JP3974710B2

JP3974710B2 - リントフリーワイパー

Info

Publication number: JP3974710B2
Application number: JP22698598A
Authority: JP
Inventors: 山口　　淳; 和成西山
Original assignee: Asahi Kasei Fibers Corp
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 1998-08-11
Filing date: 1998-08-11
Publication date: 2007-09-12
Anticipated expiration: 2018-08-11
Also published as: JP2000051130A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クリーンルームや環境の制御された場所で用いられる繊維製品からなるリントフリーワイパーに関し、詳しくは、微少な塵、埃、繊維状の屑などが忌避される工業用分野（例えば大規模集積回路、電子機器・部品等に代表される精密機械部品や電子部品等の製造工程）、医薬・医療分野（例えば医薬品、医療用具等の製造工程）などに多く設置されている環境の管理された室内や工程で用いられる、平版積層不織布シートからなるリントフリーワイパーに係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
クリーンルームや環境の管理された室内で用いられる用品には、その環境の維持に必要な、特別の性能が要求される。特に、微少な塵や素材の欠片など（以下、リントという）の発生が少ないことが要求される。良く知られている様に、クリーンルーム内の汚染や持ち込まれるリントは、作業者自身及び作業者が使用する用品からの発生によるものが多い。この事から、作業衣やワイパーなどの用品に対して特別な注意が払われているとともに改良が続けられている。
【０００３】
クリーンルーム内の微粒子汚染の潜在的な源の一つは、その中で通常に行われる拭掃作業に用いられるワイパーである。例えば半導体や集積回路などの製造・組立の際には、その作業工程で汚れを拭き取るためにワイパーが用いられるばかりでなく、種々の設備、備品の表面の清掃、壁や部屋の内面を清掃するためにも広く用いられている。かかるワイパーは高い吸液性と柔軟性を必要とするため、周囲の環境内への微少粒子や繊維屑の放出と発散を防止する構造上の妨げとなっている。
【０００４】
従来から、クリーンルームで用いられているワイパーはその室内の清浄度合に応じて使用するワイパーの清浄度も併せて用いられている。従来から編み物、織物、不織布、スポンジ、紙などが用途に合わせて用いられている。特に清浄度の高い室内では合成繊維からなる編物や織物が多く用いられ、比較的清浄度の低い室内では、セルロース繊維を主成分とする不織布が多く用いられている。
【０００５】
清浄度の高いクリーンルームで用いるワイパーを目的として、ワイパーが持つ潜在リントを低減させる方法がいくつも提案されている。
例えば、特開平２−４５０１７号公報（Ｔｅｘｗｉｐｅ）では、熱可塑性布材料から成るシートを所定の寸法に切断し、その周縁部に構成する熱可塑性繊維の融合端縁を設けて布帛の切断面周辺からのリントの発生を防止している。その際に単に切断面をヒートカットするだけではリントの発生を抑えるには充分ではないので、一定以上の幅にわたって熱可塑性繊維を溶融して接着することでリントの低減を行っている。
【０００６】
これらの先行技術のワイパーはいずれも、そのリントや繊維の脱落は低減する目的を一応達成することはできるが、他の要求される機能、例えば吸水性、保水性、耐熱性については充分ではなかった。特開平２−４５０１７号公報等に熱可塑性布材料と吸液性の高い材料、たとえば木材およびセルロース配合体から成るワイパーが提案されているが、熱融着することが不可欠であることからセルロース配合体のみで構成されるワイパーは困難であった。さらに、編物、織物ワイパーはリントフリー性は高いが、洗浄も特殊な方法を用いねばならず不織布ワイパーに比べてコスト高となり経済性に劣るといった大きな問題があった。
