TWI723972B - 自我黏著性不織布 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種不織布及使用其之繃帶,該不織布於一方向拉伸斷裂之根據JIS L 1913之拉伸試驗所形成之斷裂端部中,關於上述一方向位於最內側位置之點設為Pin,位於最外側之點設為Pout時,自點Pin至點Pout之沿上述一方向之距離D為50mm以下。
Description
本發明係有關可較好地作為繃帶等使用之自我黏著性不織布。
繃帶係捲繞在患部等之適用部位而直接保護適用部位,不僅可用以將其他保護構件(紗布等)固定於適用部位,於具有伸縮性時,亦可利用其伸縮性藉由捲繞時之壓迫力進行創傷部之止血,促進血流而改善浮腫。且近幾年來,亦應用於下肢靜脈瘤之治療‧改善等之藉由壓迫患部進行治療之壓迫療法。伸縮性繃帶係使用不織布等。
繃帶捲繞於適用部位後,有必要固定其前端部。作為固定手段,過去以來已知有於繃帶表面賦予黏著劑之方法,或另外準備用以固定繃帶前端部之扣具之方法等。然而前者方法,會有因黏著劑誘發皮膚刺激或過敏之虞之問題,且後者方法,有繃帶之處理繁瑣之問題。
作為可解決上述問題之繃帶,提案有由不織布所成之自我黏著性繃帶[國際公開第2008/015972號
(專利文獻1)]。所謂自我黏著性繃帶係指不使用黏著劑或扣具等,而具有藉由使繃帶彼此(例如捲繞於適用部位等後之前端部與位於其前端部正下方之捲繞繃帶部分)重疊,使該等相互扣合並固定之性質之繃帶。又專利文獻1所記載之自我黏著性繃帶並未使用如剪刀之切斷手段,而具有藉由手拉伸即可斷裂(切斷)之手撕性。
[專利文獻1]國際公開第2008/015972號
自我黏著性繃帶捲繞於關節部分時等,大多在暴露於外力之環境下使用,且一旦捲繞於適用部位等時,有以該狀態長時間持續使用之傾向。因此對自我黏著性繃帶要求優異之自我黏著性,尤其對於以手撕性(以手切斷)為代表之藉由拉伸而斷裂所形成之前端部要求優異之自我黏著性。前端部之自我黏著性不充分時,因外力或長期間使用等而使該前端部剝落且易於捲起,並以此為起點與其他部分之密著性逐漸鬆脫,最終繃帶變得容易脫落。
因此本發明之目的係提供可改善因拉伸而斷裂所形成之前端部之自我黏著性之不織布及使用其之繃帶。
本發明係提供以下所示之不織布及繃帶。
[1]一種不織布,其於一方向拉伸斷裂之根據JIS L 1913之拉伸試驗所形成之斷裂端部中,關於前述一方向位於最內側位置之點設為Pin,位於最外側之點設為Pout時,自點Pin至點Pout之沿前述一方向之距離D為50mm以下。
[2]如[1]記載之不織布,其具有長度方向及寬度方向,且前述一方向與前述長度方向平行。
[3]如[2]記載之不織布,其中包含長度方向之長度為5cm,且寬度方向之長度為前述不織布之全寬之方形區域,
前述方形區域所包含之長度方向之長度為5cm,且寬度方向之長度為1cm之2個以上分割區域中,自前述不織布之寬度方向一端起第i個分割區域(惟,i為1以上之整數,第1個分割區域包含前述寬度方向之一端)之單位面積重Wi與第(i+1)個分割區域之單位面積重Wi+1之比Wi/Wi+1為0.9~1.1。
[4]如[3]記載之不織布,其中前述方形區域包含2以上。
[5]如[3]或[4]記載之不織布,其中前述方形區域包含3以上之前述分割區域,前述第i個分割區域之單位面積重Wi與其以外之分割區域之單位面積重之比分別為
0.9~1.1。
[6]如[1]~[5]中任一項記載之不織布,其中密度為0.05~0.13g/cm3。
[7]如[1]~[6]中任一項記載之不織布,其中壓縮應力為0.2~10kPa。
[8]如[1]~[7]中任一項記載之不織布,其包含捲縮纖維。
[9]如[8]記載之不織布,其中前述捲縮纖維係由熱收縮率不同之複數樹脂形成相構造之複合纖維所構成,相對於面方向略平行地配向並且以平均曲率半徑20~200μm於厚度方向略均一地捲縮。
[10]如[9]記載之不織布,其中構成前述不織布之全纖維中之前述複合纖維之含有率為80質量%以上。
[11]如[1]~[10]中任一項記載之不織布,其實質上不含黏著劑且構成前述不織布之各纖維實質上不熔著。
[12]如[1]~[11]中任一項記載之不織布,其中於至少一面方向之斷裂強度為5~30N/50mm,斷裂伸長度為50%以上,50%伸長後之回復率為80%以上。
[13]如[1]~[12]中任一項記載之不織布,其中前述斷裂端部之曲面滑動應力為5N/50mm以上。
[14]如[2]~[5]中任一項記載之不織布,其中長度方向之斷裂強度與寬度方向之斷裂強度之比為
1.5~50。
[15]如[1]~[14]中任一項記載之不織布,其中於厚度方向之剖面中,於厚度方向分三等分之各區域中之纖維彎曲率均為1.3以上,且該3個區域中之纖維彎曲率之最小值與最大值之比(最小值/最大值)為75%以上。
[16]如[1]~[15]中任一項記載之不織布,其係繃帶。
依據本發明,可提供可藉拉伸而斷裂(切斷),且因其斷裂所形成之前端部之自我黏著性優異之自我黏著性不織布。本發明之不織布適於繃帶等。
1‧‧‧樣品
2‧‧‧單面黏著膠帶
3‧‧‧捲芯
4‧‧‧接線夾
5‧‧‧秤錘
6‧‧‧基點
7‧‧‧距基點半周之地點
8‧‧‧切縫
9‧‧‧治具
10‧‧‧夾具
100‧‧‧不織布
200‧‧‧方形區域
圖1係用以說明距離D(斷裂端部長度)之圖,係顯示因拉伸而使不織布斷裂時形成之斷裂端部之一例之概略俯視圖。
圖2係說明方形區域及其內所含之分割區域之不織布之概略俯視圖。
圖3係顯示調製用以測定曲面滑動應力之樣品的方法之示意圖。
圖4係顯示用以測定曲面滑動應力之樣品之剖面示意圖。
圖5係顯示曲面滑動應力之測定方法之示意圖。
圖6係顯示纖維彎曲率之測定方法之示意圖。
(1)不織布之特性
本發明之不織布係具有藉由其表面之纖維彼此重疊(接觸)而使該等相互扣合並固定之性質,亦即自我黏著性之不織布。尤其本發明係著眼於如以手拉伸而使不織布斷裂(切斷)時,因拉伸而斷裂所形成之不織布前端部(以下亦稱為「斷裂端部」)之自我黏著性,本發明之不織布於該斷裂端部具有1個特徵。該斷裂端部之特徵參考圖1及圖2加以說明。
圖1係顯示因拉伸而使不織布100斷裂時形成之斷裂端部之一例者。如圖1所示,一般若拉伸不織布100而斷裂時,於其斷裂端部(切口)露出於拉伸方向延伸之纖毛[構成不織布之纖維或其集合體(束)]。此等纖毛於斷裂端部可產生複數根,但通常產生該等之突出(延伸)長度彼此不同之分佈。參考圖1,本發明之不織布於某一方向拉伸斷裂所形成之斷裂端部中,關於上述一方向位於最內側位置之點設為Pin,位於最外側之點設為Pout時,自點Pin至點Pout之沿上述一方向之距離D(以下亦稱為「斷裂端部長度」)為50mm以下。所謂上述一方向
為拉伸不織布而斷裂時之斷裂方向,此與拉伸方向同義。
可形成斷裂端部長度D為50mm以下之斷裂端部之本發明之不織布,由於斷裂端部(切口)於遍及與斷裂方向正交之方向比較一致,故其斷裂端部之自我黏著性優異。亦即,暴露於來自各種方向之外力之環境下於自我黏著之長期間內自我黏著時,自我黏著之斷裂端部亦不易剝落。依據本發明之不織布,可改善斷裂方向之不織布對於自外側朝向內側之外力之耐剝落性,並且亦可改善對於來自其以外之方向例如與斷裂方向正交之方向之外力(來自橫向之力)之耐剝離性。斷裂端部長度D超過50mm時,斷裂端部之自我黏著性有意義地降低。本發明之不織布由於其本身之自我黏著性良好,故較好實質上不含有黏著劑。
本發明之不織布較好可形成斷裂端部長度D為50mm以下之斷裂端部之部位有2個以上,更好有3個以上,進而更好於關於斷裂方向之任何位置均顯示50mm以下之斷裂端部長度D。
