JP2017186724A - 不織布 - Google Patents

Abstract

【課題】不織布自身の坪量以上に熱可融性物質を塗布することができる不織布を提供する。【解決手段】熱可融性物質を含浸させるのに適した不織布であって、前記不織布におけるセルロース繊維の配合量が２０重量％以下、前記不織布におけるマーセル化パルプ繊維とレーヨン繊維との混合配合量が３０〜５０重量％、前記不織布におけるビニロン繊維の配合量が８〜２０重量％、前記不織布における接着性繊維の配合量が５〜２０重量％、であることを特徴とする不織布。【選択図】なし

Description

本発明は、不織布に関する。

耐水・耐油・粘着性物質の包装材料として、紙や不織布などの基材にワックスなどの熱可融性物質やシリコーン樹脂等を塗布した塗布体が従来から知られている（特許文献１，２参照）。

特開昭５０−０１７４８７号公報 特開平５−１５６２０８号公報

しかし、塗布体の製造には、次のような問題があった。例えば、薄い基材に熱可融性物質やシリコーン樹脂を一定かつ多量に塗布することが困難である。また、基材自身が、基材の重量以上の熱可融性物質やシリコーン樹脂を保持することが難しい。さらに、基材の均一性および保液性能の問題や、塗布装置のロール冷却能力および塗布方式が劣っていることなどから、連続巻き取りによるウェブの作製が困難である。

本発明は上記問題点を鑑みてなされたものである。すなわち、本発明は、基材自身の坪量以上に熱可融物質を塗布することができる不織布を提供することにある。

前記した目的を達成するため、本発明の不織布は、熱可融性物質を含浸させるための不織布であって、該不織布は、セルロース繊維と、マーセル化パルプ繊維と、レーヨン繊維と、ビニロン繊維と、熱融着性繊維と、を少なくとも含むことを特徴とする。また、超吸収剤を含むことが好ましい。

本発明によれば、不織布自体の坪量以上に熱可融物質を塗布することができる不織布を提供することができる。

以下、本発明を実施するための好適な形態について説明する。

＜不織布＞
本発明に用いることができる不織布には、熱可融性物質の塗工時における熱によって破損せず、収縮が少ないなどの耐熱性が求められる。また、熱可融性物質に対して優れた吸液塗工性も求められる。さらに、耐アルカリ・薬品性能なども求められる。

これらの要件を満たす本発明に最適な不織布としては、複数の繊維を用いた湿式不織布が挙げられる。湿式不織布は、工業的に生産される水中での紙漉きを応用した製品であって、通気性および寸法安定性に優れる。また、本発明に係る不織布の繊維長としては短いものであることが好ましい。湿式不織布は紙漉きの要領で行うため、水溶液中に繊維が分散している必要がある。そのため、撹拌作業が必要となるが、長繊維は撹拌しづらいため、撹拌しやすい短繊維が好ましい。

工業的な不織布の構成材料としては、ポリエチレンやポリプロピレンからなるポリオレフィンがよく知られている。しかし、ポリオレフィンは耐アルカリ性については優れているものの、耐熱性と塗工均一性に劣るといった問題がある。また、工業的な不織布の構成材料としてビニロンも知られているが、ビニロンは耐熱性に優れる一方で吸液均一性に劣るといった問題がある。さらに、セルロースは、吸液均一性に優れるものの耐熱性に問題がある。

そこで、本発明に係る不織布の構成材料としては、セルロース繊維、マーセル化パルプ繊維とレーヨン繊維の混合体、ビニロン繊維を主体とし、接着性繊維を配合することを特徴とする。これにより、耐熱性と吸液均一性を実現させることができる。

なお、本発明に用いることができる不織布は、単層構造であってもよい。また、積層構造であってもよい。積層構造としては、例えば、アクリル繊維または超吸水ポリマーを内層・片側層とする２層以上の構成であってもよいし、さらにセルロース繊維を混抄したものを組み合わせて２種２層、２種３層としてもよい。

