JP2021107587A - 繊維複合製品及び繊維複合製品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
立体編物に短繊維を保持させたことを特徴とする繊維複合製品
を提供することによって解決される。
機能を付与した繊維を混合したり、粉体状の剤を混合したり、液体状の剤をスプレーや含浸したりする方法が挙げられる。また、本発明の不織布シートには、消臭剤、抗菌剤、芳香剤、保湿剤、着色剤、親水剤、撥水剤などの機能加工を付与することもできる。加工法としては、あらかじめそれらの
機能を付与した繊維を混合したり、粉体状の剤を混合したり、液体状の剤をスプレーや含浸したりする方法が挙げられるまた、本発明の不織布シートには、消臭剤、抗菌剤、芳香剤、保湿剤、着色剤、親水剤、撥水剤などの機能加工を付与することもできる。加工法としては、あらかじめそれらの
機能を付与した繊維を混合したり、粉体状の剤を混合したり、液体状の剤をスプレーや含浸したりする方法が挙げられるエアレイド法では、それに用いる短繊維の長さが一般的に3〜15mmと短いため、立体編物に短繊維を絡ませる際に、立体編物の内部に短繊維が入り込みやすいという利点もある。
本発明の繊維複合製品の好適な実施態様について、図面を用いてより具体的に説明する。図1は、本発明の繊維複合製品10を表側から撮影した拡大写真である。図2は、本発明の繊維複合製品10をそれに垂直な平面で切断した断面を撮影した拡大写真である。本発明の繊維複合製品10は、図1及び図2に示すように、立体編物11に短繊維12を保持させたものとなっている。後述するように、本発明の繊維複合製品10は、立体編物11や短繊維12だけでは実現することのできない様々な性能を発揮し得るものとなっている。
2.1 立体編物
本発明の繊維複合製品10において、立体編物11は、繊維複合製品10の基本的な形態を決定するとともに、短繊維12を保持させる担体としての機能を有する部材となっている。
短繊維12は、立体編物11を高機能化された繊維複合製品10とするためものとなっている。具体的には、不織布状に集積した多数の短繊維12が絡み合ってできる多数の微細空間によって、立体編物11に、優れた液体保持性や泡立ち性や防音・吸音性能やフィルター性能等の各種機能を付与するものとなっている。
本発明の繊維複合製品10には、消臭機能や、抗菌機能や、芳香機能や、保湿機能や、親水機能や、撥水機能や、触媒機能等の各種機能を付加することもできる。これらの機能は、所望の機能を予め付与した繊維で立体編物11や短繊維12を形成しておくことや、所望の機能を有する薬剤や触媒等を繊維複合製品10に付着させこと等によって、付与することができる。
本発明の繊維複合製品10において、立体編物11に対して短繊維12を保持させる方法としては、ニードルパンチ法や、ウォータージェット法(水流交絡法)や、エアレイド法を例示することができる。しかし、既に述べたように、ニードルパンチ法やウォータージェット法では、それに用いる短繊維の長さが一般的に32〜78mmと長いため、立体編物に短繊維を絡ませる際に、立体編物の内部に短繊維が入り込みにくいという問題がある。また、ニードルパンチ法には、時間を要するという欠点や、立体編物11が傷つくおそれがあるという欠点がある。さらに、ウォータージェット法には、乾燥が必要になるという欠点がある。
機能を付与した繊維を混合したり、粉体状の剤を混合したり、液体状の剤をスプレーや含浸したりする方法が挙げられる。また、本発明の不織布シートには、消臭剤、抗菌剤、芳香剤、保湿剤、着色剤、親水剤、撥水剤などの機能加工を付与することもできる。加工法としては、あらかじめそれらの
