CN102414016A - 层压无纺布 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种具有高拉伸强度而且具有高撕裂强度的无纺布。本发明的层压无纺布是通过将热塑性长纤维层热压接在该层压无纺布的中间层的两面上来作为该层压无纺布的外层而成的，其特征在于，存在于该层压无纺布的表面侧的热塑性长纤维的平均扁平率(F1)与存在于该层压无纺布的内部侧的热塑性长纤维的平均扁平率(F2)这两者的平均扁平率之比(F1/F2)为1.20以上。

Description

层压无纺布
技术领域
本发明涉及一种具有高拉伸强度与高撕裂强度、而且耐起毛性优异的层压无纺布及其制造方法。
背景技术
在长纤维无纺布中，一般地若想要获得高拉伸强度，则粘接点会增多，因此会存在有撕裂强度降低的倾向，难以同时获得这两种效果。
在专利文献1中记载有耐起毛性优异、具有高拉伸强度、而且具有高撕裂强度的无纺布。该无纺布是使用了由具有鞘芯构造的多成分纤维构成的热塑性长纤维的、热塑性长纤维层/热塑性极细纤维层/热塑性长纤维层的三层构造无纺布。作为鞘芯构造的纤维的外侧的低熔点成分以低温使纤维彼此粘接，内部的高熔点成分不进行粘接，从而实现了高拉伸强度与高撕裂强度。但是，易于产生由于是多成分而导致的耐热温度不高、而且用于采用低熔点成分相熔接因此必须含有低熔点成分、以及局部产生了纤维的树脂化等问题，使用领域受到限制。
在专利文献2中提出为了抑制表面起毛而使用热塑性长纤维的技术，提出为了获得充分的起毛抑制效果与拉伸强度而使用由多种成分构成的复合热塑性长纤维的技术。但是，当使用了多成分纤维时，如上所述易于产生由于低熔点成分易于熔融而导致的耐热性问题、产生了局部树脂化等问题。另外，关于使用了由单一成分构成的热塑性长纤维的无纺布，提出了粘合、使用热塑性长纤维无纺布的方法，但是在该方法中易于产生层间剥离，难以实现高拉伸强度，而且，若牢固地进行抑接，则剥离受到限制，但是易于产生局部树脂化，因此难以获得高撕裂强度。另外，也公开有使用了弹性辊的压延加工，但是在使用该方法时，通常以加热辊分别接触表背面的方式实施两个阶段的热压接，但是当为单一成分时，存在有难以充分获得由第2阶段的压延带来的粘接效果、难以同时实现防止起毛与高拉伸、撕裂强度这样的问题。这估计是因为第1阶段的压延加工而发生了无纺布的结晶化。
在专利文献3中记载有热塑性长纤维层/热塑性极细纤维层/热塑性长纤维层的三层构造无纺布，其为使用热塑性长纤维调制成的单一成分，且具有高拉伸强度的、。该无纺布由于中间层的极细纤维进入下层的热塑性长纤维的间隙而拉伸强度优异，表现出了良好的过滤性及阻隔性，而且通过进行利用了金属辊与金属辊的组合的平坦的压延加工、其拉伸强度进一步提高。但是，在利用纺粘法制作的无纺布中，存在有易于局部产生单位面积重量偏差、整体的均匀性降低、同时实现防止起毛与高撕裂强度的条件范围狭小以及易于产生局部树脂化这样的问题。
专利文献1：WO 2005/059219号文本
专利文献2：WO 2009/017086号文本
专利文献3：WO 2006/068100号文本
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有高拉伸强度与高撕裂强度、耐起毛性优异的层压无纺布及其制造方法。
本发明人认真研究了上述问题，结果发现具有下述特别的截面构造的层压无纺布实现了高拉伸强度与高撕裂强度，即：在中间层的两面上作为外层粘接热塑性长纤维层，存在于表面侧的热塑性长纤维的扁平率较大，另一方面存在于内部侧的热塑性长纤维的扁平率较小，仍为圆形，从而达到了本发明。另外发现，当中间层包含至少1层热塑性极细纤维层时，实现了特别高的拉伸强度与特别高的撕裂强度。
即，本发明如下所述。
(1)一种层压无纺布，是通过将热塑性长纤维层热压接在该层压无纺布的中间层的两面上来作为该层压无纺布的外层而成的，其特征在于，存在于该层压无纺布的表面侧的热塑性长纤维的平均扁平率(F1)与存在于该层压无纺布的内部侧的热塑性长纤维的平均扁平率(F2)这两者的平均扁平率之比(F1/F2)为1.2以上。
