JP2012077401A - 不織布、及び上記不織布を含む吸収性物品、並びに上記不織布の形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】連続繊維と、上記連続繊維を含む複数の繊維を接合することにより形成された接合部とを含む不織布であって、上記不織布が、第1の面と、第1の面と反対側の第2の面とを含み、第1の面が、複数の、接合部を含む凸部(V11)と、複数の、接合部を含まない凸部(V12)と、凹部(C11)とを含み、第2の面が、第1の面の、接合部を含む凸部(V11)の少なくとも一部と重なる、複数の凹部(C21)を含み、そして上記連続繊維の直径の変動係数が、10%以上であることを特徴とする不織布。
【選択図】図1
Description
これらの製品では、所望の性能を有する不織布が、製品毎に設計及び製造されていることが多い。従って、所望の性能を有する不織布を、一定の不織布、例えば、市販の不織布、特に、比較的安価であるスパンボンド不織布、メルトブローン不織布等を加工することにより簡易に形成することができれば、製造コスト、環境保護等の観点から望ましいと考えられる。
上記スパンボンド不織布、メルトブローン不織布等を、特許文献1の記載に従って、明確な凹凸形状を有するように加工しようとすると、流体エネルギー、特に、流量、温度を増加させる必要があるが、温度を高くすると、繊維が溶融し、繊維同士が融着し、硬く、ざらつきの多い不織布が形成し、さらに製造コストも高くなる。
[態様1]
連続繊維と、上記連続繊維を含む複数の繊維を接合することにより形成された接合部とを含む不織布であって、
上記不織布が、第1の面と、第1の面と反対側の第2の面とを含み、
第1の面が、複数の、接合部を含む凸部(V11)と、複数の、接合部を含まない凸部(V12)と、凹部(C11)とを含み、
第2の面が、第1の面の、接合部を含む凸部(V11)の少なくとも一部と重なる、複数の凹部(C21)を含み、そして
上記連続繊維の直径の変動係数が、10%以上であることを特徴とする、
上記不織布。
第2の面が、第1の面の、接合部を含まない凸部(V12)と重なる凹部を含まない、態様1に記載の不織布。
[態様3]
第2の面が、複数の凸部(V21)と、第1の面の凸部(V11)と重ならない、複数の凹部(C22)とをさらに含む、態様1又は2に記載の不織布。
第1の面の凹部(C11)と、第2の面の凹部(C22)とを連結する、一又は複数の開孔部を有する、態様1〜3のいずれか一つに記載の不織布。
[態様5]
上記連続繊維が、複数の、部分的に細くなった直径を有するくびれ部を有する、態様1〜4のいずれか一つに記載の不織布。
連続繊維と、上記連続繊維を含む複数の繊維を接合することにより形成された接合部とを含むスパンボンド不織布又はメルトブローン不織布を、高延伸領域と低延伸領域とを有する不織布が形成されるように不均一に延伸し、そして上記高延伸領域と低延伸領域とを有する不織布を、支持体上に配置し、そして上記高延伸領域と低延伸領域とを有する不織布に、噴出された流体を吹き付けることにより形成された、態様1〜5のいずれか一つに記載の不織布。
[態様7]
液透過性のトップシートと、液不透過性のバックシートと、上記液透過性のトップシート及び上記液不透過性のバックシートの間の吸収体とを含む吸収性物品であって、
上記液透過性のトップシートが、態様1〜6のいずれか一つに記載の不織布であることを特徴とする、
上記吸収性物品。
態様1〜6のいずれか一つに記載の不織布を形成する方法であって、
連続繊維と、上記連続繊維を含む複数の繊維を接合することにより形成された接合部とを含む不織布を準備するステップ、
上記連続繊維と、上記連続繊維を含む複数の繊維を接合することにより形成された接合部とを含む不織布を、高延伸領域と低延伸領域とを有する不織布が形成されるように不均一に延伸するステップ、そして
上記高延伸領域と低延伸領域とを有する不織布を、支持体上に配置し、そして上記高延伸領域と低延伸領域とを有する不織布に、態様1〜6のいずれか一つに記載の不織布を形成するように、噴出された流体を吹き付けるステップ、
