JP2020158900A - 積層不織布およびその製造方法、ならびにワイパー - Google Patents
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Abstract
Description
前記極細繊維層と前記基材繊維層は、繊維の交絡により一体化されており、
前記極細繊維層が部分的に破断して、不織布の一方向に沿って複数の筋を形成して存在しており、
前記不織布の一方向と直交する方向における前記極細繊維層の一つの筋の平均幅が0.1mm〜0.5mmであり、
隣り合う前記極細繊維層の筋の平均間隔が0.7mm〜1.2mmである、
積層不織布を提供する。
前記第1水流交絡処理工程の後で、前記基材繊維ウェブの上に、繊維径が0.01μm〜10μmの極細繊維を含む極細繊維ウェブを積層して積層繊維ウェブとする積層工程と、
前記積層繊維ウェブの前記極細繊維ウェブの面から水流交絡処理を施す第2水流交絡処理工程と、
前記第2水流交絡処理工程の後で、前記積層繊維ウェブを1.05倍〜1.50倍で横方向に拡幅して、前記極細繊維ウェブを部分的に破断させる拡幅工程と、
前記拡幅工程の後で、前記積層繊維ウェブに水流交絡処理を施す第3水流交絡処理工程
を含む、積層不織布の製造方法を提供する。
本発明者らは、より拭き取り性能に優れたワイパーを得るべく、極細繊維の繊維径を小さくすることを試みた。分割型複合繊維を用いて極細繊維を得ようとする場合、分割後の繊維の繊維径を小さくするためには、分割前の繊維の繊度を小さくするか、分割数(セクション数)を大きくする必要がある。しかし、繊度を小さくした分割型複合繊維を用いてウェブをカードで製造する場合には、カード通過性が悪くなり、均一な不織布を得ることが難しくなる。カード通過性が悪化する理由としては、繊維それ自体が細いことに加えて、繊維がカード通過中に分割することが挙げられる。また、分割数を増やそうとすると、分割型複合繊維の製造それ自体が困難となる。
以下、本実施形態の積層不織布を説明する。
本実施形態の積層不織布は、繊維径が0.01μm〜10μmの極細繊維を含む極細繊維層と、基材繊維層とを含む。まず、極細繊維層について説明する。
極細繊維層に含まれる極細繊維は、0.01μm〜10μmの繊維径を有する。極細繊維の繊維径がこの範囲内にあると、極細繊維層の表面を拭き取り面としたときに、良好な拭き取り性が示される。極細繊維の繊維径は、特に0.1μm〜8μmであってよく、より特には0.5μm〜5μmであってよく、さらにより特には1μm〜3μmであってよい。0.01μmより小さい繊維径の極細繊維を例えばメルトブロー法または他の方法で得ることは難しく、10μmを超える繊維径の繊維を用いたときには、拭き取り性を向上させることが難しい。
次に、基材繊維層について説明する。基材繊維層は、極細繊維層を支持し、拭き取り作業時に、利用者が触れる面、または治具に取り付ける面を与える。また、積層不織布を湿式ワイパーとして使用する場合には、液体を保持する部分となる。
パルプ、コットン、麻、シルク、およびウール等の天然繊維;
ビスコースレーヨン、キュプラ、および溶剤紡糸セルロース繊維(例えば、レンチングリヨセル(登録商標)およびテンセル(登録商標))等の再生繊維;
ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネートおよびその共重合体等のポリエステル系樹脂;ポリプロピレン、ポリエチレン(高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン等を含む)、ポリブテン−1、プロピレンを主たる成分とするプロピレン共重合体(プロピレン−エチレン共重合体、プロピレン−ブテン-1−エチレン共重合体を含む)、エチレン−ビニルアルコール共重合体、およびエチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン系樹脂;ナイロン6、ナイロン12およびナイロン66のようなポリアミド系樹脂;アクリル系樹脂;ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリスチレンおよび環状ポリオレフィンなどのエンジニアリング・プラスチック、ならびにそれらのエラストマーから任意に選択される1または複数の熱可塑性樹脂からなる、合成繊維。
本実施形態の積層不織布において、極細繊維層と基材繊維層とは、繊維同士の交絡により一体化される。繊維同士は、後述するように、高圧流体流を用いた交絡処理法により交絡されて一体化していてよい。本実施形態において、基材繊維層を構成する繊維と、極細繊維層を構成する繊維とは、接着剤または繊維の一成分の溶融により、接着していないことが好ましい。これらの繊維が互いに接着していると、拭き取り時に繊維の動きが少なくなり、拭き取り性能に悪影響を及ぼすことがある。
