CN102758311B - 凹凸伸缩无纺布及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有高伸缩性及无纺布强度,且手感优异的具有凹凸的伸缩无纺布及其制造方法。本发明涉及一种无纺布,其是将第1及第2纤维层加以积层,并通过隔开间隔而配置的多个粘结部使两纤维层部分地粘结一体化而形成,第1纤维层包含作为潜在卷缩性复合纤维的热收缩性纤维(1A),第2纤维层包含收缩性小于热收缩性纤维(1A)的热熔接性的热收缩性纤维(2A)或热熔接性的非热收缩性纤维(2B),其特征在于:第1纤维层的最大收缩率显现温度为135℃以上,热收缩性纤维(2A)或非热收缩性纤维(2B)的热熔接性成分的熔点或软化点为70℃以上、130℃以下,粘结部间的第2纤维层通过第1纤维层的收缩而突起成凸状,且构成第1纤维层的纤维彼此未相互粘结。

Description

凹凸伸缩无纺布及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种具有凹凸且伸缩性优异的无纺布。
背景技术
作为获得具有伸缩性的无纺布的方法,已知有通过熔喷法使弹性体树脂堆积在输送机上后,利用热辊使纤维间粘结而获得的片材(参照专利文献1)。
因此,有如下的方法:通过梳棉法将具有潜在卷缩的纤维制成网,利用喷射水流使其交缠后进行热处理,由此使其显现卷缩(收缩处理),并在构造上赋予伸缩(参照专利文献2)。
作为其他方法,有通过将如下的第1层与第2层的积层体在厚度方向上部分热压接,并进行收缩处理而获得的立体片材,所述第1层是最大热收缩显现温度为130℃以下、且包含具有比第2层的非热收缩性纤维低的熔点的热收缩性纤维的层,所述第2层是包含非热收缩性纤维的层(参照专利文献3)。关于专利文献3中所记载的立体片材,无纺布的伸缩性通过第1层的热收缩纤维的卷缩显现(三维立体形状)来显示弹性体式的行为。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2009-256856号
[专利文献2]日本专利特开平10-114004号
[专利文献3]日本专利特开2006-45724号
但是,专利文献1中所记载的片材由于蓬松性非常低,因此通风性低且有损手感。另外,也存在因弹性体树脂特有的摩擦而导致表面平滑性欠佳等问题。另外,通过专利文献2中所记载的方法所获得的无纺布存在如下等问题:由于其构造为通过交缠而变成一体的构造,因此无纺布强度低。
进而,专利文献3中所记载的立体片材存在如下的问题:在热收缩处理的步骤中该第1层中的纤维热收缩并且热熔融,纤维间相互粘结,因此伸缩性受到阻碍,无法显现充分的伸缩性。
发明内容
因此,本发明的课题在于提供一种具有高伸缩性及无纺布强度,并且手感优异的无纺布。
本发明人为了解决所述课题而反复努力研究的结果,发现如下的无纺布具有高伸缩性及无纺布强度,并且手感优异,基于该发现而完成了本发明,所述无纺布将第1纤维层及第2纤维层加以积层,所述第1纤维层包含热收缩性纤维(1A),且最大收缩率显现温度为135℃以上,所述第2纤维层包含收缩性小于热收缩性纤维(1A)的热熔接性的热收缩性纤维(2A)或热熔接性的非热收缩性纤维(2B),且热收缩性纤维(2A)或非热收缩性纤维(2B)的热熔接性成分的熔点或软化点为70℃以上、130℃以下,通过隔开间隔而配置的多个粘结部来使该两纤维层部分地粘结一体化,粘结部间的第2纤维层通过第1纤维层的收缩而突起成凸状,且构成第1纤维层的纤维彼此未相互粘结。
即,本发明的主旨如下。
1.一种无纺布,其是将第1纤维层及第2纤维层加以积层,并通过隔开间隔而配置的多个粘结部来使该两纤维层部分地粘结一体化而形成,所述第1纤维层包含作为潜在卷缩性复合纤维的热收缩性纤维(1A),所述第2纤维层包含收缩性小于热收缩性纤维(1A)的热熔接性的热收缩性纤维(2A)或热熔接性的非热收缩性纤维(2B),其特征在于:
第1纤维层的最大收缩率显现温度为135℃以上,热收缩性纤维(2A)或非热收缩性纤维(2B)的热熔接性成分的熔点或软化点为70℃以上、130℃以下,粘结部间的第2纤维层通过第1纤维层的收缩而突起成凸状,且构成第1纤维层的纤维彼此未相互粘结。
2.根据前项1所述的无纺布,其特征在于:热收缩性纤维(2A)为潜在卷缩性复合纤维。
3.根据前项1或2所述的无纺布,其特征在于:热收缩性纤维(2A)或非热收缩性纤维(2B)的熔点或软化点低于热收缩性纤维(1A)的熔点。
4.根据前项1至3中任一项所述的无纺布,其特征在于:所述粘结部是通过热压接而形成。
5.一种无纺布的制造方法,其特征在于包括以下的步骤(i)~步骤(iii):
(i)在包含热收缩性纤维(1A)的第1纤维层的至少一面,积层包含收缩性小于热收缩性纤维(1A)的热熔接性的热收缩性纤维(2A)或热熔接性的非热收缩性纤维(2B)的第2纤维层的步骤;
(ii)对在步骤(i)中经积层的两纤维层进行粘结加工,通过隔开间隔而配置的多个粘结部来使两纤维层在厚度方向上一体化的步骤;以及
(iii)对通过步骤(ii)而一体化的两纤维层进行收缩加工,使第1纤维层中所包含的热收缩性纤维(1A)收缩的步骤。
6.根据前项5所述的制造方法,其特征在于:在步骤(ii)中通过热压接来对经积层的两纤维层进行粘结加工。
7.根据前项5或6所述的制造方法,其特征在于:在第1纤维层中所包含的热收缩性纤维(1A)的熔点以下的温度下,进行步骤(ii)的粘结加工及步骤(iii)的收缩加工。