＜セルロース繊維＞
本発明に係る不織布に用いられるセルロース繊維としては、針葉樹や広葉樹の木材から得られた溶解パルプ、及び、非木材から得られた溶解パルプを使用できる。針葉樹としてはラジアータパイン、スラッシュパイン、サザンパイン、スプルース、ダグラスファー、ヘムロック等から得られた溶解パルプを使用できる。広葉樹としてはブナ、ナラ、カバ、ユーカリ、オーク、ポプラ、アルダー等から得られた溶解パルプを使用できる。

一方、広葉樹から得られた溶解パルプは、平均繊維長が０．７ｍｍ程度であるが、平均繊維径が１５μｍ程度と細くて、軽度の叩解でも均質なものが得られる。

本発明に係る不織布に含まれるセルロース繊維としては、繊維長・径が均質であり製造上の簡便性のために、広葉樹から得られた溶解パルプを用いることが好ましい。このとき、広葉樹から得られた溶解パルプの配合量としては、不織布の固形分重量当たり２０％以下であることが好ましい。しかし、広葉樹から得られた溶解パルプは安価な構成材料であるため、必要特性に応じて配合重量を高めてもよい。

＜マーセル化パルプ繊維＞
本発明に係る不織布に用いられるマーセル化パルプ繊維は、最大繊維長１０ｍｍであり平均繊維長２〜７ｍｍ、アスペクト比（繊維の長さと直径の比）が４００以下となるよう叩解した短繊維が好ましい。マーセル化パルプ繊維の原料パルプとしては広葉樹をベースとし、亜硫酸塩パルプ化法（サルファイト法、ＳＰ法）または硫酸塩パルプ化法（クラフト法、ＫＰ法）で製造される化学パルプ、あるいはＳＰ法やＫＰ法で製造された化学パルプを更に化学的精製を行い、α−セルロース含有量を高める方法（ＤＰ法）で製造された溶解パルプを使用して製造することができる。マーセル化パルプ繊維の製造方法の一例としては、ＳＰ法、ＫＰ法またはＤＰ法で製造された化学パルプをリファイナー等の叩解機や混練機を用いて機械的な撹拌処理を行い、強アルカリ溶液に浸漬処理した後、残留アルカリを除去するために十分に水洗することで得ることができる。

このような製造方法で製造されたマーセル化パルプ繊維は、パルプセルロース中のヘミセルロース等が溶出し、短繊維強度が増加することで極めて剛直になることが知られている。また、セルロース中の水酸基のほとんどがアルカリ処理によりアルカリ金属で置換されるため、パルプ繊維間の水素結合がしにくくなる。その結果、水溶液の溶解性および分散性が向上し、マーセル化パルプ繊維を使用した不織布は嵩高かつ平滑で、強度低下を防ぐことができる。

なお、マーセル化パルプ繊維の製造は、レーヨンやリヨセル等の再生セルロース繊維の製造に必要なセルロースパルプの溶解、溶解液からの再生セルロース繊維の紡糸、溶媒の回収等の複雑な工程が不要となる。そのため、マーセル化パルプ繊維は再生セルロース繊維に比べて安価に製造できる。一方、マーセル化パルプ繊維は繊維径および繊維長がブロードであることから、含浸基材の塗工量や塗工均一性などの品質管理がしにくい。そこで、レーヨン繊維との混合体で使用することが好ましいよい。

＜レーヨン繊維＞
本発明に係る不織布に用いられるレーヨン繊維とは、セルロースの溶解液から紡糸したものを意味する。本発明で用いるレーヨン繊維の繊維長は３ｍｍ〜５ｍｍが好ましい。また、繊維径は６μｍ〜１９μｍが好ましい。レーヨン繊維は紡糸およびカット工程により繊維径および繊維長が均一化する。そのため、叩解工程を経るマーセル化パルプ繊維よりもレーヨン繊維を多く配合することで、熱可融性物質の塗布量均一性および塗布外観に優れる。