機能を付与した繊維を混合したり、粉体状の剤を混合したり、液体状の剤をスプレーや含浸したりする方法が挙げられるまた、本発明の不織布シートには、消臭剤、抗菌剤、芳香剤、保湿剤、着色剤、親水剤、撥水剤などの機能加工を付与することもできる。加工法としては、あらかじめそれらの
機能を付与した繊維を混合したり、粉体状の剤を混合したり、液体状の剤をスプレーや含浸したりする方法が挙げられるこのため、本実施態様の繊維複合製品10では、エアレイド法を用いて、立体編物11に短繊維12を保持させている。エアレイド法では、それに用いる短繊維の長さが一般的に3〜15mmと短いため、立体編物に短繊維を絡ませる際に、立体編物の内部に短繊維が入り込みやすいという利点もある。
エアレイド機50は、図5に示すように、繊維捕集用ネット51の上に載せられた立体編物11の上方で短繊維12を気流分散させるとともに、繊維捕集用ネット51の下側に配置した吸引機52で、立体編物11の上側の空気を短繊維12とともに立体編物11側へサクションすることで、立体編物11に短繊維12を保持させるエアレイド工程を行うものとなっている。このエアレイド工程は、必要に応じて、複数回繰り返される場合もある。エアレイド工程を終えた立体編物11は、図示省略の送り手段によって、図5の紙面左側から紙面右側へと送られる。
熱処理機60は、上記のエアレイド工程を経た立体編物11及び短繊維12に熱を加えることで、短繊維12と短繊維12、又は、短繊維12と立体編物11とを熱接着させて、短繊維12を立体編物11に定着させる熱処理工程を行うものとなっている。熱処理機60による加熱温度は、立体編物11や短繊維12を形成する熱接着性合成繊維の融点よりも高ければ特に限定されない。しかし、上記の熱接着を確実に行うことができるようにするためには、加熱温度は、上記の熱接着性合成繊維の融点よりも、15〜40℃程度高い温度とすることが好ましい。
本発明の繊維複合製品10の製造方法においては、必要に応じて、上述したエアレイド工程や熱処理工程以外の工程を追加することもできる。例えば、エアレイド工程を経た立体編物11をプレスするプレス工程を追加することができる。エアレイド工程の終盤で立体編物11に集積した短繊維12は、エアレイド工程の序盤で立体編物11に集積した短繊維12よりも、立体編物11から脱落しやすいところ、このプレス工程を実行することによって、エアレイド工程の終盤で立体編物11の上に集積した短繊維12も立体編物11にしっかりと保持させることができる。
本発明の繊維複合製品の各種性能を評価するために実験を行った。具体的には、繊維複合製品の通気度、保水量、保油量、引張強度、剛軟度、泡立ち性、圧縮率、クッション性等について評価を行った。
実験に先立ち、まず、複数種類の試料を作製した。具体的には、後述する試料A0〜A6、試料B0〜B7、試料C0〜C6及び試料Z1〜Z7の計30種類の試料を作製した。各資料の具体的な仕様等は、以下の通りである。
図6は、本発明の繊維複合製品の各種性能を測定するために作製した試料A0〜A6を撮影した写真である。図6における各試料の大きさは、いずれも約5cm×約5cmである。
図7は、本発明の繊維複合製品の各種性能を測定するために作製した試料B0〜B7を撮影した写真である。図7における各試料の大きさは、いずれも約5cm×約5cmである。
図8は、本発明の繊維複合製品の各種性能を測定するために作製した試料C0〜C6を撮影した写真である。図8における各試料の大きさは、いずれも約5cm×約5cmである。
図9は、本発明の繊維複合製品の各種性能を測定するために作製した試料Z1〜Z7を撮影した写真である。図9における各試料の大きさは、いずれも約5cm×約5cmである。
既に述べたように、本実験では、繊維複合製品の通気度、保水量、保油量、引張強度、剛軟度、泡立ち性、圧縮率、クッション性等について評価を行うところ、評価項目及びそれらの評価方法は、以下の通りである。