[发明的效果]
本发明的无纺布由于第1纤维层的最大收缩率显现温度为135℃以上,并且第2纤维层中所使用的热收缩性纤维(2A)或非热收缩性纤维(2B)的热熔接性成分的熔点或软化点为70℃以上、130℃以下,因此可在第1纤维层不收缩(优选第1纤维层的收缩率为50%以下)的温度区域中使两纤维层部分地粘结。
因此,在使两纤维层部分地粘结的步骤及使第1纤维层收缩的步骤中,构成第1纤维层的纤维彼此不会因加热而热熔融并相互粘结。进而,当使两纤维层部分地粘结时,可防止第1纤维层收缩。由此,本发明的无纺布保持优异的伸缩性,并且质地均匀,可充分地产生凸状突起部。
本发明的无纺布中,构成第1纤维层的纤维本身不参与粘结,其本身并不有助于积层一体化。热收缩性纤维(2A)或非热收缩性纤维(2B)通过其热熔接性成分的热熔接来构成粘结部,由此有助于积层一体化。因此,尤其当热收缩性纤维(2A)或非热收缩性纤维(2B)包含弹性体(在包含单一成分的纤维的情况下,作为该单一成分的弹性体成为热熔接性成分,在复合纤维的情况下,弹性体虽然是其低熔点成分,但作为热熔接性成分而参与热粘结)时,可获得特别优异的效果。即,其粘结部本身也具有弹性的结果,因在粘结部将纤维间加以固定而产生的对于伸缩性能的阻碍效果得到缓和,无纺布的伸缩性、手感变得更优异。
另外,由于第1纤维层的纤维间未相互热粘结,因此存在如下的倾向:伴随收缩步骤中的第1纤维层内的潜在卷缩纤维的卷缩显现的动作,构成第1纤维层的动作自由的纤维的一部分在与形成凸状突起部的第2纤维层的界面上,以朝向凸状突起部内部的方式改变排列,发挥将第2纤维层的纤维朝凸状突起部上部侧挤入的作用。其结果,可在凸状突起部内部大量填充纤维,并且伴随于此,可提升凸状突起部的形状的耐应力变形性的效果也受到期待。
附图说明
图1是收缩处理前的第1纤维层与第2纤维层的积层品的平面示意图。
图2是表示本发明的无纺布的一实施形态的平面示意图。
图3是表示本发明的无纺布的一实施形态的立体图。
[符号的说明]
1:第1纤维层
2:第2纤维层
3:粘结部
具体实施方式
本发明的无纺布是使包含伸缩性不同的纤维的第1纤维层与第2纤维层通过部分粘结而一体化,并通过进行收缩处理而突起成凸状的凹凸伸缩无纺布。
具体而言,本发明的无纺布是如下的无纺布:将第1纤维层及第2纤维层加以积层,并通过隔开间隔而配置的多个粘结部来使该两纤维层部分地粘结一体化,所述第1纤维层包含热收缩性纤维(1A),所述第2纤维层包含收缩性小于热收缩性纤维(1A)的热熔接性的热收缩性纤维(2A)或热熔接性的非热收缩性纤维(2B)。在本发明中,除通过热熔融而具有粘结性的纤维以外,也包含通过热软化具有粘结性的纤维作为具有“热熔接性”的纤维。
本发明的无纺布的特征在于:第1纤维层的最大收缩率显现温度为135℃以上,热收缩性纤维(2A)或非热收缩性纤维(2B)的热熔接性成分的熔点或软化点为70℃以上、130℃以下,粘结部间的第2纤维层通过第1纤维层的收缩而突起成凸状,且构成第1纤维层的纤维彼此未相互粘结。
利用图式来说明本发明的无纺布。图1是收缩处理前的第1纤维层与第2纤维层的积层品的平面示意图。另外,图2是表示本发明的无纺布的一实施形态的平面示意图。图3是表示本发明的无纺布的一实施形态的立体图。在图2及图3中,3为粘结部。
第1纤维层与第2纤维层通过隔开间隔而配置的多个粘结部而部分地粘结并在厚度方向上一体化。在本发明中,所谓“粘结部”,是指在第1纤维层与第2纤维层的界面上,构成第1纤维层的纤维与构成第2纤维层的纤维在纤维彼此的交点及接触部分等处粘结的区域。
当俯瞰时,本发明的无纺布中所形成的第1纤维层及第2纤维层间的粘结部规则地分布,且具有固定的图案的情况多。关于粘结部的排列,有并列及交错排列等,并无特别限定,但就无纺布强度的观点而言,优选交错排列。
第1纤维层及第2纤维层间的粘结部(在进行压花加工的情况下为压花点)在本发明的无纺布中所占的总面积率优选2%~20%,更优选3%~15%,进而更优选4%~10%。
通过将粘结部的总面积率设为2%以上,所获得的无纺布的强度提升。另外,通过将粘结部的总面积率设为20%以下,粘结部不会阻碍收缩的产生,伸缩性提升。
就无纺布强度的观点而言,一个粘结部的面积优选0.5mm2~20mm2的范围。另外,尤其就伸缩性的观点而言,粘结部间的距离优选2mm~20mm,更优选4mm~10mm的范围。
粘结部的形状并无特别限定,可例示圆型、椭圆、菱形等。就可谋求朝纵向(MachineDirection,MD)及横向(CrossDirection,CD)的均匀的收缩,且不易产生由收缩所引起的各向异性的观点而言,优选圆型。
所谓“构成第1纤维层的纤维彼此未相互粘结”,是指不存在构成第1纤维层的纤维彼此因热熔融而粘结的状态。构成第1纤维层的纤维彼此未相互粘结可通过利用显微镜(例如,基恩士公司制造的VHX-900等数码显微镜)进行观察来确认。由于构成第1纤维层的纤维彼此未相互粘结,因此本发明的无纺布显示优异的伸缩性。
所谓“突起成凸状”,是指在未形成粘结部的部分,伴随第1纤维层收缩,第2纤维层朝第2纤维层侧突出,由此形成凸状形状的突起。
[第1纤维层]
第1纤维层的最大收缩率显现温度为135℃以上,更优选140℃以上,进而更优选145℃以上,另外,优选该最大收缩率显现温度为第1纤维层中所包含的热收缩性纤维(1A)的高熔点成分的熔点以下。
在本发明中,所谓“最大收缩率显现温度”,是指在不超过构成第1纤维层的热收缩性纤维(1A)的高熔点成分的熔点的范围内显示最大的收缩率的温度。最大收缩率显现温度通过随后将在实例中叙述的方法来测定。
