JP2951559B2 - 嵩高性不織布およびその製造方法 - Google Patents
嵩高性不織布およびその製造方法Info
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Description
されてなる嵩高性不織布であって、フィルター、マス
ク、ワイパーあるいはタオル等として有効に利用するこ
とができる嵩高性不織布に関するものである。
させた嵩高性不織布が種々提案されている。例えば、特
開平2−160962号公報においては、ワイパーや包
帯に適した不織布として、高スパイラル捲縮繊維やエラ
ストマー繊維等の伸縮性繊維の収縮性を利用して表面に
クレープを形成した嵩高性不織布が提案されている。ま
た、特開昭62−141167号公報では、熱収縮性シ
ートと非熱収縮性シートを部分的に結合して一体化した
後、熱処理して結合部と結合部の間に凸部を形成させた
嵩高性不織布が提案されている。さらに、特開平1−2
01569号公報においては、熱融着性繊維を含むウェ
ブと熱収縮率の大きなモノフィラメントからなり、モノ
フィラメントの収縮力を利用して表面に皺を形成させた
嵩高補強不織布が提案されている。
より長時間濾過に供することができるため、扁平なフィ
ルターにプリーツ加工を施すなどしてフィルター表面を
より増大させる努力が払われている。
09号公報に記載されている吸水膨潤作用を用いたポリ
ビニルアルコール繊維が実用に供され、また特開昭58
−214550号公報に記載されている熱収縮特性を利
用したブテン以上の炭素数を持つα−オレフィンとプロ
ピレン含有率50〜85モル%のプロピレンコポリマー
を用いたポリオレフィン系熱収縮繊維の例がある。さら
に最大収縮率が50%以上の熱収縮性繊維としては、先
に本出願人が提案したエチレン−プロピレンランダムコ
ポリマーおよびエチレン−プロピレン−ブテン−1三元
共重合体の繊維が挙げられる。(特開平5−44108
号公報参照)
に限らず、拭き取り量の大きいものを対象にしたワイパ
ーは、表面に多数の凹凸が存在し、拭き取ったものを凹
部に押し込め、ワイパー表面にはあまり拭き取ったもの
が残らない状態に保つことが理想的である。したがって
表面に数多くの皺状の凹凸が形成され、かつその凹凸が
張力等によって容易に平坦化しないような嵩高性不織布
が、ワイパーとして最も好ましいと言える。
公報で提案された嵩高性不織布は、加熱によって伸縮性
が発現したものであるため、傷当てや包帯あるいはクッ
ションカバー等には好適であるが、ワイパーやタオルと
して使用した場合、クレープが容易に伸びてしまうとい
った問題がある。また、特開昭62−141167号公
報記載の嵩高性不織布の表面は、凸部が形成されている
というよりは結合部と結合部との間で不織布が膨らんで
いるといった状態であるが、このような「膨らみ」は、
面圧が加えられると平坦化しやすい。また、特開平1−
201599号公報で提案された不織布は、比較的繊度
の大きなモノフィラメントが芯材として内部に残留する
ため柔軟性に欠けることは否めない。
形態安定性や柔軟性の点で決して満足できるものではな
く、型崩れしない皺状の凹凸が表面に多数形成された柔
軟な不織布が業界において強く要望されていた。
ツ加工を施すことなく濾過面積を大きくしたフィルタ
ー、即ち表面に多数の凹凸が形成された不織布の実現が
望まれている。
や、特開平5−44108号公報においては、熱収縮性
繊維の用途として糸とその糸によって得られる織編物の
例が教示されているに留まる。これは、これら高収縮性
繊維の熱収縮開始温度が比較的低くまた収縮率が大きい
ことから、これを含む繊維ウェブが熱処理によって均整
に収縮するとは考えられなかったからである。即ち、上
記発明の出願時点においてこの高収縮性繊維を不織布の
構成繊維の一部に利用して不織布の表面に多数の皺状の
