JP2021179044A - スパンレース不織布 - Google Patents
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Abstract
Description
また、特許文献2では、合成繊維ウェブの上に、マイクロファイバを配合した吸水性を有する天然系繊維ウェブを積層した状態で、水流交絡処理することによって一体形成されたスパンレース型の不織布ワイパーの開示がある。
更に、特許文献3においては、水性繊維を50質量%以上含む親水性繊維層の一方または両方の表面に、繊度0.5dtex以下である極細繊維を10質量%以上含む極細繊維層が位置し、親水性繊維層と極細繊維層とが一体化されてなり、極細繊維層を皮膚との接触面とする化粧料含浸用皮膚被覆シートを開示している。
そして、極細繊維、マイクロファイバ入りのシートでは、それをモップ状の掃除具に装着して拭くにしても手作業で拭くにしても、清拭すべき面との滑りが悪いと、加える力のコントロールが難しく、時に過剰な力が加わってしまうことで、払拭面との高摩擦により極細の繊維が切れて毛羽立ちや、繊維屑の脱落(発塵)を生じる可能性があり、広い面積を清掃したくても拭き取り能力の持続性がなくなる恐れがある。
よって、極細繊維、マイクロファイバの使用では、高い拭き取り性と軽い力で拭ける作業性、操作性との両立が困難である。
また、口紅、ファンデーション、マスカラ等の化粧料の拭き取り用途においても、極細繊維、マイクロファイバの多量配合によって、拭き取り性能の向上は可能であるも、強く擦るといった使用態様によっては、繊維のシャープなエッジが皮膚を刺激し、傷付け、肌に負担を与える可能性がある。
このため、極細繊維、マイクロファイバの使用では、柔らかさと取扱性との両立が困難である。
上記レーヨン繊維としては、ビスコース法、銅アンモニア法、溶剤紡糸法等で製造されたものが使用でき、例えば、ビスコースレーヨン繊維、銅アンモニアレーヨン(キュプラ)繊維、ポリノジック繊維等が使用される。中でも、安価に入手でき、かつ、吸水性及び吸水膨潤性がよくて高い柔軟性が得られるも、絡合する強度を強くできる重合度が200〜400のビスコースレーヨンが好ましい。
そして、上記レーヨン繊維は、その単糸繊度が1.0dtexを超え、1.5dtex以下、好ましくは、1.1以上、1.5以下、更に好ましくは、1.2以上、1.5以下の範囲内であるものであり、非分割型繊維(非割繊糸)である。
そして、上記合成繊維は、その単糸繊度が、前記レーヨン繊維に対する比率(合成繊維/レーヨン繊維)で1.0以上、4.0以下、好ましくは、1.0以上、3.0以下、より好ましくは、1.1以上、2.5以下の範囲内であり、非分割型繊維(非割繊糸)である。即ち、合成繊維とレーヨン繊維は、その単糸繊度の比率が、合成繊維の単糸繊度/レーヨン繊維の単糸繊度=1.0〜4.0、好ましくは、1.0〜3.0、より好ましくは、1.1〜2.5の範囲内であるものである。
なお、上記単糸繊度(dtex)は、1種の原料から構成される繊維であることを意味するのではなく、多数の繊維の集積体である不織布の繊維(単糸)の1本の繊度を意味するものであり、正量繊度である。
ここで、上記重合度が200〜400の範囲内であるビスコースレーヨンは、一般的に、木材パルプや竹等のセルロース繊維をアルカリ(苛性ソーダ)処理し、二硫化炭素と反応させてセルロース誘導体を生成させ、それをアルカリ溶液中に溶解させてビスコースを作製し、そのビスコースを口金から硫酸ナトリウム等の酸性溶液中に押出し、引き伸ばして、化学反応させながらセルロースを凝固、再生する湿式紡糸法により得られるものであり、その製法によって、繊維の周囲にその長さ方向(軸方向)で線条を有し、繊維の断面は中実であるもその周囲が不規則な凹凸形状(鋸歯状、花弁状)を成すものである。
ここで、上記短繊維とは、不織布のウェブ形成が、スパンボンド法、メルトブロー法、フラッシュ紡糸法等の紡糸直結法により長繊維(フィラメント)で形成されるものと区別され、好ましくはカーディング法の乾式法によりウェブが有限長さであるステープルで形成されたものであることを意味する。