通过将第1纤维层的最大收缩率显现温度设为135℃以上,可在第1纤维层不收缩、或其收缩的显现足够小的温度区域中使第1纤维层与第2纤维层部分粘结,且可不使构成第1纤维层的纤维彼此产生粘结而实现两纤维层的2层一体化。根据本发明,通过以最大收缩率显现温度为基准选择构成第1纤维层的纤维,即便在通常设定的温度区域中对两纤维层进行粘结加工及热收缩加工,构成第1纤维层的纤维彼此也不会粘结,而可获得伸缩性优异的无纺布。
再者,所谓“热收缩性纤维(1A)的高熔点成分的熔点以下”,在高熔点成分为聚酯的情况下,优选250℃以下,在高熔点成分为聚丙烯类纤维的情况下,优选160℃以下。
第1纤维层包含热收缩性纤维(1A)。第1纤维层中的热收缩性纤维(1A)的含量以第1纤维层的质量基准计,优选60质量%以上,更优选80质量%以上。通过将第1纤维层中的热收缩性纤维(1A)的含量设为该范围,而显示高收缩性,所获得的无纺布的伸缩性变得良好。
[热收缩性纤维(1A)]
热收缩性纤维(1A)是潜在卷缩性复合纤维。此处,所谓“潜在卷缩性纤维”,是指因热而产生收缩,并显现卷缩的纤维。热收缩性纤维(1A)优选如下的纤维:在收缩加工步骤中,通过卷缩的显现来显示高收缩率,且不产生由该纤维的热熔接所引起的纤维彼此的粘结。
所谓通过卷缩的显现来显示高收缩率的纤维,是指如下的纤维:当将纤维制成单位面积重量为100g/m2的网,并将该网在120℃的烘箱内放置了5分钟时,通过卷缩的显现而在MD方向上显示优选40%以上,更优选50%以上,进而更优选65%以上的收缩率。通过使热收缩性纤维(1A)的收缩率变成40%以上,可对最终获得的无纺布赋予充分的伸缩性,可充分地产生凸状突起部。
另外,通过使热收缩性纤维(1A)的收缩率变成40%以上,纤维因热收缩加工中的热收缩性纤维(1A)的卷缩的显现而充分地相互缠绕。通过该缠绕效果,即便在热收缩性纤维(1A)为例如短纤维的情况下,也可以抑制热收缩性纤维(1A)的脱落。由此,虽然构成第1纤维层的热收缩性纤维(1A)间未相互粘结,但仍可保持作为第1纤维层的一体化。
所谓不产生由热熔接所引起的纤维彼此的粘结的纤维,是指在两纤维层的粘结加工温度及收缩加工温度下,纤维彼此不相互粘结的纤维。
即便假设包含潜在卷缩性复合纤维的热收缩性纤维(1A)是原本显示高收缩率的纤维,在与两纤维层的粘结加工或收缩加工的同时产生了纤维彼此的粘结的情况下,也通过该粘结来固定纤维。因此,纤维的收缩的动作,即卷缩的显现受到阻碍,无法获得充分的收缩,第1纤维层的可伸缩的宽度变狭小。另外,由于纤维间被固定,因此伸长时需要高应力。
作为其结果,无法获得高伸缩性能,无纺布的手感下降。因此,通过将不产生纤维彼此的粘结的纤维用于第1纤维层,可对无纺布赋予高伸缩性。
构成热收缩性纤维(1A)的树脂是包含低熔点成分与高熔点成分的组合的树脂。作为热收缩性纤维(1A)中所使用的树脂,例如可列举聚烯烃、聚酯及聚酰胺等。再者,当在本发明中称为“低熔点成分”时,有时包括不显示熔点而仅具有软化点的成分。
作为热收缩性纤维(1A)的低熔点成分,例如可列举包含乙烯-丙烯二元共聚物、丙烯-丁烯-1二元共聚物、乙烯-丙烯-丁烯-1三元共聚物、丙烯-己烯-1二元共聚物及丙烯-辛烯-1二元共聚物等、以及它们的混合物等的树脂。
作为热收缩性纤维(1A)的低熔点成分,就低温热收缩性及成本的观点而言,优选包含含量为4质量%~10质量%的乙烯、及含量为90质量%~96质量%的丙烯的乙烯-丙烯二元共聚物,以及包含含量为1质量%~7质量%的乙烯、含量为90质量%~98质量%的丙烯及含量为1质量%~5质量%的1-丁烯的乙烯-丙烯-丁烯-1三元共聚物。
作为热收缩性纤维(1A)的低熔点成分的熔点,优选128℃~160℃的范围,更优选130℃~150℃。通过将低熔点成分的熔点设为128℃以上,可防止低熔点侧的树脂在收缩加工温度下熔融,并可抑制由粘结所引起的伸缩性能的下降。
作为低熔点成分的熔体质量流动速率,在JIS-K7210的条件M(230℃、2.16kgf)下,就纺丝性及加工性的观点而言,优选0.1g/10min~80g/10min,更优选3g/10min~40g/10min。
作为热收缩性纤维(1A)的高熔点成分,例如可列举聚丙烯及聚酯。通过使用聚酯作为高熔点成分,可进一步形成与低熔点成分的熔点差。
作为聚丙烯,例如可列举聚丙烯均聚物、丙烯与乙烯或其他烯烃的共聚物、及丙烯与其他成分的共聚物,另外,作为聚酯,例如可列举聚对苯二甲酸乙二酯及聚对苯二甲酸丁二酯、以及它们的共聚物。
作为高熔点成分,优选丙烯均聚物或丙烯与少量的通常为2质量%以下的乙烯或α-烯烃的共聚物。作为此种结晶性聚丙烯,例如可列举由通用的齐格勒-纳塔(ZieglerNatta)催化剂或茂金属催化剂所获得的结晶性聚丙烯。
作为热收缩性纤维(1A)的高熔点成分的熔点,优选150℃~165℃的范围,更优选155℃~160℃的范围。通过将高熔点成分的熔点设为150℃以上,可增大与低熔点成分的熔点差,使收缩加工时的加工温度范围变大。
作为热收缩性纤维(1A)的高熔点成分的熔体质量流动速率,在JIS-K7210的条件M(230℃、2.16kgf)下,就纺丝性及加工性的观点而言,优选0.1g/10min~80g/10min,更优选3g/10min~40g/10min。
