JP3623852B2

JP3623852B2 - 開孔不織布及びその製造方法

Info

Publication number: JP3623852B2
Application number: JP14500396A
Authority: JP
Inventors: 彰彦川中
Original assignee: Daiwabo Co Ltd; Daiwabo Holdings Co Ltd
Current assignee: Daiwabo Co Ltd; Daiwabo Holdings Co Ltd
Priority date: 1996-05-14
Filing date: 1996-05-14
Publication date: 2005-02-23
Anticipated expiration: 2016-05-14
Also published as: JPH09302562A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は開孔不織布およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、開孔不織布として様々なものが提案され実用に供されている。例えば、特開平２−２１６２５２号公報には加熱した植針ロールで穿孔する開孔不織布が、特公平７−９１７６２号公報や特公平７−８４６９７号公報では加熱したエンボスロールにより穿孔する開孔不織布が記載されている。かかる不織布は、開孔の輪郭が明瞭であり、また穿孔時に開孔周辺の繊維が熱融着されるため不織布強力が大きい。
【０００３】
特開平６３−１８２４６０号公報、特開昭６３−２４３３６０号公報、特開平２−１１２４５７号公報、特開平２−６８３４８号公報、特開平４−１１９１５８号公報では、開孔もしくは凹凸を有する開孔形成用の支持体上に繊維ウェブを置き、高圧流体流を噴射して開孔を形成した不織布もしくはその製造方法が開示されている。かかる不織布は、柔らかくドレープ性に富んだものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
加熱した植針ロールやエンボスロールを用いて穿孔した不織布は、前述したような利点を有するものの、熱融着部が存在するために、全体として固く、触感が悪い。そのため、ワイパー、吸収性物品の表面材、衣料芯地、ガーゼ等、柔らかさやドレープ性が要求される用途には向いていない。
【０００５】
一方、高圧流体流の作用により開孔を形成させる場合は、ドレープ性に富んだ不織布を得ることができ、低目付の不織布を得ることも可能である。しかし、この方法により得られる開孔不織布は、繊維同士を交絡させただけのものであって繊維の自由度が大きいため、繊維同士が熱融着した不織布に比して強力が小さく、横方向に伸びやすい。特に、パラレルウェブやセミランダムウェブを用いたものや、開孔が千鳥状に形成された開孔不織布にあっては、その傾向が顕著にあらわれる。不織布強力を向上させ、横方向への伸びを抑えるには、繊維ウェブに熱可塑性繊維を混合し、これを熱融着させる方法が有効である。しかし、この方法による改善には限界がある。すなわち、不織布を製造する過程において、常に縦方向の張力が加えられるため、繊維が縦方向に配列しやすいからである。繊維が縦方向に配列した不織布は、その構造上、必然的に横方向へ伸びやすくなる。かかる欠点により、高圧流体流の作用により開孔が形成された不織布の用途は限られているのが実情である。
【０００６】
また、製造時に加えられる縦方向の張力により、開孔が予定していたものよりも縦長に変形しやすいという問題もある。勿論、そのような傾向を考慮して、支持体の開孔や凹凸のパターンを決定すれば、所望の形状の開孔を形成させることはできる。しかし、開孔形状の変形度合は、製造時に加わる張力のみならず、繊維の種類やウェブの態様にも依存するため、かかる事項を全て考慮して支持体を設計することは凡そ現実的ではない。
【０００７】
本発明は、低目付で、横方向の破断伸度が低く、かつ開孔部の縦径／横径の比が小さい開孔不織布を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の開孔不織布は、高圧流体流の作用により繊維同士が交絡し、かつ繊維が再配列されて開孔が形成された不織布を、不織布を製造する方向を縦方向とした時、その横方向に伸長することにより得られるものである。この不織布においては、横方向の破断伸度が低く抑えられ、また開孔部の縦／横比が伸長前に比して小さくなっている。
【０００９】
前記開孔不織布は、１０％以上、Ａ×０．８％以下の伸長率で伸長されたものであることが望ましい。ここで、Ａは伸長させる前の不織布の破断伸度を意味する。
【００１０】
また前記開孔不織布は、熱可塑性繊維を１０重量％以上含み、少なくとも一部が熱融着していることが望ましい。熱可塑性繊維が熱融着することにより、不織布の破断伸度がより抑えられ、強力も向上する。
【００１１】
前記開孔不織布の目付は１０〜６０ｇ／ｍ^２であることが望ましく、その破断伸度は１５〜８０％であることが望ましい。
【００１２】
前記開孔不織布は、繊維ウェブに高圧流体流を噴射して繊維同士を交絡させると同時に、繊維を再配列させて開孔が形成された不織布とした後、横方向に伸長することにより製造される。不織布を横方向に伸長することにより、横方向の破断伸度を低く抑えることができ、伸長前に比べ、開孔の縦／横比を小さくすることができる。
【００１３】