凹凸を形成するという着想は思いもよらぬことであっ
た。
み、柔軟で、かつ表面に皺状の細かな凹凸が多数形成さ
れた嵩高性不織布を得るべく検討した結果、特定の高収
縮性繊維を含む繊維層の両面に非収縮性繊維で構成され
た繊維層を重ね、両繊維層の繊維間を高圧水流処理によ
り交絡させた後、熱処理を施すことによって、不織布の
表裏面に皺状の細かな凹凸ができることを見いだし、本
発明に至ったのである。
る最大熱収縮率が少なくとも50%である高収縮性繊維
を50重量%以上含む第一繊維層の両面に、前記高収縮
性繊維が収縮する温度では実質的に熱収縮しない繊維か
らなる第二繊維層が位置し、両繊維層が高圧水流処理に
より繊維間交絡して一体化している不織布において、第
一繊維層の熱収縮により第二繊維層に多数の皺状の凹凸
が形成されていることを特徴とする嵩高性不織布に関す
る。以下、その内容を説明する。
縮率が少なくとも50%である繊維である。ここで最大
熱収縮率とは、加熱された繊維が繊維形状を保ったまま
の収縮状態での最高の収縮率をいう。熱収縮率が50%
未満であると、第一繊維層の収縮が不十分で、皺状の細
かな凹凸が多数形成された嵩高性不織布を得ることがで
きないからである。
維を50重量%以上含んでいる必要がある。50重量%
未満では、第一繊維層全体の収縮が不十分で、第二繊維
層に凹凸を形成させることができなくなるからである。
融解ピーク温度(Tm℃)が130<Tm<145のエ
チレン−プロピレンランダム共重合体を含むポリマーか
らなる繊維を挙げることができる。ここで融解ピーク温
度とは示差走査熱量計(DSC)によりポリマーの融解
熱測定を行ったときにDSC曲線が最高値を示すときの
温度をいう。融解ピーク温度が130℃未満であるとポ
リマーがゴム的弾性を示すようになって繊維のカード通
過性が悪くなり、145℃を超えると繊維の乾熱収縮性
が通常のポリプロピレン繊維程度になってしまうので好
ましくない。また、エチレン−プロピレンランダム共重
合体は70重量%以上含まれていることが望ましい。7
0重量%未満であると繊維の最大熱収縮率が50%未満
となるからである。
みからなる3倍程度に延伸された繊維は、融点直下の1
35℃で1分以内に約93%の熱収縮率を示す。よって
熱収縮性を制御するために他のポリマーを混合してもよ
い。混合するポリマーとしては、エチレン−ブテン-1−
プロピレン三元共重合体が好ましい。ポリプロピレン等
のポリオレフィン系ポリマーを混合してもよい。
繊維処理剤水溶液を付着させ、乾燥して製造するので、
収縮開始温度が100℃を超える高収縮性繊維を使用す
るとよい。また繊維が溶融すると収縮応力が著しく低下
するため、熱収縮加工の時間も考慮して、繊維が完全に
溶融してしまわないよう工夫する必要がある。例えば高
収縮性繊維として、前述した融解ピーク温度(Tm℃)
が130<Tm<145のエチレン−プロピレンランダ
ム共重合体を含むポリマーからなる繊維を使用する場
合、熱収縮加工温度(T℃)は100<T≦Tm+30
となるように設定するとよい。
ープルファイバーからなるパラレルウェブ、クロスウェ
ブ、セミランダムウェブ、ランダムウェブ、あるいは連
続繊維を集積したスパンボンド不織布等を任意に使用で
きる。特に、パラレルウェブのように繊維の配列方向が
一方向であるウェブを使用すると、収縮が一方向に進行
するので、第二繊維層に均一に凹凸が形成されやすく、
整然とした外観を呈する不織布を得ることができる。
構成する繊維は、繊維集合物を形成することができ、高
収縮性繊維が収縮する温度において実質的に収縮しない
ものであれば素材等は特に限定されない。例えば、レー
ヨン等の再生繊維、アセテート等の半合成繊維、綿、ウ
ール等の天然繊維、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポ
リエステル、ナイロン、塩化ビニル、ビニロン等の合成