作为热收缩性纤维(1A)的剖面形状,并无特别限定,例如可列举同心鞘芯型、偏心鞘芯型及并列型等。其中,优选偏心鞘芯型及并列型,特优选并列型。其原因在于:通过使用剖面形状为并列型的复合纤维,可获得高潜在卷缩性的纤维。
热收缩性纤维(1A)的纤度优选1.0dtex~20dtex,更优选1.5dtex~10dtex,进而更优选2.2dtex~7.0dtex。
通过将热收缩性纤维(1A)的纤度设为1.0dtex以上,例如当经过梳棉步骤时,可防止棉结(nep)的产生或产生质地的紊乱,进而可抑制加工速度的下降。另外,通过将热收缩性纤维(1A)的纤度设为20dtex以下,而防止卷缩显现性下降,获得40%以上的收缩率变得容易。
但是,若为可维持收缩率的范围内,则也可以将脱离所述纤度的其他热收缩性纤维(1A)混棉来使用。另外,也可以在无损本发明的效果的范围内,在第1纤维层上将热收缩性纤维(1A)以外的纤维混棉。
热收缩性纤维(1A)可以是短纤维,也可以是如通过纺粘法或熔喷法所获得的长纤维。在短纤维的情况下,纤维长度并无特别限制,但优选20mm~100mm的范围。
[第2纤维层]
第2纤维层包含收缩性小于热收缩性纤维(1A)的热熔接性的热收缩性纤维(2A)[以下,也简称为热收缩性纤维(2A)]或热熔接性的非热收缩性纤维(2B)。
第2纤维层优选以第2纤维层的质量基准计,在60质量%以上的范围内包含热收缩性纤维(2A)或非热收缩性纤维(2B),就无纺布强度的观点而言,更优选70质量%以上,特优选仅包含热收缩性纤维(2A)或非热收缩性纤维(2B)、或者它们的混棉。
通过以第2纤维层的质量基准计,包含60质量%以上的热收缩性纤维(2A)或非热收缩性纤维(2B),而成为伸展性与手感适当的无纺布。
另外,就无纺布的伸缩性的观点而言,优选以第2纤维层的质量基准计,在60质量%以上的范围内包含热收缩性纤维(2A),更优选70质量%以上,进而更优选80质量%以上,特优选仅包含热收缩性纤维(2A)。
作为可包含在第2纤维层中的其他纤维,只要不阻碍本发明的效果,则并无特别限定,例如可列举人造丝及棉花等。
在第1纤维层与第2纤维层的粘结部间的第2纤维层中,构成形成凸状突起部的第2纤维层的纤维彼此可以在它们的接触点处相互进行热粘结,也可以不进行热粘结,若相互进行热粘结,则无纺布强度提高,因此优选。
另外,通过构成形成凸状突起部的第2纤维层的纤维彼此在它们的接触点处相互进行热粘结,可改善凸状突起部中的纤维的起毛。尤其,当有效地利用本发明的无纺布的凹凸构造而将其用作钩环扣(fastener)构件时,具有如下的效果:因重复使用而产生的来自凸状突起部的纤维的起毛得到抑制,耐久性提升。
[热收缩性纤维(2A)及非热收缩性纤维(2B)]
热收缩性纤维(2A)的收缩性小于热收缩性纤维(1A)。所谓“收缩性小于热收缩性纤维(1A)”,在下述收缩率中,优选热收缩性纤维(1A)与热收缩性纤维(2A)的收缩率的差[热收缩性纤维(1A)的收缩率-热收缩性纤维(2A)的收缩率]为10%以上,更优选30%以上。收缩性纤维(2A)或非收缩性纤维(2B)优选当将纤维制成单位面积重量为100g/m2的网,并将该网在120℃的烘箱内放置了5分钟时,MD方向收缩率为35%以下,更优选25%以下。通过使该收缩率变成35%以下,可增大与第1纤维层的收缩差,且在收缩处理步骤中容易产生凸状突起部。
构成热收缩性纤维(2A)或非热收缩性纤维(2B)的树脂包含通过熔融而参与热粘结的热熔接性成分。热收缩性纤维(2A)或非热收缩性纤维(2B)可以是仅包含热熔接性成分的单一成分纤维,另外,也可以是包含高熔点成分与低熔点成分的组合的复合纤维。
在复合纤维的情况下,其低熔点成分作为热熔接性成分而参与热粘结。作为热收缩性纤维(2A)或非热收缩性纤维(2B)中所使用的树脂,例如可列举聚烯烃、聚酯及聚酰胺等。非热收缩性纤维(2B)只要为热熔接性,则也可以是包含聚烯烃及聚酯等的单一成分纤维。
作为热收缩性纤维(2A)或热熔接性的非热收缩性纤维(2B)为复合纤维时的低熔点成分,例如可列举低密度聚乙烯(LowDensityPolyethylene,LDPE)及线性低密度聚乙烯(Linear-LowDensityPolyethylene,L-LDPE)、以及热塑性弹性体。
作为热塑性弹性体,例如可列举氢化苯乙烯类弹性体(苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(Styrene-Ethylene-Butylene-Styrene,SEBS))及热塑性聚氨酯(ThermoplasticPolyurethane,TPU)。另外,就相容性的观点而言,优选使用烯烃类弹性体。
作为烯烃类弹性体,例如可列举乙烯-丙烯橡胶(Ethylene-PropyleneRubber,EPR)、乙烯-丙烯-非共轭二烯共聚橡胶(Ethylene-Propylene-DieneMonomer,EPDM)及乙烯-辛烯-1共聚物(例如,陶氏化学公司制造的Engage8402等)。
可使用这些热塑性弹性体的1种、或者2种以上的混合物。另外,也可以将它们与LDPE或L-LDPE混合使用,也可以在不妨碍效果的范围内,进而包含其他树脂、滑剂、颜料以及碳酸钙及氧化钛等无机物等添加剂。
当热收缩性纤维(2A)或非热收缩性纤维(2B)为复合纤维时,具有由作为其复合成分的低熔点成分的热熔融或软化所带来的热熔接性能(低熔点成分作为热熔接性成分而参与热粘结)。尤其,若将热塑性弹性体用于第2纤维层,则通过其粘着效果,利用该热熔接性能的粘结得到进一步强化,并且粘结后的粘结点本身带有橡胶弹性行为,由此无纺布的伸缩性提升,因而优选。