【０００７】
一方、不織布ワイパーにおいては、複数枚積層してエンボス処理により部分的に熱融着させた平版状のワイパーが従来から知られていた。しかし、いずれの不織布ワイパーとも熱可塑性繊維で構成された不織布であるか、セルロース系の不織布といえども熱可塑性繊維を多少なりとも含む繊維で構成された不織布か、あるいは熱可塑性樹脂等を含浸させた不織布であった。例えば、特開平９−２５００７８号公報に開示されているように、セルロース系繊維をエンボス加工するためには、予め布地に熱可塑性合成樹脂エマルジョンを含浸させ、これが乾燥後に熱金型にて所定の模様、柄、記号に熱プレスする工夫が必要であった。ノーバインダーのセルロース系シートの成型法としては、例えばコットンロール等で知られるように超高圧で成形することで成形体が得られることや特開昭５４−１３８６６６号公報に開示されているように、セルロース系不織布を型枠に入れ特定の圧力で圧搾成形する製法は既に古くから公知であるが、不織布ワイパーに特定の点状圧着一体化させた区域を持たせるで、拭き取り性、嵩高性を有しながらワイパーとしての手持ち感がよく、更に発塵性が改善されたワイパーは得られなかった。
【０００８】
また、熱可塑性を持たないセルロース系不織布ワイパーは、４ツ折りや８ツ折り等の折り構造を持たせシートの積層構造を形成させることで拭き取り性や嵩高性を増し、手持ち感を良くする手法が取られてきた。折り構造を有する不織布ワイパーの製法は、広幅のロール状の原反をスリッターで所定の幅にスリットしたあと折り機を用いて所望の折り形態に合わせて折る工程が通常採用されるが、スリット工程や折り工程を通る段階で不織布シート自身にかかる張力や折り工程での折り板等との摩擦により不織布自身からリントを発生させる等の原因から不織布組織全体からの発塵が多くリントフリー性が低くなり、更に、清掃場所へワイパー自身を持ち運ぶ際、不織布シート間に摩擦が発生する等が原因で発塵することから清浄度の高いクリーンルームでは使用されなかった。また、一部にはリントフリー性が高い平版状のセルロース系不織布ワイパーもあったが、不織布シートの全面が実質的に一体化された構造であるため、折り製品と比べて手持ち感が悪く、拭き取り性が悪く、かつ嵩高性が乏しいという欠点があった。
【０００９】
従って、吸水性、保水性が優れ、耐溶剤性に優れ、溶出成分の少なさなどからワイパーとして適切な素材であるセルロース系繊維のみで構成された不織布ワイパーにおいては、リントフリー性が高く、拭き取り性が良く、嵩高性があり、手持ち感のよさ等のワイパーとしての基本的な要件を兼ね備えた製品はこれまで考えられなかった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的はセルロース系繊維のみで形成されたクリーンルームやその他の制御された環境の微少粒子による汚染を少なくするワイパーを提供するものであり、その使用によってクリーンルームのような制御された環境内の微少粒子の潜在的発生源を無くし、かつ吸水性能を損なわないリントフリーワイパーの提供にある。
【００１１】
本発明は、高い品質で容易に経済的に作ることができるリントフリーワイパーの構造を提供し、使用環境内での信頼性と有効性を高めて製造工程や使用の経済性を高めることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、前記課題を解決するために鋭意検討の結果、セルロース系不織布ワイパーが特定の構造を有することで吸液性、保水性を損なうことなくリントフリー性が高まることを見出し、本発明をなすに至った。
本発明の目的は、少なくとも２枚以上の不織布が積層されてなる平版積層不織布シートからなり、該平版積層不織布シートがセルロース系不織布で構成され、積層された不織布間が実質的に繊維同志の界面を残したまま部分的に点状圧着一体化された区域を有し、該点状圧着一体化された区域の面積が投影された前記平版積層不織布シートの面積に対して２〜４０％及び点状固着区域密度が０．５〜８０点／cm²であることを特徴とするリントフリーワイパーによって達成される。
