JP2016188443A - 不織布およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
温度120℃、時間15分間、初荷重0.018mN/dtexの条件で測定した乾熱収縮率が20%以下である非熱収縮性繊維とを含み、
前記捲縮性複合繊維と前記非熱収縮性繊維の質量を合わせて100質量%としたときに、前記捲縮性複合繊維の割合が25質量%以上85質量%以下であり、
構成繊維同士が交絡しており、
(Tf1−8)℃での縦方向の寸法変化率および横方向の寸法変化率の平均値が、8%以上25%以下である、不織布を提供する。
前記繊維ウェブに機械的な交絡処理を施して、前記繊維ウェブを構成する繊維同士を交絡すること、
前記交絡処理後、熱処理を実施すること、
を含み、
前記熱処理を、前記熱処理後に得られる不織布において、(Tf1−8)℃での縦方向の寸法変化率および横方向の寸法変化率の平均値が、8%以上25%以下となるように実施する、
不織布の製造方法を提供する。
本発明者は、複数の成分(または相)からなり、成分間の熱収縮性の違いに起因して、加熱により立体捲縮を発現する熱収縮性複合繊維(背景技術の欄でいう「潜在捲縮性複合繊維」に相当)を用いて、不織布の触感等をさらに向上させることを検討した。繊維ウェブを作成してから、熱収縮性複合繊維に立体捲縮を発現させることによって、不織布に伸縮性を付与できるのみならず、柔軟性および触感が通常の繊維を使用した場合とは異なる不織布を得ることができる。本発明者は、この立体捲縮の発現を利用すれば、柔軟性、嵩高性および触感においてより優れた不織布が得られると考えて、検討を重ねた。
以下、本発明の実施形態を説明する。
本実施形態の不織布は、立体捲縮を有する捲縮性複合繊維と、非熱収縮性繊維とを所定の割合で含み、かつ所定温度での縦方向の寸法変化率および横方向の寸法変化率の平均値が8%以上25%以下である、不織布である。立体捲縮を有する捲縮性複合繊維とは、熱収縮性複合繊維が熱処理に付されて、立体捲縮を発現した状態にある繊維を指す。後述するとおり、本実施形態の不織布において、捲縮複合繊維は、さらに熱処理に付されることにより収縮性を示すものであり、その意味においてはなお「熱収縮性複合繊維」と呼べるものである。ここでは、立体捲縮を熱処理により発現させていない状態の捲縮性複合繊維、すなわち熱収縮性複合繊維を説明する。
第1成分は、二以上の熱可塑性樹脂を含んでよい。
熱収縮性複合繊維が、偏心芯鞘型複合繊維である場合、第2成分の偏心率は、15〜60%の範囲内にあることが好ましく、20〜50%の範囲内にあることがより好ましく、30〜50%の範囲内にあることが特に好ましい。ここでいう偏心率とは、次式で定義される。
非熱収縮性繊維は、温度120℃、時間15分間、初荷重0.018mN/dtexの条件で測定した乾熱収縮率が20%以下である繊維であり、この乾熱収縮率を満足する限りにおいて、特に限定されない。非熱収縮性繊維は、本実施形態の不織布の嵩を高くし、不織布に適度なコシを持たせる役割をして、不織布が薄く、コシのない状態になることを防止する。不織布が薄く、コシのないものであると、生産時のロールへの巻き取り時に皺や折れが発生しやすいだけでなく、不織布が変形しやすいために、不織布を特定の形状に打ち抜く打ち抜き加工を実施できないことがあり、あるいは打ち抜く形状が崩れやすくなることがある。
続いて、本実施形態の不織布の構成を説明する。本実施形態の不織布は、立体捲縮を有する捲縮性複合繊維と非熱収縮性複合繊維とを含み、捲縮性複合繊維と非熱収縮性繊維の質量を合わせて100質量%としたときに、捲縮性複合繊維の割合が25質量%以上85質量%以下であり、構成繊維同士が交絡している不織布である。さらに、本実施形態の不織布は、(Tf1−8)℃(Tf1は捲縮性複合繊維の第1成分の融点)での縦方向の寸法変化率および横方向の寸法変化率の平均値が、8%以上25%以下であるような熱収縮性を有している。
(1)不織布から、約100mm×約100mmの試験片を3枚採取する。
