パルプの乾燥にジェット・ドライヤーを使用して製造した乾燥単糸化架橋セルロースパルプ繊維製品に関する。
【０００２】
【発明の背景】
乾燥単糸セルロースパルプ繊維は、吸収性個人用品からコンクリート補強剤に亘る多くの製品にとって望ましい物質である。現在、単糸繊維を製造する最も一般的な方法では、従来のパルプ繊維のロールをハンマーで粉砕して単糸繊維を得ている。この方法は、時間・エネルギー集約的であって、多くの工程と多くの処理装置を必要とする。処理装置はそれぞれ相当の資本支出を必要とし、かなりの工場床面積を占める。更に、従来のハンマー粉砕法では、例えばよじれ、カール及びねじれが少ないなど、望ましくない物理的特性を持った繊維のできることが多い。
【０００３】
この乾燥単糸パルプには、ニット又はノジュールとも呼ばれる繊維のノットも含まれている。ノットは、互いに強固に付着したままの繊維塊であり、少量のパルプを水の入った透明なビーカーに入れ、これを攪拌混合することによって観察することができる。繊維の大部分は、ばらばらの繊維となって水中に混ざり合うが、繊維の塊が存在することは目視で容易に分かる。繊維塊即ちノットは、ハンマー粉砕法の望ましくない副産物である。ハンマー粉砕されたパルプ中のノットの量は、繊維をノット、アクセプト、及び微細繊維に分類するための手段として使用される音響エネルギーによるスクリーニングシステムを使用することによって定量化することができる。ノットと微細繊維が少なく、アクセプトの多いのが望ましく、アクセプトは単糸繊維である。
【０００４】
カナダ特許第９９３６１８号（Ｅｓｔｅｓ，１９７６）は、よじれと絡み合いが十分でバット強度が高く嵩も大きくなる個々の繊維から、低密度の綿毛パッド又は綿毛バットを製造する方法を開示している。この製造方法では、乾燥工程の間に湿潤パルプが個別の繊維に分離される。この製造方法では、エア・ジェット又はスチーム・ジェットを利用して繊維を分離する流体ジェット乾燥装置が使用される。繊維は、ジェット・ドライヤーから出てくると、有孔スクリーン上に配置される。カナダ特許に記載の製造方法は、絡み合った繊維から成るマットを作り出す。
【０００５】
架橋繊維は、一般的に、既に乾燥されている通常のパルプ繊維のロールを、ハンマー粉砕の前に架橋剤を含んだ溶液で湿らせることによって作り出される。架橋剤を含んでいるパルプは、ハンマーで粉砕された後、フラッシュドライヤに通され、更にオーブン内で加熱されて架橋プロセスが完了する。この架橋結合されたパルプは、ノット含有量が１５％を超える。架橋パルプでは、ノットの量は低いのが望ましい。この従来からの方法も、パルプは巻き取られる前に乾燥され、その後、架橋剤による湿潤状態でハンマー粉砕され、再び乾燥されるので、エネルギー集約的であり、費用が嵩む。
【０００６】
フラッシュドライヤーシステムは、脱水された未乾燥パルプを直接乾燥させるのに用いられてきた。しかし、脱水された未乾燥パルプを直接乾燥させるためにフラッシュドライヤーを使用すると、ノットの量の多い乾燥パルプができる。未乾燥パルプをフラッシュ乾燥した場合の一般的なノット量は、３０−４０％である。この方法で乾燥された架橋剤含有パルプも、ノット含有量はこのレベルと同じか、又はそれを上回る。市販のフラッシュドライヤであるＦｌａｋｔフラッシュドライヤ、及び一般的なフラッシュドライヤ設備機器の概要については、１９９６年にＬａｒｓｓｏｎとＬｉｎｄｓｔｒｏｍがまとめている（「パルプ乾燥における最近の展開」Ｌａｒｓｓｏｎ，Ｏ及びＬｉｎｄｓｔｒｏｍ，Ｂ、Ｔｈｅ　Ｗｏｒｌｄ　ｏｆ　Ｐｕｌｐ　ａｎｄ　Ｐａｐｅｒ　Ｗｅｅｋ、新しく使えるようになった技術に関する第５回国際会議、１９９６年６月４−７日、スウェーデン、ストックホルム）。
【０００７】
【発明の概要】
本発明は、乾燥単糸架橋セルロースパルプ繊維製品、及び比較的ノット含有量の少ない、単糸化され、架橋結合され、乾燥された繊維を形成するための装置と方法を提供する。本発明の方法では、架橋剤を含んでいる湿潤パルプと空気を、ジェット・ドライヤー内に入れる。ジェット・ドライヤー内でパルプを乾燥し、単糸パルプ繊維を形成させる。ジェット・ドライヤーからパルプを取り出して、空気から分離する。本発明の方法は、幾つかのタイプの供給パルプに対して、及び処理された供給パルプに対して適用することができる。本発明の方法によって作られる製品は、ノットが少ない、微細繊維が少ない、よじれ、カール及びねじれが改良されているなど、有用な特性を有する。本発明の方法を実施するための装置は、処理物質を供給するための前処理ステーション、パルプ専用に設計されたパルプ供給装置、パルプを泡内に懸濁させるよう設計されたパルプ供給装置、及び／又は減圧コンベヤーを有する繊維分離ステーションが備えられている。
【０００８】
上記方法によれば、架橋剤処理物質を含んだ湿潤パルプを、更に乾燥前に処理物質で処理して、パルプ繊維のノット含有量を減らすことができる。本発明の方法は、更に、湿潤パルプと空気をロータリー・エアロックを介してジェット・ドライヤー中に入れることによって単糸パルプ繊維を製造することを含んでいる。ロータリー・エアロックは、羽根とハウジングを有しており、羽根の端部は、湿潤繊維によってエアーロックが詰まるのを防ぐに足る距離だけ、前記ハウジングから離して配置されている。本発明の方法は、繊維を、前記ジェット・ドライヤーから、繊維が絡み合ったりノットができたりしないような速度で、空気流に乗せて取り出すことによって単糸パルプ繊維を製造することを含んでいる。本発明の方法は、更に、パルプ繊維を、前記ジェット・ドライヤーの出口から部分真空下で引き出すことによって単糸パルプ繊維を製造することを含んでいる。
【０００９】
本発明のパルプ製品は、ノット・カウントが望ましくは１５％以下、より望ましくは１０％以下、更に望ましくは５％以下、最も望ましいのは２％以下である単糸架橋ジェット乾燥繊維を含んでいる。この製品は、更に、界面活性剤と無機粒状物から構成されるグループから選択された処理物質で処理される。単糸架橋ジェット乾燥繊維の製品は、コンクリート、吸収性用品、プラスチック製品、紙製品、又はフィルター製品に組み込むことができる。
【００１０】
パルプを単糸架橋乾燥繊維に加工するための乾燥システムは、ジェット・ドライヤー、パルプ供給ステーション、空気供給ステーション、排出流導管、及び繊維分離ステーションを備えている。ジェット・ドライヤーは、ジェット導管、ジェット導管内に空気を取り入れるためのマニホルド、ジェット導管内にパルプを送るためのパルプ取り入れ口、及び単糸乾燥繊維、排出空気及び微細繊維をジェット導管から排出するための繊維出口を有している。パルプ供給ステーションは、供給パルプをパルプ取り入れ口に供給するためパルプ取り入れ口に連結されている。パルプ供給ステーションは、処理物質をパルプに供給するための処理剤供給源を備えている。空気供給ステーションは、空気をマニホルドへ送るためマニホルドに連結されている。排出流導管は、繊維、排出空気、及び微細繊維をジェット導管から搬送するため繊維出口に連結されている。繊維分離ステーションは、繊維を排出空気から分離するため排出流導管に連結されている。
【００１１】
このように本発明は、乾燥単糸架橋セルロースパルプ繊維製品、及び単糸化され、架橋結合され、乾燥された繊維を形成することのできる装置と方法を提供する。本発明の方法では、湿潤パルプを直接パルプ製造機から取り出し、パルプを直接単糸化する乾燥プロセスを使うことによって、未乾燥パルプから単糸化製品を作り出すことができる。本発明の方法では、ハンマー粉砕による繊維に比べて、よじれ、カール及び個々のねじれの程度がより大きい単糸架橋繊維を作り出す。本発明の更なる利点は、繊維の絡み合い、ノット及び微細繊維含有量が少ない架橋繊維を製造できることである。架橋結合に加えて、もう１つの利点は追加の処理であり、乾燥パルプのロールに対して施すのは困難であるか又は不可能な処理を、パルプに対して行うことができるという点である。この処理を未乾燥パルプに対して施すと、ノットの量を減らし、製造速度を上げ、及び／又は望ましい特性を有する繊維を形成できるようになる。
【００１２】
本発明の上記態様及びそれに伴う利点の多くは、添付図面を参照しながら下記の詳細な説明を読めば容易に理解頂けるであろう。
【００１３】
【好適な実施例の詳細な説明】
本発明は、パルプを乾燥し、処理し、単糸化して、絡み合った繊維、ノット又はノジュールの少ない個別の繊維にするための方法と装置を提供する。本明細書において繊維に関して使用している「乾燥された」という用語は、一般に水の重量％が２％から１０％であることを示す業界用語であるが、数値が前記範囲より多い場合も少ない場合もある。本明細書で使用している「空気」という用語は、純粋な空気に限定されず、本発明と矛盾しないいかなるガスをも含んでいる。本明細書で使用している「コンシステンシー」という用語は、液体／固体混合物における固体含有量のパーセント値を意味している。以下に述べる具体的な実施形態では、セルロースパルプ繊維の乾燥、処理、及び単糸化について説明している。しかしながら、本発明は、他のタイプの天然繊維及び／又は合成繊維を加工する上での使用に対しても適切である旨、理解されたい。
【００１４】
本発明は、パルプ製造機から送られてくる湿潤パルプを直接乾燥して単糸繊維製品とするように設計されたジェット・ドライヤーを有する乾燥システムを含んでいる。図１に示すように、本発明に従って造られた乾燥システム１０は、ジェット・ドライヤー２０、パルプ供給ステーション４０、空気供給ステーション９０、繊維分離ステーション１００、及び繊維採集ステーション１６０を備えている。
【００１５】
パルプ供給ステーション４０は、ジェット・ドライヤー２０と流れ連通状態に連結されている。パルプ供給ステーション４０は、パルプ供給源４２からパルプの供給を受け、この供給パルプを、パルプ供給導管４４を介してジェット・ドライヤー２０に供給する。空気供給ステーション９０は、ジェット・ドライヤー２０と流れ連通状態に連結されている。空気供給ステーション９０は、空気供給源９２から空気の供給を受け、この供給空気を、空気供給導管９４を介してジェット・ドライヤー２０に供給する。ジェット・ドライヤー２０は、排出流導管３０を介して繊維分離ステーション１００と流れ連通状態に連結されている。ジェット・ドライヤー２０は、排出空気、実質的に乾燥単糸化された繊維、及び微細繊維を、排出流導管３０を介して繊維分離ステーション１００に排出する。繊維分離ステーション１００は、繊維採集ステーション１６０と流れ連通状態に連結されている。繊維分離ステーション１００は、排出空気を繊維から分離し、更に微細繊維の部分を繊維から分離する。繊維分離ステーション１００からの繊維は、繊維採集ステーション１６０に送られる。
【００１６】
ある好適な実施形態では、装置は更に、微細繊維除去ステーション１７０と騒音低減ステーション１８０を備えている。繊維分離ステーション１００は、微細繊維導管１７２を介して、微細繊維除去ステーション１７０と流れ連通状態に連結されている。繊維ステーション１００は、微細繊維導管１７２を介して、排出空気と微細繊維を微細繊維除去ステーション１７０に供給する。微細繊維除去ステーション１７０は、排出空気から微細繊維を除去し、空気導管１８２を介してこの排出空気を空気供給ステーション９０に再循環する。空気導管１８２の途中に騒音低減ステーション１８０を設けて、乾燥システム１０から生じる騒音を下げるようにするのが好ましい。
【００１７】
図２に示すように、ジェット・ドライヤー２０は、ループ導管２２、パルプ取り入れ口２４、マニホルド２６、及び繊維出口２８を備えている。本明細書で使用している「ジェット・ドライヤー」という用語は、空気をループ導管２２内へと加速して、導管２２を通って流れる物質を同時に乾燥し単糸化するあらゆる装置を意味するものと理解されたい。パルプ取り入れ口２４は、供給パルプを導管２２に送るため導管２２に連結されている。ジェット・ドライヤー導管２２にはマニホルド２６が連結されており、空気供給導管９４からの供給空気を、導管２２内に流れを誘起するように向けられている一連のノズルを通して導管２２内に送り込むようになっている。繊維出口２８は、導管２２に連結され、導管２２から流れ出る排出空気、繊維、及び微細繊維のための出口を形成している。
【００１８】
導管２２は、閉じたループ状に形成するのが好ましい。ループ導管２２は、例えば、円形、長方形、「Ｄ」形、正方形、又は他の類似形状など種々の形状とすることができる。理論的に立証されているわけではないが、湿潤繊維がループ導管２２に入ると、遠心分離作用によって、湿潤度と密度の高い繊維がループの外側縁に沿って循環し、乾燥して密度の低い繊維がループ内側部に向かって移動するものと思われる。空気と乾燥した製品は、ループの内側部に沿って配置されている繊維出口２８から出て行く。本発明において使用するのに適したジェット・ドライヤー２０の１つは、フルイド・エナジー・プロセシング＆エクィップメント・カンパニー（Ｆｌｕｉｄ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ＆Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｃｏｍｐａｎｙ）製のフルイド・エナジー・アルジェット・モデル４・サーマジェット（Ｆｌｕｉｄ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ａｌｊｅｔ　Ｍｏｄｅｌ　４　Ｔｈｅｒｍａｊｅｔ）、Ｘ０８７０Ｌである。これとは別に、ジェット・ドライヤー導管２２は、閉ループ以外の形状であってもよい。例えば、導管２２は直線状であってもよい。その実施形態では、導管２２の端部で繊維を回収することになる。
