JP2009030218A - 不織布およびその製造方法 - Google Patents
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- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/70—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres
- D04H1/72—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged
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- D—TEXTILES; PAPER
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Abstract
【解決手段】不織布1が、高融点樹脂を芯成分とし低融点樹脂を鞘成分とする芯鞘型の必須複合繊維2を100〜30重量%含む。必須複合繊維2は、不織布1の機械方向MDに平行な断面において不織布1の厚さ方向TDにおける屈曲を繰り返しながら機械方向MDへ延び、交差方向CDに平行な断面においては平均繊維角度が75度以下であって厚さ方向TDへ延びる。交差する必須複合繊維2どうしは、鞘成分を形成する低融点樹脂が溶融することによって接合する。
【選択図】図1
Description
b.延伸した前記トウにその長さ方向において屈曲を繰り返す機械的な捲縮を付与する工程;
c.捲縮を付与した前記トウにアニーリング処理を施す工程;
d.前記アニーリング処理を施した前記トウを10〜150mmの長さにカットして前記トウからステープル状の前記必須複合繊維の集合体を得る工程;
e.前記必須複合繊維の集合体をカード機に通して開繊し、所要坪量の前記必須複合繊維からなるウエブを得る工程;
f.前記ウエブを加熱して前記必須複合繊維における前記低融点樹脂を溶融することによって、前記ウエブにおける前記必須複合繊維どうしを互いに交差している部位において溶着させる工程;
g.前記工程fの後に前記ウエブを冷却する工程。
工程VIでは、アニーリング処理後のトウ2bをカットして、実寸が10〜150mm、より好ましくは25〜65mmのステープルである必須複合繊維2の集合体を得る。
1.必須複合繊維I、必須複合繊維II
この発明の実施形態における必須複合繊維2として使用されるものである。
2.混合用繊維
この発明の実施形態における混合用繊維112として使用される潜在捲縮性繊維である。
3.繊維長
繊維を直状に伸展させたときの長さを示す。
4.捲縮数
紡糸の後に続くボックス型クリンパで処理したトウに含まれている繊維の機械的な捲縮数をJIS L 1015の規定に基づいて測定した結果であって、捲縮数測定器において測定用の繊維をグリップしている一対のグリップの間隔25mm当たりについての捲縮数を示す。
5.捲縮後熱処理
クリンパから取り出したトウを弛緩状態で7分間加熱してアニーリング処理するときの温度を示す。
6.ウエブ収縮率
潜在捲縮性の繊維からなり200g/m2の坪量を有するウエブを使用して250×250mmの大きさの試験用シートを作成し、この試験用シートを145℃で5分間熱処理したときの試験用シートの機械方向MDにおける収縮率を示す。
7.トウの変形残存率
(1)図2の工程Vにおいて、120000dtex分の熱処理したトウを採取して垂直に吊し、このトウに対して24gの加重を加えた状態で100mmの長さを示すマークを上下二箇所に入れる。
(2)トウに75gの荷重を追加し、120℃で5分間加熱する。
(3)トウを室温にまで冷却してから、75gの荷重を外し、上下のマークの間の距離d(mm)を測定し、次式によって変形残存率(%)を求める。
(d−100)/100=変形残存率(%)
を求める。
8.トウの融解熱量
(1)工程Vにおける熱処理を施したトウから約2mgの複合繊維を試料として採取する。
(2)この試料について、DSC(Differential Scanning Calorimeter)を使用して融解熱量(J)を測定し、昇温過程における第1ピークの値を求める。その値を試料の重量(g)で除したものを複合繊維の低融点樹脂、例えばポリエチレンの融解熱量ΔH(J/g)とする。
(3)測定に使用した機器と測定条件とは、次のとおりである。
測定器:(株)島津製作所製 示差走査熱量計 DSC−60
試料容器:品番PN/50−020(容量15μlの容器)および
品番PN/50−021(容器のクリンプ用カバー)
