CN108699743A - 具有皱褶的长纤维无纺布及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的具有皱褶的长纤维无纺布包括具有热塑性树脂制成的长纤维纵横排列的结构的长纤维无纺布，形成为具有：并列地配设的多个第1皱褶；以及并列地配设并且分别与上述多个第1皱褶中的至少一个第1皱褶交叉的多个第2皱褶。本发明的具有皱褶的长纤维无纺布比较容易进行其连续生产。

Description

具有皱褶的长纤维无纺布及其制造方法
技术领域
本发明涉及具有皱褶的长纤维无纺布及其制造方法。
背景技术
作为具有皱褶的长纤维无纺布的一个例子，专利文献1记载了一种以具有极端落差的不规则的凹凸状形成有皱褶的长纤维无纺布。在专利文献1中，将未形成皱褶的长纤维无纺布塞进袋体并提供湿热，由此在该长纤维无纺布中形成皱褶。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2014-196585号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，在上述专利文献1中，为了得到具有皱褶的长纤维无纺布，需要将未形成皱褶的长纤维无纺布塞进袋体的工序。因此，存在难以进行具有皱褶的长纤维无纺布的连续生产的问题。
因此，本发明的目的在于提供一种能连续生产的具有皱褶的长纤维无纺布及其制造方法。
用于解决问题的方案
根据本发明的一个方面，具有皱褶的长纤维无纺布包括具有热塑性树脂制成的长纤维纵横排列的结构的长纤维无纺布，形成为具有：并列地配设的多个第1皱褶；以及并列地配设并且分别与上述多个第1皱褶中的至少一个第1皱褶交叉的多个第2皱褶。
根据本发明的另一方面，具有皱褶的长纤维无纺布的制造方法包括：第1皱褶形成工序，在具有热塑性树脂制成的长纤维纵横排列的结构的长纤维无纺布中并列地形成多个第1皱褶；第2皱褶形成工序，在经过了上述第1皱褶形成工序的长纤维无纺布中并列地形成分别与上述多个第1皱褶中的至少一个第1皱褶交叉的多个第2皱褶；以及干热处理工序，对经过了上述第2皱褶形成工序的长纤维无纺布实施干热处理，使上述多个第1皱褶和上述多个第2皱褶定型。
发明效果
上述多个第1皱褶和第2皱褶能通过连续的工序分别附加到例如长条带状的长纤维无纺布。因此，根据上述具有皱褶的长纤维无纺布，其连续生产比较容易。另外，上述具有皱褶的长纤维无纺布的制造方法能对例如长条带状的长纤维无纺布连续附加上述多个第1皱褶和第2皱褶，因此能实现具有皱褶的长纤维无纺布的连续生产。
附图说明
图1是示出本发明的一个实施方式的长纤维无纺布的图。
图2是用于说明上述长纤维无纺布所具有的皱褶的形态的一个例子的图。
图3是示出通过正交层叠结合而制造出的长纤维无纺布(未处理的长纤维无纺布)的结构的图。
图4是概略地示出实施方式的长纤维无纺布的制造工序的一个例子的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。图1示出本发明的一个实施方式的具有皱褶的长纤维无纺布。实施方式的具有皱褶的长纤维无纺布10形成为具有：并列地配设的多个第1皱褶(折痕)11；以及并列地配设并且分别与上述多个第1皱褶11中的至少一个第1皱褶11交叉的多个第2皱褶(折痕)12。在此，“并列地配设的多个皱褶”是指分别在相同方向(不需要严格地为相同方向，只要大体上是相同方向即可)上延伸并且相互隔开间隔配设的多个皱褶，包括各皱褶的长度不同的情况、各皱褶断续地延伸的情况。另外，在具有皱褶的长纤维无纺布10中形成有多个被相互相邻的一对第1皱褶11和相互相邻的一对第2皱褶包围的矩形状区域13。此外，在此，形成的是大小不同的多个矩形状区域13，但是不限于此，多个矩形状区域13的大小也可以大致相同。