を含む上記方法。
[態様9]
上記噴出された流体を吹き付けるステップにおいて、上記支持体が、不織布と接する面に、あらかじめ定められた形状及び配列の突状部及び窪み部を有する、態様8に記載の方法。
上記流体が、加熱された空気、飽和水蒸気又は過熱水蒸気である、態様8又は9に記載の方法。
[態様11]
上記連続繊維と、上記連続繊維を含む複数の繊維を接合することにより形成された接合部とを含む不織布が、スパンボンド不織布又はメルトブローン不織布である、態様8〜10のいずれか一つに記載の方法。
また、本発明の不織布は、第1の面が、接合部を含む複数の凸部(V11)と、接合部を含まない複数の凸部(V12)とを含み、そして第2の面が、第1の面の、接合部を含む凸部(V11)の少なくとも一部と重なる、複数の凹部(C21)を含むので、変形しやすいが、潰れにくい特性を有する。
さらに、本発明の不織布は、第1の面に、凹凸を含むので、平面方向の通気性に優れる。
[本発明の不織布]
本発明の不織布は、連続繊維と、上記連続繊維を含む複数の繊維を接合することにより形成された接合部とを含む不織布である。本発明の不織布において、当該不織布は、第1の面と、第1の面と反対側の第2の面とを含み、第1の面が、複数の、接合部を含む凸部(V11)と、複数の、接合部を含まない凸部(V12)と、凹部(C11)とを含み、第2の面が、第1の面の、接合部を含む凸部(V11)の少なくとも一部と重なる、複数の凹部(C21)を含み、そして上記連続繊維の直径の変動係数が、10%以上である(以下、「特定の形状及び特定の変動係数」と称する場合がある)。
なお、図1に示される不織布は開孔部を含んでいるが、本発明において、開孔部は、所望による要件であり、無くともよい。
なお、凸部の頂部とは、凸部のなかで、厚さ方向に最も高い場所を意味し、そして凹部の底部とは、凹部の中で、厚さ方向に最も低い場所を意味する。
なお、図1に示される実施態様では、第2の面が、第1の面の、接合部を含まない凸部(V12)と重なる凹部を含まないが、本発明においては、第2の面が、第1の面の、接合部を含まない凸部(V12)と重なる凹部を含んでもよい。
また、本明細書において、第2の面に形成されうる、凹部(C21)、並びに所望による凸部(V21)及び凹部(C22)を、凸部(V21)が存在しない場合であっても、「第2の面の凹凸」と称する場合があり、そしてこれらを有する第2の面を、凸部(V21)が存在しない場合であっても、「凹凸を有する第2の面」と称する場合がある。
変動係数(%)=100×標準偏差/相加平均 式(1)
従って、本発明の不織布は、上述のクッション性を有するので、吸収性物品のトップシート等の用途に好適である。
本発明の不織布は、2種以上の連続繊維を含むことができる。
上記接合部としては、例えば、熱圧着部が挙げられる。
本発明の不織布が親水性を有するためには、例えば、不織布を親水剤で処理すること、親水剤を練り込んだ複合繊維から不織布を製造すること、不織布に界面活性剤を塗工すること等が挙げられる。
上記合成繊維からなる短繊維の材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル等を挙げることができる。上記短繊維は、成形性を考慮すると、約1〜約6dtexの繊度を有することが好ましい。
本発明の不織布の第2の面は、接合部を含む凸部(V11)の少なくとも一部と重なる、複数の凹部(C21)を含むので、汗、尿、経血等の液体を一時的に貯蔵し、肌面に液を溢れさせないので、吸収性物品のトップシートの肌当接面に好適に用いることができる。
また、本発明の不織布の第2の面が、第1の面の、接合部を含まない凸部(V12)と重なる凹部を含まない場合には、第2の面の、被接触物との接触面積を増やすことができるの。従って、この場合には、本発明の不織布を、第2の面が非肌当接面側になるようにしてトップシートとして用いると、下層の吸収体に、吸収した液体を迅速に移行させることができる。