昇温速度:5°C/min
測定温度範囲:50〜200℃
測定雰囲気:窒素
9.ウエブのカード機通過後の厚さ
(1)工程VIIのカード機から出た30g/m2のウエブを300×300mmにカットして試料とする。
(2)試料に0.1g/cm2の荷重をかけて、試料の厚さを測定し、その値をカード機通過後のウエブの厚さとする。
10.ウエブの嵩維持率
(1)工程VIIのカード機から出た30g/m2のウエブを300×300mmにカットして得た試料を7枚重ね、0.1g/cm2の荷重を加えて厚さh0を測定する。
(2)荷重を加えてある重ねた試料を135℃の加熱炉で5分間処理した後に冷却して厚さh1を測定する。
(3)h1/h0×100=嵩維持率(%)を求める。
11.比容積
(1)100×100mmにカットした不織布を10枚重ね、2000gfの荷重を加えた状態で厚さを測定し、その厚さの1/10を不織布の厚さtとする。
(2)100×100mmの不織布の重量から不織布の坪量wをg/cm2の単位で求める。
(3)t/w=比容積(cm3/g)を求めて20gf/cm2荷重下の比容積とする。
12.透液時間
(1)市販の生理用ナプキン(ユニ・チャーム(株)製、ソフィふわぴたスリム、25cm)の表面シートを外し、その表面シートの代わりに実施例または比較例の不織布を取り付けて試料とする。
(2)試料には、人工経血滴下用ビュレットの先端径とほぼ同じ径の透孔を有する40×10mmのアクリル板を載せ、そのアクリル板に錘を載せて試料に対する荷重が2gf/cm2となるように調整する。
(3)1回目の人工経血をアクリル板の透孔から生理用ナプキンに向かって90ml/minの速度で3ml滴下し、1分間放置して、人工経血に表面シートを透過させる。人工経血は、水1000ccに対して、グリセリン 80g、CMCのナトリウム塩 8g、NaCl 10g、NaHCO3 4g、赤色色素102号 8g、赤色色素2号 2g、黄色色素5号 2gを混合し、溶解させたものである。
(4)さらに、2回目の人工経血を4ml滴下する。
(5)1回目の人工経血及び2回目の人工経血それぞれについて、滴下後から表面シートを透過して芯材に移行するまでの時間を計測し、1回目透液時間と2回目透液時間とを求める。それぞれの透液時間が、不織布の透液性の良否を示す指標となる。
13.平均繊維角度θ
(1)測定用の試料とする不織布を70℃で30分間加熱して不織布の取り扱い過程で生じた折り癖を取り除き、試料を平坦なものにする。
(2)コクヨカッターナイフHA−7NB(商品名)用の標準替え刃HA−100Bを使用して、試料を交差方向CDに切断して、交差方向CDに平行する観測用の切断面を作り、その試料を水平な面に載せる。
(3)切断面を電子顕微鏡(キーエンス社製リアルサーフェスビュー顕微鏡 VE−7800)で観察し、切断面の30倍の拡大写真を撮影する。撮影では、試料の上面から下面までを視野に入れる。
(4)写真の切断面において、任意の位置に水平面に対する垂線を引き、その垂線との平行間隔が100μmとなる補助線を垂線の左右両側に引く。
(5)2本の補助線と交差する1本の繊維について、それぞれの補助線との交差位置にマークを付ける。
(6)左右のマークを直線で結び、垂線の両側それぞれにおいてその直線と垂線との交角α、β(図11,12参照)を求め、求めた交角α、βのうちで値の小さい方の角度を繊維角度とする。
(7)写真の切断面において、焦点が合っていて測定の対象となるすべての繊維について繊維角度を求め、求めた繊維角度の算術平均値を「平均繊維角度θ」とする。写真の切断面において焦点の合っているそれらの繊維が、この発明においての断面に現れる繊維である。
表1,2に示す実施例1〜3の不織布は、必須複合繊維2が100重量%を占めているもので、表1においてその必須複合繊維2は必須複合繊維Iと命名されている。必須複合繊維Iの芯成分には融点260℃のポリエステル(PET)が使用され、鞘成分には融点130℃の高密度ポリエチレン(PE)が使用されている。必須複合繊維Iを得るためのトウは、図2の工程IVにおける油剤処理で界面活性剤を0.4重量%の割合で塗布することにより親水化処理し、機械的な捲縮の数が15/25mmとなるようにクリンパで処理した。捲縮を付与した後のトウは、120℃で7分間熱処理した。実施例1,2の不織布は、図2の工程を経て得られる図1に例示のごとき平坦なものであり、実施例3の不織布は図5の工程を経て得られる図4に例示の如きものである。但し、実施例1,3では図2の工程IXが使用されておらず、実施例2のみで工程IXが使用されている。実施例3においては、図6の成形用プレート220として、開孔部221と非開孔部222とがサクションドラム210の周方向へ5mmずつの単位で繰り返され、開孔部221には孔径0.6mmの透孔223が面積率22%で形成されているものを使用した。