各試料の通気度を、大栄科学精器製作所製のフラジール形通気度試験機「AP−360SM」を使用し、JIS L1096A法(フラジール法)に従って測定した。
各試料の保水量を、
[1] 各試料を約5cm×約5cmに切断し、その重量(乾燥重量)を測定する。
[2] 各試料を1分間水に漬ける。
[3] 45度に傾斜させたプラスチック板の上に各試料を載せて1分間水切りを行う。
[4] 各試料の重量(湿重量)を測定する。
[5] 各試料の乾燥重量と湿重量とから各試料の単位面積当たりの保水量を算出する。
という手順で測定した。
各試料の保油量を、
[1] 各試料を約5cm×約5cmに切断し、その重量(乾燥重量)を測定する。
[2] 各試料を1分間油に漬ける。
[3] 水平に設置した金網の上に各試料を載せて1分間油切りを行う。
[4] 各試料の重量(湿重量)を測定する。
[5] 各試料の乾燥重量と湿重量とから各試料の単位面積当たりの保油量を算出する。
という手順で測定した。
各試料の厚さを、大栄科学精器製作所製のデジタル厚さ測定器「FS−60DS」を用いて測定した。測定端子は、50mmφのものを使用した。測定時の荷重は、3gf/cm2とした。
各試料の引張強度を、JIS L1913に従って測定した。試験片の大きさは約25mm×約150mmとし、縦方向(MD)の測定結果と横方向(CD)の測定結果とを別々に集計した。試験時のつかみ間隔は100mmとし、引張速度は300mm/minとした。
各試料の剛軟度を、JIS L1913(カンチレバー法)に従って測定した。試験片の大きさは約25mm×約150mmとし、縦方向(MD)の測定結果と横方向(CD)の測定結果とを別々に集計した。
各試料の泡立ち性を、以下の方法で評価した。すなわち、家庭用洗剤の最終濃度が2.5%となるように家庭用洗剤を水に希釈した液に、約5cm×約5cmに切断した各試料を浸漬した後、各試料を手で揉んで泡立ち性を官能評価した。泡立ち性は、非常に良い(◎)、良い(○)、普通(△)、悪い(×)の4段階で評価した。
各試料の圧縮率及び圧縮弾性率を、JIS L1096及びJIS L1913に定められた測定方法に準拠して測定した。ただし、各試料は、約5cm×約5cmとし、それらを重ねず1枚だけで測定した。測定は、各試料につき2枚を用意し、2回ずつ測定を行った。T0及びT’0を測定する際の初荷重(標準圧力)は25gf/cm2とし、T1を測定する際の負荷荷重(一定圧力)は250gf/cm2とした。T1の測定前に試験片に負荷荷重をかける時間は5分間とし、T1の測定後、負荷荷重から初荷重に戻してからT’0を測定するまでの放置時間は2分間とした。加圧子は400cm2のものを用いた。測定されたT0、T1及びT’0の値から、JIS L1096及びJIS L1913と同様の方法で圧縮率と圧縮弾性率とを算出し、2回の測定で得られた値の平均値を求めた。
各試料のクッション性の評価を、以下の要領で行った。すなわち、圧縮率が30%未満かつ圧縮弾性率が80%よりも大きい場合には、クッション性が良好(○)と評価した。また、圧縮率が30%未満かつ圧縮弾性率が80%以下の場合、又は、圧縮率が30%以上かつ圧縮弾性率が80%よりも大きい場合には、クッション性が中程度(△)と評価した。さらに、圧縮率が30%以上かつ圧縮弾性率が80%以下の場合には、クッション性が不良(×)と評価した。
試料A0〜A6の評価結果を表5に、試料B0〜B7の評価結果を表6に、試料C0〜C6の評価結果を表7に、試料Z1〜Z7の評価結果を表8に、それぞれ示す。既に述べたように、本発明の技術的範囲に属するもの(実施例)は、試料A1〜A6、試料B1〜B7及び試料C1〜C6であり、本発明の技術的範囲に属さないもの(比較例)は、試料A0,B0,C0及び試料Z1〜Z7である。
4.4.1 試料A0〜A6について
