JP5069891B2 - 不織布 - Google Patents

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Description

本発明は、不織布に関する。
従来、不織布は、紙おむつや生理用ナプキン等の衛生用品、ワイパー等の清掃用品、マスク等の医療用品と、幅広い分野に使用されている。このように不織布は、異なる様々な分野で使用されるが、実際に各分野の製品に使用される場合には、それぞれの製品の用途に適した性質や構造となるよう製造されることが必要である。
不織布は、例えば、乾式法や湿式法等により繊維層(繊維ウェブ)を形成し、ケミカルボンド法やサーマルボンド法等により繊維層を形成する繊維同士を結合させることで形成される。繊維層を形成する繊維を結合させる工程において、この繊維層に多数のニードルを繰り返し突き刺す方法や、水流を噴射する方法等の繊維層に外部から物理的な力を加えることを含む方法も存在する。
しかし、これらの方法は、あくまで繊維同士を交絡させるだけであり、繊維層における繊維の配向や配置、また、繊維層の形状等を調整するものではなかった。つまり、これらの方法で製造されるのは単なるシート状の不織布であった。
また、開口を設けた不織布も提案されている。開口を不織布に形成するには、外側に突出したニードル等の突起を備える押し型と、該突起を受ける受け側の支持体との間に不織布を挟み、突起部分を不織布に貫通させたりすることにより立体的に開口させる方法等が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
特開平6−330443号公報
しかし、このような不織布は、突起部分と受け側の支持体との間に不織布を構成する繊維集合体が噛み込まれることにより、凹凸や開口が形成される。このため、例えば、凸部の壁部分や開口の周縁部分等における繊維が圧縮されて繊維密度が高まり、さらに熱を加えて不織布化する際にフィルム化する場合もある。
したがって、例えば、吸収性物品の表面シート等にこのような不織布が使用される場合には、繊維密度が高い凸部やフィルム化された開口周縁は液体が透過されにくくなる場合がある。すると、凸部や開口周縁に大量の液体がもたらされた場合には、液体が該不織布に滞留して着用者の肌等を汚したり、不快感を与える可能性が生じる。
本発明は、凹凸や開口が形成された不織布において、凸部や凹部等において液体が透過しやすいように調整された不織布を提供することを目的とする。
本発明者らは、所定の不通気部を有する通気性支持部材により下面側から支持される繊維ウェブに、上面側から気体を噴きあてて該繊維ウェブを構成する繊維を移動させることにより、開口や凹凸を形成することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
(1)縦方向と横方向とを有する不織布であって、前記縦方向に沿うように形成される複数の開口部と、前記複数の開口部における所定の開口部と、該所定の開口部と前記縦方向において隣り合う開口部との間に形成される複数の連結部と、を有し、前記複数の連結部それぞれは、前記横方向に配向する横配向繊維の含有率が、前記縦方向に配向する縦配向繊維の含有率よりも高い、不織布。
(2)前記複数の開口部は、該複数の開口部それぞれの周縁における繊維が、該複数の開口部それぞれの周縁に沿って配向する、(1)に記載の不織布。
(3)前記複数の開口部それぞれは、略円形又は略楕円形状である(1)又は(2)に記載の不織布。
(4)前記複数の開口部それぞれは、前記複数の開口部の前記縦方向の長さが、0.1から5mmである(1)から(3)のいずれかに記載の不織布。
(5前記複数の開口部及び前記複数の連結部は、該不織布の一方の面側において厚さ方向に窪む複数の溝部に形成され、前記複数の溝部における所定の溝部に沿うように隣接し、前記一方の面側において厚さ方向に突出する複数の凸状部をさらに有する(1)から(4)のいずれかに記載の不織布。
(6)前記複数の溝部それぞれは、該不織布の厚さ方向の高さが、前記複数の凸状部それぞれの前記高さの90%以下である、(5)に記載の不織布。
(7)前記複数の凸状部における所定の凸状部は、前記複数の溝部における所定の溝部を挟んで隣り合う凸状部と前記高さが異なる、(5)又は(6)に記載の不織布。
(8)前記複数の連結部それぞれは、前記複数の溝部それぞれにおいて、該不織布における厚さ方向にさらに窪む、(5)から(7)のいずれかに記載の不織布。
(9)前記複数の凸状部それぞれの頂部は略扁平状である、(5)から(8)のいずれかに記載の不織布。
(10)該不織布における前記複数の溝部及び前記複数の凸状部が形成される面とは反対側の面である他方の面には、前記凸状部における突出方向とは反対側に突出する複数の領域が形成される(5)から(9)のいずれかに記載の不織布。
(11)前記縦方向において波状に起伏する、(5)から(10)のいずれかに記載の不織布。
(12)該不織布における他方の面側は略平坦である(5)から(9)のいずれかに記載の不織布。
(13)前記複数の凸状部それぞれにおける複数の側部それぞれは、前記縦配向繊維の含有率が、前記横配向繊維の含有率より高い、(5)から(12)のいずれかに記載の不織布。
(14)前記複数の凸状部それぞれは、該所定の凸状部の前記一方の面側から測定した空間面積率が、前記所定の凸状部における前記他方の面側から測定した空間面積率より大きい、(5)から(13)のいずれかに記載の不織布。
(15)前記複数の凸状部それぞれは、前記複数の側部に挟まれた領域である複数の中央部と、を有し、前記複数の中央部それぞれは、該複数の中央部それぞれにおける繊維密度が、前記複数の連結部それぞれの繊維密度より高く、前記複数の側部それぞれの繊維密度より低い、(5)から(14)のいずれかに記載の不織布。
(16)前記複数の凸状部それぞれにおける繊維密度は0.20g/cm以下であり、前記複数の連結部それぞれにおける繊維密度は0.20g/cm以下である、(5)から(15)のいずれかに記載の不織布。
(17)前記複数の連結部それぞれは、前記複数の連結部それぞれにおける目付が前記複数の凸状部それぞれの目付より低い、(5)から(16)のいずれかに記載の不織布。
(18)前記複数の凸状部それぞれは、目付が15から250g/mであり、
前記複数の連結部それぞれは、目付が5から200g/mである、(5)から(17)のいずれかに記載の不織布。
(19)該不織布を構成する繊維は、撥水性の繊維を混合している(1)から(18)のいずれかに記載の不織布。
本発明によると、凹凸や開口が形成された不織布において、凸部や凹部等において液体が透過しやすいように調整された不織布を提供することができる。
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。
図1は、第1実施形態の不織布における平面図及び底面図である。図2は、図1における領域Yの拡大斜視図である。図3は、網状支持部材に細長状部材を等間隔で並列配置した支持部材の平面図及び斜視図である。図4は、図3の網状支持部材の平面図及び斜視図である。図5は、繊維ウェブが下面側を図3の支持部材に支持された状態で上面側に気体を噴きあてられて図1の第1実施形態の不織布が製造された状態を示す図である。図6は、第1実施形態の不織布製造装置を説明する側面図である。図7は、図6の不織布製造装置を説明する平面図である。図8は、図6における領域Zの拡大斜視図である。図9は、図8における噴き出し部の底面図である。図10は、楕円状の開口が複数形成された板状支持部材の平面図及び斜視図である。図11は、ワイヤをスパイラル状に編み込まれてその隙間に孔部が複数形成された支持部材の拡大平面図及び拡大斜視図である。図12は、第2実施形態の不織布における拡大斜視図である。図13は、第3実施形態の不織布における拡大斜視図である。図14は、波状の起伏を有した網状支持部材に細長状部材を等間隔で並列配置した支持部材の斜視図である。図15は、第4実施形態の不織布における拡大斜視図である。図16は、第5実施形態の不織布における拡大斜視図である。図17は、楕円状の開口部が複数開口された板状支持部材の拡大斜視図である。図18は、繊維ウェブが下面側を図17の板状支持部材に支持された状態で上面側に気体を噴きあてられて図16の第5実施形態の不織布が製造された状態を示す図である。図19は、第6実施形態の不織布における拡大斜視図である。図20は、本発明にかかる不織布を生理用ナプキンの表面シートに使用した場合の斜視図である。第21は、本発明にかかる不織布をオムツの表面シートに使用した場合の斜視図である。図22は、本発明にかかる不織布を吸収性物品の中間シートとして使用した場合の斜視図である。図23は、本発明にかかる不織布を吸収性物品のアウターバックとして使用した場合の斜視図である。
本発明の不織布は、少なくとも所定の開口部が形成された不織布である。
[1]第1実施形態
図1から図11により、本発明の不織布における第1実施形態について説明する。
[1.1]形状
図1A、図1B、図2又は図5に示すように、本実施形態における不織布120は、複数の開口部3が形成された不織布である。詳細には、不織布120は、該不織布120の一面側に縦方向である長手方向に沿って複数の溝部1が略等間隔で並列的に形成されると共に、該溝部1において複数の開口部3が形成された不織布である。この複数の開口部3それぞれは、略円形状又は略楕円状に形成される。ここで、本実施形態において、溝部1は略等間隔で並列的に形成されているがこれに限定されず、例えば、異なる間隔ごとに形成されてもよく、溝部1同士の間隔が変化するように形成されていてもよい。
そして、複数の溝部1それぞれの間に、複数の凸状部2それぞれが形成されている。凸状部2は、溝部1と同様に略等間隔で並列的に形成されている。本実施形態の不織布120における凸状部2の高さ(厚さ方向)は略均一であるが、互いに隣接する凸状部2の高さが異なるように形成されていてもよい。例えば、主に気体からなる流体が噴き出される後述する噴き出し口913の間隔を調整することで、凸状部2の高さを調整することができる。例えば、噴き出し口913の間隔を狭くすることで凸状部2の高さを低くすることができ、逆に、噴き出し口913の間隔を広くすることで凸状部2の高さを高くすることができる。さらには、噴き出し口913の間隔を狭い間隔と広い間隔とが交互になるよう形成することで、高さの異なる凸状部2が交互に形成されるようにすることもできる。また、このように、凸状部2の高さが部分的に変化していれば、肌との接触面積が下がるために肌への負担を減らすことができるというメリットも生じる。
また、本実施形態において、不織布120における凸状部2の該不織布120における厚さ方向の高さは、溝部1よりも高くなるように形成される。具体的には、0.3から15mm、好ましくは0.5から5mmを例示することができる。また、凸状部2における横方向である幅方向における長さは、0.5から30mm、好ましくは1.0から10mmを例示できる。また、溝部1を挟んで隣接する凸状部2同士間の距離は、0.5から30mm、好ましくは3から10mmを例示することができる。
また、溝部1の不織布120における厚さ方向の高さは、凸状部2よりも低くなるよう形成される。具体的には、凸状部2における厚さ方向の高さの90%以下、好ましくは1から50%、さらに好ましくは0から20%の高さである。ここで、厚さ方向の高さが0%とは、当該場所が開口部3であることを示す。
溝部1における幅方向の長さは、例えば、0.1から30mm、好ましくは0.5から10mmであることを例示することができる。凸状部2を挟んで隣り合う溝部1同士間の距離は、0.5から20mm、好ましくは3から10mmを例示できる。
このような設計にすることにより、例えば吸収性物品の表面シートとして該不織布120を使用した場合に、多量の所定の液体が***された際にも表面に広くにじみにくくさせるのに適した溝部1を形成することができる。また、過剰な外圧がかかった際に凸状部2が潰されたような状態となっても、溝部1による空間を維持しやすくなり、外圧がかかった状態で所定の液体が***された場合でも表面に広くにじみにくくすることができる。さらに、一旦吸収体等に吸収した所定の液体が外圧下において逆戻りしたような場合でも、該不織布120の表面に凹凸が形成されていることにより、肌への接触面積が少ないため、肌に広く再付着しにくい場合がある。