(2)根据上述(1)所述的层压无纺布，其中，中间层包含至少1层热塑性极细纤维层。
(3)根据上述(1)或(2)所述的层压无纺布，其中，存在于该层压无纺布的内部侧的热塑性长纤维的平均扁平率(F2)为0.1～0.8。
(4)根据上述(2)或(3)所述的层压无纺布，其中，热塑性长纤维的纤维直径为5μm～30μm，热塑性极细纤维的纤维直径为0.5μm～10μm。
(5)根据上述(1)～(4)中任一项所述的层压无纺布，其中，层压无纺布的总厚度为15μm～300μm。
(6)根据上述(1)～(5)中任一项所述的层压无纺布，其中，层压无纺布的总单位面积重量为10g/m2～250g/m2。
(7)根据上述(1)～(6)中任一项所述的层压无纺布，其中，外层表面为整面结合状态。
(8)根据上述(2)～(7)中任一项所述的层压无纺布，其中，热塑性极细纤维的含有比例为总单位面积重量的5wt％～40wt％。
(9)根据上述(1)～(8)中任一项所述的层压无纺布，其中，每单位面积重量的机械方向的拉伸强度为1.00(N/1.5cm)/(g/m2)以上，并且每单位面积重量的机械方向的撕裂强度为0.04N/(g/m2)以上。
(10)根据上述(1)～(9)中任一项所述的层压无纺布，其中，构成热塑性长纤维的树脂成分的存在状态由鞘芯构造以外的构造构成。
(11)根据上述(2)～(10)中任一项所述的层压无纺布，其中，热塑性长纤维与热塑性极细纤维由单一成分构成。
(12)根据上述(2)～(11)中任一项所述的层压无纺布，其中，热塑性长纤维与热塑性极细纤维由聚酯系树脂或聚酰胺系树脂构成。
(13)一种层压无纺布的制造方法，该层压无纺布是上述(2)～(12)中任一项所述的层压无纺布，其特征在于，该层压无纺布的制造方法包含以下工序：在热塑性极细纤维层的两面上层叠热塑性长纤维层之后，在平坦的刚性体热辊与肖氏D级硬度为60～95的非加热弹性辊之间，以表面压力30kg/cm2～200kg/cm2、刚性体热辊的温度低于构成热塑性长纤维的树脂的熔点5℃以上的温度，对每个面分为两个阶段进行加压热压接，在该两个阶段的加压热压接工序之间包括快速冷却工序。
(14)一种复合膜支承体，该复合膜支承体由上述(1)～(12)中任一项所述的层压无纺布构成。
(15)一种复合膜，该复合膜是在上述(14)所述的复合膜支承体上形成多孔质层和具有分离功能的致密层而成的，该致密层即表层。
本发明的层压无纺布不仅具有高拉伸强度，还具有高撕裂强度，而且耐起毛性优异，具有均匀的通气性及透液性。
附图说明
图1是示意性表示本发明的层压无纺布的截面的一个例子的图。
图2是关于本发明的实施例及比较例的、对其平均扁平率与撕裂强度的关系进行了图表化的图。
图3是关于本发明的实施例及比较例的、对其平均扁平率与拉伸强度的关系进行了图表化的图。
具体实施方式
以下，以中间层使用了热塑性极细纤维层的情况为例详细说明本发明。但是，中间层并不限定于热塑性极细纤维层，例如也能够使用具有粉末、无纺布、浆糊、粘合剂、树脂、乳液等形状的粘合性材料。
本发明的层压无纺布的构造特征如下所述。
(1)以仅对层压无纺布的表面侧的热塑性长纤维彼此充分地进行变形压接使之成为较大的扁平、存在于层压无纺布的内部侧的热塑性长纤维彼此较弱地压接而成为较小的扁平的方式控制无纺布截面的构造。
(2)通过作为中间层存在的热塑性极细纤维层与其上下的热塑性长纤维层相粘接，无纺布作为整体被一体化。
该构造的特征如图1所示。
通过如此控制无纺布截面的构造，表面的热塑性长纤维发挥高拉伸强度，内部的热塑性长纤维发挥高撕裂强度。
本发明所说的热塑性长纤维是指通常通过从圆形的毛细管状喷丝口挤出熔融的热塑性树脂而成为熔融纺丝、连续地制造的由纺粘纺丝法等制成的纤维。另外，基于粘合性的观点，由该纺粘纺丝法制成的纤维的直径优选为30μm以下，更优选为5μm～20μm。另外，由该热塑性长纤维构成的无纺布的单位面积重量最好为5g/m2～240g/m2，优选为10g/m2～145g/m2，更优选为10g/m2～125g/m2。另外，热塑性极细纤维一般作为熔喷纤维而被公知，是通过从多个毛细管状喷丝口向高速气体中挤出热塑性树脂而成为熔融纺丝的纤维，通过挤出到高速气体中，树脂被细分。在本发明中，也基于能够在线(on line)层叠在构成外层的无纺布这样的观点而优选利用熔喷法进行纺丝。本发明所使用的热塑性极细纤维的直径优选为0.5μm～10μm，更优选为1μm～3μm。另外，由该热塑性极细纤维构成的无纺布的单位面积重量最好为0.5g/m2～100g/m2，优选为1g/m2～60g/m2，更优选为1g/m2～50g/m2。