【００１３】
本発明のリントフリーワイパーを構成する不織布は、スパンレース法、湿式スパンボンド法等の公知の製法によって製造された不織布であり、該不織布を構成する素材としては実質的にセルロース系の繊維からなり、具体的にはパルプ、綿、キュプラ、ビスコースレーヨン、ポリノジックレーヨン等の非熱可塑性ポリマーからなる繊維であることが肝要である。セルロース系繊維は熱可塑性がないといった欠点を有している反面、吸水性、耐溶剤性に優れ、抽出成分の少なさからワイパーとしての適切な素材である。
【００１４】
図１及び２を参照して説明すると、本発明のリントフリーワイパー（３）は、少なくとも複数枚の不織布（２）の積層からなり、その積層された不織布の層が特定の条件で点状圧着一体化されてた区域（１）を有する。このような構造が、吸水性を保持し、拭き取り性が良く、嵩高性があり、手持ち感のよさを損なうことなく、リントフリー性を満足するためには肝要である。
【００１５】
先ず、本発明のリントフリーワイパーは、嵩高性を保ち、手持ち感を良くし、かつ積層された不織布層間での保水性を得るために、少なくとも２枚以上不織布が積層された構造を有することが肝要であり、通常は２枚から２０枚、好ましくは２枚から８枚の不織布が積層され、１枚の不織布の目付は、通常１０ｇ／ｍ²から１００ｇ／ｍ²、好ましくは２０ｇ／ｍ²から５０ｇ／ｍ²である。
【００１６】
平版積層不織布シートは、その積層構造がシート面に部分的に点状に圧着した区域によって固定されている。
個々の圧着一体化した区域の形状は、円形や４角、６角の多角形等任意であり、圧着一体化した区域の面積は、積層される不織布シート１枚の目付、柄、あるいはリントフリーワイパーの寸法等で条件が選択され、通常０．０２ｍｍ^２以上、好ましくは０．１ｍｍ^２、更に好ましくは０．５ｍｍ^２以上である。
【００１７】
更に、本発明のリントフリーワイパーにおいては、点状圧着一体化された区域の面積が投映された平版状積層不織布シートの面積に対して２〜４０％及び点状一体化された区域の密度が０．５〜８０点／cm²であることが肝要である。一枚の不織布自身では、発塵は少ないが、不織布を積層させることで平版不織布積層シートを構成する繊維同志が僅かに干渉し合うことで発塵しリントフリー性が低下すると推測している。点状圧着一体化された区域の面積比が２％に満たないと発塵が多くなり、４０％を越えると発塵は抑えられるがワイパーとしての必要機能である拭き取り性が大きく低下する。同様に、点状一体化された区域の分布密度が０．５点／cm²に満たないと発塵が多くなり、８０点／cm²越えると発塵は抑えられるがワイパーとしての拭き取り性が低下する。
【００１８】
点状に圧着した区域において、構成セルロース単繊維は、繊維自身の吸水作用により元の不織布の構造に戻ることができるが、断面が変形してはいても相互に単繊維がそれぞれの界面を残して密着して隙間のない物理的固着構造を形成している。この構造は断面を走査型電子顕微鏡（４００倍）の下で観察すると単糸繊維が重なった箇所は圧力に応じてつぶされた形に変形されてはいるが、単糸自身は崩壊することなく、単糸の表面と単糸の表面の間は単糸断面とは異なる濃淡が殆どの箇所で確認され、この部分で単糸が物理的に接着している繊維の界面と推定される。
【００１９】
かくして構造が柔らかく、繊維がリントが発生することなく拭き取り性を損なうことのない圧着構造が形成されている。
本発明のリントフリーワイパーは、見掛け密度が０．１〜０．３ｇ／cm³、好ましくは０．１〜０．２５ｇ／cm³である。見掛け密度が、０．３ｇ／cm³を越えると手持ち感や拭き取り性が損なわれ、また、０．１ｇ／cm³に達しないと発塵が多くなりリントフリー性が損なわれる。
【００２０】
本発明におけるリントフリーワイパーの目付けは、２０ｇ／ｍ²から４００ｇ／ｍ²である。目付が２０ｇ／ｍ²未満ではワイパーとして必要な機械的な強度得られなくなり、一方、目付が４００ｇ／ｍ²を越えると拭き取り性が低下するためワイパーとしての機能が損なわれやすいので避けるべきである。