热收缩性纤维(2A)或热熔接性的非热收缩性纤维(2B)的热熔接性成分的熔点或软化点为70℃以上、130℃以下,更优选95℃以上、125℃以下,进而更优选100℃以上、125℃以下。
当热收缩性纤维(2A)或热熔接性的非热收缩性纤维(2B)的热熔接性成分的熔点或软化点为70℃以下时,例如在制作网的梳棉步骤中,因金属线的梳理摩擦而容易引起棉结的产生(纤维熔接)等,且质地紊乱,因此不优选。另外,当所述熔点或软化点超过130℃时,第1纤维层中所使用的热收缩性纤维(1A)的低熔点侧也变得容易熔融并粘结,因此产生手感变硬、伸缩性下降的间题。
作为热收缩性纤维(2A)或热熔接性的非热收缩性纤维(2B)的热熔接性成分的熔体质量流动速率,当JIS-K7210的低熔点成分为LDPE或L-LDPE时,在条件D(190℃、2.16kgf)下,就纺丝性及加工性的观点而言,优选0.1g/10min~80g/10min,更优选3g/10min~40g/10min,另外,当低熔点成分为热塑性弹性体时,在条件M(230℃、2.16kgf)下,就纺丝性及加工性的观点而言,优选0.1g/10min~80g/10min,更优选3g/10min~40g/10min。
作为热收缩性纤维(2A)或热熔接性的非热收缩性纤维(2B)为复合纤维时的高熔点成分,例如可列举聚丙烯及聚酯。
作为热收缩性纤维(2A)及非热收缩性纤维(2B)为复合纤维时的高熔点成分,例如可列举丙烯均聚物或丙烯与少量的通常为2质量%以下的乙烯或α-烯烃的共聚物。作为此种结晶性聚丙烯,例如可列举由通用的齐格勒-纳塔催化剂或茂金属催化剂所获得的结晶性聚丙烯。
为了进一步形成与低熔点成分的熔点差,也可以使用聚酯作为高熔点成分。作为聚酯,例如可列举聚对苯二甲酸乙二酯及聚对苯二甲酸丁二酯、以及它们的共聚物。
作为热收缩性纤维(2A)及非热收缩性纤维(2B)为复合纤维时的高熔点成分的熔点,优选150℃~165℃的范围,更优选155℃~160℃的范围。通过将熔点设为150℃以上,可增大与低熔点成分的熔点差,使收缩加工时的加工温度范围变大。
作为热收缩性纤维(2A)及非热收缩性纤维(2B)为复合纤维时的高熔点成分的熔体质量流动速率,当JIS-K7210的高熔点成分为聚丙烯时,在条件M(230℃、2.16kgf)下,就纺丝性及加工性的观点而言,优选0.1g/10min~80g/10min,更优选3g/10min~40g/10min,另外,当高熔点成分为聚酯时,在条件S(280℃、2.16kgf)下,就纺丝性及加工性的观点而言,优选0.1g/10min~80g/10min,更优选3g/10min~40g/10min。
在本发明中,就收缩与手感的观点而言,优选热收缩性纤维(2A)或非热收缩性纤维(2B)的热熔接性成分的熔点或软化点低于热收缩性纤维(1A)的熔点。具体而言,优选构成热收缩性纤维(2A)或非热收缩性纤维(2B)的熔点最低的成分(热熔接性成分)的熔点低于构成热收缩性纤维(1A)的熔点最低的成分的熔点,更优选低5℃~50℃,进而更优选低15℃~35℃。
热收缩性纤维(2A)或非热收缩性纤维(2B)也可以是包含互不相同的树脂成分的复合纤维。当热收缩性纤维(2A)或非热收缩性纤维(2B)为复合纤维时,其剖面形状并无特别限定,例如可列举并列、或者以构成纤维表面的至少一部分的方式配置低熔点成分的偏心鞘芯型或同心鞘芯型。
热收缩性纤维(2A)或非热收缩性纤维(2B)的纤度优选1.0dtex~20dtex,更优选1.5dtex~10dtex,进而更优选2.2dtex~7.0dtex。
热收缩性纤维(2A)或非热收缩性纤维(2B)可以是短纤维,也可以是如通过纺粘法或熔喷法所获得的长纤维。在短纤维的情况下,纤维长度并无特别限制,但优选20mm~100mm的范围。
热收缩性纤维(2A)及非热收缩性纤维(2B)分别可为多种热收缩性纤维(2A)的混合物及多种非热收缩性纤维(2B)的混合物。
热收缩性纤维(2A)优选所述收缩率为5%~35%,更优选10%~25%。而且,作为此种纤维,优选潜在卷缩性复合纤维,更优选具有并列型或偏心鞘芯型的潜在卷缩性复合纤维。
当使用热收缩性纤维(2A)作为构成第2纤维层的纤维时,在热收缩加工后的凸状突起部中,该热收缩性纤维本身收缩,即显现卷缩,取得蛇腹状或螺旋状的形态。由此,通过所显现的卷缩的体积,而形成凸状突起部内部被纤维充分地填充的构造。其具有如下等特征:有助于凸状突起部形状的耐应力变形性的提升、不易形成凸状突起部的弯曲、成为平滑的凸状突起部形状、触感良好。
另外,当使用非热收缩性纤维(2B)作为构成第2纤维层的纤维时,在收缩加工后的凸状突起部中,不会形成使用热收缩性纤维(2A)时所形成的蛇腹状或螺旋状的构造。因此,凸状突起部内部不易被纤维充分地填满,受到由应力等所引起的变形,容易形成由弯曲所引起的歪曲形状,且纤维层表面产生粗糙感。因此,产生如下的特征:当用于例如抹布等时,擦拭性良好。
[单位面积重量]
在包含热收缩性纤维(1A)的第1纤维层、与包含收缩性小于热收缩性纤维(1A)的热熔接性的热收缩性纤维(2A)或热熔接性的非热收缩性纤维(2B)的第2纤维层的积层中,优选两纤维层的单位面积重量比为同比率、或第1纤维层的比率高。
通过两纤维层的单位面积重量比为同比率或第1纤维层的比率高,在收缩过程中,可提升第1纤维层的收缩力,并充分地拉近第2纤维层,可增加凸状突起部的产生,并提升伸缩性。