ここで、溝部1又は凸状部2の高さ、ピッチや幅の測定方法は以下の通りである。例えば、不織布120をテーブル上に無加圧の状態で載置し、マイクロスコープにて不織布120の断面写真又は断面映像から測定する。
高さ(厚さ方向における長さ)を測定する際は、不織布120の最下位置(つまりテーブル表面)から上方に向かう凸状部2及び溝部1のそれぞれにおける最高位置を高さとして測定する。
また、凸状部2のピッチは、互いに隣り合う凸状部2の中心位置同士の間の距離を測定する。同様に溝部1のピッチは、互いに隣り合う溝部1の中心位置同士の間の距離を測定する。
凸状部2の幅を測定する際は、不織布120の最下位置(つまりテーブル表面)から上方に向かう凸状部2の底面の最大幅を測定し、同様に溝部1も測定する。
ここで、凸状部2の断面形状は、特に限定されない。例えば、ドーム状、台形状、三角状、Ω状、四角状等を例示することができる。肌触りをよくするには、凸状部2の頂面付近及び側面は曲面であることが好ましい。また、外圧で凸状部2が潰されたりしたような場合でも、溝部1による空間も維持できるようにするには、凸状部2の底面から頂面にかけて幅が狭くなっていることが好ましい。凸状部2の頂面は、略ドーム状等の曲線(曲面)であることが好ましい。
また、図1(A)、図1(B)及び図2に示すように、本実施形態における不織布120は、溝部1に複数の開口部3が形成された不織布である。この複数の開口部3それぞれの形状は、略円形状又は略楕円状に形成される。そして該複数の開口部それぞれの間には、該溝部1に隣接する凸状部2同士を繋ぐように連結部4が形成される。言い換えると、所定間隔で形成される複数の連結部4が、凸状部2とこれに隣接する凸状部2とを連結しているともいえる。
本実施形態においては、開口部3は略等間隔ごとに形成されているが、これに限らず異なる間隔ごとに形成されてもよい。
開口部3の一つ当たりの縦方向である長手方向の長さ及び横方向である幅方向の長さは、いずれも0.1から5mm、好ましくは0.5から4mmを例示することができる。そして、連結部4を挟んで互いに隣り合う開口部3のピッチは、0.5から30mm、好ましくは1から10mmを例示することができる。
連結部4における不織布120の厚さ方向への高さは、凸状部2の不織布120の厚さ方向への高さと同等以下、好ましくは20から100%、さらに好ましくは40から70%であることを例示できる。
また、該連結部4の一つ当たりの該不織布120の長手方向における長さ及び幅方向における長さは、0.1から5mm、好ましくは0.5から4mmであることを例示できる。そして、開口部3を挟んで互いに隣り合う連結部4の頂点間のピッチは0.5から30mm、好ましくは1から10mmを例示できる。
そして、連結部4の該不織布の長手方向における断面形状は、略四角形状となっている。尚、連結部4の長手方向における断面形状は、略四角状に限らず、ドーム状、台形状、三角状、Ω状等、特に限定されない。溝部1における所定の液体の広がりを抑制するため、略四角形状であることが好ましい。また、過剰な外圧下で連結部4が肌等と接触して異物感を与えないようにするため、該連結部4の頂面は平面又は曲面であることが好ましい。
[1.2]繊維配向
図2に示すように該不織布120は、縦方向である長手方向に配向する縦配向繊維の含有率がそれぞれ異なる領域が形成される。言い換えると、横方向である幅方向に配向する横配向繊維の含有率がそれぞれ異なる領域が形成される。それぞれ異なる領域とは、例えば、溝部1、凸状部2の側部8、隣接する側部8に挟まれた中央部9等を例示することができる。
ここで、繊維101が長手方向(縦方向)に配向するとは、繊維101が長手方向(縦方向)に対して、−45度から+45度の範囲内に配向していることをいい、また、長手方向に配向している繊維を縦配向繊維という。そして、繊維101が幅方向(横方向)に配向するとは、繊維101が幅方向に対して−45度から+45度の範囲内に配向していることをいい、また、幅方向に配向している繊維を横配向繊維という。
側部8は、凸状部2の両側部にあたる領域であり、該側部8における繊維101は、該凸状部2の長手方向に沿う方向に配向している繊維が多くなるように形成される。例えば、側部8における繊維101は、該凸状部2の中央部9(両側部8の間の領域)における繊維101の配向と比べて長手方向に配向している。例えば、側部8における縦配向繊維の含有率は、55%から100%、さらに好ましくは60から100%であることを例示できる。縦配向繊維の含有率が55%より低い場合には、ラインテンションによって該側部8が引き延ばされてしまう場合がある。さらに側部8が引き延ばされることにより、溝部1や後述する中央部9をもラインテンションにより引き延ばされてしまう場合がある。
中央部9は、凸状部2における両側部となる側部8の間の領域であり、縦配向繊維の含有率が側部8よりも低い領域である。該中央部9は、縦配向繊維と横配向繊維とが適度に混合されていることが好ましい。
例えば、中央部9における縦配向繊維の含有率は、側部8における縦配向繊維の含有率よりも10%以上低く、溝部1の底部における縦配向繊維の含有率よりも10%以上高くなるよう形成される。具体的には、縦配向繊維の含有率が40から80%の範囲であることが好ましい。
溝部1は、主に気体からなる流体(例えば、熱風)が直接噴きあてられて形成されると共に、開口部3及び連結部4が形成される領域である。主に気体からなる流体が噴きあてられると、主に気体からなる流体によって噴きあてられた部分が厚さ方向に窪むと同時に、噴きあてられた部分において長手方向に配向している繊維101(縦配向繊維)は側部8側に噴き寄せられる。そして、噴きあてられた主に気体からなる流体及び/又は後述する支持部材220の不通気部に噴きあてられてその流れ方向が変えられた主に気体からなる流体により幅方向に配向する繊維101(横配向繊維)は連結部4側に噴き寄せられる。このようにして、溝部1の連結部4における繊維101は、該溝部1の長手方向に交差する方向、具体的には、全体として幅方向に配向するようになる。したがって、開口部3の周縁における繊維101は、開口形状に沿って配向することになる。
したがって、該不織布120において溝部1の連結部4の縦配向繊維の含有率が最も低い。言い換えると、連結部4は横配向繊維の含有率が最も高い。具体的には、横配向繊維の含有率が55から100%、好ましくは60から100%となるように形成される。横配向繊維の含有率が55%より低い場合には、後述のように溝部1の目付が低いために幅方向への不織布の強度を高めることが難しくなる。すると、例えば吸収性物品の表面シートとして該不織布120を使用した場合、該吸収性物品を使用中、身体との摩擦により幅方向にヨレが生じたり、破損したりする危険性が生じる。
繊維配向の測定は、株式会社キーエンス製のデジタルマイクロスコープVHX−100を用いて行い、以下の測定方法で行った。(1)サンプルを観察台上に長手方向が縦方向になるようにセットし、(2)イレギュラーに手前に飛び出した繊維を除いてサンプルの最も手前の繊維にレンズのピントを合わせ、(3)撮影深度(奥行き)を設定してサンプルの3D画像をPC画面上に作成する。次に(4)3D画像を2D画像に変換し、(5)測定範囲において長手方向を適時等分する平行線を画面上に複数引く。(6)平行線を引いて細分化した各セルにおいて、繊維配向が長手方向であるか、幅方向であるかを観察し、それぞれの方向に向いている繊維本数を測定する。そして(7)設定範囲内における全繊維本数に対し、長手方向に向かう繊維配向の繊維本数の割合と、幅方向に向かう繊維配向の繊維本数の割合とを計算することにより、測定・算出することができる。
[1.3]繊維疎密
図2に示すように、凸状部2は、平均繊維密度が溝部1の平均繊維密度より高くなるように調整されている。凸状部2の繊維密度は、主に気体からなる流体(例えば、熱風)の量やテンション等の諸条件によって任意に調整できる。
凸状部2における繊維密度は、例えば、0.005から0.20g/cm、好ましくは0.007から0.07g/cmであることを例示できる。該凸状部2の繊維密度が0.005g/cmより低い場合には、該凸状部2に含んだ液体の自重や外圧によって凸状部2が潰れやすくなるだけでなく、一度吸収した液体が加圧下において逆戻りしやすくなる場合がある。また、凸状部2の繊維密度が0.20g/cmより高い場合には、該凸状部2にもたらされた液体が下方へ移行しにくくなり、該凸状部2に液体が滞留して使用者に湿り感を与える場合がある。
溝部1は、平均繊維密度が凸状部2より低くなるように調整されている。該溝部1全体の平均の繊維密度は、具体的には、0.002から0.18g/cm、好ましくは0.005から0.05g/cmを例示することができる。溝部1全体の平均の繊維密度が0.002g/cmより低い場合には、例えば該不織布120を吸収性物品等に使用している場合に、該不織布120が容易に破損してしまう場合がある。また、該溝部1全体の平均の繊維密度が0.18g/cmより高い場合には、液体が下方へ移行されにくくなるために該溝部1の底部に滞留し、使用者に湿り感を与える可能性がある。なお、溝部1の底部の平均の繊維密度は、主に気体からなる流体(例えば、熱風)の量やテンション等の諸条件によって任意に調整できる。
また、溝部1における連結部4の繊維密度は、0.005から0.20g/cm、好ましくは0.007から0.10g/cmを例示できる。連結部4の繊維密度が0.005g/cmより低い場合には、過剰な外圧がかけられて凸状部2が潰されたような場合に、該連結部4も同様に潰されてしまう場合がある。
一方で、連結部4の繊維密度が0.20g/cmより高い場合には、溝部1に落とし込まれた所定の液体が連結部4に溜まってしまい、過剰な外圧が該不織布120にかけられて肌と直接接触した場合に、湿り感を与えてしまう場合がある。
また、該不織布120は、該不織布120の厚さ方向における一方の面側である溝部1及び凸状部2が形成される面側から測定した空間面積率が、該不織布120の厚さ方向における溝部1及び凸状部2が形成される面とは反対側の面である他方の面側から測定した空間面積率よりも低くなるように形成される。
後述する支持部材220の上で搬送された繊維ウェブ100は、重力により繊維101が主に気体からなる流体が噴きあてられる面とは反対の面側に移動し、該反対側の面側に近い箇所の繊維間距離が狭くなる傾向がある。一方、主に気体からなる流体が噴きあてられる面側に近づくにしたがい、繊維間距離が広くなる傾向がある。
さらに、主に気体からなる流体が噴きあてられることにより、支持部材220に近い側の繊維101は、支持部材220に押しつけられ、支持部材220の平面方向に向くものもある。これにより、繊維間距離がさらに狭くなり繊維同士が密集しやすくなる。そして、このような状態でオーブン処理等の熱処理により繊維同士が熱融着されて繊維101の自由度が低くなり、不織布120における他方の面側の繊維間における空間面積率が低くなる。
一方で、支持部材220側の面から主に気体からなる流体が噴きあてられる面側に向かうにしたがい、繊維同士は過度に押しつぶされることが無く、また凸状部2においては噴きあてられた主に気体からなる流体が支持部材220に当たって跳ね返されることで部分的に繊維101が該支持部材220に対して垂直となるように向くものもある。そのような状態で繊維同士が熱融着されることで、繊維間における空間面積率が高くなる。
ここで、空間面積率とは、総面積に対して繊維が存在しない空間面積の割合のことをいう。また、空間面積率の測定方法は以下の通りである。
測定機器は、株式会社キーエンス製デジタルマイクロスコープVHX−100を使用する。まず、(1)サンプルを観察台上に溝部1及び凸状部2に沿う方向が縦方向となるように測定機器にセットし、(2)凸状部2の頂点において、凸状部2が突出する面からと凸状部2が突出する面とは反対側の面からそれぞれ以下の測定を行う。
(3)測定機器のレンズ倍率とパソコン画面上の倍率を適当に設定し、サンプルの最も手前側の繊維にレンズのピントを合わせる(イレギュラーに手前に飛び出した繊維は除く)。そして、(4)撮影深度(奥行き)を適当に設定し、サンプルの3D画像を作成する。
(5)3D画像を2D画像に変換し、設定した体積を平面化してその範囲内における瀬に間の空間を特定する。さらに(6)2D画像に対して二値化処理を行い、繊維が存在する箇所を白色、存在しない箇所を黒色にする。そして(7)色を反転させて繊維が存在しない箇所を白色にして、白色化した面積等を測定する。
ここで、本件においては倍率を300倍、撮影深度を220μm(20μmごとに1回撮影し、計11回撮影)とし、n=10測定し、平均値を取った。