基於斷裂端部之進一步提高自我黏著性之觀點,斷裂端部長度D較好為45mm以上,更好為40mm以下。另一方面,(如簡直以剪刀切斷般)破裂端部長度D若為0mm則有破裂端部之自我黏著性缺乏之傾向,因此斷裂端部長度D較好為0.1mm以上,更好為0.5mm以上,又更好為1mm以上。
又,本發明之不織布典型上為具有手撕性之
不織布,且典型上係以改善以手撕(以手切斷)而產生之斷裂端部之自我黏著性為目的者。因此,本發明之不織布可具備以例如容易沿著預先設定之線切斷之方式預先斷續地沿該線切入切口成為切取線般之切斷容易化機構,但本發明之斷裂端部長度D基本上並非包含以該切斷容易化機構切斷時之斷裂端部長度者。亦即,本發明之不織布具有切斷容易化機構時,用以測定斷裂端部長度D之斷裂部位為切斷容易化機構以外之部位。
斷裂端部長度D係藉由對不織布於上述一方向拉伸並斷裂產生斷裂端部而測定。因此,使用依據JIS L 1913「一般不織布試驗方法」之拉伸試驗。藉由依據JIS L 1913「一般不織布試驗方法」之拉伸試驗一併測定不織布斷裂強度時,藉由該測定所得之斷裂樣品可使用作為用以測定斷裂端部長度D之樣品。藉由上述拉伸試驗所得之2個斷裂樣品之斷裂端部各者,特定出位於最內側之點Pin、位於最外側之點Pout,求出自點Pin至點Pout之沿斷裂方向(拉伸方向)之距離,針對2個斷裂樣品求出之2個該距離之平均值設為斷裂端部長度D。特定點Pout時,於斷裂端部露出之纖毛中存在有沿著未與斷裂方向平行之方向延伸之纖毛時,須邊留意使其突出(延伸)長度本身不變化,邊調整該纖毛延伸之方向成為與斷裂方向平行之方向進行點Pout之特定。
本發明之不織布之形狀為通常之薄片狀,更具體之形狀可根據用途選擇,但較好為如膠帶狀或帶狀
(長條狀)般具有長度方向及寬度方向之矩形薄片狀。該情況下,本發明之不織布較好至少形成有將上述斷裂方向設為與長度方向平行時之斷裂端部長度D為50mm以下之斷裂端部者。本發明之不織布更好至少可形成將上述斷裂方向設為與長度方向平行時之斷裂端部長度D為50mm以下之斷裂端部之部位有2個以上,又更好有3個以上,特佳為於斷裂方向(長度方向)任何位置斷裂均顯示50mm以下之斷裂端部長度D。不織布之長度方向可為製造步驟之不織布行進方向(MD方向),不織布之寬度方向可為與製造步驟中不織布之行進方向垂直之方向(CD方向)。
具有長度方向及寬度方向之本發明之不織布,較好包含長度方向之長度為5cm,寬度方向之長度為不織布之全寬之特定方形區域200。參考圖2,所謂特定之方形區域200意指該方形區域200所包含之長度方向之長度為5cm,且寬度方向之長度為1cm之2個以上分割區域中,自不織布之寬度方向一端起第i個分割區域(惟,i為1以上之整數,第1個分割區域包含前述寬度方向之一端)之單位面積重Wi與第(i+1)個分割區域之單位面積重Wi+1之比Wi/Wi+1為0.9~1.1。若為包含如此之方形區域200之不織布,則藉由拉伸使不織布斷裂時,藉由在該方形區域200內產生斷裂,可顯示50mm以下之斷裂端部長度D。包含上述特定之方形區域200之不織布100於長度方向之長度至少為5cm,寬度方向之長度至少為2cm。
方形區域200只要至少一個i滿足Wi/Wi+1為0.9~1.1之關係即可,但基於斷裂端部之進一步自我黏著性提高之觀點,較好2以上之i滿足該關係(包含3以上之分割區域時),更好3以上之i滿足該關係(包含4以上之分割區域時),又更好所有i滿足該關係,特佳第i個分割區域之單位面積重Wi與其以外之分割區域之單位面積重之比分別滿足該關係(包含3以上之分割區域時),最好對於所有i,第i個分割區域之單位面積重Wi與其以外之分割區域之單位面積重之比分別滿足該關係(包含3以上之分割區域時)。
如上述,第i個分割區域係以包含不織布100之寬度方向之一端之方式分配(參考圖2)。此時,方形區域200中之寬度方向之另一端亦可形成無法分配寬1cm之分割區域之留白區域。亦即,本發明之不織布之全寬並非限定於1cm之整數倍。
且本發明之不織布較好具有2以上之上述特定之方形區域200,更好具有3以上,進而更好不織布之實質上所有區域或幾乎所有區域係以上述特定之方形區域200構成。不織布含有2以上之特定方形區域200時,該等方形區域200可連續配置,亦可隔開配置。
本發明之不織布之密度(鬆密度)為例如0.03~0.5g/cm3,較好為0.05~0.2g/cm3,更好為0.06~0.18g/cm3。不織布之密度在該範圍內時,纖維彼此更易於扣合,成為自我黏著性更優異者。不織布之厚度為例如
0.2~5mm,較好為0.3~3mm,更好為0.4~2mm。且不織布全體之單位面積重,亦即不織布之平均單位面積重較好為30g/m2以上,更好為50g/m2以上。單位面積重及厚度若在該範圍內,則成為不織布之伸縮性與柔軟性、質感及緩衝性之均衡良好。
本發明之不織布較好包含沿著面內之某方向(例如長度方向)排列之複數之低密度部與複數之高密度部,更好低密度部與高密度部係週期交互配置。藉由於不織布之面內設有密度差,可確保良好之手撕性且可提高伸縮性。低密度部及高密度部之排列圖案並未特別限制,但不織布具有長度方向及寬度方向時,可為沿著長度方向交互排列低密度部與高密度部之條紋花樣圖案,亦可為網眼狀或格子狀(鋸齒狀)交互排列之圖案。較好為網眼狀或格子狀(鋸齒狀)。網眼狀或格子狀圖案中,低密度部與高密度部之面積比可不同亦可相同。低密度部/高密度部之面積比為例如90/10~10/90,較好為70/30~30/70。低密度部及高密度部之平均寬度為例如0.1~10mm,較好為0.5~5mm,更好為1~3mm。
本發明之不織布之壓縮應力較好為0.2~10kPa,更好為0.5~5kPa,又更好為0.6~4kPa。不織布之壓縮應力在該範圍內時,可對不織布賦予適度緩衝性,提高纖維彼此接觸時之一體性,提高不織布之自我黏著性,尤其是斷裂端部之自我黏著性。不織布之壓縮應力可依據實施例之項中記載之方法測定。
本發明之不織布於面方向之至少一方向之斷裂強度為例如5~30N/50mm,較好為6~25N/50mm,更好為7~20N/50mm。斷裂強度與不織布之手撕性有關係。本發明之不織布較好具有可以手比較容易斷裂(切斷)之良好手撕性,斷裂強度若過大,則手撕性不足,例如以單手切斷不織布時有困難。且斷裂強度過小時,不織布強度不足而容易斷裂、操作性降低。斷裂強度係根據JIS L 1913「一般不織布試驗方法」之拉伸試驗測定。
上述「面方向之至少一方向」可為製造步驟中之不織布行進方向(MD方向),於不織布如例如繃帶般具有長度方向及寬度方向時,較好為不織布之長度方向。亦即,不織布作為繃帶使用時,使繃帶邊沿著其長度方向伸展邊對患部等捲繞必要量後予以斷裂,由於用以固定其斷裂端部之某程度之強度為必要,故本發明之不織布較好其長度方向滿足上述斷裂強度之範圍。
且,使用本發明之不織布製造繃帶時,不織布必須配合繃帶必要之寬度或長度進行加工,該步驟可藉由使用通常之切捲機(slitter rewinder)容易地實施。因此,基於確保良好生產性之方面,不織布之長度方向之斷裂強度較好落於上述範圍。
另一方面,上述面方向之至少一方向以外之方向,例如與製造步驟之行進方向垂直之方向(CD方向),或不織布如繃帶般具有長度方向及寬度方向時之寬度方向之斷裂強度亦可較小,例如0.05~20N/50mm,較
好為0.1~15N/50mm,更好為0.5~10N/50mm。
