JP4058011B2 - Non-woven - Google Patents
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Description
この発明は、機械方向(MD方向)とこれに交差する方向(CD方向)とにおける強度差が比較的小さく、表面に多数の起伏を有する不織布に関する。 The present invention relates to a non-woven fabric having a relatively small strength difference between a machine direction (MD direction) and a direction intersecting the machine direction (CD direction) and having a large number of undulations on the surface.
特開平8−60509号公報(特許文献1)に開示の不織布製ワイパーでは、親水性繊維ウェブと疎水性繊維ウェブとの積層体を一方向へ連続的に供給し、その供給過程において、微細孔ノズルから噴射される高圧噴射水流で処理し、両ウェブの構成繊維を再配列するとともに、互いに機械的に交絡させて不織布とする。その後、この不織布を熱処理してウェブに含まれていた複合繊維を捲縮させ、不織布表面に多数の凹凸を形成する。かようにして得られる凹凸は、この不織布をワイパーとして使用したときに、物に付着している汚れをかき取るように作用する。
一方向へ連続的に供給される繊維ウェブに高圧柱状水流を噴射して得られる不織布では、柱状水流直下の繊維の多くが側方へ排除され、ウェブ供給方向に沿って谷となって延びる繊維面密度の低い部位と、排除された繊維が集積してウェブ供給方向に沿って山となって延びる繊維面密度の高い部位とがウェブの幅方向へ交互に形成されることは、当業者によく知られている。また、かかる不織布の前記MD方向は、引張り強度が高くて伸び難く、前記CD方向は、それに比べて引張り強度が低くて伸び易いこともよく知られている。つまり、この不織布は、強度と伸び易さとが方向によって大きく異なるから、これをワイパーとして使用するときには、簡単に破ることがないように、その方向性に留意しなければならない。 In the nonwoven fabric obtained by injecting a high-pressure columnar water stream onto a fiber web that is continuously supplied in one direction, most of the fibers directly under the columnar water stream are eliminated laterally, and the fibers extend as valleys along the web supply direction. It will be understood by those skilled in the art that the portions having a low surface density and the portions having a high fiber surface density in which the excluded fibers are accumulated and extend in a crest along the web supply direction are alternately formed in the width direction of the web. well known. It is also well known that the MD direction of such a nonwoven fabric has a high tensile strength and is difficult to stretch, and the CD direction has a low tensile strength and is easy to stretch. In other words, the strength and easiness of elongation of this nonwoven fabric vary greatly depending on the direction. When this nonwoven fabric is used as a wiper, attention must be paid to its directionality so that it cannot be easily broken.
この発明は、引張り強度や伸び易さについての方向性を気にすることなく使用できる不織布の提供を課題にしている。 This invention makes it a subject to provide the nonwoven fabric which can be used without minding the directionality about tensile strength or easiness of elongation.
前記課題を解決するためのこの発明が前提とするのは、並行する第1面と第2面とを有し、前記両面間で繊維が互いに機械的に交絡することによって形成され、一方向へ連続的および間欠的のいずれかの態様で延びる互いに平行な繊維面密度の高い部位と低い部位とが前記一方向と交差する方向で交互に並び、前記第1面には、前記面密度の高い部位が山となり前記面密度の低い部位が谷となるような起伏が形成されている不織布である。 The present invention for solving the above-mentioned problem is premised on having a first surface and a second surface which are parallel to each other, and the fibers are formed by mechanically entanglement between the two surfaces in one direction. Highly and lowly parallel fiber surface density portions extending in either a continuous or intermittent manner are arranged alternately in a direction intersecting the one direction, and the first surface has a high surface density. It is a nonwoven fabric in which undulations are formed such that the part becomes a mountain and the part having the low surface density becomes a valley.
かかる前提において、この発明が特徴とするところは、下記工程a〜cを含む製造方法により製造されて、前記一方向と交差する方向に、隣り合う前記面密度の高い部位と低い部位とをまたぎ、前記面密度の低い部位よりも高い密度を有するブリッジ部が延びていること、にある。
a.繊維ウェブを一方向へ連続的に供給する工程。
b.前記繊維ウェブを、下記で定義される供給速度減速割合が16〜35%となる範囲で、前記ウェブの幅方向へ一列に並ぶ多数のノズルから噴射される高圧柱状水流の直下へ供給する工程。
供給速度減速割合(%)=
(柱状水流より前の供給速度)−(柱状水流より後の引取速度)
─────────────────────────────×100
(柱状水流より後の引取速度)
c.前記柱状水流で処理したウェブを、前記供給速度減速割合の範囲内で、前記一方向に沿って引取る工程。
Under such a premise, the present invention is characterized by being manufactured by a manufacturing method including the following steps a to c, and straddling a portion having a high surface density and a portion having a low surface density adjacent to each other in a direction crossing the one direction. The bridge portion having a higher density than that of the low surface density portion extends.
a. A step of continuously supplying the fiber web in one direction.
b. Supplying the fiber web directly below a high-pressure columnar water stream ejected from a plurality of nozzles arranged in a line in the width direction of the web in a range in which a supply speed reduction rate defined below is 16 to 35%.