(2)この試験片において図4に示すように、縦方向および横方向それぞれ3箇所に約83mmの長さを表す印をつける(以下、測長区間という)。図4においては縦方向の測長区間を太い実線で示している。
(3)各試験片について、縦方向および横方向のそれぞれの3つの測長区間の長さを0.1mmまで測定し、各方向における測長区間の長さの平均値を求め、これを各測長区間の「処理前長さ」(ΔLMD1:縦方向の処理前長さ、ΔLCD1:縦方向の処理前長さ)とする。
(4)(Tf1−8)℃に設定した恒温乾燥機を用意し、この恒温乾燥機中に、試験片を縦方向に鉛直になるように隅をつかんでつり下げる。再度設定した温度になった後、3分間、乾燥機内に試料を放置する。3分間経過した後、試験片を取り出して、室温まで冷却する。
(6)(2)で求めた、各試料片における縦方向の3つの測長区間の処理前長さの平均値(ΔLMD1)、(5)で求めた、各試料片における縦方向の3つの測長区間の処理後長さの平均値(ΔLMD2)から、下記の式に従って各試験片の縦方向の寸法変化率(ΔLMD)を算出する。
(7)同様に、(2)で求めた、各試料片における横方向の3つの測長区間の処理前長さの平均値(ΔLCD1)、(5)で求めた、横方向の3つの測長区間の処理後長さの平均値(ΔLCD2)から、下記の式に従って各試験片の横方向の寸法変化率(ΔLCD)を算出する。
(8)(6)および(7)で求めた縦方向の寸法変化率ΔLMDと横方向の寸法変化率ΔLCDの平均値から縦方向の寸法変化率および横方向の寸法変化率の平均値(ΔLave)を下記の式に従って算出する。
(9)3点の試験片についてΔLaveを算出し、これらの値の平均値をその不織布における縦方向の寸法変化率および横方向の寸法変化率の平均値とする。
不織布の厚さも特に限定されず、例えば、30g/m2〜150g/m2の目付を有する不織布の場合、その厚さは0.5mm〜5mmであってもよく、0.6mm〜3.5mmであってもよく、0.6mm〜3.0mmであってもよく、0.7〜2.5mmであってもよい。
本実施形態の不織布は、先に説明した熱収縮性複合繊維と、先に説明した非熱収縮性繊維とを、熱収縮性複合繊維と非熱収縮性繊維とを合わせて100質量%としたときに、熱収縮性複合繊維の割合が25質量%以上85質量%以下となるように混合して、繊維ウェブを作成し、この繊維ウェブに機械的な交絡処理を施して、繊維ウェブを構成する繊維同士を交絡し、その後熱処理を実施する方法で製造される。
繊維ウェブの形態は、パラレルウェブ、クロスウェブ、セミランダムウェブおよびランダムウェブ等のカードウェブ、エアレイウェブ、ならびにスパンボンドウェブ等から選択されるいずれであってもよい。本実施形態では、繊維同士の交絡性の点からカードウェブが好ましく用いられる。
本実施形態の不織布は種々の用途に使用でき、柔軟さと良好な触感が求められる用途、例えば、皮膚に直接当てて使用する皮膚接触用製品に好ましく使用され、その場合、本実施形態の不織布は、皮膚に接触する面の少なくとも一部を占める。皮膚接触用製品は、例えば、マスク、サポーターおよび包帯等の衛生物品、紙おむつ、生理用ナプキン、およびおりもの用シート等の吸収性物品、化粧料等の液体を含浸させた液体含浸皮膚被覆シート(例えば、フェイスマスク、角質ケアシート、およびデコルテシート等)、使い捨てカイロをはじめとする温熱器具における発熱体の包材、ならびに温湿布および冷湿布をはじめとする各種パップ材の基布である。
(1)熱収縮性複合繊維1
熱収縮性複合繊維1として、第1成分がメタロセン触媒を用いて重合したエチレン・α−オレフィン共重合体からなり、第2成分がポリプロピレンからなり、第1成分が繊維の周面の長さに対して20%以上露出しており、第1成分と第2成分とが貼り合わされた並列型断面を有する複合繊維であって、繊度が4.4dtex、3.3dtex、2.2dtex、1.7dtexのものを用意した。第1成分と第2成分の複合比は、いずれの繊度についても50/50(容積比)であった。