尚、空間面積率は以下のように計算する。
空間面積率(%)=(空間総面積(mm)/測定範囲面積(mm))×100
ここで、空間総面積は、(測定時の空間総面積/測定時の拡大倍率)で算出し、また、測定範囲面積は、(測定時の測定範囲面積/測定時の拡大倍率)で算出することができる。
空間面積率が高いほど繊維間距離が広く粗いことと同意であるため、繊維は動きやすく自由度が高いことになる。さらには、開口処理等により部分的に繊維間距離が広いような不織布に対し、空間一つ当たりの空間面積が高いことにより、不織布における主に気体からなる流体が噴きあてられる面の全体において繊維間距離が広いことになる。このため、例えば該不織布を吸収性物品等に使用した場合、***物等の所定の液体が該不織布120を透過する際の抵抗を全体的に低くすることができ、吸収体等への液体の移行をさせやすくすることができる。
ここで、空間一つ当たりの空間面積とは、所定の範囲内における繊維が存在しない空間個数に対する繊維が存在しない空間の総面積の割合をいう。空間面積は以下の計算式で計算することができる。
空間面積(mm/個)=(空間総面積(mm)/空間個数(個))×100
凸状部2における該凸状部2が突出する側の面から測定した空間面積率と、該凸状部2が突出する面とは反対側の面から測定した空間面積率との差は、5から100%、好ましくは5から80%、さらに好ましくは15から40%であることを例示できる。
また、凸状部2が突出する側の面から測定した空間面積率は50から100%、好ましくは50から90%、さらに好ましくは50から80%である。
さらに、凸状部2が突出する側の面から測定した空間一つ当たりの空間面積は3000μm以上、好ましくは3000から30000μm、特に好ましくは5000から20000μmであることを例示できる。
[1.4]目付
不織布120全体の平均目付は、具体的には、10から200g/m、好ましくは20から100g/mを例示することができる。該不織布120を例えば吸収性物品の表面シートに使用する場合、平均目付が10g/mより低い場合には、使用中に容易に破損する場合がある。また、該不織布120の平均目付が200g/mより高い場合には、もたらされた液体を下方に移行させることが円滑に行われにくくなる場合がある。
凸状部2は、溝部1に比べて繊維101の目付が高くなるよう調整されている。ここで、凸状部2における中央部9の目付は、例えば15から250g/m、好ましくは20から120g/mを例示することができる。該中央部9の目付が15g/mより低い場合には、該中央部9に含まれた液体の自重や外圧によって中央部9が潰れやすくなるだけでなく、一度吸収した液体が加圧下において逆戻りしやすくなる場合がある。また、中央部9における目付が250g/mより大きくなる場合には、該中央部9にもたらされた液体を下方へ移行しにくくなり、該中央部9に液体が滞留して使用者に湿り感を与える場合がある。
さらに、該凸状部2における側部8の目付は、主に気体からなる流体(例えば、熱風)の量やテンション等の諸条件によって任意に調整できる。具体的には、該側部8における目付は、20から280g/m、好ましくは25から150g/mを例示できる。該側部8における目付が20g/mより低い場合には、ラインテンションによって側部8が引き延ばされてしまう場合がある。また、該側部8における目付が280g/mより高い場合には、該側部8にもたらされた液体が下方へ移行されにくくなることで側部8に滞留し、使用者に湿り感を与える可能性がある。
溝部1の平均目付は、凸状部2に比べて繊維101の平均目付が少なくなるよう調整されている。また、溝部1における平均目付は、該不織布120全体における平均目付に比べて低くなるよう調整される。例えば、溝部1の底部における平均目付は3から150g/m、好ましくは5から80g/mを例示することができる。該溝部1の底部における平均目付が3g/mより低い場合には、使用中に容易に破損する場合がある。また、該溝部1の底部における平均目付が150g/mより高い場合には、該溝部1にもたらされた液体が下方(他方の面側)へ移行しにくくなることで溝部1に滞留し、使用者に湿り感を与える可能性がある。
さらに、溝部1全体の平均目付は、凸状部2全体における平均目付より低くなるよう調整される。具体的には、溝部1全体の平均目付は凸状部2の平均目付に対して90%以下、好ましくは3から90%、特に好ましくは3から70%である。溝部1全体の平均目付が凸状部2の平均目付に対して90%より高い場合には、溝部1に落とし込んだ液体が不織布120の下方(他方の面側)へ移行する際の抵抗が高くなり、溝部1から液体が溢れ出す場合がある。また、溝部1の底部の目付が凸状部2の目付に対して3%より低い場合には、例えば該不織布120が吸収性物品の表面シートに使用された場合に、吸収性物品の使用中に表面シートが容易に破損する場合がある。
また、連結部4の目付は、5から200g/m、好ましくは10から100g/mを例示できる。該連結部4の目付が5g/mより低い場合には、過剰な外圧がかけられて凸状部1が潰されたような場合に、該連結部4も同様に潰されてしまう場合がある。連結部4の目付が200g/mより高い場合には、溝部1に落とし込んだ所定の液体が連結部4に溜まってしまい、過剰な外圧が該不織布120にかけられて肌と直接接触した場合に、湿り感を与えてしまう場合がある。
[1.5]その他
本実施形態の不織布を、例えば、所定の液体を吸収又は透過させるために使用した場合、溝部1は液体を透過させ、凸状部2は液体を保持しにくくするようにポーラスにしている。さらには、溝部1に形成された開口部3は、液体に加え固体も透過することができる。
溝部1には、複数の開口部3が形成されているので、液体及び固体を透過させるのに適したものとなっている。さらに、溝部1の底部における繊維101が幅方向に配向していることから、液体が溝部1の長手方向に流れすぎて広く広がってしまうことを防止できる。溝部1は目付が低いにもかかわらず繊維101を該溝部1の幅方向に配向(CD配向)されているので、不織布の幅方向への強度(CD強度)が高まっている。
凸状部2の目付が高くなるよう調整されるが、これにより繊維本数が増大するため融着点数が増え、ポーラス構造が維持される。
凸状部2では、中央部9よりも目付及び繊維密度が高く調整されている側部8が、凸状部2の中央部9を支えるように形成されている。すなわち、側部8は、繊維101の大部分が長手方向に配向するため、繊維間距離が短くなり、これにより繊維密度が高まるので剛性も高まる。これにより、凸状部2全体を該側部8が維持することになり、凸状部2が外圧等により潰されることを防止できる。
また、溝部1には、単位面積当たりの横配向繊維の含有率が中央部9よりも高く、側部8には、単位面積当たりにおける縦配向繊維の含有率が中央部9よりも高い。そして、中央部9には、厚さ方向に配向する繊維101が溝部1や側部8よりも多く含まれる。これにより、中央部9に、例えば厚さ方向の荷重がかかることにより凸状部2の厚みが減少したとしても、荷重が開放された場合には、その厚さ方向に配向する繊維101の剛性により元の高さに戻りやすい。すなわち、圧縮回復性の高い不織布であるといえる。
[1.6]製造方法
図6から図11より、以下に、本実施形態における不織布120を製造する方法について説明する。まず、繊維ウェブ100を通気性支持部材である支持部材220の上面側に載置する。言い換えると、繊維ウェブ100を支持部材220により下側から支持する。
そして、この繊維ウェブ100を支持した状態における支持部材220を所定方向に移動させ、該移動されている繊維ウェブ100の上面側から連続的に気体を噴きあてることで、本実施形態における不織布120を製造することができる。
図6、図7に示すように、本実施形態の不織布120を製造する不織布製造装置90は、繊維集合体である繊維ウェブ100を下方側(他方の面側)から支持する通気性支持部材200と、通気性支持部材200により下方側(他方の面側)から支持される繊維集合体である繊維ウェブ100に、該繊維集合体である繊維ウェブ100における上方側(一方の面側)から主に気体からなる流体を噴きあてる噴きあて手段である噴き出し部910及び不図示の送気部と、繊維集合体である繊維ウェブ100を所定方向Fに移動させる移動手段であるコンベア930と、を備える。
通気性支持部材200は、例えば、繊維ウェブ100における上面側から噴きあてられた主に気体からなる流体が、通気性支持部材200における繊維ウェブ100が配置された側とは反対側である下側に通気できる通気部と、繊維ウェブ100における上面側から噴きあてられた主に気体からなる流体が、通気性支持部材200における下側に通気できず、かつ、繊維ウェブ100を構成する繊維101が通気性支持部材200における反対側に移動できない不通気部と、を備える支持部材である。
本実施形態において用いられる通気性支持部材200として、例えば、図3に示すように、所定の網状部材に不通気部が所定のパターンニングで配置された部材や、図10に示すように不通気性の板状部材に所定の孔部が複数形成された部材等を例示することができる。
該所定の網状部材に不通気部が所定のパターンニングで配置された部材としては、例えば、図4に示される網状支持部材210の一面に不通気部である細長状部材225が等間隔で並列配置された支持部材220(図3)を例示できる。ここで、不通気部である細長状部材225の形状や配置を適宜変更したものを他の実施形態として例示することができる。不通気部は、図3に示される細長状部材225を網状支持部材210の一面に配置する場合のほか、通気部である網状の目を埋める(例えば、ハンダ、樹脂等により)ことでも形成することもできる。
該不通気性の板状部材に所定の孔部が複数形成された部材としては、例えば、図10に示される通気部である楕円状の孔部233が複数形成された板状支持部材230を例示できる。ここで、孔部233の形状、大きさ及び配置を適宜調整したものを他の実施形態として例示することができる。例えば、不通気部であるプレート部235の形状等を適宜調整したものを他の実施形態として例示することができる。
ここで、通気部となる領域における通気度は、例えば10000から60000cc/cm・min、好ましくは20000から50000cc/cm・minを例示することができる。但し、通気性支持部材において例えば金属のプレート等をくり抜いて通気部を形成したような場合は、主に気体からなる流体の該プレート部分への抵抗が無くなるため、上記に記載した数値以上の通気度となる場合がある。
不織布120は、不織布製造装置90において、繊維ウェブ100を所定方向により順次移動されながら形成される。該移動手段は、上述した通気性支持部材200により一方の面側から支持された状態における繊維集合体である繊維ウェブ100を所定方向に移動させる。具体的には、主に気体からなる流体が噴きあてられた状態における繊維ウェブ100を所定方向Fに移動させる。移動手段として、例えば、図6に示されるコンベア930を例示できる。コンベア930は、通気性支持部材200を載置する横長のリング状に形成される通気性の通気性ベルト部939と、横長のリング状に形成された通気性ベルト部939の内側であって長手方向の両端に配置され、該リング状の通気性ベルト部939を所定方向に回転させる回転部931、933と、を備える。
コンベア930は、上述の通り、繊維ウェブ100を下面側から支持した状態の通気性支持部材200を所定方向Fに移動させる。具体的には、図6に示すように、繊維ウェブ100が、噴き出し部910の下側を通過するように移動させる。さらには、繊維ウェブ100が、加熱手段である両側面が開口したヒータ部950の内部を通過するように移動させる。
図8に示すように、噴きあて手段は、不図示の送気部及び、噴き出し部910を備える。不図示の送気部は、送気管920を介して噴き出し部910に連結される。送気管920は、噴き出し部910の上側に通気可能に接続される。図9に示すように、噴き出し部910には、噴き出し口913が所定間隔で複数形成されている。
不図示の送気部から送気管920を介して噴き出し部910に送気された気体は、噴き出し部910に形成された複数の噴き出し口913から噴出される。複数の噴き出し口913から噴出された気体は、通気性支持部材200に下面側から支持された繊維ウェブ100の上面側に連続的に噴きあてられる。具体的には、複数の噴き出し口913から噴出された気体は、コンベア930により所定方向Fに移動された状態における繊維ウェブ100の上面側に連続的に噴きあてられる。
