JP2005113339A - 吸水性不織布 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、吸水時における不織布内部での水分の拡散性が良く、局所的にも吸水能力に優れており、リウエットの防止、拡散面積が実用上良好な不織布積層体を提供するものである。
【解決手段】合成パルプ、天然繊維およびバインダーを含み、不織布中にフィブリル形状を有する合成パルプの繊維形状が存在している不織布層（Ａ）と、この不織布よりも嵩密度の小さいシート層（Ｂ）とからなる積層体を用いる。不織布層（Ａ）中には、高吸水性ポリマーを配置してもよく、全体に分散または層状に配置される。
【選択図】図１

Description

合成パルプ、天然繊維、バインダー樹脂からなり、成形後において合成パルプのフィブリル繊維形状が残存、保持されていることを特徴とする不織布と、当該不織布よりも嵩密度の小さいシートからなる積層体に関する。

従来、紙おむつや生理用品等の衛生材等に用いられる吸収材料としては、ムレを低減しドライ感・サラット感を得るために、吸収速度が速く、リウエット量が小さく、表面ぬれ面積の小さいことが求められており、通常、トップシートとバックシートとの間に配されているが、吸収体の体積が大きいため、紙おむつのシート全体としては厚いものとなる。現在、トップシートや吸収体として優れたものが開発されているが、失禁防止等のため成人が使用する紙おむつに使用するためには不十分であった。

特開昭５５−１５２８５２号公報に（特許文献１）は、「表面層の対磨耗性に優れ、引張強度が高く、しかも不織布特有の柔軟性、嵩高性があり、吸水性、液体吸収性に優れて」おり、 「パルプ繊維４０〜９５重量％と繊維状または粒形状の熱可塑性樹脂５〜６０重量％からなる層の両面に、融点の異なる２種の合成高分子からなる複合繊維１００重量％の層を有する積層マットであって、且つ前記複合繊維の低融点成分の融点および熱可塑性樹脂の融点より高く複合繊維の高融点成分の融点よりも低い温度で前期積層マットが熱処理され、各層内及び層間の繊維間が結合された３層一体構造の積層方乾式不織布。」が記載されている。

特開昭５６−９１０５２号公報（特許文献２）には、繊維長３〜５０ｍｍの熱融着性複合繊維のみからなる層を外層として、中間層が、繊維長３〜１０ｍｍの熱融着性複合繊維、天然繊維、熱可塑性樹脂より作られた合成パルプ、高吸水性ポリマーが均一に分散されている層が用いられ、層中の熱融着性樹脂より作られた合成パルプの融点より高く、熱融着性複合繊維の高融点成分の融点よりも低い温度熱処理されていることを特徴とする乾式不織布積層体が記載されている。この積層体は、吸水保水性能が極めて高く、高吸水性ポリマーは固定されており脱落することが無く、耐水性、耐溶剤性に優れ、ヒートシール性が良く、水分の選択性が高く、表面層の柔軟性を自由に選択しうるという。

しかし、上記特許より得られる不織布のみでは、吸水時において不織布内部での水分の拡散性が低いためか局所的な吸水能力が十分ではない。そのため、紙おむつや生理用ナプキンなどの衛生材吸収体に要求される低リウエット性やＳＡＰへの効率的な水分拡散性能は満足できるものではない。
特開昭５５−１５２８５２号 特開昭５６−９１０５２号

本発明は、吸水時における不織布内部での水分の拡散性が良く、局所的にも吸水能力に優れており、リウエットの防止、拡散面積が実用上良好な不織布積層体を提供するものである。

本発明は、上記課題を解決するために、合成繊維と天然繊維の両方が保持されている状態の不織布と、当該不織布よりもより低嵩密度なシートとの積層体が、吸水速度やリウエット性や拡散面積に優れていることを見出しなされたものである。

本発明は、合成パルプ、天然繊維およびバインダーを含み、不織布中にフィブリル形状を有する合成パルプの繊維形状が存在している不織布層（Ａ）と、この不織布よりも嵩密度の小さいシート層（Ｂ）とからなる積層体を提供する。