清拭すべき面との滑りがよいと、軽い力で拭くことができ、力加減も難しくないから、過剰な力が加わり難いことで清拭すべき面との摩擦によって繊維が切れて脱落(発塵)することもなく、また、所定繊度及び所定繊度比率であるレーヨン繊維や合成繊維の緻密な絡み合いによる高い繊維密度及び高い絡合強度によって高い機械的強度を有し破れ難くもあるから、拭き取り能力の持続性が高くなる。そして、所定繊度及び所定繊度比率であるレーヨン繊維及び合成繊維は、非分割型繊維(非割繊糸)でありシャープなエッジを有する分割型繊維(割繊糸)でないから、清拭すべき面を傷付ける恐れもない。
こうして、汚れ等の拭き取り用途においては、高い拭き取り性と軽い力で拭ける作業性、操作性との両立を可能とする。
よって、柔らかさと取扱性との両立を可能とする。
なお、実施の形態において、図示の同一の記号及び同一の符号は、同一または相当する機能部分であるから、ここではその重複する詳細な説明を省略する。
一方で、レーヨン繊維の繊度が1.5dtexを超えるものでは、不織布の高い緻密性、絡合強度が得られず、機械的強度が低下し、柔軟さがあっても破れやすいものとなる。また、低密で絡合強度が弱くなるうえ、伸びやすくもなるから、クリーニングシート等の拭き取り用途では、使用時に埃、髪の毛等の固形汚れを絡み取って保持したり、水分、油分等の液状汚れを吸水、保持したりする拭き取り性能に劣るものとなる。特に、不織布が伸びやいと、それをモップ状の掃除具に装着して清掃する場合に、使用時に不織布が動きやすくなり不織布がヨレやすい。不織布にヨレが生じると、床面に引っ掛かりやすくなり滑り性が低下して、操作性、作業性が悪くなるから、使い勝手が悪いものとなる。また、化粧料等を肌に付与するフェイスマスク等のスキンケア用途では、不織布の繊維密度が低密になることで、更には、伸びやすいことで、肌への装着時に繊維密度が粗くなるから、水分が蒸発しやすく、水分の蒸発によって不織布が肌から浮きやすくなる。よって、肌に高密着する持続性、装着性が低下し、化粧料の肌への移行量が低下する恐れがある。
一方で、合成繊維とレーヨン繊維の単糸繊度の比率(合成繊維の単糸繊度/レーヨン繊維の単糸繊度)が4.0を超えるものでは、繊維密度が粗くなって伸びが大きくなる。また、合成繊維が太くなることで柔軟性が低下するから、清拭すべき面との密着性、追従性も悪くなる。よって、汚れ等の拭き取り用途では、低密で伸びやすく、柔軟性も低下するから、繊維間に埃、髪の毛等の固形汚れ等を絡ませたり、水分、油分等を吸水、保持したりし難いものとなり、拭き取り性に劣るものとなる。特に、モップ状の掃除具に装着して清掃するワイパー等の用途では、使用時に不織布の伸びや粗密によって不織布が動きやすくなるから、不織布がヨレやすい。不織布にヨレが生じると、床面に引っ掛かりやすくなり滑り性が低下して、操作性、作業性が悪くなるから、使い勝手が悪いものとなる。更に、繊維密度が粗くなって伸びやすくなることで、繊維が解けやすくなり、自己発塵による逆汚染や機械的強度の低下、破れが生じやすくなる。また、合成繊維とレーヨン繊維の単糸繊度の比率(合成繊維の単糸繊度/レーヨン繊維の単糸繊度)が4.0を超えると、レーヨン繊維及び合成繊維の繊度差が大き過ぎることで、細繊度のレーヨン繊維同士の絡みが増えて、細繊度のレーヨン繊維と合成繊維との絡みが少なくなり、地合いが低下する。当然、地合いが悪いことでも、機械的強度の低下、破れやすさの要因となり、また、繊維密度の粗密によって清拭すべき面との滑り性が低下し、操作性、作業性を悪化させる要因となる。また、化粧料等を肌に付与するフェイスマスク等の用途では、柔らかさが低下し、肌当たり感や肌触り感に欠けるものとなる。更に、繊維密度が低密で伸びやすくなることで、肌への装着時に繊維密度が粗くなるから、水分が蒸発しやすく、水分の蒸発によって不織布が肌から浮きやすくなる。よって、肌に長時間密着する装着性が低下し、化粧料の肌への移行量が低下する恐れがある。
したがって、軽い力で拭くことができ、軽い力で拭いても、上述したように不織布の緻密さ及び清拭すべき面への高い密着性、追従性により汚れの絡み取り、吸液・保液に優れていることで汚れの除去性能が高いものである。