图2是用于说明长纤维无纺布10所具有的皱褶(多个第1皱褶11和多个第2皱褶12)的形态的一个例子的图。此外，在图2中，用实线表示出在长纤维无纺布10的表面中成为凸起的山状的皱褶(以下称为“凸皱褶”)，用虚线表示出在长纤维无纺布10的表面中成为凹陷的谷状的皱褶(以下称为“凹皱褶”)。如图2所示，在本实施方式中，第1皱褶11形成为上述凸皱褶或者上述凹皱褶。并且，基本上在长纤维无纺布10中形成为上述凸皱褶的第1皱褶11和形成为上述凹皱褶的第1皱褶11交替地配设。另一方面，第2皱褶12形成为反复具有凸皱褶部和凹皱褶部的皱褶。具体地说，第2皱褶12以使得上述凸皱褶部与上述凹皱褶部以第1皱褶11与第2皱褶12的交叉部为边界而切换的方式形成。另外，在相互相邻的一对第2皱褶12中，在其延伸方向上上述凸皱褶部和上述凹皱褶部相互错开出现。但是，不是一定需要全部多个第2皱褶12都形成为具有上述凸皱褶部和上述凹皱褶部的皱褶，也可以使一部分第2皱褶12形成为上述凸皱褶或者上述凹皱褶。
长纤维无纺布10是对既不具有上述第1皱褶11也不具有上述第2皱褶12的长纤维无纺布、也即被附加上述第1皱褶11和上述第2皱褶12前的长纤维无纺布(以下，称为“未处理的长纤维无纺布”)实施规定的皱褶附加处理来进行制造。
在本实施方式中，上述未处理的长纤维无纺布具有热塑性树脂制成的长纤维纵横排列的结构，预先形成为长条的带状。上述未处理的长纤维无纺布能通过纺粘法、熔喷法、正交层叠结合等来进行制造，但是特别优选通过上述正交层叠结合来进行制造。这是由于，通过上述正交层叠结合制造出的长纤维无纺布(以下，称为“正交层叠无纺布”)具有如下优异特征：重量轻，能使厚度变薄，抗拉强度高，还具有尺寸稳定性。例如，上述正交层叠无纺布能实现其单位面积重量为5～100g/m2，其厚度为50～130μm，其纵向(长度方向)的抗拉强度为25～300[N/50mm]，其横向的抗拉强度为10～90[N/50mm]。
在本实施方式中，作为上述未处理的长纤维无纺布的上述正交层叠无纺布使用如下正交层叠无纺布：其单位面积重量为5～100g/m2，优选为5～60g/m2，更优选为8～40g/m2。单位面积重量越小则弯曲加工时等的保形性越差，单位面积重量越大则会损害膨松性，因此优选上述未处理的长纤维无纺布的单位面积重量为上述的范围。另外，上述未处理的长纤维无纺布的厚度例如为60～100μm。
图3示出作为上述未处理的长纤维无纺布的上述正交层叠无纺布的结构的一个例子。上述正交层叠无纺布大体按以下步骤制造。首先，将从上述热塑性树脂纺成的纤丝(filament；长纤维)沿一个方向排列并且拉伸而形成拉伸单向排列无纺布。接下来，准备2张上述拉伸单向排列无纺布，将2张上述拉伸单向排列无纺布以彼此的纤丝(长纤维)正交的方式进行层叠。然后，通过热压接等使层叠的2张拉伸单向排列无纺布结合而成为一体。