本発明の不織布層（Ａ）は高吸水性ポリマーを含むことが好ましい。

さらに、前記積層体には、高吸水性ポリマーが上記不織布層（Ａ）の全体に分散、もしくは層状に配置されていることが好ましい。

本発明の不織布は、拡散面積が大きく、リウエット防止性に優れ、また厚みを薄くすることができるので、衛生材等に使用可能である。その他に、拡散面積が大きいので芳香剤の芯材に使え、リウエット防止性に優れていることから水持ちが良く、おしぼり、ワイパーなどに使用することができる。

以下、本発明について詳細に説明する。

（合成パルプ）
本発明に用いられる合成バルプは、図１に示すとおり高度に分岐し、相互の絡み合いが良好であるものが用いられる。また、ＫＡＪＪＡＮＩ製ＦＳ−２００で測定される平均繊維長が、通常０．０１〜１０ｍｍ、好ましくは、０．１〜５ｍｍのものが用いられる。

本発明において合成パルプはポリオレフィン樹脂が用いられる。ポリオレフィン樹脂としては、エチレン単独重合体、エチレン・α−オレフィン共重合体、プロピレン単独重合体、プロピレン・α−オレフィン共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン・（メタ）アクリル酸エステル共重合体、マレイン化ポリエチレン、マレイン化ポリプロピレン、そしてこれらのブレンド樹脂が好ましく用いられる。

本発明で用いられるポリエチレン系樹脂は、メルトフローレート（ＭＦＲ、ＡＳＴＭ Ｄ １２３８、１９０℃、２．１６Ｋｇ荷重）が、０．０１〜１０００ｇ／１０分、好ましくは０．０５〜５００ｇ／１０分、さらに好ましくは、０．１〜１００ｇ／１０分の範囲にあることが好ましい。ＭＦＲが上記のような範囲にあるエチレン単独重合体を用いると、高度に分岐し、相互の絡み合いが良好な合成パルプが得られる。

本発明で用いられるポリプロピレン系樹脂は、メルトフローレート（ＭＦＲ、ＡＳＴＭ Ｄ １２３８、２３０℃、２．１６Ｋｇ荷重）が、０．１〜５００ｇ／１０分、好ましくは、０．５〜１００ｇ／１０分、さらに好ましくは、１〜５０ｇ・１０分の範囲にあることが望ましい。ＭＦＲが上記のような範囲にあるプロピレン単独重合体を用いると、高度に分岐し、相互の絡み合いが良好な合成パルプが得られる。

これらの合成樹脂から合成パルプを製造するには既に公知の方法を適用することができ、その製法は、Encyclopedia of Chemical Technology 3rd ed, Vol.19,P420〜425に詳細に説明されている。例えば、溶融紡糸した繊維を短く切った後に叩解する方法、溶融フラッシュもしくはエマルジョンフラッシュを行った後に叩解処理する方法などがある。

（天然繊維）
本発明で使用する天然パルプとしては、主にＬ−ＢＫＰ、Ｎ−ＢＫＰに代表される木材漂白化学パルプが使用される。必要に応じてＧＰ、ＴＭＰ、ＢＣＴＭＰ等の機械パルプ、ケナフ、コットンリンター、麻等の非木材パルプ、古紙パルプを適宜配合する事も出来る。

（バインダー）
バインダーは、本発明に用いられる合成パルプや天然繊維に接着し、不織布としての成形体を形成するものである。接着させるためには、熱的に接着させる方法と化学的に接着させる方法とがある。

熱的に接着させる場合は、予め不織布中にバインダーを存在させ、続いてバインダーが溶融する温度以上で合成パルプの繊維が溶融する融点よりも低温度で溶融させ、合成パルプと天然繊維とを接着させる。バインダーとしては、融点以上で溶融し合成パルプと天然繊維とを接着させる作用をするものが用いられる。具体には、低融点モノフィラメントや、低融点樹脂を使った複合繊維（芯鞘構造やサイドバイサイド）、低融点ポリエチレンバウダーや低融点ＳＷＰを用いることができる。