表1,2に示す実施例4〜6の不織布は、必須複合繊維2が100%を占めているものであるが、必須複合繊維2には必須複合繊維Iと必須複合繊維IIとの2種類のものを70:30〜30:70の重量割合で混合して使用した。必須複合繊維Iは、38mmまたは51mmの繊維長を有するものであるが、トウとして15/25mmの機械的捲縮が付与してある。必須複合繊維IIは、51mmの繊維長を有するものであるが、トウとして18/25mmの機械的捲縮が付与してある。必須複合繊維Iと必須複合繊維IIとは、それらがトウであるときに親水化処理用の界面活性剤を0.4重量%の割合で塗布し、さらに機械的な捲縮を付与してから120℃で7分間熱処理した。
表1,2における実施例7の不織布は、実施例1で使用した必須複合繊維2である必須複合繊維Iと、図2の製造工程で示した混合用繊維112とを50:50の重量割合で混合したウエブを使用して製造した。混合用繊維112として使用したものは、親水化処理用の界面活性剤を0.4重量%塗布してあって15/25mmの割合で機械的な捲縮を付与したトウを90℃で7分間熱処理した後に38mmにカットして得られる芯鞘型の複合繊維である。
必須複合繊維2として実施例1で使用した必須複合繊維Iを使用し、混合用繊維112として親水化処理用の界面活性剤を0.4重量%塗布してあって15/25mmの機械的な捲縮を付与してある潜在捲縮性の芯鞘型複合繊維を使用した。必須複合繊維Iと混合用繊維112とは、80:20〜50:50の重量割合で混合した。混合用繊維112が加熱されたときに示す捲縮の程度は、ウエブ収縮率によって評価した。
図4に例示の形状の不織布を図7に例示の工程を使用して製造し、得られた不織布の透液時間を測定した。実施例11では、図7の第1カード機301aから表1に示す必須複合繊維Iと混合用繊維とが80:20の割合で混合されている坪量10g/m2の第1ウエブ302aを得て、これを表1における下層とした。第2カード機301bからは表1に示す必須複合繊維Iと混合用繊維とが80:20の割合で混合されている坪量10g/m2の第2ウエブ302bを得て、これを表1における中間層として第1ウエブ302aの上に重ねた。第3カード機301cからは、第2ウエブ302bと同一組成を有する坪量10g/m2の第3ウエブ302cを得て、これを表1における上層として第2ウエブ302bの上に重ねた。これら重ね合わせた第1,第2,第3ウエブ301a,302b,302cをウエブ積層体302dとして、第1ウエブ302aが成形手段210のサクションドラム211に接触するようにして機械方向MDへ走行させた。成形手段210以降の工程の運転条件は実施例3の場合と同じにした。
実施例12の不織布は、実施例11の不織布と同一の条件で形成されたものではあるが、第1ウエブ301aのみが実施例13のそれとは異なっていて、15g/m2の坪量を有していた。
比較例1,2の不織布は、実施例1の不織布とトウの熱処理条件のみが異なっているもので、比較例1では機械的な捲縮を付与したトウを90℃で7分間熱処理し、比較例2ではトウを100℃で7分間熱処理した。比較例1,2におけるそれ以外の不織布製造条件は、実施例1と同じである。
図17,18は、比較例1の不織布についての「平均繊維角度θ」の測定結果を例示する図11,12と同様な図である。図17は、不織布の交差方向CDに平行な断面を30倍に拡大したときの写真である。図17には、その断面においての典型的な形状を示し、不織布の表面から異様に突出した繊維を含むことのない部位に一本の垂線Lと垂線Lに平行な二本の補助線M,Nとが記入されている。また、図17には、断面に現れて測定対象となる繊維それぞれについての繊維角度測定線Dも示されている。図18は、これら垂線Lと補助線M,Nと繊維角度測定線Dとを示すとともに、測定対象繊維No.1〜15についての交角αとβとのうちで値の小さい方の角度を繊維角度として一覧表に示している。比較例1の不織布の「平均繊維角度θ」は78.4度である。
図19は、比較例の不織布の機械方向に平行な断面を図17の倍率と同じ倍率で観測したときの写真である。繊維は、平坦な状態で機械方向へ延びていて、不織布の厚さ方向において密集している。
手順2:センサーを37℃にセットする。
手順3:生理用ナプキンにおける試験用不織布の上に40×10mmの矩形の透孔を有する厚さ13mmのアクリル板を置く。