如此之本發明之不織布通常於MD方向與CD方向之間具有異向性。亦即,本發明之不織布於製造過程中,不僅是線圈狀捲縮纖維之軸芯方向與面方向大致平行,且具有於與面方向大致平行地配向之線圈狀捲縮纖維之軸芯方向相對於MD方向大致平行之傾向。其結果,製造具有長度方向及寬度方向之不織布時,於MD方向及CD方向之間,伸縮特性及斷裂特性,尤其是斷裂強度具有異向性。作為繃帶使用時,MD方向設為不織布之長度方向,可獲得長度方向之斷裂強度在上述範圍內之不織布。關於斷裂強度之異向性,不織布之長度方向(MD方向)之斷裂強度對於寬度方向之斷裂強度為例如1.5~50倍,較好為2~40倍,更好為3~30倍。
本發明之不織布於面方向之至少一方向之斷裂伸長度為例如50%以上,較好為60%以上,更好為80%以上。斷裂伸長度在上述範圍時,於提高不織布之伸縮性方面有利。且,不織布作為繃帶使用時,將其應用於關節等之動作較大之部位時之追隨性可提高。上述面方向之至少一方向之斷裂伸長度通常為300%以下,較好為250%以下。斷裂伸長度亦根據JIS L 1913「一般不織布試驗方法」之拉伸試驗測定。
上述「面方向之至少一方向」可為MD方向,於不織布如例如繃帶般具有長度方向及寬度方向時,較好為不織布之長度方向。
上述面方向之至少一方向以外之方向,例如CD方向,或不織布如繃帶般具有長度方向及寬度方向時之寬度方向之斷裂伸長度為例如50~500%,較好為100~350%。
面方向之至少一方向之50%伸長後之回復率(50%伸長後回復率)較好為70%以上(100%以下),更好為80%以上,又更好為90%以上。50%伸長回復率在該範圍時,對於伸長之追隨性提高,例如作為繃帶使用時,可充分追隨使用部位之形狀,且藉由重疊不織布彼此之摩擦有利於自我黏著性提高。尤其,使捲繞之數片不織布重疊時,因摩擦造成之固定力整體對應於回復應力,顯示與提高單位面積重類似之舉動。亦即,伸長恢復率小時,於使用部位具有複雜形狀,且使用中動作時,不織布無法追隨其動作,且,隨身體之動作而變形之部位無法復原,捲繞部位之固定變弱。
上述「面方向之至少一方向」可為MD方向,且不織布為例如如繃帶般之具有長度方向及寬度時,較好為不織布之長度方向。
50%伸長後回復率於依據JIS L 1913之「一般不織布試驗方法」之拉伸試驗中,將伸長率到達50%後立即去除荷重時之試驗後殘留之變形(%)設為X時,以下述式定義:50%伸長後回復率(%)=100-X
上述面方向之至少一方向以外之方向,例如
CD方向或不織布為如繃帶般具有長度方向及寬度方向時之寬度方向之50%伸長後回復率可為例如70%以上(100%以下),較好為80%以上。
又,面方向之至少一方向之50%伸長時應力較好為3~50N/50mm,更好為4~40N/50mm,又更好為5~30N/50mm。50%伸長時應力在該範圍內時,對於伸長之追隨性變得有利。50%伸長時應力亦依據JIS L 1913之「一般不織布試驗方法」之拉伸試驗測定。
上述「面方向之至少一方向」可為MD方向,且不織布為例如如繃帶般之具有長度方向及寬度方向時,較好為不織布之長度方向。
上述面方向之至少一方向以外之方向,例如CD方向或不織布為如繃帶般具有長度方向及寬度方向時之寬度方向之50%伸長時應力為例如0.5~50N/50mm,較好為1~30N/50mm。
本發明之不織布之自我黏著性,尤其是斷裂端部之自我黏著性優異。藉由該自我黏著性,可不使用黏著劑或扣具等,而藉由不織布彼此之接觸時之接合或交織即可使一不織布部分卡住.固定於另一不織布部分。不織布之自我黏著性可藉由曲面滑動應力而評價。本發明之不織布於斷裂端部以外之部分之曲面滑動應力為例如0.5N/50mm以上,較好為1N/50mm以上,更好為3N/50mm以上,又更好為5N/50mm以上,特佳為大於斷裂強度。另一方面,依據本發明,斷裂端面之曲面滑動應
力可設為5N/50mm以上,進而可設為7N/50mm以上,又進而亦可設為10N/50mm以上。藉由使上述之斷裂端部長度D設為特定範圍,可提高斷裂端部之曲面滑動應力(自我黏著性)。斷裂端部以外之部分之曲面滑動應力及斷裂端部之曲面滑動應力係使用拉伸試驗機,依據實施例之項中記載之方法測定(圖3~圖5)。
本發明之不織布之通氣度以弗雷澤型(Frazir Type)法獲得之通氣度為0.1cm3/cm2‧秒以上,例如1~500cm3/cm2‧秒,較好為5~300cm3/cm2‧秒,更好為10~200cm3/cm2‧秒。通氣度在該範圍內時,由於通氣性良好不易群聚,故更適用於繃帶等使用於人體之用途中。
(2)不織布之材質及構造
本發明之不織布如後詳述般,較好包含捲縮成線圈狀之捲縮纖維而構成。又本發明之不織布較好具有構成其之各纖維實質上不熔著,主要是捲縮纖維互相以該等之捲縮線圈部絡合而拘束或卡住之構造。且本發明之不織布中,幾乎(大部分)構成其之捲縮纖維(捲縮纖維之軸芯方向)較好對於不織布面(薄片面)略平行地配向。本說明書中所謂「對於面方向略平行地配向」意指例如如利用針刺而交織般,局部多數之捲縮纖維(捲縮纖維之軸芯方向)沿著厚度方向配向之部分未重複存在之狀態。
本發明之不織布較好包含朝其面方向(長度方向)配向,且捲縮成線圈狀之捲縮纖維,鄰接或交叉之
捲縮纖維彼此藉由該等捲縮線圈部相互交織。且,不織布之厚度方向(或斜方向)較好亦輕度使捲縮纖維彼此交織。尤其,纖維網片中,收縮成線圈狀之過程中纖維彼此交織,藉由交織之捲縮線圈部而拘束捲縮纖維。
因此,本發明之不織布可為相較於寬度方向或厚度方向,利用交織之捲縮線圈部可於面方向(縱向)更大幅伸長之伸縮不織布。該伸縮性不織布較好捲縮纖維於面方向及長度方向進行配向,據此於長度方向賦予張力時,交織之捲縮線圈部伸長,且由於恢復成原本之線圈狀,故可在面方向及長度方向顯示高的伸縮性。再者,藉由不織布之厚度方向之捲縮纖維彼此輕度交織,可展現厚度方向之緩衝性及柔軟性,因此伸縮性不織布可具有良好的肌膚觸感及質感。再者,捲縮線圈部藉由在某程度之壓力下接觸而容易與其他捲縮線圈部交織。可藉由該捲縮線圈部而展現自我黏著性。
捲縮纖維較好於面方向或長度方向配向,據此於長度方向賦予張力時,交織之捲縮線圈部因彈性變形而伸長,進而賦予張力時,由於最終鬆開,故切斷性(手撕性)亦良好。如此,本發明之不織布可均衡良好地具備自我黏著性、手撕性及伸縮性。
相對於此,構成不織布之纖維彼此實質上不熔著,朝厚度方向(相對於薄片面垂直之方向)配向之纖維存在較多時,由於該纖維亦形成線圈狀之捲縮,故纖維彼此極複雜絡合。結果,對其他纖維帶來必要以上之拘束
或固定,進而由於阻礙構成纖維之捲縮線圈部之伸縮,故不織布之伸縮性降低。據此,宜儘可能使捲縮纖維朝相對於不織布之面方向平行的配向。
如此,較好藉由使線圈狀之捲縮纖維朝相對於不織布之面方向略平行進行配向,可使本發明之不織布在其面方向具有伸縮性。相對於此,朝厚度方向伸長時,纖維比較容易鬆開,故如在面方向觀察般未展現伸縮性(收縮性)。又,該纖維之配向在纖維密實,以目視難以觀察配向時,仍可藉由該伸縮性之觀察而容易地確認纖維之配向性。
如上述,本發明之不織布較好包含捲縮成線圈狀之捲縮纖維。捲縮纖維較好主要朝不織布之面方向配向,且較好在厚度方向略均一地捲縮。捲縮纖維可由以熱收縮率(或熱膨脹率)不同之複數種樹脂形成相構造而成之複合纖維構成。
構成捲縮纖維之複合纖維具有起因於複數種樹脂之熱收縮率(或熱膨脹率)之差異所致之藉加熱產生捲縮之非對稱或層狀(所謂雙金屬)構造之纖維(潛在捲縮纖維)。複數種樹脂通常軟化點或熔點不同。複數種樹脂可選自例如聚烯烴系樹脂(如低密度、中密度或高密度聚乙烯、聚丙烯之聚C2-4烯烴系樹脂等);丙烯酸系樹脂(如丙烯腈-氯乙烯共聚物之具有丙烯腈單位之丙烯腈系樹脂等);聚乙烯基縮醛系樹脂(聚乙烯基縮醛樹脂等);聚氯乙烯系樹脂(聚氯乙烯、氯乙烯-乙酸乙烯酯
