JP7110522B2 - 浸水指向性を有する繊維シート - Google Patents
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Description
なお、本明細書において「浸水指向性」は、水との馴染みが良好で水を浸み込みやすくする特性(以下ではこの特性を「浸み込み性」と言う)を有した部位を、最終的な繊維シートの形体として少なくとも1箇所有し、且つこの浸み込み性を有する部位が特定の方向性(水が浸透する際の指向性)を有していることを言う。ここにおいて「浸水指向性」は、シートを構成する素材自体によって生起するものであるかシート構造(編組織など)によって生起するものであるかの違いを問わないものとする。
例えば、「浸み込み性」が重要視される部位において、期待する作用効果が得られることに着目して「浸み込み機能帯」という名称を付しているが、この「浸み込み機能帯」で「滲み出し性」が得られる場合もある。尤も、「浸み込み機能帯」での「滲み出し性」は「浸み込み性」を超えて顕著なものではないものとおく。
乾式法や湿式法は、一旦、短繊維のかたちを作成し、それを薄い形体に堆積させてウエブ(薄く延ばした綿のようなもの)に形成してゆく方法であり、これに対して紡糸直結法や溶融直結法は、溶融させた原料チップから一旦紡糸するか、又は紡糸せず直接にウエブを形成してゆく方法である。紡糸直結法にはスパンボンド法が知られており、溶融直結法にはメルトブローン法が知られている。
ところで、従来、不織布により形成した拭き取り材が提案されている(例えば、特許文献1等参照)。この拭き取り材は、繊維密度に高低差を生じさせて成る第1交絡部と第2交絡部とを備えさせたもので、低密度とさせた第1交絡部では粒径の大きなダストの取り込みを行わせ、高密度とさせた第2交絡部では粒径の小さなダストの取り込みを行わせようとするものである。
いものであった。
要するに、この拭き取り材は、実質的には保水性や導水性を備えないか、又は備えたとしても実用には向かない程、微量なものであり、植栽地へ敷設するような用途には使用できないと言うことができる。
即ち、本発明に係る浸水指向性を有する繊維シートは、不織布より成る本体層を有し、前記本体層は相対的に繊維密度が粗である複数の浸み込み機能帯と密である複数の滲み出し機能帯とが互いに帯長手方向を平行させると共に帯幅方向で交互に配置されており、前記本体層を形成する不織布は繊維方向を前記浸み込み機能帯及び前記滲み出し機能帯の帯長手方向に合致させつつ単一方向に揃えられていることを特徴とする。
前記本体層の前記浸み込み機能帯は帯長手方向を繊維方向に合致させた凸堤に形成されており、前記本体層の前記滲み出し機能帯は帯長手方向を繊維方向に合致させた凹溝に形成されているものとしてもよい。
前記本体層の片面に裏当て層が積層形成されており、前記裏当て層と前記本体層とは、前記本体層の前記滲み出し機能帯と重なる位置で繊維方向に沿った複数箇所の結合点が設けられたものとしてもよい。
前記結合点は、前記裏当て層を形成する繊維の一部が前記本体層内で交絡していると共に、前記本体層を形成する繊維の一部が前記裏当て層内で交絡していることによって複合交絡構造を形成したものとするのが好適である。
前記裏当て層は、繊維配向方向をランダムにする不織布によって形成することも可能である。
図1乃至図6は、本発明に係る浸水指向性を有する繊維シート(以下、「本発明シート」と言う)1の第1実施形態を示している。
図1から明らかなように、本発明シート1は本体層2を構成の核とする。この本体層2は不織布により形成されている。図例では、本体層2の片面に裏当て層3が積層形成された実施形態としてある。
本体層2の大きさ(面積)をはじめ、浸み込み機能帯5や滲み出し機能帯6の配置数、帯幅(相互間比率を含む)、帯長さ、厚さなどは何ら限定されるものではない。
80wt%に満たない場合は、例えば植栽地の下地材などに使用するうえで浸み込み性や滲み出し性に関する配向性を十分に発揮できない問題(浸透が特定方向だけでなく面方向に散逸する状態となるなど)が生起するおそれがある。
このような糸10を用いれば、隣り合う繊維間に適度な空隙が生じやすく保水性が高まり、且つ、繊維間の絡み合いが強くなることで不織布としての保形性や強度(特に幅方向)が強くなる点で好ましい。