噴き出し部910下方であって通気性支持部材200の下側に配置される吸気部915は、噴き出し部910から噴出され通気性支持部材200を通気した気体等を吸気する。ここで、この吸気部915による吸気により、繊維ウェブ100を通気性支持部材200に張り付かせるよう位置決めさせることも可能である。さらには、吸気によって、空気流により成形した溝部(凹凸)等の形状をより保った状態でヒータ部950内に搬送することができる。また、この吸気部915が噴きあてられた主に気体からなる流体を吸引(吸気)することで、通気性支持部材200に当たった主に気体からなる流体が過剰に跳ね返されて繊維ウェブ100の形状が乱れてしまうのを防止できる。
吸気部915による吸引は、主に気体からなる流体が噴きあてられる領域の繊維101が通気性支持部材200に押しつけられる程度の強さであればよい。
尚、噴きあてる主に気体からなる流体の風量や温度、引き込み量、支持部材の通気性、繊維ウェブ100の目付等の調整により、凸状部2や開口部3及び連結部4等の形状を変化させることができる。例えば、噴きあてられる主に気体からなる流体の量と吸引(吸気)する主に気体からなる流体の量とがほぼ均等、もしくは吸引(吸気)する主に気体からなる流体の量の方が多い場合には、不織布120における凸状部2の裏面側は、通気性支持部材200の形状に沿うように形成される。したがって、通気性支持部材200の形状が平坦である場合には、該不織布120における裏面側は、略平坦となる。
さらに、通気性支持部材200の下側から主に気体からなる流体を引き込むことで、主に気体からなる流体を噴きあてられる領域の繊維は、該通気性支持部材200側に押しつけられながら移動させられるので、支持部材側に繊維が集まるようになる。また、凸状部2では、噴きあてられた主に気体からなる流体が通気性支持部材200に衝突して適度に跳ね返されることで、部分的に繊維が厚さ方向に向いた状態となる。
噴き出し口913それぞれから噴き出される主に気体からなる流体の温度は、常温であってもよいが、例えば、溝部(凹凸)、開口部の成形性を良好にするには、繊維集合体を構成する少なくとも熱可塑性繊維の軟化点以上、好ましくは融点の+50℃から−50℃の温度の範囲内に調整することができる。繊維が軟化すると繊維自体の反発力が低下するため、空気流等で繊維が再配列された形状を保ちやすく、温度をさらに高めると繊維同士の熱融着が開始されるため、より一層溝部(凹凸)等の形状を保ちやすくなる。これにより、溝部(凹凸)等の形状を保った状態でヒータ部950内に搬送しやすくなる。
加熱手段であるヒータ部950は、所定方向Fにおける両端が開口されている。これにより、コンベア930により移動される通気性支持部材200に載置された繊維ウェブ100(不織布120)が、ヒータ部950の内部に形成される加熱空間を所定時間の滞留をもって連続的に移動される。例えば、繊維ウェブ100(不織布120)を構成する繊維101に熱可塑性繊維を含ませた場合には、このヒータ部950における加熱により繊維101同士が結合された不織布115を得ることができる。
通気性支持部材200は、製造する不織布によって、適宜交換可能である。例えば本実施形態における不織布120を製造する場合には、通気性支持部材200として支持部材220を使用することができる。
本実施形態の不織布120を製造するにあたり、図3に示すような支持部材220を使用した場合には、繊維ウェブ100を上面側に載置した支持部材220は、細長状部材225の長手方向に略直交する方向に移動される。これにより、繊維ウェブ100の上面側に、細長状部材225に略直交する方向に気体が連続的に噴きあてられることになる。つまり、溝部1は、細長状部材225と略直交する方向に形成される。そして、後述する開口部3は、細長状部材225と溝部1とが交差する位置に形成される。
上述の通り、細長状部材225は、不通気性の部材であり、例えば、上方側から噴きあてられた気体を下方側に通気させない。言い換えると、細長状部材225に噴きあてられた気体は、その流れ方向が変更される。
また、細長状部材225は、繊維ウェブ100における繊維101を、支持部材220の下方側に移動させない。
このため、繊維ウェブ100を構成する繊維101の移動は、繊維ウェブ100の上面側から噴きあてられる気体及び/又は、噴きあてられた気体であって繊維ウェブ100を通気すると共に細長状部材225によって流れの方向が変えられた気体により移動される。
例えば、気体が噴きあてられた領域における繊維101は、該領域に隣接する領域に移動される。そして、気体が噴きあてられる領域が所定方向に移動するため、結果として、気体が噴きあてられた所定方向に連続する領域における側方の領域に移動される。
これにより、溝部1が形成されると共に、溝部1における底部の繊維101は幅方向に配向するよう移動される。また、溝部1と溝部1との間に凸状部2が形成され、該凸状部2における側方部の繊維密度が高くなり、繊維101が長手方向に配向等される。
さらに、噴きあてられた気体であって繊維ウェブ100を通気すると共に細長状部材225によって流れの方向が変えられた気体は、繊維ウェブ100を構成する繊維101を上記とは異なる方向に移動させる。
支持部材220を構成する網状支持部材210及び細長状部材225は、支持部材220の下面側への繊維101の移動を規制するので、繊維101は、支持部材220の上面に沿うような方向に移動される。
詳細には、細長状部材225に噴きあてられた気体は、該細長状部材225に沿うような方向に流れを変える。このように流れを変えた気体は、細長状部材225の上面に配置されている繊維101を、細長状部材225の上面から周囲の領域に移動させる。これにより、所定形状の開口部3が形成される。また、繊維101の配向、疎密又は目付の1又は2以上が調整される。
また、開口部3を有する不織布120を形成するには、上述の支持部材220とは異なる支持部材を使用してもよい。使用する支持部材により、溝部1、凸状部2、開口部3及び連結部4の大きさや配列等を変更することができる。例えば、図11に示す支持部材270を使用することができる。
支持部材270は、例えば、略平行に並べられた所定の太さのワイヤ271に対し、他の所定の太さのワイヤ272を複数のワイヤ271同士を橋渡しするようにスパイラル状に交互に巻き付けるように形成したスパイラル織の通気性ネットである。
該支持部材270におけるワイヤ271及びワイヤ27が不通気部となる。また、該支持部材270におけるワイヤ271及びワイヤ272で囲まれた部分が通気部である孔部273となる。
このような支持部材の場合、織り込み方や糸の太さ、糸形状を部分的に変化させることで、部分的に通気度を変化させることができる。例えば、ワイヤ271をステンレスの円形糸とし、ワイヤ272をステンレスの平形糸としてスパイラル織をした支持部材270を用いることができる。
但し、このような場合の不通気部となるワイヤ271及びワイヤ272(特にワイヤの交点部分)の通気度は、通気部である孔部273における通気度に対して90%以下、好ましくは0から50%、さらに好ましくは0から20%を例示できる。ここで0%とは、実質的に主に気体からなる流体が通気できないことを示す。
支持部材270を使用した場合には、例えば、支持部材270におけるワイヤ271とワイヤ272との交点部分に主に気体からなる流体が噴きあてられると、該主に気体からなる流体はその交点部分によりその流れの方向が変更される。これにより、該交点部分に支持されていた繊維101が前後左右に噴き寄せられて開口部3が形成される。
そして、溝部1における交点部分以外で支持されていた領域又は孔部273の上面にあった領域は、下方への移動が規制されつつ、縦配向繊維は凸状部2における側部8へ移動される。さらに、支持部材270の交点部分によって形成された、開口部3から横配向繊維が移動されることにより連結部4が形成される。
ここで、繊維ウェブ100に噴きあてる主に気体からなる流体の温度、量又は強さを調整し、また、移動手段における繊維ウェブ100の移動速度を調整しテンション等を調整することで、同じ支持部材であっても開口部3、溝部1、凸状部2の態様や目付や繊維密度が異なる不織布を製造することができる。また、繊維ウェブ100に噴きあてる主に気体からなる流体の温度、量又は強さを調整し、また、移動手段における繊維ウェブ100の移動速度を調整しテンション等を調整することで、異なる支持部材であっても開口部3、溝部1、凸状部2の態様や目付や繊維密度が同様の不織布を製造することができる。
[2]他の実施形態
以下に、本発明の不織布における他の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態において、特に説明しない部分は、第1実施形態と同様であり、図面に付した番号も第1実施形態の実施形態と同様である場合は、同じ番号を付している。
図12から図19により、本発明の不織布における第2実施形態から第6実施形態について説明する。第2実施形態は、凸状部が形成される面とは反対側の面が異なる態様である実施形態である。第3実施形態は、不織布全体の形状が異なる実施形態である。第4実施形態は、不織布の凸状部が異なる実施形態である。第5実施形態は、溝部が異なる実施形態である。第6実施形態は、開口部が異なる実施形態である。
[2.1]第2実施形態
図12により、本発明の不織布における第2実施形態について説明する。
図12に示すように、本実施形態における不織布172は、該不織布172における溝部1及び凸状部2が形成されている面とは反対側の面の態様が第1実施形態と異なる。以下、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
[2.1.1]不織布
本実施形態における不織布172は、その一方の面側に、溝部1及び凸状部2が交互に並列的に形成されている。そして不織布172の他方の面側においては、凸状部2の底面にあたる領域が、該凸状部2が突出する側に突出するよう形成されている。言い換えると、不織布172は、該不織布172の他方の面側において、一方の面側における凸状部2の底面にあたる領域が窪んで凹部を形成している。そして一方の面側の溝部1における底面にあたる他方の面側の領域が、一方の面側の凸状部2と反対方向に突出し、凸状部を形成している。
[2.1.2]製造方法
上述の他、本実施形態における不織布172の製造方法は上述の第1実施形態の記載と同様である。また、該不織布172を製造するにあたり使用される支持部材は、上述の第1実施形態における支持部材220又は支持部材270のものを用いることができる。
該不織布172は、繊維集合体を、その下面側から支持部材220又は支持部材270により支持された状態で、主に気体からなる流体が噴きあてられると共に、支持部材220又は支持部材270の下方から、噴きあてられる主に気体からなる流体を吸引(吸気)する。そして吸引(吸気)される主に気体からなる流体の量を、噴きあてられる主に気体からなる流体の量よりも小さくすることで、噴きあてられる主に気体からなる流体が、吸引(吸気)される主に気体からなる流体の量よりも多い場合には、噴きあてられた主に気体からなる流体を若干跳ね返らせることで、凸状部2の下面側(底面側)を凸状部2の上面側における凸状部2と同じ方向に突出するように形成することができる。これにより、溝部1における底面にあたる他の面側の領域は相対的に突出して下面側から突出する凸状部が形成される。
[2.2]第3実施形態
図13及び図14により、本発明の不織布における第3実施形態について説明する。
[2.2.1]不織布
図13に示すように、本実施形態における不織布174は、該不織布174の全体が波状に起伏する点で第1実施形態と異なる。以下、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
本実施形態における不織布174は、該不織布174全体が溝部1及び凸状部2が延びる方向に対して略直交するように波状の起伏を有するように形成されている。
[2.2.2]製造方法
本実施形態における不織布174を製造する方法については第1実施形態と同様であるが、通気性支持部材である支持部材280の形態が異なる。本実施形態における支持部材280は、図14に示すように、網状支持部材260の上面に複数の細長状部材285を所定間隔で略平行に配置した支持部材である。