图1中示出了本发明的层压无纺布的截面的示意图例。该示意图是热塑性长纤维层/热塑性极细纤维层/热塑性长纤维层的三层构造的图。
在图1中，附图标记5是由热塑性长纤维(3)构成的外层，附图标记6是由热塑性极细纤维(4)构成的中间层。在本发明中，如图1所示，存在于层压无纺布的表面侧的热塑性长纤维，是指在层压无纺布的截面上沿厚度方向4等分后的表面侧的纤维组1，另一方面，存在于层压无纺布的内部侧的热塑性长纤维是指4等分后的内侧的纤维组2。
另外，此处所说的平均扁平率比是指按照以下所示的方法测量的表面侧的热塑性长纤维的平均扁平率F1除以内部侧的热塑性长纤维的平均扁平率F2的值(F1/F2)。按照后述的实施例所述的方法，利用电子显微镜拍摄层压无纺布的截面，在一根一根的各纤维的截面上，将最长的直径部分设为长轴a，将在与长轴a垂直的方向上最长的直径设为短轴b。接着，将各纤维截面假定为长轴为a、短轴为b的椭圆形，将利用以下式子计算出的值作为扁平率f。
式1
f = a - b a
对于表面侧及内部侧的热塑性长纤维，各测量50根纤维的截面的扁平率f，将其平均值分别作为表面侧及内部侧的热塑性长纤维的平均扁平率F。
在本发明中，通过利用制造方法有目的地改变表面及内部的热塑性长纤维的平均扁平率比，制造出具有高拉伸强度及高撕裂强度的层压无纺布。即，本发明的层压无纺布具有表面侧的热塑性长纤维与内部侧的热塑性长纤维相比以平均扁平率比为1.20以上变形、热压接的构造。
在本发明中，平均扁平率比(F1/F2)必须为1.20以上，优选为1.25～2.50的范围，特别优选为1.30～2.00的范围。当平均扁平率比(F1/F2)小于1.20时，如后所述不能够同时实现高拉伸强度与高撕裂强度。另外，当为2.50以下时，不易产生表面侧的热塑性长纤维的树脂化，拉伸强度得到提高，因此优选。
另外，在此时内部侧的热塑性长纤维的平均扁平率为0.1以上时，层间剥离的产生、拉伸强度的降低较少，而优选。更优选为0.2以上。另外，当为0.8以下时，纤维的树脂化较少，能够获得高撕裂强度，而优选。更优选为0.7以下。
在本发明中，图2中示出了平均扁平率比(F1/F2)与撕裂强度的关系。如图2所示，具有随着平均扁平率比增大、机械方向的撕裂强度提高这样的关系。
作为机械方向的撕裂强度提高的原因，本发明人判断为是由于存在于内部侧的热塑性长纤维变形较少，强度降低较少，而且，受变形影响的纤维彼此的粘接面积与表面侧相比较少，纤维自身的自由度较高，易于移动。即，判断为在撕裂时，纤维发生偏移，缓和了压力。
图3中示出了平均扁平率比(F1/F2)与拉伸强度的关系，即使提高了平均扁平率比，拉伸强度也大致恒定，在本发明中，可以说能够不有损拉伸强度地提高撕裂强度。
本发明的层压无纺布如图1所示那样，在表面侧与内部侧有目的地改变了热塑性长纤维3的平均扁平率F。为了构筑这种特征的构造，优选在后述的制造工序中使用特定的弹性辊，利用特定的表面压力对每一个侧面分两个阶段进行热压接。另外，优选在以两个阶段对每一个侧面进行的工序之间存在有对无纺布进行快速冷却/冷却的工序。通过进行快速冷却/冷却，去除了内部侧的热塑性长纤维在第1阶段获得的热量，能够阻止纤维结晶化的进行。由此，第2阶段中的加热辊侧的表面热塑性长纤维易于有效地变形、粘接，易于获得上述无纺布构造。
另一方面，由于中间层的热塑性极细纤维层的表面积较大，因此会易于粘接。由此，内部侧的热塑性长纤维隔着热塑性极细纤维相粘接。根据这些结果可知，通过表面侧的热塑性长纤维彼此的粘接能够获得高拉伸强度，由于内部侧的热塑性长纤维并不是长纤维彼此粘接，因此利用该内部侧的热塑性长纤维能够获得高撕裂强度。当平均扁平率比(F1/F2)小于1.20时，处于未充分压接变形至内部或者完全没有压接至内部的状态，因此不能够同时实现高拉伸强度与高撕裂强度。