本発明の不織布について、本発明の不織布の形成方法の説明と併せて、以下に、さらに詳しく説明する。
本発明の不織布の形成方法は、連続繊維と、上記連続繊維を含む複数の繊維を接合することにより形成された接合部とを含む不織布を準備するステップを含む。当該ステップに用いられる不織布は、上述の連続繊維と、接合部とを含む不織布であれば特に制限されないが、例えば、上述の連続繊維と、接合部とを含む、スパンボンド不織布、メルトブローン不織布等であることができる。
なお、本明細書において、本ステップにおいて準備される不織布を、「不均一延伸前の不織布」と称する場合がある。
上記不均一延伸前の不織布は、本発明の不織布の形成方法において形成される不織布が、吸収性物品の液透過性トップシート等に用いられる場合には、親水性を有していてもよい。本発明の不織布の形成方法により形成される不織布が、親水性を有することに繋がるからである。不織布に親水性を付与する方法は、上述の通りである。
その結果、本発明の不織布において、連続繊維の直径の変動係数が、約10%以上となる。
さらに、上記不均一延伸ステップにおいて、後述のギア延伸を用いた場合等には、特に、高延伸領域において、(iii)連続繊維の、繊維本数が多く、繊維同士が絡み合った部分では、延伸時に繊維表面の抵抗が大きくなり、繊維が長さ方向に局所的に延伸され、くびれ部を生じる場合がある。
くびれ部は、圧力が加わった場合等に、繊維が曲がる起点となることができるので、本発明の不織布に変形しやすさを付与することができるが、くびれ部はランダムに存在しうるので、ある程度の潰れにくさは保持することができると考えられる。従って、くびれ部の観点からも、本発明の不織布は、吸収性物品のトップシート等に好適に用いられる。
本明細書において、「不均一に延伸する」とは、高延伸領域と低延伸領域とを有する不織布が形成されるように不織布を延伸することを意味し、すなわち、位置によって伸長度が異なる不織布が形成されるように不織布を延伸することを意味する。
また、上述のように、特に、高延伸領域において、(i)連続繊維が伸長され、塑性変形し、連続繊維の直径の変動係数が、約10%以上となることに加え、(ii)接合部の一部が破壊され、不織布の一部がウェブ化される場合があり、そして(iii)連続繊維の、繊維本数が多く、繊維同士が絡み合った部分では、延伸時に繊維表面の抵抗が大きくなり、繊維が長さ方向に局所的に延伸され、くびれ部を生じる場合がある。
図6は、複数の歯が、ギアロールの外周面に、ギアロールの回転軸線に対して垂直に配置されているギア延伸装置を説明するための模式図である。図6は、ギア延伸装置11の斜視図であり、連続繊維と、上記連続繊維を含む複数の繊維を接合することにより形成された接合部とを含む不織布15が、ギア延伸される直前の状態を示している。連続繊維と、上記連続繊維を含む複数の繊維を接合することにより形成された接合部とを含む不織布15は、手前から奥に進むことにより、ギア延伸される。
図7は、複数の歯が、ギアロールの外周面に、ギアロールの回転軸線に対して傾斜して配置されているギア延伸装置を説明するための模式図である。図7に示されるギア延伸装置11は、一対のギアロール12及び12’を有する。ギアロール12及び12’の外周面13及び13’には、それぞれ、複数の歯14及び14’が配置されている。また、図7に示されるギア延伸装置11では、ギアロール12及び12’の回転軸線は、それぞれ、搬送方向Aと垂直である。さらに、複数の歯14及び14’は、それぞれ、回転軸線に対して一定の角度θを有するように、外周面13及び13’に配置されている。
例えば、搬送方向及び直交方向の両方に高い伸長性が必要である場合には、不均一延伸前の不織布を、図5に示されるギア延伸装置を用いて延伸した後、図6に示されるギア延伸装置を用いてさらに延伸することができる。
また、不均一延伸前の不織布を、図6に示されるギア延伸装置を用いて延伸した後、図5に示されるギア延伸装置を用いてさらに延伸することもできる。
ギアピッチは、図6において、符号17により表わされる、隣接する歯の間隔を意味する。