【００１９】
乾燥システム２０は、更に、ジェット・ドライヤー２０の繊維出口２８に連結され繊維分離ステーション１００に連なっている排出流導管３０を備えている。排出流導管３０は、排出空気、繊維、及び微細繊維の流れを繊維分離ステーション１００に送る。排出流導管には、第１搬送ファン３２が設けることができる。第１搬送ファン３２は、導管３０内の排出空気の流れが遅い場合に繊維と微細繊維が排出空気の流れから沈降して出るのを防止する。しかしながら、排出空気の速度で繊維を懸吊状態に維持できる場合は、第１搬送ファン３２は必要ない。排出流導管の直径は、排出空気の速度に影響を及ぼす。繊維が排出空気の流れから沈降して出るのは防ぐのが望ましい。繊維が排出空気の流れから沈降して出ると、繊維は、ノットや絡み合いを形成しやすくなる。
【００２０】
パルプ供給ステーション４０は、第１脱水装置４６を備えることができる。第１脱水装置４６は、パルプ供給源４２及びパルプ供給導管４４と流れ連通関係に連結されている。パルプ供給源４２は、供給パルプを、直接、パルプ製造機のファイバーラインから第１脱水装置４６に送る。第１脱水装置４６は、パルプ供給源４２からの供給パルプを、部分的に脱水し、パルプ供給導管４４を介してジェット・ドライヤー２０に送る。第１脱水装置４６は、スクリュー・プレス、ベルト・プレス、連続遠心分離機、バッチ式遠心分離機、ダブル・ロール・プレス又は他の類似装置のような装置を備えているが、これに限定されるわけではない。
【００２１】
パルプ供給源４２からの供給パルプは一般的に流体含有量が高く、コンシステンシーは０．０１％〜１０％、より一般的には３〜１０％であるが、コンシステンシーは１２％から１５％になってもよい。供給パルプは、さらしパルプ、非さらしパルプ、機械パルプ、化学パルプ、溶解グレードパルプ、一度乾燥して再びスラリー化したパルプ、或いは適切なパルプであればどのようなものであってもよい。本発明では、流体のかなりの部分を第１脱水装置４６で除去することができる。通常、第１脱水装置４６は、供給パルプから流体の一部を除去し、ジェット・ドライヤー２０で供給パルプを乾燥する前に、供給パルプのコンシステンシーを１０〜５５％に上げる。供給パルプのコンシステンシーは、３０〜５０％であるのが望ましい。部分脱水された供給パルプは、パルプ供給導管４４を介してジェット・ドライヤー２０に移送される。
【００２２】
供給パルプは、破砕装置に供給する際に実質的に問題を起こさないだけの剛性を提供する坪量を有するプレスされたパルプの湿潤ウェブであってもよい。坪量は、一般に５００〜１５００ｇｓｍである。湿潤ウェブの供給パルプは、ウェブをパルプの小片に引き裂く突出ピンを備えた一組の高速回転ロール、搬送ファン又は他の類似装置のような破砕装置に投入することができる。
【００２３】
パルプ供給導管４４は、パイプでも、ホッパーでも、或いは他の搬送装置であってもよい。更に、第１脱水装置４６自体が搬送装置として機能するものでもよい。例えば、第１脱水装置４６は、供給パルプを脱水すると同時にジェット・ドライヤー２０に移送するよう使用することのできるスクリュー・プレスであってもよい。本発明で使用するのに適したパルプ供給ステーション４０のパルプ供給導管４４としては、マーチン・スプロケット・アンド・ギア社のマーチン・コンベヤー部（Ｍａｒｔｉｎ　Ｓｐｒｏｃｋｅｔ　ａｎｄ　Ｇｅａｒ，　Ｉｎｃ．，　Ｍａｒｔｉｎ　Ｃｏｎｖｅｙｏｒ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ）が設計製造するシャフトレス・スクリュー・コンベヤーを挙げることができる。シャフトレス・スクリュー・コンベヤーは、ジェット・ドライヤー２０のパルプ取り入れ口２４に向かって上昇する傾斜で湿潤パルプを供給するシャフトレス・スクリューを有している。シャフトレス・スクリュー・コンベヤーは、コンベヤーの下端に、供給パルプを入れるためのホッパーを有している。
【００２４】
パルプ供給ステーション４０は、供給パルプ内に処理物質を混ぜ込むための処理物質供給源４８を備えることができる。処理物質供給源４８は、パルプ供給源４２、パルプ供給導管４４、第１脱水ステーション４６、又はパルプ供給ステーション４０に沿う何処かと、流れ連通状態に連結することができる。
【００２５】
処理物質供給源４８は、当該技術分野では既知の何らかの装置を使用して処理物質を供給することができる。例えば、処理物質供給源４８は、導管、噴霧システム、ミキシング装置、他の装置又は装置の組合せを使用して処理物質を供給することができる。供給パルプが、プレスしたパルプの湿潤ウェブである場合は、噴霧システム、ローラー・コーティング・システム、又は噴霧システムとローラー・コーティング・システムとの組合せによって、供給パルプに処理物質を加えることができる。
【００２６】
ジェット・ドライヤー２０で乾燥・単糸化する前に供給パルプに加えることのできる多くの処理物質は、従来の乾燥単糸繊維を製造する方法には組み込むことができない。従来の方法では、繊維がウェブ形態をとっているので、繊維を処理する能力に限界がある。このウェブ形態の場合、繊維の処理は、ウェブを浴槽に通すことによって、又はウェブに噴霧することによって行わなければならない。本発明は、処理物質をパルプに直接供給することができるので、この方法に限定されない。例えば、本発明では、ジェット・ドライヤー２０で乾燥する前に供給パルプの繊維を泡の中に懸濁させることもできるし、或いは粘性溶液を供給パルプに混ぜ合わせることもできる。これらの処理は何れも、従来の浴処理工程に対して実際的ではない。粘性溶液状の処理物質を適用するのは、従来のパルプ製造機を使用して行うことはできない。更に、ハンマー粉砕の厳しい条件により、処理物質として使用できる特定の化合物を保持する繊維の実用性が制限される。例えば、繊維をクレーのような無機粒状物でコーティングしていると、ハンマー粉砕の場合はクレーの保持率が低くなるが、本発明では、単糸化が機械的手段ではなく空気によって行われるため、保持率がかなり高くなる。更に、従来のパルプ製造機では、パルプを処理するのに使用される界面活性剤の量は、作用に悪影響を及ぼすため制限されるが、本発明の場合にはこのような制限はない。従来のパルプ製造機では、界面活性剤がパルプウェブの強度を低下させる。十分な強度が失われると、パルプウェブは、従来のパルプ製造機内で生じる正常な引っ張り力でも破れてしまうことになる。
【００２７】
処理物質供給源４８によって供給される処理物質としては、界面活性剤、架橋剤、疎水性物質、無機粒状物、流動化剤、水還元剤、フォーム、特定最終用途繊維の特性を得るための物質、及びこれら処理物質の組合せを挙げることができるが、これに限定されない。界面活性剤としては、限定するわけではないが、水中油形エマルジョン；Ｇｒａｅｆらによる米国特許出願第０８／５０９，４０１号に開示の界面活性剤；Ｈｅｒｖｅｙらによる米国特許第３，５５４，８６３号に開示の界面活性剤；Ｗｕらによる米国特許第６，０７４，５２４号に開示の界面活性剤；Ｏｗｅｎｓらによる米国特許第６，１５９，３３５号に開示の界面活性剤；及びＡｎｇｅｌらによるカナダ特許第９４７９１５号に開示の界面活性剤などを挙げることができ、これら特許文献を全て参考文献として本明細書に援用する。界面活性剤は、繊維−繊維間の結合を少なくし、吸収性を向上させ、或いは完成したウェブの摩擦を減少させるなど、パルプ繊維に望ましい特性を付与する。界面活性剤はティッシュやタオルの製造に使用されており、各種増進効果を狙って繊維工業で広く使用されている。界面活性剤の種類としては、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性、非イオン界面活性剤、及び両性／両性イオン界面活性剤がある。アニオン界面活性剤の例としては、ステアリン酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼン硫酸ナトリウム、ポリエーテルサルフェート、ホスフェート、ポリエーテルエステル、及びスルホスクシネートなどがある。カチオン界面活性剤の例としては、ドデシルアミン塩酸塩、臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、臭化セチルトリメチルアンモニウム、及び臭化セチルピリジニウムなどがある。このタイプの界面活性剤の１つの種類として、脂肪族基を含有する第四アンモニウム化合物をベースとするカチオン界面活性剤がある。非イオン界面活性剤の例としては、ポリエチレンオキシド、ソルビタンエステル、ポリオキシエチレンソルビタンエステル、及びアルキルアリールポリエーテルアルコールなどがある。両性即ち両性イオン界面活性剤の１つの例はドデシルベタインである。市販されている界面活性剤の例としては、ＥＫＡケミカルズ社のカチオン界面活性剤ベロルセル（Ｂｅｒｏｌｃｅｌｌ）５８７Ｋ、及びプロセスケミカルズ社の、ヤーン潤滑剤として使用されているカチオン界面活性剤ＬＬＣソフナーＣＷＷがある。
【００２８】
「架橋剤」という用語には、数多くの架橋結合材及び架橋結合触媒の何れもが含まれるが、これに限定されない。有用な架橋結合剤及び触媒に関する代表的なリストは以下の通りである。下記の各特許を、全て参考文献として本明細書に援用する。
【００２９】
好適な尿素ベースの架橋結合剤には、メチロール尿素、メチロール環状尿素、メチロール低アルキル環状尿素、メチロールジヒドロキシ環状尿素、ジヒドロキシ環状尿素、低アルキル置換環状尿素のような置換尿素が含まれる。具体的な尿素ベース架橋結合剤としては、ジメチルジヒドロキシ尿素（ＤＭＤＨＵ、１，３−ジメチル−４，５−ジヒドロキシ−２−イミダゾリジノン）、ジメチオールジヒドロキシエチレン尿素（ＤＭＤＨＥＵ、１，３−ジヒドロキシメチル−４，５−ジヒドロキシ−２−イミダゾリジノン）、ジメチロール尿素（ＤＭＵ，ビス［Ｎ−ヒドロキシメチル］尿素）、ジヒドロキシエチレン尿素（ＤＨＥＵ、４，５−ジヒドロキシ−２−イミダゾリジノン）、ジメチオールエチレン尿素（ＤＭＥＵ、１，３−ジヒドロキシメチル−２−イミダゾリジノン）、及びジメチルジヒドロキシエチレン尿素（ＤＤＩ、４，５−ジヒドロキシ−１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン）が挙げられる。
【００３０】
好適な架橋結合剤には、米国特許第４，８２２，４５３号、第４，８８８，０９３号、第４，８８９，５９５号、第４，８８９，５９６号、第４，８８９，５９７号、及び第４，８９８，６４２号に記載されている、Ｃ２−Ｃ８ジアルデヒド（例えば、グリオキサール）、少なくとも１つのアルデヒド基を有するＣ２−Ｃ８ジアルデヒド酸類似体、及びこれらのアルデヒド及びジアルデヒド酸類似体のオリゴマーのようなジアルデヒドが含まれる。この他の好適なジアルデヒド架橋結合剤としては、米国特許第４，８５３，０８６号、第４，９００，３２４号及び第５，８４３，０６１号に記載の架橋結合剤を挙げることができる。
【００３１】
この他の好適な架橋結合剤としては、アルデヒド及び尿素ベースホルムアルデヒド付加生成物がある。例えば、米国特許第３，２２４，９２６号、第３，２４１，５３３号、第３，９３２，２０９号、第４，０３５，１４７号、第３，７５６，９１３号、第４，６８９，１１８号、第４，８２２，４５３号、第３，４４０，１３５号、第４，９３５，０２２号、第３，８１９，４７０号、第３，６５８，６１３号を参照されたい。
【００３２】
好適な架橋結合剤には、例えば米国特許第４，９６８，７７４号の尿素のグリオキサール付加化合物、及び米国特許第４，２８５，６９０号、第４，３３２，５８６号、第４，３９６，３９１号、第４，４５５，４１６号、第４，５０５，７１２号に記載のグリオキサール／環状尿素付加化合物がある。
【００３３】
この他の好適な架橋結合剤には、ポリカルボキシル酸のようなカルボキシル酸架橋結合剤がある。ポリカルボン酸架橋結合剤（例えば、クエン酸、プロパントリカルボン酸、及びブタンテトラカルボン酸）及び触媒については、米国特許第３，５２６，０４８号、第４，８２０，３０７号、第４，９３６，８６５号、第４，９７５，２０９号、第５，２２１，２８５号に記載されている。架橋結合剤として少なくとも３つのカルボキシル基を含むＣ２−Ｃ９ポリカルボキシル酸（例えば、クエン酸及びオキシ二コハク酸）の使用については、米国特許第５，１３７，５３７号、第５，１８３，７０７号、第５，１９０，５６３号、第５，５６２，７４０号、第５，８７３，９７９号に記載されている。
【００３４】
重合ポリカルボン酸も好適な架橋結合剤である。好適な重合ポリカルボン酸架橋結合剤については、米国特許第４，３９１，８７８号、第４，４２０，３６８号、第４，４３１，４８１号、第５，０４９，２３５号、第５，１６０，７８９号、第５，４４２，８９９号、第５，６９８，０７４号、第５，４９６，４７６号、第５，４９６，４７７号、第５，７２８，７７１号、第５，７０５，４７５号、第５，９８１，７３９号に記載されている。架橋結合剤としてのポリアクリル酸及び関連共重合体については、米国特許第５，５４９，７９１号及び第５，９９８，５１１号に記載されている。ポリマレイン酸架橋結合剤については、米国特許第５，９９８，５１１号に記載されている。
【００３５】
好適なポリカルボン酸架橋結合剤の具体例としては、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、コハク酸、グルタル酸、シトラコン酸、イタコン酸、タルトレートモノコハク酸、マレイン酸、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリマレイン酸、ポリメチルビニルエーテルコマレアートコポリマー、ポリメチルビニルエーテルコイタコネートコポリマー、アクリル酸のコポリマー、及びマレイン酸のコポリマーなどがある。
