JP4543196B2 - 複相構造を持った不織布およびその製造法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
一方の表面が親水性で、他方の表面が疎水性であり、しかも透気性の優れた不織布、およびこの不織布を製造する方法に関する。さらに本発明は、このような不織布を利用した子供用・大人用オムツ、女性用生理用品、メディカルケア用品等の吸収体製品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明は、吸収体製品において、液体を吸収および固定する機能を発現するための基本的な考え方は、液体透過性に優れたトップシートと、液体を一時的に拡散、貯留するアクイジション層と、液体を吸収して安定的に固定する吸収層とを適切に組み合わせるとういう概念から成り立っている。
【０００３】
従来技術においては、トップシートとして親水性もしくは親水化処理された比較的薄い多孔性の不織布が、アクイジション層としては嵩高な圧縮抵抗の高い不織布が、また吸収層としては高吸水性樹脂（ＳＡＰ）／パルプの混合体が、それぞれ分離、独立した要素として組み合わされて使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、吸収体製品を工業的規模で連続的に製造するためには、吸収の主体をなすトップシート、アクイジション層、およびＳＡＰ／パルプの混合体の各要素に対応する他種類の素材をそれぞれ別個に供給することが必要であり、しかもこれら他種類の素材を一体化するためには、数段階の工程の各々でホットメルト等の結合材を多量に使用することが必要である等、プロセスとしてきわめて複雑となる。
【０００５】
また、例えばトップシートに要求される表面ドライ感の維持と高い水透過性とは互いに矛盾する条件であり、従来の技術はここにも大きな問題が存在する。
上述のような従来の技術が抱えている、表面ドライ感の維持と高い水透過性という矛盾を解決し、さらにアクイジション機能を効果的に発揮させるなどの機能面での改善を達成するためには、疎水性繊維層と親水性繊維層とを効果的に配置し、通気性と水透過性とをより安定に保つ必要がある。このような課題の解決は、個々の機能を兼ね備えた要素を複合して複合構造化することによりはじめて可能になる。
【０００６】
本発明は、このような多機能を兼ね備えた、複相構造を持った不織布とその製造法を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、嵩高で見掛け密度の小さい水難透過性の部分（Ａ相）と、このＡ相と密着し、Ａ相よりも大きい見掛け密度の水易透過性の部分（Ｂ相）とから構成されている、透気性の優れた不織布において、Ａ相は疎水性繊維層と親水性繊維層とが層状に重なった構造を有し、Ｂ相は疎水性繊維と親水性繊維とが混在した状態で水流交絡により圧縮された構造を有していることを特徴とする複相構造を持った不織布が提供される。
【０００８】
好ましくは、Ａ相の見掛け密度は、0.10g/cm³ 以下であり、Ｂ相の見掛け密度は0.15g/cm³ 以上である。
Ａ相の占める面積Ａと、Ｂ相の占める面積Ｂとの比は、広い範囲で選択可能であるが、好ましい範囲は、
Ｂ／（Ａ＋Ｂ）×１００＝１０〜６０（％）
である。
Ｂ相は、Ａ相内に複数の帯状に分布しており、各帯状Ｂ相の幅は、１mm以上、好ましくは２mm〜２０mmである。この帯は、連続する１本の帯であることが望ましいが、不連続な帯からなっていてもよい。
【０００９】
不織布は、好ましくは疎水性の化合繊繊維からなるカードウェブと、親水性繊維からなるカードウェブとを重ね合わせ、低圧力水流で予備交絡させたたＡ相に密着する帯状Ｂ相として、その各々が、さらに複数本の高圧水流によって水流交絡処理することにより形成されているものである。
水流交絡処理することにより形成された帯状Ｂ相の間隔は、好ましくは１０mm以上である。
【００１０】
あるいは、不織布として、疎水性の熱融着性繊維を主成分とするカードウェブと、親水性繊維を主成分とするカードウェブとを重ね合わせ、ついで熱風処理を施すことにより全体を結合させて形成した不織布を用い、熱グリッドロールにより加熱圧着させることにより帯状のＢ層を設けることもできる。
