JP2019137925A - 不織布ワイパーおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】吸水性、嵩高感、更にクッション性にも優れた高機能な不織布ワイパーを提供する。【解決手段】合成繊維ウエブ１４、２４の上に天然系繊維ウエブ１２、２２を積層した状態で一体形成してあるスパンレース型不織布を基材シート１０，２０として、２枚含み、前記合成繊維ウエブ１４、２４同士が対向配置され、当該合成繊維ウエブ１４、２４の間に熱融着性のシート材４０が挿入されており、前記合成繊維ウエブ１４、２４を構成している繊維の少なくとも一部と前記熱融着性のシート材４０を構成している繊維とが溶融固化した接合部３０を介して、接合されている不織布ワイパー１である。【選択図】図１

Description

本発明は、パルプなどの天然繊維や再生セルロース繊維などからなる吸水性を有する天然系繊維ウエブと、ポリプロピレンなどの合成繊維ウエブとによって形成してあるスパンレース型の基材シートを重ね合わせた構造を含む、新規な不織布ワイパーに関する。

パルプなどの天然系繊維とポリプロピレンなどの合成繊維とによって形成されるスパンレース型の不織布ワイパーは、天然系繊維ウエブと合成繊維系ウエブとを積層状態にした後、これに水流交絡処理することにより得られる。この様な不織布ワイパーは強度と吸水性等とを両立させている優れた不織布製品となるので、工業用ワイパーや対人用のワイパーとして様々な用途で使用されている。

上記の複合型の不織布ワイパーについては、例えば特許文献１に基本的な製造工程が開示されており、天然系繊維ウエブと合成繊維系ウエブとの比率や坪量を適宜に調整して所望する不織布ワイパーを製造することができる。

特許第２５３３２６０号公報

上記のような不織布ワイパーにあっては、その吸水性を向上させることができれば、拭取り性能を向上させた製品となる。また、更に、クッション性等も改善することができれば、より好ましい不織布としてユーザに提供できる。
ところが、従来にあっては、不織布における吸水性を向上させるための対処としては、一般にウエブの坪量を上げることであった。ウエブの坪量を上げて、前述した水流交絡処理を実行すると、繊維が交絡する密度も増加してしまう。その結果、完成した不織布は厚みが低下し、嵩高感（バルク感）に乏しく、クッション性にも劣る不織布になる傾向があった。

よって、本発明の主な目的は、吸水性および嵩高感に優れ、更にクッション性も改善されている新規な不織布ワイパーを提供することにある。また、この不織布ワイパーの製造方法を提供することにある。

上記目的は、合成繊維ウエブの上に天然系繊維ウエブを積層した状態で一体形成してあるスパンレース型不織布を基材シートとして、２枚含み、前記合成繊維ウエブ同士が対向配置され、当該合成繊維ウエブの間に熱融着性のシート材が挿入されており、前記合成繊維ウエブを構成している繊維の少なくとも一部と前記熱融着性のシート材を構成している繊維とが溶融固化した接合部を介して、接合されていることを特徴とする不織布ワイパーにより達成できる。

また、前記熱融着性のシート材は、熱融着性繊維を含んだ不織布であるのが好ましい。
そして、前記熱融着性のシート材用の前記不織布は、天然系繊維と熱融着性繊維とを含み、前記熱融着性繊維の含有比率が４０重量％以上であるが望ましい。

また、前記合成繊維ウエブと前記熱融着性のシート材との接着強度は０．４９ｃＮ／ｍｍ以上であるのが好ましい。

また、前記基材シートは、前記合成繊維ウエブの表面の少なくとも一部が露出するように製造されていたものが望ましい。
そして、前記基材シートの含有比率は、前記天然系繊維ウエブ８０〜６０重量％に対して前記合成繊維ウエブ２０〜４０重量％とすることができる