【００３６】
この他の好適な架橋結合剤については、米国特許第５，２２５，０４７号、第５，３６６，５９１号、第５，５５６，９７６号、第５，５３６，３６９号、第６，３００，２５９号、及びＧｒａｅｆらによる米国特許出願第０８／５０９，４０１号に記載されている。
【００３７】
好適な触媒としては、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、塩化アルミニウム、塩化マグネシウム、硝酸マグネシウムのような酸性塩、及びリン含有酸のアルカリ金属塩を挙げることができる。ある実施形態では、架橋触媒は次亜リン酸ナトリウムである。架橋結合剤と触媒との混合物又はブレンドを使用することもできる。
【００３８】
繊維間架橋結合に影響を与えるに足る量の架橋結合剤がセルロース繊維に掛けられる。セルロース繊維に掛けらる量は、繊維の全重量の約０．１から約１０重量％であるのが望ましい。更に高濃度としてもよいが、製造環境下では実用的ではない。ある実施形態では、架橋結合剤は、繊維の全重量の約４から約６重量％で使用されている。
【００３９】
「疎水性物質」という用語には、ラテックス、パルプを処理するのに使用されるアルキルケテンダイマーやアルケニル無水コハク酸のようなサイジング剤、ロジン及び合成ロジン、オイル、或いは繊維と反応して繊維の表面を疎水性にする他の化学物質などが含まれるが、これらに限定されない。「無機粒状物」という用語には、クレー、焼成クレー、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、酸化亜鉛、タルク、二酸化チタン、シリカ、フライアッシュ、アルミノケイ酸ナトリウム、或いは他の無機物などが含まれるが、これらに限定されない。「流動化剤」という用語には、スルホン酸基を含むポリマー、変性リグノスルホネート、スルホン化メラミン−ホルムアルデヒド縮合物、スルホン化ナフタレン−ホルムアルデヒド縮合物、及びポリカルボン酸塩誘導体などが含まれるが、これらに限定されない。市販されている流動化剤の１つの例は、ボラル・マテリアルズ・テクノロジー社（Ｂｏｒａｌ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）のボラルＳＰ、スルホン化ナフタレン−ホルムアルデヒド縮合物である。「フォーム」という用語には、限定する訳ではないが、発泡剤、発泡材、及びＧｒａｅｆらによる米国特許出願第０９／５６９，３８０号に開示されているフォームなどが含まれ、該特許出願を参考文献として本明細書に援用する。「水還元剤」という用語には、水溶性接着剤及び可塑剤が含まれるが、それらに限定されない。市販されている水還元剤の１つの例はメチルセルロースである。
【００４０】
処理物質供給源４８は更に、２種類以上の処理物質を供給してもよく、また処理物質をどのような工程数もしくは段階数で供給してもよい。例えば、処理物質は、結合剤分子と粒子を含んでいてもよく、その場合、先ず結合剤分子を繊維に施し、次いで結合剤分子で被覆された繊維に粒子を加え、これによって粒子を繊維に結合させる（Ｈａｎｓｅｎらによる米国特許第５，６４１，５６１号に開示されており、該特許を参考文献として本明細書に援用する）。当該技術分野で既知の他の繊維処理物質及び処理方法も、本発明から逸脱することなく使用することができる。
【００４１】
上記実施形態に加えて、パルプ供給ステーション４０は、パルプ供給源４２内に含まれている水を溶媒処理物質と交換するようにすることもできる。「溶媒」という用語には、アルコール、ケトン、エーテル、アルカン、芳香族化合物、アルデヒド、又は他の種類の有機物質などが含まれるが、これらに限定されない。使用される溶媒は、繊維分離ステーション１００で回収することができる。
【００４２】
追加の処理物質を加えて、その場で沈殿を起こさせることができる。その場沈殿を起こさせるのが望ましい場合、第１無機処理物質をパルプに加え、次いで第２無機処理物質をパルプに加える。第１と第２の処理物質が反応して沈殿処理物質を形成する。例えば、水酸化カルシウム水溶液を第１処理物質として使用し、重炭酸ナトリウム水溶液を第２処理物質として使用することができる。水酸化カルシウムと重炭酸ナトリウムが反応して炭酸カルシウムが沈殿する。パルプを処理するために、ケイ酸カルシウムアルミニウム、炭酸カルシウムアルミニウム、リン酸カルシウムアルミニウム、又は他の無機沈殿物を含め他の沈殿処理物質を形成してもよいが、これらに限定されない。
【００４３】
パルプ供給ステーション４０には第２脱水装置５０を備えていてもよい。第２脱水装置５０は、パルプ供給導管４４の途中に、第１脱水装置４６と流れ連通状態に挿入されている。第２脱水装置５０は、スクリュー・プレス、ベルト・プレス、連続遠心分離機、バッチ式遠心分離機、ダブルロール・プレス、又は他の類似装置のような装置でもよいが、これらに限定されない。第２脱水装置５０は、第１脱水装置４６と同様に流体の一部を除去し、供給パルプのコンシステンシーは、ジェット・ドライヤー２０で乾燥する前に、１０〜５５％、好ましくは３０〜５０％となる。次いで、部分脱水された供給パルプは、パルプ供給導管４４によってジェット・ドライヤー２０に移送される。代わりに、第２脱水装置５０自体が搬送装置として機能するようにしてもよい。例えば、スクリュー・プレスを使用して、供給パルプの脱水とジェット・ドライヤー２０への移送を同時的に行うこともできる。
【００４４】
第２脱水装置５０は、処理された供給パルプを更に脱水し、処理物質の一部を含めパルプから除去する。分離された処理物質の部分を回収するために、処理物質再循環導管５２が、第２脱水装置５０と、第１脱水装置４６との間、及び／又は処理物質供給源４８との間に流れ連通状態に連結されている。処理物質は、第１脱水装置４６及び／又は第２脱水装置５０が与える攪拌によってパルプに混ぜ込まれる。
【００４５】
これとは別に、パルプ供給ステーション４０は、貯蔵タンク装置５４を備えていてもよい。貯蔵タンク装置５４は、再循環導管５２の途中に、第２脱水装置５０と流れ連通状態に挿入できる。貯蔵タンク装置５４は、第２脱水装置５０からの分離された処理物質を貯蔵し、貯蔵された分離処理物質を第１脱水装置４６及び／又は処理物質供給源４８に送り込むリザーバーとして作用する。
【００４６】
パルプ供給ステーション４０は、パルプ供給導管４４の途中に流れ連通状態に挿入された第２搬送ファン５６を備えていてもよい。供給パルプは、脱水後第２搬送ファン５６に通され、大き目の供給パルプ片がほぼ均一な細片に分解された後、ジェット・ドライヤー２０に投入される。第２搬送ファン５６は、バスター・ファン、ピン・フラッファー、搬送ファン、又はシュレッダーを含むいかなるデフレーカー装置であってもよいが、これらに限定されない。
【００４７】
パルプ供給ステーション４０は、更に、パルプ供給導管４４及びジェット・ドライヤー２０のパルプ取り入れ口２４と流れ連通状態に連結されたパルプ供給装置６０を備えている。パルプ供給装置６０は、供給パルプを、ジェット・ドライヤー２０のパルプ取り入れ口２４に、所望の供給速度で、調整状態で連続的に安定して供給することのできる湿潤パルプ供給装置である。供給パルプは、予め脱水されており、場合によっては処理されている。供給パルプの供給速度は、処理空気温度、処理空気圧、最終製品の繊維外観、及び最終製品の繊維ノット・カウントに直接影響を及ぼすプロセス変数である。パルプ供給装置６０は、ジェット・ドライヤー２０内部のより高圧又は低圧の環境から周囲の空気を隔離し、及び／又はジェット・ドライヤー２０内部のより高温の環境から周囲の温度を分離する装置である。パルプ供給装置６０は、ジェット・ドライヤー２０に入る周囲の空気の流れを最小限に抑えつつ、供給パルプが連続的にジェット・ドライヤー２０に送り込めるようにする。これはエアー・ロック容積式装置である。
【００４８】
図３に示すように、パルプ供給装置６０は、ローター羽根６６の付いたローター６４がローター・ハウジング６８内に回転可能な状態で据え付けられているロータリー・エアーロック６２である。本発明で使用するのに適しているロータリー・エアーロック６２の一例は、ローター・ハウジングと、６個のローター羽根の付いたＣＬＳＤ，ＳＳ，ＰＡＶ−６ローターとを有する、ステンレス鋼製の改良されたプレイター・インダストリーズ社（Ｐｒａｔｅｒ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ）のロータリー・エアーロック・フィーダー（Ｒｏｔａｒｙ　Ａｉｒ　Ｌｏｃｋ　Ｆｅｅｄｅｒ）、モデル番号ＰＡＶ−６Ｃである。図４に示すように、プレイター・インダストリーズ社のローター羽根は、各羽根の端部６９とローター・ハウジング６８との間に０．０１０インチ未満の標準的なクリアランスが設けられた状態で工場出荷されていた。この標準的なクリアランスでは、供給パルプがローター羽根６６とハウジング６８との間に詰まってしまう。従って、ロータリー・エアーロック・フィーダーを改造して、パルプを剪断するリーディングエッジ６９Ａを設け、端部形状を、端部６９とハウジング６８との間でパルプが回転して絡み合った束となるのを防げるように修正した。端部６９の形状は、フラットでもよいし、後向き及び半径方向内向に傾いていてもよい。この修正により、繊維を損傷させることなく、或いはパルプ供給装置６０を詰まらせることなく、そして空気の漏れを最小にして、供給パルプがパルプ供給装置６０を通過できるようになった。各羽根６６のリーディングエッジとローター・ハウジング６８との間のクリアランスを０．０３０インチとし、各羽根６６の半径方向中心線におけるクリアランスを０．０５０インチとすれば、ローター６４回りの詰まり、パルプの回転、又は空気の漏れを最小化できることが分かった。ローター６４回りの詰まり、パルプの回転及び空気の漏れを最小限に抑えるためには、ローターとハウジングとの間のクリアランスを０．０１０〜０．０５０インチにすれば効果的である。
【００４９】
図２、５、及び６を使って説明するが、パルプ供給装置６０の代わりにフォーム・フィーダー７０を使用してもよい。フォーム・フィーダー７０は、泡付きの供給パルプを、ジェット・ドライヤー２０のパルプ取り入れ口２４に、所望の供給速度で、調整状態で連続的に安定して供給することができる。フォーム・フィーダー７０は、界面活性剤と空気をパルプと混合し、泡付きのパルプ混合物をジェット・ドライヤー２０に直接注入する。フォーム・フィーダー７０は、パルプの供給を受け、界面活性剤処理物質と空気をパルプに加え、界面活性剤を機械的に攪拌してパルプ繊維を泡状媒体中に懸濁させる機械式ミキサーである。フォーム・フィーダー７０は、機械式ミキサー本体７１、パルプ注入ポート７２、界面活性剤注入ポート７３、空気注入ポート７４、及びフォーム排出導管７５を備えている。機械式ミキサー本体７１は、当該技術分野で既知のいかなる適切な機械式ミキサーであってもよい。パルプ注入ポート７２は、パルプ供給導管４４と機械式ミキサー本体７１との間で流れ連通状態にある。パルプ注入ポート７２は、機械式ミキサー本体７１にパルプを供給する。界面活性剤注入ポート７３は、処理物質供給源４８と機械式ミキサー本体７１との間で流れ連通状態にあり、パルプ注入ポート７２に近接して配置されている。界面活性剤注入ポート７３は、界面活性処理物質を機械式ミキサー本体７１に供給する。空気注入ポート７４は、加圧空気源７９と機械式ミキサー本体７１との間で流れ連通状態にあり、界面活性剤注入ポート７３に近接して配置されている。空気注入ポート７４は、機械式ミキサー本体７１に空気を供給する。フォーム排出導管７５は、機械式ミキサー本体７１とジェット・ドライヤー２０のパルプ取り入れ口２４との間で流れ連通状態にある。フォーム排出導管７５は、機械式ミキサー本体７１から泡の中に懸濁しているパルプ繊維を放出し、これをジェット・ドライヤー２０のパルプ取り入れ口２４に送る。泡の中に懸濁しているパルプ繊維の、フォーム排出導管７５からの流れを最適化するために、フォーム排出導管７５の直径、導管の形状、出口の形状、ジェット・ドライヤー２０中に挿入する長さ、及び／又はジェット・ドライヤー２０内への挿入角度を調節することができる。フォーム・フィーダー７０は、スクリュー・ポンプであってもよいし、当該技術分野で既知のいかなる適切な装置であってもよい。
【００５０】
これとは別に、パルプ供給装置６５を使って、パルプをフォーム・フィーダー７０のパルプ注入ポート７２へ供給するようにしてもよい。フォーム・フィーダー７０自体では、供給パルプを、ジェット・ドライヤー２０へ調整状態で連続的に安定して供給することができない場合は、パルプ供給装置６５を使用することができる。パルプ供給装置６５は、容積式ポンプであってもよいし、適していれば当該技術分野では既知のいかなる装置でもよい。
【００５１】
フォーム排出導管７５は、パルプ取り入れ口シール７６で、ジェット・ドライヤー２０のパルプ取り入れ口２４に対してシールすることができる。パルプ取り入れ口シール７６にはエアリーク導管７７が取り付けられ、ジェット導管２２から周囲の空気へと延びている。エアリーク導管７７は、ジェット導管２２と周囲の空気との間に制限された通路を形成している。この導管には、漏れ量を調節するために従来型の空気弁を取り付けることもできる。理論的に立証されているわけではないが、エアリーク導管７７は、ジェット導管２２に対して限定された圧力解放効果をもたらし、ジェット導管２２内の作動状態が不安定になるのを防止する。
【００５２】