本実施形態における支持部材280は、図14に示すように支持部材280における長手方向又は短手方向のいずれか一方の方向に、平行な方向に波状の起伏を有する支持部材である。該支持部材280を構成する網状支持部材260は、上述の通り、孔径が小さな孔部263が複数形成されているものであり、繊維ウェブ100の上面側から噴きあてられた気体は、該網状支持部材260に妨げられることなく下方に通気する。この網状支持部材260は、噴きあてられる主に気体からなる流体の流れを大きく変えることがなく、また、繊維101を該網状支持部材260の下方向に移動させない。
加えて、支持部材280を構成する網状支持部材260の上面に配置された細長状部材285は、上面から噴きあてられた主に気体からなる流体を下方に通気させない不通気部である。そして、上面から噴きあてられた主に気体からなる流体の流れ方向を変更させる。これにより、細長状部材285に噴きあてられた主に気体からなる流体及び/又は該細長状部材285に噴きあてられてその流れ方向が変更された主に気体からなる流体が繊維101を移動させて開口部3が形成される。
さらに、該支持部材280を構成する網状支持部材260自体が起伏を有しているので、繊維ウェブ100の上面側から噴きあてられた主に気体からなる流体により、繊維ウェブ100は、該支持部材280の形状に沿うような起伏を有する形状に成形される。
本実施形態においては、支持部材280の上面に載置された繊維ウェブ100に、主に気体からなる流体を噴きあてながら、該繊維ウェブ100を軸X方向に沿って移動させることにより本実施形態の該不織布174を形成することができる。
支持部材280における起伏の態様は任意に設定することができる。例えば、図14に示す軸X方向への起伏の頂部間のピッチは、1から30mm、好ましくは3から10mmを例示できる。また、該支持部材280における起伏の頂部と底部との高低差は、例えば、0.5から20mm、好ましくは3から10mmを例示できる。さらに、該支持部材280におけるX方向の断面形状は、図14に示すような波状に限らず、起伏の各頂点が鋭角をなすように略三角形状が連なった形状や、起伏の各頂点が略平坦となるように略四角形状の凹凸が連なった形状等を例示できる。
本実施形態における不織布174は上述した不織布製造装置90により製造することができる。この不織布製造装置90における不織布174の製造方法等は、第1実施形態の不織布120の製造方法及び不織布製造装置90の説明における記載を参考にすることができる。
[2.3]第4実施形態
図15により、本発明の不織布における第4実施形態について説明する。
図15に示すように、本実施形態における不織布176は、該不織布176の一方の面側に形成される凸状部2とは厚さ方向の高さが異なる第2凸状部22が形成される点において、第1実施形態と異なる。以下、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
[2.3.1]不織布
該不織布176の一面側に複数の溝部1が並列的に形成された不織布である。そして、複数の溝部1それぞれの間に複数の凸状部2及び複数の第2凸状部22が交互にそれぞれ形成されている。この凸状部2及び第2凸状部22は、溝部1と同様に並列的に形成されている。また、溝部1には開口部3及び連結部4が形成される。
凸状部2及び第2凸状部22は、繊維ウェブ100における主に気体からなる流体が噴きあてられていない領域であり、溝部1が形成されることにより、相対的に突出する領域となったものである。第2凸状部22は、例えば、凸状部2よりも該不織布176における厚さ方向の高さが低く、幅方向における長さも狭く形成されているが、該第2凸状部22における繊維疎密、繊維配向及び目付等については、凸状部2と同様に構成されている。
不織布176における凸状部2及び第2凸状部22は、並列的に形成された複数の溝部1それぞれの間に、凸状部2又は第2凸状部22が形成される。そして、凸状部2は、溝部1を挟んで第2凸状部22と隣り合うように形成される。また、第2凸状部22は、溝部1を挟んで凸状部2と隣り合うように形成される。つまり、凸状部2と第2凸状部22とは、溝部1を挟んで交互に形成される。具体的には、凸状部2、溝部1、第2凸状部22、溝部1、凸状部2という順にこの配置パターンを繰り返して形成される。なお、凸状部2及び第2凸状部22の位置関係はこれに限らず、少なくとも不織布176の一部が溝部1を挟んで複数の凸状部2がそれぞれに隣り合うように形成することができる。また複数の第2凸状部22が溝部1を挟んでそれぞれに隣り合うように形成することもできる。
[2.3.2]製造方法
本実施形態における不織布176の製造方法は、不織布176の製造に用いられる不織布製造装置90の噴き出し口913の態様が第1実施形態における噴き出し口913と異なる。
例えば、該不織布176は、主に気体からなる流体が噴き出される噴き出し口913の間隔を調整した不織布製造装置90により製造することができる。例えば、噴き出し口913の間隔を第1実施形態における噴き出し口913の間隔よりも狭くすることで、凸状部2よりも厚さ方向の高さが低い第2凸状部22を形成することができる。また、噴き出し口913の間隔を第1実施形態における噴き出し口913の間隔よりも広くすることで凸状部2よりも幅方向の長さが広い凸状部を形成することも可能である。そして、噴き出し口913が形成される間隔において、狭い間隔と広い間隔とが交互になるように配置することにより、凸状部2と第2凸状部22とが溝部1を挟んで交互に並列的に配置される該不織布176が形成される。
本実施形態における不織布176は上述した通り、不織布製造装置90により製造することができるが、この不織布製造装置90における不織布176の製造方法における他の等は、第1実施形態の不織布120の製造方法及び不織布製造装置90の説明における記載を参考にすることができる。
[2.4]第5実施形態
図16から図18により、本発明の不織布における第5実施形態について説明する。本発明の不織布における第5実施形態は、連結部4が厚さ方向に窪んでいる点で第1実施形態と異なる。以下に第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
[2.4.1]不織布
図16から図18に示すように、本実施形態における不織布178は、一方の面側に溝部1及び凸状部2が形成されている。そして、溝部1において所定の間隔で複数の開口部3が形成されている。
溝部1における開口部3と隣接する開口部3との間には、不織布178の厚さ方向に窪む複数の窪み部44が形成される。該窪み部44の底部は、溝部1における厚さ方向の高さよりも低い位置に形成される。
窪み部44の底部における繊維配向は、横配向繊維の含有率が縦配向繊維の含有率よりも高い。すなわち、該窪み部44の底部を構成する繊維は、主として該溝部1が延びる方向とは略直交する方向に(横方に)配向するように形成される。
開口部3は、溝部1において、窪み部44の底部が該不織布178の厚さ方向に窪むことにより、相対的に該溝部1における窪み部44以外が突出するようになされた突出部40に形成される。
また、該突出部40において、該開口部3の周縁における繊維101は、該開口部3の周縁に沿って配向する。これは、噴きあてられた主に気体からなる流体及び/又は後述の板状支持部材290のプレート部295に噴きあてられることにより流れの方向が変更された主に気体からなる流体が、繊維101を開口部3の周縁に沿うように移動させることによる。
溝部1における窪み部44及び突出部40の大きさ等は適時設定することができる。例えば、突出部40と隣接する突出部40との長手方向へのピッチは1から30mm、好ましくは3から10mmを例示できる。また、窪み部44と突出部40との高低差は0.5から20mm、好ましくは3から10mmを例示できる。
また、突出部40の平均目付は5から200g/m、好ましくは10から100g/mを例示することができる。また、該突出部40の平均繊維密度は、0.20g/cm以下、好ましくは0.005から0.05g/cm、好ましくは0.007から0.10g/cmを例示できる。
突出部40の平均目付が5g/mより低い場合、又は平均繊維密度が0.005g/cmより低い場合には、過剰な外圧がかけられて凸状部2が潰されたような場合に、該突出部40も同様に潰されてしまい、溝部1において窪み部44により形成されている空間を保持できなくなる場合がある。
一方で、突出部40の平均目付が200g/mより高い場合、又は平均繊維密度が0.20g/cmより高い場合には、溝部1に落とし込んだ所定の液体が突出部40に溜まってしまい、過剰な外圧が該不織布178にかけられて肌と直接接触した場合に、湿り感を与えてしまう場合がある。
また、窪み部44の目付は0から100g/m、好ましくは0から50g/mを例示することができる。また、該窪み部44の繊維密度は、0.20g/cm以下、好ましくは0.0から0.10g/cmを例示できる。
窪み部44の目付が100g/mより高い場合、又は繊維密度が0.20g/cmより高い場合には、溝部1に落とし込んだ所定の液体が窪み部44に一旦溜まってしまうことになる。具体的には、該不織布178を吸収性物品等の表面シートとして用いた場合、所定の液体が窪み部44に溜まっている状態で行動変化等がなされると、所定の液体が容易に窪み部44から溢れ出して溝部1に広がり、さらには不織布178の表面に広がって肌を汚してしまう場合がある。
[2.4.2]製造方法及び支持部材
本実施形態における不織布178を製造する方法については上述と同様であるが、通気性支持部材が異なる。
該不織布178を製造するには、板状支持部材290の上面に載置された繊維ウェブ100に対し、繊維ウェブ100の上面側から主に気体からなる流体を第1実施形態における主に気体からなる流体を噴きあてる強さよりも強く噴きあてながらZ方向に移動させることにより製造することができる。
プレート部295は、噴きあてられた主に気体からなる流体を下方に移動させない。そそして、該プレート部295の上側の繊維ウェブ100に噴きあてられた主に気体からなる流体は、その流れ方向が変更される。例えば、主に気体からなる流体が噴きあてられることにより、溝部1が形成される。このとき、板状支持部材290のプレート部295に噴きあてられた気体は、下方へ通気せずその流れ方向が変更される。
そして、噴きあてられた主に気体からなる流体及び/又はプレート部295に噴きあてられたことによりその流れ方向が変更された主に気体からなる流体は、繊維101を周囲の領域へ移動させる。詳細には、溝部1における縦配向繊維が凸状部2側へ噴き寄せられ、溝部1における横配向繊維は、溝部1の長手方向に沿う方向に前後に噴き寄せられる。これにより、開口部3が形成される。
また、図18に示すように、板状支持部材290の孔部293に主に気体からなる流体が噴きあてられた場合は、該孔部293の内側面に沿うように変形し、窪み部44が形成される。
窪み部44においては、該窪み部44における縦配向繊維が凸状部2側に多く噴き寄せられるので、該窪み部44には横配向繊維が残される。したがって、窪み部44は全体として該溝部1に略直交する方向に配向する。
なお、板状支持部材290の下側に、例えば網状支持部材210等を備えてもよい。網状支持部材210を備えることにより、窪み部44における支持部材に面する側を略平坦にすることができる。
また、該板状支持部材290の厚みや主に気体からなる流体の量や強さを変更することにより、上述した第1実施形態における不織布120を形成することも可能である。また、さらに窪み部44を孔部293から板状支持部材290の下方に突起状(Ω状)に突出させた不織布を形成することも可能である。板状支持部材290の下方に突起状に窪み部44を突出させた不織布を形成するには、例えば、主に気体からなる流体が強く噴きあてられる場合や噴きあてられる主に気体からなる流体の量が多い場合、繊維ウェブ100にラインテンションがほとんど加わっていない場合、又は繊維ウェブ100を主に気体からなる流体を噴きあてる直前でオーバーフィード気味にする場合等を挙げることができる。このような場合に、繊維101は孔部293に入り込みやすくなる。
本実施形態における板状支持部材290は、図17に示すように、複数の孔部293が形成された板状の部材である。詳細には、不通気部であるプレート部295と通気部である孔部293と、により形成される。
板状支持部材290に所定の厚みがあることにより、溝部1における繊維101が孔部293に入り込んで窪み部44が形成され、突出部40の下方に空間を設けることが可能となる。これにより、例えば高粘度の液体が該不織布178にもたらされた場合に該空間に高粘度の液体を所定量収納することができる。