【００１１】
本発明はまた、嵩高で見掛け密度の小さい水難透過性の部分（Ａ相）と、このＡ相と密着し、Ａ相よりも大きい見掛け密度の水易透過性の部分（Ｂ相）とから構成されている、透気性の優れた不織布の製造法において、疎水性の化合繊繊維からなるカードウェブと、親水性繊維からなるカードウェブとを重ね合わせ、両者を低圧力水流で予備交絡させてウェブを形成する工程と、ウェブに、所定間隔で高圧水流を当てる水流交絡処理により、Ａ相と、このＡ相内に帯状の複数のＢ相を形成する水流交絡処理工程と、を備えていることを特徴とする複相構造を持った不織布の製造法を提供する。
【００１２】
水流交絡処理工程は、各帯状Ｂ相について複数本の近接する高圧水流により行うことができる。
さらに本発明は、嵩高で見掛け密度の小さい水難透過性の部分（Ａ相）と、このＡ相と密着し、Ａ相よりも大きい見掛け密度の水易透過性の部分（Ｂ相）とから構成されている、透気性の優れた不織布の製造法において、疎水性の熱融着性繊維を主成分とするカードウェブと、親水性繊維を主成分とするカードウェブとを重ね合わせ、ついで熱風処理を施すことにより熱融着性繊維の一部を溶融させてウェブを形成する工程と、ウェブに、２〜２０mmの間隔で複数の環状突起部を設けた熱グリッドロールを圧着させて加熱圧着させることにより、Ａ相と、このＡ相内に帯状の複数のＢ相を形成する加熱圧着処理工程と、を備えていることを特徴とする複相構造を持った不織布の製造法を提供する。
【００１３】
本発明の複相構造を持った不織布は、嵩高なＡ相部分を主体に、高吸水性樹脂を固定することにより、複合吸収体として利用することが可能である。このような複合吸収体は、吸収体製品の吸収要素として有用である。
【００１４】
また本発明の複相構造を持った不織布は、吸収体製品のトップシート、またはバックシートとして利用することが可能である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の複相構造を持った不織布の基本的な構成について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の複相構造を持った不織布を構成するのに適用される、カードウェブからなる疎水性繊維層Ｐと、これに重ね合わされた、同じくカードウェブからなる親水性繊維層Ｑとからなるウェブを示している。このウェブは、複数の列状に延びる部分で、疎水性繊維層Ｐと親水性繊維層Ｑとを相互に部分的に交絡もしくは融着により圧縮させることにより、図２に示すような、本発明の複相構造を持った不織布を構成する。
【００１６】
図２において、疎水性繊維層Ｐと親水性繊維層Ｑとが単に重なり合ったままの状態を保っている領域をＡ相、両層を部分的に交絡もしくは融着させることにより、疎水性繊維層Ｐの構成繊維と、親水性繊維層Ｑの構成繊維とが相互に混ざり合って圧縮され、厚みを低下させた領域をＢ相として示している。
この圧縮は、疎水性繊維層Ｐと親水性繊維層Ｑとを重ね合わせ、両者を低圧力水流で予備交絡させたのち、所定間隔で高圧水流を当てる水流交絡処理により、Ａ相と、このＡ相内に帯状の複数のＢ相を形成することにより行うことができる。
【００１７】
あるいは、疎水性の熱融着性繊維を主成分とするカードウェブと、親水性繊維を主成分とするカードウェブとを重ね合わせ、ついで熱風処理を施すことにより熱融着性繊維の一部を溶融させたのち、２〜２０mmの間隔で複数の環状突起部を設けた熱グリッドロールを圧着させて加熱圧着させることにより、Ａ相と、このＡ相内に帯状の複数のＢ相を形成することができる。
Ａ相とＢ相は、その層構成、物性および機能において、表１に示すように相互に異なっている。
【００１８】
【表１】

【００１９】
表１に示すように、Ａ相は、Ｂ相に対比すると厚さが大きく、見掛け密度が低くバルキーであるが、強度は低い。一方、Ｂ相は薄いが強度が高く、いわば強度の支持体となっていることが分かる。
【００２０】
Ａ相の厚さは、７g/cm² の圧力下での測定値で0.5mm 〜１０mmの範囲である。
見掛け密度でいえば、0.10g/cm³ 以下、多くの例では0.08g/cm³ 〜0.02g/cm³ である。