手順4:20℃の人工経血6mlをアクリル板の透孔内に滴下する。
手順5:人工経血が試験用不織布の表面から消失したならば、試験用不織布における人工経血を滴下した部位にセンサーを押し当てて、センサーが示す温度変化速度を記録する。センサーは、試験用不織布に対する面圧が20〜30gf/cm2となるように調整する。
手順6:測定開始後1,5,15,30,60秒における温度変化速度をグラフ用紙にプロットする。
温度変化速度 0〜0.30℃/sec:ほとんど冷たいとは感じない
0.30〜0.50℃/sec:やや冷たいと感じる
0.50℃/sec:冷たいと感じる
(1)測定用の不織布である試料を70℃で30分間加熱して、試料の取り扱い過程で生じたしわや折り癖を消して、試料をできるだけ平坦なものにする。
(2)コクヨ社製カッターナイフ替刃HA−100を使用して、試料を交差方向CDにおいてカットして、試料に観察面を形成する。
(3)試料を水平な板面上に置き、観察面をキーエンス社製デジタルマイクロスコープVHX−900で観察し、観察面の25倍の拡大写真を撮る。
(4)拡大写真において、水平な板面に一致する水平線と、試料の***部における頂点を通る垂線とを引いて、基準線から頂点までの距離を求めて***部の高さTとする(図9参照)。次に、高さTの1/2の点において基準線に平行する水平線を引いてその水平線上における***部の幅を求めてWとし、T/Wの値を求める。
(5)頂点を通る垂線を引くときには、平均的な形状の***部における頂点を選ぶ。また、頂点は、繊維が異常に突出しているようなものを選ぶことがないようにする。
2 必須複合繊維
104,105,106,107 工程f
112 混合用繊維
201 不織布
202 ***部
203 谷部
210 予備的加熱工程(成形手段)
211 支持部材(サクションドラム)
MD 機械方向
CD 交差方向
TD 厚さ方向
Claims (20)
- 互いに直交する機械方向と交差方向と厚さ方向とを有し、互いに同心の関係にある芯成分と鞘成分とを含んでいて前記鞘成分を形成する熱可塑性合成樹脂が前記芯成分を形成する熱可塑性合成樹脂よりも融点の低い低融点樹脂である芯鞘型の複合繊維を必須複合繊維として100〜30重量%含み、前記必須複合繊維に対して混合される熱可塑性合成繊維を混合用繊維として0〜70重量%含む坪量が10〜200g/m2の透液性の不織布であって、
前記必須複合繊維が、1〜17dtexの繊度と10〜150mmの繊維長とを有し、前記不織布の前記機械方向に平行な断面では前記厚さ方向における屈曲を繰り返しながら前記機械方向へ延びていて、前記不織布の前記交差方向に平行な断面では前記厚さ方向へ延びており、互いに交差する前記必須複合繊維どうしおよび前記必須複合繊維と前記混合用繊維とは前記低融点樹脂が溶融することによって互いに交差する部位において溶着しており、
前記不織布を水平面に置いたときの前記交差方向に平行な断面に現れる前記必須複合繊維のそれぞれと前記混合用繊維のそれぞれとが前記水平面に対する垂線と交差して作る90度を含む鋭角の交差角度と90度よりも大きい鈍角の交差角度とのうちの前記鋭角の交差角度の平均値である平均繊維角度が75度以下であることを特徴とする前記不織布。 - 前記必須複合繊維の複数条の間には、前記混合用繊維としてスパイラル状に捲縮した熱可塑性合成繊維が介在し、前記スパイラル状に捲縮した熱可塑性合成繊維の含有量が最大で50重量%である請求項1記載の不織布。
- 親水性の混合用天然繊維および親水性の混合用半合成繊維の少なくとも一方が前記不織布の重量に対して最大で10重量%含まれている請求項1または2記載の不織布。
- 前記必須複合繊維および前記混合用熱可塑性合成繊維のいずれかが表面を親水化処理されている請求項1〜3のいずれかに記載の不織布。
- 20gf/cm2荷重下の比容積が少なくとも30ml/gである請求項1〜4のいずれかに記載の不織布。
- 前記不織布が前記厚さ方向において向かい合う上面と下面とを有し、前記上面には前記機械方向へ平行して延びる複数条の***部と、隣り合う前記***部どうしの間において前記機械方向へ延びる複数条の谷部とが形成されている請求項1〜5のいずれかに記載の不織布。
- 前記不織布の前記下面を水平面に置いたときの前記水平面に対する垂線のうちで前記***部の頂部を通る垂線と前記必須複合繊維および前記混合用繊維とが作る前記平均繊維角度が75度以下である請求項6記載の不織布。
- 生理用ナプキンの表面シートとして使用されている請求項1〜7のいずれかに記載の不織布。