第1纤维层的单位面积重量优选10g/m2~60g/m2,更优选15g/m2~40g/m2。相对于此,第2纤维层的单位面积重量优选5g/m2~60g/m2,更优选7.5g/m2~40g/m2。第1纤维层与第2纤维层的单位面积重量的比率优选1∶1/2~1∶1的范围。
[制造方法]
本发明的无纺布通过包含以下的步骤(i)~步骤(iii)的制造方法而获得。
(i)在包含热收缩性纤维(1A)的第1纤维层的至少一面,积层包含收缩性小于热收缩性纤维(1A)的热熔接性的热收缩性纤维(2A)或热熔接性的非热收缩性纤维(2B)的第2纤维层的步骤
(ii)对在步骤(i)中经积层的两纤维层进行粘结加工,通过隔开间隔而配置的多个粘结部来使两纤维层在厚度方向上一体化的步骤
(iii)对通过步骤(ii)而一体化的两纤维层进行收缩加工,使第1纤维层中所包含的热收缩性纤维(1A)收缩的步骤
以下,对各步骤进行说明。
(i)在包含热收缩性纤维(1A)的第1纤维层的至少一面,积层包含收缩性小于热收缩性纤维(1A)的热熔接性的热收缩性纤维(2A)或热熔接性的非热收缩性纤维(2B)的第2纤维层的步骤
在步骤(i)中,只要在包含热收缩性纤维(1A)的第1纤维层的至少一面,积层包含收缩性小于热收缩性纤维(1A)的热熔接性的热收缩性纤维(2A)或热熔接性的非热收缩性纤维(2B)的第2纤维层即可,也可以在第1纤维层的两面积层第2纤维层。
作为获得第1纤维层与第2纤维层的积层体的方法,具体而言,例如将2台金属线梳棉机串联式地排列,形成成为下层的包含热收缩性纤维(1A)的第1纤维层,从第1纤维层上积层成为上层的包含收缩性小的热熔接性的热收缩性纤维(2A)或热熔接性的非热收缩性纤维(2B)的第2纤维层,由此可连续地获得积层体。
(ii)对在步骤(i)中经积层的两纤维层进行粘结加工,通过隔开间隔而配置的多个粘结部来使两纤维层在厚度方向上一体化的步骤
在步骤(ii)中,使在步骤(i)中经积层的两纤维层的积层网部分地粘结。作为使两纤维层的积层网粘结的方法,例如可列举热压接或利用超声波的粘结方法,特优选热压接。
作为热压接的方法,具体而言,优选例如利用热压花机的热压接。另外,作为利用超声波的粘结方法,具体而言,例如可列举超声波压花加工。
通过将第1纤维层与第2纤维层的积层网热压接,在第1纤维层与第2纤维层的积层接触面上,第2纤维层中所包含的热熔接性的热收缩性纤维(2A)或热熔接性的非热收缩性纤维(2B)热熔融或热软化而形成多个粘结部,两层部分地粘结并积层一体化。
作为热压接的加工温度,优选至少热收缩性纤维(2A)或非热收缩性纤维(2B)熔融或软化,热收缩性纤维(1A)不熔融或软化的条件,具体而言,优选70℃~130℃的范围。
在优选比热收缩性纤维(2A)或非热收缩性纤维(2B)的热熔接性成分的熔点或软化点低5℃~15℃的温度下,通过加热来对第1纤维层与第2纤维层进行热压接加工,由此热收缩性纤维(2A)或非热收缩性纤维(2B)的软化开始,可使第1纤维层与第2纤维层的表面部分粘结。
(iii)对通过步骤(ii)而一体化的两纤维层进行收缩加工,使第1纤维层中所包含的热收缩性纤维(1A)收缩的步骤
在步骤(iii)中,对在步骤(ii)中在厚度方向上一体化的两纤维层进行收缩加工,使第1纤维层中所包含的热收缩性纤维(1A)收缩来使第1纤维层收缩,由此可使粘结部间的第2纤维层突起成凸状。
作为收缩加工的方法,例如可列举热风循环式热处理机(热风机)或可通过无张力化来赋予热的无张烘干机等。就更均匀地赋予高收缩而言,特优选无张烘干机。
作为收缩加工温度,优选至少第1纤维层中所包含的热收缩性纤维(1A)收缩,但构成第1纤维层的纤维彼此不会因热熔融或热软化而相互粘结的温度。具体而言,收缩加工温度优选100℃~130℃的范围,更优选110℃~128℃,进而更优选115℃~125℃的范围。
通过以100℃以上进行收缩加工,第1纤维层的收缩显现性变得充分。另外,通过以130℃以下进行收缩加工,第1纤维层的低熔点侧变得不易熔融,尤其在利用热风循环式热处理机(热风机)进行收缩处理的情况等时,可防止熔融树脂与输送机摩擦,而使第1纤维层均匀地收缩。
当通过收缩加工,而使粘结部间的第2纤维层突起成凸状(形成凸状突起部)时,第2纤维层内的纤维彼此可以在它们的接触点处相互热粘结,在包含热收缩性纤维(2A)的情况下,该热收缩性纤维(2A)也可以热收缩。当构成凸状突起部的第2纤维层内的纤维彼此在它们的接触点处热粘结时,优选接触点处的纤维彼此的粘结与第1纤维层与第2纤维层的粘结部中的利用热压接(压花等)的粘结不同,仅在纤维彼此的接触点处形成粘结点。其原因在于:若纤维间被强力固定,其自由度大幅丧失,则凸状突起部中的蛇腹状或螺旋状的立体构造的形成受到抑制。
粘结加工及收缩加工也可以同时进行,但在本发明中,优选将粘结加工及收缩加工设为不同步骤,并在粘结加工后进行收缩加工。
通过将粘结加工及收缩加工设为不同步骤,并在粘结加工后进行收缩加工,可获得质地均匀的无纺布。另外,例如当使用热压花辊同时进行粘结加工及收缩加工时,在加工方面,压花辊的空隙(间隙),即压花辊表面的凹凸的高低差产生限制,因此有时难以获得蓬松的无纺布。
另一方面,若为使用热压花辊进行粘结加工后,使用热风循环式热处理机或无张烘干机进行收缩加工的方法,则可通过无张力化来进行收缩加工,因此容易有效率地获得突起部发达、蓬松且柔软的无纺布。
[实例]
以下,通过实例来详细地说明本发明,但本发明并不限定于这些实例。
<收缩率测定法>