另外，在该构造中，在表面侧的热塑性长纤维组1与内部侧的热塑性长纤维组2之间存在有空隙的部分较多也是特征之一。这是因为，在无纺布的宽度方向上，内部侧的热塑性长纤维组与表面侧的热塑性长纤维组未粘接在一起。但是，没有引起层间剥离。这是因为，内部侧的热塑性长纤维在机械方向上的某一部分与表面侧的热塑性长纤维相粘接。
在本发明中，具有每单位面积重量的机械方向的拉伸强度为1.00(N/1.5cm)/(g/m2)以上、并且每单位面积重量的机械方向的撕裂强度为0.04N/(g/m2)以上这样的高强度。更优选每单位面积重量的机械方向的拉伸强度为1.05(N/1.5cm)/(g/m2)以上，并且每单位面积重量的机械方向的撕裂强度为0.04N/(g/m2)以上。另外，优选各上限越高越好，但是作为实际上能够实现的范围，机械方向的拉伸强度为10.0(N/1.5cm)/(g/m2)左右以下，机械方向的撕裂强度为5.0N/(g/m2)左右以下。
本发明中所说的整面结合是指例如通过利用平坦的压延辊进行处理、利用热压接使表面侧的热塑性长纤维实质上在整个表面内相互粘接结合的状态。通过整面结合，外层表面的热塑性长纤维起毛较少，成为耐起毛性高的层压无纺布。
本发明所使用的构成纤维的树脂可以是多成分，但是优选为单一成分。这是因为，当为单一成分树脂时，不会产生由低熔点成分引起的局部的无纺布树脂化，能够易于获得上述构造，因此能够同时有效地谋求高拉伸强度及高撕裂强度。另外，此处所说的单一成分是指分子结构相同，与熔融粘度及比浓粘度、分子量分布无关。
热塑性极细纤维在不影响本发明的效果的范围内也可以组合使用粘合性材料。在使用时，作为粘合性材料的形状，例示有粉末、无纺布、浆糊、粘合剂、树脂、乳液等，但是优选为粉末或无纺布。构成该粉末状粘合物质的材料是能够热粘接的物质，例如能够列举出聚酯、乙烯醋酸乙烯酯共聚物皂化物、乙烯乙烯醇共聚树脂、聚烯烃、尼龙、丙烯酸类树脂等。另外，此处所说的粉末是指细粉状的固体，但是也包括固体为颗粒并聚集有许多的状态的粉末体。另外，基于在粘接时的强度较强、兼具适当的透气性这一点，也优选无纺布。作为该无纺布的材料，能够列举出聚酯、聚丙烯、聚乙烯、尼龙、丙烯酸类树脂等，但是其中特别优选为具有耐水性、耐化学药品性、具有更低熔点的聚酯、聚丙烯。
另外，本发明的层压无纺布例如可以通过在捕捉用网上沉积第一无纺布层、接着依次沉积第二层而在线形成层压构造，也可以分别形成各纤维层，在层压后通过使其结合而成为层压构造。其中，基于拉伸强度增高这一点优选在线进行形成的方式。另外，作为层压构造，长纤维层/极细纤维层/长纤维层的三层构造的上下层之间的粘合性较高，而优选。另外，所层叠的无纺布也能够在线进行后述的本发明中的压延处理，但是优选采用在利用金属热辊使所层叠的无纺布暂时接合之后作为另一工序实施压延加工的处理。
本发明的层压无纺布的总单位面积重量最好为10g/m2～250g/m2。当为10g/m2以上时，在压延加工时无纺布难以受到热历程，易于防止表面起毛，因此是优选的。另外，若为250g/m2以下，则热量可传递至内部，因此难以产生层间剥离，因此是优选的。特别是基于易于同时实现防止起毛与不产生层间剥离这样的观点，优选为20g/m2～150g/m2，进一步优选为20g/m2～130g/m2。另外，基于相同的理由，层压无纺布的总厚度最好为15μm～300μm。当为15μm以上时，在压延加工时无纺布难以受到热影响，易于防止表面起毛，而且易于构成上述的无纺布的截面构造。另外，若为300μm以下，则热量可传递至内部，因此难以产生层间剥离，因此是优选的。特别是基于易于同时实现防止起毛与不产生层间剥离这样的观点，优选为25μm～200μm，进一步优选为25μm～170μm。
而且，所层叠的网的总单位面积重量中的热塑性极细纤维层的比例最好为5wt％～40wt％。当为5wt％以上时，上下层之间的粘合性较高，难以产生层间剥离。另外，若为40wt％以下，则极细纤维不易从上下的长纤维层渗出，因此在制造上不易对辊造成严重的污染，因此是优选的。
