JP2013185264A

JP2013185264A - 積層不織布およびその製造方法

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Publication number: JP2013185264A
Application number: JP2012049234A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Matsunaga; 篤松永; Norihisa Yoshida; 典古吉田
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 2012-03-06
Filing date: 2012-03-06
Publication date: 2013-09-19
Anticipated expiration: 2032-03-06
Also published as: JP6084363B2

Abstract

【課題】不織布あるいは不織ウェブの製造工程と高圧液体流による交絡一体化工程とが別工程であっても効率よく積層不織布を製造することができ、また、長繊維不織布の利点を活かした寸法安定性を機械的強度がより向上してなる積層不織布を提供することにある。
【手段】長繊維不織布と短繊維不織ウェブと積層一体化してなる積層不織布であって、長繊維不織布は、長繊維が幅方向と直交する方向に実質的に配列してなる機械方向ウェブと、長繊維が幅方向に実質的に配列してなる幅方向ウェブとが熱接着により一体化したものであり、かつ、機械方向ウェブを構成する長繊維は、複数の長繊維同士が収束した状態で熱により一体化しており、短繊維不織ウェブは、長繊維不織布の幅方向ウェブ面のみに積層され、少なくとも短繊維不織ウェブを構成する短繊維が長繊維不織布に絡むことにより積層一体化していることをと特徴とする積層不織布。
【選択図】図１

Description

本発明は、積層不織布に関するものである。

従来より、合成長繊維不織ウェブと短繊維不織ウェブとを積層し、高圧液体流により交絡一体化させた積層不織布は知られている。例えば、特許文献１には、長繊維不織ウェブに短繊維不織ウェブを積層して高圧液体流により交絡一体化した積層不織布が提案されている。この技術によれば、長繊維不織ウェブとは、多数の長繊維が単に集積してなるものであり、長繊維同士が熱接着等によって一体化したものではない。この場合、積層不織布を得るには、長繊維不織ウェブおよび短繊維不織ウェブの製造工程と液体流交絡による積層一体化のための工程とが同じラインにあることを要する。なぜなら、長繊維不織ウェブや短繊維不織ウェブは、繊維が単に堆積しただけであるため巻取り等により別工程に搬送することは難しいためである。

一方、不織ウェブの製造工程と液体流による積層一体化工程が別工程であっても積層不織布を得ることができる方法が特許文献２に開示されている。この技術によれば、多数の繊維が堆積してなる長繊維不織ウェブを熱圧着により一体化した長繊維不織布を用いる。そして、熱圧着する際に特定の条件（圧着温度、線圧）を採用することにより、高圧液体流による交絡の際、水圧の衝撃によって長繊維同士を一体化させた熱圧着点が容易に解除、破壊するように設計している。すなわち、不織ウェブ製造においては、特定の熱圧着条件で長繊維同士を一体化させて搬送可能とし、液体流交絡による積層一体化工程では、液体流交絡による水圧の衝撃により熱圧着点を破壊して長繊維が自由に動きやすく交絡しやすい状態とし、良好に短繊維と交絡一体化することができる。

しかしながら、水圧による衝撃で破壊できる程度の接着強力の弱い熱圧着部であるため、長繊維不織布を巻き取る際の張力や工程張力等を設定するにあたり、熱圧着部が容易に解除されないように注意を払い設定する必要がある。また、長繊維不織布の幅方向に不均一な張力がかかると熱圧着部が部分的に解除される恐れがあるため、注意が必要となる。さらには、この技術によれば、長繊維不織ウェブと短繊維不織ウェブとが良好に交絡一体化して柔軟性を有するものが得られるが、長繊維不織布が有する熱圧着部を解除するため、強力と寸法安定性にはやや劣るものとなる。一方、工程張力や高圧液体流の衝撃により容易に解除されない熱圧着部を形成すると、長繊維不織布内に短繊維が入り込んで交絡一体化せず、長繊維不織布と短繊維ウェブが容易に剥離してしまう。

特開平４−１５３３５１号公報特開平７−３１０２７２号公報

本発明の課題は、不織布あるいは不織ウェブの製造工程と高圧液体流による交絡一体化工程とが別工程であっても効率よく積層不織布を製造することができ、また、長繊維不織布の利点を活かした寸法安定性を機械的強度がより向上してなる積層不織布を提供することにある。

本発明者等は、上記課題を達成するために鋭意検討した結果、本発明に到達した。

すなわち、本発明は、長繊維不織布と短繊維不織ウェブと積層一体化してなる積層不織布であって、長繊維不織布は、長繊維が幅方向と直交する方向に実質的に配列してなる機械方向ウェブと、長繊維が幅方向に実質的に配列してなる幅方向ウェブとが熱接着により一体化したものであり、かつ、機械方向ウェブを構成する長繊維は、複数の長繊維同士が収束した状態で熱により一体化しており、短繊維不織ウェブは、長繊維不織布の幅方向ウェブ面のみに積層され、少なくとも短繊維不織ウェブを構成する短繊維が長繊維不織布に絡むことにより積層一体化していることをと特徴とする積層不織布を要旨とするものである。