具体的には、220dtex/72fのポリエステルウーリー糸を、約1800本/束×11束のトウで約400mm幅にして用いた。
図2に示すように、浸み込み機能帯5と滲み出し機能帯6とは、本体層2を形成している不織布の繊維密度に粗密差を生じさせることで互いの組成を異ならせたものである。当然に、浸み込み機能帯5が相対的に「粗」となる部位であり、滲み出し機能帯6が相対的に「密」となる部位である。
また、本体層2における実際の組成は図4に示すようなものである。図4は滲み出し機能帯6に対応する端面を中心にして倍率100倍に拡大したものであり、この図4中で寸法線に書き添えた[1277.76μm]の記載位置周辺で、繊維密度が密になっている様子を確認することができる。すなわち、この密部分が滲み出し機能帯6である。そして、この滲み出し機能帯6の左右両側では繊維密度が粗になっている様子を確認することができ、この粗部分が浸み込み機能帯5である。
このように、浸み込み機能帯5は滲み出し機能帯6に比べて低密であって、またふんわりとして厚肉(嵩高)であるので、組成中における厚さ方向の水の浸透性が高いと言える。勿論、浸み込み機能帯5は厚さ方向だけでなく帯幅方向や帯長手方向でも水の浸透性が高い。これらのことによって、浸み込み機能帯5は、保水性が高い組成を有していると言うことができる。
のみならず、図6に示すように、滲み出し機能帯6の隣には浸み込み機能帯5が寄り添っている配置であるので、滲み出し機能帯6に沿って水が流れる状況が保持される場合には、滲み出し機能帯6上の水が隣接の浸み込み機能帯5に吸水され易い(矢符Z参照)という現象を伴うことになる。すなわち、滲み出し機能帯6は、隣接の浸み込み機能帯5への給水の役割や、浸み込み機能帯5を満水状態に保持する役割をも担っていることになる。
6の形成にニードルパンチによる交絡を採用することは限定されるものではないので、この帯長手方向と機械方向との関連性についても限定されるものではない。
このようなことを換言すれば、滲み出し機能帯6にはその帯長手方向に沿った複数箇所に、本体層2と裏当て層3とを積層固定するための結合点が配置されていると言うことができる。
例えば、結合点を形成する他の方法には、接着剤による接着、本体層2や裏当て層3の形成素材に含ませた溶融糸やバインダーを加熱溶融させる加熱接着、ステープラーや結束材による締結、縫着など、種々様々な方法などを採用することができる。
これに対し、交絡のなかでニードルパンチによる場合は、針の抜き刺しを行うことに伴って、図2に模式的に示したように往復両方向で交絡を行うことによる特徴的な相互交絡構造が得られることになる。すなわち、裏当て層3を形成する繊維の一部が本体層2内で交絡していると共に、本体層2を形成する繊維の一部が裏当て層3内で交絡していることになる。
裏当て層3は、特にその形成材料や層構造、水に対する特性(作用)等が限定されるものではない。
例えば、繊維配向方向をランダムにする不織布によって形成することができる。このようにすることで、幅方向の強度が高くなる。
なお、ポリプロピレン(PP)やポリエステル製の不織布は非親水性を示す素材である点で好適と言える。また、元来は親水性を示す不織布(ナイロンやセルロース系)の表面を疎水化処理(シリコーンやフッ素系の撥水剤を付着)させたようなものとしてもよい。
図7及び図8は本発明シート1を製造する方法の一例を示している。
き直しし、そのうえでベルトコンベア15上へトウ14を巻き出す。
このとき、リール13とベルトコンベア15との間ではトウ14をパイプ16内へ挿通して幅方向の通糸位置を規制させるのがよい。これにより、ベルトコンベア15上で幅方向の目付バラツキが発生するのを防止する。
前記の第1実施形態で説明したような裏当て層3を設ける場合は、裏当て層供給装置21から巻き出した形成素材22を、直接、ニードルパンチ装置20へ送り出し(ベルトコンベア15の搬入端へ供給することを除外するものではない)、トウ14の片面側に重ね合わせるようにすればよい。
図9乃至図11は、本発明シート1について行った浸み込み性能を確認する試験について示している。