こうして、本実施の形態のスパンレース不織布によれば、低コストで、高い拭き取り性と軽い力で拭ける作業性、操作性が両立する。
そして、柔軟性があるも、繊維同士の緻密な絡合及び強い絡合強度により機械的強度があり、また、コシもあり、更に伸び難いから、使うときに折り畳まれた状態から不織布を広げたり、包装袋から取り出したり、特に、互いに密着している複数枚の中から1枚を剥がしたりするときも取扱いやすく、モップの柄に装着するときも取扱いやすい。
特に、レーヨン繊維の吸水性、保水性及び合成繊維の親油性により、また、不織布の繊維同士がよく絡んで緻密であることによる毛細管現象により、液分の吸収スピードが速い一方で、繊維間の空隙は小さいから、少ない液量で不織布内部まで液分が充填され、過剰に液分を保持し難い。このため、例えば、床の保護、艶出し、ワックスがけ等の床材の手入れや、窓ガラスや車のボディ等の清掃に用いられるクリーニングシートとして湿潤状態(ウェットな状態)で使用する用途では、その払拭面に対する液残りを少なくできる。 よって、払拭面をキレイにする仕上がり性能が高いもとなる。また、少ない洗浄剤量で拭き取りの高い効果を上げることが可能であり、コストの低減化が可能となる。
よって、柔らかさと取り扱い性とが両立する。
合成繊維が太すぎると、レーヨン繊維との交絡性が低下して緻密性が低下したり、柔軟性が低下したりするから、拭き取り性能が低下する。また、地合いが低下するから、滑り性も悪くなる。一方で、繊維が細すぎるものは、コスト高となり、また、コシが低下し、繊維が切れやすくもなる。更に、柔らかくて緻密になりすぎると払拭面に対する摩擦抵抗が大きくなり、滑り性が低下する。
合成繊維の単繊維繊度が、好ましくは、1.3〜4.0dtexの範囲内であれば、適度な柔らかさ、しなやかさと、繊維同士の緻密で高い絡合強度によるコシのある機械的強度とがバランスし、汚れ等の拭き取り用途では、拭き取り性と軽い力で拭ける操作性、作業性が安定して得られ、また、フェイスマスク等のスキンケア用途では、柔らかくもコシがある特性により薄くしても取扱い時に破れ難いものとなる。より好ましくは、1.3dtex以上、3.0dtex以下の範囲内であり、更に好ましくは、1.5dtex以上、2.0dtexの範囲内である。
繊維長が短すぎると、繊維同士の絡合性が低下し、拭き取り性能や機械的強度等が低下する。また、繊維落ちや毛羽立ちが生じやすくなる。一方で、繊維長が長すぎると、地合いが低下し、その粗密によって滑り性が低下する。また、嵩高性が低下するから、柔らかい感触に劣るものとなる。
レーヨン繊維及び合成繊維の繊維長が、好ましくは、20〜60mmの範囲内であれば、地合いがよく、嵩高さや柔軟性と、緻密性や機械的強度とがバランス良く得られる。そして、滑りもよく、繊維落ちや毛羽立ちも少ないものとなる。柔らかく毛羽立ちが少ないと対人用途においても肌への刺激、負荷を少なくできる。より好ましくは、30mm以上、100mm以下、更に好ましくは、50mm以上、80mm以下の範囲内の短繊維である。
レーヨン繊維の割合が多く合成繊維の割合が少なくなり過ぎると、機械的強度、特に湿潤時の機械的強度が不足する。このため、フェイスマスク等のスキンケア用途として用いる場合には、取扱性が低下する。また、合成繊維の割合が多くレーヨン繊維の割合が少なくなり過ぎると、吸水性が不足し、更に、柔軟性も低下する。このため、拭き取り性が低下する。
レーヨン繊維及び合成繊維の混綿比率が、レーヨン繊維/合成繊維=40:60〜80:20の範囲内であれば、用途に応じて所望とする機械的強度及び吸水性が両立する。
特に、本実施の形態では、所定繊度の細いレーヨン繊維によって、それが合成繊維に絡み合いやすく絡合強度も高いから、合成繊維の少ない含有量で、柔らかくあるもコシがあり高い機械的強度を確保でき、濡れたときでも所定の湿潤強度を確保できる。よって、レーヨン繊維の高配合率によって吸水性、保水性を高くしても高い強度が得られる。より好ましくは、レーヨン繊維/合成繊維=45:55〜70:30、更に好ましくは、50:50〜70:30の範囲内である。
