JPH08158226A - 嵩高性不織布およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 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提供する。 【構成】 加熱によ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
収縮しない繊維からなる第二繊維層を積層し、これら二
層を繊維間交絡により一体化させた後、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皺状
の凹凸を形成せしめ、厚みが増加した嵩高性不織布とな
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表面に多数の皺が形成
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。

【０００２】

【従来の技術】従来より、不織布の見掛けの厚味を増大
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。

【０００３】また、フィルターは濾過表面が大きい程、
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。

【０００４】高収縮性繊維としては、特開昭６０−２７
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）

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一般に家庭用ワイパー
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。

【０００６】しかし、前述の特開平２−１６０９６２号
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。

【０００７】つまり、従前の嵩高性不織布は、凹凸部の
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。

【０００８】同様にフィルター分野においても、プリー
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。

【０００９】一方、特開昭５８−２１４５５０号公報
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。

【００１０】そこで、本発明者らは、これらの実情に鑑
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。

【００１１】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は加熱によ
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、両繊維層が繊維間交絡によ
り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。

【００１２】本発明で用いる高収縮性繊維は、最大熱収
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。

【００１３】また、第一繊維層はこのような高収縮性繊
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。

【００１４】最大熱収縮率が５０％以上の繊維として、
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。

【００１５】エチレン−プロピレンランダム共重合体の
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。

【００１６】一般に不織布用繊維は、帯電防止剤などの
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。

【００１７】第一繊維層の態様は特に限定されず、ステ
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。

【００１８】第一繊維層の両面に位置する第二繊維層を
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。

【００１９】例えば本発明の嵩高性不織布をウェットワ
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。

【００２０】第二繊維層の態様は、第一繊維層との繊維
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。

【００２１】勿論、素材や態様の異なる二つの繊維層
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。

【００２２】第一繊維層および第二繊維層の目付は不織
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。

【００２３】次に本発明の嵩高性不織布の製造方法につ
いて説明する。

【００２４】本発明の嵩高性不織布は第一繊維層の熱収
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。

【００２５】両繊維層の繊維間を交絡する方法として、
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。また、ニー
ドルパンチングによる繊維間の交絡も可能である。特
に、熱処理前の両繊維層を合わせた目付が１００〜３０
０ｇ／ｍ² 程度のものに対してはニードルパンチングに
よる方法が好ましい。

【００２６】両繊維層の繊維間を交絡させた後、熱処理
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。

【００２７】皺状の凹凸の凸部は、第二繊維層の一部が
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。

【００２８】第二繊維層に形成される凹凸の大きさを示
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。

【００２９】

【作用】本発明において、高収縮性繊維を含む第一繊維
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。

【００３０】第二繊維層はそれ自身殆ど熱収縮性を示さ
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。

【００３１】本発明では、予め高圧水流処理等によって
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。

【００３２】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。

【００３３】［高収縮性繊維の製造］融点が１４０℃、
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。

【００３４】［実施例１］上述の高収縮性繊維のみを用
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。

【００３５】そして第一繊維層の両面に第二繊維層を積
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。

【００３６】

【表１】

【００３７】［実施例２］第二繊維層として、ポリプロ
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。

【００３８】

【表２】

【００３９】［比較例１］上述の高収縮性繊維３０重量
％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。

【００４０】

【表３】

【００４１】なお、表１〜３中、不織布の物性は以下の
方法に従って評価した。

【００４２】［厚み］ 厚み測定機（商品名：THICKNES
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。

【００４３】［厚みの変化］ （熱処理後の不織布の厚
み／熱処理前の不織布の厚み）で表す。

【００４４】［面積収縮率］ 熱処理前の不織布の表面
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。

【００４５】

【数１】

【００４６】［引張強力、裂断長、伸度］ ＪＩＳ Ｌ
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。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の不織布
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。

【００４８】従って、この嵩高性不織布をワイパーとし
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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の嵩高性不織布の一例を示す平面図であ
る。

【図２】面積収縮率の評価方法を示す概略図である。

【符号の説明】

１ 嵩高性不織布 ２ 畝状の凸部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｄ０１Ｆ 6/30

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【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
   維層が繊維間交絡により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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。