また、本発明は、長繊維不織布と短繊維不織ウェブとを積層一体化して積層不織布を得る方法であって、長繊維が幅方向と直交する方向に実質的に配列してなる機械方向ウェブと、長繊維が幅方向に実質的に配列してなる幅方向ウェブとが熱接着により一体化し、かつ、機械方向ウェブを構成する長繊維は、複数の長繊維同士が収束した状態で熱により一体化してなる長繊維不織布を用い、該長繊維不織布の幅方向ウェブ面のみに短繊維不織ウェブを積層し、高圧液体流を施すことにより、少なくとも短繊維不織ウェブを構成する短繊維を長繊維不織布に絡ませることにより一体化させることを特徴とする積層不織布の製造方法を要旨とするものである。

本発明に用いる長繊維不織布は、機械方向ウェブと幅方向ウェブの２種のウェブが熱接着により一体化した長繊維不織布である。機械方向ウェブとは、長繊維が幅方向と直交する方向（機械方向）に実質的に配列してなるウェブである。また、幅方向ウェブとは、長繊維が幅方向に実質的に配列してなるウェブである。ここで、機械方向に実質的には配列してなるとは、機械方向ウェブを構成する繊維が機械方向にほぼ配列していることをいい、一部の繊維が、例えば、機械方向に対して±４５°程度の範囲で斜め方向に配列しているものが含まれている場合もある。一方、幅方向に実質的に配列してなるとは、幅方向ウェブを構成する繊維が幅方向にほぼ配列していることをいい、一部の繊維が、例えば、幅方向に対して±４５°程度の範囲で斜め方向に配列しているものが含まれている場合もある。

このような長繊維不織布は、熱可塑性重合体を溶融紡糸して集積した長繊維を機械方向に延伸した機械方向延伸ウェブと、熱可塑性重合体を溶融紡糸にて集積した長繊維を幅方向（機械方向と直交する方向）に延伸した幅方向延伸ウェブとを、それぞれ延伸方向が直交するように積層し、熱接着することにより一体化した得ることができる。熱接着化の手段としては、部分的に熱と圧力を付与する熱エンボス加工が好ましい。熱可塑性重合体としては、繊維形成性を有するものであれば、特に限定されるものではなく、ポリエステル系重合体、ポリオレフィン系重合体、ポリアミド系重合体が挙げられる。優れた機械的強度を有し、汎用性が高いポリエステル系重合体を用いることが好ましい。

また、長繊維不織布において、機械方向ウェブを構成する長繊維は、複数の長繊維同士が収束した状態で熱により一体化している。複数の長繊維が収束した状態で熱により一体化することにより、機械方向に対する機械的強力が向上し、形態安定性も向上する。また、短繊維不織ウェブと積層する際には、機械方向ウェブ側面ではなく、幅方向ウェブ側面に短繊維不織ウェブを積層するため、得られる積層不織布の片側表面は、この機械方向ウェブ面が露出する。複数の長繊維が収束した状態で熱により一体化していることから、縦方向（機械方向）に収束した長繊維群が多数配列してなるため、視覚的にも美観を有する意匠効果をも奏するものとなる。

一方、幅方向ウェブを構成する長繊維は、長繊維同士がほぼ収束することなく、それぞれの繊維が幅方向に配列している。長繊維不織布と短繊維不織ウェブと積層して一体化する際には、この幅方向ウェブ側面に短繊維不織ウェブを積層し、短繊維不織ウェブの構成繊維が長繊維不織布に絡むことにより一体化する。幅方向ウェブは、構成繊維が収束することなく個々に配列しているため、配列した長繊維間の間隙や幅方向ウェブの空隙内に短繊維が入り込みやすく絡みやすい。

長繊維不織布における機械方向ウェブの目付は５〜２０ｇ／ｍ^２であることが好ましい。５ｇ／ｍ^２以上とすることにより機械的強度を付与することができ、一方、２０ｇ／ｍ^２以下とすることにより適度な空隙を保持し短繊維と絡みやすくすることができる。また、幅方向ウェブの目付は３〜２０ｇ／ｍ^２であることが好ましい。この範囲とすることにより、長繊維同士間に適度な間隙を保持し、ウェブ内に適度な空隙を保持することができるため、短繊維と良好に絡むことができる。