一方、Ｂ相の厚さは、同一条件での測定値で0.1mm 〜１mmの範囲である。見掛け密度でいえば、0.15g/cm³ 以上、多くの例では0.17g/cm³ 〜0.5g/cm ³ である。
Ａ相とＢ相との強度の比較は容易ではないが、Ａ相が1.0 〜５kg/ ５０mmであるのに対して、Ｂ相は４kg/ ５０mm〜２０kg/ ５０mmである。
上記の層構成、強度および見掛け密度におけるＡ相およびＢ相間の相違を倍率で示すと、Ａ相とＢ相との間には下記の範囲で示すような差があることが分かる。
厚さ： Ａ／Ｂ＝1.5 倍〜30倍 （通常は３〜10倍）
強度： Ｂ／Ａ＝2.0 倍〜20倍 （通常は2.5 〜10倍）
見掛け密度： Ｂ／Ａ＝1.5 倍〜10倍 （通常は2.0 〜5.0 倍）
【００２１】
疎水性繊維層Ｐの構成繊維としては、
ＰＰ繊維、ＰＥＴ繊維、ＰＥ繊維等の合成繊維類、またはこれらの複合繊維、あるいはその混合体が挙げられるが、Ｂ相の形成に融着を適用する場合には、融着成分として、易熱融着成分を含むものがよい。易熱融着性繊維の例としては、易溶融性ＰＥＴコポリマー、ＰＥ／ＰＥＴ複合繊維、ＰＥ／ＰＰ複合繊維、易溶融性ＰＰコポリマー／ＰＰ複合繊維等が挙げられる。
親水性繊維層Ｑの構成繊維としては、レーヨン、コットン、アセテート等のセルロース系繊維、あるいは上記合成繊維の親水性加工繊維が用いられ、Ｐ：Ｑの割合は、Ｑの含有量で表すと、全体の１０〜９０％以上、好ましくは２０〜６０％が好ましい。
【００２２】
Ａ相とＢ相との間で最も重要な相違点は、水透過性である。
すなわちＡ相は、疎水性繊維層と親水性繊維とが互いにほとんど混ざり合うことがなく重なった状態であるため、疎水性の表面側に水性液体が接触させても、圧力を掛けない限り透過させることは難しい。一方、Ｂ相は、疎水性繊維面から見ると、疎水性繊維の中に親水性繊維が混ざり込み、多数の親水性繊維が先端を表面に露出している構造を持っている。しかも親水性繊維の存在割合は、通常のＢ層作成方法では下層（親水性層側）が明らかに多いので、厚さ方向に関して親水性の勾配を持つことになる。
【００２３】
このような構造のため、Ｂ相に水性液体が接触すると、このＢ相を通じて液体は素早く浸透し、Ｂ相を透過することになる。
このような特性を有する本発明の複相構造を持った不織布を、例えば吸収体製品において、疎水性表面を着用者の皮膚側に位置するような配置でトップシート（皮膚接触シート）として利用すると、着用者から排出された液体は、Ｂ相を通じて素早く吸収されるが、Ａ相の表面は濡れず、しかも水分は残存しないので、皮膚の乾燥状態が保たれる。
さらに、例えばシート状吸収体の基布として利用し、バルキーな疎水性面のＡ相に部分に高吸水性樹脂（ＳＡＰ）のスラリーをコーティングして、ＳＡＰ粒子を繊維間に包蔵させた構造とした場合には、Ｂ相は液体を分配、拡散させるためのチャンネルとして働き、吸収体の面積利用効率の向上に寄与する。
【００２４】
このようなＡ相およびＢ相の互いに異なる機能を有効に、かつ効率的に発揮させるためには、Ｂ相の存在状態が重要である。第１はＢ相の幅であり、第２はＢ相の存在面積である。
【００２５】
本発明の一つの形態では、Ｂ相はＡ相の中に複数の帯状に分布している。このＢ相の帯は、連続する１本の帯であっても、不連続な複数の帯であってもよいが、ある程度の幅を持つ帯であることが重要である。きわめて幅の狭い線状である場合には、排出される液体の表面張力の程度にもよるが、液体が線をまたぐ粒状を形成し、スムースな浸透が行われない。
【００２６】
帯状のＢ相の幅は、疎水性表面の性状等の条件によっても異なるが、通常は１mmもしくはそれ以上が好ましく、さらに好ましくは２mm〜２０mmであることが望ましい。
【００２７】
このような幅を持つＢ相を形成するためには、グリッドロールを用いて熱で溶融させた状態で圧着する場合には、使用するグリッドロールのグリッド幅を規定すればよい。また高圧水流による水流交絡を適用する場合には、連続に配置されたノズルを持つ１本のノズルビームを用いたのでは上記の好ましい範囲の幅の帯状を形成することが難しいので、２〜５個のノズル群を一定間隔で配置したノズルビームを使用するのが望ましい。この場合に形成されるＢ相の帯は、微視的には複数列の交絡線の集合であるが、全体としては所望の幅の帯として機能する。