随意的に、フォーム・フィーダー７０には、処理物質注入ポート７８を、処理物質供給源４８と機械式ミキサー本体７１との間で流れ連通状態に設けることもできる。処理物質注入ポート７８は、機械式ミキサー本体７１に追加の処理物質を供給する。処理物質注入ポート７８は、機械式ミキサー本体７１に沿った何処にでも配置することができる。
【００５３】
図６は、本発明で使用するのに適したフォーム・フィーダー７０の一例を示しており、これは、Ｅ．Ｔ．Ｏａｋｅｓ社製の機械式ミキサー（Ｏａｋｅｓミキサー）を、ジェット・ドライヤーに供給する泡状懸濁液を作るために、設計変更して改造したものである。フォーム・フィーダー７０は、フロント・ステーター８０、リヤ・ステーター８２、フォーミング・ローター８４、及びモーター８７（図５に示す）によって駆動されるドライブ・シャフト８６を有している。フロント・ステーター８０は、パルプ注入ポート７２回りに連結されており、パルプ注入ポート７２回りに円形面を画定している。フロント・ステーター８０は、その円形面から垂直に延びる歯８１の複数の円形列を有している。歯８１の複数の円形列は間隔を置いて配置され、歯８１の列相互の間に溝が形成されている。リヤ・ステーター８２は、フォーム排出導管７５回りに連結されており、フォーム排出導管７５回りに円形面を画定している。リヤ・ステーター８２は、リヤ・ステーター８２の円形面から垂直に延びる歯８３の複数の円形列を有している。歯８３の複数の円形列は間隔を置いて配置され、歯８３の列相互の間に溝が形成されている。フォーミング・ローター８４は、円形面を画定しており、フォーミング・ローター８４の両側から垂直に延びる歯８５の複数の円形列を有している。一組のフォーミング・ローター８４の歯８５の円形列が、フロント・ステーター８０の歯８１の円形列が形成する溝の中にはまり込む。同様に、別の組のフォーミング・ローター８４の歯８５の円形列が、リヤ・ステーター８２の歯８３の円形列が形成する溝の中にはまり込む。これにより、フォーミング・ローター８４を、回転可能な状態でフロント・ステーター８０及びリヤ・ステーター８２と関連付けることができる。フロント・ステーター８０とリヤ・ステーター８２とは、フォーミング・ローター８４を取り囲む状態で互いに連結されており、フォーミング・ローター８４は、回転可能な状態でフロント・ステーター８０及びリヤ・ステーター８２と関連付けられている。ドライブ・シャフト８６は、フォーミング・ローター８４の中心に連結され、フォーミング・ローター８４から、フォーム導管７５を通ってモーター８７（図５に示す）へと延びている。
【００５４】
図５及び６を使って説明するが、パルプ供給材は、パルプ注入ポート７２からフロント・ステーター８０に送られ、フロント・ステーター８０の静止歯８１とフォーミング・ローター８４の回転歯８５に接触する。パルプは、パルプ注入ポート７２から押し込まれ、フロント・ステーター８０の表面に沿って進み、回転しているフォーミング・ローター８４のまわりに進み、リヤ・ステーター８２の表面に沿って進み、そしてフォーム排出導管７５から出ていく。パルプがフロント・ステーター８０と接触している間に、界面活性処理物質を界面活性剤注入ポート７３から送り込み、パルプ供給材、フロント・ステーターの歯８１、及びフォーミング・ローターの歯８５に接触させる。供給空気も空気注入ポート７４から送り込み、パルプ供給材、フロント・ステーターの歯８１、及びフォーミング・ローターの歯８５と接触させる。フォーミング・ローター８４は、パルプ供給材、界面活性剤、及び空気を混合する。フォーミング・ローター８４の機械的攪拌により、パルプ供給材繊維が泡の中に懸濁状態になる。次いでこの泡付きのパルプ供給材を、フォーム排出導管７５を介してジェット・ドライヤー２０に直接送る。泡付き供給パルプのコンシステンシーは３０％以下である。
【００５５】
図６に示すように、随意的に、ドライブ・シャフト８６を、オーガー・ヘッド８８を使ってフォーミング・ローター８４の中心に連結してもよい。オーガー・ヘッド８８は、ほぼ円錐形であり、オーガー・ヘッド８８の円錐形表面からの突起部８９を有している。オーガー・ヘッド８８は、パルプ注入ポート７２からのパルプ供給材をフォーミング・ローター８４の回転している歯８５に向けて押し込むように作用する。突起部８９は、パルプ供給材を破砕し、パルプ供給材と界面活性剤処理物質が混じりやすいようにする。
【００５６】
Ｏａｋｅｓミキサーは、改造して、元々の入口にフォーム排出導管７５を取り付けた。理論的に立証されているわけではないが、パルプ注入ポート７２の直径がフォーム排出導管７５の直径より大きい場合に、巧く混合できることが分かった。Ｏａｋｅｓミキサーの元々の出口を拡大して、供給パルプのパルプ注入ポート７２への流量を増やし、供給パルプをローター８４の歯８５と接触させるようにした。Ｏａｋｅｓミキサーには、元々は、ドライブ・シャフト８６をフォーミング・ローター８４の中心に連結するためのナットが取り付けられていたが、これを上記のようにオーガー・ヘッド８８に置き換えた。更に、Ｏａｋｅｓミキサーから歯の列を幾つか（８１、８３、及び８５）取り除いて、混合性能を改善し処理量を増大させた。
【００５７】
図２に戻るが、空気供給ステーション９０には、エアポンプ９６とエアヒーター９８を設けることができる。エアポンプ９６は、空気供給源９２を介して空気供給を受け取り、空気供給導管９４と流れ連通状態に連結されている。エアヒーター９８は、空気供給導管９４の途中に挿入され、空気供給導管９４を介してエアポンプ９６及びジェット・ドライヤー２０のマニホルド２６と流れ連通状態になっている。
【００５８】
エアポンプ９６は、例えば正圧一定体積の供給空気をエアヒーター９８に送る容積式大容量エアポンプとすることができる。本発明で使用するのに適したエアポンプ９６の一例は、ペーパー・エレメントを有する入口消音器タイプのＣＣＦ−４、排出消音器タイプのユニバーサルＳＤ−４、及び濾過・電気式の１５馬力モーターを組み込んだルーツ−ドレッサー・ユニバーサル・ロータリー・ロープ・ブロアー・システム（Ｒｏｏｔｓ−Ｄｒｅｓｓｅｒ　ｕｎｉｖｅｒｓａｌ　ｒｏｔａｒｙ　ｌｏｂｅ　ｂｌｏｗｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ）（モデル番号４５ＵＲＡＩ）である。流量は、３００ＳＣＦＭである。供給圧力は、５ＰＳＩＧである。ポンプ速度は、３１７６ＲＰＭである。ドライブモーターは、１８００ＲＰＭで作動する。エアポンプ９６は０〜１５ｐｓｉｇのゲージ範囲を有しており、６ｐｓｉｇにセットされた圧力逃がし弁が組み込まれている。エアヒーター９８は、供給空気を加熱し、供給空気をジェット・ドライヤー２０のマニホルド２６に送る。マニホルド２６は、ジェット・ドライヤー２０の内部で乱流を起こし、供給パルプを繊維に分解して乾燥するために、供給空気をジェット・ドライヤー２０の導管２２のループ内に接線方向に送り込むことができる。
【００５９】
エアヒーター９８は、例えば、空気を導管２２に送り込むマニホルド２６のノズルに供給される空気の温度を調整するよう制御されているフロースルー型ヒーターである。エアヒーター９８は、電気ヒーターでも、ガスヒーターでも、あるいは他のいかなる形態のヒーターであってもよい。本発明で使用するのに適したエアヒーター９８の一例は、ワトロー・エレクトリック・イマージョン・ヒーター（Ｗａｔｌｏｗ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ　ｈｅａｔｅｒ）のモデル番号７００−９６ＢＤ２４５９であり、このモデルは、４８０ＶＡＣ電源電圧を使用し、１，０５０°Ｆで１５０ｐｓｉｇの定格圧力を有する。エアヒーター９８の過熱防止器は、タイプＫ熱電対とワトロー・シリーズ９２制御器を使用している。エアヒーター９８のプロセス温度調節器は、タイプＪ熱電対とワトロー・シリーズ９６５オート・チューニング制御器を使用している。プロセス空気温度は、最終製品繊維の外観、最終製品繊維のノット・カウント、及び微細繊維含有量に直接影響を及ぼすプロセス変数である。
【００６０】
ジェット・ドライヤー２０を出ると、排出空気、繊維、及び微細繊維は、排出流導管３０に沿って移送され、繊維分離ステーション１００で回収される。繊維分離ステーション１００は、例えば、ヘッド・ボックス１４０を介して排出流導管３０と滑動可能に関連付けられた減圧コンベヤー１１０である。減圧コンベヤー１１０は、スクリーン１１２、第１ローラー１１８、第２ローラー１２０、１次ファン減圧ボックス１２２、１次ファン１２８、２次ファン減圧ボックス１３０、及び２次ファン１３４を備えている。
【００６１】
減圧コンベヤー１１０のスクリーン１１２は、排出空気と微細繊維は通過させるが繊維が通過するのは防止する、多孔質のコンベヤーベルト装置である。スクリーン１１２は、第１ローラー１１８及び第２ローラー１２０と回転可能に連結された連続ループである。従って、スクリーン１１２は、スクリーン上側表面１１４とスクリーン下側表面１１６とを有するスクリーン上部１１３、及びスクリーン下部１１７を形成している。ジェット・ドライヤー２０からの排出流導管３０は、ヘッド・ボックス１４０によって減圧コンベヤー１１０と滑動可能に関係付けられ、排出流導管３０がスクリーン１１２の上側表面と１１４と流れ連通状態となっている。排出流導管３０から、繊維、微細繊維、及び排出空気が上側表面１１４に送られる。スクリーン１１２は、繊維は上側表面１１４上に保持しながら、排出空気は上側表面１１４を通して通過させる。微細繊維の一部はスクリーン１１２を通過する。代わりに、スクリーン１１２は、動いているコンベヤー・スクリーン１１２上の排出流導管３０の下に繊維が保持される際に、微細繊維を繊維内に捕捉することによって、微細繊維を採集するようにしてもよい。こうして微細繊維を捕捉すると、微細繊維除去ステーション１７０でのその後の微細繊維除去を必要としないような微細繊維レベルと曖昧さを生む結果となり得る。回転しているスクリーン１１２は、繊維を、排出流導管３０から、繊維の上流から下流への流れを画定する繊維採集ステーション１６０に向けて移送する。
【００６２】
図７と８に示すように、１次ファン減圧ボックス１２２は、排出流導管３０からの排出空気と微細繊維がスクリーンを通過して１次ファン１２８に進むようにするプレナムである。図７に示すように、１次ファン減圧ボックス１２２は、入口１２４と出口１２６を有している。１次ファン減圧ボックスの入口１２４は、スクリーン１１２の上部１１３の下に配置されていて、ヘッド・ボックス１４０の真下のスクリーン１１２の下側表面１１６と滑動可能に関係付けられており、従ってヘッド・ボックス１４０及びスクリーン１１２を通して排出流導管３０と流れ連通状態にある。１次ファン減圧ボックス１２２への入口のサイズは、ヘッド・ボックス１４０にぴったりと合っていて、ヘッド・ボックス１４０が１次ファン減圧ボックス１２２の導管開口をシールして、スクリーン１１２がばたついて１次ファン１２８で生成される減圧に悪影響を及ぼすようなことなく、スクリーン１１２が両者の間を自由に通過できるようになっている。
【００６３】
図２に示すように、減圧コンベヤー１１０の１次ファン１２８は、１次ファン減圧ボックスの出口１２６と微細繊維導管１７２との間に、流れ連通状態で連結されている。１次ファン１２８は、排出空気を、排出流導管３０から、ヘッド・ボックス１４０と、スクリーン１１２の上側表面１１４と、そして１次ファン減圧ボックス１２２を通して１次ファン１２８に吸引し、微細繊維導管１７２に排出する。１次ファン減圧ボックス１２２があるので、１次ファン１２８は、繊維をジェット・ドライヤー２０からスクリーン１１２に移送できるだけの減圧状態をジェット・ドライヤー２０に作り出すことができる。多孔質のコンベヤー・スクリーン１１２は、繊維の部分が、通過して１次ファン１２８に向かうのを止めて保持する。多孔質のコンベヤー・スクリーン１１２は、第１ローラー１１８と第２ローラー１２０まわりに回転することによって、繊維を排出流導管３０から第２ローラー１２０に向けて搬送する。このようにして、繊維は、スクリーンの上側表面上にマットを形成する。
【００６４】
真空又は負圧を、本明細書においてはヌル（ｎｕｌｌ）と定義する。ヌルは、ジェット・ドライヤー２０内の正圧又は負圧であって、パルプ取り入れ口２４の近くで、パルプ取り入れ口２４とジェット・ドライヤー２０の繊維出口２８との間のプロセス空気流れの遠心力が働いている部分で測定される。ヌルは、ジェット・ドライヤー２０の処理量と繊維のノット・カウントに直接影響を及ぼすプロセス制御変数である。ヌルに影響を及ぼす主要な変数は以下のとおりである：１次ファン１２８がジェット・ドライヤー２０に作り出す真空度、供給パルプのジェット・ドライヤー２０への供給速度、供給パルプの含水率、パルプのサイズと形状の不均一度、スクリーン１１２の速度とメッシュ・サイズ、パルプの種類と処理状態、１次ファン１２８に対するダンパーの設定、及びマニホルド２６でジェット・ドライヤー２０内に供給されるプロセス空気の温度。スクリーン１１２の速度は、ヌルに直接影響を及ぼすプロセス制御変数である。スクリーン１１２が繊維を排出流導管３０から移送する速度により、スクリーン１１２の上側表面１１４上に形成される残留繊維の厚さが決まる。この残留繊維の厚さが、システムを通って流れる排出空気の体積を制限して、ヌルに影響を及ぼす。ジェット・ドライヤー２０のヌルは、０〜−１０インチの水頭に保持するのが望ましい。
【００６５】
１次ファン１２８は、例えばサイドインテイク式の高温・高容量排気ファンである。本発明で使用するのに適した１次ファン１２８の一例は、４６０ＶＡＣの電源電圧で作動する１０馬力モーターを組み込んだ、鋼製のサイドインテイク式搬送ファンであり、１次ファン減圧ボックス１２２と気密シール状態で連結されている。排出側にある調整式タンパーが１次ファン１２８を通るエアフローのレベルを制御し、このエアフローのレベルが、ジェット・ドライヤー２０のヌルに対して直接影響を及ぼし、従って最終製品の外観とノット・カウントに影響を及ぼす。