本発明に用いるレーヨン繊維としては、不純物を少なくするため、再生セルロース繊維をフィブリル化させる。そして、フィブリル化した再生セルロース繊維に後述するビニロン繊維や接着性繊維を配合して抄紙する。これにより、必要な強度・平滑性を不織布に付与することができる。

本発明に係る不織布に含まれるマーセル化パルプ繊維とレーヨン繊維の混合体の配合量は、不織布の固形分重量当たり１０％以上７０％以下が好ましく、２０％以上６０％以下がより好ましく、３０％以上５０％以下であることがさらにより好ましい。配合量が１０％未満であると、不織布を嵩高くするのに不十分である。また、配合量が７０％を越えると、不織布の強度が大きく低下してしまう。

＜ビニロン繊維＞
本発明に係る不織布に用いられるビニロン繊維は、耐薬品性、親水性、耐光性、収縮を起こさない繊維であって、高強度高弾性繊維である。本発明に係る不織布に用いるビニロン繊維としては、繊維径が７μｍ〜１５μｍ、繊維長が２ｍｍ〜７ｍｍであることが好ましい。ビニロン繊維の製造方法の一例としては、紡糸して得たポリビニルアルコール繊維をホルムアルデヒド等と反応させ、ポリビニルアルコール繊維の水酸基をアセタール化することで得ることができる。

本発明に係る不織布に含まれるビニロン繊維の配合量は、不織布の固形分重量当たり３０％以下が好ましく、５％以上２５％以下がより好ましく、８％以上２０％以下であることがさらにより好ましい。ビニロン繊維を不織布に配合しないと、不織布の耐熱・耐薬品・収縮防止の効果が不十分となる。また、ビニロン繊維の配合量が３０％を越えると、不織布の平滑性がなくなってしまう。

＜接着（熱融着）性繊維＞
本発明に係る不織布に用いられる接着性繊維としては、繊維径が７μｍ〜１９μｍで、繊維長は２ｍｍ〜７ｍｍのものが好ましい。また、本発明に係る不織布に用いられる接着性繊維としては、融点の高い繊維が好ましいよい。このような接着性繊維としては、例えば、ビニロン繊維、ポリビニルアルコール繊維等のポリビニルアルコール系繊維の他、ナイロン−６繊維、ナイロン−６，６繊維等のポリアミド繊維、ポリエステル等のポリオレフィン繊維等が挙げられる。

ポリビニルアルコール繊維は、ポリビニルアルコール樹脂溶液から紡糸して得た繊維である。ポリビニルアルコール繊維は加熱延伸によって分子の結晶化度が変わるため、延伸倍率を大きくして結晶化を進めることにより、水中溶解温度を６０℃程度から１００℃以上に高めることができる。

本発明の不織布に含まれる接着性繊維の配合量は、不織布の固形分重量当たり３０％以下が好ましく、３％以上２５％以下がより好ましく、５％以２０％以下であることがさらにより好ましい。接着性繊維を不織布に配合しないと、不織布の強度および形状安定性の効果が不十分となる。また、接着性繊維の配合量が３０固形分重量％を越えると、不織布の平滑性がなくなってしまう。

＜超吸収材＞
本発明に係る不織布には、必要に応じて超吸収材を配合してもよい。本発明に用いることができる超吸収材としては、アクリル繊維を挙げることができる。アクリル繊維をパルプ状にしたものは、紙オムツの高分子吸水材として使用されている。アクリル繊維は耐光性、柔軟性、染色性に優れる繊維であり、化学処理によって超吸収性を付与することができる。

また、別の超吸収材として、ポリアクリル酸ナトリウムが挙げられる。ポリアクリル酸は、カルボキシル基を多数持つため、親水性が非常に高い。また、ナトリウム塩の形とすると高い吸水性を持つゲルとなる。

さらに、繊維径の細いポリオレフィンを使ってもよい。

本発明に係る不織布に含まれる超吸収材の配合量は、不織布の固形分重量当たり４０％以下であることが好ましく、３０％以下であることが好ましく、２０％以下であるがさらにより好ましい。配合量が４０％を越えると不織布の平滑性がなくなってしまう。