第1成分としてのエチレン・α−オレフィン共重合体は、融点が108℃、密度が0.918g/cm3、MIが7g/10min、Q値が3.0であった(商品名:420SD、宇部丸善ポリエチレン製)。
第2成分としてのポリプロピレンは、融点が160℃であった(商品名:SA03、日本ポリプロ製)。
熱収縮性複合繊維2として、第1成分がエチレンとプロピレンとが共重合しているプロピレン共重合体からなり、第2成分がポリプロピレンからなり、第1成分が繊維の周面の長さに対して20%以上露出しており、第1成分と第2成分とが貼り合わされた並列型断面を有する複合繊維であって、繊度が2.2dtex、1.7dtexのものを用意した。第1成分と第2成分の複合比は、いずれの繊度についても50/50(容積比)であった。
第1成分としてのプロピレン共重合体は、融点が140℃、MFRが30g/10分、エチレンの割合が4.78質量%であった(商品名:Y2045GP、プライムポリマー製)。
第2成分としてのポリプロピレンは、融点が160℃であった(商品名:SA03、日本ポリプロ製)。
非熱収縮性繊維1として、融点が160℃であるポリプロピレンから成る、繊度1.0dtexの単一繊維を用意した。このポリプロピレン単一繊維の温度120℃、時間15分間、初荷重0.018mN/dtexの条件で測定した乾熱収縮率(120℃乾熱収縮率)は0.5%以下であった。120℃乾熱収縮率の決定方法は以下のとおりである。
[120℃乾熱収縮率]
JIS L1015に準じ、つかみ間隔を100mmとし、処理温度120℃、処理時間15分間、初荷重0.018mN/dtexにおける乾熱収縮率を測定した。120℃乾熱収縮率は、以下の式に従って算出した。
120℃乾熱収縮率(%)=[(乾熱処理前の試料の長さ−乾熱処理後の試料の長さ)/(乾熱処理前の試料の長さ)]×100
表1および2に示す、熱収縮性複合繊維と非熱収縮性複合繊維とを、表1および2に示す割合で混合して、パラレルカード機を用いて繊維ウェブを作成した。得られた繊維ウェブをニードルパンチ処理に付し、繊維同士を交絡させた。ニードルパンチ処理は、40番手の針(バーブの数:9個)を用いて、針深度を5mmとし、ペネ数が100本/cm2となる条件でニードルパンチ処理を実施した。続いて、表1に示す温度に設定した熱風貫通式熱処理機にて、20秒間熱処理し、熱収縮性複合繊維において立体捲縮を発現させて、不織布を得た。
表1に示す、熱収縮性複合繊維と非熱収縮性複合繊維とを、表1に示す割合で混合して、パラレルカード機を用いて繊維ウェブを作成した。得られた繊維ウェブをニードルパンチ処理に付し、繊維同士を交絡させた。ニードルパンチ処理は、40番手の針(バーブの数:9個)を用いて、針深度を8mmとし、ペネ数が120本/cm2となる条件でニードルパンチ処理を実施した。続いて、表1に示す温度に設定した熱風貫通式熱処理機にて、10秒間熱処理し、熱収縮性複合繊維において立体捲縮を発現させて、不織布を得た。
厚み測定機(商品名 THICKNESS GAUGE モデル CR−60A (株)大栄科学精器製作所製)を用い、試料1cm2あたり2.94cNの荷重を加えた状態で測定した。
先に、「(不織布の構成)」の欄で説明した方法に従って、縦方向および横方向の寸法変化率、ならびに縦方向の寸法変化率と横方向の寸法変化率の平均値を求めた。寸法変化率の測定温度は、熱収縮性複合繊維1を含む不織布については100℃とし、熱収縮性複合繊維2を含む不織布については、132℃とした。
不織布の表面をモニター5名が手で触って、柔軟性、滑らかさおよび不織布表面の毛羽立ちを、下記の基準に従って評価し、最も多くのモニターにより得られた評価を、その不織布の評価とした。
[柔軟性]
++:触れたときの触感が特に柔軟で、肌へのなじみ(肌の凹凸への追従性)が特によい。
+:触れたときの触感が柔軟で肌へのなじみがよい。
−:触れたとき触感が硬く、肌の凹凸に追従せず、なじみがよくない。
[滑らかさ]
++:表面を撫でた時にザラザラとした刺激を感じない。
+:表面を撫でた時にザラザラとした刺激感が少ない。