【００６６】
図７と８に示すように、２次ファン減圧ボックス１３０は、２次ファン１３４がスクリーン１１２を通して空気を吸引し、スクリーン１１２の上側表面１１４に吸引力を働かせるようにするプレナムである。図７に示すように、２次ファン減圧ボックス１３０は入口１３１と出口１３２を有している。２次減圧ボックスの入口１３１は、スクリーン１１２の下側表面１１６と滑動可能に関係付けられており、スクリーン１１２の上部１１３の下で、１次ファン減圧ボックス１２２の下流に配置されている。２次ファン減圧ボックス１３０への入口は、ヘッド・ボックス１４０の終端のすぐ下流に配置されている。２次減圧ボックスの出口１３２は、２次ファン１３４と流れ連通状態にある。
【００６７】
なお、今まで減圧コンベヤー１１０が１次ファン１２８と２次ファン１３４を有するものとして説明してきたが、ダンパーを組み込んだ１つのファン装置が１次ファン１２８及び２次ファン１３４両方として働くようにしても、本発明から逸脱するわけではない。ファン減圧ボックス１２２と１３０は、スクリーン上部１１３上の繊維のマットを通過するフレッシュ空気の取り入れを分配するため、ハニカム形状のバッフルを有することができる。
【００６８】
図２に示すように、減圧コンベヤー１１０の２次ファン１３４は、２次ファン減圧ボックスの出口１３２と微細繊維導管１７２との間に、流れ連通状態で連結されている。２次ファン１３４は、上側表面１１４上を搬送されている残留繊維を減圧吸引する。２次ファン１３４は、スクリーン１１２と２次ファン減圧ボックスを通して、空気を２次ファン１３４に吸引し、微細繊維導管１７２に排出する。多孔質のコンベヤー・スクリーン１１２は、繊維が２次ファン１３４へと通過するのを防ぐ。２次ファン１３４は、スクリーン１１２が移動している間、スクリーン１１２上に繊維を保持し、１次ファン１２８が繊維をヘッド・ボックス１４０内に引き戻すのを防ぐに十分な減圧状態を作り出すことによって、繊維を抽出し移送するのを促進する。２次ファン１３４で減圧して繊維をスクリーン１１２上の適所に保持しないと、１次ファン１２８がヘッド・ボックス１４０内に作り出す減圧状態によって、繊維がヘッド・ボックス１４０に引き戻されることになる。２次ファン１３４で減圧しないと、ヘッド・ボックス１４０内の繊維の厚さが一定せず、ヌルの変動を引き起こし、その結果、繊維の沈積が不均一となり、最終製品における繊維の分離が一定せず、或いは繊維が滞留してヘッド・ボックス１４０が詰まり、プロセスの運転停止をきたすことになりかねない。
【００６９】
２次ファン１３４は、サイドインテイク式の低速排気ファンでもよい。本発明で使用するのに適した２次ファン１３４の一例は、１／４馬力モーターを組み込み１１０ＶＡＣの電源電圧で作動するバッファロー社（Ｂｕｆｆａｌｏ）製のファンである。このファンは、速度可変で、気密シールの状態で２次ファン減圧ボックス１３０に連結することができる。
【００７０】
図７と８に示すように、減圧コンベヤー１１０は支持構造物１３５を有している。支持構造物１３５は、移動するスクリーン１１２を支持する面を形成する。支持構造物１３５は、図示のように、第１ローラー１１８と第２ローラー１２０との間を、スクリーンの下側表面１１６と同一面に沿って伸張し、両ローラーを支持している。減圧ボックスの開口が、支持構造物１３５の表面に設けられている。なお、支持構造物１３５は、単一の物体として示しているが、互いに関係付けられていない別個の多くの支持構造物で構成することもできる。
【００７１】
減圧コンベヤー１１０には、随意的に、スクリーン減圧具１３７を備えてもよい。スクリーン減圧具１３７は、スクリーン１１２が排出流導管３０から新たな繊維を受け取る前に、残留している繊維をスクリーン１１２から除去する。スクリーン減圧具１３７は、繊維が取り除かれた後のスクリーン１１２に沿う何処に配置してもよい。ある実施形態では、スクリーン減圧具１３７は、ヘッド・ボックス１４０の上流に配置され、スクリーン１１２の上側表面と滑動可能に関係付けられた減圧マニホルドである。本発明で使用するのに適したスクリーン減圧具１３７の一例は、シアーズ・ショップ・バキューム（Ｓｅａｒｓ　Ｓｈｏｐ　Ｖａｃｕｕｍ）と無修正の減圧アタッチメントである。代わりに、１次ファン１２８を、スクリーン減圧具１３７用の減圧源として使用することもできる。他の実施形態では、スクリーン減圧具１３７に対しスクリーン１１２の反対側に空気供給装置を配置して、スクリーン１１２を通して空気をスクリーン減圧具１３７に強制的に送るようになっている。
【００７２】
減圧コンベヤー１１０には、随意的に、分離装置１３８を備えてもよい。減圧コンベヤー１１０の分離装置は、例えば、第２減圧ボックス１３０の下流端上で、スクリーン１１２の上側表面１１４を横切って伸張し、上側表面１１４と滑動可能に関係付けられた薄い物理的的バリヤーである。分離装置１３８は、残留繊維をスクリーン１１２の上側表面からゆるめる作用し、減圧コンベヤー１１０の終端に隣接するローラー１２０で、例えば重力によって繊維をスクリーン１１２から簡単に取り外せるようにする。分離装置１３８は、更に、繊維をスクリーン１１２から分離し、スクリーン１１２上に置き直すことができる。繊維は、次いで繊維採集ステーション１６０で集められ嵩のある塊となり、これを圧縮すると顧客出荷用の梱包になる。本発明で使用するのに適した分離装置１３８の一例は、厚さ０．０３０インチで幅２インチのテフロンシートで作ったブレードを、２次ファン減圧ボックス１３０の下流端でスクリーン１１２を４５度の角度で横切って配置して、その両端を支持構造物１３５に固定したものである。
【００７３】
代わりに、分離装置１３８は、スクリーン１１２と作動的に関係付けられ、２次減圧ボックス１３０より下流でスクリーン１１２の下に配置されたガス吹き出し装置でもよい。ガス吹き出し分離装置１３８は、スクリーン１１２を通してガスを強制的に送って、繊維をスクリーンから分離する。
【００７４】
繊維分離ステーション１００は、排出流導管３０をスクリーン１１２と滑動可能に関係付けるための、排出流導管３０の端部に連結されたヘッド・ボックス１４０を備えている。ヘッド・ボックス１４０は、排出空気とそれに乗ってきた繊維を分離させる装置である。或る実施形態では、ヘッド・ボックス１４０は、排出空気と微細繊維が除去されるスクリーン１１２の上側表面１１４に対して減圧気密シールを有している。繊維は移動しているスクリーン１１２上に捕捉され、排出空気と微細繊維は繊維のマットとスクリーン１１２を通過してゆく。
【００７５】
図９に示すように、ヘッド・ボックス１４０は、ヘッド・ボックス・シェル１４２、アウトフィード・ローラー１４５、及びダイナミック・リップ・シール１４６を有している。ヘッド・ボックス・シェル１４２は、排出流導管３０とスクリーン１１２の上側表面１１４との間で流れ連通状態にある。ヘッド・ボックス１４０のアウトフィード・ローラー１４５は、ヘッド・ボックス・シェル１４２の下流端（ヘッド・ボックス・シェル１４２の出口サイドとも呼ばれる）に配置されている。ヘッド・ボックス１４０のアウトフィード・ローラー１４５は、ヘッド・ボックス・シェル１４２と回転可能かつ移動可能に連結されており、スクリーン１１２の上側表面１１４と回転可能に関係付けられている。ダイナミック・リップ・シール１４６は、ヘッド・ボックス・シェル１４２の下流端でアウトフィード・ローラー１４５の上方に配置されている。ダイナミック・リップ・シール１４６は、ヘッド・ボックス・シェル１４２と蝶番式に連結されており、アウトフィード・ローラー１４５と滑動可能に関係付けられている。
【００７６】
ヘッド・ボックス１４０は、可動部材が接触している部位全てが、低摩擦物質で構成されている。例えば、ヘッド・ボックス・シェル１４２は、スクリーン１１２と接触する部位がテフロンで構成されている。更に、ヘッド・ボックス・シェル１４２は、アウトフィード・ローラー１４５と接触する部位がテフロンで構成されている。
【００７７】
ヘッド・ボックス・シェル１４２は、垂直に向いたスロット１４３を有しているのが好ましい。アウトフィード・ローラー１４５の心棒がスロット１４３の中に配置される。このスロット１４３により、アウトフィード・ローラー１４５が上下に移動して、スクリーン１１２上の繊維の厚さの変化に対応できるようになっている。
【００７８】
アウトフィード・ローラー１４５は、ヘッド・ボックス１４０の下流端に配置され、繊維をスクリーン１１２に沿って引っ張りヘッド・ボックス１４０から外に出す力を作り出す。アウトフィード・ローラー１４５は、ベルトもしくはローターでもよく、あるいは他の類似の装置でもよい。アウトフィード・ローラー１４５は、従来型のどのような動力供給源で駆動してもよい。アウトフィード・ローラー１４５の底部表面が、繊維をスクリーン１１２に沿って引っ張り排出流導管３０から外に出すための付加的な力を作り出す。アウトフィード・ローラー１４５は、テフロン被覆した鋼で作ることができる。
【００７９】
ダイナミック・リップ・シール１４６により、ヘッド・ボックス１４０は、スクリーン１１２の上側表面１１４に対して減圧気密シールを維持することができる。ダイナミック・リップ・シール１４６は、アウトフィード・ローラー１４５をヘッド・ボックス・シェル１４２に対してシールしている。この設計により、アウトフィード・ローラー１４５が回転し且つ上下に動いて、アウトフィード・ローラー１４５の周囲からばたついた空気を引き込むことなく、ヘッド・ボックス１４０の出口での繊維の厚さの不均一を補償できるようになっている。ダイナミック・リップ・シールは、ピボット部１４８によって可撓性片１４９に連結された非可撓性片１４７で作ることができる。ピボット部１４８は、ヘッド・ボックス・シェル１４２に回転可能に連結されている。非可撓性片１４７は、アウトフィード・ローラー１４５の動きに応じて上下に動く。可撓性片１４９により、非可撓性片は、ヘッド・ボックス・シェル１４２に対する減圧シール性を保持したまま動くことができる。非可撓性片１４７と可撓性片１４９は、異なる厚さを有するテフロンで作ることができる。
【００８０】
随意的に、ヘッド・ボックス１４０は、更に、アウトフィード・ローラー１４５を駆動するための一対の駆動輪１５０を備えていてもよい。駆動輪１５０は、アウトフィード・ローラー１４５と駆動連通状態で、且つスクリーン１１２とも機械的連通状態で、ヘッド・ボックス・シェル１４２の上流端に回転可能に連結されている。駆動輪１５０は、スクリーン１１２の動きに応じて回転し、その動きをアウトフィード・ローラー１４５に伝達してアウトフィード・ローラー１４５を回転させる。駆動輪１５０は、連結装置１５１を使用してアウトフィード・ローラー１４５を駆動する。連結装置１５１は、鎖接手でも、或いは駆動輪１５０とアウトフィード・ローラー１４５とを機械的に関連付け調和して回転させることのできる他の何らかの装置でもよい。駆動輪１５０は、アウトフィード・ローラー１４５に１：１の比で連結され、アウトフィード・ローラー１４５の表面がスクリーン１１２と同じ速度で回転できるようになっているのが好ましい。
【００８１】
ヘッド・ボックス１４０には、更に、高さ調節構造物１５４を設けてもよい。高さ調節構造物１５４は、ヘッド・ボックス・シェル１４２と支持構造物１３５に連結されている。高さ調節構造物１５４により、ヘッド・ボックス・シェル１４２とスクリーン１１２との間の間隙を調整することができる。高さ調節構造物１５４は、フレーム１５５、調節ナット１５６及び調節ボルト１５７を有している。フレーム１５５は、ヘッド・ボックス・シェル１４２に連結されている。調節ボルト１５７は、支持構造物１３５に連結されている。調節ナット１５６は、調節ボルト１５７に調節可能に連結されており、フレーム１５５にも連結されている。調節ナット１５６を調節ボルト１５７に沿って調節すると、調節ナット１５６がフレーム１５５に作用して、ヘッド・ボックス・シェル１４２とスクリーン１１２との間の間隙を増大又は減少させる。
【００８２】
別の例では、繊維分離ステーション１００は、サイクロン、バグ・ハウス、又は排出空気から微細繊維と繊維を共に除去するための他の類似の装置であってもよい。そうすると、繊維分離ステーション１００は、分離された排出空気を空気供給ステーション９０に再循環することができる。この実施形態では、微細繊維除去ステーション１７０を、導管３０に沿う上流に配置して、繊維分離ステーション１００で繊維を回収する前に繊維から微細繊維を除去することができる。
【００８３】
図２に戻るが、乾燥システム１０の微細繊維除去ステーション１７０は、繊維分離ステーション１００から排出空気と微細繊維を受け取る。微細繊維除去ステーション１７０は、微細繊維導管１７２及び空気導管１８２と流れ連通状態に連結されている。微細繊維除去ステーションは、微細繊維導管１７２から微細繊維と排出空気を受け取り、微細繊維の少なくとも１部を除去し、排出空気を空気導管１８２に排出する。次いで微細繊維除去ステーション１７０は、排出空気を空気供給ステーション９０に再循環する。微細繊維除去ステーション１７０は、サイクロンでも、バグ・ハウスでも、或いは他の類似の装置でもよい。
【００８４】