前記開孔不織布の製造方法においては、熱可塑性繊維を１０重量％以上含んでなる繊維ウェブを使用し、不織布を製造する方向を縦方向とした時、その横方向に伸長した後、熱可塑性繊維が軟化もしくは溶融する温度で加熱処理を施すことが望ましい。熱可塑性繊維を熱融着させることにより、不織布を安定化させることができ、不織布強力の向上、および横方向の伸びの抑制を図ることができる。
【００１４】
より好ましい開孔不織布の製造方法は、熱可塑性繊維を１０重量％以上含んでなる繊維ウェブを使用し、熱可塑性繊維が軟化もしくは溶融する温度下で、不織布を製造する方向を縦方向とした時、その横方向に伸長する方法である。加熱と伸長を同時に行うことにより、伸長率を高くすることが可能となる。また、工程的にも有利である。以下、本発明の内容を詳述する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の不織布は、繊維ウェブに高圧流体流を噴射して、繊維同士を交絡させると同時に繊維を再配列させた開孔不織布を、横方向に伸長することにより得られる。高圧流体流を噴射する繊維ウェブの態様は特に限定されず、繊維長２５〜１２５ｍｍ、より好ましくは３８〜６４ｍｍの短繊維からなるパラレルウェブ、セミランダムウェブ、ランダムウェブ、クロスウェブ等、任意に使用することができる。
【００１６】
ウェブを構成する繊維の素材も特に限定されない。例えば、レーヨン等の再生繊維、アセテート等の半合成繊維、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド系繊維、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等のポリエステル繊維、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系繊維から任意に一あるいは二以上選択して使用することができる。また、繊維形状等も特に限定されず、上記素材からなる単一繊維、芯鞘型複合繊維、分割型複合繊維のほか、異形断面を有する繊維等を任意に使用することができる。
【００１７】
本発明では、不織布中に熱可塑性繊維が含まれることが望ましい。熱可塑性繊維の少なくとも一部が熱融着することにより、最終的に得られる不織布の形態が安定化されるので、強力がより向上し、横方向の破断伸度もより抑制される。本発明では、熱可塑性繊維として、上述したポリアミド系、ポリエステル系、ポリオレフィン系の繊維を使用することができる。ここでは、比較的低い温度で熱融着可能なポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系繊維を使用することが好ましく、また、ポリエチレン／ポリプロピレン、ポリエチレン／ポリエチレンテレフタレートの組み合わせからなる芯鞘型もしくは分割型複合繊維を使用してもよい。
【００１８】
熱可塑性繊維が不織布中に占める割合は１０重量％以上であることが望ましい。１０重量％未満では不織布を十分に安定化させることができないからである。より好ましくは２０重量％以上である。
【００１９】
繊維ウェブの目付は、最終的に得ようとする不織布の目付と、伸長率から算出して決定することができる。例えば、最終的に目付２０ｇ／ｍ^２のものを得ようとする場合において、伸長率を２５％、つまり伸長後の不織布の横方向の長さが伸長前の不織布の１．２５倍になるように伸長するときは、ウェブの目付を２５ｇ／ｍ^２にする必要がある。
【００２０】
但し、不織布を横方向に伸長させると、不織布の縦方向の長さが若干短くなることがあり、また、伸長させた後に「戻り」が生じて、実質的な伸長率が減少することもある。従って、これらの点にも留意してウェブの目付を決定する必要がある。
【００２１】
本発明では、２０〜１００ｇ／ｍ^２のウェブを使用することが望ましい。２０ｇ／ｍ^２未満では高圧流体流を噴射したときに、繊維同士の交絡が開始する前に繊維が飛散し、不織布の地合が悪くなりやすい。また１００ｇ／ｍ^２を超えると、流体流がウェブ中を貫通しにくくなり、また、繊維の再配列がスムーズに進行せず、開孔が形成されにくくなる。
【００２２】
ウェブは、高圧流体流の作用により、繊維同士が交絡されると同時に繊維が再配列されて開孔不織布となる。以下、本発明の開孔不織布の形態を製造方法と併せて説明する。
【００２３】
本発明で用いる「流体」は、繊維同士を交絡させ、かつ繊維を再配列させ得るものであれば限定されないが、工程管理上、特に水を用いることが望ましい。
【００２４】
高圧流体流の噴射は、ウェブの繊維が再配列されて不織布に開孔が形成されるような条件で行う。具体的には、開孔形成用の支持体にウェブを置き、ウェブに高圧流体流を噴射して行う。開孔形成用の支持体の形態は特に限定されず、モノフィラメントや金属線を織成して形成したパターンネットや、突起物を設けたロール等、汎用されているものを任意に使用することができる。
【００２５】
高圧流体流の噴射は、開孔形成用の支持体上でのみ行っても良い。また、予め低圧の流体流で予備的に交絡させた後、開孔形成用の支持体上で流体流を噴射してもよい。予備的に交絡させると、得られる不織布の強力は高くなる。
【００２６】
開孔形成用の支持体上に噴射する流体流の圧力は、処理するウェブの目付や予備交絡の有無に応じて設定する必要がある。例えば、２０〜１００ｇ／ｍ^２のウェブを処理する場合、流体流の圧力は３０〜１００ｋｇ／ｃｍ^２であることが望ましい。３０ｋｇ／ｃｍ^２未満では、流体流のエネルギーが不十分で開孔を形成させることが難しい。１００ｋｇ／ｃｍ^２を超えると、繊維が飛散して地合が悪くなり、また支持体の素材、形状等によっては支持体の損傷を招くおそれがある。