本発明の平版状積層不織布シートを構成する不織布の繊維形態としては、短繊維、長繊維、またはこれらの複合繊維等が用いられるが、比較的大きな繊維屑、例えば脱落繊維が殆ど発生しない長繊維の使用が好ましい。また、不織布を構成する繊維の繊度は、通常１から８デニールのものであるが、拭き取り性を高めるためには１デニール以下の極細繊維でもよく、繊度は特に限定されるものではない。
【００２１】
本発明のリントフリーワイパーは、所望の枚数積層した不織布を前記した形状を有する点状の凸部を分散して有する室温あるいは加熱されたエンボスロールと平滑ロールの間に、通常線圧で１０kg／cmから１５０kg／cm、好ましくは２０kg／cmから１００kg／cmで導入して、散点状の圧着一体化した区域を有する積層不織布シートが得られ、該積層シートをシートカッターへ供給し所望の寸法にカットすることで調製することができる。
【００２２】
本発明のリントフリーワイパーの大きさ形状は商品設計において任意サイズに決定される。通常は縦６０mm横６０mmから縦４００mm横４００mm程度であり、カット方法はシャーカット、押し切り等の物理的なカット方法が用いられる。また、前記のエンボス処理条件は不織布の積層枚数や目付等により決定されるものであり、セルロースポリマーが熱分解しない温度範囲で熱をかけながら固着する方法も採用してかまわない。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下実施例により発明を具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例によって何ら限定されるものではない。実施例における、特性値の測定は、次の方法により行った。
（１）不織布の目付の測定：
標準状態における試料から縦１０cm×横１０cmの試料片計１０点を作成し、平衡水分に到らしめた後、各試料片の重量（ｇ）を秤量し、得られた値の平均値を単位面積（ｍ²）当たりに換算し目付とした。
【００２４】
（２）発塵生の測定：
ＪＩＳ−Ｂ９９２３（６）（シェーク法）に準じて測定し、１立方フィート中の０．５μｍ以下の粒子数を発塵性の指標とした。数が少ないほど発塵が少ない。
（３）圧着度の測定：
試作したワイパーのサンプル１０点について、その平版状積層不織布シート表層部の不織布をつまんで持ち上げ、以下のようにして評価した。
【００２５】
自重で積層した不織布が外れなければ１点とし、外れた時は０点と評価して、平均値を算出して、ハンドリング性の評価指標とした。
（４）見掛け密度の測定：
テクロック社のダイヤルシックネスゲージを用いて測定面積０．７８５cm²で５０ｇ／cm²の荷重を与え、１０枚重ねたワイパーの厚みを測定し、得られた測定値を１０で除して平均の厚みをＤmmとし、この厚みのワイパーの目付をＭｇ／ｍ²としたとき、Ｍ／（Ｄ×１０００）で算出した。なお、単位はｇ／cm³である。
【００２６】
（５）ワイパーの形態観察：
日立製走査型電子顕微鏡（Ｓ２４００型）を用いて加速電圧１０ｋＶで試料の断面観察を実施した。
（６）ワイパーの拭き取り性の評価：
ガラス板上にシリコンオイルを注射器で一滴滴下し、直径４５ミリの円柱状の治具に取り付けたワイパーで１０００グラムの荷重下、１ｍ／分の速度にて拭き取る。拭き取り後、トナーを振りかけ、その後余分のトナーを１kg／cm²の空圧で除去、残存トナーをセロテープに転写して残量量を比較して等級判断を行い、トナーの残量が極めて多いのを１点、残量が普通であるのを３点、残量が極めて少ないのを５点として、１点と３点間及び３点と５点の間に、中間の２点と４点を設けて、５段階で拭き取り性の評価とした。
【００２７】
【実施例】
〔実施例１〕
目付３０ｇ／ｍ²、シート厚み０．２mm、シート幅１８５０mmのキュプラ長繊維不織布であるベンリーゼ（商標名）を４台のアンリールスタンド（巻き戻し台）から各々１００ｍ／分の速度で巻き出しながら４枚積層し、スリッター装置で５００mm幅にスリットしながら巻き取り機でロール状に巻き取り、シート幅５００mmで目付１２０ｇ／ｍ²の４枚積層不織布を得た。
【００２８】