別の例では、微細繊維除去ステーション１７０は、ジェット・ドライヤー２０と繊維分離ステーション１００との間で排出流導管３０に連結されている。この実施形態の微細繊維除去ステーション１７０は、製材所で鋸屑集塵器として使用されているものと類似のサイクロンを備えることができる。微細繊維除去ステーション１７０は、ジェット・ドライヤーから排出空気、微細繊維、及び繊維を受け取り；微細繊維の少なくとも１部を除去し；ジェット・ドライヤー２０から来る繊維を繊維分離ステーション１００に送る。本実施形態の微細繊維除去ステーション１７０は、更に、第２のサイクロン、バグ・ハウス、又は他の類似装置を、１次ファン１２８の出口及び２次ファン１３４の出口に配置していてもよい。この第２のサイクロンも、第１のサイクロンからの、濾過された微細繊維排出物を受け取る。
【００８５】
乾燥システム１０の騒音低減ステーション１８０は、空気導管１８２の途中に挿入され、空気導管１８２を介して微細繊維除去ステーション１７０と流れ連通状態にある。騒音低減ステーション１８０は、乾燥システム１０によって生じる騒音を低減する。騒音低減ステーション１８０は、空気導管１８２を介して微細繊維除去ステーション１７０から排出空気を受け取り、排出空気から運動エネルギーを吸収し、空気導管１８２を通して排出空気を放出する。放出された排出空気は、大気中に排気してもよいし、空気供給ステーション９０に再循環してもよい。
【００８６】
別の例では、騒音低減ステーション１８０は、１次ファン１２８と２次ファン１３４に直接連結されている。騒音低減ステーション１８０は、１次ファンからの排気にダクト連結されたサイクロンであってもよい。１次ファン１２８からの排気がサイクロンの入力側に放出され、サイクロンの複数の出口ポートから独立して大気に排気される。２次ファン１３４からの排気は、サイクロンに排出してもよいし、あるいはサイクロン出口ポートに排出してもよい。更に、微細繊維除去ステーション１７０は、騒音低減ステーションとして機能してもよい。
【００８７】
図１３に示すように、架橋結合繊維を生成するため、乾燥システム１０は、随意で、キュアリング・ステーション３１０を備えていてもよい。キュアリング・ステーション３１０は、繊維分離ステーション１００から繊維を受け取る。架橋剤処理された繊維は、キュアリング・ステーション３１０でキュアされる。随意的に、架橋剤を含んでいる繊維は、流動通路１５８に沿って繊維採集ステーション１６０に直接送ってもよいが、それは、架橋剤がジェット・ドライヤー２０内で適切にキュアされた場合に限られる。しかし、繊維が従来通りドライヤーを通り抜ける比較的短い時間では、ジェット・ドライヤー内で架橋結合を完了することはできない。ある実施形態では、キュアリング・ステーション３１０は、繊維を繊維分離ステーション１００から受け取るため繊維分離ステーション１００と作動的に関係付けられているキュアリング・オーブン３２０を備えている。キュアリング・オーブン３２０は、繊維採集ステーション１６０と流れ連通状態に連結されている。繊維分離ステーション１００からの繊維はキュアリング・オーブン３２０へ送られ、キュアリング・オーブン３２０は架橋剤処理された繊維をキュアし、キュアされた繊維は繊維採集ステーション１６０へ送られる。
【００８８】
図１４に示すように、別の例では、キュアリング・ステーション３１０は、キュアリング・オーブン３２０に加えてフラッシュ・ドライヤー３４０を備えている。フラッシュ・ドライヤー３４０は、繊維分離ステーション１００と作動的に関係付けられており、架橋剤処理された繊維を繊維分離ステーション１００から受け取る。フラッシュ・ドライヤー３４０は、架橋剤処理された繊維を更に乾燥させる。キュアリング・オーブン３２０は、フラッシュ・ドライヤー３４０と作動的に関係付けられており、更に乾燥された繊維をフラッシュ・ドライヤー３４０から受け取る。キュアリング・オーブン３２０は、繊維採集ステーション１６０とも流れ連通状態に連結されている。フラッシュ・ドライヤー３４０からの繊維はキュアリング・オーブン３２０へ送られ、キュアリング・オーブン３２０は更に乾燥された繊維をキュアし、キュアされた繊維は繊維採集ステーション１６０に送られる。
【００８９】
繊維採集ステーション１６０とキュアリング・ステーション３１０とは別々の装置として説明してきたが、繊維採集ステーション１６０とキュアリング・ステーション３１０は、１つの装置であってもよい。例えば、減圧コンベヤー１１０は、スクリーン１１２がキュアリング・オーブン３２０を通過するような構成としてもよい。
【００９０】
上記の乾燥システム１０は、単糸化され乾燥された繊維を作る。本発明の方法では、パルプ製造機から直接湿潤パルプを受け取り、パルプを直接単糸する乾燥プロセスを使用することによって、未乾燥パルプから単糸化された製品を生成する。この方法は、従来のプロセスにおけるパルプ乾燥、パルプ・リールとパルプ・ロールの取り扱い、及びハンマー粉砕の伝統的な工程を無くしている。乾燥システム１０では、ノットと微細繊維含有量の低い繊維が作り出される。これらの繊維は、更に、よじれ、カール、及び個々のねじれが、ハンマー粉砕によって得られる繊維より著しいという物理的特性を有している。乾燥システム１０は、処理物質で処理された繊維も生成し得る。パルプに対して行うことのできる処理を乾燥パルプのロールに対して行うのは、困難又は不可能なことがある。ノットの量を減少させ、生産速度を高め、及び／又は望ましい特性を有する繊維を作り出すような処理をパルプに対して行うことができる。
【００９１】
架橋剤を使って繊維を処理した場合、乾燥システム１０で生成される、乾燥され、架橋結合処理され、単糸化された繊維は、ノット・カウントが１５％以下、より好ましくは１０％以下、更に好ましくは５％以下であり、２％以下であれば最も好ましい。界面活性剤又は無機粒状物からなる群から選択される追加の処理物質で繊維を処理した場合、繊維は、ノット・カウントが１５％以下、より好ましくは１０％以下、更に好ましくは５％以下であり、２％以下であれば最も好ましい。
【００９２】
乾燥システム１０で生成される、乾燥され、架橋結合処理され、単糸化された繊維は、微細繊維カウントが２１％以下、より好ましくは１５％以下であり、１３％以下であれば最も好ましい。架橋結合処理された繊維を更に界面活性処理物質で処理した場合、繊維は、微細繊維カウントが２１％以下、好ましくは１５％以下であり、１３％以下であれば更に好ましい。架橋結合処理された繊維を更に無機粒状処理物質で処理した場合、繊維の微細繊維カウントは、２１％以下となる。
【００９３】
乾燥システム１０で生成される、乾燥され、架橋結合処理され、単糸化された繊維は、低いノット・カウント、高いアクセプト・カウント、及び低い微細繊維カウントを有するのが好ましい。架橋結合処理された繊維は、ノット・カウントが５％以下、アクセプト・カウントが８０％以上、微細繊維カウントが１５％以下であり、好ましくはノット・カウントが５％以下、アクセプト・カウントが８０％以上、微細繊維カウントが１３％以下であり、更に好ましくは、ノット・カウントが５％以下、アクセプト・カウントが８５％以上、微細繊維カウントが１５％以下であり、最も好ましくは、ノット・カウントが２％以下、アクセプト・カウントが８０％以上、微細繊維カウントが１５％以下である。架橋結合処理された繊維を更に界面活性処理物質で処理した場合、繊維は、ノット・カウントが５％以下、アクセプト・カウントが８０％以上、微細繊維カウントが１５％以下であり、好ましくはノット・カウントが５％以下、アクセプト・カウントが８０％以上、微細繊維カウントが１３％以下であり、より好ましくはノット・カウントが５％以下、アクセプト・カウントが８５％以上、微細繊維カウントが１５％以下であり、最も好ましくはノット・カウントが２％以下、アクセプト・カウントが８０％以上、微細繊維カウントが１５％以下である。架橋結合処理された繊維を更に無機粒状処理物質で処理した場合、繊維は、ノット・カウントが２％以下、アクセプト・カウントが７７％以上、微細繊維カウントが２１％以下であり、好ましくはノット・カウントが１．６％以下、アクセプト・カウントが７７％以上、微細繊維カウントが２１％以下である。
【００９４】
乾燥システム１０で生成される、乾燥され、架橋結合処理され、単糸化された繊維は、密度が１５〜１００ｋｇ／ｍ３であり、より望ましくは２５〜７０ｋｇ／ｍ３であり、最も望ましくは３０〜６０ｋｇ／ｍ３である。これらの繊維は、所望であれば、後でもっと小さく圧縮することができる。
【００９５】
乾燥システム１０で生成される、乾燥され、架橋結合処理され、単糸化された繊維は、以下に限定するわけではないが、吸収性用品、コンクリート製品、プラスチック製品、フィルター製品、及び紙製品を始めとする多様な最終製品に使用することができる。図１０に示すように、吸収性用品２１０は、透過性の上部２１２と、不透過性の底部２１４と、透過性上部２１２と不透過性底部２１４との間に配置された吸収層２１６を有している。吸収層２１６は、単糸化され乾燥された繊維２１８を含んでいる。なお、本明細書で使用している「吸収性用品」という用語には、おむつ、タンポン、生理用ナプキン、失禁ガード、包帯及び肉類の下敷き紙が含まれるが、これらに限定されない。
【００９６】
図１１に示すように、コンクリート製品２２０は、単糸化され乾燥された繊維２２８を組み込んだコンクリート母材を含んでいる。なお、本明細書で使用している「コンクリート製品」という用語には、セメント、コンクリート、モルタル、プレキャスト材料、高強度セメント製品、押し出し成形セメント製品、石膏製品及び他のあらゆるセメント系材料が含まれるが、これらに限定されない。なお、図１１は、コンクリート製品２２０として示されているが、単糸化され乾燥された繊維２２８を組み込んだプラスチック母材２２６を含むプラスチック製品２２０も示している。なお、本明細書で使用している「プラスチック製品」という用語には、プラスチック及びゴムが含まれるが、これらに限定されない。
【００９７】
図１２に示すように、紙製品２３０は、単糸化され乾燥された繊維２３８を組み込んだ紙シート２３６を含んでいる。なお、本明細書で使用している「紙製品」という用語には、紙及びボール紙が含まれるが、これらに限定されない。なお、図１２は、紙製品２３０として示されているが、単糸化され乾燥された繊維２３８を組み込んだフィルター製品２３０も示している。
【００９８】
【実施例】
以下の実施例で使用する、パルプを乾燥単糸化繊維に加工する処理で、幾つかのプロセス条件を評価した。ジェット・ドライヤーの温度、供給速度、処理の実施、パルプの種類、供給速度、及び予備乾燥脱水法を変えた場合の影響を、全て下記の実施例で調べた。
【００９９】
特に明記しない限り、下記実施例で使用した装置は以下のとおりである：フルイド・エナジー・アルジェット・モデル４・サーマジェット、Ｘ０８７０Ｌジェット・ドライヤーを使用して、パルプを乾燥し、単糸化して繊維にした。モデル４・サーマジェットは何ら改造を加えていない。パルプは、幾つかの異なる装置のジェット・ドライヤーに供給した。大量に流す場合には、マーチン・スプロケット・アンド・ギア社のマーチン・コンベヤー部製のシャフトレス・スクリュー・コンベヤーを使用した。コンベヤーの下端には、湿潤パルプを入れるためのホッパーが有り、これで、湿潤パルプを、ジェット・ドライヤー上のパルプ供給装置に向かって登る上向き傾斜に沿って搬送した。少量のパルプを流す場合は、湿潤パルプを供給するためのホッパー型フィーダーを取り付けた、ウェイヤハウザー社（Ｗｅｙｅｒｈａｅｕｓｅｒ）設計・製造のコンベヤーを使用した。泡状の媒体内に懸濁した状態の繊維の供給には、ウェイヤハウザー社が設計・改造したＯａｋｅｓミキサーを使用して泡付のパルプをジェット・ドライヤーに直接注入した。
【０１００】
実施例１〜９において使用した供給パルプは、ウェブを破砕装置に送るのに十分な剛性を確保できるだけの坪量を有するプレスされたパルプの湿潤ウェブである。プレスする前に湿潤ウェブの処理ができるよう、噴霧システムが取り付けられたパイロット抄紙機により湿潤ウェブを製造した。坪量が５００〜１５００ｇｓｍであれば、十分に機能することがわかった。ウェブを、回転・反転可能なローラー・ニップを通して破砕装置に供給し、ウェブをパルプ小片に引き裂く突出ピンの付いた高速回転の一組のロール中に供給した。
【０１０１】
ローター・ハウジングと、６個のローター羽根がついたＣＬＳＤ，ＳＳ，ＰＡＶ−６ローターを有する、ステンレス鋼製のプレイター・インダストリーズ社のロータリー・エアーロック・フィーダー、モデル番号ＰＡＶ−６Ｃを使用して、供給パルプをジェット・ドライヤーに送った。取り付けたローターは、羽根とローター・ハウジングとの間の隙間を広げるため直径を小さくした、特別製の６枚羽根付き閉端ローターなので、湿潤パルプは、繊維に損傷が生じたり、ローターを詰らせたりすることなく、フィーダーを通して流すことができた。
【０１０２】
消音器と濾過器を取り付けたルーツ−ドレッサー・ユニバーサル・ロータリー・ローブ・ブロアー・エアポンプを使用して、供給空気をジェット・ドライヤーに送った。モデル番号は４５ＵＲＡＩであった。流量は３００ＳＣＦＭであった。供給圧力は５ＰＳＩＧであった。ポンプ速度は３１７６ＲＰＭであった。駆動モーターは、１８００ＲＰＭで回転する１５馬力の電気式リンカーン（ａｎ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｌｉｎｃｏｌｎ）であった。エアポンプには、ペーパー・エレメントを組み込んだ吸入消音器タイプのＣＣＦ−４と排出消音器タイプのユニバーサルＳＤ−４を備えていた。アッセンブリは、０〜１５ｐｓｉｇのゲージ範囲を有しており、６ｐｓｉｇに設定された圧力調整弁が取り付けられていた。
【０１０３】
ワトロー・エレクトリック・イマージョン・エアヒーター、モデル番号７００−９６ＢＤ２４５９を使用して供給空気を加熱した。このエアヒーターは４８０ＶＡＣ電源電圧を使用し、１，０５０°Ｆで１５０ｐｓｉｇの圧力定格を有していた。過熱防止のため、Ｋ型熱電対とワトロー・シリーズ９２制御器を使用した。プロセス温度の調整には、Ｊ型熱電対とワトロー・シリーズ９６５オート・チューニング制御器を使用した。