板状支持部材290の厚みは、本実施形態における不織布178を形成する場合には、0.5から20mm、好ましくは1.0から5.0mmを例示できる。また、第1実施形態の不織布120を形成する場合には0.01から20mm、好ましくは0.1から5mmを例示できる。さらに、板状支持部材290の下方に突起状に窪み部44を突出させた不織布を形成するには、0.5から20mm、好ましくは1.0から10mmを例示できる。また、いずれの板状支持部材290においても該板状支持部材290の厚みが20mm以上である場合には、板状支持部材290における複数の孔部293に入り込んだ繊維が孔部293からはがれにくくなるため、生産性が悪化する場合がある。
[2.5]第6実施形態
図19により、本発明の不織布における第6実施形態について説明する。
図19に示すように、本実施形態における不織布160は、複数の開口部3が形成された不織布である。凸状部及び溝部が形成されない点おいて第1実施形態と異なる。以下、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
[2.5.1]不織布
図19に示すように、本実施形態における不織布160は、複数の開口部3が形成された不織布である。
開口部3は、繊維集合体である繊維ウェブ100に、例えば主に気体からなる流体が噴きあてられる方向である長手方向に沿って略等間隔に複数形成されている。また、繊維ウェブ100における幅方向の間隔も略等間隔に開口部3が複数形成されている。ここで、開口部3が形成される間隔はこれに限らず、例えば異なる間隔ごとに形成されてもよい。
該複数の開口部3それぞれは、略円形又は略楕円形に形成されている。そして、複数の開口部3のそれぞれにおける繊維配向は、開口部3の周囲に沿うように配向している。言い換えると、開口部3における長手方向の端部は、該長手方向に対して交差する方向に配向しており、また、開口部3における長手方向の側部は、該長手方向に沿うように配向している。
また、該複数の開口部3における周囲の繊維101は、噴きあてられる主に気体からなる流体により該開口部3の周囲に移動されているため、該開口部3の周囲の繊維密度がその他の領域における繊維密度より高くなるように調整される。
そして、該不織布160の厚さ方向において、支持部材220(図3)に載置される面(下方)側の繊維密度が、載置される面とは反対側の面(上面)側における繊維密度よりも高くなるように形成される。これは、重力又は噴きあてられた主に気体からなる流体により、繊維ウェブ100において自由度を有する繊維101が支持部材220側に集まることによる。
[2.5.2]製造方法
本実施形態における製造方法等は上述の第1実施形態における製造方法と同様であるが、該不織布160において、溝部及び凸状部を形成しない点で異なる。以下に異なる点を中心に説明する。
図19に示す不織布160を形成するための通気性支持部材は、例えば、図3に示すような支持部材220、図18に示す板状支持部材290、又は通気部を有しない板状のプレート等を例示できる。
支持部材220や板状支持部材290を使用する場合には、例えば繊維ウェブ100を支持部材に載置し、繊維ウェブ100を支持した状態における該支持部材を所定方向に移動させ、移動されている繊維ウェブ100の上面側から溝部を形成しない程度に主に気体からなる流体を連続的に噴きあてる。
具体的には、噴きあてられた主に気体からなる流体及び/又は噴きあてられた主に気体からなる流体であって繊維ウェブ100を通気すると共に細長状部材225によって流れの方向が変えられた主に気体からなる流体により、開口部3のみを形成する。
尚、該不織布160に噴きあてられる主に気体からなる流体の量は、溝部1を形成しない程度に主に気体からなる流体を噴きあてる領域における繊維ウェブ100の繊維101が移動できる程度であればよい。この場合、噴きあてられる主に気体からなる流体を支持部材220の下側に引き込む吸気部915により吸引(吸気)しなくてもよい。噴きあてられた主に気体からなる流体が支持部材220に跳ね返されることで、成形された繊維ウェブ100における形状を乱さないよう、支持部材220の下方から吸引(吸気)してもよい。吸引(吸気)する場合には、主に気体からなる流体を吸引(吸気)する量は、繊維ウェブ100が支持部材220に押さえつけられない(つぶされない)程度の量であることが好ましい。
また、通気部を有しない板状のプレート等を使用する場合には、繊維ウェブ100を該プレートに載置し、繊維ウェブ100を支持した状態における該支持部材を所定方向に移動させながら、主に気体からなる流体を間欠的に噴きあてることにより、該不織布160を製造することができる。該板状のプレートは全体が不通気部となるため、間欠的に噴きあてられた主に気体からなる流体は、その流れ方向が変更された主に気体からなる流体と共に開口部3を形成する。言い換えると、主に気体からなる流体が噴きあてられた部分に開口部3が形成される。
また、主に気体からなる流体を噴きあてて凹凸のある不織布を形成した後にロール等に巻き付けて形成した凹凸を押しつぶすようにしてもよい。また、繊維ウェブ100を予めオーブン等で加熱し、繊維101をある程度融着させた状態で主に気体からなる流体を噴きあてるようにしてもよい。
[3]実施例
[3.1]第1実施例
<繊維構成>
高密度ポリエチレンとポリエチレンテレフタレートの芯鞘構造で、平均繊度3.3dtex、平均繊維長51mm、親水油剤がコーティングされた繊維Aと、繊維Aとは撥水油剤のコーティングがされた点で異なる繊維Bとの混綿を使用する。繊維Aと繊維Bとの混合比は、70:30であり、目付は40g/mに調整された繊維集合体を使用した。
<製造条件>
図9における噴き出し口913は、直径が1.0mm、ピッチが6.0mmで複数形成される。また、噴き出し口913の形状は真円で噴き出し口913の断面形状は円筒型である。噴き出し部910の幅は500mmである。温度が105℃、風量が1000l/分の条件で熱風を噴きあてた。
支持体は長さ2mm、幅70mmの角を丸くした横長長方形の形状にくり抜かれたステンレス性のスリーブを用いる。該スリーブでは、上記のようにくり抜かれたパターンが、MD方向(長手方向:溝部又は凸状部が延びる方向)に3mm、CD方向(短手方向:溝部又は凸状部が延びる方向に略直交刷る方向)に3mmの間隔を開けて格子状に配置されている。また、スリーブの厚みは0.5mmである。
先に示した繊維構成のものを速度20m/分のカード機によって開繊して繊維ウェブを作成し、幅が450mmとなるように繊維ウェブをカットする。そして、速度3m/分で20メッシュの通気性ネットで繊維ウェブを搬送する。先に示した噴き出し部910及び噴き出し口913の設計で温度が105℃、風量が1200l/分の条件で空気流を噴きあてる。そして、通気性ネットの下方から熱風量より少ない吸収量で吸引(吸気)する。その後、通気性ネットで該繊維ウェブを搬送した状態で温度125℃、熱風風量10Hzで設定したオーブン内に約30秒間搬送させる。
<結果>
・凸状部:目付は51g/m、厚みが3.4mm(頂部の厚みが2.3mm)、繊維密度が0.03g/cmであり、該凸状部一つ当たりの幅は4.6mm、ピッチが6.7mmであった。
・溝部:目付は9g/m、厚みが1.8mm、繊維密度が0.005g/cmであり、該溝部一つ当たりの幅は2.1mm、ピッチが6.7mmであった。
・連結部:目付は18g/m、厚みが1.8mm、繊維密度が0.01g/cmであり、該連結部一つ当たりの幅は2.1mm、突出部一つ当たりの長さは1.5mm、MD方向へのピッチが5.0mm、CD方向へのピッチは6.7mmであった。
・開口部:該開口部一つ当たりの幅は2.1mm、開口部一つ当たりの長さは3.5mm、MD方向へのピッチが5.0mm、CD方向へのピッチは6.7mmであった。
・形状:凸状部、溝部、開口部及び連結部がそれぞれ形成され、凸状部の裏面が凸状部と同じ方向に***し、該不織布の最裏面を形成しない形状となって。また、溝部では、該溝部が延びる方向に沿って連結部と開口部とが交互に複数形成された。該開口部の面積は5.2mmの縦長長方形状であって、角が丸い形状となった。
[3.2]第2実施例
<繊維構成>
繊維構成は第1実施例と同様である。
<製造条件>
先に示した噴き出し部910及び噴き出し口913の設計で温度が105℃、風量が1000l/分の条件で空気流を噴きあてる。そして、先に示した繊維構成の繊維ウェブを通気性ネットの下方から、噴きあてる空気流とほぼ同等又は若干多い吸収量で吸引(吸気)する。
<結果>
・凸状部:目付は49g/m、厚みが3.5mm、繊維密度が0.02g/cmであり、該凸状部一つ当たりの幅は4.7mm、ピッチが6.5mmであった。
・溝部:目付は12g/m、厚みが1.9mm、繊維密度が0.006g/cmであり、該溝部一つ当たりの幅は1.8mm、ピッチが6.5mmであった。
・連結部:目付は23g/m、厚みが1.9mm、繊維密度が0.01g/cmであり、該連結部一つ当たりの幅は1.8mm、突出部一つ当たりの長さは1.5mm、MD方向へのピッチが5.0mm、CD方向へのピッチは6.5mmであった。
・開口部:該開口部一つ当たりの幅は1.8mm、開口部一つ当たりの長さは3.2mm、MD方向へのピッチが5.0mm、CD方向へのピッチは6.5mmであった。
・形状:凸状部、溝部、開口部及び連結部がそれぞれ形成され、凸状部の裏面が略平坦となった。また、溝部では、該溝部が延びる方向に沿って連結部と開口部とが交互に複数形成された。該開口部の面積は4.2mmの縦長長方形状であって、角が丸い形状となった。
[4]用途例
本発明における不織布の用途として、例えば、生理用ナプキン、ライナー、おむつ等の吸収性物品における表面シート等を例示できる。この場合、凸状部は肌面側、裏面側のどちらであってもよいが、肌面側にすることによって、肌との接触面積が低下するため体液による湿り感を与えにくい場合がある。また、吸収性物品の表面シートと吸収体との間の中間シートとしても使用できる。表面シートもしくは吸収体との接触面積が低下するため、吸収体からの逆戻りがしにくい場合がある。また、吸収性物品のサイドシートや、おむつ等の外面(アウターバック)、面ファスナー雌材等でも、肌との接触面積の低下やクッション感があることから用いることができる。また、床や身体に付着したゴミや垢等を除去するためのワイパー、マスク、母乳パッド等多方面に使用することができる。
[4.1]吸収性物品の表面シート
本発明における不織布の用途として、図20、21に示すように、例えば、凹凸を有し、凹部に複数の開口部3と凸状部2より相対的に繊維密度が低い連結部が設けられた不織布を吸収性物品の表面シート301、302として使用した場合を例示できる。この場合、凸状部2が形成された面が肌側になるように該不織布が配置されることが好ましい。
該不織布を吸収性物品の表面シート301、302として使用した場合、所定の液体が***されると、該液体は主として溝部に落とし込まれる。また、開口部3が設けられているため、例えば固形分を含むような粘性のある液体であっても、開口部3により吸収体に移行させやすく、液体が表面に広く広がることを抑制することができる。
また、連結部4は凸状部2よりも相対的に繊維密度が低いため、連結部4に***された液体も速やかに吸収体へ移行させることができる。
さらに、連結部4における繊維の大部分が幅方向に配向しているので、幅方向への引張強度が高く、吸収性物品の着用中に幅方向への摩擦等の力が加わって該表面シート301、302が破損することを防止することができる。
一方で、凸状部2における側部8は、繊維同士が密集しているため剛性が高い。そして長手方向に配向する縦配向繊維の含有率が高いため、荷重が凸状部2に加わっても容易に潰されることを防止し、たとえ凸状部2が荷重により潰されたとしても圧縮回復性が高い。
これにより、体勢が変化することにより表面シート301、302にかかる荷重が変化しても、肌との接触面積を低く保つことができるため、触感性を維持することができ、さらには、一旦吸収体で吸収した液体が逆戻りしたとしても肌に広く再付着しにくくなる。
[4.2]吸収性物品の中間シート
本発明における不織布の用途として、図22に示すように、例えば、凹凸を有し、凹部に複数の開口部3と、凸状部2より相対的に繊維密度が低い連結部4が設けられた該不織布を吸収性物品の中間シート311として使用した場合を例示できる。この場合、凸状部2が形成された面が表面シート310側になるように該不織布が配置されることが好ましい。