【００２７】
予備的な交絡を行う場合は、透水性の支持体にウェブを置き、２０〜６０ｋｇ／ｃｍ^２の流体流を噴射させるとよい。
【００２８】
かかる方法により開孔が形成された不織布は、次いで横方向に伸長される。横方向への伸長は、不織布が濡れた状態にある間に行ってもよく、また一旦乾燥させた後に行ってもよい。熱可塑性繊維を含む場合は、乾燥温度をその融点よりも低く設定すると、後の伸長をスムーズに行うことができる。ただし、伸長率が低い場合や、加熱しながら伸長する場合においては、乾燥温度が伸長操作に影響を及ぼすことは殆どない。
【００２９】
伸長の方法は特に限定されず、拡幅ロール方式、拡幅コンベア方式、ピンテンター方式、クリップテンター方式等、公知の装置を用いて行うことができる。本発明では、ピンテンター方式で伸長させることが望ましい。かかる方式の装置によれば、伸長と同時に加熱処理を容易に行うことができるからである。
【００３０】
伸長率は、特に限定されず、出発繊維ウェブの目付と最終的に得ようとする不織布の目付等に応じて決定すればよい。伸長率を高くするほど、横方向の破断伸度は低くなるが、縦方向の強力が低下し、破断伸度が大きくなるので注意を要する。
【００３１】
本発明では、伸長率を１０％以上、Ａ×０．８％以下にすることが望ましい。ここでＡとは、伸長前の不織布の横方向の破断伸度を意味する。伸長率は、伸長前および伸長後の不織布の横方向の長さを、それぞれＷ_Ｂ、Ｗ_Ａとしたときに、［（Ｗ_Ａ／Ｗ_Ｂ）−１］×１００（％）で表される。伸長率が１０％以下であると、横方向の破断伸度を十分に抑制することができず、伸長による効果が認められない。伸長率がＡ×０．８％を超えると、伸長時に不織布が破断するおそれがあり、また、横方向の伸長に伴う縦方向の強力の低下、破断伸度の増加が無視できなくなる。
【００３２】
繊維ウェブが熱可塑性繊維を含む場合には、さらに加熱処理を施して熱可塑性繊維を熱融着させ、不織布を安定化させる。加熱処理は、伸長後に施してもよいし、伸長と同時に行ってもよい。特に、高い伸長率で伸長したい場合には、加熱と伸長を同時に行うと、不織布の伸長がスムーズに進行する。
【００３３】
伸長操作と加熱処理を同時に行う場合は、ピンテンター方式により不織布を伸長させながら、不織布に熱風を吹き付ける方法を採ることが望ましい。
【００３４】
伸長後の不織布の目付は、用途等に応じて決定される。例えば、ワイパーやカウンタークロスに用いる場合は、３０〜６０ｇ／ｍ^２にすることが望ましく、ウェットティッシュ、吸収性物品の表面材などに用いる場合には、１０〜４０ｇ／ｍ^２になるようにするとよい。また、伸長後の不織布の破断伸度は１５〜８０％であることが望ましい。
【００３５】
このようにして得られる開孔不織布は、低目付化され、かつ横方向の破断伸度が抑制されたものである。また伸長前に縦長であった開孔形状が、横方向に伸長されて変形するので、伸長後の不織布は伸長前のものとは異なる意匠効果を奏する。かかる不織布は、ワイパー、カウンタークロス、ウェットテイッシュ、医療用ガーゼ、吸収性物品の表面材、水切り袋、フィルター等に特に適している。
【００３６】
【実施例】
以下、本発明を実施例により説明する。実施例中、不織布の物性は以下の方法により評価した。
【００３７】
（伸長率）伸長前および伸長後の不織布の横方向の長さより算出した。
【００３８】
（強力、裂断長、破断伸度）ＪＩＳＬ１０９６に準じ、幅５ｃｍ×長さ１５ｃｍの試料をつかみ間隔１０ｃｍでつかみ、定速伸長型引張試験機（商品名：テンシロンオリエンテック（株）製）を用いて引張速度３０ｃｍ／分で伸長し、切断時の荷重値を強力、切断時の不織布の伸びを破断伸度とした。裂断長は、裂断長（ｋｍ）＝強力（ｋｇ／０．０５ｍ）／［試料幅（ｍ）×目付（ｇ／ｍ^２）］より算出した。
【００３９】
（開孔部の縦径、横径）各試料の開孔を任意に１０個選び、それぞれの縦径および横径の長さを測定して、平均値を算出し、これを各試料の開孔部の縦径、横径とした。
【００４０】
［実施例１］
レーヨン繊維（繊度１．５デニール、繊維長４０ｍｍ）を７０重量％と、芯成分／鞘成分がポリプロピレン／高密度ポリエチレンである芯鞘型複合繊維（繊度２デニール、繊維長５１ｍｍ）を３０重量％とを混合して、目付３０ｇ／ｍ^２のパラレルウェブを作成した。これに、孔径０．１３ｍｍのオリフィスが１ｍｍ間隔で設けられたノズルから水圧２０ｋｇ／ｃｍ^２の高圧柱状水流を２回、水圧４０ｋｇ／ｃｍ^２の高圧柱状水流を１回噴射して予備交絡させた後、開孔形成用の支持体上にウェブを置き、同じノズルを使用して、水圧５０ｋｇ／ｃｍ^２の高圧柱状水流を３回噴射して開孔不織布を得た。ここでは開孔形成用の支持体として、ポリエステルモノフィラメントからなる平織物であって、メッシュ数が縦および横方向とも２４メッシュ／インチのものを使用した。本実施例では、得られた開孔不織布を１４０℃で加熱処理して一旦乾燥させた。
【００４１】
次いで、前記開孔不織布を、それぞれ表１および表２に示す伸長率で伸長した。ここでは、ピンテンターを使用した。試料Ｎｏ．１〜４の不織布については、伸長後、熱風貫通型乾燥機を用いて１３５℃で加熱処理を施し、試料Ｎｏ．５〜９の不織布については、１３５℃の熱風を不織布に吹き付けながら伸長操作を行った。なお、試料Ｎｏ．４については、伸長中にピンテンターのピン部の不織布が破れてしまい、伸長させることができなかった。得られた不織布の物性を表１および表２に示す。
【００４２】
【表１】