共聚物、氯乙烯-丙烯睛共聚物等);聚偏氯乙烯系樹脂(偏氯乙烯-氯乙烯共聚物、偏氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等);苯乙烯系樹脂(耐熱聚苯乙烯等);聚酯系樹脂(如聚對苯二甲酸乙二酯樹脂、聚對苯二甲酸丙二酯樹脂、聚對苯二甲酸丁二酯樹脂、聚萘二甲酸乙二酯樹脂之聚C2-4伸烷基芳酸酯系樹脂等);聚醯胺系樹脂(如聚醯胺6、聚醯胺66、聚醯胺11、聚醯胺12、聚醯胺610、聚醯胺612之脂肪族聚醯胺系樹脂、半芳香族聚醯胺系樹脂、聚伸苯基間苯二甲醯胺、聚六亞甲基對苯二甲醯胺、聚-對-伸苯基對苯二甲醯胺之芳香族聚醯胺系樹脂等);聚碳酸酯系樹脂(雙酚A型聚碳酸酯等);聚對伸苯基苯并雙噁唑樹脂;聚伸苯基硫醚樹脂;聚胺基甲酸酯系樹脂;纖維素系樹脂(纖維素酯等)等之熱可塑性樹脂。再者,該等各熱可塑性樹脂中亦可包含可共聚合之其他單位。
其中,上述複數種樹脂,基於即使以高溫水蒸氣加熱處理亦不會熔融或軟化使纖維熔著之觀點而言,較好為軟化點或熔點為100℃以上之非濕熱接著性樹脂(或耐熱性疏水性樹脂或非水性樹脂),例如聚丙烯系樹脂、聚酯系樹脂、聚醯胺系樹脂,尤其,就耐熱性或纖維形成性等之均衡優異之觀點而言,較好為芳香族聚酯系樹脂、聚醯胺系樹脂。較好至少露出於複合纖維表面之樹脂為非濕熱接著性纖維,以使得即使以高溫水蒸氣處理構成伸縮性不織布之複合纖維(潛在捲縮纖維)亦不使該纖維
熔著。
構成複合纖維之複數種樹脂只要熱收縮率不同即可,可為相同系統之樹脂之組合,亦可為不同種樹脂之組合。
就密著性之觀點而言,構成複合纖維之複數種樹脂較好為相同系統之樹脂之組合。相同系統之樹脂組合時,通常使用形成均聚物(必要成分)之成分(A),與形成改質聚合物(共聚物)之成分(B)之組合。亦即,對於必要成分之均聚物,亦可例如藉由使能降低結晶化度或熔點或軟化點等之共聚合性單體共聚合而改質,使結晶化度低於均聚物或成為非晶性,使熔點或軟化點等低於均聚物。如此,藉由改變結晶性、熔點或軟化點,可設計熱收縮率之差異。熔點或軟化點之差可為例如5~150℃,較好為40~130℃,更好為60~120℃左右。改質所使用之共聚合性單體之比例相對於總單體為例如1~50莫耳%,較好為2~40莫耳%,更好為3~30莫耳%(尤其是5~20莫耳%)左右。形成均聚物之成分與形成改質性聚合物之成分之質量比可依據纖維織構造選擇,例如均聚物成分(A)/改質聚合物成分(B)=90/10~10/90,較好為70/30~30/70,更好為60/40~40/60左右。
基於容易製造潛在捲縮性之複合纖維,複合纖維較好為芳香族聚酯系樹脂之組合,尤其以聚伸烷基芳酸酯系樹脂(a)與改質聚伸烷基芳酸酯系樹脂(b)之組合較佳。聚伸烷基芳酸酯系樹脂(a)可為芳香族二羧酸
(如對苯二甲酸、萘-2,6-二羧酸之對稱型芳香族二羧酸等)與烷二醇成分(如乙二醇或丁二醇之C2-6烷二醇等)之均聚物。具體而言,係使用聚對苯二甲酸乙二酯(PET)或聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)之聚對苯二甲酸C2-4烷二酯系樹脂等,通常使用固有黏度0.6~0.7之一般PET纖維中所用之PET。
另一方面,改質聚伸烷基芳酸酯系樹脂(b)中,必要成分之聚伸烷基芳酸酯系樹脂(a)之能降低熔點或軟化點、結晶化度之共聚合成分列舉為例如非對稱型芳香族二羧酸、脂環族二羧酸、脂肪族二羧酸之二羧酸成分,或鏈長比聚伸烷基芳酸酯系樹脂(a)之烷二醇長之烷二醇成分及/或含有醚鍵之二醇成分。共聚合成分可單獨使用或組合2種以上使用。該等成分中,廣泛使用非對稱型芳香族二羧酸(間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、5-鈉磺酸間苯二甲酸等)、脂肪族二羧酸(如己二酸之C6-12脂肪族二羧酸)等作為二羧酸成分,且廣泛使用烷二醇(如1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇之C3-6烷二醇等)、聚氧基烷二醇(如二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、聚四亞甲基二醇之聚氧基C2-4烷二醇等)等作為二醇成分。該等中,較好為如間苯二甲酸之非對稱型芳香族二羧酸、如二乙二醇之聚氧基C2-4烷二醇等。另外,改質聚伸烷基芳酸酯系樹脂(b)亦可為將C2-4伸烷基芳酸酯(對苯二甲酸乙二酯、對苯二甲酸丁二酯等)設為硬質段,將(聚)氧基烷二醇等設為軟質段之彈性體。
改質聚伸烷基芳酸酯系樹脂(b)中,用以降低熔點或軟化點之二羧酸成分(例如間苯二甲酸等)之比例相對於構成改質聚伸烷基芳酸酯系樹脂(b)之二羧酸成分之總量,為例如1~50莫耳%,較好為5~50莫耳%,更好為15~40莫耳%左右。又,用以降低熔點或軟化點之二醇成分(例如二乙二醇等)之比例相對於構成改質聚伸烷基芳酸酯系樹脂(b)之二醇成分之總量,為例如30莫耳%以下,較好為10莫耳%以下(例如1~10莫耳%左右)。共聚合成分之比例太低時,無法展現充分之捲縮,展現捲縮後之不織布之型態安定性及伸縮性降低。另一方面,共聚合成分之比例太高時,展現捲縮之性能變高,但難以安定地紡絲。
改質聚伸烷基芳酸酯系樹脂(b)亦可視需要包含如偏苯三酸、均苯四酸之多元羧酸成分,丙三醇、如三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷、季戊四醇之多元醇成分等作為單體成分。
複合纖維之橫剖面形狀(與纖維之長度方向垂直之剖面形狀)一般不限於中間實心剖面形狀之圓型剖面或不規則型剖面[扁平狀、橢圓狀、多角形狀、3~14葉狀、T字狀、H字狀、V字狀、狗骨頭(I字狀)等],亦可為中空剖面狀等,但通常為圓形剖面。
複合纖維之橫剖面構造列舉為由複數樹脂形成之相構造,列舉為例如芯鞘型、海島型、摻合型、並列型(並排型或多層貼合型)、輻射型(輻射狀貼合型)、
中空輻射型、塊型、無規複合型等構造。其中,基於容易藉加熱而展現自我捲縮,較好為相部分為相鄰構造(所謂雙金屬構造)、或相構造為非對稱構造,例如偏芯芯鞘型、並列型構造。
又,複合纖維為如偏芯芯鞘型之芯鞘型構造時,只要與位在表面之鞘部之非濕熱性皆著性樹脂具有熱收縮差且可捲縮,則芯部亦可為以濕熱接著性樹脂(例如,如乙烯-乙烯醇共聚物或聚乙烯醇之乙烯醇系聚合物等)、或具有低熔點或軟化點之熱可塑性樹脂(例如,聚苯乙烯或低密度聚乙烯等)構成。
複合纖維之平均纖度可選自0.1~50dtex之範圍,較好為0.5~10dtex,更好為1~5dtex(尤其是1.5~3dtex)。纖度太小時,除纖維本身難以製造外,亦難確保纖維強度。且,展現捲縮之步驟中,難以展現美麗之線圈狀捲縮。另一方面,纖度太大時,纖維變剛直,難以展現充分之捲縮。
複合纖維之平均纖維長度可選自例如10~100mm之範圍,較好為20~80mm,更好為25~75mm(尤其是40~60mm)。平均纖維長度太短時,除纖維網片之形成變難以外,展現捲縮時,捲縮纖維彼此之交織不足,難以確保不織布之強度及伸縮性。平均纖維長度太長時,除難以形成均勻之單位面積重之纖維網片外,網片形成時纖維彼此之交織發現較多,而在展現捲縮時彼此妨礙而使結合伸縮性之展現變困難。此外,平均纖維長度在上
述範圍時,於伸縮性不織布表面由於捲縮纖維之一部分適度露出於不織布表面,故可提高不織布之自我黏著性。再者,上述範圍之平均纖維長度亦有利於獲得良好的手撕性。