−:表面を撫でたときにザラザラとした触感がある。
[表面の毛羽立ち]
+:表面の毛羽立ちが目立たず、肉眼で確認できてもわずかである。
−:表面に毛羽が目立ち、肉眼でも容易に確認できる。
KES−SE 摩擦感テスター(カトーテック(株)製)を用いて、不織布のタテ方向を測定方向として、静荷重を25gf、摩擦子の移動速度を1mm/secとして、表面摩擦を測定し、表面粗さの平均偏差を求めた。
(態様1)
立体捲縮を有する捲縮性複合繊維であって、第1成分と、前記第1成分の融点Tf1よりも高い融点Tf2を有する第2成分とを含む捲縮性複合繊維と、
温度120℃、時間15分間、初荷重0.018mN/dtexの条件で測定した乾熱収縮率が20%以下である非熱収縮性繊維とを含み、
前記捲縮性複合繊維と前記非熱収縮性繊維の質量を合わせて100質量%としたときに、前記捲縮性複合繊維の割合が25質量%以上85質量%以下であり、
構成繊維同士が交絡しており、
(Tf1−8)℃での縦方向の寸法変化率および横方向の寸法変化率の平均値が、8%以上25%以下である、不織布。
(態様2)
構成繊維同士が熱接着されていない、態様1の不織布。
(態様3)
前記捲縮性複合繊維は、前記第1成分が、融点が145℃以下である、プロピレン共重合体またはエチレン・α−オレフィン共重合体を50質量%以上含み、前記第1成分が繊維の周面の長さに対して20%以上の長さで露出している複合繊維である、態様1または2の不織布。
(態様4)
前記捲縮性複合繊維において、前記第1成分が、融点が130℃未満のエチレン・α−オレフィン共重合体を50質量%以上含み、
前記エチレン・α−オレフィン共重合体が、メタロセン触媒を用いて重合された直鎖状低密度ポリエチレンである、態様3の不織布。
(態様5)
前記捲縮性複合繊維の第2成分が、融点が150℃以上のポリプロピレンを50質量%以上含む、態様3または4のいずれかの不織布。
(態様6)
前記捲縮性複合繊維の繊維断面は、第1成分が鞘成分であり、第2成分が芯成分であって、第2成分の重心位置が繊維の重心位置からずれている偏心芯鞘型断面、または第1成分と第2成分が貼り合わされた並列型断面である、態様1ないし5のいずれかの不織布。
(態様7)
前記非熱収縮性繊維がポリプロピレンまたはポリエチレンテレフタレートからなる単一繊維である、態様1ないし6のいずれかの不織布。
(態様8)
不織布表面にて測定される表面粗さの平均偏差(SMD)が3.6μm以下である、態様1ないし7のいずれかの不織布。
(態様9)
第1成分と、前記第1成分の融点Tf1よりも高い融点Tf2を有する第2成分とを含む熱収縮性複合繊維と、温度120℃、時間15分間、初荷重0.018mN/dtexの条件で測定した乾熱収縮率が20%以下である非熱収縮性繊維とを、前記熱収縮性複合繊維と前記非熱収縮性繊維とを合わせて100質量%としたときに、前記熱収縮性複合繊維の割合が25質量%以上85質量%以下となるように混合して、繊維ウェブを作成すること、
前記繊維ウェブに機械的な交絡処理を施して、前記繊維ウェブを構成する繊維同士を交絡すること、
前記交絡処理後、熱処理を実施すること、
を含み、
前記熱処理を、前記熱処理後に得られる不織布において、(Tf1−8)℃での縦方向の寸法変化率および横方向の寸法変化率の平均値が、8%以上25%以下となるように実施する、
不織布の製造方法。
(態様10)
前記熱収縮性複合繊維において、前記第1成分が、融点が130℃未満であるエチレン・α−オレフィン共重合体を含み、前記第1成分が繊維の周面の長さに対して20%以上の長さで露出している複合繊維であり、
前記熱処理を、78℃以上98℃未満で実施する、
態様9の不織布の製造方法。
(態様11)
前記熱収縮性複合繊維において、前記第1成分が、融点が130℃以上145℃以下である、エチレンが共重合したプロピレン共重合体を含み、前記第1成分が繊維の周面の長さに対して20%以上の長さで露出している複合繊維であり、
前記熱処理を、100℃以上125℃未満で実施する、