上記目的は、合成繊維ウエブの上に天然系繊維ウエブを積層した状態で一体形成してあるスパンレース型不織布を基材シートとして、前記合成繊維ウエブの表面の少なくとも一部が露出するように形成されていたものを２枚準備すると共に、熱融着性のシート材を準備し、
前記基材シートを前記合成繊維ウエブ同士が対向するようにして送り出し、且つ、前記熱融着性のシート材が前記合成繊維ウエブの間に挟み込まれるように送り出して、前記基材シート同士の間に前記熱融着性のシート材を挿入し重ね合わされた予備的積層体を得る積層形成工程と、
前記予備的積層体を挟持しながら、加熱処理を行って前記合成繊維ウエブを構成している繊維の少なくとも一部と前記熱融着性のシート材を構成している繊維とを溶融固化した接合部により、２枚の前記基材シートと前記熱融着性のシート材とを一体化する接合処理工程とを含む、ことを特徴とする不織布ワイパーの製造方法によっても達成される。

そして、前記加熱処理を行うための加熱手段は、熱エンボス装置又は超音波接合装置とすることができる。

本発明による不織布ワイパーは、強度と吸水性とを兼ね備えているスパンレース型の不織布を基材シートとし、２枚の基材シートの間に熱融着性のシート材を挿入して重ね合せた新規な構造に形成してあるので、吸水性、嵩高感、更にクッション性にも優れた高機能な不織布ワイパーとして提供できる。

本発明に係る不織布ワイパーについて示した模式図である。 本発明に係る不織布ワイパーの製造工程を説明するために示した概略図である。

以下、本発明の一実施形態に係る不織布ワイパーを、図を参照して説明する。
図１は本発明の不織布ワイパー１について一部を拡大して示している模式図であり、図１の右側図は断面構成を示している図、図１の左側図は不織布ワイパー１を構成している２枚の基材シート１０、２０及びこれらシート１０、２０の間に挿入される熱融着性のシート材４０を分離して示した図である。
不織布ワイパー１について、その概略を予め説明すると、スパンレース型の複合不織布（天然系繊維ウエブと合成繊維系ウエブとによる不織布）を基材シートとして、この基材シート２枚の間に熱融着性のシート材を挟み込んである新規な構造に形成してある。より具体的には、合成繊維系ウエブ同士を対向配置し、その間に熱融着性のシート材を挟み込んだ構造とし、熱融着性のシート材および合成繊維系ウエブを構成している繊維が溶融固化した接合部を介して一体化している構造（積層構造）により、不織布ワイパー１は形成されている。

本発明者は、単体のスパンレース型不織布の坪量を単に増加させると先に指摘した問題が生じるが、相対的に薄く（低坪量に）形成した２枚の不織布を重ね合せて同等の坪量とした場合、吸水性（保水性）が改善され、厚さの減少（嵩高感の減少）も抑制できること、更に風合いも柔らかくなることを確認して、本発明の着眼点を得た。
ただし、天然系繊維ウエブと合成繊維系ウエブとによるスパンレース不織布を重ね合わせる場合、拭取り性、肌触り感などを考慮すると、天然系繊維ウエブが表側（すなわち、表裏両面）に配置された形態とすることが好ましい。よって、２枚のスパンレース不織布は、合成繊維系ウエブ同士を対向させた姿勢で接合（接着）するのが望ましいことになる。

従来の一般的な天然系繊維ウエブと合成繊維系ウエブとによるスパンレース不織布の合成繊維系ウエブ面側を微視的に見ると、反対側（表面側とする）に位置している天然系繊維ウエブを構成している繊維（例えばパルプ繊維）が、合成繊維系ウエブを貫通して裏面側へ突出した状態となっている。これは水流交絡処理（スパンレース処理）した際に、天然系繊維ウエブ上に噴射された高圧の水流によりパルプ繊維の一部が反対側まで流し出されて、突出するからである。このように、裏面側に突出したパルプ繊維が、合成繊維系ウエブの表面にある程度の密度をもって存在すると、吸水性の乏しい合成繊維系ウエブの表面を吸水性に富むパルプ繊維が表面覆うことになる。これにより、従来のスパンレース型の不織布は吸水性に劣る裏面側であっても、違和感なくして拭取り作業を行うことができる。