なお、ノズルビームを使用する場合、吐出孔の数が多すぎると、高圧水流がフラッディングを起こし、好ましい交絡パターンが得られないことがあるので注意が必要である。
疎水性繊維層と親水性繊維層とを低圧力の水流で予備交絡させたウェブを使用する場合、この予備水流交絡は細かいピッチのノズルを用い、例えば２０kg/cm² 程度の低い圧力で水流交絡を行い、Ｂ相形成のための水流交絡はそれよりも著しく高い、例えば５０kg/cm ² もしくはそれ以上の高圧で行うことが望ましい。
【００２８】
【実施例】
（実施例１）
＜複相構造を持った不織布の製造＞
下記の組成の疎水性繊維層Ｐおよび親水性繊維層Ｑからなる２層のカードウェブを用意した。

この２層のカードウェブを相互に重ね合わせて水流処理装置に導き、第一段処理として、ノズル径0.1mm φ、ノズル間隔0.5mm のノズルビームを用い、２０kg/cm ² の水流圧で全面処理を行ってウェブを調製した。
ついで第二段処理として、ノズル径0.15mmφ、ノズル間隔１mmで配置された３個のノズルからなるノズル群を、相互に１５mmの間隔で設けたノズルビームを用いて、８０kg/cm ² の水流圧で部分的な強度の交絡処理を行った後、乾燥させて、Ａ相内にＢ相が複数の帯状に分布する複相構造を持った水流交絡不織布を得た。
【００２９】
得られた不織布は、図３に示すように、嵩高なＡ相と、低密度のＢ相とを持ち、Ｂ相の割合（Ｂ／（Ａ＋Ｂ）×１００）は約１５％、Ａ相の見掛け密度は0.07g/cm³ 、Ｂ相の見掛け密度は0.2g/cm ³ であった。
【００３０】
＜高吸水性樹脂（ＳＡＰ）のコーティング基材としての利用＞
ＰＥＯ（製紙用粘材、住友精化製）の0.5 ％水溶液に、EtOHをEtOH／水＝６０／４０になるように添加して、一部ゲル状になった高粘度液に、ＳＡＰ（住友精化製、商品名「SA-60S」）を約２０％になるように添加してＳＡＰのスラリーを調製した。
この粘稠なスラリーを上記の不織布の疎水性繊維層Ｐ表面にアプリケータを用いて、ＳＡＰ目付で200g/m² になるように塗布し、脱溶媒、乾燥させて、シート状の吸収体を得た。
得られた吸収体を観察すると、ＳＡＰのほとんどはＡ相の部分に存在し、Ｂ相の部分にはほとんど存在しなかった。Ａ相のＳＡＰがウェブに安定に捕捉され、乾燥後に振動処理してもほとんどＳＡＰの脱落は生じなかった。
【００３１】
（実施例２）
下記の組成の疎水性繊維層Ｐおよび親水性繊維層Ｑからなる２層のカードウェブを用意した。

この２層のカードウェブを相互に重ね合わせた状態でネットコンベアに載せ、約135 ℃に加熱された熱風ゾーンを通過させて、ＰＥ／ＰＥＴ成分を一部溶融させて他の繊維と接合させ、いわゆるスルーエアーボンド法による嵩高ウェブを製造した。
得られたウェブの表面に、周面に幅３mmの環状突起が１０mm間隔で形成され、表面がテフロン加工された鉄製のグリッドロールを表面温度１８０℃に加熱し、４０kg/cmの圧力で圧着させながら、２０m/minの速度で移動させた。
【００３２】
これにより得られた不織布は、図４に示すように、嵩高なＡ相と、圧縮および融着されたＢ相を有するもので、Ｂ相の割合（Ｂ／Ａ＋Ｂ×１００）は約３０％、Ａ相の見掛け密度は0.06g/cm³ 、Ｂ相の見掛け密度は0.3g/cm ³ であった。
【００３３】
＜吸収体の表面材としての利用＞
市販オムツ（ユニチャーム社製、商品名「マミーポコパワースリム」）の表面材を取り除き、上記の不織布に差し替えて生理食塩水を注入して吸収テストを行ったところ、液はＢ相からのみ急速に吸収され、吸収分は逆戻りも吸収残りも認められず、きわめてドライな状態を保っていた。