繊維等、いわゆる一般に繊維と言われる繊維状物から一
あるいは二以上選択して用いることができる。また、そ
の繊維形状等も限定されず、分割型複合繊維や異形断面
を有する繊維等を任意に使用することができる。
イパー等に使用する場合は、レーヨン等の親水性繊維で
第二繊維層を構成するとよい。また精密ワイパーとして
使用する場合には、ナイロン/ポリエステルまたはポリ
エステル/ポリプロピレン等の組合せによる分割性複合
繊維や易フィブリル化アクリル繊維で第二繊維層を構成
するとよい。そしてフィルターやマスクに用いる時は、
一般繊維に上記分割性複合繊維や易フィブリル化アクリ
ル繊維を混合して第二繊維層を構成すると都合がよい。
間交絡の容易性を考慮した場合、ステープル繊維で構成
されたウェブもしくは不織布が最も好ましい。第一繊維
層との繊維間交絡が可能であれば、繊維間の接着が弱い
スパンボンド不織布やメルトブロー不織布、トウ開繊ウ
ェブなどの長繊維の集合物や、織編物であっても差し障
りない。
を、第一繊維層の表裏面に位置させることもできる。例
えば、一方の第二繊維層をレーヨンで構成し、他方をポ
リプロピレンで構成し、それぞれ第一繊維層の表面、裏
面に重ねて本発明の不織布を構成した場合、表面は親水
性に富み、裏面は疎水性に富む、という二つの性質を合
わせもつ不織布を得ることができる。
布の用途等に応じて決定すればよいが、第一繊維層の収
縮の程度に応じて熱処理後の目付が増加することに留意
する必要がある。両繊維層の繊維間の交絡の容易性や凹
凸の形成の均一性を考慮した場合、両繊維層を合わせた
熱処理前の目付は250g/m2 以下であることが好ま
しい。より好ましくは25〜150g/m2 、即ち第一
繊維層を5〜30g/m2 、第二繊維層を10〜60g
/m2 とするとよい。また、一方の第二繊維層の目付を
他方の第二繊維層より小さくすれば、表裏で大きさの異
なる凹凸が形成された不織布を得ることができる。
いて説明する。
縮によって第二繊維層に皺状の凹凸が多数形成され、そ
の結果、厚みが大きくなっていることを特徴とするもの
である。このような皺状の凹凸が第二繊維層に均一に形
成されるためには、第一繊維層が熱収縮する前に、両繊
維層の構成繊維が互いの層内に混入し、繊維間が交絡し
ていることが肝要である。また、パラレルウェブ等のよ
うに構成繊維間が実質的に交絡していないものを繊維層
として用いる場合、熱処理前に繊維間を交絡させておく
必要がある。
高圧水流処理による方法を挙げることができる。特に、
熱処理前の両繊維層を合わせた目付が15〜100g/
m2程度のものに対しては高圧水流処理による方法が好
ましい。この場合、水圧をあまり高くせずに処理を行う
と、凹凸を均一に形成させることができる。
を施し、第一繊維層を収縮させて第二繊維層に皺状の凹
凸を形成させる。熱処理は第一繊維層内の高収縮性繊維
が収縮する温度で行う。このとき、できるだけ被処理物
に荷重が加えられないことが望ましい。
第一繊維層から剥離し、第一繊維層の面収縮のために剥
離部が余剰部となって浮き上がることにより形成され
る。従って、凹部では依然として両繊維層の繊維間が交
絡した状態にあり、この交絡部の存在により両者の一体
性が担保されている。
す尺度として、熱処理後の不織布の厚みの変化を挙げる
ことができる。つまり、第一繊維層の面積収縮率が一定
の場合、熱処理後の厚みの変化が小さい程、細かな凸部
が多数形成されていることとなる。本発明の嵩高性不織
布においては、第一繊維層の面積収縮率が約40〜85
%となるような条件、つまり熱処理後の面積が熱処理前
の40〜15%になるような条件において、熱処理後の
不織布の厚みが熱処理前の不織布の厚みの2〜6.5倍
となっていることが望ましい。2倍未満では形成される
凸部が細かすぎて実用的でなく、6.5倍を超えると凸
部が大きくなりその数も少なくなるからである。