上述複合纖維係潛在捲縮纖維,藉由施以熱處理,而成為展現捲縮(或顯現化)且具有略線圈狀(螺旋狀或似彈簧狀)之立體捲縮之纖維。
加熱前之捲縮數(機械捲縮數)為例如0~30個/25mm,較好為1~25個/25mm,更好為5~20個/25mm左右。加熱後之捲縮數為例如30個/25mm以上(例如,30~200個/25mm),較好為35~150個/25mm,更好為40~120個/25mm左右,亦可為45~120個/25mm(尤其是50~100個/25mm)。
本發明之不織布中,捲縮纖維較好在厚度方向略均一捲縮,亦即複合纖維之捲縮在厚度方向略均一地展現。具體而言,厚度方向之剖面中,將厚度方向分成三等份之各區域中,中央部(內層)中,形成1圈以上線圈捲曲之纖維之數較好為5~50條/5mm(面方向長度)‧0.2mm(厚度),更好為10~50條/5mm(面方向)‧0.2mm(厚度),又更好為20~50條/5mm(面方向)‧0.2mm(厚度)。藉由使大部分之捲縮纖維之軸相對於面方向略平行配向,且厚度方向之捲縮數為略均一,即使不含橡膠或彈性體仍可具有伸縮性,且即使不含黏著劑仍具有實用之強度。又,本說明書中,所謂「厚度方向分成三
等份之區域」意指相對於伸縮性不織布之厚度方向正交之方向切成三等份之各區域。
捲縮於厚度方向均一之情況亦可藉由使纖維彎曲率均一而評價。所謂纖維彎曲率為纖維長度(L2)相對於捲縮纖維之兩端之距離(L1)之比(L2/L1),纖維彎曲率(尤其是厚度方向之中央區域之纖維彎曲率)為例如1.3以上(例如1.35~20),較好為2~10(例如2.1~9.5),更好為4~8(尤其是4.5~7.5)左右。又,如後述之纖維彎曲率由於係基於伸縮性不織布剖面之電子顯微鏡照片測定,故纖維長度(L2)並非將捲縮成三次元之纖維拉伸成直線狀之纖維長度(實際長度),而是意指將照片中照出之捲縮成二次元之纖維拉伸為直線狀之纖維長度(照片上之纖維長度)。因此,纖維長度(L2)測得為比實際之纖維長度短。
於厚度方向展現略均一之捲縮時,纖維彎曲率在厚度方向均一。纖維彎曲率之均一性可藉由比較厚度方向之剖面中,於厚度方向分成三等份之各層中之纖維彎曲率予以評價。亦即,厚度方向之剖面中,於厚度方向分成三等份之各區域中之纖維彎曲率均落在上述範圍,各區域之纖維彎曲率之最小值相對於最大值之比例(纖維彎曲率最小之區域相對於最大之區域的比例)為例如75%以上(例如75~100%),較好為80~99%,更好為82~98%(尤其是85~97%)左右。
纖維彎曲率及其均一性之具體測定方法係使
用以電子顯微鏡照片拍攝不織布之剖面,針對選自於厚度方向分成三等份之各區域之區域測定纖維彎曲率之方法。測定之區域係針對經三等份之表層(表面區域)、內層(中央區域)、背層(背面層)之各層,於長度方向2mm以上之區域。關於各測定區域之厚度方向係在各層之中心附近,以各測定區域具有相同厚度寬度之方式設定。且各測定區域係設定為在厚度方向平行且各測定區域內可測定纖維彎曲率之纖維片包含100條以上(較好300條以上,更好500~1000條左右)。設定該等各測定區域後,測定區域內所有纖維之纖維彎曲率,對每測定區域算出平均值後,藉由比較顯示最大平均值之區域與顯示最小平均值之區域而算出纖維彎曲率之均一性。
構成不織布之捲縮纖維係如上述,展現捲縮後具有略線圈狀之捲縮。該捲縮纖維之以線圈形成之圓的平均曲率半徑可選自例如10~250μm之範圍,較好為20~200μm(例如50~200μm),更好為50~160μm(例如60~150μm),又更好為70~130μm。平均曲率半徑係表示捲縮纖維之由線圈形成之圓之平均大小之指標,該值大時,意指形成之線圈具有鬆弛形狀,換言之具有捲縮數較少之形狀。且,捲縮數較少時,捲縮纖維彼此之交織亦較少,對於線圈形狀之變形之形狀恢復不易,故用以展現充分之伸縮性變得不利。平均曲率半徑太小時,捲縮纖維彼此之交織未充分進行,而難以確保網片強度,或線圈之形狀變形時之應力太大使破裂強度變得過大,而難以獲得適
度之伸縮性。
捲縮纖維中,線圈之平均間距(平均捲縮間距)為例如0.03~0.5mm,較好為0.03~0.3mm,更好為0.05~0.2mm左右。平均間距過大時,每1根纖維可展現之線圈捲縮數較少,而無法發揮充分之捲縮性。平均間距過小時,捲縮纖維彼此之交織無法充分進行,難以確保不織布之強度。
不織布(纖維網片)除上述複合纖維外,亦可包含其他纖維(非複合纖維)。非複合纖維為例如除以上述非濕熱接著性樹脂或濕熱接著性樹脂構成之纖維以外,列舉為例如纖維素系纖維[例如,天然纖維(木棉、羊毛、絹、麻等)、半合成纖維(如三乙酸酯纖維之乙酸酯纖維等)、再生纖維(縲縈、縲縈短纖(polynosic)、銅氨縲縈(cupro)、溶解性纖維(Lyocell)(例如,註冊商標名:「Tencel」等)等)]等。非複合纖維之平均纖度及平均纖維長度與複合纖維相同。非複合纖維可單獨使用或組合2種以上使用。其中,以如縲縈之再生纖維、如乙酸酯之半合成纖維、如聚丙烯纖維或聚乙烯纖維之聚烯烴纖維、聚酯纖維、聚醯胺纖維等較佳。尤其,就混紡性等之觀點而言,較好為與複合纖維同種之纖維,例如複合纖維為聚酯系纖維時,非複合纖維亦為聚酯系纖維。
複合纖維與非複合纖維之比例(質量比)可自複合纖維/非複合纖維=50/50~100/0左右之範圍選擇,例如60/40~100/0(例如,60/40~99.5/0.5),較好為
70/30~100/0(例如,70/30~99.5/0.5),更好為80/20~100/0(例如,80/20~99.5/0.5),又更好為90/10~100/0(例如,90/10~99.5/0.5),最好為95/5~100/0左右。藉由混綿非複合纖維,可調整伸縮性不織布之強度與伸縮性或柔軟性之均衡。惟,複合纖維之比例太少時,展現捲縮後之複合纖維進行捲縮時,尤其是伸長後收縮時,由於非複合纖維成為其收縮之阻力,故不織布之形狀恢復變困難。
不織布(纖維網片)亦可含有慣用之添加劑,例如,安定劑(如銅化合物之熱安定劑、紫外線吸收劑、光安定劑、抗氧化劑等)、抗菌劑、消臭劑、香料、著色劑(染料顏料等)、填充劑、抗靜電劑、難燃劑、可塑劑、潤滑劑、結晶化速度延遲劑等。添加劑可單獨使用或組合2種以上使用。添加劑可擔持於纖維表面,亦可含於纖維中。
本發明之不織布可藉由包含下列之步驟較好地製造:使含上述複合纖維(潛在捲縮纖維)之纖維網片化之步驟(網片化步驟),與加熱複合纖維網片使複合纖維捲縮之步驟(加熱步驟)。
網片化步驟中之纖維網片之形成方法可利用慣用方法,例如,如紡黏(spun-bound)法、熔融吹塑法之直接法,使用熔融吹塑纖維或短纖纖維等之梳棉法,如
氣流成網法之乾式法等。其中,廣泛使用熔融吹塑纖維或短纖纖維之梳棉法,尤其是使用短纖纖維之梳棉法。使用短纖纖維獲得之網片列舉為例如無規網片、半無規網片、平織網片、十字搭接網片等。
在加熱步驟前,亦可實施使纖維網片中之至少一部分絡合之絡合步驟。藉由實施該絡合步驟,可於後續之加熱步驟中使捲縮纖維適度交織獲得不織布。絡合方法可為機械交織之方法,但較好為藉由水之噴霧或噴射(吹拂)而交織之方法。利用水流使纖維絡合可提高加熱步驟之捲縮所致之交織密度而有利。噴霧或噴射之水可自纖維網片之一面吹送,亦可自兩面吹送,但就有效地進行較強交織之觀點而言,以自兩面吹送較佳。
絡合步驟中之水之噴出壓力係以使纖維交織成為適度範圍之方式,例如2MPa以上(例如2~15MPa)、較好為3~12MPa,更好為4~10MPa(尤其是5~8MPa)。噴霧或噴射之水之溫度為例如5~50℃,較好為10~40℃,例如15~35℃(常溫)。