为了获得本发明的效果，控制无纺布截面的构造是重要的，而并非取决于所使用的热塑性长纤维的构造或其树脂。但是，基于能够抑制局部树脂化这样的观点，优选构成热塑性长纤维的树脂成分的存在状态为除鞘芯构造以外的构造。另外，基于耐热性等观点，所使用的热塑性树脂优选为聚酯系树脂、聚酰胺系树脂。作为聚酯系树脂，能够列举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二酯及聚对苯二甲酸丙二醇酯等。其中，聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的尺寸稳定性也较高，因此作为材料优良。作为聚酰胺系树脂，能够列举出尼龙6、尼龙66、尼龙610及尼龙612等。
本发明的层压无纺布并不特别地限定，但是优选用作在水处理、气体分离中所使用的复合膜支承体。作为制造使用了本发明的支承体的复合膜的方法，并不特别地限定，能够使用以往公知的方法。例如，首先使将聚合物溶解于溶剂所得到的制膜溶液在该支承体表面上流淌，利用像水那样的非溶剂凝固之后进行脱溶剂/清洗的、所谓的非溶剂相分离法来形成多孔质层，接着利用涂敷法、界面重合法等在该多孔质层上形成具有分离功能的致密层(表层)，从而制造出反渗透膜、纳米过滤膜等复合膜。
作为本发明所使用的多孔质层的材料，并不特别地限定，但是能够列举出聚砜、聚醚砜、聚苯砜、聚偏二氟乙烯、聚酰亚胺、聚丙烯腈、乙烯乙烯醇共聚物、醋酸纤维素等，但是特别适合使用机械强度、耐化学药品性及耐热性优异的聚砜或聚醚砜。
作为由本发明的复合膜支承体与形成在该支承体上的多孔质层一体化而形成的膜、例如超滤膜的特性，截留分子量(Cut-off molecular weight)为1万道尔顿～20万道尔顿，优选为2万道尔顿～10万道尔顿，透水量在0.1MPa下为1m3/m2·日～15m3/m2·日，优选为3m3/m2·日～10m3/m2·日。另外，截留分子量及透水量是日本JIS K 3802(膜术语)所定义的表示膜特性的术语。
另外，致密层(表层)也并不特别地限定，能够毫无限制地使用以往公知的致密层(表层)。例如，能够如上所述利用界面重合法进行形成。特别是，致密层(表层)适合使用通过多官能酰卤化物与多官能胺的缩聚等而获得的交联聚酰胺等，典型地特别优选使用由间苯二胺与均苯三甲酸氯化物构成的交联聚酰胺，例如能够利用日本特开平8-224452号公报、日本特开平9-253455号公报所公开的方法来制造聚酰胺复合反渗透膜。
本发明所提供的层压无纺布优选利用以下方法制造而成。
即，对所层叠的无纺布进行利用了肖氏D级硬度为60～95的非加热弹性辊与平坦的刚性体热辊的组合的热压接。这是因为，当使用肖氏D级硬度为60以上的弹性辊时，耐压性能较高，因此能够减少无纺布表面起毛，而且，使表面侧的热塑性长纤维变形、熔接的效果较好。另一方面是因为并不存在肖氏D级硬度大于95的弹性辊。符合该硬度范围的非加热弹性辊例如存在有棉纸辊、聚酰胺纸辊等，但是在制造时优选使用抗由异物混入导致辊变形这种情况较强的聚酰胺纸辊，作为平坦的刚性体热辊优选为金属热辊。
通过组合这些平坦的辊以表面压力30kg/cm2～200kg/cm2、更优选50kg/cm2～140kg/cm2对每个面分两次进行加压热压接。当表面压力为30kg/cm2以上时，能够减少无纺布表面起毛，因此是优选的，而且当为200kg/cm2以下时，能够抑制无纺布树脂化，因此是优选的。
另外，辊温度优选为低于树脂的熔点5℃以上的温度。若为低于此的温度，则能够有效地抑制无纺布树脂化、向辊的卷绕等。
在分两次进行加压热压接时，优选在该工序之间具有在压延之后紧接着对无纺布进行快速冷却/冷却的工序。通常在各工序中对每个面进行热压接时，若为了提高中心部的粘合力而将加热辊设为高温，则易于产生纤维熔融、树脂化，若为了防止此现象而以低温进行热压接，则层间的粘接易于变弱，难以获得充分的强度。但是，通过在第1阶段的热压接之后紧接着快速冷却、去除无纺布所获得的热量，接着同样地进行第2阶段的热压接，能够极其有效地实施热压接，能够在表背面均获得较高的粘合性，其结果易于获得上述无纺布构造。可以认为这是为了抑制由于第1阶段的压延的热历程导致的中间热塑性极细纤维层与非加热的弹性辊侧的热塑性长纤维的结晶化。