上述热塑性树脂只要是能加工成丝状的树脂即可，没有特别限制，例如能使用聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯等)、聚酰胺(尼龙等)、聚烯烃(聚丙烯、聚乙烯等)。其中，从皱褶的形成和维持等方面出发，优选使用聚酯(特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯)作为上述热塑性树脂。更优选使用例如通过使磷系的阻燃成分共聚而进行了阻燃化的阻燃性聚酯作为上述热塑性树脂。这是为了预先对上述未处理的长纤维无纺布乃至具有皱褶的长纤维无纺布10附加阻燃性。此外，在本实施方式中，上述纤丝(长纤维)的线径为0.1～100μm。优选上述长纤维的线径为0.3～20μm，更优选为1～10μm。
如上述那样，实施方式的具有皱褶的长纤维无纺布10是对上述未处理的长纤维无纺布实施规定的皱褶附加处理来进行制造。即，本实施方式的具有皱褶的长纤维无纺布10的制造方法包括针对上述未处理的长纤维无纺布的皱褶附加处理。
针对上述未处理的长纤维无纺布的皱褶附加处理只要能对上述未处理的长纤维无纺布附加永久性皱褶即可，没有特别限制。在本实施方式中，针对上述未处理的长纤维无纺布的皱褶附加处理包括：在上述未处理的长纤维无纺布上并列地形成多个第1皱褶11的第1皱褶形成工序；在经过了上述第1皱褶形成工序的长纤维无纺布中并列地形成多个第2皱褶12的第2皱褶形成工序；以及通过干热处理使所形成的多个第1皱褶11和第2皱褶12定型(固定)的干热处理工序。之所以像这样使上述皱褶附加处理包括上述第1皱褶形成工序、上述第2皱褶形成工序和上述干热处理工序，主要是为了对长条带状的上述未处理的长纤维无纺布连续地附加皱褶，换言之，是为了能连续生产具有皱褶的长纤维无纺布10。另外，对所形成的皱褶的定型不是通过湿热处理进行，而是通过干热处理进行，由此不需要干燥工序等，还具有能抑制湿热带来的劣化(例如加水分解导致的强度降低)的优点。以下，按顺序说明上述第1皱褶形成工序、上述第2皱褶形成工序、上述干热处理工序。
上述第1皱褶形成工序能设为如下工序：将上述未处理的长纤维无纺布在其宽度方向上进行压缩，由此在上述未处理的长纤维无纺布中形成在其长度方向(不需要严格地为长度方向，只要大体上是长度方向即可)上延伸的多个第1皱褶11。在此，所谓“将上述未处理的长纤维无纺布在其宽度方向上进行压缩”，是指以使上述未处理的长纤维无纺布产生多个第1皱褶11的方式将上述未处理的长纤维无纺布在其宽度方向上按压使其收缩，包括使上述未处理的长纤维无纺布成为挤压状态或扭转状态、使上述未处理的长纤维无纺布通过宽度窄的通路部等。
上述第1皱褶形成工序能由操作人员等实施。例如，上述操作人员等通过握住、挤压或者扭转上述未处理的长纤维无纺布来将上述未处理的长纤维无纺布在其宽度方向上压缩而在上述未处理的长纤维无纺布中形成多个第1皱褶11。在这种情况下，上述操作人员等形成多个第1皱褶11并且将形成了多个第1皱褶11的长纤维无纺布供应给上述第2皱褶形成工序。但是不限于此，上述第1皱褶形成工序也可以由包括一对压缩辊的压缩机构等实施。在这种情况下，上述一对压缩辊配设为具有比上述未处理的长纤维无纺布的宽度窄的间隔。并且，上述压缩机构对上述一对压缩辊中的至少一个压缩辊进行旋转驱动，并且使上述未处理的长纤维无纺布通过上述一对压缩辊之间，由此将上述未处理的长纤维无纺布在其宽度方向上压缩而形成多个第1皱褶11，将形成了多个第1皱褶11的长纤维无纺布送出(供应)到上述第2皱褶形成工序。
上述第2皱褶形成工序能设为如下工序：将经过了上述第1皱褶形成工序的长纤维无纺布在其长度方向的多个部位折弯(附加折痕)，由此形成在其宽度方向(不需要严格地为宽度方向，只要大体上是宽度方向即可)上延伸的多个第2皱褶12。