噴霧或噴射水之方法就簡便性等之觀點而言,較好為使用具有規則噴霧區域或噴霧圖型之噴嘴等噴射水之方法。具體而言,對利用輸送帶移送之纖維網片,可以載置於輸送帶上之狀態,進行水之噴射。輸送帶可為通水性,亦可自纖維網片之內側通過通水性之輸送帶,將水噴射於纖維網片上。又,為了抑制因水之噴射造成之纖維飛散,亦可預先以少量之水潤濕纖維網片。
用以噴霧或噴射水之噴嘴只要使用於寬度方向連續並排有特定孔口之板或模嘴,使之朝所供給之纖維網片之寬度方向使孔口並排之方式配置即可。孔口行只要1行以上即可,亦可為複數行並行排列。又,亦可將具有1行孔口行之噴嘴模嘴並排設置複數台。
使用於板上開設孔口之類型之模嘴時,板之厚度可為例如0.5~1.0mm。孔口直徑通常為0.01~2mm,較好為0.05~1.5mm,更好為0.1~1.0mm。孔口間距通常為0.1~2mm,較好為0.2~1.5mm,更好為0.3~1mm。
使用之輸送帶基本上只要不使纖維網片形態變亂而輸送者即無特別限制,較好使用環狀輸送帶。輸送帶可僅單獨使用1台,亦可視需要組合另1台輸送帶,使纖維網片夾在兩輸送帶間輸送。尤其,在將纖維網片固定為最終形態之後續加熱步驟中,亦可使用一組輸送帶夾住纖維網片,調整纖維網片之密度。藉由該輸送,在處理纖維網片時,可抑制因用以絡合之水、加熱步驟中之高溫水蒸氣、輸送帶振動等之外力,使輸送時之網片形態變形。使用一組輸送帶時,輸送帶間之距離只要依據期望之纖維網片之單位面積重及密度適當選擇即可,例如為1~1mm,較好為1~8mm,更好為1~5mm。
輸送帶所用之環形輸送帶只要不妨礙纖維網片之輸送或用以絡合之水、加熱步驟中之高溫水蒸氣處理即無特別限制,若為網狀物,較好為比約90網目粗之網狀物(例如10~80網目左右之網狀物)。其以上網目之細
的網狀物之通氣性低,難以令用以絡合之水、或下一步驟之水蒸氣通過。輸送帶之材質雖無特別限制,但加熱步驟所用之輸送帶材質就對於水蒸氣處理之耐熱性等之觀點而言,較好為如金屬、經耐熱處理之聚酯系樹脂、聚伸苯基硫醚系樹脂、聚芳酸酯系樹脂(全芳香族系聚酯系樹脂)、芳香族聚醯胺系樹脂之耐熱性樹脂等。又,輸送帶所用之帶在利用水流進行之絡合步驟,與利用高溫水蒸氣進行之加熱步驟中可為相同,但由於必須隨各步驟調整,通常使用分離之個別輸送帶。
上述絡合步驟之前,較好設置使纖維網片中之纖維在面內偏在化之步驟(偏在化步驟)。藉由實施該步驟,可在纖維網片中形成纖維密度較疏之區域,故絡合步驟為水流絡合時,可使水流有效地噴射至纖維網片內部,不僅纖維網片之表面,連內部亦可實現適度之交織。
偏在化步驟可藉由對纖維網片之低壓力水之噴霧或噴射而進行。對纖維網片之低壓力水之噴霧或噴射可為連續,但較好為間歇性或週期性噴霧。藉由間歇性或週期性對纖維網片噴霧水,可週期***互形成複數之低密度部與複數之高密度部。
該偏在化步驟中之水之噴出壓力宜為儘可能低之壓力,例如0.1~1.5MPa,較好為0.3~1.2MPa,更好為0.6~1.0MPa左右。噴霧或噴射之水之溫度為例如5~50℃,較好為10~40℃,例如15~35℃(常溫)左右。
間歇性或週期性噴霧或噴射水之方法只要可
對纖維網片週期***互形成密度梯度之方法即無特別限制,但就簡便性等之觀點而言,較好為透過具有以複數之孔形成之規則噴霧區域或噴霧圖型之板狀物(多孔板等)噴射水之方法。
具體而言,網片化步驟所得之纖維網片亦可利用輸送帶送到下一步驟,接著以載置輸送帶上之狀態,通過以多孔板構成之滾筒(多孔板滾筒)與輸送帶之間。輸送帶可為通水性,於纖維網片通過多孔板滾筒與輸送帶間時,可自滾筒內側通過纖維網片,且通過輸送帶之方式,以上述壓力將水噴出成噴霧狀。藉此,可使輸送帶上之構成纖維網片之纖維朝向不與多孔板之孔對應之非噴霧域移動,可減少對應於孔之部位之纖維量。
多孔板之孔排列或配置構造並無特別限制,例如,亦可為以網目狀或格子狀(鋸齒狀)使孔交互排列而成之構造。各孔之孔徑通常以相同大小形成,例如1~10mm,較好為1.5~5mm。鄰接之孔之間距亦通常為相同長度,例如1~5mm,較好為1.5~3mm。
孔徑太小時,流通之水量降低,故有無法使纖維網片之纖維移動之情況。另一方面,孔徑太大時,為確保滾筒之形態,而產生使間距變寬之必要,結果有纖維網片未接觸水之部分而產生品質不均,難以均一處理。且,孔之間距太小時,必然產生使孔徑變小之必要,無法確保水量。相反地,間距太寬時有纖維網片未與水接觸之部分,容易發生品質不均。
加熱步驟係將纖維網片利用輸送帶送到下一步驟,以高溫水蒸氣加熱而捲縮。以高溫水蒸氣處理之方法係使利用輸送帶送入之纖維網片暴露於高溫或過熱水蒸氣(高壓蒸氣)流中,藉此於複合纖維(潛在捲縮纖維)展現線圈捲縮。亦即,藉由展現捲縮邊使複合纖維變成線圈狀之形態邊移動,而展現纖維彼此之3次元交織。由於纖維網片具有通氣性,故即使例如自一方向之處理,高溫水蒸氣仍可浸透到內部,而於厚度方向展現均一捲縮,使纖維彼此均一交織。
具體而言,纖維網片係以輸送帶供給至高溫水蒸氣處理,但纖維網片與高溫水蒸氣處理同時收縮。據此,供給之纖維網片在暴露於高溫水蒸氣之前,較好依據目的之不織布之面積收縮率過度饋入。過度饋入之比例相對於目的之不織布長度為110~300%,較好為120~250%。
用以將水蒸氣供給於纖維網片係使用慣用之水蒸氣噴射裝置。該水蒸氣噴射裝置較好為可以期望壓力與量,遍及纖維網片全部寬度大致均一吹送水蒸汽之裝置。組合2台輸送帶時,於一輸送帶內安裝水蒸氣噴射裝置,通過通水性之輸送帶、或載置於輸送帶上之輸送網狀物將水蒸氣供給至纖維網片。另一輸送帶亦可安裝抽氣箱。利用抽氣箱,使通過纖維網片之過量水蒸氣抽氣排出,但為了使水蒸氣對纖維網片充分接觸,同時更有效展現利用該熱所展現之纖維捲縮,必須儘可能使纖維網片保
持自由狀態,故較好不藉由抽氣箱抽氣排出地供給水蒸氣。又,為了一次處理纖維網片之表面與背面,亦可進而在與安裝有上述水蒸氣噴射裝置之輸送帶之相反側之輸送帶中,於比安裝上述水蒸氣噴射裝置之部位更下游部之輸送帶內設置另一水蒸氣噴射裝置。下游部無水蒸氣噴射裝置時,在水蒸氣處理不織布之表面與背面時,亦可代之藉由將經一次處理之纖維網片之表背反轉再度通過處理裝置內。
自水蒸氣噴射裝置噴射之高溫水蒸氣由於為氣流,故與水流絡合處理或針刺處理不同,不使被處理物的纖維網片中之纖維大幅移動即可進入到纖維網片內部。藉由水蒸氣流進入到該纖維網片中之作用,認為使水蒸氣流有效地覆蓋存在於纖維網片內之各纖維表面,而可均一熱捲縮。且,即使相較於乾熱處理,仍可對纖維網片內部傳導充分之熱,使面方向及厚度方向之捲縮程度大致均勻。
用以噴射高溫水蒸氣之噴嘴亦與上述水流絡合之噴嘴同樣,使用於寬度方向連續並排特定孔口之板或模嘴,將該板或模嘴以於所供給之纖維網片寬度方向並排孔口之方式配置即可。孔口行為1行以上即可,但亦可為複數行並行排列。又,亦可複數台並排設置具有1行孔口行之噴嘴模嘴。
使用於板上開設孔口之類型之模嘴時,板之厚度可為0.5~1.0mm左右。關於孔口直徑或間距只要為可
展現目的之捲縮,與伴隨該展現使纖維交織有效實現之條件即無特別限制,孔口直徑通常為0.05~2mm,較好為0.1~1mm,更好為0.2~0.5mm左右。孔口間距通常為0.5~5mm,較好為1~4mm,更好為1~3mm左右。孔口直徑太小時容易引起阻塞而容易產生運轉上之問題點。相反地,太大時難以獲得充分之水蒸氣噴射力。另一方面,間距太小時,孔徑亦小,故高溫水蒸氣之量降低。另一方面,間距太大時,由於產生高溫水蒸氣無法充分碰觸纖維網片之情況,故難以確保強度。