实施例
以下，说明本发明的实施例，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在实施例及比较例等中所提到的物理属性值由下述的测量法得到。在本实施例中，针对以去除了两端部10cm的1m宽度制作的试验片实施物理属性测量。
(1)总单位面积重量[g/m2]的测量
按照日本JI S-L-1906所规定的方法，按试样宽度每1m提取3个位置的长20cm×宽25cm的试验片并测量质量，换算为每单位面积的质量(四舍五入到小数点后1位)并求出其平均值。
(2)扁平率的测量
按照以下方法进行用于进行扁平率测量的、层压无纺布截面图像的拍摄。
将沿宽度方向等间隔地从5个位置选择的试验片浸渍到环乙烷中。之后，利用液体氮使其冷冻，立即沿相对于布料的机械方向垂直的方向切断试验片，将其纤维截面作为观察试样。使用扫描型电子显微镜进行观察，利用加速电压3.0kV以1000倍的倍率进行拍摄。在图像中，利用2条平行的直线剪切截面。2条平行线分别延伸为与截面中的表面侧的最突出部分相接。相对于该2条平行线沿厚度方向进行4等分，如图1所示分别作为表面侧与内部侧。进行测量图像中所观察到的表面侧及内部侧的各部分的50根纤维的扁平率，根据所获得的表面侧及内部侧的扁平率求出50根纤维的平均值(四舍五入到小数点后3位)，作为平均扁平率F1及F2。根据所获得的各平均扁平率F1及F2，计算出平均扁平率比F1/F2(四舍五入到小数点后3位)。
(3)纤维直径[μm]的测量
去除层压无纺布试样的两端部10cm，从宽度每20cm的区域中分别切取1cm见方的试验片并作为测量用样品。关于各试验片，利用微型显微镜以倍率1000倍各测量50根的纤维直径，将其平均值(四舍五入到小数点后1位)作为纤维直径。在本实施例中，在宽度方向上提取5点试验片，测量共计250根纤维的直径，作为纤维直径。
使用装置：基恩士(KEYE NC E)公司制造的VT-8000
(4)拉伸强度[(N/1.5cm)/(g/m2)]的测量
去除层压无纺布试样的两端部10cm，按照宽度每20cm沿机械方向及宽度方向各提取1片3cm×20cm的试验片。对各试验片施加载荷直至断裂，在机械方向与宽度方向上求出试验片最大载荷时的强度的平均值。将其按1.5cm宽度进行换算，通过除以总单位面积重量(g/m2)计算出每单位面积重量的拉伸强度[(N/1.5cm)/(g/m2)](四舍五入到小数点后3位)。在本实施例中，关于机械方向、宽度方向分别提取、测量5点试验片，计算出其平均值。
(5)撕裂强度[N/(g/m2)]的测量
按照日本JIS L 10855·5C法(摆锤法)，去除层压无纺布试样的两端部10cm并按照无纺布的宽度每20cm沿机械方向及宽度方向各提取1片65mm×100mm大小的试验片。使用埃尔门道夫型撕裂试验仪进行测量，计算出测量值的平均值，通过除以总单位面积重量(g/m2)计算出每单位面积重量的撕裂强度[(N/(g/m2)](四舍五入到小数点后3位)。另外，机械方向的测量数据表示沿机械方向撕裂无纺布的值。在本实施例中，分别提取、测量机械方向、宽度方向的5点试验片，计算出其平均值。
(6)透气阻力[kPa·s/m]的测量
去除层压无纺布试样的两端部10cm并在整个宽度方向上以5cm间隔沿机械方向测量3个位置的透气阻力，计算出测量值的平均值及其标准偏差。在本实施例中，沿机械方向提取3片试验片，在宽度方向上测量20点、共计60点的透气阻力。
测量装置：加多技术(KATO TECH)公司制造KES-F8-AP1透气性试验仪
测量条件：活塞速度：2.0cm/s
积分方法：Standard
灵敏度：L(200Pa/V)
透气孔面积：2π(cm2)
(7)无纺布的起毛等级(耐起毛性)的测量
以日本JIS L 0849的耐摩擦牢度试验为基准，研究出下述测量法并进行使用。
去除层压无纺布试样的两端部10cm，按照布料宽度每20cm沿机械方向提取长300mm、宽25mm的试验片。使用日本学术振兴会牢度试验仪，将摩擦件的载荷设为200g，在摩擦件侧，在与摩擦件之间隔着棉布地安装所提取的试验片，使层压无纺布的表面彼此沿机械方向动作(往返)200次并相摩擦，以以下基准对各试验片的被摩擦面划分耐起毛性等级，求出等级值的平均值(四舍五入到小数点后2位)，作为无纺布的起毛等级。在本实施例中，沿宽度方向提取5点试验片并进行测量，将其平均值作为起毛等级。