＜添加剤・改質剤＞
本発明の不織布は、必要に応じて紙力増強剤を含有してもよい。。紙力増強剤としては、澱粉、加工澱粉、ポリアクリルアミド、ポリアミド・ポリアミン系樹脂、尿素・ホルマリン系樹脂、メラミン・ホルマリン系樹脂等が挙げられる。紙力増強剤の含有量としては、不織布の固形分重量当たり０．１％以上２％以下が好ましい。

さらに、本発明に係る不織布は、必要に応じて、硫酸バンド、サイズ剤、柔軟化剤、歩留まり向上剤、着色剤、染料、消泡剤などを含有してもよい。また、表面強度やサイズ性の向上目的で、原紙に水溶性高分子を主成分とする表面処理剤を塗布してもよい。水溶性高分子としては、酸化澱粉、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉、酵素変性澱粉、等が挙げられる。なお、表面処理剤は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよい。なお、表面処理剤中に、紙力増強剤やサイズ剤を添加してもよい。

添加剤・改質剤は、２ロールサイズプレスコーターや、ゲートロールコーター、およびブレードメタリングサイズプレスコーター、およびロッドメタリングサイズプレスコーター、シムサイザー等のフィルム転写型ロールコーター等の塗工機によって塗布することができる。また、ｐＨは、酸性、中性、アルカリ性の何れでもよい。

＜熱可融性物質＞
熱可融性物質としては、融点が５０℃以上であることが好ましく、６０℃以上の有機化合物を用いることがより好ましい。このような化合物としては、例えば、アルコール、エステル、アミド、ケトン、エーテル等の極性基を有する脂肪族化合物、芳香族化合物、複素環化合物などが挙げられる。

また、食品類に用いる場合には、安全性、透明性、示温性などの観点から、飽和炭化水素または不飽和炭化水素を用いることが好ましい。飽和炭化水素と不飽和炭化水素は、温度領域と特性により使い分けることができる。

飽和炭化水素としては、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、サゾールワックス、流動パラフィン等が挙げられる。このうち、化学物質ＣｎＨ_２ｎ＋２で表記することができるパラフィンワックスを主成分とすることが好ましく、ｎ数は２４〜６０のものであることが特に好ましい。なお、ｎ数が少ないほど融点は低くなり、逆にｎ数が多いほど融点は高くなる。

不飽和炭化水素としては、ポリエチレンワックス、オレフィン、ポリオレフィンワックス等が挙げられる。

熱可融性物質の分子構造としては、直鎖状であることが好ましい。分子構造が直鎖状であるほど、重油精製時の単離が容易であり、融点の温度領域が鋭くなるため、熱応答性に優れる。また、表面張力も低いため、含浸速度が速くなる。

含浸制御のため熱可融性物質は１種類のみを用いてもよいし、融点・粘度の異なる熱可融性物質を複数組み合わせてもよい。

また、熱可融性物質以外にその好適な特性に悪影響を与えない限りにおいて、石油ワックス（マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタム等）、動植物蝋（カルナバ蝋、米糠蝋、密蝋等）、合成ワックス（エステルワックス等）、ホットメルト（酢酸ビニル系、ポリオレフィンブレンド）を混合してもよい。少量混合することにより、塗工性と加工後の脆弱性を改善することができる。なお、上記成分以外にも、必要に応じて、顔料、染料等の着色剤及び香料を混合することもできる。

＜含浸体の製造方法＞
本発明に係る不織布は公知の製紙技術によって製造することができる。不織布の原料としては、セルロース繊維、マーセル化パルプ繊維、レーヨン繊維、ビニロン繊維、接着性繊維、超吸収材を用いた場合を例に説明する。なお、マーセル化パルプ繊維とレーヨン繊維を重量比で１：１となるように混合した。