上記のように、単体であるスパンレース型不織布の場合は、合成繊維系ウエブの表面にパルプ繊維等が突出している形態は、不織布をそのまま使用する上では好ましいと言うことができる。
しかし、このスパンレース型不織布を接合するという観点からは課題のある形態である。何故なら、合成繊維系ウエブを構成している繊維（合成樹脂）を溶融することによって、接合させる場合、表面を覆うように存在するパルプ繊維等の天然系繊維は合成繊維の結合の障害となるからである。本発明者は、この問題を解消して本発明の完成に至ったものである。
以下、図に基づいて、不織布ワイパー１を更に詳細に説明する。

図１右側の不織布ワイパー１は、図１左側の第１の基材シート１０と第２の基材シート２０との間に、熱融着性のシート材４０を挟み込んだ状態とし、３つのシート材が重ね合わされて製造されている。ここで、第１の基材シート１０、第２の基材シート２０のそれぞれは同様に、合成繊維ウエブ１４、２４の上に天然系繊維ウエブ１２、２２を積層した状態で一体形成してあるスパンレース型不織布である。ただし、図１では、下側の第２の基材シート２０を上下反転させた姿勢で示している。

前述したように第１の基材シート１０、第２の基材シート２０は、水流交絡処理によりに天然系繊維ウエブ１２、２２の繊維の一部が、下側の合成繊維ウエブ１４、２４を貫通して不織布の裏面（すなわち、合成繊維ウエブの表面）側に突出している。前述したように、天然系繊維ウエブ１２、１４の繊維が、合成繊維ウエブ１４、２４の表面全体を密に覆ってしまった状態になると、合成繊維ウエブ１４、２４面での接合が困難となる。
そこで、不織布ワイパー１に用いる基材シート１０、２０は、合成繊維ウエブ１４、２４の表面の少なくとも一部が露出しているように形成されている（製造されている）。このように形成されていれば、基材シート１０、２０間に挟み込まれる熱融着性のシート材４０との間で、互いの繊維を溶融固化させた接合部３０を形成して、接合することが可能になる。

なお、基材シート１０、２０同士を直接、接合させた構造を採用することも考えられる。ただし、この場合、合成繊維ウエブ１４、２４の表面の少なくとも一部が露出している基材シート１０、２０を準備する必要があるというだけでなく、不織布ワイパーの製造工程で双方の露出部が互いに接触するように位置調整することについても対処することが必要になる。
これに対して、熱融着性のシート材４０を基材シート１０、２０の間に配置しておけば、合成繊維ウエブ１４、２４表面の露出部の位置に配慮する必要はない。熱融着性のシート材４０は全面が融着可能面となるからである。よって、合成繊維ウエブ１４、２４表面の露出部と熱融着性のシート材４０との間で、双方の繊維を溶融固化させた接合部を確実に形成して、効率良く不織布ワイパーを製造できる。

図１左側の第１の基材シート１０および第２の基材シート２０では、貫通し反対側に突出した天然系繊維ウエブの一部である繊維を符号１２ａ、２２ａで示している。
そして、第１の基材シート１０および第２の基材シート２０は、上記の突出繊維１２ａ、２２ａが存在しない領域、或いは、存在の少ない領域（以下、両領域を天然系繊維の存在密度が低い領域、と称す）が露出領域１４ａ、２４ａとして存在するように形成されている。
なお、図１で示す露出領域１４ａ、２４ａは点在しているが、合成繊維ウエブ１４、２４の表面全体を天然系繊維の存在密度が低い領域に形成できれば、その表面全体を露出領域１４ａ、２４ａとすることも可能である。また、露出領域１４ａ、２４ａは少なくとも合成繊維ウエブ１４、２４を構成している繊維が、シート材４０を構成している繊維と接触して加熱されたときに溶融固化して接合部を形成できる程度の露出状態が確保されていればよいものである。