極細繊維層と基材繊維層とを一体化した積層不織布の目付は、例えば、30g/m2以上100g/m2以下であってよく、特に40g/m2以上90g/m2以下であってよく、より特には50g/m2以上80g/m2以下であってよい。積層不織布の目付が小さすぎると、十分な不織布強度を有しない場合があり、取り扱い性が悪くなることがある。積層不織布の目付が大きすぎると、極細繊維層と基材繊維層との一体化が不十分となって、層間剥離が生じることがある。
次に、本実施形態の積層不織布の製造方法を説明する。
本実施形態の積層不織布は、例えば、以下の製造方法によって製造することができる。
基材繊維ウェブに水流交絡処理を施す第1水流交絡処理工程と、
前記第1水流交絡処理工程の後で、前記基材繊維ウェブの上に、繊維径が0.01μm〜10μmの極細繊維を含む極細繊維ウェブを積層して積層繊維ウェブとする積層工程と、
前記積層繊維ウェブの前記極細繊維ウェブの面から水流交絡処理を施す第2水流交絡処理工程と、
前記第2水流交絡処理工程の後で、前記積層繊維ウェブを1.05倍〜1.50倍で横方向に拡幅して、前記極細繊維ウェブを部分的に破断させる拡幅工程と、
前記拡幅工程の後で、前記積層繊維ウェブに水流交絡処理を施す第3水流交絡処理工程
を含む、積層不織布の製造方法。
以下、この製造方法に従って、本実施形態の積層不織布を製造する形態を説明する。
このようにして、本実施形態の積層不織布を得ることができる。
本実施形態の積層不織布は、ワイパーとして使用するのに適している。本実施形態の積層不織布は、そのままワイパーとして使用してよい。あるいは、本実施形態の積層不織布の基材繊維層に他の基材を貼り合わせたものをワイパーとして使用してよい。ワイパーは手で把持して雑巾のように使用してよく、あるいは、棒状物の先にワイパー取り付け部が設けられた治具に取り付けて使用してよい。
対人用のワイパーは、人の身体に付着した汚れ、化粧品または薬剤等を拭き取るために使用するものであってよい。対人用ワイパーは、例えば、水、または洗浄成分を含む水性溶液等を不織布100質量部に対して、100質量部以上1000質量部以下の含浸量で含浸させてよい。液体を含浸させた対人用のワイピングシートは、より具体的には、例えば、お手拭き、おしり拭き、経血拭き、化粧落とし用シート、洗顔シート、制汗シート、およびネイルリムーバーとして提供される。
本実施例で使用する繊維として以下のものを用意した。
レーヨン繊維:繊度1.7dtex(繊維径12μm)、繊維長40mmのビスコースレーヨン(商品名:コロナCD、ダイワボウレーヨン(株)製)。
ポリエステル繊維:繊度1.45dtex、繊維長38mmのポリエチレンテレフタレート単一繊維(商品名:T403D、東レ製)。
平均繊維径2.0μmのポリプロピレン樹脂単一繊維からなる目付15g/m2、厚さ0.14mm(294Pa荷重時)のメルトブロー不織布
このメルトブロー不織布の機械的特性は以下のとおりであった。
MD引張強さ 9.7N/5cm
CD引張強さ 4.4N/5cm
MD伸び率 13.0%
CD伸び率 33.4%
MD10%伸長時応力 9.3N/5cm
CD10%伸長時応力 3.2N/5cm
(カードウェブの作製工程)
レーヨン繊維とポリエステル繊維とを質量比で15:85の割合で繊維を混合して、パラレルカード機を用いて、ウェブ狙い目付約53g/m2でパラレル短繊維ウェブを作製した。
短繊維ウェブを90メッシュの平織の支持体に載置して、4m/分の速度で搬送しつつ、一方の表面の側から3.0MPaの水圧の水流を1回噴射し、続いてもう一方の表面の側から3.0MPaの水圧の水流を1回噴射する水流交絡処理を行った。水流交絡処理で使用したノズルは、孔径0.1mmのオリフィスが0.6mm間隔で設けられたノズルであり、処理中、ノズルと短繊維ウェブとの間の間隔は20mmとした。
短繊維ウェブを2つのニップロール間で縦方向(MD方向)に1.2倍伸長させた。
伸長工程後の短繊維ウェブの上にメルトブロー不織布を積層し、第1の水流交絡処理工程で用いた装置と同じものを用いて、メルトブロー不織布の側から4.0MPaの水圧の水流を1回噴射して、短繊維ウェブを基材繊維ウェブとし、メルトブロー不織布を極細繊維ウェブとする積層不織布ウェブを得た。
積層不織布ウェブを拡幅ロール(溝の深さd2.0mm、溝の幅w3.0mm、断面視において溝を構成する斜辺の長さf2.5mm)により幅方向(CD方向)に1.2倍拡幅させた。