Supply speed deceleration rate (%) =
(Supply speed before columnar water flow)-(Take-up speed after columnar water flow)
───────────────────────────── × 100
(Take-up speed after columnar water flow)
c. A step of drawing the web treated with the columnar water flow along the one direction within the range of the supply speed reduction rate.
この発明の実施態様の一つにおいて、前記面密度の低い部位は、前記一方向と交差する方向の幅が0.05〜0.5mmの範囲にある。 In one embodiment of the present invention, the low surface density portion has a width in the direction intersecting the one direction in the range of 0.05 to 0.5 mm.
実施態様の他の一つにおいて、前記ブリッジ部では、前記繊維の一部分が前記一方向と交差する方向へ延びている。 In another embodiment, in the bridge portion, a part of the fiber extends in a direction crossing the one direction.
実施態様の他の一つにおいて、前記繊維が短繊維および連続繊維のいずれかである。 In another embodiment, the fibers are either short fibers or continuous fibers.
実施態様の他の一つにおいて、前記柱状水流が、供給される前記ウェブの垂直方向に対して前記ウェブ供給方向の前方へ4〜15°傾いた方向から噴射されることにより製造される。 In another embodiment, the columnar water flow is produced by being jetted from a direction inclined 4 to 15 degrees forward of the web supply direction with respect to the vertical direction of the web to be supplied.
この発明に係る不織布は、互いに平行に一方向へ延びる繊維面密度の高い部位と低い部位との他に、これらの部位に交差して延びるブリッジ部を有するから、前記一方向および前記一方向と交差する方向の引張り強度や伸びの差が小さくなり、不織布が均質なものになる。 Since the nonwoven fabric according to the present invention has a high and low fiber surface density portion extending in one direction parallel to each other and a bridge portion extending across these portions, the one direction and the one direction The difference in tensile strength and elongation in the intersecting direction is reduced, and the nonwoven fabric becomes homogeneous.
添付の図面を参照して、この発明に係る不織布とその製造方法の詳細を説明すると、以下のとおりである。 The details of the nonwoven fabric and its manufacturing method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1、2、3は、不織布1の斜視図と、そのII−II線およびIII−III線断面図である。不織布1は、繊維2が互いに機械的に交絡することにより形成されているもので、起伏に富む上面3と、上面3に比べて起伏が少なく、比較的平滑で、上面3に並行している下面4とを有する。不織布1は、双頭矢印X方向へ交互に並び、これと直交する双頭矢印Y方向へ実質的に平行して延びる繊維面密度の高い部位(高密度部位)6と、繊維面密度の低い部位(低密度部位)7とを有する。また、不織布1は、これら両部位6,7の少なくとも一つずつをまたいで概ね矢印X方向へ延び、低密度部位7よりも繊維面密度が高いブリッジ部8を有する。ここで使用される繊維面密度(以下では、単に面密度ともいう)とは、不織布1を上面3から下面4へ向かって平面的に見たときに、単位面積の中に存在する繊維の本数を意味する。
1, 2 and 3 are a perspective view of the nonwoven fabric 1 and sectional views taken along lines II-II and III-III. The nonwoven fabric 1 is formed by mechanically interlacing the
繊維2には、熱可塑性合成繊維、パルプ等の天然繊維、レーヨン等の化学繊維、またはこれら繊維の混合物が、坪量20〜200g/m2の割合で使用される。合成繊維は、繊度0.1〜3dのものが好ましく、必要なら親水化処理して使用される。
As the
高密度部位6では、上面3近傍に位置する繊維2が概ねY方向へ配向している。高密度部位6には低密度部7よりも多くの繊維2が集積していて、厚みが厚く、頂部9が低密度部位7よりも上方に位置している。高密度部位6の矢印X方向の幅は約0.05〜5mm、最も厚い部分の厚みは約0.2〜1mmの範囲にあることが好ましい。
In the
低密度部位7では、繊維2が概ねY方向へ配向している場合と、特定の方向には配向していない場合とがある。低密度部位7には高密度部位6ほどには繊維2が存在しておらず、底部11で厚みが最も薄くなっている。低密度部位7の矢印X方向の幅は約0.02〜0.5mm、底部11の厚みは約0.02〜0.5mmの範囲にあることが好ましい。高密度部位6と低密度部位7とは、一方が山となり他方が谷となるように、矢印X方向で起伏を繰り返している。かかる低密度部位7は、高密度部位6と比べて、X,Y両方向の引張り強度が低く、またX,Y両方向へ伸び易い部位である。