また、化学的に接着させる場合は、ポリ酢酸ビニルや低融点ポリオレフィンのエマルションを用いて、スプレー塗布などの方法で行われる。
（高吸水性ポリマー）
高級水性ポリマーとは、ポリ（メタ）アクリル酸およびそのアルカリ金属塩を架橋反応させて水に対して不溶化させたもの、あるいはポリビニルアルコールを架橋反応させて不溶化させたものである。製品形態として、粉末状や顆粒状のものや繊維化したものが上市されている。

粉末や顆粒状の製品としては、住友精化（株）のアクアキープ、三洋化成（株）のサンフレッシュやアクアパール、日本触媒（株）のアクアリックなどを用いる事ができる。

繊維状の繊維としては、東洋紡（株）のランシールなどを用いる事ができる。

（不織布の製造方法）
本発明の不織布は、熱的方法により成形する場合は、合成パルプ５〜９５重量部、天然繊維０〜９０重量部、バインダー５〜９５重量部（合成パルプ、天然繊維、バインダーの合計が１００重量部となる）として用いられる。具体的な熱処理装置としてはエアースルードライヤー、エンボス装置、カレンダー装置などを用いることができる。

また、化学的方法による場合は、合成パルプ５〜１００重量部、天然繊維０〜９５ 重量部（合成パルプ、天然繊維の合計が１００重量部となる）の混合繊維のマットに、エマルション接着剤を１〜５０重量部（樹脂分として）をスプレー噴霧する。具体的には、繊維をマット状にした後、エマルション接着剤をスプレーにて噴霧し、続いて乾燥機にて水分を蒸発させる方法を用いる事ができる。

製造方法は、ＵＳ４６４０８１０号公報等に記載のいわゆるエアレイド法、特開昭６２−１０４９５５号記載の複合不織布装置においてセルロース繊維の代わりに合成パルプを使用する方法、湿式法など、公知の方法により製造することができる。

（不織布（Ａ））
本発明の不織布の厚みは通常０．０５〜５０ｍｍ、好ましくは０．１〜１０ｍｍである。また、不織布の目付けは通常１〜３０００g/m2、好ましくは１０〜１０００g/m2である。
拡散面積は、吸水時の拡散面積を後述の方法により測定したものである。拡散面積が大きいと、一時に広範囲に水分を拡散させることができるので、リウエット防止に有効である。不織布内に、いわゆる高吸水ポリマーが存在すると、さらにリウエット防止に有効である。

（シート）
不織布層（Ａ）と積層されるシート層を構成するシート（Ｂ）は、不織布層を構成する不織布（Ａ）よりも低嵩密度であることを要する。本発明において低嵩密度であるとは、「目が粗い」等の表現を用いることもできる。具体的には、不織布や孔あきシートなどを挙げる事ができる。

シート（Ｂ）は、親水性であることが好ましい。しかし、シート（Ｂ）層が水を保持し、あるいは吸収したまま膨潤してしまうのは好ましくない。シート層（Ｂ）は、シート層側にある水分を素早く吸収して不織布（Ａ）層に搬送するのが重要な役割であり、水分搬送に有利な限度で親水性であるべきである。シート（Ｂ）を親水性にする場合は、疎水性の素材でシートを製造した後に、適当な方法により親水化処理しても良いし、いわゆる親水の素材によりシートを製造しても良いが、素材そのものの吸収速度に注意する必要がある。たとえば、シート（Ｂ）をポリビニルアルコールの不織布により製造した場合、ポリマーとしては親水性であるが、ポリマーそのものの吸収速度は、不織布（Ａ）層がシート（Ｂ）層により搬送された水分を吸収する速度よりも遅いので、本発明のシート（Ｂ）層には好適に用いることができる。本発明のシート（Ｂ）層に用いられるものは、具体的には、ポリオレフィンやポリエステルのスパンボンド不織布、メルトブローン不織布、ニードルパンチ不織布、サーマルボンド不織布、ケミカルボンド不織布で、繊維表面を親水処理したものを挙げる事ができる。

（積層体）
不織布層（Ａ）とシート層（Ｂ）の積層方法は、公知の方法であればいずれも用いることができる。たとえば、（Ａ）と（Ｂ）を加熱することにより溶融成分同士で融着させても良いし、接着剤等を使用して積層しても良い。