【０１０４】
ジェット・ドライヤーと減圧コンベヤーとの間の導管中に、搬送ファン（ＭＨＦ）を配置した。実施例１〜８ではＭＨＦを使用したが、実施例９〜２４では使用しなかった。
【０１０５】
排出空気、繊維、及び微細繊維を、コンベヤー・スクリーンに対してシールされているヘッド・ボックスを通して特注設計の減圧コンベヤーに送った。スクリーン減圧に関しては、無改造の減圧アタッチメントを取り付けたシアーズ・ショップ・バキュームを使用した。一次ファンは、鋼製の高温側吸入搬送ファンであり、一次ファン減圧ボックスに対して気密シールされている。一次ファンには、４６０ＶＡＣ電源電圧で作動する１０馬力モーターが組み込まれている。排出側の調整式ダンパーが、ジェット・ドライヤーのヌルに対して直接影響を及ぼす、ファンを通るエアフローのレベルを制御して、−１〜−５インチ水頭の真空度を作り出した。一次ファンからの排出物を、ここでは騒音低減の目的を果たしているサイクロン中に排出させた。二次ファンは、バッファロー社製で、１１０ＶＡＣの電源電圧で作動する１／４馬力モーターを備えていた。二次ファンは速度可変式であり、二次ファン減圧ボックスと気密シール状態に連結した。二次ファンは排出物をサイクロンの排出側に排出した。分離装置は、厚さ０．０３０インチｘ幅２インチのテフロンシートを、二次ファン減圧ボックスの下流端に、コンベヤー・スクリーンを４５度の角度で横切った状態で配置して作った。
【０１０６】
下記の実施例では、「ソニック・ノット（ｓｏｎｉｃ　ｋｎｏｔｓ）」を、乾燥毛羽立てパルプをスクリーン・メッシュサイズに基づいて３つのフラクションに分類するための下記の方法によって試験した。第１のフラクションはノットであり、Ｎｏ．１２メッシュスクリーンによって捕捉される物質であると定義される。第２のフラクションは単糸化された繊維のアクセプトであり、Ｎｏ．１２メッシュスクリーンは通過するが、Ｎｏ．６０メッシュスクリーンによって補足される物質であると定義される。第３のフラクションは微細繊維であり、Ｎｏ．１２メッシュスクリーンもＮｏ．６０メッシュスクリーンも通過する物質であると定義される。この分離は、一番上にスピーカーが取り付けられている分離塔の頂部近くのＮｏ．５メッシュスクリーン上に配置された、予め計量した毛羽立てパルプのサンプルに対して加えられるスピーカーが作り出す音波によって行われる。設定された時間の後、各フラクションを分離塔から取り出し、計量して、ノット、アクセプト／単糸化繊維、および微細繊維の重量フラクションを得る。
実施例１
パイロット抄紙機でパルプの湿潤ロールを造り、この湿潤ロールを前記の破砕装置とドライヤー・システムに手で供給して、単糸乾燥ダグラスファー繊維（Ｄｏｕｇｌａｓ　ｆｉｒ　ｆｉｂｅｒ）と、処理済乾燥サザンパイン繊維（Ｓｏｕｔｈｅｒｎ　ｐｉｎｅ　ｆｉｂｅｒ）を製造した。未処理（そのまま）の漂白サザンパインのロールとダグラスファーのロールを乾燥した。追加のサザンパインのロールを処理し、乾燥した。サザンパイン供給パルプの各実験における処理は、以下の通りである：１．クエン酸；２．グリオキサール；３．クレー；４．疎水性ラテックスとフライアッシュ；５．疎水性ラテックス、フライアッシュ、及び流動化剤；６．グリオキサール、疎水性ラテックス、フライアッシュ、及び流動化剤；７．グリオキサール、疎水性ラテックス、フライアッシュ、メチルセルロース、及び流動化剤；９．クレー；１０．フライアッシュ。パルプの供給速度は２５〜１１１ｇ／分ＯＤ（オーブン乾燥）とした。固体含有量は、乾燥前のロールで約２８％であった。ドライヤーの出口温度は１８０℃〜２００℃の範囲とした。この出口温度とするために入口温度を調整した。表１は、これらの実験結果と処理をまとめたものである。クレーとフライアッシュで処理したパルプが、最もよく繊維に分解されているようである。メチルセルロールで処理したパルプは、繊維に分解するのが困難であった。他の実験では、未処理のパルプと同程度に繊維分解しているようであった。これらのサンプルに対してはソニック・ノットを測定しなかった。
【０１０７】
【表１】
2004036069.tif 000003
【０１０８】
実施例２
パイロット抄紙機で未漂白ダグラスファー（ＤＦ）パルプの湿潤ロールを造って、この湿潤ロールを前記の破砕装置とドライヤー・システムに手で供給して、未漂白・未処理の単糸化乾燥繊維を製造した。乾燥繊維を採集し、ソニック・ノットの試験をしたところ、ある供給速度（フィード・ローラー・モーターが破砕装置へ送るときのｒｐｍ）において５％であり、より高い供給速度において１５％であった。両方の実験に対し、出口温度を１８０℃に保持した。微細繊維含有量は、低い方の供給速度では約１１％であり、高い方の供給速度では１２％であった。アクセプトは、低い方の供給速度では８３％であり、高い方の供給速度では７４％であった。これらのデータを表２にまとめている。
【０１０９】
【表２】
2004036069.tif 000004
【０１１０】
実施例３
パイロット抄紙機で漂白ダグラスファーパルプの湿潤ロールを造り、この湿潤ロールを前記の破砕装置とドライヤー・システムに手で供給して、漂白・未処理の単糸化乾燥繊維のサンプルを製造した。乾燥繊維を採集し、出口温度と供給速度の、ソニック・ノットに及ぼす影響を、そして更に、ウェットゼロスパン引張強さ（ＺＳＴ）として測定される繊維強度に及ぼす影響を調べた。ｔ８６％は、ＺＳＴの結果に対する誤差範囲の下限と上限を確立するための値を与える。繊維強度において、統計的に有意な差は認められなかった。供給速度が高くなるとノットの量が多くなり、出口温度が高くなるとノットが多くなる、ということが分かった。これらの結果を表３に示す。
【０１１１】
【表３】
2004036069.tif 000005
【０１１２】
実施例４
湿潤ラップ（ｗｅｔ　ｌａｐ）をスラッシング（ｓｌｕｓｈｉｎｇ）し、遠心分離機を使って脱水して、次いで手動でパルプをベルトコンベヤーに載せ前記ドライヤー・システム内に供給することによって、漂白・未処理の単糸化乾燥ダグラスファー繊維のサンプルを製造した。乾燥繊維を採集し、種々の湿潤パルプ調製法の影響を調べた。湿潤パルプの調製法としては、遠心分離による方法、遠心分離とピン毛羽立てによる方法、及び遠心分離と湿潤による方法などがある。ソニック・ノットのレベルについて試験した結果を表４に示すが、遠心分離だけの方法が、ソニック・ノットが１４．２％と最も低いことが分かる。
【０１１３】
【表４】
2004036069.tif 000006
【０１１４】
実施例５
湿潤ラップをスラッシングし、遠心分離機を使って脱水し、次いで手動でパルプをベルトコンベヤーに載せ前記ドライヤー・システム内に供給することによって、フライアッシュ処理・未処理の漂白単糸化乾燥ダグラスファー繊維のサンプルを製造した。２０重量％のフライアッシュを、高分子量の陰イオン保持促進剤と共に遠心分離前のスラッシュパルプに加えることによって、フライアッシュを含有するパルプを製造した。乾燥繊維を採集し、入口温度とフライアッシュがソニック・ノットに及ぼす影響を調べた。結果を表５に示すが、フライアッシュ処理をすると、ノットが２０重量％という高い値から１重量％という低い値へと大幅に減少することが分かる。更に、これらの実験で、入口温度と出口温度を高くすると、ノットがわずかに減少することも分かる。
【０１１５】
【表５】
2004036069.tif 000007
【０１１６】
実施例６
デフレーキング（ｄｅｆｌａｋｉｎｇ）後に、工場のダブルロール・プレスから取り出した未乾燥未漂白パルプから、単糸化乾燥繊維を製造した。工場から採集されたままのパルプを使用し、何の処理も施さなかった。結果を表６に示すが、ノットは０．７５％〜２．３７％の範囲にあることがわかる。供給速度を落とすことによって出口温度を上げると、ノットが僅かに減少した。供給温度を上げることによって入口温度を上げると、ノットが僅かに増大した。洗浄、遠心分離、および毛羽立てを行うと、ノットが僅かに増大した。パルプを再加熱しても、全く影響はないようであった。「カッパー」価は、パルピング後のパルプ中に残存しているリグニン量の目安であり、タッピ標準試験法（Ｔａｐｐｉ　Ｓｔａｎｄａｒｄ　Ｔｅｓｔ　Ｍｅｔｈｏｄ）試験番号Ｔ−２３６によって定量される。
【０１１７】
【表６】
2004036069.tif 000008
【０１１８】
実施例７
パイロット抄紙機で漂白ダグラスファー・パルプの湿潤ロールを作り、この湿潤ロールを手動で前述の破砕装置とドライヤー・システムに供給して、漂白・未処理の単糸化乾燥繊維のサンプルを製造した。このシステムでのノットは３４％という高い値であり、パルプを直接供給する方が、湿潤ウェブを作って、供給時に湿潤ウェブを破砕するより良好であることを示している。
実施例８
未乾燥サザンパインをピン毛羽立てし、パルプを発泡フィード・システムに入れて、水と界面活性剤を注入し、湿潤パルプと混合し、ジェット・ドライヤー・システム内へと供給することのできる流動性混合物とすることによって、漂白・未処理の単糸化乾燥繊維のサンプルを製造した。ノットは２％未満であったが、微細繊維の量は、これまでの実験と比べてほぼ２０％にまで増大した。
実施例９
ドライヤーと減圧コンベヤーとの間に搬送ファンを組み込むことなく、工場から得られたままのパルプを前述の乾燥システムに通すことによって、非漂白・未処理の単糸化乾燥繊維のサンプルを製造した。これまでの実験と比較して、同じ温度に対しノットが１．８％から３．５％にやや増大した。
実施例１０
ドライヤーと減圧コンベヤーとの間に搬送ファンを組み込むことなく、工場から得られたままのパルプを前述の乾燥システムに通すことによって、非漂白・未処理の単糸化乾燥繊維のサンプルを製造した。これまでの実験と比較して、同じ温度に対しノットが１．３％から２．６％にやや増大した。漂白した対照標準サンプルは、ノットが２０．４％から２１．９％にやや増大した。
実施例１１
前述の乾燥システムを使って、漂白した溶解状態の繊維を乾燥した。パルプのノットは約１０％であった。水分は２％未満であり、一般には低すぎる値であった。溶解試験により、出来上がった繊維は、工業用グレードのパルプとほぼ同じであることがわかった。
実施例１２
前述の乾燥システムにより漂白単糸化繊維を製造して、脱水プロセスがノットに及ぼす影響を比較した。スクリュープレスしたパルプを、遠心分離パルプ、及び遠心分離した対照標準湿潤ラップパルプと比較した。結果を表１２に示すが、遠心分離するとノットの量は少なくなることが分かる。
【０１１９】
【表１２】
2004036069.tif 000009
【０１２０】
実施例１３
前述の乾燥システムにより架橋・漂白単糸化繊維を製造して、ドライヤーが架橋・処理済のパルプを流す能力を調べた。他のグレードのパルプの場合と同じ様に、架橋したパルプに対してもノットの量の少ないのが望ましい。表１３に示すように、異なる温度で２つの実験を行った。パルプに対し、約５重量％のポリアクリル酸（ＰＡＡ　ＸＬ）を加えた。ポストキュアリングを行って反応を完遂させた。データは、ジェト・ドライヤー内の温度の高い方が、ソニック・ノットが僅かに少なくなり、湿潤ノットも少なくなることを示している。ポストキュアー時間は、湿潤ノットを増やし、ソニック・ノットを増やすこともある。ソニック・ノットのレベルは未処理パルプよりかなり高く、ポリアクリル酸処理はノットを増やすことを示している。架橋パルプを再湿潤し、オーブン中で乾燥しても、パルプはパルプ自体に接着せず、パルプが架橋していることを示している。
【０１２１】
【表１３】
2004036069.tif 000010
【０１２２】
実施例１４
前述の乾燥システムによりクレーとフライアッシュで処理した漂白単糸化繊維を製造して、ソニック・ノットに及ぼす影響を調べた。クレーとフライアッシュは、０重量％、１重量％、及び１０重量％加えた。１０％の無機物を含んだサンプルのノットが少なかった。同じ添加量では、フライアッシュ含有繊維の方が、クレー含有繊維よりノットが少なかった。１％の無機物を含んだサンプルは、対照標準とそれほど差がないようである。表１４にデータをまとめている。
【０１２３】
【表１４】
2004036069.tif 000011
【０１２４】
実施例１５
前述の乾燥システムを使って、漂白したダグラスファー・パルプから単糸化繊維を製造した。遠心分離し、パルプを低温のドライヤー・システムに通してパルプの湿潤塊をバラバラにし、次いでバラバラにしたパルプを普通に高温のドライヤー・システムを通して供給することによってパルプを調製した。本実施例の目的は、単糸化用パルプを調製するためのドライヤー・システムの効率を調べることにある。出口温度が単糸化に及ぼす影響も試験した。出口温度は、供給速度を変えることによって変化させた。出口温度が同じ場合、初めは低温で次いで高温でドライヤーを通すと、ノットが半分に減少した。出口温度を上げると、ノットが大幅に減少する。結果を表１５に示す。
【０１２５】
【表１５】
2004036069.tif 000012
【０１２６】
実施例１６
前述の乾燥システムを使って、未漂白ダグラスファー・パルプから単糸化繊維を製造した。バッチ式の遠心分離機で遠心分離することによってパルプを調製した。ソニック・ノットは、数時間にわたって２％〜５％の範囲にあり、システムの安定性が良好であることを示している。結果を表１６に示すが、表中、”ｒｕｎ　ａｖｅ”は、全６回（４６ａ〜４６ｆ）の実験の平均である。
【０１２７】
【表１６】
2004036069.tif 000013
【０１２８】
実施例１７