まず、上記材料を水中に均一に分散させ、低濃度（０．００１〜１．０重量％程度）の懸濁液を作成した。次に、連続紙漉きの要領で抄紙機を用いて不織布を抄紙した。不織布の具体的な製造方法としては、水を用いる湿式法、スパンレース法（水流絡合法）、スチームジェット法など用いることができる。また、乾燥後に接着材を用いるケミカルボンド法、サーマルボンド法、熱圧着なども用いることができる。例えば、湿式法で抄紙する場合、抄紙機は特に制限されず、不織布に要求される強度、水分散性に応じて円網式抄紙機、傾斜短網式抄紙機、長網式抄紙機、ツインワイヤー式抄紙機等から選択することができる。さらに、これらの抄紙機の抄紙網部分を組み合せたコンビネーション抄紙機を使用することで、繊維配合や密度、緻密性の異なる層を積層した不織布を製造してもよい。

最後に、得られた不織布に対して熱可融性物質を塗工・含浸させることで、塗布体を得ることができる。

以下、実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。また、本発明の各特性は、以下の方法により評価した。なお、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

（不織布の作成）
表１の配合量（単位は％）にしたがって各種材料を混合した。得られた混合材料を湿式法に従って傾斜短網抄紙機で抄紙した。このとき、坪量４０．０ｇ／ｍ２、０．１２ｍｍ厚程度となるように抄紙した。また、得られた抄紙の巻取りサイズは、幅１０００ｍ×長さ２０００ｍである。

得られた各不織布に対して、熱可融性物質（日本精蝋株式会社、パラフィンワックスＨＮＰ−１０（融点７５℃））を塗工した。

得られた各不織布の特性について、下記評価基準にしたがって評価した。

＜不織布の坪量（単位面積当たりの重量）＞
ＪＩＳ Ｐ ８１２４にしたがって測定した。このとき、サンプルサイズは１００ｍｍ×１００ｍｍとした。

＜厚さ＞
ＪＩＳ Ｐ ８１２４にしたがって測定した。

＜実塗布量＞
塗工前後において、ＪＩＳ Ｐ ８１２４に基づき測定し、算出した。このとき、不織布の幅方向３点の値を算出し、平均した。また、塗工量は不織布に対しての重量％で算出した。

＜塗布量のふれ＞
実塗布量から３σ値を算出し、不織布に対する塗布量のふれを算出した。

＜塗布後の外観＞
目視により、塗布後の外観について判断した。

○：目視検査において、表面上にひび割れや凹凸がない
△：目視検査において、凝視するとひび割れや凹凸が確認できる
×：目視検査において、蛍光灯下でははっきりひび割れや凹凸が確認できる

結果を表２に示す。なお、単位は重量％である。

収縮とは、基材の巻取りサイズ幅１０００ｍｍに対して塗布体幅がどの程度狭くなっているかを意味する。塗布体幅が１０ｍｍ以上狭いものを収縮弱とする。塗布体幅が１０ｍｍ以上狭く、筋状の線が鮮明なものを収縮強とする。

たるみとは、ＭＤ（machine direction）方向にウェブテンションを張ったときのＴＤ（transverse direction）方向への垂れ下がりを意味する。

「平滑性ない」とは、テンションフリーの状態で塗工体に明確な波うちがある。もしくは表面の塗工にムラがあることを意味する。

表２の結果から明らかなように、本発明は通常の湿式不織布製造方法を応用した組成配合を用いた基材を用いることにより、塗布量、塗布精度および外観に優れる塗布体を提供することができる。本発明は産業上極めて有用である。

Claims (3)

1. 熱可融性物質を含浸させるための不織布であって、
   該不織布は、セルロース繊維と、マーセル化パルプ繊維と、レーヨン繊維と、ビニロン繊維と、熱融着性繊維と、を少なくとも含む不織布。
2. 請求項１に記載の不織布において、さらに超吸収剤を含むことを特徴とする不織布。
3. 前記不織布におけるセルロース繊維の配合量が２０重量％以下、
   前記不織布におけるマーセル化パルプ繊維とレーヨン繊維との混合配合量が３０〜５０重量％、
   前記不織布におけるビニロン繊維の配合量が８〜２０重量％、
   前記不織布における接着性繊維の配合量が５〜２０重量％、
   であることを特徴とする請求項１に記載の不織布。