(1)关于热收缩性纤维(1A)及热收缩性纤维(2A)
使用各热收缩性纤维,通过梳棉法来制作100g/m2的网,在热处理前的各网的MD方向3个部位(测定中央、两端)测定点间的长度,将其平均作为(a)值。继而,在120℃的烘箱内放置5分钟后,与热处理前同样地测定点间的长度并将其平均作为(b)值,通过下式来求出收缩率。关于CD方向,也通过相同的测定方法来求出收缩率。
收缩率(%)=[(a)-(b)]/(a)×100
(2)第1纤维层的最大收缩率显现温度
依据所述(1)的收缩率测定法,将所制作的网在100℃的烘箱内放置5分钟后,求出收缩率。以相同的要领,针对每个热收缩处理温度求出收缩率,将成为最大的收缩率的热收缩处理温度作为第1纤维层的最大收缩率显现温度。
(3)关于使用第1纤维层与第2纤维层所获得的本发明的无纺布
将无纺布切成25cm×25cm,面积为625cm2。继而,使用热风循环式热处理机(通风机),以125℃的热处理温度、1m/秒的循环热风速对该无纺布进行3秒热处理后,算出面积来作为(C)值,并通过下式来求出收缩率。
收缩率(%)=[(625)-(C)]/(625)×100
<伸缩性、柔软性评价法>
使用岛津制作所的“AutographAG500D(商品名)”,将以试验速度为100m/min的速度从试样长度100mm起伸展50%后,恢复至试样长度为止,然后再次伸展50%时的负荷分为初次与再次两点,测定伸展10%、20%、30%、40%、50%的强度,并制成以强度为纵轴且以歪曲为横轴的图表(S-S曲线)。
判断为初次的负荷与再次的负荷的差越大,伸展性越低。另外,在伸展与负荷的图表中,判断为倾斜度越高,柔软性越低。
实例1
将包含熔点为160℃、熔体质量流动速率为15g/10min的聚丙烯,及熔体质量流动速率为16g/10min、熔点为130℃的乙烯-丙烯共聚物(丙烯含量为4质量%),纤度为2.2dtex,纤维长度为51mm的并列型复合纤维(容积比:50/50)用作热收缩性纤维(1A),制作单位面积重量为10g/m2的第1纤维层。另外,制作单位面积重量为100g/m2的相同纤维层,并测定收缩率,结果收缩率为70%。
将如下的单位面积重量为10g/m2的第2纤维层叠加在第1纤维层上,该第2纤维层是将包含熔点为160℃、熔体质量流动速率为15g/10min的聚丙烯,及熔点为100℃、熔体质量流动速率为20g/10min的烯烃类弹性体树脂,纤度为2.2dtex,纤维长度为38mm的并列型复合纤维(容积比:50/50)用作热收缩性纤维(2A)来制作。另外,制作单位面积重量为100g/m2的相同纤维层,并测定收缩率,结果收缩率为25%。
所述各纤维层是通过梳棉法来制作,且以使各纤维层的机械方向成为同一方向的方式进行积层。使用110℃的压花面积率为4%的加热压花机,在线压为20kgf/cm的压力下对所获得的2层网进行加压粘结。与粘结部相对应的压花机的一个压花突起部的面积为0.5mm2,突起部间的距离为5mm,突起部的形状为圆型。突起部呈交错状地排列。
继而,使用热风循环式热处理机(热风机),以125℃的热收缩处理温度、1m/秒的循环热风速实施3秒热处理后进行收缩加工。无纺布以67%的收缩率收缩,获得如下的伸缩无纺布:粘结部间的第2纤维层因与第1纤维层的收缩率的差而朝第2纤维层侧突起成凸状。
在粘结部间,第1纤维层显现强螺旋卷缩,另外,利用数码显微镜(基恩士公司制造的VHX-900)进行观察的结果,在粘结部间,构成第1纤维层的纤维彼此的交点未粘结。另一方面,第2纤维层显现比第1纤维层弱的螺旋卷缩,构成粘结部间的第2纤维层的纤维彼此的交点热粘结。该凸状部由该第2纤维层来填充。
将对所获得的无纺布的物性进行评价的结果示于表1。如表1所示,实例1的无纺布是柔软性高、伸缩性优异且手感良好的无纺布。
实例2
将包含熔点为160℃、熔体质量流动速率为15g/10min的聚丙烯,及熔体质量流动速率为16g/10min、熔点为130℃的乙烯-丙烯共聚合(丙烯含量为4质量%),纤度为2.2dtex,纤维长度为51mm的并列型复合纤维(容积比:50/50)用作热收缩性纤维(1A),制作单位面积重量为20g/m2的第1纤维层。另外,制作单位面积重量为100g/m2的相同纤维层,并测定收缩率,结果收缩率为70%。
将如下的单位面积重量为10g/m2的第2纤维层叠加在第1纤维层上,该第2纤维层是将包含熔点为160℃、熔体质量流动速率为15g/10min的聚丙烯,及熔点为100℃、熔体质量流动速率为23g/10min的L-LDPE树脂,纤度为2.2dtex,纤维长度为38mm的同心鞘芯型复合纤维(容积比:50/50)用作热收缩性纤维(2B)来制作。另外,制作单位面积重量为100g/m2的相同纤维层,并测定收缩率,结果收缩率为0%。
各纤维层是通过梳棉法来制作,且以使各纤维层的机械方向成为同一方向的方式进行积层。使用110℃的压花面积率为4%的加热压花机,在线压为20kgf/cm的压力下对所获得的2层网进行加压粘结。与粘结部相对应的压花机的一个压花突起部的面积为0.5mm2,突起部间的距离为5mm,突起部的形状为圆型。突起部呈交错状地排列。
继而,使用热风循环式热处理机(热风机),以125℃的热收缩处理温度、1m/秒的循环热风速实施3秒热处理后进行收缩加工。无纺布以65%的收缩率收缩,获得如下的伸缩无纺布:粘结部间的第2纤维层因与第1纤维层的收缩率的差而朝第2纤维层侧突起成凸状。