上記４枚重ね積層不織布を室温２８℃で、形状が円形で面積が３．１４ｍｍ^２の彫刻模様を圧着点密度が２点／ｃｍ^２、圧着面積比が８％で配置した表面温度が室温のエンボスロールと表面が平滑で表面温度が室温の金属ロールとの間に線圧２０ｋｇ／ｃｍで速度１０ｍ／分で導入して、散点状に圧着点が均一分散分布圧着一体化した区域を有する４枚積層不織布シートを得た。次いで部分圧着した上記積層不織布を３組の上刃と下刃を有するスリッター機能を装備したフライングシャーカッター装置に供給し、幅方向に１２５ｍｍ、流れ方向に１２５ｍｍにカットして、一辺が１２５ｍｍ角の平版状積層不織布シートからなるワイパーを得た。
【００２９】
この平版状積層不織布シートからなるワイパーは、目付が１１５ｇ／ｍ²吸水率が１３００％で拭き取り性が３〜４級と優れたものであった。また発塵性は２８０でありリントフリー性が高いワイパーであった。
〔比較例１〕
エンボス処理を施さない以外は実施例１と同様の方法でキュプラ長繊維不織布の４枚積層した積層不織布シートを、フライングシャーカッター装置に供給し一辺が１２５mm角の平版状の積層不織布シートからなるワイパーを得た。
【００３０】
得られたワイパーは、目付が１１５ｇ／ｍ²、吸水率が１１００％で、拭き取り性が３〜４級と優れたものであった。発塵性は１８４０であり、発塵しやすいワイパーであった。
〔比較例２〕
実施例１で用いたキュプラ長繊維不織布を実施例１と同様にして４枚積層した目付が、１１５ｇ／ｍ²の積層不織布シートを得た。
【００３１】
次いで、この積層不織布シートをアンリールスタンドから巻き出しながら移動速度３０ｍ／分で移動する９０メッシュの金属上に載置した後、高圧液体処理を施した。高圧液体処理は、孔径０．１２mmの噴射孔が孔間隔０．６２mmで３群配列で配置された高圧柱状水流処理装置を用い、積層不織布シート圧の上方８０mmの位置から柱状水流を作用させ、次いでマングルロールで過剰水分を除去した後、機内の雰囲気温度が１３５℃のサクションドラム式の乾燥機に通して乾燥しながら巻き取り装置で巻き取り、全面が３次元的な繊維交絡が観察される実質的に均一に一体化した不織布シートを得た。
【００３２】
この孔径処理不織布シートをフライングシャーカッター装置に供給し一辺が１２５mm角の平版状の積層不織布ワイパーを得た。このワイパーは、目付が１１８ｇ／ｍ²、吸水率が１１００％で発塵性は３１０であり、リントフリー性が高いワイパーであったが、拭き取り性が１〜２級と低くワイパーとしての拭き取り性能が低いものであった。
〔実施例３〕
圧着点区域密度と圧着面積比が異なるエンボスロールを使用した以外は実施例１と同様の方法で一辺が１２５mm角の平版状の積層不織布ワイパーを得た。
【００３３】
得られたワイパーの発塵性と拭き取り性を評価し、その結果を表１に示した。
【００３４】
【表１】

【００３５】
【発明の効果】
本発明は、セルロース系繊維のみで構成された不織布２枚以上を積層した平版状の積層不織布シートに点状圧着で一体化した区域を設けて、構造を固定した積層不織布シートなるワイパーである。したがって、拭き取り性がよく、嵩高感、手持ち感に優れ、その上吸水性、保水性、耐溶剤性で溶出成分が少ないというセルロース繊維不織布の性能が保持されているというリントフリー性の極めて高いワイパーを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係るリントフリーワイパーの平面視外観を示す模式図。
【図２】本発明に係る実施例のリントフリーワイパーの断面構造を示す模式図。
【符号の説明】
１…点状圧着一体化区域
２…非圧着区域
３…リントフリーワイパー

Claims

少なくとも２枚以上の不織布が積層されてなる平版状積層不織布シートからなり、該平版積層不織布シートがセルロース系長繊維不織布のみで構成され、積層された不織布間が繊維同志の界面を残したまま部分的に点状に圧着一体化された区域を有し、該点状圧着一体化された区域の面積が投影された前記平版積層不織布シートの面積に対して２〜４０％であり、かつ前記点状固着区域の分布密度が０．５〜８０点／ｃｍ^２であることを特徴とするリントフリーワイパー。
見掛け密度が０．１ｇ／ｃｍ^３から０．２５ｇ／ｃｍ^３であり、かつ目付けが２０ｇ／ｍ^２から４００ｇ／ｍ^２であることを特徴とする請求項１記載のリントフリーワイパー。