合成繊維ウエブ１４、２４の表面側に突出する天然系繊維を抑制したスパンレース型不織布は、標準的な構成の不織布を製造する場合と比較して、天然系繊維ウエブの含有比率を下げること、例えば含有比率を、天然系繊維ウエブ８０〜６０重量％に対して合成繊維ウエブ２０〜４０重量％とするにより、製造できる。このように製造される混合型不織布は、従来の一般的な不織布と比較して、天然系繊維ウエブの割合が低く設定してあるので、合成繊維ウエブ１４、２４表面側に突出する天然系繊維を少なくできる。
また、水流交絡処理時に高圧水（ウォータジェット）を噴き出す噴射ノズルの配置位置や噴射方向を設定することにより、前述した天然系繊維の存在密度が低い領域が所定位置に現れるように設計したスパンレース型不織布を製造してもよい。このように製造された不織布を基材シートとして、合成繊維ウエブ１４、２４の間に熱融着性のシート材４０を挟み込むと、合成繊維ウエブ１４、２４の露出領域１４ａ、２４ａと熱融着性のシート材４０とを接触させて、合成繊維ウエブおよび熱融着性のシート材４０の繊維を溶融固化させて、接合部３０を形成できる。
更に、製造工程において、水流交絡処理に用いる水圧を下げること、例えば１０Ｍｐａ以下にて交絡処理することにより、表面側に突出してくる天然系繊維を抑制したスパンレース型不織布を製造できる。このように製造される混合型不織布は、従来の一般的な不織布と比較して、交絡処理する際の水圧が低く目に設定してあるので、合成繊維ウエブ１４、２４表面側に突出する天然系繊維を少なくすることができる。
上記で説明した、合成繊維ウエブの表面側に突出する天然系繊維を抑制するための手法を単独、或いは、組合わせて、露出領域１４ａ、２４ａが形成された合成繊維ウエブを備えた基材シート１０、２０を製造（形成）すればよい。

上記合成繊維ウエブ１４、２４を一定の割合以上を加熱して、露出領域１４ａ、２４ａの合成繊維と熱融着性のシート材４０の繊維とを溶融させるための加熱領域を設定するのが望ましい。合成繊維ウエブの面積に対して、例えば１０〜４０％の加熱領域を設定する。より具体的には、加熱領域は、後述する熱エンボス装置あるいは超音波接合装置等の加熱手段によって加熱する領域となる。

上記不織布ワイパー１は合成繊維ウエブ１４、２４それぞれと熱融着性のシート材４０との間の接着強度は０．４９ｃＮ／ｍｍ以上であるのが好ましい。なお、接着強度は、ＪＩＳＫ６８５４-３ 接着剤の剥離接着強さ試験(Ｔ形はく離)に準じて測定される。
上記のような接着強度を備えれば、不織布ワイパー１を実際に使用しても基材シート１０、２０の間に挿入された熱融着性のシート材４０が分離するなどの不都合を生じることがない。
合成繊維ウエブ１４、２４の露出領域１４ａ、２４ａにおける接合部３０の状態を確認することは困難であるが、接着強度に基づいて、接合部３０を介して基材シート１０、２０と熱融着性のシート材４０とが一体化されていることを確認できる。

そして、天然系繊維ウエブを構成する繊維としては、パルプ、コットンなどの天然繊維に基づくものや再生繊維を採用することができる。例えば、木材パルプを採用する場合には、材種としてラジアータパイン、スラッシュパイン、サザンパイン、スプルース、ダグラスファー等のＮＢＫＰが好ましく、解繊性や歩留まり等を考慮して適宜に選定すればよい。再生セルロース繊維としてはレーヨンなどを好適に用いることができる。

また、上記合成繊維系ウエブを構成する合成繊維としては、ナイロン、ビニロン、ポリエステル、アクリル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等から選択するのが好ましい。

上記で重ね合わされる基材シート１０、２０のぞれぞれは、通常よりも薄め（低坪量）とされ、例えば坪量は８５ｇ／ｍ^２以下とすることができる。例えば基材シート１０、２０それぞれの坪量を４０ｇ／ｍ^２とし、更にシート材４０については、例えば坪量６０ｇ／ｍ^２であり、パルプ繊維が混合してあるポリプロピレン（ＰＰ）繊維によるメルトブロー不織布とすることができる。本発明の不織布ワイパー１は、同程度の坪量で製造された従来の単体型不織布ワイパーと比較して、吸水性、嵩高感に優れるだけでなく、柔軟性やクッション性にも優れたものとなる。また、ポリプロピレン（ＰＰ）繊維が配合してある不織布を構成に含めると、保油性にも優れたワイパーとすることができる。