まず、立体編物として同じシングルラッセル編物を用いた試料A0〜A6について考察する。上記表5に示されるように、本発明の繊維複合製品(実施例)に係る試料A1〜A6の剛軟度は、縦方向(MD)と横方向(CD)のいずれにおいても、比較例に係る試料A0の剛軟度よりも高くなっている。このことから、立体編物としてシングルラッセル編物を用いる場合には、本発明の繊維複合製品のように、立体編物に短繊維を保持させた方が、立体編物担体よりも硬い構造体が得られることが分かった。
次に、立体編物として同じダブルラッセル編物(厚さ約8mm)を用いた試料B0〜B7について考察する。上記表6に示されるように、本発明の繊維複合製品(実施例)に係る試料B1〜B7の保水量及び保油量は、比較例に係る試料B0よりも大幅に増加している。この傾向は、上記表5の試料A0〜A6や、上記表7の試料C0〜C6でも見られるが、試料B0〜B7の場合、この傾向がより顕著に表れている。
次に、立体編物として同じダブルラッセル編物(厚さ約3mm)を用いた試料C0〜C6について考察する。上記表7に示されるように、本発明の繊維複合製品(実施例)に係る試料C1〜B6は、比較例に係る試料C0よりも、保水量、保油量及び泡立ち性等で優れている。ただし、その程度は、上述した試料B1〜B7の場合よりも限定的となっている。このことから、保水量、保油量及び泡立ち性等を考慮すると、短繊維を保持させる立体編物は、ある程度厚みのあるものを使用した方がよいことが分かった。
最後に、立体編物を用いることなく短繊維を集積させた試料Z1〜Z7について考察する。試料Z1〜Z7(上記表8を参照。)は、試料A1〜A6(上記表5を参照。)における同じ組成の短繊維を用いた試料と比較すると、通気度が高くなっているものの、試料B1〜B7における同じ組成の短繊維を用いた試料や、試料C1〜C6における同じ組成の短繊維を用いた試料と比較すると、通気度が低くなっている。換言すると、シングルラッセル編物に短繊維を保持させた試料A1〜A6は、不織布よりも通気度が劣るものの、ダブルラッセル編物に短繊維を保持させた試料B1〜B7及び試料C1〜C6は、不織布よりも通気度に優れている。このことから、繊維複合製品の通気度を高めるためには、立体編物として、シングルラッセル編物よりもダブルラッセル編物を用いた方が好ましいことが分かった。
以上の実験結果から、立体編物に短繊維を保持させた本発明に係る繊維複合製品は、立体編物のみを用いた場合や、短繊維のみを用いた場合には得ることができない保水性や泡立ち性やクッション性等を発現できるものであることが分かった。また、それらの性質は、繊維複合製品に用いる立体編物や短繊維の種類を変更することによって、変化させることができることも分かった。
11 ダブルラッセル編物(立体編物)
11a 表面地
11a1 開口部
11b 裏面地
11c 連結糸
12 短繊維
50 エアレイド機
51 繊維捕集用ネット
52 吸引機
60 熱処理機
Claims (5)
- 立体編物に短繊維を保持させたことを特徴とする繊維複合製品。
- 前記立体編物が、
メッシュ状の編地である表面地と、
表面地に対して所定の間隔をあけて積層された裏面地と、
表面地と裏面地との間を連結する連結糸と
を備えたものとされ、
前記短繊維が、表面地と裏面地との間に充填された
ことを特徴とする請求項1記載の繊維複合製品。
- 前記立体編物の厚みが2mm以上15mm以下である請求項1又は2記載の繊維複合製品。
- 立体編物に短繊維を保持させる繊維複合製品の製造方法。
- 前記立体編物の上方に前記短繊維を気流分散させながら、前記立体編物の下方から空気をサクションすることにより、前記立体編物に前記短繊維を保持させるエアレイド工程を経る
ことを特徴とする請求項4記載の繊維複合製品の製造方法。
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