層は熱処理によって著しく収縮し、第二繊維層に皺状の
凹凸を多数形成せしめる。
ないため、第一繊維層が収縮すると余剰面積が生じる。
そしてこの余剰面積が凸部を形成することになる。つま
り第二繊維層は、専ら皺状の凹凸が発現する層であり、
不織布全体の嵩の増加に直接寄与するのである。また、
その構成繊維の素材を適宜選択することによって、不織
布に様々な性質を付与することができる。
両繊維層の繊維間を交絡させた後に第一繊維層を熱収縮
させるので、第二繊維層には皺状の細かな凹凸が均一に
形成される。そして、この凹凸は非可逆的な作用によっ
て作られており固定されているので容易に変形せず、張
力等が加えられても平坦化しない。
メルトフローレート値(230℃)が15g/10分のエ
チレン−プロピレンランダム共重合体を紡糸温度260
℃で溶融紡糸した。次いで、これを90℃の熱水中で
3.6倍に延伸し、繊維処理剤を付与しながらスタッフ
ィングボックスで16個/インチの機械捲縮を与え、6
0℃の熱風貫通型乾燥機内で15分間乾燥させた後、切
断して、2デニール、51mmのステープル繊維を得た。
この繊維100本束ねたものを、130℃、140℃、
150℃の各温度下に暴露したときの熱収縮率はそれぞ
れ、35%、62%、83%であった。
いて、パラレルカードで目付10g/m2 のパラレルウ
ェブを作成し、これを第一繊維層とした。また、繊度2
デニール、繊維長51mmのレーヨン繊維を用いてパラレ
ルカードで目付20g/m2 のパラレルウェブを作成
し、これを第二繊維層とした。
層し、目付70g/m2 の積層ウェブをした後、これに
孔径0.1mmのオリフィスが1mm間隔で設けられたノズ
ルから水圧30kg/cm2 の高圧柱状水流を噴射して、各
繊維層内の構成繊維同士、および両繊維層の構成繊維同
士を交絡せしめた。次いで、表中に示す温度の熱風貫通
型加工機内で約30秒間熱処理を施し、第一繊維層を収
縮させて、嵩高性不織布を得た。その表面の状態を図1
に示す。このように不織布(1)の表面には、長さ5〜
20mm、幅1〜3mm程度の畝状の凸部(2)が繊維ウェ
ブ中の繊維方向と90°の角をなす方向(横方向)に形
成され、かつそれらがほぼ平行に配列して、多数の細か
な皺が整然と付与されたような外観を呈していた。この
不織布の物性を表1に示す。
ピレン繊維(2デニール、51mm)70重量%と、芯成
分/鞘成分がポリプロピレン/ポリエチレンの芯鞘型複
合繊維30重量%(1.5デニール、38mm)とが混合
された目付20g/m2 のパラレルウェブを用意し、こ
れを実施例1で使用したのと同じ第一繊維層の両面に積
層した。そして実施例1と全く同様の方法で嵩高性不織
布を作成した。この嵩高性不織布も実施例1と同様に、
表面には畝状の凸部が多数形成されており、整然とした
外観を呈していた。この不織布の物性を表2に示す。
%と実施例1で使用したレーヨン繊維70重量%を混合
して、パラレルカードで目付10g/m2 のパラレルウ
ェブを作成し、これを第一繊維層とした。そして、第二
繊維層として実施例1で使用したレーヨン繊維からなる
目付20g/m2 のパラレルウェブを用意し、第一繊維
層の両面に積層した。これに実施例1と同様の方法で高
圧水流処理を施し、表中に示す温度の熱風貫通型加工機
内で約30秒間熱処理を施したところ、第二繊維層には
全く凹凸が形成されなかった。得られた不織布の物性を
表3に示す。
方法に従って評価した。
S GAUGE モデルCR−60A (株)大栄化学精器製作所製)
を用い、試料に1cm2 あたり3gの荷重を加えた状態で
測定した。
み/熱処理前の不織布の厚み)で表す。
に、20cm×20cmの正方形の枠を置き、図2のように
正方形(3)の各辺の中点(4)に相当する箇所に印を
つける。そして熱処理後、互いに向かい合う中点(4)