ギア噛込深さは、図6において、符号18により表わされる、上のギアロールの歯と、下のギアロールの歯とが重なる部分の深さを意味する。
図8にはまた、流体ノズル22が示されており、流体ノズル22の下に、支持体19を間に挟んで、流体を受け入れるサクション部(図示せず)が設けられている。
流体処理ステップにおいて、流体が衝突する面(以下、「流体衝突面」と称する場合がある)が、第2の面に相当し、そして流体衝突面と反対側の面(以下、「非流体衝突面」と称する場合がある)が、第1の面に相当する。
なお、スパンボンド不織布、メルトブローン不織布等における接合部は、接合部以外の部分よりも厚さが薄くなるのが一般的であるが、図9では、接合部の薄さは反映されていない。流体処理ステップにより形成される凹凸の理解の妨げになると考えられるからである。
上記突状部の素材としては、金属、プラスチック等が挙げられるであろう。
また、例えば、パンチングプレート上に、半球型の窪み形状が、あらかじめ定められたパターン(例えば、ハート型)で配置された、突状部と窪み部とを有する支持体を用いると、あらかじめ定められたパターン(例えば、ハート型)の凸部を有する不織布を形成することができる。
本発明の不織布の形成方法は、支持体の形状を選択することにより、不均一延伸前の不織布に、所望の模様、所望の通気度、所望の柔軟性等を付することができ、そして市販の不織布を、その用途に合わせて、簡易に、低コストで加工することができる。
上記流体処理ステップは、当技術分野で公知の装置を用い、そして公知の方法で行うことができる。
上記吸収性物品は、液透過性のトップシートとしての本発明の不織布と、液不透過性のバックシートと、上記液透過性のトップシート及び液不透過性のバックシートの間の吸収体とを含むことができる。
実施例及び比較例において評価された項目の、測定条件は、以下の通りである。
[坪量]
坪量は、JIS L 1906の5.2に従って測定する。
[嵩]
嵩は、(株)大栄科学精器製作所製 THICKNESS GAUGE UF−60を用いて測定する。
カトーテック株式会社製、自動化圧縮試験器、KES−FB3を用いて、圧縮特性を評価する。
測定条件は、以下の通りである。
SENS :2
速度 :0.02mm/秒
ストローク:5mm/10V
加圧面積 :2cm2
取込み間隔:0.1秒
上限荷重 :50g/cm2
繰返し回数:1回
通気度は、カトーテック株式会社のKES−F8−AP1通気性試験器を用いて測定し、単位を「m3/m2/分」に換算する。
不織布の厚さ方向の通気度は、100mm×100mmの大きさにカットした不織布を、通気性試験器にセットして測定する。
不織布の平面方向の通気度は、100mm×100mmの大きさにカットした不織布を、通気性試験器にセットし、100mm×100mmの大きさのアクリル板をその上にさらにセットし、3.5mN/cm2の加重下で測定する。
透液性を、LENZING社製、LISTERストライクスルー試験器を用いて評価する。評価手順は、以下の通りである。
(1)100×100mmの大きさにカットしたろ紙(ADVANTEC FILTER PAPER GRADE 2)5枚の上に、100×100mmの大きさにカットした試料を配置し、その上に通電透液プレートを配置する。
(2)ストライクスルー試験機本体に、ろ紙、試料及び通電透液プレートをセットする。
(3)ストライクスルー試験機本体に、生理食塩水5mLを入れる。
(4)ストライクスルー試験機本体から、上記生理食塩水(室温)を、通電透液プレートの開孔部に落下させる。
(5)通電透液プレートの通電時間を記録する。
(6)測定を2回繰返し、計3回の平均値を、透液時間とする。
なお、試料をセットしない場合、すなわち、ろ紙5枚における透液時間は、69秒であった。
−不織布の準備−
スパンボンド不織布1を準備した。スパンボンド不織布1は、ポリプロピレンからなる連続繊維を含んでおり、市販品であった。また、スパンボンド不織布1には、丸穴角千鳥型のエンボスが施されており、エンボスの直径は、約0.5mmであり、MDピッチ及びCDピッチは、それぞれ、約2mm及び約2mmであった。