針對使用之高溫水蒸氣,亦只要能展現目的之纖維捲縮及伴隨其可實現適度之纖維交織即無特別限制,只要依據使用之纖維材質或形態設定即可,壓力為例如0.1~2MPa,較好為0.2~1.5MPa,更好為0.3~1MPa。水蒸氣之壓力太高時,形成纖維網片之纖維會移動必要以上而產生質地混亂,有使纖維交織必要以上之情況。且,極端情況下纖維會彼此熔著,難以確保伸縮性。且,壓力太弱時,無法對纖維網片賦予展現纖維捲縮所需之熱量,水蒸氣無法貫穿纖維網片,容易使厚度方向之纖維之捲縮展現變得不均。且,自噴嘴均一噴出水蒸汽之控制亦困難。
高溫水蒸氣之溫度為例如70~150℃,較好為80~120℃,更好為90~110℃。高溫水蒸氣之處理速度為例如200m/分鐘以下,較好為0.1~100m/分鐘,更好為1~50m/分鐘。
如此般展現纖維網片內之複合纖維之捲縮
後,由於有水分殘留在不織布中之情況,故亦可視需要使不織布乾燥。關於乾燥必需不使與乾燥用加熱體接觸之不織布表面之纖維因乾燥之熱而熔著使伸縮性降低,只要可維持伸縮性,可利用慣用之方法。例如,可使用不織布之乾燥所使用之汽缸乾燥機或如拉幅機般之大型乾燥設備,但由於大多情況為殘留之水分係微量,為藉由比較輕度之乾燥手段即可乾燥之程度,故較好為如遠紅外線照射、微波照射、電子束照射之非接觸法或吹送熱風而通過熱風中之方法等。
所得不織布在其製造步驟中以水潤濕,且暴露於高溫水蒸氣氛圍下。亦即,本發明之不織布由於不織布本身承受與所稱之洗滌相同之處裡,故洗淨紡絲油劑等之對纖維之附著物。據此,本發明之伸縮性不織布顯示衛生且高的撥水性。
以下列示實施例更具體說明本發明,但本發明並不受限於該等例。又,以下之實施例及比較例所得之不織布(繃帶)中之各物性值係以下述方法測定。測定結果示於表1~表5。
[1]機械捲縮數
依據JIS L 1015「化學纖維短纖試驗方法」(8.12.1),測定機械捲縮數(個/25mm)。
[2]平均線圈捲縮數
以不使線圈捲縮拉伸之方式邊注意邊自不織布拔取捲縮纖維(複合纖維),與機械捲縮數之測定同樣,依據JIS L 1015「化學纖維短纖試驗方法」(8.12.1)測定平均線圈捲縮數(個/mm)。又,本測定僅針對展現線圈狀捲縮之纖維進行。
[3]平均捲縮間距
平均線圈捲縮數之測定時,測定連續相鄰之線圈間之距離,且作為n數=100之平均值,測定平均捲縮間距(μm)。
[4]平均曲率半徑
使用掃描型電子顯微鏡(SEM),拍攝將不織布之任意剖面放大100倍之照片。拍攝之不織布剖面照片所拍攝之纖維中,針對形成1圈以上之螺旋(線圈)之纖維,求出沿著其螺旋畫圓時之圓之半徑(自線圈軸方向觀察捲縮纖維時之圓之半徑),以此作為曲率半徑(μm)。又,纖維畫出橢圓狀之螺旋時,係以橢圓之長徑與短徑之和之1/2作為曲率半徑。惟,捲縮纖維未充分展現線圈捲縮時,或自斜向觀察纖維之螺旋形狀而拍攝出橢圓之情況除外,故僅以橢圓之長徑與短徑之比落在0.8~1.2之範圍之橢圓作為測定對象。平均曲率半徑(μm)係以n數=100
之平均值求出。
[5]捲縮纖維(複合纖維)之纖維彎曲率及其均一性
拍攝不織布之任意剖面之電子顯微鏡照片(倍率×100倍),於所拍攝之纖維之映出部分中,於厚度方向三等份為表層、內層、背層3個區域,且各層之中心附近中,以長度方向2mm以上,且包含500條以上之可測定之捲縮纖維之方式設定測定區域。該等區域中,測定其捲縮纖維之一端部與另一端部之端部間距離(最短距離),進而測定其捲縮纖維之纖維長度(照片上之纖維長度)。亦即,捲縮纖維之端部露出於不織布表面時,以其端部直接作為用以測定端部間距離之端部,且端部埋在不織布內部時,以埋在不織布內部之邊界部分(照片上之端部)作為測定端部間距離之端部。此時,拍攝之捲縮纖維中,關於無法確認遍及100μm以上連續之纖維像則設為測定對象外。因此,由複合纖維之纖維長度(L2)相對於端部間距離(L1)之比(L2/L1)算出纖維彎曲率。於厚度方向三等份算出每表層、內層、背層之纖維彎曲率之平均值,再者,由該等中之最小值對於最大值之比例(最小值/最大值)算出纖維彎曲率之厚度方向之均一性。
圖6為顯示關於所拍攝之捲縮纖維之纖維彎曲率之測定方法之示意圖。圖6(a)為顯示一端部露出於表面,另一端部埋在不織布內部之捲縮纖維,該情況下,端部間距離L1為自捲縮纖維之端部至埋在不織布內
部之邊界部分為止之距離。另一方面,纖維長L2為使捲縮纖維之可觀察部分(自捲縮纖維之端部至埋在不織布內部之部分)之纖維在照片上二次元拉伸之長度。
圖6(b)顯示兩端部埋在不織布內部之複合纖維,該情況下,端部間距離L1為露出於不織布表面之部分之兩端部(照片上之兩端部)之距離。另一方面,纖維長度L2為露出於不織布表面之部分之捲縮纖維於照片上二次元拉伸之長度。
[6]單位面積重
依據JIS L 1913「一般不織布試驗方法」測定不織布全體之單位面積重,亦即不織布之平均單位面積重(g/m2)。
[7]厚度及密度
依據JIS L 1913「一般不織布試驗方法」測定不織布厚度(mm),由其值與[6]之方法中測定之單位面積重算出不織布密度(g/cm2)。
[8]斷裂強度、斷裂伸長度及50%伸長時應力
依據JIS L 1913「一般不織布試驗方法」測定。斷裂強度(N/50mm)、斷裂伸長度(%)及50%伸長時應力(N/50mm)係針對不織布之行進(MD)方向及寬度(CD)方向進行測定。
[9]50%伸長後回復率
依據JIS L 1913「一般不織布試驗方法」實施拉伸試驗,基於下述式求出50%伸長後回復率:50%伸長後回復率(%)=100-X
式中,X為拉伸試驗中,伸長率到達50%後立即去除荷重時之試驗後之殘留變形(%)。50%伸長後回復率係針對MD方向及CD方向測定。
[10]壓縮應力
重疊5片不織布,測定於厚度方向壓縮20%時之應力,將其作為壓縮應力(kPa)。測定係使用精密萬能試驗機(島津製作所(股)製之「AUTOGRAPH AG-IS」)。壓縮係使用直徑29mm之圓柱狀壓縮子,以頭速度10mm/分鐘進行壓縮。
[11]斷裂端部長度D
針對由上述[8]之斷裂強度測定所得之斷裂樣品,依據前述測定方法求出斷裂端部長度D(mm)(參考圖1)。斷裂方向為MD方向,為所得之具有長度方向及寬度方向之不織布之長度方向。
[12]分割區域之單位面積重比
針對所得之具有長度方向及寬度方向之不織布,選擇
長度方向長度為5cm且寬度方向長度為不織布全部寬度之方形區域,對該方形區域,測定依據前述記載之第i個分割區域之單位面積重Wi與第(i+1)個分割區域之單位面積重Wi+1之比Wi/Wi+1(參考圖2)。單位面積重比Wi/Wi+1係以剪刀切取方形區域所含之各分割區域(長度方向長度:5cm,寬度方向長度:1cm),測定其重量,算出該等之比而求出。
分割區域之單位面積重比之測定時,準備全部寬度為5cm、10cm、20cm之3種不織布,針對各不織布,測定方形區域所含之各分割區域之單位面積重比Wi/Wi+1。進而針對3種之各不織布,方形區域係選擇3個部位。該等3個部位之方形區域係選擇為鄰接之方形區域間之不織布長度方向(MD方向)之間隔為1m。
表2中,將自全度寬度不同之3種不織布之各者選擇之3個方形區域分別設為方形區域1、2、3。因此表2中,記載各方形區域1~3之單位面積重比Wi/Wi+1之最大值及最小值,並且針對所有i之單位面積重比Wi/Wi+1均為0.9~1.1時設為「評價A」,任1個以上之i之單位面積重比Wi/Wi+1不為0.9~1.1時設為「評價B」。又,例如全部寬度為5cm之不織布於各方形區域1~3中具有5個分割區域,i之總數為4。各方形區域中之i總數為分割區域總數-1。單位面積重比Wi/Wi+1之算出時測定之各分割區域之重量示於表3~5。
[13]曲面滑動應力