目付量が大きすぎると、繊維密度が緻密になり過ぎて重量も大きくなるから、操作性、作業性が低下する。また、硬くなり過ぎて密着性が低下するから、拭き取り性も悪くなる。フェイスマスク等のスキンケア用途として用いる場合でも、肌への密着性、追従性が低下し、肌への化粧料の移行率も低下する。一方で、目付量が少なすぎるものは、機械的強度が不足し、また、低密度で伸びも大きくなるから、汚れの掻き取り性や吸水性、保水性が低下する。
目付量(坪量)が、好ましくは、25〜200g/m2の範囲内であれば、機械的強度と柔らかさがバランスされ、高い拭き取り性及び軽い力で拭ける操作性、作業性が安定して確保される。フェイスマスク等のスキンケア用途として用いる場合でも、肌への高い密着が持続する。より好ましくは、30g/m2以上、100g/m2以下、更に好ましくは、50g/m2以上、80g/m2以下の範囲内である。
図1においては、乾式法であるカーディング法にて繊維塊を所定の方向に梳ることによって、薄いシート用のウェブを形成し、そのウェブに対しウォータージェットを施すことでウェブの繊維を結合、一体化してスパンレース不織布1を形成している。
また、開綿部20における開綿では、例えば、相互に逆回転する複数の凸ローラ、ファインオープナー等の使用により塊状の原綿が予備開繊される。
そして、計量・混綿部30では、所定の配合、重量でレーヨン繊維及び合成繊維が混合(混綿)され、次の解繊部40では、複数の刺ローラ等の使用により混綿された繊維の固まりが更に解される。
なお、ウェブの一面(表面または裏面)側からのみのジェット噴流であってもよいし、ウェブの一面(表面または裏面)側からジェット噴流を施したのち、ウェブを反転させて、ウェブの反対面(裏面または表面)側にもジェット噴流を施して、ウェブの表裏の両面でジェット噴流を施してもよく、スパンレース不織布1の用途等によって選択される。
なお、上述のウェブの形成からスパンレース不織布1の巻き取りまでは、例えば、ネットコンベア上で搬送されるが、このネットコンベアの支持網体としては、合成樹脂製または金属製の縦糸と横糸からなる平織り等の20〜100メッシュのワイヤ等の網状の支持体やパンチングプレート等の多孔質支持体が使用される。水流絡合処理部60では、通常、このようなネットコンベア(織コンベア)または孔あきドラム上でウェブに高圧水流を施し、繊維を絡ませる。必要に応じ、エンボスローラや、エンボスパターンのコンベアまたはドラムでエンボス加工を施してもよい。
本実施例1では、図1に示した製造方法でスパンレース不織布1を作製した。即ち、まず、繊維長が38〜40mmであり単糸繊度が1.2〜1.3dtexであるレーヨン繊維(単一繊維、非分割型繊維)の塊状の原綿11と、繊維長が38〜40mmであり単糸繊度が1.5dtexでレーヨン繊維の単糸繊度に対する単糸繊度の比率が1.15〜1.25であるPET繊維(単一繊維、非分割型繊維)の塊状の原綿12とをそれぞれ開綿部20で開綿してから計量・混綿部30で混綿した。このとき、本実施例1では、PET繊維を40質量%、レーヨン繊維を60質量%の配合で混綿した。また、本実施例1のレーヨン繊維としては、重合度が200〜400のビスコースレーヨン繊維を用いた。
混綿したPET繊維及びレーヨン繊維は、解繊部40で解繊してからカーディング部50に供給し、更に、カーディング部50のカード機(開繊機)によってシート状のウェブとした。その後、このPET繊維とレーヨン繊維が所定割合で混綿されたウェブに対し、水流絡合処理部60でウォータージェットの高圧水柱流を施すことにより繊維同士を水流絡合させ、更に、乾燥部70で乾燥して水分を蒸発させた。これにより、実施例1に係るスパンレース不織布1を得た。
なお、本実施例1に係るスパンレース不織布1では、その目付量を約60g/m2としている。目付量については、例えば、JIS L 1906に準拠して、所定の面積をカットし、その重量を測定することで算出できる。
なお、参考までに、実施例1で用いた単糸繊度が1.2〜1.3dtexのレーヨン繊維の電子顕微鏡写真を図2及び図3に示し、比較例1で用いた単糸繊度が1.7dtexのレーヨン繊維の電子顕微鏡写真を図4及び図5に示す。
なお、MD方向とは、不織布の製造ラインにおいて不織布が移送される機械の流れ方向であり、CD方向とは、その機械の流れ方向対して直交する幅方向をいう。