（用途）
本発明の積層体は、紙おむつや生理用品などの衛生材の吸収体の代わりに用いることができる。その場合、シート（Ｂ）層側をおむつなどのトップシート側に配置するのが良い。また、シート層（Ｂ）に孔あきフィルム等を用いれば、トップシートと従来の吸収体の代わりに本発明の積層体を用いることができる。

さらに、不織布（Ａ）層の両側にシート（Ｂ）層を積層したものは、ワイバーの用途に用いることができる。

（原料の準備）
実施例１，４および比較例１，２の原料の合成パルプ（製品名「ＳＷＰ」；三井化学製）は、５０℃×２４時間の条件で乾燥し水分率０％にしたものを、ハンマーミルにて叩解し綿状にして使用した。また、パルプは、常温で乾燥状態のものをハンマーミル（ＫIIＷ−１；不二パウダル（株）製）にて叩解し綿状にして使用した。

（エアレイド不織布の作製）
図のようなバッチ式の試験機にてマットを作成し、その後マットを、ホットプレス機にてスペーサーを入れて厚み調整しつつバインダーとなる繊維を溶融し、不織布を作製した。解綿機で投入繊維の解綿をすると共に複数の繊維を混合し、集塵機で吸引する事で、フォーミングボックス内に繊維を降らせてメッシュで繊維を捕集しマットを形成させる。

（目付、厚みの測定）
ＪＩＳ Ｌ１０９５に則って目付および厚みを測定した。

（吸水速度の測定）
下図の様な、中心に直径２５ｍｍの穴の開いた厚み２０ｍｍのプレート（縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ、重さ８２０ｇ）を、不織布上面に乗せ、プレートの穴に水５ｇを流し込む。水を流しこみ始めてから水が不織布に完全に吸収されるまでの時間を測定し、次式により算出する。

吸水速度（g/sec）＝水５g/吸収にかかった時間（ｓｅｃ）

（表面ぬれ面積の測定）
上記の「吸水速度」の吸水時間測定後、プレートを取り外し、３分後の円形に水が拡散した縦横の長さを測定し、その値を拡散面積とした。

（リウエット）
上記の「拡散面積」を測定した後、直ちに不織布上部にろ紙（目付３３５g/m2（含水率１０％）、厚み１ｍｍ）ろ紙を３枚乗せて、その上に３．２ｋｇの重りを乗せ、２分放置後ろ紙を取り外し、次の式よりリウエットを測定した。

リウエット＝［ろ紙３枚の重量（吸水後）−ろ紙３枚の重量（初期）］÷５ｇ（水全量）
（嵩密度の測定方法）
目付および厚みを測定し、次の式から嵩密度を求める。

嵩密度（ｇ／ｃｍ３）＝目付（ｇ／ｍ２）÷厚み（ｍ）
（実施例１）
〔上層〕合成パルプ（三井化学（株）製 ＳＷＰ Ｅ７９５、融点１３５℃）３０部、天然パルプ５０部、合成繊維（芯ＰＰ／鞘ＰＥの複合繊維、芯ＰＰ融点１６３℃、鞘ＰＥ融点１１０℃）２０部を混合し、バッチ式のエアレイド不織布でマットを作成後、ホットプレスにて１５０℃で合成繊維の鞘部分と合成パルプを溶融熱接着し、不織布を作成した。この不織布を顕微鏡で観察したところ、合成パルプのフィブリル繊維形状は熱処理時の溶融のため存在していない事を確認した。

〔下層〕合成パルプ（三井化学（株）製 ＳＷＰ Ｅ７９５、融点１３５℃）３０部、天然パルプ５０部、合成繊維（芯ＰＰ／鞘ＰＥの複合繊維、芯ＰＰ融点１６３℃、鞘ＰＥ融点１１０℃）２０部を混合し、バッチ式のエアレイド不織布でマットを作成後、ホットプレスにて１２０℃で合成繊維の鞘部分を溶融熱接着し、不織布を作成した。この不織布を顕微鏡で観察したところ、合成パルプは熱処理時に溶融せずに、フィブリル繊維形状が存在している事を確認した。