第1水流交絡処理工程で用いた装置と同じものを用いて、極細繊維ウェブ(メルトブロー不織布)の側から5.0MPaの水圧の水流を1回噴射し、続いて基材繊維ウェブの側から5.0MPaの水圧の水流を1回噴射する水流交絡処理を行った。
80℃に設定した熱風貫通式熱処理機を用いて乾燥処理を行い、実施例1の積層不織布を得た。
実施例1の積層不織布は、水流交絡処理によるノズル筋とは別に、メルトブロー不織布層が不織布のCD方向に部分的に断裂している箇所があり、極細繊維層においては、不織布の縦方向に沿って延びる、複数の筋が形成されていた。
実施例1において、伸長工程及び拡幅工程を行わなかったこと以外は、実施例1と同様にして比較例1の積層不織布を得た。
各実施例および各比較例の物性の測定及び評価結果を表1に示す。
乾燥時(ドライ)の不織布の厚さは、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、294Pa及び1.96kPaの荷重を加えた状態で測定した。
JIS L 1913:2010 6.3に準じて、定速緊張形引張試験機を用いて、試料片の幅50mm、つかみ間隔10cm、引張速度30±2cm/分の条件で引張試験に付し、切断時の荷重値(引張強さ)、伸び率、10%伸長時応力、ならびに20%伸長時応力を測定した。引張試験は、不織布の縦方向(MD方向)および横方向(CD方向)を引張方向として実施した。評価結果はいずれも3点の試料について測定した値の平均で示している。
静摩擦係数μs、動摩擦係数μkおよび動摩擦係数の変動係数CVは、静・動摩擦測定機(トライボマスターTL201Ts、株式会社トリニティラボ製)を用いて測定した。試料片として5cm×10cmの不織布を用意した。なお試料片は不織布の横方向(CD方向)が長辺となるものを用意した。
動摩擦係数の変動係数CV=σ/μk
白色アクリル板の表面の略中央にJIS Z 8901に準ずる試験用粉体(7種)を縦5cm×横15cmの長方形の領域(以下、「ダスト分散領域」)に、均一に0.20g分散し、実施例及び比較例の積層不織布(縦26cm、横16cm)をワイパーとして用いて上記ダストを拭き取った。
・ワイパーの縦方向がダスト分散領域の縦方向と一致するように、ワイパーをダスト分散領域の中央部に置き、
・そこからダスト分散領域の左端に向かう方向に250mmだけワイパーを移動させて、ダスト(白色アクリル板)を擦り、
・それからダスト分散領域の右端に向かう方向にワイパーを500mm移動させた後、
・さらにダスト分散領域の左端に向かう方向にワイパーを250mm移動させて
ワイパーを1往復させた。
◎:十分拭き取れている。
○:ある程度拭き取れている。
△:拭き取りが不十分である。
フローリング上に毛髪(長さ約5cm)を横向きに3本、縦向きに2本、合計5本を、間隔を空けて配置し、実施例及び比較例の積層不織布で、上記毛髪を拭き取った。
不織布100質量部に対して蒸留水を300質量部含浸させ、拭き取りに寄与する面積が縦方向26cm、横方向16cmとなるように、積層不織布を極細繊維層が拭き取り面となるように、ワイパー治具(商品名:クイックルワイパー[道具本体]のヘッド部、花王(株)製)に取付けた。400gの加重をかけた状態で、コンベアーの進行方向が不織布の横方向(16cm)と一致するようにコンベアー上に載置し、コンベアーを5m/minで運転させた。コンベアーが濡れなくなった時点での、拭き取り面積を畳の数に換算して求めた。
極細繊維層の状態として、極細繊維層が形成する筋の不織布の横方向と平行な方向における平均幅、筋と筋との間の平均間隔、および極細繊維層の不織布表面における面積率を測定した。
まず、積層不織布を以下の条件により染色した。
(A)前処理:サンモールHS−B(精錬剤、日華化学(株)製)を0.5g/Lとなるように溶解した処理液に、積層不織布を、浴比1:15で、90℃にて30分間浸漬した後、湯洗し、さらに水洗した。
(B)染色:Kayalon Polyester Naby Blue 2GN(H)−211(分散染料、日本化薬(株)製)を8.0%owf、カラーゾールACE−191(染色助剤、第一工業製薬(株)製)を2.0g/Lの割合で含み、さらに80%酢酸を0.5cc/Lの割合で含む染液を準備し、これに前処理を実施した積層不織布を、浴比1:15で、130℃にて、60分間浸漬した。
(C)還元洗浄:ハイドロサルファイト(富士フイルム和光純薬(株)製)を2.0g/L、NaOH(38°Be)(富士フイルム和光純薬(株)製)を4.5g/L、およびエスクードNS−80(ソーピング剤、日華化学(株)製)を2.5g/Lの割合で含む還元洗浄液を用意し、これに染色した積層不織布を、浴比1:100で、80℃にて、20分間浸漬した後、湯洗し、さらに水洗した。