【００４３】
【表２】

【００４４】
伸長した不織布は、いずれも、伸長前の不織布に比べて横方向の強力が向上し、破断伸度が低く抑えられている。また、伸長後の不織布の開孔部は、その縦径が短くなるとともに横径が長くなっており、縦径／横径の比が小さくなっている。このことは、伸長前に縦長であった開孔が、伸長率が大きくなるにつれて円形に近い形状に変形し、さらには横長の開孔へと変形したことを示している。また、加熱しながら伸長すると、高い伸長率での伸長が可能であった。
【００４５】
【発明の効果】
本発明の開孔不織布は、横方向の伸長によって低目付化され、かつ横方向の破断伸度が抑制されたものである。この不織布は、伸長していない同程度の目付の開孔不織布に比べて寸法安定性に優れているから、様々な用途への適用が可能である。また、本発明の開孔不織布の製造方法は、目付の大きなウェブに高圧流体流を噴射した後、伸長して低目付化することを特徴としており、目付の小さなウェブに高圧流体流を噴射する工程を含まないから、本発明の製造方法によれば優れた均一性を呈する開孔不織布を得ることができる。
【００４６】
さらに、本発明の不織布においては、伸長前に縦長であった開孔が横方向へ伸長されて変形し、その縦径／横径の比が小さくなっている。この開孔の変形により、伸長後の不織布は、伸長していない開孔不織布とは異なる意匠効果を奏するものとなる。

Claims

熱可塑性繊維を１０重量％以上含んでなる繊維ウェブに、高圧流体流を噴射して繊維同士を交絡させると同時に繊維を再配列させて開孔が形成された不織布とした後、不織布を製造する方向を縦方向とした時、その横方向に伸長し、次いで熱可塑性繊維が軟化もしくは溶融する温度で加熱処理を施すことを特徴とする開孔不織布の製造方法。
熱可塑性繊維を１０重量％以上含んでなる繊維ウェブに、高圧流体流を噴射して繊維同士を交絡させると同時に繊維を再配列させて開孔が形成された不織布とした後、熱可塑性繊維が軟化もしくは溶融する温度で加熱しながら、不織布を製造する方向を縦方向とした時、その横方向に伸長することを特徴とする開孔不織布の製造方法。
伸長する前の不織布の横方向の破断伸度をＡとした場合に、１０％以上、Ａ×０．８％以下の伸長率で伸長することを特徴とする請求項１または２に記載の開孔不織布の製造方法。