1级：试验片破损，纤维剥落。
2级：试验片变薄，纤维极易剥落。
2.5级：毛球较大且清晰可见，在多个位置纤维开始浮起。
3级：能够看到小的毛球。
3.5级：没有毛球，但能够看到起毛。
4级：没有起毛。
(8)厚度(μm)的测量
按照日本JIS-L-1906所规定的方法，以接触压力载荷100g/cm2沿宽度方向等间隔地测量10个位置，将其平均值作为厚度。厚度计使用PEACOCK公司制造的No.207。由于最小刻度为0.01mm，因此读取至小数点后3位，取平均值之后，取小数点后两位有效数字并标记μm。在本实施方式中，按宽度方向每10cm测量共计10个位置，将其平均值作为厚度。
实施例1～6及比较例1～3
作为外层，使用通用的PET，利用防粘法以纺丝温度310℃及纺丝速度4500m/分钟朝向移动的捕捉网面挤出长丝组，通过电晕充电使其带电1.5mA左右，充分地进行开纤，在捕捉网上制作热塑性长纤维网。另外，通过改变喷出量来进行纤维直径的调整，而且通过改变捕捉网的移动速度来进行单位面积重量的调整。
接着，作为中间层，在纺丝温度300℃、加热空气1600Nm3/hr的条件下利用熔喷法对PET(比浓粘度0.49ηsp/c)进行纺丝，喷到上述热塑性长纤维网上。此时，将从熔喷嘴到热塑性长纤维网的距离设定为100mm并将熔喷嘴正下方的捕捉面上的吸引风速设定为14.5m/s。通过改变喷出量来进行纤维直径的调整。
然后，在以上述获得的层叠网上，利用与最初的热塑性长纤维网相同的方法以为规定的纤维直径及纤维量的方式层叠热塑性长纤维网，获得由上层：热塑性长纤维层(SB)/中间层：熔喷纤维层(MB)/下层：热塑性长纤维层(SB)构成的层压无纺布。表1中示出了所获得的层压无纺布的各层的纤维直径及纤维量等。
表1
Figure BDA0000104183000000181
接着，将所获得的层压无纺布在平坦的刚性体热辊之间以线性荷载30kg/cm、辊温度180℃的条件进行暂时压接。接着，
在使用了平坦的刚性体热辊与非加热弹性辊的压延工序中，以表2所示的条件在两个阶段中对上述制作的层压无纺布的每个面进行以上述制作的层压无纺布的压延加工。此时，在第1阶段的压延加工之后立即利用水冷辊对无纺布进行快速冷却，接着实施第2阶段的压延加工。
表2
表2
Figure BDA0000104183000000191
表3中示出了在各实施例及比较例中获得的层压无纺布的物理属性测量结果。另外，图2及图3中示出了各层压无纺布的撕裂强度及拉伸强度与平均扁平率比之间的关系。对于本实施例，能够确认每单位面积重量的撕裂强度及拉伸强度较高，而且耐起毛性也较高。
表3
Figure BDA0000104183000000201
另外，在比较例1中，在观察无纺布截面时，纤维被过度压扁，存在有不能够测量纤维直径的部分。因此，表3中的比较例1的平均扁平率比是仅测量了在截面图像中能够确认纤维形状的部分的参考值。
在比较例1中，能够确认耐起毛性较差、起毛较多。另外，在观察剖面时，如上所述，观察到了由于热量及压力施加过大而薄膜化的部分和所施加的热量及压力较小而起毛的部分。在采用了防粘法的无纺布的制造方法中可知，在无纺布的宽度方向上存在有单位面积重量偏差，但是当在无纺布上存在有这种单位面积重量偏差时，利用金属辊彼此的组合来进行均匀的压接是非常困难的。另外，可知在比较例1中存在有产生了树脂化的部分，撕裂强度也较低。
另外，在使用了硬度低的加压辊的比较例2中，用于抑制起毛的表面压力不足，不能够抑制起毛。另外，为了抑制起毛而降低了生产线速度，但是由于发生树脂化，因此撕裂强度降低。
如上所述，在本方法中由于使用了弹性辊，因此在压延加工时沿无纺布的宽度方向均匀地施加有压力。因此，利用本方法制作的无纺布具有如下特征，即，在宽度方向上具有均匀的透气性。当比较实施例3与比较例1时，能够确认在实施例中透气阻力的偏差较小，具有均匀的透气性。