前述の乾燥システムを使って、漂白ダグラスファー・パルプ、未漂白ダグラスファー・パルプ、及び漂白サザンパイン・パルプから単糸化繊維を製造した。バッチ式の遠心分離機で遠心分離することによってパルプを調製した。乾燥する前に、搬送ファンを使ってパルプをばらばらにした。蒸気熱を使用して、選定されたパルプを調製した。異なる出口温度でも実験を行った。結果を表１７に示す。乾燥する前にパルプを蒸気加熱すると、ノットが減少した。出口温度を高くすると、ノットが減少した。ノットの量が最も少なかったのは未漂白のパルプであった。
【０１２９】
【表１７】
2004036069.tif 000014
【０１３０】
実施例１８
前述の乾燥システムを使って、漂白ダグラスファー・パルプと漂白サザンパイン・パルプから単糸化繊維を製造した。バッチ式の遠心分離機で遠心分離することによってパルプを調製した。乾燥する前に、搬送ファンを使用してパルプをばらばらにした。選定したサンプルに関し、加熱せずにパルプをジェット・ドライヤー・システムに通した。結果を表１８に示す。ソニック・ノットは１．８７〜１０．０７の範囲であった。パルプを乾燥する前に、加熱せずにパルプをシステムに通すと、ノットが減少した。
【０１３１】
【表１８】
2004036069.tif 000015
【０１３２】
実施例１９
前述の乾燥システムを使って、０．１％のドデシル硫酸ナトリウムで処理した漂白ダグラスファー・パルプから単糸化繊維を製造した。処理後に、バッチ式の遠心分離機で遠心分離することによってパルプを調製した。サンプルに関し、加熱せずにパルプをジェット・ドライヤー・システムに通した。結果を表１９に示す。ソニック・ノットは０．７３〜２．２７の範囲であり、界面活性剤による処理がソニック・ノットを大幅に減少させたことを示している。
【０１３３】
【表１９】
2004036069.tif 000016
【０１３４】
実施例２０
前述の乾燥システムを使って、ラテックス処理した、及びラテックス処理していない漂白サザンパイン（Ｂ−ＳＰ）から、そして未漂白の、及び漂白したダグラスファー（それぞれＵ−ＤＦとＢ−ＤＦ）から、単糸化繊維を製造した。スラッシング処理したパルプを遠心分離し、搬送ファンに通し、次いで、乾燥する前に熱を加えずにジェット・ドライヤーに通すことによって、漂白サザンパイン・パルプを調製した。未漂白ダグラスファーは、スラッシング後に遠心分離しただけであった。ラテックス処理した漂白サザンパイン・パルプは、処理と遠心分離が済んだ後、熱を加えずにパルプをジェット・ドライヤー・システムに通すことによって調製した。漂白ダグラスファー対照標準パルプは、スラッシング処理後に遠心分離しただけである。結果を表２０に示す。漂白サザンパインのソニック・ノットは少なく、機械的処理がノットを減少させたことを示している。未漂白ダグラスファー・パルプのノットが最も少なく、このシステムでパルプが充分に繊維化していることを示している。ラテックス処理したパルプもノットが少なく、ラテックスがノットを減少させているか、或いはノットの生成に影響を及ぼさないことを示している。対照標準の漂白ダグラスファーは、ノットが少なく、乾燥システムが改良されていることを示している。ラテックス処理したパルプは疎水性であった。
【０１３５】
【表２０】
2004036069.tif 000017
【０１３６】
実施例２１
前述の乾燥システムを使って、漂白ダグラスファー・パルプから単糸化繊維を製造した。パルプは、遠心分離のみによって；遠心分離を行い、搬送ファンに通すことによって；遠心分離を行い、熱を加えずにドライヤーに通してから乾燥することによって；又は、遠心分離前に化学的界面活性剤を加えることによって；製造した。結果を表２１に示す。遠心分離したパルプと、遠心分離を行い、搬送ファンに通したパルプは、ソニック・ノットが１５％でほぼ同等であった。遠心分離したパルプを、熱を加えずにシステムに通すと、ノットが約１０％に減少した。界面活性剤で処理すると、ノットが約３％に減少した。これらの結果は、追加実験においても同等であった。コンベヤー速度は７フィート／分であり、ヌルは−３．５〜−４インチ水頭であった。
【０１３７】
【表２１】
2004036069.tif 000018
【０１３８】
実施例２２
前述の乾燥システムを使って、漂白ダグラスファー・パルプとサザンパイン・パルプから、ポリアクリル酸架橋剤処理、界面活性剤処理、およびグレー処理を施して、及び施さずに、単糸化繊維を製造した。パルプは、遠心分離のみによって、又は遠心分離を行い、乾燥前に搬送ファン（ＭＨＦ）に通すことによって、調製した。結果を表２２に示す。ダグラスファー対照標準のノットは９％であった。界面活性剤で処理したサザンパインのノットは２％であり、界面活性剤が効果的であることが確認された。ポリアクリル酸のみの処理では、ノットが１５％に増大した。ポリアクリル酸処理したパルプに界面活性剤又はクレーを加えるとノットが２％未満に減少しており、ノットを減少させるのに界面活性剤とクレーが効果的であることを示している。入口温度は２４０℃で、出口温度は１６５℃であった。ヌルは−３．５インチ水頭であり、コンベヤー速度は６．０フィート／分であった。
【０１３９】
【表２２】
2004036069.tif 000019
【０１４０】
実施例２３
前述の乾燥システムを使って、一方を選定量のベロール（Ｂｅｒｏｌ）５８７ｋ界面活性剤で処理した２種の異なる漂白ダグラスファー・パルプから、単糸化繊維を製造した。パルプの一方のバッチを溶解性鉄で処理した。パルプは遠心分離のみによって調製した。結果を表２３に示す。界面活性剤は１％の添加レベルで最も良好に作用する。鉄はノットを大幅に減少させたが、微細繊維を増大させた。供給速度は、界面活性剤の効果に影響を及ぼすことがある。供給速度が上がると、ノットが増大するようである。入口温度は２４０℃、出口温度は１６０℃であった。コンベヤー速度は６フィート／分であり、ヌルは−３．５インチ水頭であった。
【０１４１】
【表２３】
2004036069.tif 000020
【０１４２】
実施例２４
前述の乾燥システムを使って、スクリュープレスで脱水した漂白ダグラスファー・パルプから単糸化繊維を製造した。結果を表２４に示す。これまでの実験と比較してノットの量はかなり少なく、スクリュープレスによる脱水が、パルプをジェット・ドライヤー・システムで乾燥する前に過剰の水を除去するための受け入れ可能なオプションであることを示している。
【０１４３】
【表２４】
2004036069.tif 000021
【０１４４】
実施例２５−２９
実施例２５から２９に使用したパルプは全て、プラスチック裏打ち繊維ドラム状態でパルプ製造機から直送した、コンシステンシーが凡そ１０％の未乾燥パルプであった。架橋剤を用いたパルプの調製及び処理の手順は、（ａ）凡そ３４％の一様なコンシステンシーになるまで未乾燥パルプを遠心分離する段階；（ｂ）凡そ５％のコンシステンシーで、大型ホバート（Ｈｏｂａｒｔ）ミキサー内でパルプを架橋剤で処理する段階；（ｃ）処理済パルプを凡そ３６％のコンシステンシーまで遠心分離する段階（薬剤が凝集して残留しているためにここではコンシステンシーが高め）；及び（ｄ）遠心分離され且つ処理済のパルプをホバート・ミキサー内でほぐして均質な粒子サイズにする段階、を含んでいる。
【０１４５】
全ての実施例において、前述のジェット・ドライヤー・システムを使って繊維を単糸化し、乾燥させた。ジェット・ドライヤーを通過した後、乾燥単糸化繊維は、先ず採集し、次いでオーブン内でキュアした。架橋結合は、ジェット・ドライヤー内で部分的に行われた。処理済の繊維をキュアリング・オーブン内で高温状態で数分間キュアリングすることによって架橋結合を完了させた。
【０１４６】
架橋結合繊維の試験には、前述のようにノット、アクセプト、及び微細繊維のパーセンテージを調べるための超音波分類が含まれていることが多い。
架橋結合繊維の主な属性は、嵩高いこと、及び湿潤状態でも嵩が維持されることである。湿潤状態及び乾燥状態双方での嵩を測定するためにＦＡＱテストを採用した。「０．６ｋＰａでの再飽和嵩（ｒｅｓａｔｕｒａｔｉｏｎ　ｂｕｌｋ）」というのが、通常は最も関心の高いテスト結果であり、ＦＡＱ結果を本実施例に掲載する際に使用した値である。市販されている架橋結合繊維に対するＦＡＱの範囲は、通常１３．５から１９．０ｃｃ／ｇであり、値が高いほど好ましい。
実施例２５
本実施例では、漂白未乾燥サザンパインを使用した。架橋剤はＤＭＤＨＥＵであった。ジェット・ドライヤー後のキュア時間は、１７０℃で約５分間とした。
【０１４７】
【表２５】
2004036069.tif 000022
【０１４８】
実施例２６
本実施例では、漂白未乾燥サザンパイン・パルプを使用した。架橋剤はクエン酸であった。ドライヤー通過後のキュア時間は、１７０度で約５分間とした。
【０１４９】
【表２６】
2004036069.tif 000023
【０１５０】
実施例２７
本実施例では、漂白未乾燥サザンパインを使用した。架橋剤はリンゴ酸であった。ドライヤー通過後のキュア時間は、１８５度で約２０分間とした。
【０１５１】
【表２７】
2004036069.tif 000024
【０１５２】
実施例２８
本実施例では、未漂白未乾燥サザンパインを使用した点に注目されたい。架橋剤はリンゴ酸であった。ドライヤー通過後のキュア時間は、２００度で約４分間とした。
【０１５３】
【表２８】
2004036069.tif 000025
【０１５４】
実施例２９
本実施例では、未漂白未乾燥サザンパインを使用した。架橋剤はリンゴ酸であった。ドライヤー通過後のキュア時間は、２００度で約４分間とした。
【０１５５】
【表２９】
2004036069.tif 000026
【０１５６】
以上、本発明の好ましい実施形態について図示し説明してきたが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく種々の変更を行うことができるものとご理解頂きたい。
【０１５７】
なお、本発明の実施形態は、排他的特性又は特典を請求するものであるが、それは特許請求の範囲の内容により定義するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を実施するのに適した、本発明に従って構成した乾燥システムの概略図である。
【図２】ジェット・ドライヤーと繊維分離ステーションを断面図で示した、本発明の乾燥システムの概略図である。
【図３】本発明のパルプ供給装置の断面図である。
【図４】本発明のパルプ供給装置のローターの拡大断面図である。
【図５】本発明の乾燥システムの機械式ミキサーとジェット・ドライヤーの側面図である。
【図６】本発明の機械式ミキサー分解組立図である。
【図７】本発明の繊維分離ステーションの斜視図である。
【図８】本発明の繊維分離ステーションの底部斜視図である。
【図９】本発明の繊維分離ステーションの拡大斜視図である。
【図１０】本発明の吸収性用品の概略図である。
【図１１】本発明のコンクリート製品又はプラスチック製品の概略図である。
【図１２】本発明の紙製品又はフィルター製品の概略図である。
【図１３】キュアリングステーションを含む、本発明の乾燥システムの概略図である。
【図１４】キュアリングオーブンを含む、本発明の乾燥システムの概略図である。
【符号の説明】
１０　　乾燥システム
２０　　ジェット・ドライヤー
２２　　ループ導管
２４　　パルプ取り入れ口
２６　　マニホルド
２８　　繊維出口
３０　　排出流導管
３２　　搬送ファン
４０　　パルプ供給ステーション
４２　　パルプ供給源
４４　　パルプ供給導管
４６、５０　　脱水装置
４８　　処理物質供給源
５２　　処理物質再循環導管
５４　　貯蔵タンク装置
６０　　パルプ供給装置
６２　　ロータリー・エアーロック
６４　　ローター
６６　　羽根
６８　　ローター・ハウジング
６９　　羽根の端部
７０　　フォーム・フィーダー
７１　　機械式ミキサー本体
７２　　パルプ注入ポート
７３　　界面活性剤注入ポート
７４　　空気注入ポート
７５　　フォーム排出導管
９０　　空気供給ステーション
９２　　空気供給源
９４　　空気供給導管
９８　　エアヒーター
１００　　繊維分離ステーション
１１０　　減圧コンベヤー
１１２　　スクリーン
１１３　　スクリーン上部（上部分）
１１４　　スクリーン上側表面（上面）
１１６　　スクリーン下側表面（下面）
１１７　　スクリーン下部（下部分）
１１８　　第１ローラー
１２０　　第２ローラー
１２２　　１次ファン減圧ボックス
１２８　　１次ファン
１３０　　２次ファン減圧ボックス
１３４　　２次ファン
１３８　　分離装置
１４０　　ヘッド・ボックス
１４２　　ヘッド・ボックス・シェル
１４５　　アウトフィード・ローラー
１４６　　ダイナミック・リップ・シール
１５０　　駆動輪
１５１　　連結装置
１６０　　繊維採集ステーション
１７０　　微細繊維除去ステーション
１７２　　微細繊維導管
１８０　　騒音低減ステーション
１８２　　空気導管
【図１】
2004036069.tif 000027
【図２】
2004036069.tif 000028
【図３】
2004036069.tif 000029
【図４】
2004036069.tif 000030
【図５】
2004036069.tif 000031
【図６】
2004036069.tif 000032
【図７】
2004036069.tif 000033
【図８】
2004036069.tif 000034
【図９】
2004036069.tif 000035
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【外国語明細書】
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