態様9の不織布の製造方法。
(態様12)
態様1ないし8のいずれかの不織布が、皮膚に接触する面の少なくとも一部を占める、皮膚接触用製品。
Claims (12)
- 立体捲縮を有する捲縮性複合繊維であって、第1成分と、前記第1成分の融点Tf1よりも高い融点Tf2を有する第2成分とを含む捲縮性複合繊維と、
温度120℃、時間15分間、初荷重0.018mN/dtexの条件で測定した乾熱収縮率が20%以下である非熱収縮性繊維とを含み、
前記捲縮性複合繊維と前記非熱収縮性繊維の質量を合わせて100質量%としたときに、前記捲縮性複合繊維の割合が25質量%以上85質量%以下であり、
構成繊維同士が交絡しており、
(Tf1−8)℃での縦方向の寸法変化率および横方向の寸法変化率の平均値が、8%以上25%以下である、不織布。 - 構成繊維同士が熱接着されていない、請求項1に記載の不織布。
- 前記捲縮性複合繊維は、前記第1成分が、融点が145℃以下である、プロピレン共重合体またはエチレン・α−オレフィン共重合体を50質量%以上含み、前記第1成分が繊維の周面の長さに対して20%以上の長さで露出している複合繊維である、請求項1または2に記載の不織布。
- 前記捲縮性複合繊維において、前記第1成分が、融点が130℃未満のエチレン・α−オレフィン共重合体を50質量%以上含み、
前記エチレン・α−オレフィン共重合体が、メタロセン触媒を用いて重合された直鎖状低密度ポリエチレンである、請求項3に記載の不織布。 - 前記捲縮性複合繊維の第2成分が、融点が150℃以上のポリプロピレンを50質量%以上含む、請求項3または4のいずれか1項に記載の不織布。
- 前記捲縮性複合繊維の繊維断面は、第1成分が鞘成分であり、第2成分が芯成分であって、第2成分の重心位置が繊維の重心位置からずれている偏心芯鞘型断面、または第1成分と第2成分が貼り合わされた並列型断面である、請求項1ないし5のいずれか1項に記載の不織布。
- 前記非熱収縮性繊維がポリプロピレンまたはポリエチレンテレフタレートからなる単一繊維である、請求項1ないし6のいずれか1項に記載の不織布。
- 不織布表面にて測定される表面粗さの平均偏差(SMD)が3.6μm以下である、請求項1ないし7のいずれか1項に記載の不織布。
- 第1成分と、前記第1成分の融点Tf1よりも高い融点Tf2を有する第2成分とを含む熱収縮性複合繊維と、温度120℃、時間15分間、初荷重0.018mN/dtexの条件で測定した乾熱収縮率が20%以下である非熱収縮性繊維とを、前記熱収縮性複合繊維と前記非熱収縮性繊維とを合わせて100質量%としたときに、前記熱収縮性複合繊維の割合が25質量%以上85質量%以下となるように混合して、繊維ウェブを作成すること、
前記繊維ウェブに機械的な交絡処理を施して、前記繊維ウェブを構成する繊維同士を交絡すること、
前記交絡処理後、熱処理を実施すること、
を含み、
前記熱処理を、前記熱処理後に得られる不織布において、(Tf1−8)℃での縦方向の寸法変化率および横方向の寸法変化率の平均値が、8%以上25%以下となるように実施する、
不織布の製造方法。 - 前記熱収縮性複合繊維において、前記第1成分が、融点が130℃未満であるエチレン・α−オレフィン共重合体を含み、前記第1成分が繊維の周面の長さに対して20%以上の長さで露出している複合繊維であり、
前記熱処理を、78℃以上98℃未満で実施する、
請求項9に記載の不織布の製造方法。 - 前記熱収縮性複合繊維において、前記第1成分が、融点が130℃以上145℃以下である、エチレンが共重合したプロピレン共重合体を含み、前記第1成分が繊維の周面の長さに対して20%以上の長さで露出している複合繊維であり、
前記熱処理を、100℃以上125℃未満で実施する、
請求項9に記載の不織布の製造方法。 - 請求項1ないし8のいずれか1項に記載の不織布が、皮膚に接触する面の少なくとも一部を占める、皮膚接触用製品。
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