上述第2皱褶形成工序例如能由包括被供应部和折痕形成辊的折痕形成机构实施，上述被供应部中被供应经过了上述第1皱褶形成工序的长纤维无纺布，并且上述被供应部的上表面发挥长纤维无纺布的搬运路径的功能，上述折痕形成辊配设于上述被供应部的中途。上述折痕形成辊配设为与上述被供应部的上表面(搬运面)之间具有规定的间隙，并且与长纤维无纺布的搬运方向正交。上述折痕形成辊的外周面被实施了防滑加工，上述规定的间隙设定为小于经过了上述第1皱褶形成工序的长纤维无纺布的厚度方向的尺寸。并且，上述折痕形成机构以使上述折痕形成辊的外周面的移动速度比供应经过了上述第1皱褶形成工序的长纤维无纺布的供应速度低(慢)的方式对上述折痕形成辊进行旋转驱动。上述折痕形成机构反复进行：利用上述折痕形成辊的外周面的移动速度与经过了上述第1皱褶形成工序的长纤维无纺布的供应速度的速度差使经过了上述第1皱褶形成工序的长纤维无纺布在上述被供应部的上表面(搬运面)上松弛，利用上述折痕形成辊对松弛的部分加压而使其折弯并且送出到下游侧的下一工序(上述干热处理工序)。这样，经过了上述第1皱褶形成工序的长纤维无纺布在其长度方向的多个部位被折弯而形成多个第2皱褶12，形成有多个第1皱褶11和第2皱褶12的长纤维无纺布被供应给上述干热处理工序。此外，也可以构成为多个突条部在周向上相互隔开间隔地设于上述折痕形成辊的外周面，各突条部对经过了上述第1皱褶形成工序的长纤维无纺布进行拉扯而使其松弛。
上述干热处理工序能设为如下工序：对经过了上述第2皱褶形成工序的长纤维无纺布吹送热风，由此实施上述干热处理。但是不限于此，上述干热处理工序也可以是设为如下工序：使经过了上述第2皱褶形成工序的长纤维无纺布在加热的气氛中通过，由此实施上述干热处理。在上述干热处理中，上述热风的温度或者上述气氛中的温度例如可以为200～260℃，上述干热处理的时间例如可以为1～10分钟。
上述干热处理工序例如能由对经过了上述第2皱褶形成工序的长纤维无纺布进行搬运的搬运输送机和配设于上述搬运输送机的中途的干热处理室实施。上述干热处理室例如包括电加热器等加热器和送风机，能构成为利用上述送风机将由上述加热器加热的空气朝向经过了上述第2皱褶形成工序的长纤维无纺布进行送风(吹送)。
上述未处理的长纤维无纺布经过上述第1皱褶形成工序、上述第2皱褶形成工序和上述干热处理工序从而被实施上述皱褶附加处理，成为具有多个第1皱褶11和多个第2皱褶12的长纤维无纺布10。
本实施方式的具有皱褶的长纤维无纺布的制造方法还能包括：卷取工序，将经过了上述干热处理工序的长纤维无纺布、即具有多个第1皱褶11和多个第2皱褶12的长纤维无纺布10进行卷绕。
上述卷取工序例如能设为如下工序：利用卷取辊将由上述搬运输送机搬运的经过了上述干热处理工序的长纤维无纺布卷绕成辊状。上述卷取工序能利用包括上述卷取辊等的公知的卷取机构实施。由此，具有多个第1皱褶11和多个第2皱褶12的长纤维无纺布10形成为辊状的卷取体。
图4概略地示出长纤维无纺布10的制造工序的一个例子。在图3所示的例子中，省略图示的上述操作人员等从上述未处理的长纤维无纺布20的卷取体20R拉出上述未处理的长纤维无纺布20，将拉出的未处理的长纤维无纺布20在宽度方向上进行压缩(例如挤压)而形成多个第1皱褶11(上述第1皱褶形成工序)。所形成的多个第1皱褶11分别为上述凸皱褶或者上述凹皱褶。然后，上述操作人员等将形成有多个第1皱褶11的长纤维无纺布21供应给折痕形成机构30。优选上述操作人员等使形成有多个第1皱褶11的长纤维无纺布21反转90度(即，变为横向)而供应给折痕形成机构30。