比较例3是未设有作为中间层的热塑性极细纤维层的例子，撕裂强度高但拉伸强度异常低。可知为了实现高拉伸强度需要中间层的热塑性极细纤维层。
产业上的可利用性
本发明的层压无纺布能够适合用于不仅需要高拉伸强度而需要高撕裂强度的领域以及要求表面平滑性的领域。例如，能够适合用于房屋防水透气膜、壁材、屋顶材料等建筑用材料、隔音材料、吸音材料、食品过滤器、空气过滤器、液体过滤器、吸尘器过滤器、膜滤器支承体、分离膜支承体等过滤器用材料、以过滤器材料为首的工业用材料、农业材料、防护服、一次性尿布、灭菌保鲜膜、医疗用过滤器等卫生/医疗材料、包装材料、干燥剂包装材料、怀炉包装材料、具有粘合性的带基材、防寒衣服(日文：ダウン押え)、鞋材料等生活用品材料、电子领域等的电子材料等。
附图标记说明
1、表面侧的纤维组；2、内部侧的纤维组；3、热塑性长纤维；4、热塑性极细纤维；5、外层；6、中间层。

Claims (15)

1.一种层压无纺布，是通过将热塑性长纤维层热压接在该层压无纺布的中间层的两面上来作为该层压无纺布的外层而成的，其特征在于，
存在于该层压无纺布的表面侧的热塑性长纤维的平均扁平率(F1)与存在于该层压无纺布的内部侧的热塑性长纤维的平均扁平率(F2)这两者的平均扁平率之比(F1/F2)为1.2以上。
2.根据权利要求1所述的层压无纺布，其中，
上述中间层包含至少1层热塑性极细纤维层。
3.根据权利要求1或2所述的层压无纺布，其中，
存在于该层压无纺布的内部侧的热塑性长纤维的平均扁平率(F2)为0.1～0.8。
4.根据权利要求2或3所述的层压无纺布，其中，
热塑性长纤维的纤维直径为5μm～30μm，热塑性极细纤维的纤维直径为0.5μm～10μm。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的层压无纺布，其中，
层压无纺布的总厚度为15μm～300μm。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的层压无纺布，其中，
层压无纺布的总单位面积重量为10g/m2～250g/m2。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的层压无纺布，其中，
外层表面为整面结合状态。
8.根据权利要求2～7中任一项所述的层压无纺布，其中，
热塑性极细纤维的含有比例为总单位面积重量的5wt％～40wt％。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的层压无纺布，其中，
每单位面积重量的机械方向的拉伸强度为1.00(N/1.5cm)/(g/m2)以上，并且每单位面积重量的机械方向的撕裂强度为0.04N/(g/m2)以上。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的层压无纺布，其中，
构成热塑性长纤维的树脂成分的存在状态由鞘芯构造以外的构造构成。
11.根据权利要求2～10中任一项所述的层压无纺布，其中，
热塑性长纤维与热塑性极细纤维由单一成分构成。
12.根据权利要求2～11中任一项所述的层压无纺布，其中，
热塑性长纤维与热塑性极细纤维由聚酯系树脂或聚酰胺系树脂构成。
13.一种层压无纺布的制造方法，该层压无纺布是权利要求2～12中任一项所述的层压无纺布，其特征在于，
该层压无纺布的制造方法包含以下工序：
在热塑性极细纤维层的两面上层叠热塑性长纤维层之后，在平坦的刚性体热辊与肖氏D级硬度为60～95的非加热弹性辊之间，以表面压力30kg/cm2～200kg/cm2、刚性体热辊的温度低于构成热塑性长纤维的树脂的熔点5℃以上的温度，对每个面分为两个阶段进行加压热压接，在该两个阶段的加压热压接工序之间包括快速冷却工序。
14.一种复合膜支承体，其特征在于，
该复合膜支承体由权利要求1～12中任一项所述的层压无纺布构成。
15.一种复合膜，其特征在于，
该复合膜是在权利要求14所述的复合膜支承体上形成多孔质层和具有分离功能的致密层而成的，该致密层即表层。
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