本発明において、このような長繊維不織布としては、ＪＸ日鉱日石ＡＮＣＩ社製のミライフ（登録商標）ＴＹグレードなる名前で市販されている長繊維不織布を用いることが好ましい。図１は、本発明に用いる長繊維不織布の一例であって、機械方向ウェブ側を観察した顕微鏡写真である。機械方向ウェブを構成する長繊維は実質的に機械方向に配列しており、複数の長繊維が収束して熱により一体化している。また、長繊維不織布は、多数の熱エンボス部を有している。これは、機械方向ウェブと幅方向ウェブとを一体化するためのものである。機械方向ウェブの奥には機械方向と直交する方向に長繊維が配列してなる幅方向ウェブが存在していることが観察できる。図２は、本発明に用いる長繊維不織布の一例であって、幅方向ウェブ側を観察した顕微鏡写真である。幅方向ウェブを構成する長繊維は実質的に幅方向に配列しており、配列してなる長繊維同士間には短繊維が入り込める間隙を有している。

本発明に用いられる短繊維不織ウェブは、前記した長繊維不織布の幅方向ウェブ側にのみ積層されて、長繊維不織布と交絡により一体化する。短繊維不織ウェブを構成する繊維の種類は、特に限定するものではなく、木綿繊維等の天然繊維や、ポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維、ポリアミド繊維等の合成繊維が挙げられる。また、素材等が異なる２種以上の繊維を混合してなる混綿ウェブであってもよい。

短繊維不織ウェブの目付は、特に限定するものではなく、積層不織布の用途に応じて適宜選択すればよいが、１５〜８０ｇ／^２程度がよい。短繊維不織ウェブは、通常のカードウェブやエアレイドウェブ等を用いることができ、短繊維不織ウェブにおける繊維の配列としては、特定の方向に配列してなるパラレルウェブであっても、配列に方向性がないランダムウェブであってもよい。

本発明の積層不織布は、以下の方法により得ることができる。すなわち、前記した長繊維不織布と短繊維不織ウェブを用意し、長繊維不織布の幅方向ウェブ面に短繊維不織ウェブを積層する。積層した積層体は、高圧液体流処理用の支持体に担持させ、短繊維不織ウェブ側から高圧液体流を施す。この高圧液体流の作用により、短繊維相互間が交絡するとともに、短繊維が長繊維不織布内に入り込み、少なくとも幅方向ウェブを構成している長繊維に絡みついて長繊維不織布と一体化して積層不織布が得られる。高圧液体流は、孔径０．０５〜２．０ｍｍの噴出孔が、噴出間隔０．０５〜１０ｍｍで一列または複数列配列されている噴出装置を用いればよく、水圧は適宜設定すればよいが２〜１０ＭＰａの範囲内で設定するとよい。水圧が低い場合は、得られる積層不織布の表面が均質なものとなる傾向にあり、一方、水圧が高い場合は、強固に交絡したものとなる傾向にある。水圧にもよるが、高圧液体流は１〜５回程度施すとよい。例えば、２ＭＰａ程度の低水圧で予備交絡を施した後、７〜１０ＭＰａ程度の高水圧で処理をすることにより、良好に交絡し、かつ均質な表面の積層不織布を得ることができる。このように、目的に応じて、水圧を適宜変更して複数回の処理を施すことができる。なお、高圧液体流処理により、長繊維不織布における機械方向ウェブと幅方向ウェブとが熱接着されてなる熱接着部分は解除されることなく、長繊維と短繊維とが良好に交絡することができるため、長繊維不織布が有する形態保持性は保持され、得られる積層不織布もまた形態安定性と機械的強力に非常に優れるものとなる。

なお、高圧液体流処理を施した後は、余剰水分をマングル等で絞った後に乾燥させることにより、本発明の積層不織布を得ることができる。

本発明によれば、長繊維不織布が、機械方向に配列してなる長繊維によって構成される機械方向ウェブと、幅方向に配列してなる長繊維によって構成される幅方向ウェブとが熱圧着により一体化したものであるため形態安定性が良好であり、この長繊維不織布と短繊維不織ウェブとが交絡一体化してなる積層不織布は、機械的強度および形態安定性に非常に優れ、また、短繊維不織ウェブが有する良好な風合いをも有し、かつ、機械方向ウェブの独特の意匠効果を片側表面に呈し、地合いにも優れるものである。

また、上記したように特定の長繊維不織布を採用しているため、不織布の製造工程と高圧液体流による交絡一体化工程とが別工程であっても効率よく、優れた性能の積層不織布を製造することができる。
本発明の積層不織布は、上記のような効果を奏するものであり、生活資材、衛生資材、インテリア資材、医療資材等の様々な用途に適用できるものである。

本発明に用いる長繊維不織布であって、機械方向ウェブ側の面より観察した顕微鏡写真である。本発明に用いる長繊維不織布であって、幅方向ウェブ側の面より観察した顕微鏡写真である。