凸状部2が形成された面が表面シート310側になるように該不織布を中間シート311として配置することにより、表面シート310と中間シート311との間に複数の空間を設けることができる。さらに中間シート311に開口部3が設けられていることにより、多量の液体が短時間で***された場合でも液体透過の阻害要素が少なく、速やかに吸収体へと該液体を移行させることができる。そして、該液体が表面シート310に戻って広く広がってしまうことを防止できる。
さらには、一旦中間シート311を透過して吸収体で吸収した液体が、逆戻りしたとしても、中間シート311と表面シート310との接触率が低いため、該液体が表面シート310に戻って肌に広く再付着しにくくなる。
また、中間シート311における凸状部の中央部9は側部8や溝部1に比べて厚さ方向に配向する繊維が多く含まれ、凸状部2の頂点と表面シート310が接触しているため、表面シート310に残留した液体を厚さ方向へ引き込み易くなる。これにより、表面シート310に液体が残留しにくくなる。
このように、表面シート310でのスポット性と液体の低残留性を得ることができ、肌に液体を広く長時間付着させることを防止することができる。さらには、中間シート311における凸状部2の側部8には、長手方向に配向する縦配向繊維の含有率が高いため、表面シート310から側部8に移行した液体を長手方向へと誘導することができる。これにより、幅方向へ液体が拡散しても吸収性物品からの漏れを誘発することを防止し、吸収体の吸収効率を高めることができる。
[4.3]吸収性物品のアウターバック
本発明における不織布の用途として、図23に示すように、例えば、凹凸を有し、凹部に複数の開口部3と凸状部2より相対的に繊維密度が高い連結部4が設けられた不織布を吸収性物品のアウターバック321として使用した場合を例示できる。この場合、凸状部2が形成された面が該吸収性物品の外側になるように該不織布が配置されることが好ましい。
アウターバック321における凸状部2が形成された面が吸収性物品の外側となるように配置されるため、該吸収性物品を使用する際に主として手に触れた場合に触感が良くなる。また、溝部1における開口部3により、通気性に優れる。
[5]各構成物
以下に、各構成物について詳述する。
[5.1]不織布関連
[5.1.1]繊維集合体
繊維集合体は、略シート状に形成された繊維集合体であって該繊維集合体を構成する繊維が自由度を有する状態であるものである。言い換えると、繊維同士の自由度を有する繊維集合体である。ここで、繊維同士の自由度とは、繊維集合体である繊維ウェブが主に気体からなる流体によって繊維が自由に移動することが可能な程度のことをいう。この繊維集合体は、例えば、複数の繊維を混合した混合繊維を所定厚さの繊維層を形成するように噴き出すことで形成することができる。また、例えば、複数の異なる繊維それぞれを、複数回に分けて積層させて繊維層を形成するように噴出することで形成することができる。
本発明における繊維集合体として、例えば、カード法により形成される繊維ウェブ、もしくは熱融着されて繊維同士の熱融着が固化する以前の繊維ウェブを例示できる。また、エアレイド法により形成されたウェブ、もしくは熱融着されて繊維同士の熱融着が固化する以前の繊維ウェブを例示できる。また、ポイントボンド法でエンボスされた熱融着が固化する以前の繊維ウェブを例示できる。また、スパンボンド法により紡糸されエンボスされる以前の繊維集合体、もしくはエンボスされた熱融着が固化する以前の繊維集合体を例示できる。また、ニードルパンチ法により形成され半交絡された繊維ウェブを例示できる。また、スパンレース法により形成され半交絡された繊維ウェブを例示できる。また、メルトブローン法により紡糸され繊維同士の熱融着が固化する以前の繊維集合体を例示できる。また、溶剤接着法によって形成された溶剤により繊維同士が固化する以前の繊維集合体を例示できる。
また、好ましくは、空気(気体)流によって繊維を再配列しやすいのは、比較的長繊維を使用するカード法で形成した繊維ウェブであり、さらには繊維同士の自由度が高く交絡のみで形成される熱融着以前のウェブを例示できる。また、複数の空気(気体)流により溝部(凹凸)等を形成した後に、その形状を保持したまま不織布化させるには、所定の加熱装置等によりオーブン処理(加熱処理)することで繊維集合体に含まれる熱可塑性繊維を熱融着させるスルーエアー法が好ましい。
[5.1.2]繊維
繊維集合体を構成する繊維(例えば、図1に示す繊維ウェブ100を構成する繊維101)として、例えば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、変性ポリプロピレン、変性ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリアミド等の熱可塑性樹脂で構成し、各樹脂を単独、もしくは複合した繊維が挙げられる。
複合形状は、例えば、芯成分の融点が鞘成分より高い芯鞘タイプ、芯鞘の偏芯タイプ、左右成分の融点が異なるサイドバイサイドタイプが挙げられる。また、中空タイプや、扁平やY型やC型等の異型や、潜在捲縮や顕在捲縮の立体捲縮繊維、水流や熱やエンボス等の物理的負荷により分割する分割繊維等が混合されていてもよい。
また、3次捲縮形状を形成するために、所定の顕在捲縮繊維や潜在捲縮繊維を配合することができる。ここで、3次元捲縮形状とはスパイラル状・ジグザグ状・Ω状等であり、繊維配向は主体的に平面方向へ向いていても部分的には繊維配向が厚み方向へ向くことになる。これにより、繊維自体の挫屈強度が厚み方向へ働くため、外圧が加わっても嵩が潰れにくくなる。さらには、これらの中でも、スパイラル状の形状であれば、外圧が解放されたときに形状が元に戻ろうとするため、過剰な外圧で嵩が若干潰れても外圧解放後には元の厚みに戻りやすくなる。
顕在捲縮繊維は、機械捲縮による形状付与や、芯鞘構造が偏芯タイプ、サイドバイサイド等で予め捲縮されている繊維の総称である。潜在捲縮繊維は、熱を加えることで捲縮が発現するものである。
機械捲縮とは、紡糸後の連続で直線状の繊維に対し、ライン速度の周速差・熱・加圧によって制御でき、単位長さ当たりの捲縮個数が多いほど、外圧下に対する挫屈強度を高めることができる。例えば、捲縮個数は10から35個/inch、さらには15から30個/inchの範囲であることが好ましい。
熱収縮による形状付与とは、融点の異なる2つ以上の樹脂からなり、熱を加えると融点差により熱収縮率が変化しているため、3次元捲縮する繊維のことである。繊維断面の樹脂構成は、芯鞘構造の偏芯タイプ、左右成分の融点が異なるサイドバイサイドタイプが挙げられる。このような繊維の熱収縮率は、例えば、5から90%、さらには10から80%の範囲を好ましい値として例示できる。
熱収縮率の測定方法は、(1)測定する繊維100%で200g/mのウェブを作成し、(2)250×250mmの大きさにカットしたサンプルをつくり、(3)このサンプルを145℃(418.15K)のオーブン内に5分間放置し、(4)収縮後の長さ寸法を測定し、(5)熱収縮前後の長さ寸法差から算出することができる。
本不織布を表面シートとして用いる場合は、繊度は、例えば、液体の入り込みや肌触りを考慮すると、1.1から8.8dtexの範囲であることが好ましい。
本不織布を表面シートとして用いる場合は、繊維集合体を構成する繊維として、例えば、肌に残るような少量な経血や汗等をも吸収するために、パルプ、化学パルプ、レーヨン、アセテート、天然コットン等のセルロース系の液親水性繊維が含まれていてもよい。ただし、セルロース系繊維は一度吸収した液体を排出しにくいため、例えば、全体に対し0.1から5質量%の範囲で混入する場合を好ましい態様として例示できる。
本不織布を表面シートとして用いる場合は、例えば、液体の入り込み性やリウェットバックを考慮して、前記に挙げた疎水性合成繊維に、親水剤や撥水剤等を練り込んだり、コーティング等されていてもよい。また、コロナ処理やプラズマ処理によって親水性を付与してもよい。また、撥水性繊維を含んでもよい。ここで、撥水性繊維とは、既知の撥水処理を行った繊維のことをいう。
また、白化性を高めるために、例えば、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等の無機フィラーが含有されていてもよい。芯鞘タイプの複合繊維である場合は、芯にのみ含有していてもよいし、鞘にも含有してあってもよい。
また、先に示した通り、空気流によって繊維を再配列しやすいのは比較的長繊維を使用するカード法で形成した繊維ウェブであり、複数の空気流により溝部(凹凸化)等を形成した後にその形状を保持したまま不織布化させるには、オーブン処理(加熱処理)で熱可塑性繊維を熱融着させるスルーエアー法が好ましい。この製法に適した繊維としては、繊維同士の交点が熱融着するために芯鞘構造、サイドバイサイド構造の繊維を使用することが好ましく、さらには鞘同士が確実に熱融着しやすい芯鞘構造の繊維で構成されていることが好ましい。特に、ポリエチレンテレフタレートとポリエチレンとからなる芯鞘複合繊維や、ポリプロピレンとポリエチレンとからなる芯鞘複合繊維を用いることが好ましい。これらの繊維は、単独で、或いは2種以上を組み合わせて用いることができる。また、繊維長は20から100mm、特には35から65mmが好ましい。
[5.2]不織布製造装置関連
[5.2.1]主に気体からなる流体
本発明にける主に気体からなる流体は、例えば、常温もしくは所定温度に調整された気体、又は、該気体に固体もしくは液体の微粒子が含まれるエーロゾルを例示できる。
気体として、例えば、空気、窒素等を例示できる。また、気体は、水蒸気等の液体の蒸気を含むものである。
エーロゾルとは、気体中に液体又は固体が分散したものであり、以下にその例を挙げる。例えば、着色のためのインクや、柔軟性を高めるためのシリコン等の柔軟剤や、帯電防止及びヌレ性を制御するための親水性もしくは撥水性の活性剤や、流体のエネルギーを高めるための酸化チタン、硫酸バリウム等の無機フィラーや、流体のエネルギーを高めると共に加熱処理において凹凸成形維持性を高めるためのポリエチレン等のパウダーボンドや、かゆみ防止のための塩酸ジフェンヒドラミン、イソプロピルメチルフェノール等の抗ヒスタミン剤や、保湿剤や、殺菌剤等を分散させたものを例示できる。ここで、固体は、ゲル状のものを含む。
主に気体からなる流体の温度は適宜調整することができる。繊維集合体を構成する繊維の性質や、製造すべき不織布の形状に応じて適宜調整することができる。
ここで、例えば、繊維集合体を構成する繊維を好適に移動させるには、主に気体からなる流体の温度は、ある程度高い温度である方が繊維集合体を構成する繊維の自由度が増すため好ましい。また、繊維集合体に熱可塑性繊維が含まれる場合には、主に気体からなる流体の温度を該熱可塑性繊維が軟化可能な温度にすることで、主に気体からなる流体が噴きあてられた領域等に配置される熱可塑性繊維を軟化もしくは溶融させると共に、再度硬化させるよう構成することができる。
これにより、例えば、主に気体からなる流体が噴きあてられることで不織布の形状が維持される。また、例えば、繊維集合体が所定の移動手段により移動される際に該繊維集合体(不織布)が散けない程度の強度が与される。