利用数码显微镜(基恩士公司制造的VHX-900)进行观察的结果,在粘结部间,第1纤维层显现强螺旋卷缩,构成粘结部间的第1纤维层的纤维彼此的交点未粘结。另一方面,第2纤维层的纤维未显现卷缩,构成粘结部间的第2纤维层的纤维彼此的交点热粘结。
将对所获得的无纺布的物性进行评价的结果示于表1。如表1所示,实例2的无纺布是柔软性高、伸缩性优异且手感良好的无纺布。
比较例1
使用包含熔点为160℃、熔体质量流动速率为15g/10min的聚丙烯,及熔点为115℃、熔体质量流动速率为23g/10min的L-LDPE,纤度为2.2dtex,纤维长度为51mm的并列型复合纤维(容积比:50/50),制作单位面积重量为10g/m2的纤维层(1A)。另外,制作单位面积重量为100g/m2的相同纤维层,并测定收缩率,结果收缩率为65%。
将如下的单位面积重量为10g/m2的第2纤维层叠加在第1纤维层上,该第2纤维层是使用包含熔点为130℃、熔体质量流动速率为16g/10min的HDPE,及熔点为250℃的聚脂,纤度为2.2dtex,纤维长度为51mm的同心鞘芯型复合纤维(容积比:50/50)来制作。另外,制作单位面积重量为100g/m2的相同纤维层,并测定收缩率,结果收缩率为0%。
各纤维层是通过梳棉法来制作,且以使各纤维层的机械方向成为同一方向的方式进行积层。使用125℃的压花面积率为15%的加热压花机,在线压为20kgf/cm的压力下对所获得的2层网进行加压粘结。与粘结部相对应的压花机的一个压花突起部的面积为1.5mm2,突起部间的距离为4.5mm,突起部的形状为圆型。突起部呈交错状地排列。
利用数码显微镜(基恩士公司制造的VHX-900)进行观察的结果,可知在热粘结步骤中,压花部以外的区域的热收缩性纤维(1A)也因压花辊的热,而导致其交点相互热粘结。另外,同时也产生第1纤维层的收缩,无纺布收缩至58%。
将对所获得的无纺布的物性进行评价的结果示于表1。如表1所示,比较例1的无纺布由于构成第1纤维层的纤维彼此已相互热粘结,因此其充分的热收缩行为受到阻碍,并且进而因该热粘结而对伸长带来负荷,结果所获得的无纺布成为蓬松性及柔软性均欠佳、伸缩性低的无纺布。
比较例2
使用包含熔点为160℃、熔体质量流动速率为15g/10min的聚丙烯,及熔点为130℃、熔体质量流动速率为16g/10min的乙烯-丙烯共聚物(丙烯含量为4质量%),纤度为2.2dtex,纤维长度为51mm的并列型复合纤维(容积比:50/50),并通过梳棉法来制作单位面积重量为80g/m2的网。另外,制作单位面积重量为100g/m2的相同纤维层,并测定收缩率,结果收缩率为70%。
利用喷水加工机,使该网触碰7.84Mpa的喷射水流而交缠后,利用120℃的热风循环式通风机进行干燥及收缩处理。此时的收缩率为22%。
将对所获得的无纺布的物性进行评价的结果示于表1。如表1所示,比较例2的无纺布的柔软性良好,但纤维层仅通过构成纤维层的纤维的相互缠绕而一体化,因此无纺布强度弱。另外,也不形成凹凸形状,通过利用喷射水流的相互缠绕,而导致网在收缩步骤中不充分地收缩,因此不具有有助于伸缩的构造,结果蓬松性及伸缩性非常差。
[表1]
[产业上的可利用性]
本发明的伸缩性无纺布可赋予高收缩性与无纺布强度,进而可提供手感良好的凹凸伸缩无纺布,因此可用于例如绷带、膏药底布及钩环扣的环材料等卫生材料领域、医疗领域以及产业资材领域等。

Claims (5)

1.一种无纺布,其是将第1纤维层及第2纤维层加以积层,并通过隔开间隔而配置的多个粘结部来使所述两纤维层部分地粘结一体化而形成,所述第1纤维层包含作为潜在卷缩性复合纤维的热收缩性纤维1A,所述第2纤维层包含收缩性小于热收缩性纤维1A的热熔接性的热收缩性纤维2A或热熔接性的非热收缩性纤维2B,其特征在于:
所述第1纤维层的最大收缩率显现温度为135℃以上,所述热收缩性纤维2A或所述非热收缩性纤维2B的热熔接性成分的熔点或软化点为70℃以上、130℃以下,所述粘结部间的所述第2纤维层通过所述第1纤维层的收缩而突起成凸状,且构成所述第1纤维层的纤维彼此未相互粘结,所述粘结部是通过热压接而形成,且所述热压接的加工温度范围为70℃~130℃。
2.根据权利要求1所述的无纺布,其特征在于:所述热收缩性纤维2A为潜在卷缩性复合纤维。
3.根据权利要求1所述的无纺布,其特征在于:所述热收缩性纤维2A或所述非热收缩性纤维2B的熔点或软化点低于所述热收缩性纤维1A的熔点。
4.一种无纺布的制造方法,其特征在于包括以下的步骤(i)~步骤(iii):
(i)在包含热收缩性纤维1A的第1纤维层的至少一面,积层包含收缩性小于所述热收缩性纤维1A的热熔接性的热收缩性纤维2A或热熔接性的非热收缩性纤维2B的第2纤维层的步骤,所述第1纤维层的最大收缩率显现温度为135℃以上;
(ii)对在所述步骤(i)中经积层的所述两纤维层通过热压接来进行粘结加工,通过隔开间隔而配置的多个粘结部来使所述两纤维层在厚度方向上一体化的步骤,所述热压接的加工温度范围为70℃~130℃;以及
(iii)对通过所述步骤(ii)而一体化的所述两纤维层进行收缩加工,使所述第1纤维层中所包含的所述热收缩性纤维1A收缩的步骤。
5.根据权利要求4所述的无纺布的制造方法,其特征在于:在所述第1纤维层中所包含的所述热收缩性纤维1A的熔点以下的温度下,进行所述步骤(ii)的所述粘结加工及所述步骤(iii)的所述收缩加工。
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