【００３４】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明の複相構造を持った不織布は、嵩高で見掛け密度の小さい水難透過性の部分（Ａ相）と、このＡ相と密着し、Ａ相よりも大きい見掛け密度の水易透過性の部分（Ｂ相）とから構成されている、透気性の優れた不織布において、Ａ相は疎水性繊維層と親水性繊維層とが層状に重なった構造を有し、Ｂ相は疎水性繊維と親水性繊維とが混在した状態で圧縮された構造を有している。これにより、表面ドライ感の維持と高い水透過性という矛盾を解決し、さらにアクイジション機能を効果的に発揮させるなどの機能面での改善を達成することができる。したがって、この複相構造を持った不織布を吸収体製品に、疎水性表面を着用者の皮膚側に位置するような配置でトップシートに利用した場合、着用者から排出された液体は、Ｂ相を通じて素早く吸収されるが、Ａ相の表面は濡れず、しかも水分は残存しないので、皮膚の乾燥状態が保たれるという顕著な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の複相構造を持った不織布を構成するのに適用される疎水性繊維層と親水性繊維層からなるウェブを模式的に示す断面図。
【図２】本発明の複相構造を持った不織布を模式的に示す断面図。
【図３】本発明の実施例１で得られた複相構造を持った不織布を模式的に示す断面図。
【図４】本発明の実施例２で得られた複相構造を持った不織布を模式的に示す断面図。
【符号の説明】
Ｐ 疎水性繊維層
Ｑ 親水性繊維層
ＷＪ ウォータージェットシールライン
ＨＺ ヒートシールゾーン

Claims (12)

1. 嵩高で見掛け密度の小さい水難透過性の部分（Ａ相）と、このＡ相と密着し、前記Ａ相よりも大きい見掛け密度の水易透過性の部分（Ｂ相）とから構成されている、透気性の優れた不織布において、
   前記Ａ相は疎水性繊維層と親水性繊維層とが層状に重なった構造を有し、前記Ｂ相は疎水性繊維と親水性繊維とが混在した状態で水流交絡により圧縮された構造を有していることを特徴とする複相構造を持った不織布。
2. 前記Ａ相の見掛け密度が0.10g/cm³ 以下であり、前記Ｂ相の見掛け密度が0.15g/cm³ 以上である請求項１に記載の複相構造を持った不織布。
3. 前記Ａ相の占める面積Ａと、前記Ｂ相の占める面積Ｂとの比が、
   Ｂ／（Ａ＋Ｂ）×１００＝１０〜６０（％）
   である請求項１または２に記載の複相構造を持った不織布。
4. 前記Ｂ相が前記Ａ相内に複数の帯状に分布しており、各帯状Ｂ相の幅が２mm〜２０mmである請求項１〜３のいずれか１項に記載の複相構造を持った不織布。
5. 前記不織布が、疎水性の化合繊繊維からなるカードウェブと、親水性繊維からなるカードウェブとを重ね合わせ、低圧力水流で予備交絡させたＡ相に密着する前記帯状Ｂ相として、その各々が、さらに複数本の高圧水流によって水流交絡処理することにより形成されている請求項４に記載の複相構造を持った不織布。
6. 前記水流交絡処理することにより形成された帯状Ｂ相の間隔が１０mm以上である請求項４または５に記載の複相構造を持った不織布。
7. 嵩高で見掛け密度の小さい水難透過性の部分（Ａ相）と、このＡ相と密着し、前記Ａ相よりも大きい見掛け密度の水易透過性の部分（Ｂ相）とから構成されている、透気性の優れた不織布の製造法において、
   疎水性の化合繊繊維からなるカードウェブと、親水性繊維からなるカードウェブとを重ね合わせ、両者を低圧力水流で予備交絡させてウェブを形成する工程と、
   前記ウェブに、所定間隔で高圧水流を当てる水流交絡処理により、Ａ相と、このＡ相内に帯状の複数のＢ相を形成する水流交絡処理工程と、
   を備えていることを特徴とする複相構造を持った不織布の製造法。
8. 前記水流交絡処理工程が、各帯状Ｂ相について複数本の近接する高圧水流により行われる請求項７に記載の方法。
9. 請求項１〜６のいずれか１項に記載された複相構造を持った不織布の嵩高な前記Ａ相部分を主体に、高吸水性樹脂を固定した複合吸収体。
10. 請求項９に記載された前記複合吸収体を吸収体として用いて構成された吸収体製品。
11. 請求項１〜６のいずれか１項に記載された複相構造を持った不織布をトップシートとして用いて構成された吸収体製品。
12. 請求項１〜６のいずれか１項に記載された複相構造を持った不織布をバックシートとして用いて構成された吸収体製品。

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