首先將不織布以MD方向成為長度方向之方式切出50mm寬×600mm長之大小,作為樣品1。其次,如圖3(a)所示,將樣品1之一端部以單面黏著膠帶2固定於捲芯3(外徑30mm×長度150mm之聚丙烯樹脂製管狀輥)後,於該樣品1之一端部使用接線夾4(夾捏寬度50mm,使用時於口部內側以雙面膠帶固定0.5mm厚之橡膠片),對樣品1之全部寬度施加均一荷重之方式安裝150g之秤錘5。
其次,將固定樣品1之捲芯3以垂掛樣品1及秤錘5之方式拉起之狀態,以秤錘5不會大幅搖晃之方式使捲芯3旋轉5圈將樣品1捲起而拉起秤錘5(參考圖3(b))。以該狀態,將捲繞於捲芯3之樣品1之最外周部分之圓柱狀部分,與未捲繞於捲芯3之樣品1之平面狀部分之接點(朝捲芯3捲繞之樣品1之部分與因秤錘5之重力成為垂直狀之樣品1之部分之交界線)作為基點6,以不使該基點6偏移移動之方式,慢慢卸除接線夾4及秤錘5。其次,於距該基點6沿著捲繞於捲芯3之樣品1半周(180°)之地點7,以不傷及內層樣品之方式,以剃刀刃切斷樣品1之最外周部分,設置切縫8(參考圖4)。
測定該樣品1之最外層部分與於其下(內層)捲繞於管型輥3之內層部分之間之曲面滑動應力。該測定係使用拉伸試驗機(島津製作所(股)製之「AUTOGRAPH」)。將捲芯3固定於設於拉伸試驗機之
固定側夾具基座上之治具9上(參考圖5),以荷重元側之夾具10捏住樣品1之端部(安裝接線夾4之端部)以拉伸速度200mm/分鐘拉伸,將樣品1於切縫8偏移(分離)時之測定值(拉伸強度)設為曲面滑動應力(斷裂端部以外,N/50mm)。又,曲面滑動應力超過斷裂強度之程度較強,樣品1偏離前不織布斷裂之情況,於表1中表示為「斷裂」。
又,上述曲面滑動應力之測定中,以圖3(b)之狀態,捲繞於捲芯3之樣品1以手與接線夾4及秤錘5一起拔出並斷裂,以剃刀刃僅切斷一片位於斷裂部分之1周量內層之樣品1。將捲芯3固定於設於拉伸試驗機之固定側夾具基座上之治具9上(參考圖5),以荷重元側之夾具10捏住樣品1之非斷裂部分之端部以拉伸速度200mm/分鐘拉伸,測定樣品1偏離(分離)時之拉伸強度,將其設為斷裂端部之曲面滑動應力(N/50mm)。
準備固有黏度0.65之聚對苯二甲酸乙二酯樹脂[成分(A)],與使間苯二甲酸20莫耳%及二乙二醇5莫耳%共聚合而成之改質聚對苯二甲酸乙二酯樹脂[成分(B)]構成之並列型複合短纖纖維[Kuraray(股)製,「SOFFITTO PN780」,1.7dtex×51mm長,機械捲縮數12個/25mm,130℃×1分鐘熱處理後之捲縮數62個/25mm]作為潛在捲縮性纖維。使用100質量%之該並列型複合短纖
纖維,以梳棉法成為單位面積重約30g/m2之梳棉網片。
在輸送帶上移動該梳棉網片,通過直徑2mm 、2mm間距之鋸齒狀孔(圓形狀)之多孔板滾筒之間,自該多孔板滾筒之內部朝向網片及輸送帶以0.8MPa噴射噴霧狀之水流,實施週期性地形成纖維之低密度區域與高密度區域之偏在化步驟。
其次,將該梳棉網片以不阻礙後續之以水蒸氣之加熱步驟中之收縮之方式,邊以200%左右過度饋入網片邊移送至加熱步驟。
接著,將梳棉網片導入於輸送帶中具備之水蒸氣噴射裝置,自該水蒸氣噴射裝置對梳棉網片垂直噴出0.5MPa之水蒸氣而施以水蒸氣處理,展現潛在捲縮纖維之線圈狀捲縮,同時使纖維交織而獲得不織布。該水蒸氣噴射裝置係在一輸送帶內設置透過輸送帶朝向梳棉網片吹送水蒸氣之噴嘴。又,水蒸氣噴射噴嘴之孔徑為0.3mm,該噴嘴係使用沿著輸送帶寬度方向以2mm間距並列成1行之裝置。加工速度為8.5m/分鐘,噴嘴與抽氣側之輸送帶之距離為7.5mm。
以電子顯微鏡(100倍)觀察所得不織布之表面及厚度方向之剖面後,各纖維相對於不織布之面方向略平行地配向,且厚度方向略均一地捲縮。
使用100質量%之聚對苯二甲酸乙二酯纖維[東麗股份
有限公司製「TETORON」,1.6dtex×51mm長,機械捲縮數15個/25mm],以梳棉法成為單位面積重約10g/m2之梳棉網片。將該梳棉網片6層交叉鋪置重疊,藉由針刺法使纖維交織,獲得不織布。加工速度為2.5m/分鐘,針密度(刺入數)自兩面側合計設為1000次/cm2。
除了將實施例1所用之梳棉網片導入水蒸氣噴射裝置,將水蒸氣之噴射壓力設為0.8MPa,加工速度設為5.0m/分鐘,噴嘴與抽氣側之輸送帶之距離設為5.5mm以外,與實施例1同樣方法獲得不織布。以電子顯微鏡(100倍)觀察所得不織布之表面及厚度方向之剖面後,各纖維相對於不織布之面方向略平行地配向,且厚度方向略均一地捲縮。
將實施例2所用之梳棉網片邊輸送至安裝有76網眼、寬500mm之樹脂製環狀帶之輸送帶,邊對表背各使用2段之於網片寬度方向以0.6mm間隔設置1行直徑0.1mm孔口之噴嘴,自噴嘴噴射水,以加工速度30m/分鐘使纖維交織獲得不織布。噴射水壓於前段噴嘴行,表面與背面兩面均設為3MPa,於後段之噴嘴行,表面與背面兩面均設為5MPa。
除了針密度(刺入數)自兩面側合計設為250次/cm2以外,與實施例2同樣獲得不織布。
將實施例2所用之梳棉不織布藉由熱風循環處理機於130℃實施熱風處理,展現潛在捲縮纖維之線圈狀捲縮並且使纖維交織,獲得不織布。
100‧‧‧不織布
Claims (11)
- 一種不織布,其於一方向拉伸斷裂之根據JIS L 1913之拉伸試驗所形成之斷裂端部中,關於前述一方向位於最內側位置之點設為Pin,位於最外側之點設為Pout時,自點Pin至點Pout之沿前述一方向之距離D為50mm以下,其具有長度方向及寬度方向,且前述一方向與前述長度方向平行,其中包含長度方向之長度為5cm,且寬度方向之長度為前述不織布之全寬之方形區域,前述方形區域所包含之長度方向之長度為5cm,且寬度方向之長度為1cm之2個以上分割區域中,自前述不織布之寬度方向一端起第i個分割區域(惟,i為1以上之整數,第1個分割區域包含前述寬度方向之一端)之單位面積重Wi與第(i+1)個分割區域之單位面積重Wi+1之比Wi/Wi+1為0.9~1.1,前述斷裂端部之曲面滑動應力為5N/50mm以上,面方向之至少一方向的斷裂強度為15.3~30N/50mm,前述不織布的平均單位面積重為50g/m2以上且135.2g/m2以下,該不織布包含捲縮成線圈狀之捲縮纖維,前述捲縮纖維係由熱收縮率不同之複數樹脂形成相構造之複合纖維所構成,且相對於面方向略平行地配向並且以平均曲率半徑20~55μm於厚度方向略均一地捲縮。
- 如請求項1之不織布,其中前述方形區域包含2以上。
- 如請求項1之不織布,其中前述方形區域包含3以上之前述分割區域,前述第i個分割區域之單位面積重Wi與其以外之分割區域之單位面積重之比分別為0.9~1.1。
- 如請求項1之不織布,其中密度為0.05~0.2g/cm3。
- 如請求項1之不織布,其中壓縮應力為0.2~10kPa。
- 如請求項1之不織布,其中構成前述不織布之全纖維中之前述複合纖維之含有率為80質量%以上。
- 如請求項1之不織布,其實質上不含黏著劑且構成前述不織布之各纖維實質上不熔著。
- 如請求項1之不織布,其中於至少一面方向之斷裂伸長度為50%以上,50%伸長後之回復率為80%以上。
- 如請求項1之不織布,其中長度方向之斷裂強度與寬度方向之斷裂強度之比為1.5~50。
- 如請求項1之不織布,其中於厚度方向之剖面中,於厚度方向分三等分之各區域中之纖維彎曲率均為1.3以上,且該3個區域中之纖維彎曲率之最小值與最大值之比為75%以上。
- 如請求項1之不織布,其係繃帶。
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