スパンボンド不織布1の特性値を表1に示す。
スパンボンド不織布1を、図6に示されるような、ギア延伸装置(ギアピッチ:2.5mm,ギア先端部幅:0.2mm,ギア噛込深さ:2.0mm)を用いてギア延伸し、高延伸領域と低延伸領域とを有する不織布を形成した。処理速度は、30m/分であった。上記高延伸領域と低延伸領域とを有する不織布の延伸倍率は、89%であった。
上記高延伸領域と低延伸領域とを有する不織布の特性値を、表1に示す。
上記高延伸領域と低延伸領域とを有する不織布を、丸穴60°千鳥型のパンチングプレート(φ:3.0mm、MDピッチ:6.93mm、CDピッチ:4.0mm、厚さ:1.0mm)からなる支持体に載せた。次いで、上記高延伸領域と低延伸領域とを有する不織布を、1.0mmの間隔で、複数のノズル(φ:0.5mm)を備える水蒸気処理システム(噴出圧力:0.5Mpa,水蒸気温度:約149℃)に、ノズル及び支持体間距離を2.0mmに保ちながら、30m/分の速度で通し、不織布1を得た。
不織布1の特性値を表1に示す。
ギア噛込深さを3.0mmとし、延伸倍率を160%に変化させた以外は、実施例1と同様にして、不織布2を得た。不織布2の特性値を表1に示す。
スパンボンド不織布1を、ギア延伸工程を経ずに直接水蒸気処理した以外は、実施例1と同様にして、不織布3を得た。不織布3の特性値を表1に示す。
スパンボンド不織布2を準備した。スパンボンド不織布2は、芯がポリプロピレンからなり、鞘がエチレンとプロピレンとのコポリマーである芯鞘型複合繊維を含んでいた。また、スパンボンド不織布2には、角千鳥型のエンボスが施されており、エンボスは、約0.6mm×約0.6mmの菱形形状であり、MDピッチ及びCDピッチは、それぞれ、約2mm及び約2mmであった。スパンボンド不織布2の特性値を表2に示す。
スパンボンド不織布1を、スパンボンド不織布2に変更し、そして水蒸気の噴出圧力を0.4Mpaとし且つ水蒸気温度を約141℃に変更した以外は、実施例1と同様にして、不織布4を得た。不織布4の特性値を表2に示す。
ギア噛込深さを3.0mmとし、そして延伸倍率を160%に変化させた以外は、実施例3と同様にして、不織布5を得た。不織布5の特性値を表2に示す。
ギア延伸を行わず、スパンボンド不織布2を直接水蒸気処理した以外は、実施例3と同様にして、不織布6を得た。不織布6の特性値を表2に示す。
スパンボンド不織布3を準備した。スパンボンド不織布3は、芯がポリプロピレンからなり、鞘がエチレンとプロピレンとのコポリマーである芯鞘型複合繊維を含んでいた。また、スパンボンド不織布3には、図10に示されるような、エンボスとしての接合部7が配置されていた。スパンボンド不織布3の特性値を表3に示す。
スパンボンド不織布2を、スパンボンド不織布3に変更し、そしてギア噛込深さを2.5mmとし、そして延伸倍率を124%に変化させた以外は、実施例3と同様にして、不織布7を得た。不織布7の特性値を表3に示す。
スパンボンド不織布3を、ギア延伸工程を経ずに直接水蒸気処理した以外は、実施例5と同様にして、不織布8を得た。不織布8の特性値を表3に示す。
スパンボンド不織布4を準備した。スパンボンド不織布4は、芯がポリプロピレンからなり、鞘がエチレンとプロピレンとのコポリマーである芯鞘型複合繊維を含んでいた。また、スパンボンド不織布4には、図10に示されるような、エンボスとしての接合部7が配置されていた。スパンボンド不織布4の特性値を表4に示す。
スパンボンド不織布3を、スパンボンド不織布4に変更した以外は、実施例5と同様にして、不織布9を得た。不織布9の特性値を表4に示す。
スパンボンド不織布4を、ギア延伸工程を経ずに直接水蒸気処理した以外は、実施例6と同様にして、不織布10を得た。不織布10の特性値を表4に示す。
実施例1〜6で形成された不織布はまた、対応する比較例で形成された不織布と比較して、平面方向の通気度が高いことが分かる。
2 第2の面