同士を線で結び、熱収縮の結果、正方形がそれらの線を
タテ(6)の辺、ヨコ(7)の辺とする長方形(5)に
なったものとみなして長方形(5)の面積を算出した。
この結果から、面積収縮率を次式より求めた。
1096に準じ、幅5cm、長さ15cmの試料片をつか
み間隔10cmで把持し、定速伸長型引張試験機を用いて
引張速度30cm/分で伸長し、切断時の荷重値および伸
長率をそれぞれ引張強力、伸度とした。裂断長は、裂断
長(km) =引張強力(kg/0.05m)/[試料幅(m)×
目付(g/m2 )]より算出した。
は、高収縮性繊維を含む第一繊維層の両面に実質的に熱
収縮しない繊維からなる第二繊維層が位置し、両面に細
かな皺状の凹凸が多数形成された嵩高な不織布である。
そして、その凹凸は非可逆的な作用によって作られてい
るので容易に変形せず、張力等によって平坦化すること
もない。また、高収縮性繊維を含む第一繊維層を低目付
の繊維ウェブとし、高圧水流処理によって第一繊維層と
第二繊維層を交絡一体化させれば、柔軟な不織布を得る
ことができる。
て使用した場合、両面を拭き取り面として無駄なく使用
することができ、また、凹凸が崩れにくいので優れた拭
き取り効果が長く持続し、経済的である。そして柔軟で
あるから、手で扱う際にも違和感がなく、使い勝手がよ
い。また、この嵩高性不織布をフィルターとして用いた
場合、表面積が大きいので濾過寿命を向上させることが
できる。これ以外にも衣類などの保温材料や、表面の凹
凸が奏する意匠効果を利用した包装資材、インテリア内
層材への応用も可能である。
る。
Claims (4)
- 【請求項1】 加熱による最大熱収縮率が少なくとも5
0%である高収縮性繊維を50重量%以上含む第一繊維
層の両面に、前記高収縮性繊維が収縮する温度では実質
的に収縮しない繊維からなる第二繊維層が位置し、両繊
維層が高圧水流処理により繊維間交絡して一体化してい
る不織布において、第一繊維層の熱収縮により第二繊維
層に多数の皺状の凹凸が形成されていることを特徴とす
る嵩高性不織布。 - 【請求項2】 熱収縮後の第一繊維層の面積収縮率が4
0〜85%であって、熱収縮後の不織布の厚みが熱収縮
前の不織布の厚みの2.5〜6倍となっている請求項1
記載の嵩高性不織布。 - 【請求項3】 高収縮性繊維が、融解ピーク温度(Tm
℃)が130<Tm<145のエチレン−プロピレンラ
ンダム共重合体を70重量%以上含むポリマーからなる
繊維である請求項1もしくは請求項2記載の嵩高性不織
布。 - 【請求項4】 加熱による最大熱収縮率が少なくとも5
0%である高収縮性繊維を50重量%以上含む第一繊維
層の両面に、前記高収縮性繊維が収縮する温度では実質
的に収縮しない繊維からなる第二繊維層を積層し、これ
に高圧水流処理を施し、第一繊維層と第二繊維層の構成
繊維間を交絡させて一体化した後、熱処理を施して第一
繊維層を熱収縮させることにより第二繊維層に多数の皺
状の凹凸を形成させることを特徴とする嵩高性不織布の
製造方法。
Priority Applications (1)
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JP33058294A JP2951559B2 (ja) | 1994-12-06 | 1994-12-06 | 嵩高性不織布およびその製造方法 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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- 1994-12-06 JP JP33058294A patent/JP2951559B2/ja not_active Expired - Lifetime
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