剛軟度(mN・cm)については、JIS L1913:2010 「一般不織布試験方法」の6.7「剛軟度」に準拠して、幅15cm×長さ30cmの不織布試験片を用い、カンチレバー法で求めた。
また、厚度(厚み)については、不織布をそのMD方向に沿って垂直に剃刀で切断し、顕微鏡を用いてその不織布断面を観察して、厚さを計測した。
これは、実施例1に係るスパンレース不織布によれば、所定繊度及び所定繊度比率であるレーヨン繊維及び合成繊維の組み合わせにより、繊維が細くて高い柔軟性がでるも、繊維同士が緻密に絡み合い、その絡合強度も強くなっているためである。
特に、モップ状の掃除具に装着して清掃するワイパー等の用途として用いた場合には、使用時に不織布の形状が維持され変形し難いことによりモップ状の掃除具に不織布がしっかり固定されるから、使用時に不織布にヨレが生じ難い。このため、引っ掛かりが生じ難くて滑り性がよく、モップの柄を軽い力で操作できる。そして、不織布が形状変化し難いことでその高い繊維密度が使用時にも維持され、更に、不織布の柔軟性により清拭すべき面に良好に密着、追従することで汚れの捕獲性が高いから、拭き取り効率にも優れる。また、不織布が形状変化し難いと、払拭面との摩擦による繊維の抜け落ちも生じ難いから、拭き取りの持続性も高くできる。そして、不織布が形状変化し難いと、使うときに包装袋から取り出したり、折り畳まれた状態から不織布を広げたり、互いに密着している複数枚の中から1枚を剥がしたりするときの取扱性もよく、モップの柄にも装着しやすい。
なお、実施例1で用いたPET繊維については、その周囲側面は略平滑で断面が略円形の非分割型繊維である。
加えて、適度な柔軟性、しなやかさがあるも、緻密な絡み合い及び高い絡合強度並びに合成繊維の特性により、機械的強度が高くコシがあり、更に、不織布が伸び難く形状変化し難いことで、特に含水状態であっても、使うときに包装袋から取り出したり、折り畳まれた状態から不織布を広げたり、互いに密着している複数枚の中から1枚を剥がしたりするときの取扱性もよく、モップの柄にも装着しやすい。
こうして、柔らかさと取扱性が両立する。
また、本発明の実施の形態で挙げている数値は、その全てが臨界値を示すものではなく、ある数値は製造コスト、製造が容易な形態等から決定した値であり、実施に好適な好適値を示すものであるから、上記数値を許容値内で若干変更してもその実施を否定するものではない。
Claims (6)
- レーヨン繊維と合繊繊維が絡合してなるスパンレース不織布であって、
前記レーヨン繊維は、その単糸繊度が1.0dtexを超え、1.5dtex以下の範囲内であり、前記合成繊維と前記レーヨン繊維の単糸繊度の比率が、合成繊維/レーヨン繊維=1.0〜4.0の範囲内であることを特徴とするスパンレース不織布。 - 前記レーヨン繊維は、重合度が200〜400の範囲内であるビスコースレーヨンであることを特徴とする請求項1に記載のスパンレース不織布。
- 前記レーヨン繊維は、その繊維長が、20〜60mmの範囲内の短繊維であり、前記合成繊維は、その繊維長が、20〜60mmの範囲内の短繊維であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のスパンレース不織布。
- 前記レーヨン繊維は、40〜80質量%の範囲内であり、前記合繊繊維は、20〜60質量%の範囲内であることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1つに記載スパンレース不織布。
- 前記不織布は、その目付量が25〜200g/m2の範囲内であることを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか1つに記載のスパンレース不織布。
- 前記合繊繊維は、その単糸繊度が1.3dtex以上、4.0dtex以下の範囲内であることを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか1つに記載のスパンレース不織布。
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