如上述那样，折痕形成机构30具有：被供应部31，其中被供应形成有多个第1皱褶11的长纤维无纺布21，并且其上表面发挥长纤维无纺布的搬运路径的功能；以及折痕形成辊32，其配设于被供应部31的中途。折痕形成机构30利用形成有多个第1皱褶11的长纤维无纺布21的供应速度与折痕形成辊32的外周面的移动速度之间的速度差，在形成有多个第1皱褶11的长纤维无纺布21中形成第2皱褶12，并且将其向搬运输送机41送出。由此，在经过了上述第1皱褶形成工序的长纤维无纺布中形成多个第2皱褶12，形成有多个第1皱褶11和第2皱褶12的长纤维无纺布22被供应给搬运输送机41(上述第2皱褶形成工序)。所形成的多个第2皱褶12分别为主要具有上述凸皱褶部和上述凹皱褶部的皱褶。
搬运输送机41对形成有多个第1皱褶11和第2皱褶12的长纤维无纺布22进行搬运而使其通过干热处理室42。如上述那样，在干热处理室42中设有加热器43和送风机44，对通过干热处理室42的形成有多个第1皱褶11和第2皱褶12的长纤维无纺布22，利用送风机44吹送由加热器43加热的空气。由此，多个第1皱褶11和多个第2皱褶12定型，成为具有多个第1皱褶11和多个第2皱褶12的长纤维无纺布10(上述干热处理工序)。
然后，具有多个第1皱褶11和第2皱褶12的长纤维无纺布10在由上述搬运输送机41从上述干热处理室42搬运到卷取辊51的期间被自然冷却(自然冷却工序)，由卷取辊51卷绕成辊状而成为长纤维无纺布10的卷取体10R(上述卷取工序)。
在此，在上述例子中，在上述干热处理工序和上述卷取工序之间设有上述自然冷却工序，但是也可以设置强制冷却工序来代替上述自然冷却工序，或者除了上述自然冷却工序以外还设有强制冷却工序。上述强制冷却工序是对经过了上述干热处理工序的长纤维无纺布强制性地进行冷却的工序，例如，能设为如下工序：利用送风机将常温～80℃程度的空气(常温风或者温风)吹送到从上述干热处理室42搬出的长纤维无纺布10。另外，也可以在上述自然冷却工序或者上述强制冷却工序与上述卷取工序之间设置将长纤维无纺布10展开的展开工序。这是为了能容易且稳定地进行上述卷取工序中的长纤维无纺布10的卷绕。上述展开工序例如能由操作人员等实施，或者由配设为在厚度方向上夹住长纤维无纺布10的一对展开辊实施。
经过上述各工序制造出的长纤维无纺布10的单位面积重量为5～100g/m2，纵方向(长度方向)的抗拉强度为20[N/50mm]以上，横向(宽度方向)的抗拉强度为10[N/50mm]以上。另外，长纤维无纺布10的膨松度(放置于平面时从平面到最上部的高度)为10～60mm，是上述未处理的长纤维无纺布的厚度的100～1000倍。
本实施方式的具有皱褶(多个第1皱褶11和第2皱褶12)的长纤维无纺布10能单独使用，当然也能用作包括多个层的层叠胚布的一部分。将长纤维无纺布10用作一部分层(包括单层和多层这两者)的层叠胚布由于长纤维无纺布10所具有的多个第1皱褶11和第2皱褶12而在内部形成多个空间部，因此隔热性、保温性提高。另外，如上述那样，长纤维无纺布10为薄且重量轻，强度也较高。因此，将长纤维无纺布10用作一部分层的上述层叠胚布能适合用于衣物、床上用品、窗帘等多种用途。特别是在上述热塑性树脂为阻燃性树脂(上述阻燃性聚酯)的情况下，长纤维无纺布10或者将长纤维无纺布10用作一部分的层的上述层叠胚布无需实施阻燃材料的涂敷、涂层等阻燃加工就具有阻燃性且会长期维持阻燃性，因此能适合用于包括窗帘、壁纸等在内的要求阻燃性的用途。
附图标记说明
10：具有皱褶的长纤维无纺布
11：第1皱褶
12：第2皱褶。