上記熱融着性のシート材４０については、熱融着性を備えたシート材を広く採用可能であるが、製品となる不織布ワイパー１のクッション性を向上させるという観点から熱融着性の繊維を含む不織布を採用するのが好ましい。熱融着性のシート材４０が不織布であれば、不織布である第１の基材シート１０と第２の基材シート２０との間に、更に不織布層を挿入した３層積層構造の不織布ワイパーとなるので、クッション性が確実に改善される。
熱融着性のシート材４０用の不織布として、第１の基材シート１０、第２の基材シート２０と同様に、天然系繊維と熱融着性合成繊維とによる複合型不織布を採用してもよい。このように熱融着性のシート材４０に天然系繊維を含めば、製品となる不織布ワイパー１の吸水性能を更に向上させることができる。ただし、熱融着性のシート材４０は前後に位置している合成繊維ウエブの露出した表面と接触し、接合部３０を確実に形成する必要があるので、熱融着性のシート材４０における熱融着性合成繊維の含有比率は４０％以上とするのが好ましい。

上記シート材４０用の不織布としては、スパンボンド、メルトブロー、ＳＭＳ（スパンボンド・メルトブロー・スパンボンド）、スパンレース、エアースルー、ポイント−ボンド、コフォーム（パルプ繊維混合型のメルトブロー）などの公知のものを採用できる。
熱融着性のシート材４０を構成する合成繊維としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＳ）など、またＰＥ/ＰＰやＰＥ/ＰＥＴ等によって製造される、いわゆる芯鞘構造の合成繊維を用いてもよい。

図１右側は、上記基材シート１０、２０を、ここでは図示していない加熱手段により加熱して、合成繊維ウエブの露出領域１４ａ、２４ａにある合成繊維と熱融着性のシート材４０とを溶融固化した接合部３０を介して一体化された不織布ワイパー１である。

図１右図に示した不織布ワイパーは、周表面に複数の凸部が設けてある加熱ローラと周表面が平坦な平滑ローラとを備えたローラ式の熱エンボス装置を用い、２つのローラ間に重ね合せ状態の基材シート１０、熱融着性のシート材４０、基材シート２０を挟持しながら加熱することにより、対向し接触した繊維同士が溶融固化して接合部３０となる。このように形成される接合部３０は厚みが減少するので、各接合部３０に対応してワイパー表面に複数の凹部３５となって現れることになる（図１右図、参照）。
上記凹部３５が複数存在するエンボス処理を施したワイパー表面の状態は、汚れに対する掻き取り性能などが改善することが知られている。よって、本発明の不織布ワイパー１は、掻き取り性能においても改善がされている不織布ワイパーになる。

ただし、図１右図は例示の一形態である。上下ローラ両方がその周表面に凸部が設けてあるものとして、表裏両面に凹部が形成された不織布ワイパーとしてもよい。また、熱エンボス装置に替えて超音波接合装置で、接合部３０を形成するようにしてもよい。
上記基材シート１０、２０が一定以上の高坪量になると接合部３０への熱伝達が困難となってくる。よって、基材シートの坪量が、例えば８０ｇ／ｍ^２を超えるような場合には、熱エンボス装置に替えて坪量変化の影響の小さい超音波接合装置を用いて接合するのが好ましい。

図２は不織布ワイパー１の製造工程の概略を模式的に示した図である。
図２の左側には、ロール状に巻かれた２つの基材シート１０、２０が予め準備されている。各基材シート１０、２０は、前述したように、天然系繊維ウエブと合成繊維系ウエブとによるスパンレース型不織布であるが、合成繊維ウエブの表面の少なくとも一部が露出するように予め形成されていたものである。

図２で、上側の基材シート１０は上面側に天然系繊維ウエブ１２が位置している不織布であり、下側の基材シート２０は下面側に天然系繊維ウエブ２２が位置している不織布である。この基材シート１０、２０は、互いに合成繊維系ウエブ１４、２４側が対向するように設定されている。前述したように、この合成繊維系ウエブ１４、２４の表面には露出領域１４ａ、２４ａが存在している。
そして、更に、上記基材シート１０、２０との間に挿入される、熱融着性のシート材４０も同様にロール状に巻かれた状態で準備されている。