- 互いに同心の関係にある芯成分と鞘成分とからなっていて前記鞘成分を形成する熱可塑性合成樹脂が前記芯成分を形成する熱可塑性合成樹脂よりも融点の低い低融点樹脂である芯鞘型の複合繊維であって、繊維長10〜150mmのものを必須複合繊維として100〜30重量%を含み、互いに直交する機械方向と交差方向とを有し、坪量が10〜200g/m2である透液性の不織布の製造方法に下記工程が含まれることを特徴とする前記製造方法;
a.前記芯鞘型の複合繊維を紡糸し、しかる後に複数条の前記芯鞘型の複合繊維で形成されたトウを得て、前記トウを延伸する工程;
b.延伸した前記トウにその長さ方向において屈曲を繰り返す機械的な捲縮を付与する工程;
c.捲縮を付与した前記トウにアニーリング処理を施す工程;
d.前記アニーリング処理を施した前記トウを10〜150mmの長さにカットして前記トウからステープル状の前記必須複合繊維の集合体を得る工程;
e.前記必須複合繊維の集合体をカード機に通して開繊し、所要坪量の前記必須複合繊維からなるウエブを得る工程;
f.前記ウエブを加熱して前記必須複合繊維における前記低融点樹脂を溶融することによって、前記ウエブにおける前記必須複合繊維どうしを互いに交差している部位において溶着させる工程;
g.前記工程fの後に前記ウエブを冷却する工程。 - 複数の前記カード機を前記機械方向に並べ、前記カード機それぞれから得られる個別の前記ウエブを重ね合わせてウエブ積層体を作り、前記ウエブ積層体を前記ウエブとして前記工程f以降の工程で処理する請求項9記載の製造方法。
- 前記工程eと前記工程fとの間には、前記必須複合繊維どうしを予備的に溶着させてから前記ウエブを前記工程fへ搬送するための前記ウエブに対する予備的加熱工程が含まれる請求項9または10記載の製造方法。
- 前記工程fは、加圧空気および機械的手段のいずれかによって前記ウエブを前記厚さ方向において圧縮して前記ウエブの密度を高くする工程と、密度を高くした前記ウエブにおける前記必須複合繊維どうしを互いに交差している部位において溶着させる工程とを含んでいる請求項9〜11のいずれかに記載の製造方法。
- 請求項11における予備的加熱工程は、前記ウエブを前記機械方向へ搬送するための支持体に載せてある前記ウエブに対して、前記交差方向に並ぶ複数の単体ノズルから加熱加圧空気を噴出し、前記ウエブに前記機械方向へ平行して延びる複数条の***部と、隣り合う前記***部と***部との間において前記機械方向へ延びる複数条の谷部とを形成する作業を含んでいる請求項11または12のいずれかに記載の製造方法。
- 前記工程eには、前記必須複合繊維に対する混合用繊維として、前記不織布の重量の0〜50重量%を占めるように潜在捲縮性の熱可塑性合成繊維を混合する作業が含まれる請求項9〜13のいずれに記載の製造方法。
- 前記交差方向に平行な断面において、前記***部の頂部を含む部位での前記不織布の厚さTと、前記厚さTの1/2の厚さにおける前記***部の幅Wとの比が0.55〜1.00の範囲にある請求項13または14のいずれかに記載の製造方法。
- 前記工程bは、前記トウをボックス型クリンパに進入させ、前記必須複合繊維に捲縮数が10〜35/25mmのジグザグ状の機械的な捲縮を付与する工程である請求項9〜15のいずれかに記載の製造方法。
- 前記工程cにおけるアニーリング処理が前記鞘成分を形成する前記低融点樹脂の溶融温度から前記溶融温度よりも20℃低い温度までの間で行われる請求項9〜16のいずれかに記載の製造方法。
- 前記交差方向に平行な断面における前記必須複合繊維は、前記水平面に対する垂線と交差して作る90度を含む鋭角の交差角度と90度よりも大きい鈍角の交差角度とのうちの前記鋭角の交差角度の平均値である平均繊維角度が75度以下となるものである請求項9〜13,15〜17のいずれかに記載の製造方法。
- 水平面に置いた前記不織布の前記交差方向に平行な断面における前記必須複合繊維および前記混合用繊維としての前記熱可塑性合成繊維は、前記水平面に対する垂線と交差して作る90度を含む鋭角の交差角度と90度よりも大きい鈍角の交差角度とのうちの前記鋭角の交差角度の平均値である平均繊維角度が75度以下となるものである請求項14〜17のいずれかに記載の製造方法。
- 前記工程eには、前記不織布の重量に対して0〜10重量%となる親水性の天然繊維および親水性の半合成繊維の少なくとも一方を混合する作業が含まれる請求項9〜19のいずれかに記載の製造方法。
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