〔積層体〕上記のように作成した上層と下層をスプレーのり（住友３Ｍ（株）製 スプレーのり５５）で接着させて積層体を作成した。この積層体の吸水性能を測定したところ、吸水速度３．９ｇ／ｓｅｃ、表面ぬれ面積４０ｍｍ×４０ｍｍ、リウエット４７％であった。

（実施例２）
〔上層〕界面活性剤（花王（株）製 エマノーン４１１０）をＰＰスパンボンド不織布（三井化学（株）製 シンテックスＰＳ−１２０）含浸し、１００℃のオーブンにて乾燥させ、親水性のＰＰスパンボンド不織布を作成した。界面活性剤の乾燥塗布量は０．５％であった。

〔積層体〕実施例１において、上層として上記の親水性ＰＰスパンボンド不織布に変えて積層体を作成した。この積層体の吸水性能を測定したところ、吸水速度４．６ｇ／ｓｅｃ、表面ぬれ面積３５ｍｍ×３５ｍｍ、リウエット２５％であった。

（実施例３）
〔上層〕実施例２と同様の方法にて、ＰＰニードルパンチ不織布（三井化学（株）製 タフネルＰＡ−４０２１）を親水処理した。界面活性剤の乾燥塗布量は０．５％であった。

〔積層体〕実施例１において、上層として上記の親水性ＰＰニードルパンチ不織布に変えて積層体を作成した。この積層体の吸水性能を測定したところ、吸水速度８．２ｇ／ｓｅｃ、表面ぬれ面積２５ｍｍ×２５ｍｍ、リウエット１０％であった。
（比較例１）
〔上層〕実施例１の下層不織布において、目付１００ｇ/m2、厚みを１ｍｍに変えた不織布を作成した。

〔積層体〕実施例１の積層体において、上層を上記不織布に変えた不織布を作成した。この積層体の吸水性能を測定したところ、吸水速度１．２ｇ／ｓｅｃ、表面ぬれ面積８０ｍｍ×８０ｍｍ、リウエット７４％であった。

（実施例４）
実施例１の下層不織布作成時において組成を、合成パルプ、天然パルプ、合成繊維の他に、高吸水性樹脂（住友精化（株）製、アクアキープ）１０部を混合し不織布を作成した。上層および積層体は、実施例１と同様の方法にて積層体を作成した。この積層体の吸水性能を測定したところ、吸水速度３．９ｇ／ｓｅｃ、表面ぬれ面積４０ｍｍ×４０ｍｍ、リウエット１０％であった。

（比較例２）
比較例１の下層不織布作成時においてホットプレス温度を１５０℃に変えて、合成パルプを溶融させた不織布を作成した。上層および積層体は、実施例１と同様の方法にて作成した。この積層体の吸水性能を測定したところ、吸水速度３．９ｇ／ｓｅｃ、表面ぬれ面積８０ｍｍ×８０ｍｍで実施例１と同様であったが、リウエットは９０％で大きく劣るものであった。

（比較例３）
比較例１の下層不織布作成時において組成を、合成パルプ、天然パルプ、合成繊維の他に、高吸水性樹脂（住友精化（株）製、アクアキープ）１０部を混合し不織布を作成した。上層および積層体は、実施例１と同様の方法にて積層体を作成した。この積層体の吸水性能を測定したところ、吸水速度１．２ｇ／ｓｅｃ、表面ぬれ面積８０ｍｍ×８０ｍｍ、リウエット３５％であった。

吸水速度の試験法を表す図である。

Claims (3)

1. 合成パルプ、天然繊維およびバインダーを含み、不織布中にフィブリル形状を有する合成パルプの繊維形状が存在している不織布層（Ａ）と、この不織布よりも嵩密度の小さいシート層（Ｂ）とからなる積層体。
2. 上記不織布層（Ａ）が高吸水性ポリマーを含むことを特徴とする前記請求項１記載の積層体。
3. 高吸水性ポリマーが上記不織布層（Ａ）の全体に分散、もしくは層状に配置された前記請求項２の積層体。

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