上記ロールから送り出された基材シート１０、２０及び熱融着性のシート材４０は、先ず積層形成工程を経る。この工程では、基材シート１０、２０及び熱融着性のシート材４０が一緒に挟持ローラ装置２の間に案内されて、上記３つのシート材１０、４０、２０が重ね合わされた予備的積層体５０が形成される。
その下流では、予備的積層体５０を挟持しながら、所定の加熱領域に加熱処理を行う接合処理工程が実行される。
ここでは、予備的積層体５０に部分的な加熱処理をするための加熱手段３が配設してある。加熱手段３は、加熱領域にある合成繊維系ウエブ１４、２４および熱融着性のシート材４０の加熱処理を行って、露出領域１４ａ、２４ａの繊維と熱融着性のシート材４０の繊維とを溶融する。加熱手段３としては、発熱部を備えて、予備的積層体５０を挟持しながら部分的な加熱処理を実行する熱エンボス装置又は超音波接合装置など、公知の加熱装置を適宜に採用することができる。よって、接合処理工程を経ると、繊維が溶融固化した接合部３０により、基材シート１０、シート材４０、そして基材シート２０が一体的に接合されている不織布ワイパー１を得ることができる。

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することができることは言うまでもない。

１ 不織布ワイパー
１０、２０ 基材シート
１２、２２ 天然系繊維ウエブ
１２ａ、２２ａ 突出繊維（天然系繊維ウエブの一部）
１４、２４ 合成繊維系ウエブ
１４ａ、２４ａ 露出領域
３０ 接合部
３５ 凹部
４０ 熱融着性のシート材
５０ 予備的積層体

Claims (8)

1. 合成繊維ウエブの上に天然系繊維ウエブを積層した状態で一体形成してあるスパンレース型不織布を基材シートとして、２枚含み、
   前記合成繊維ウエブ同士が対向配置され、当該合成繊維ウエブの間に熱融着性のシート材が挿入されており、前記合成繊維ウエブを構成している繊維の少なくとも一部と前記熱融着性のシート材を構成している繊維とが溶融固化した接合部を介して、接合されていることを特徴とする不織布ワイパー。
2. 前記熱融着性のシート材は、熱融着性繊維を含んだ不織布である、ことを特徴とする請求項１に記載の不織布ワイパー。
3. 前記熱融着性のシート材用の前記不織布は、天然系繊維と熱融着性繊維とを含み、前記熱融着性繊維の含有比率が４０重量％以上である、ことを特徴とする請求項２に記載の不織布ワイパー。
4. 前記合成繊維ウエブと前記熱融着性のシート材との接着強度は０．４９ｃＮ／ｍｍ以上である、ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の不織布ワイパー。
5. 前記基材シートは、前記合成繊維ウエブの表面の少なくとも一部が露出するように製造されていたものである、ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の不織布ワイパー。
6. 前記基材シートの含有比率は、前記天然系繊維ウエブ８０〜６０重量％に対して前記合成繊維ウエブ２０〜４０重量％である、ことを特徴とする請求項５記載の不織布ワイパー。
7. 合成繊維ウエブの上に天然系繊維ウエブを積層した状態で一体形成してあるスパンレース型不織布を基材シートとして、前記合成繊維ウエブの表面の少なくとも一部が露出するように形成されていたものを２枚準備すると共に、熱融着性のシート材を準備し、
   前記基材シートを前記合成繊維ウエブ同士が対向するようにして送り出し、且つ、前記熱融着性のシート材が前記合成繊維ウエブの間に挟み込まれるように送り出して、前記基材シート同士の間に前記熱融着性のシート材を挿入し重ね合わされた予備的積層体を得る積層形成工程と、
   前記予備的積層体を挟持しながら、加熱処理を行って前記合成繊維ウエブを構成している繊維の少なくとも一部と前記熱融着性のシート材を構成している繊維とを溶融固化した接合部により、２枚の前記基材シートと前記熱融着性のシート材とを一体化する接合処理工程とを含む、ことを特徴とする不織布ワイパーの製造方法。
8. 前記加熱処理を行うための加熱手段は、熱エンボス装置又は超音波接合装置である、ことを特徴とする請求項７に記載の不織布ワイパーの製造方法。

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