主に気体からなる流体の流量は、適宜調整することができる。繊維同士が自由度を有する繊維集合体の具体例として、例えば、鞘に高密度ポリエチレン、芯にポリエチレンテレフタレートからなり、繊維長が20から100mm、好ましくは35から65mm、繊度が1.1から8.8dtex、好ましくは2.2から5.6dtexの芯鞘繊維を主体とし、カード法による開繊であれば繊維長が20から100mm、好ましくは35から65mm、エアレイド法による開繊であれば繊維長が1から50mm、好ましくは3から20mmの繊維を用い、10から1000g/m、好ましくは15から100g/mで調整した繊維ウェブ100を例示できる。主に気体からなる流体の条件として、例えば、図8又は図9に示す複数の噴き出し口913が形成された噴き出し部910(噴き出し口913:直径が0.1から30mm、好ましくは0.3から10mm:ピッチが0.5から20mm、好ましくは3から10mm:形状が真円、楕円や長方形)において、温度が15から300℃(288.15Kから573.15K)、好ましくは100から200℃(373.15Kから473.15K)の熱風を、風量3から50[L/(分・孔)]、好ましくは5から20[L/(分・孔)]の条件で繊維ウェブ100噴きあてる場合を例示できる。例えば、主に気体からなる流体が上記条件で噴きあてられた場合に、構成する繊維がその位置や向きを変更可能である繊維集合体が、本発明における繊維集合体における好適なものの一つである。このような繊維、製造条件で作成することにより、例えば図2、3で示される不織布を成形できる。溝部1や凸状部2の寸法や目付は以下の範囲で得ることが出来る。溝部1では、厚み0.05から10mm、好ましくは0.1から5mmの範囲、幅は0.1から30mm、好ましくは0.5から5mmの範囲、目付は2から900g/m、好ましくは10から90g/mの範囲である。凸状部2では、厚み0.1から15mm、好ましくは0.5から10mmの範囲、幅は0.5から30mm、好ましくは1.0から10mmの範囲、目付は5から1000g/m、好ましくは10から100g/mの範囲である。また、溝部1には所定の間隔で開口部3が形成され、開口部3と開口部3との間には連結部4が形成される。開口部3や連結部4の寸法や目付は以下の範囲で得ることができる。連結部4では、厚みが凸状部2と同等以下、好ましくは20から100%、特に好ましくは40から70%の範囲、幅及び長さは、0.1から30mm、好ましくは0.5から10mmの範囲、目付は、5から200g/m、好ましくは10から100g/mの範囲である。開口部3では、幅及び長さは、0.1から30mm、好ましくは0.5から10mmの範囲、目付が0から100g/m、好ましくは10から100g/mの範囲である。また、おおよそ上記数値範囲で不織布を作成できるが、この範囲に限定されるものではない。
[5.2.2]通気性支持部材
通気性支持部材200として、繊維ウェブ100を支持する側が略平面状又は略曲面状であると共に、略平面状又は略曲面状における表面は略平坦である支持部材を例示できる。略平面状又は略曲面状として、例えば、板状や円筒状を例示できる。また、略平坦状とは、例えば、支持部材における繊維ウェブ100を載置する面自体が凹凸状等に形成されていないことをいう。具体的には、網状支持部材210における網が凹凸状等に形成されていない支持部材を例示することができる。
この通気性支持部材として、例えば、板状の支持部材や円筒状の支持部材を例示することができる。具体的には、上述した網状支持部材210、支持部材220を例示することができる。
ここで、通気性支持部材200は、不織布製造装置90に着脱可能に配置することがきる。これにより、所望の不織布に応じた通気性支持部材200を適宜配置することができる。言い換えると、不織布製造装置90において、通気性支持部材200は、異なる複数の通気性支持部材から選択される他の通気性支持部材と交換可能である。
図4に示す網状支持部材210又は図13に示される支持部材220における網状部分について以下に説明する。この通気性の網状部分として、例えば、ポリエステル・ポリフェニレンサルファイド・ナイロン・導電性モノフィラメント等の樹脂による糸、もしくはステンレス・銅・アルミ等の金属による糸等で、平織・綾織・朱子織・二重織・スパイラル織等で織り込まれた通気性ネットを例示できる。
ここで、この通気性ネットにおける通気度は、例えば、織り込み方や糸の太さ、糸形状を部分的に変化させることで、部分的に通気度を変化させることができる。具体的には、ポリエステルによるスパイラル織の通気性メッシュ、ステンレスによる平形糸と円形糸によるスパイラル織の通気性メッシュを例示できる。
図10に示す板状支持部材230、図17に示す板状支持部材17として、例えば、ステンレス・銅・アルミ等の金属で作成されたスリーブを例示できる。スリーブは、上記金属の板を所定パターンで部分的に抜いたものを例示できる。この金属がくり抜かれた箇所は第2通気部となり、金属がくり抜かれていない箇所は不通気部となる。また、上記と同様に不通気部においては、表面のすべり性を高めるためにその表面は平滑であることが好ましい。
スリーブとして、例えば、長さが3mmで幅40mmの各角を丸くした横長方形で金属がくり抜かれた孔部が、ライン流れ方向(移動方向)においては2mmの間隔を空け、幅方向では3mmの間隔を空けて格子状に配置される、厚みが0.3mmのステンレス製のスリーブを例示することができる。
また、孔部が千鳥状に配置されたスリーブを例示できる。例えば、直径4mmの円形で金属がくり抜かれた孔部が、ライン流れ方向(移動方向)においてピッチ12mm、幅方向ではピッチ6mmの千鳥状に配置される、厚みが0.3mmのステンレス製のスリーブを例示できる。このように、くり抜かれるパターン(形成される孔部)や配置は適時設定できる。
さらに、所定の起伏が設けられた通気性支持部材200を例示できる。例えば、主に気体からなる流体が直接噴きあてられない箇所がライン流れ方向(移動方向)へ交互に起伏(例えば、波状)を有する通気性支持部材を例示できる。このような形状の通気性支持部材200を用いることで、例えば、所定の開口部が形成されると共に、全体的に通気性支持部材200における交互に起伏(例えば、波状)した形状に形成された不織布を得ることができる。
[5.2.3]噴きあて手段
噴き出し部910を、主に気体からなる流体の向きを変更可能にすることで、例えば、形成される凹凸における凹部(溝部)の間隔や、凸状部の高さ等を適宜調整することができる。また、例えば、上記流体の向きを自動的に変更可能に構成することで、例えば、溝部等を蛇行状(波状、ジグザグ状)や他の形状となるよう適宜調整することができる。また、主に気体からなる流体の噴き出し量や噴き出し時間を調整することで、溝部や開口部の形状や形成パターンを適宜調整することができる。主に気体からなる流体の繊維ウェブ100に対する噴きあて角度は、垂直であってもよく、また、繊維ウェブ100の移動方向Fにおいて、該移動方向Fであるライン流れ方向へ所定角度だけ向いていても、ライン流れ方向とは逆へ所定角度だけ向いていてもよい。
[5.2.4]加熱手段
所定の開口部が形成された不織布120における繊維101を接着させる方法として、例えば、ニードルパンチ法、スパンレース法、溶剤接着法による接着や、ポイントボンド法やエアースルー法による熱接着が例示できるが、形成された所定の開口部の形状を維持するためは、エアースルー法が好ましい。そして、例えば、ヒータ部950によるエアースルー法における熱処理が好ましい。
[5.2.5]その他
ヒータ部950により加熱されて製造された不織布115は、コンベア930と所定方向Fにおいて連続するコンベア940により、例えば、不織布115を所定形状に切断する工程や巻き取る工程に移動される。コンベア940は、コンベア930と同様に、ベルト部949と、回転部941等を備えてもよい。
第1実施形態の不織布における平面図及び底面図である。 図1における領域Yの拡大斜視図である。 網状支持部材に細長状部材を等間隔で並列配置した支持部材の平面図及び斜視図である。 図3の網状支持部材の平面図及び斜視図である。 繊維ウェブが下面側を図3の支持部材に支持された状態で上面側に気体を噴きあてられて図1の第1実施形態の不織布が製造された状態を示す図である。 第1実施形態の不織布製造装置を説明する側面図である。 図6の不織布製造装置を説明する平面図である。 図6における領域Zの拡大斜視図である。 図8における噴き出し部の底面図である。 楕円状の開口が複数形成された板状支持部材の平面図及び斜視図である。 ワイヤがスパイラル状に編み込まれてその隙間に孔部が複数形成された支持部材の拡大平面図及び拡大斜視図である。 第2実施形態の不織布における拡大斜視図である。 第3実施形態の不織布における拡大斜視図である。 波状の起伏を有した網状支持部材に細長状部材を等間隔で並列配置した支持部材の斜視図である。 第4実施形態の不織布における拡大斜視図である。 第5実施形態の不織布における拡大斜視図である。 楕円状の開口部が複数開口された板状支持部材の拡大斜視図である。 繊維ウェブが下面側を図17の板状支持部材に支持された状態で上面側に気体を噴きあてられて図16の第5実施形態の不織布が製造された状態を示す図である。 第6実施形態の不織布における拡大斜視図である。 本発明にかかる不織布を生理用ナプキンの表面シートに使用した場合の斜視図である。 本発明にかかる不織布をオムツの表面シートに使用した場合の斜視図である。 本発明にかかる不織布を吸収性物品の中間シートとして使用した場合の斜視図である。 本発明にかかる不織布を吸収性物品のアウターバックとして使用した場合の斜視図である。
符号の説明
1 溝部
2 凸状部
3 開口部
4 連結部
100 繊維ウェブ
110 不織布
210 網状支持部材
910 噴き出し部
920 送気管
915 吸引部

Claims (17)

  1. 縦方向と横方向とを有する不織布であって、
    前記縦方向に沿うように形成される複数の開口部と、
    前記複数の開口部における所定の開口部と、該所定の開口部と前記縦方向において隣り合う開口部との間に形成される複数の連結部と、を有し、
    前記複数の連結部それぞれは、前記横方向に配向する横配向繊維の含有率が、前記縦方向に配向する縦配向繊維の含有率よりも高く、
    前記複数の開口部及び前記複数の連結部は、該不織布の一方の面側において厚さ方向に窪む複数の溝部に形成され、
    前記複数の溝部における所定の溝部に沿うように隣接し、前記一方の面側において厚さ方向に突出する複数の凸状部をさらに有し、
    前記複数の連結部それぞれは、前記複数の溝部それぞれにおいて、該不織布における厚さ方向にさらに窪む、不織布。
  2. 前記複数の開口部は、該複数の開口部それぞれの周縁における繊維が、該複数の開口部それぞれの周縁に沿って配向する、請求項1に記載の不織布。
  3. 前記複数の開口部それぞれは、円形又は楕円形状である、請求項1又は2に記載の不織布。
  4. 前記複数の開口部それぞれは、前記複数の開口部の前記縦方向の長さが、0.1から5mmである、請求項1から3のいずれかに記載の不織布。
  5. 前記複数の溝部それぞれは、該不織布の厚さ方向の高さが、前記複数の凸状部それぞれの前記高さの90%以下である、請求項1から4のいずれかに記載の不織布。
  6. 前記複数の凸状部における所定の凸状部は、前記複数の溝部における所定の溝部を挟んで隣り合う凸状部と前記高さが異なる、請求項1から5のいずれかに記載の不織布。
  7. 前記複数の凸状部それぞれの頂部は扁平状である、請求項からのいずれかに記載の不織布。
  8. 該不織布における前記複数の溝部及び前記複数の凸状部が形成される面とは反対側の面である他方の面には、前記凸状部における突出方向とは反対側に突出する複数の領域が形成される請求項からのいずれかに記載の不織布。
  9. 前記縦方向において波状に起伏する、請求項からのいずれかに記載の不織布。
  10. 該不織布における他方の面側は平坦である請求項1からのいずれかに記載の不織布。
  11. 前記複数の凸状部それぞれにおける複数の側部それぞれは、前記縦配向繊維の含有率が、前記横配向繊維の含有率より高い、請求項から10のいずれかに記載の不織布。
  12. 前記複数の凸状部それぞれは、該所定の凸状部の前記一方の面側から測定した空間面積率が、前記所定の凸状部における前記他方の面側から測定した空間面積率より大きい、請求項から1のいずれかに記載の不織布。
  13. 前記複数の凸状部それぞれは、前記複数の側部に挟まれた領域である複数の中央部と、を有し、
    前記複数の中央部それぞれは、該複数の中央部それぞれにおける繊維密度が、前記複数の連結部それぞれの繊維密度より高く、前記複数の側部それぞれの繊維密度より低い、請求項から1のいずれかに記載の不織布。
  14. 前記複数の凸状部それぞれにおける繊維密度は0.20g/cm以下であり、
    前記複数の連結部それぞれにおける繊維密度は0.20g/cm以下である、請求項から1のいずれかに記載の不織布。
  15. 前記複数の連結部それぞれは、前記複数の連結部それぞれにおける目付が前記複数の凸状部それぞれの目付より低い、請求項から1のいずれかに記載の不織布。
  16. 前記複数の凸状部それぞれは、目付が15から250g/mであり、
    前記複数の連結部それぞれは、目付が5から200g/mである、請求項から1のいずれかに記載の不織布。
  17. 該不織布を構成する繊維は、撥水性の繊維を混合している請求項1から1のいずれかに記載の不織布。
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