3 接合部を含む凸部(V11)
4 接合部を含まない凸部(V12)
5 凹部(C11)
6 開孔部
7 接合部
8 凹部(C21)
9 くびれ部
11 ギア延伸装置
12,12’ ギアロール
13,13’ 外周面
14,14’ 複数の歯
15 連続繊維と、上記連続繊維を含む複数の繊維を接合することにより形成された接合部とを含む不織布
16 高延伸領域と低延伸領域とを有する不織布
17 ギアピッチ
18 ギア噛込深さ
19 支持体
20 突状部
21 窪み部
22 流体ノズル
23 特定の形状及び特定の変動係数を有する不織布
A 搬送方向
B 搬送方向と直交する直交方向
Claims (11)
- 連続繊維と、前記連続繊維を含む複数の繊維を接合することにより形成された接合部とを含む不織布であって、
前記不織布が、第1の面と、第1の面と反対側の第2の面とを含み、
第1の面が、複数の、接合部を含む凸部(V11)と、複数の、接合部を含まない凸部(V12)と、凹部(C11)とを含み、
第2の面が、第1の面の、接合部を含む凸部(V11)の少なくとも一部と重なる、複数の凹部(C21)を含み、そして
前記連続繊維の直径の変動係数が、10%以上であることを特徴とする、
前記不織布。 - 第2の面が、第1の面の、接合部を含まない凸部(V12)と重なる凹部を含まない、請求項1に記載の不織布。
- 第2の面が、複数の凸部(V21)と、第1の面の凸部(V11)と重ならない、複数の凹部(C22)とをさらに含む、請求項1又は2に記載の不織布。
- 第1の面の凹部(C11)と、第2の面の凹部(C22)とを連結する、一又は複数の開孔部を有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の不織布。
- 前記連続繊維が、複数の、部分的に細くなった直径を有するくびれ部を有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の不織布。
- 連続繊維と、前記連続繊維を含む複数の繊維を接合することにより形成された接合部とを含むスパンボンド不織布又はメルトブローン不織布を、高延伸領域と低延伸領域とを有する不織布が形成されるように不均一に延伸し、そして前記高延伸領域と低延伸領域とを有する不織布を、支持体上に配置し、そして前記高延伸領域と低延伸領域とを有する不織布に、噴出された流体を吹き付けることにより形成された、請求項1〜5のいずれか一項に記載の不織布。
- 液透過性のトップシートと、液不透過性のバックシートと、前記液透過性のトップシート及び前記液不透過性のバックシートの間の吸収体とを含む吸収性物品であって、
前記液透過性のトップシートが、請求項1〜6のいずれか一項に記載の不織布であることを特徴とする、
前記吸収性物品。 - 請求項1〜6のいずれか一項に記載の不織布を形成する方法であって、
連続繊維と、前記連続繊維を含む複数の繊維を接合することにより形成された接合部とを含む不織布を準備するステップ、
前記連続繊維と、前記連続繊維を含む複数の繊維を接合することにより形成された接合部とを含む不織布を、高延伸領域と低延伸領域とを有する不織布が形成されるように不均一に延伸するステップ、そして
前記高延伸領域と低延伸領域とを有する不織布を、支持体上に配置し、そして前記高延伸領域と低延伸領域とを有する不織布に、請求項1〜6のいずれか一項に記載の不織布を形成するように、噴出された流体を吹き付けるステップ、
を含む前記方法。 - 前記支持体が、不織布と接する面に、あらかじめ定められた形状及び配列の突状部及び窪み部を有する、請求項8に記載の方法。
- 前記流体が、加熱された空気、飽和水蒸気、又は過熱水蒸気である、請求項8又は9に記載の方法。
- 前記連続繊維と、前記連続繊維を含む複数の繊維を接合することにより形成された接合部とを含む不織布が、スパンボンド不織布又はメルトブローン不織布である、請求項8〜10のいずれか一項に記載の方法。
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