傾斜台30に付する傾斜の勾配は、2%とした。図10は本発明シート1の実施例及び比較例の双方を単体で行った(植栽地などでシート上面を露出状態にして敷設することを想定した)試験の結果であり、図11は本発明シート1の実施例及び比較例の双方に対して厚さ3cmの土を被せて行った(植栽地などでシートを土中に埋設状態にすることを想定した)試験の結果である。
これに対し、比較例には、ポリエステル繊維の異型糸を形成素材とし、トリコット編で製編した生地を用いた。
試験結果は、図10及び図11(a)から明らかなように、比較例では給水後における給水側の水量低下に伴い、時間の経過とともに透水量が大きく低下する傾向となっているのに対し、本発明シート1の実施例では、30分を超える所定時間にわたり、経時による透水量の低下がよく抑制される傾向であることが明らかとなった。また本発明シート1は、40分を超えても多量の保水状態が維持されていることを理解することができる。
更に具体的に言えば、水を運ぶ量(水拡散速度)の観点で考察すると、土を被せずに行った短時間の試験結果(図10)では、本発明シート1の実施例が比較例よりも2倍以上の好成績を上げており、土を被せて行った短時間~長時間にわたる試験結果(図11(a)及び(b))では、本発明シート1の実施例が比較例よりも、初期(水位3cm)で約3倍、180分後(水位1cm)で約5倍の好成績を上げていることが判る。
確認された。また図11(b)に時間単位で示すように、本発明シート1の実施例では、比較例に比べて給水後、長時間にわたって好結果が維持されるものであることが確認された。
試験開始後30分で、実施例が傾斜の下側から30cmの地点まで充分な濡れを確認できたのに対し、比較例では10cmまでしか濡れを確認できなかった。同様に、70分では実施例が70cmに対して比較例が30cm、90分では実施例が80cmに対して比較例が40cmであった。
ところで、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、実施の形態に応じて適宜変更可能である。
浸み込み機能帯5と滲み出し機能帯6との繊維密度に差を生じさせる方法として、繊維の充填量に差を生じさせる方法を単独、又は圧縮度に差を生じさせる方法との複合で採用することも可能である。
2 本体層
3 裏当て層
5 浸み込み機能帯
6 滲み出し機能帯
10 連続長繊維
11 ボビン
12 巻取機
13 リール
14 トウ
15 ベルトコンベア
16 パイプ
17 ガイドローラ
20 ニードルパンチ装置
21 層供給装置
22 形成素材
30 傾斜台
Claims (4)
- 不織布より成る本体層を有し、
前記本体層は相対的に繊維密度が粗である複数の浸み込み機能帯と密である複数の滲み出し機能帯とが互いに帯長手方向を平行させると共に帯幅方向で交互に配置されており、
前記本体層を形成する不織布は繊維方向を前記浸み込み機能帯及び前記滲み出し機能帯の帯長手方向に合致させつつ単一方向に揃えられ、
前記本体層の片面に裏当て層が積層形成されており、
前記裏当て層と前記本体層とは、前記本体層の前記滲み出し機能帯と重なる位置で繊維方向に沿った複数箇所の結合点が設けられ、
前記本体層の前記浸み込み機能帯は帯長手方向を繊維方向に合致させた凸堤に形成されており、
前記本体層の前記滲み出し機能帯は帯長手方向を繊維方向に合致させた凹溝に形成され、
前記本体層の不織布を形成している繊維は連続長繊維を含むことを特徴とする浸水指向性を有する繊維シート。 - 前記結合点は、
前記裏当て層を形成する繊維の一部が前記本体層内で交絡していると共に、
前記本体層を形成する繊維の一部が前記裏当て層内で交絡していることによって複合交絡構造を形成していることを特徴とする請求項1に記載の浸水指向性を有する繊維シート。 - 前記裏当て層は、繊維配向方向をランダムにする不織布によって形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の浸水指向性を有する繊維シート。
- 前記裏当て層は前記本体層に比べて撥水性が高いことを特徴とする請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の浸水指向性を有する繊維シート。
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