Claims (14)

1.一种具有皱褶的长纤维无纺布，其特征在于，
包括具有热塑性树脂制成的长纤维纵横排列的结构的长纤维无纺布，
形成为具有：并列地配设的多个第1皱褶；以及并列地配设并且分别与上述多个第1皱褶中的至少一个第1皱褶交叉的多个第2皱褶。
2.根据权利要求1所述的具有皱褶的长纤维无纺布，
上述长纤维无纺布形成为长条的带状，
上述多个第1皱褶分别在上述长纤维无纺布的长度方向上延伸，
上述多个第2皱褶分别在上述长纤维无纺布的宽度方向上延伸。
3.根据权利要求1所述的具有皱褶的长纤维无纺布，
具有由相互相邻的一对上述第1皱褶和相互相邻的一对上述第2皱褶包围的矩形状区域。
4.根据权利要求1所述的具有皱褶的长纤维无纺布，
上述第1皱褶是在上述长纤维无纺布的表面中成为凸起的凸皱褶或者是在上述长纤维无纺布的表面中成为凹陷的凹皱褶，
上述第2皱褶是反复具有凸皱褶部和凹皱褶部的皱褶。
5.根据权利要求1所述的具有皱褶的长纤维无纺布，
上述热塑性树脂为阻燃性树脂。
6.根据权利要求1所述的具有皱褶的长纤维无纺布，
上述长纤维无纺布是使2张拉伸单向排列无纺布以彼此的长纤维正交的方式层叠并结合而成的正交层叠结合无纺布，上述拉伸单向排列无纺布是将从上述热塑性树脂纺成的长纤维沿一个方向排列并且拉伸而成的。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的具有皱褶的长纤维无纺布，
形成为辊状的卷取体。
8.一种具有皱褶的长纤维无纺布的制造方法，其特征在于，包括：
第1皱褶形成工序，在具有热塑性树脂制成的长纤维纵横排列的结构的长纤维无纺布中并列地形成多个第1皱褶；
第2皱褶形成工序，在经过了上述第1皱褶形成工序的长纤维无纺布中并列地形成分别与上述多个第1皱褶中的至少一个第1皱褶交叉的多个第2皱褶；以及
干热处理工序，对经过了上述第2皱褶形成工序的长纤维无纺布实施干热处理，使上述多个第1皱褶和上述多个第2皱褶定型。
9.根据权利要求8所述的具有皱褶的长纤维无纺布的制造方法，
上述长纤维无纺布形成为长条的带状，
上述多个第1皱褶分别在上述长纤维无纺布的长度方向上延伸，
上述多个第2皱褶分别在上述长纤维无纺布的宽度方向上延伸。
10.根据权利要求8所述的具有皱褶的长纤维无纺布的制造方法，
上述第1皱褶是在上述长纤维无纺布的表面中成为凸起的凸皱褶或者是在上述长纤维无纺布的表面中成为凹陷的凹皱褶，
上述第2皱褶是反复具有凸皱褶部和凹皱褶部的皱褶。
11.根据权利要求9所述的具有皱褶的长纤维无纺布的制造方法，
在上述第1皱褶形成工序中，将上述长纤维无纺布在宽度方向上进行压缩从而形成上述多个第1皱褶，
在上述第2皱褶形成工序中，将经过了上述第1皱褶形成工序的长纤维无纺布在长度方向的多个部位折弯从而形成上述多个第2皱褶。
12.根据权利要求8所述的具有皱褶的长纤维无纺布的制造方法，
上述热塑性树脂为阻燃性树脂。
13.根据权利要求8所述的具有皱褶的长纤维无纺布的制造方法，
上述长纤维无纺布是使2张拉伸单向排列无纺布以彼此的长纤维正交的方式层叠并结合而成的正交层叠结合无纺布，上述拉伸单向排列无纺布是将从上述热塑性树脂纺成的长纤维沿一个方向排列并且拉伸而成的。
14.根据权利要求8至13中的任意一项所述的具有皱褶的长纤维无纺布的制造方法，
还包括：卷取工序，将经过了上述干热处理工序的长纤维无纺布卷绕成辊状。
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