以下、本発明を実施例に基づき説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。

実施例１
長繊維が幅方向と直交する方向に配列してなる機械方向ウェブ（目付１０ｇ／ｍ^２）と長繊維が幅方向に配列してなる幅方向ウェブ（目付１０ｇ／ｍ^２）とが熱エンボス加工により一体化してなるポリエステル製長繊維不織布（ＪＸ日鉱日石ＡＮＣＩ社製、商標名「ミライフＴＹ１０１０ＦＥ」）を用意した。この長繊維不織布の機械方向ウェブは、複数の長繊維が収束して熱により一体化したものである。

一方、短繊維不織ウェブとしては、平均繊維長２５ｍｍの晒し木綿繊維を準備し、パラレルカード機で開繊および集積させて、目付３０ｇ／ｍ^２の短繊維不織ウェブを準備した。

長繊維不織布の幅方向ウェブ面に短繊維不織ウェブを積層し、この積層体を移動式１００メッシュのプラスチック製織物からなるメッシュ状支持体上に載置し、ノズル孔径０．１３ｍｍの噴出孔が孔間隔０．６ｍｍで横一列に配置された噴出装置を用い、短繊維不織ウェブ側に高圧水流を施した。噴出圧は、２ＭＰａの噴出圧力で１回予備処理した後、７ＭＰａの噴出圧力で３回処理した。生産速度は２０ｍ／分とした。高圧水流による処理後、１２０℃で１分間乾燥して、実施例１の積層不織布を得た。得られた積層不織布は、長繊維不織布に短繊維不織ウェブの構成繊維が絡みつき、良好に一体化したものであった。

実施例２
長繊維不織布として、機械方向ウェブ（目付５ｇ／ｍ^２）と幅方向ウェブ（目付３ｇ／ｍ^２）とが熱エンボス加工により一体化してなる長繊維不織布（ＪＸ日鉱日石ＡＮＣＩ社製、商標名ミライフＴＹ０５０３ＦＥ）を用い、生産速度３０ｍ／分としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例２の積層不織布を得た。得られた積層不織布は、長繊維不織布に短繊維不織ウェブの構成繊維が絡みつき、良好に一体化したものであった。

実施例３
長繊維不織布として、機械方向ウェブ（目付２０ｇ／ｍ^２）と幅方向ウェブ（目付２０ｇ／ｍ^２）とが熱エンボス加工により一体化してなる長繊維不織布（ＪＸ日鉱日石ＡＮＣＩ社製、商標名ミライフＴＹ２０２０ＦＥ）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして実施例３の積層不織布を得た。得られた積層不織布は、長繊維不織布に短繊維不織ウェブの構成繊維が絡みつき、良好に一体化したものであった。

比較例
長繊維不織布として、多数の長繊維が方向性なくランダムに堆積してなり、熱エンボス加工により部分的に熱圧着された目付２０ｇ／ｍ^２のポリエステル製長繊維不織布（ユニチカ社製マリックス７０２００ＷＳＯ）を用いたこと以外は、実施例１と同様に行ったところ、短繊維が長繊維不織布に絡み、一見すると、両層が一体化した不織布が得られたが、層間の絡み合いは強いものではなく、容易に剥離した。

Claims

長繊維不織布と短繊維不織ウェブと積層一体化してなる積層不織布であって、長繊維不織布は、長繊維が幅方向と直交する方向に実質的に配列してなる機械方向ウェブと、長繊維が幅方向に実質的に配列してなる幅方向ウェブとが熱接着により一体化したものであり、かつ、機械方向ウェブを構成する長繊維は、複数の長繊維同士が収束した状態で熱により一体化しており、短繊維不織ウェブは、長繊維不織布の幅方向ウェブ面のみに積層され、少なくとも短繊維不織ウェブを構成する短繊維が長繊維不織布に絡むことにより積層一体化していることをと特徴とする積層不織布。
長繊維不織布における機械方向ウェブの目付が５〜２０ｇ／ｍ^２、幅方向ウェブの目付が３〜２０ｇ／ｍ^２であることを特徴とする請求項２記載の積層不織布。
短繊維不織ウェブを構成する繊維が木綿繊維であることを特徴とする請求項１または２に記載の積層不織布。
長繊維不織布と短繊維不織ウェブとを積層一体化して積層不織布を得る方法であって、長繊維が幅方向と直交する方向に実質的に配列してなる機械方向ウェブと、長繊維が幅方向に実質的に配列してなる幅方向ウェブとが熱接着により一体化し、かつ、機械方向ウェブを構成する長繊維は、複数の長繊維同士が収束した状態で熱により一体化してなる長繊維不織布を用い、該長繊維不織布の幅方向ウェブ面のみに短繊維不織ウェブを積層し、高圧液体流を施すことにより、少なくとも短繊維不織ウェブを構成する短繊維を長繊維不織布に絡ませることにより一体化させることを特徴とする積層不織布の製造方法。