この写真において、染色されていない筋の横方向(CD方向)の幅を測定した。先に説明した方法で測定を実施し、42箇所の測定値の平均値を極細繊維層が形成する筋の横方向における平均幅とした。
同様にして、隣り合う筋の間隔(距離)を測定し、先に説明した方法で測定を実施し、21箇所の測定値の平均値を、隣り合う筋の平均間隔とした。
(態様1)
繊維径が0.01μm〜10μmの極細繊維を含む極細繊維層と、基材繊維層とを含む積層不織布であり、
前記極細繊維層と前記基材繊維層は、繊維の交絡により一体化されており、
前記極細繊維層が部分的に破断して、不織布の一方向に沿って複数の筋を形成して存在しており、
前記不織布の一方向と直交する方向における前記極細繊維層の一つの筋の平均幅が0.1mm〜0.5mmであり、
隣り合う前記極細繊維層の筋の平均間隔が0.7mm〜1.2mmである、
積層不織布。
(態様2)
前記極細繊維層がメルトブロー不織布である、態様1に記載の積層不織布。
(態様3)
前記極細繊維層の不織布表面における面積率が5%〜30%である、態様1または2の積層不織布。
(態様4)
前記極細繊維層に含まれる極細合成繊維と、前記基材繊維層を構成する繊維とが、接着されていない、態様1〜3のいずれかの積層不織布。
(態様5)
態様1〜4のいずれかの積層不織布を含む、ワイパー。
(態様6)
基材繊維ウェブに水流交絡処理を施す第1水流交絡処理工程と、
前記第1水流交絡処理工程の後で、前記基材繊維ウェブの上に、繊維径が0.01μm〜10μmの極細繊維を含む極細繊維ウェブを積層して積層繊維ウェブとする積層工程と、
前記積層繊維ウェブの前記極細繊維ウェブの面から水流交絡処理を施す第2水流交絡処理工程と、
前記第2水流交絡処理工程の後で、前記積層繊維ウェブを1.05倍〜1.50倍で横方向に拡幅して、前記極細繊維ウェブを部分的に破断させる拡幅工程と、
前記拡幅工程の後で、前記積層繊維ウェブに水流交絡処理を施す第3水流交絡処理工程
を含む、積層不織布の製造方法。
(態様7)
前記第1水流交絡処理工程の後、前記積層工程の前に、前記基材繊維ウェブを1.05倍〜1.50倍で縦方向に伸長する伸長工程を含む、態様6の積層不織布の製造方法。
(態様8)
前記極細繊維ウェブがメルトブロー不織布である、態様6または7の積層不織布の製造方法。
12 溝
20 ロール
22 溝
24 鋸歯部
Claims (8)
- 繊維径が0.01μm〜10μmの極細繊維を含む極細繊維層と、基材繊維層とを含む積層不織布であり、
前記極細繊維層と前記基材繊維層は、繊維の交絡により一体化されており、
前記極細繊維層が部分的に破断して、不織布の一方向に沿って複数の筋を形成して存在しており、
前記不織布の一方向と直交する方向における前記極細繊維層の一つの筋の平均幅が0.1mm〜0.5mmであり、
隣り合う前記極細繊維層の筋の平均間隔が0.7mm〜1.2mmである、
積層不織布。 - 前記極細繊維層がメルトブロー不織布である、請求項1に記載の積層不織布。
- 前記極細繊維層の不織布表面における面積率が5%〜30%である、請求項1または2に記載の積層不織布。
- 前記極細繊維層に含まれる極細合成繊維と、前記基材繊維層を構成する繊維とが、接着されていない、請求項1〜3のいずれか1項に記載の積層不織布。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の積層不織布を含む、ワイパー。
- 基材繊維ウェブに水流交絡処理を施す第1水流交絡処理工程と、
前記第1水流交絡処理工程の後で、前記基材繊維ウェブの上に、繊維径が0.01μm〜10μmの極細繊維を含む極細繊維ウェブを積層して積層繊維ウェブとする積層工程と、
前記積層繊維ウェブの前記極細繊維ウェブの面から水流交絡処理を施す第2水流交絡処理工程と、
前記第2水流交絡処理工程の後で、前記積層繊維ウェブを1.05倍〜1.50倍で横方向に拡幅して、前記極細繊維ウェブを部分的に破断させる拡幅工程と、
前記拡幅工程の後で、前記積層繊維ウェブに水流交絡処理を施す第3水流交絡処理工程
を含む、積層不織布の製造方法。 - 前記第1水流交絡処理工程の後、前記積層工程の前に、前記基材繊維ウェブを1.05倍〜1.50倍で縦方向に伸長する伸長工程を含む、請求項6に記載の積層不織布の製造方法。
- 前記極細繊維ウェブがメルトブロー不織布である、請求項6または7に記載の積層不織布の製造方法。
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