In the
ブリッジ部8は、隣り合う高密度部位6と低密度部位7とにほぼ直角または斜めに交差して矢印X方向へ延びている。ブリッジ部8の頂部は、高密度部位6の頂部9とほぼ同じ高さであるか、または頂部9よりも高い。ただし、ブリッジ部8は、端部13近傍の高さが高密度部位6の頂部9よりも低い場合がある。ブリッジ部8は、その幅や長さが特定されるものではないが、一例を挙げれば、0.5〜1mm程度の幅と、5〜100mm程度の長さと、1〜3mm程度の矢印Y方向へ反復して現われるときのピッチとを有する場合がある。ブリッジ部8の繊維2は、その一部分がX方向へ配向している場合がある。また、繊維2は、ブリッジ部8と高密度部位6との間、およびブリッジ部8と低密度部位7との間にまたがって延びており、かかる繊維2によって、ブリッジ部8とこれら部位6,7とが一体化されている。ブリッジ部8の繊維面密度は、低密度部位7のそれと同程度であるかまたはそれよりも高く、高密度部位6のそれよりも高い場合がある。不織布1の全体を見たときに、このように形成されたブリッジ部8は、不織布1の上面3または上下面3,4に形成された多数のしわとして認識される場合がある。
The bridge portion 8 extends in the arrow X direction so as to intersect the adjacent
不織布1が、もし図1のようなものではなくて、高密度部位6と低密度部位7とが形成されてはいても、ブリッジ部8が形成されていない不織布である場合には、その不織布は、矢印X方向へ引張られると、低密度部位7で特に伸び易く、かつ、該部位7で破れ易い。また、矢印Y方向へ引張られたときには、高密度部位6の作用によって、X方向へ引張られるときほどには簡単に伸びたり、破れたりすることがない。このように、X方向とY方向とで強度や伸びに差のある不織布、つまり方向性が大きい不織布にブリッジ部8が形成されているこの発明の不織布1では、ブリッジ部8の存在によって低密度部位7の伸びが抑えられ、かつ、引張り強度が向上し、X方向とY方向とにおける強度や伸びの差が小さくなり、不織布1が方向性の小さい均質なものになる。
If the non-woven fabric 1 is not as shown in FIG. 1 and has a high-
このようにして得られる不織布1が、例えば壁面の汚れ拭き取り用のワイパーとして使用され、それを矢印Y方向へ動かして壁面を擦るときには、ブリッジ部8で壁面の汚れをかき取ることができる。また、高密度部位6と低密度部位7との厚みの差が大きく、これら両部位6,7の間に大きな段差が生じる場合には、不織布1を矢印X方向へ動かして壁面を擦れば、その段差でも汚れをかき取ることができる。また、この不織布1は均質で、X方向とY方向とで強度や伸びに大きな差がないから、不織布1をX方向へ動かしながらでも、Y方向へ動かしながらでも、不織布1の破れを気にすることなく、壁面を擦ることができる。
The nonwoven fabric 1 obtained in this way is used as, for example, a wiper for wiping dirt on the wall surface, and when the wall surface is rubbed by moving it in the direction of the arrow Y, the dirt on the wall surface can be scraped off by the bridge portion 8. In addition, when the difference in thickness between the high-
不織布1の構成繊維2が連続繊維である場合には、不織布1をワイパーとして使用したときに、繊維の脱落がなく、汚れを拭き取った壁面に繊維くずが付着するというようなことがない。また、構成繊維2が短繊維である場合には、連続繊維を使用した場合に比べて生産速度が速く、それに伴い不織布1のコストダウンが可能になる。
In the case where the
図4は、不織布1の製造工程を示す図面である。図の左からはコーミングウェブ機等から供給される原料ウェブ100が速度v1で供給され、右方向へ回転するドラム状支持体102に載せられて、高圧柱状水流103が上方から噴射される。柱状水流103は、ウェブ101の幅方向へ一列に並ぶ多数の微細孔ノズル104から噴射されるもので、この水流によってウェブ100を構成している繊維が再配列されると同時に、互いに機械的に絡み合い不織布101となる。不織布101は速度v2で右方へ引取られ、図1の不織布1として使用される。ウェブ100の幅方向(CD方向)は図1の不織布1のX方向となり、ウェブ100の走行方向(MD方向)は不織布1のY方向となる。
FIG. 4 is a drawing showing a manufacturing process of the nonwoven fabric 1. From the left side of the figure, a
この工程では、供給速度v1が引取速度v2よりも大きく、かつ、v2を基準にしたときに、
供給速度減速割合R(%)=(v1−v2)/v2×100
が16〜35%となるように、両速度v1,v2が設定される。また、ノズル104の位置は、ドラム102に載せられたウェブ100に対する柱状水流の噴射の向き、すなわち図4におけるウェブ100への垂線Hから前方への傾斜面度Aが4〜15°となるように設定されている。
In this step, when the supply speed v 1 is larger than the take-up speed v 2 and is based on v 2 ,
Supply speed deceleration rate R (%) = (v 1 −v 2 ) / v 2 × 100
Both velocities v 1 and v 2 are set so that is 16 to 35%. Further, the
その結果、ウェブ100には、柱状水流103の直前でウェブ100の幅方向へ延びる多数のしわ106が形成され、それと同時に柱状水流103によってしわ106がほぼそのままの形状でウェブ101に固定される。固定されたしわ106は、不織布1のブリッジ部8となる。当業者によく知られたことではあるが、一方向へ走行するウェブ100において、柱状水流103が直接噴射された部位ではウェブ100の構成繊維の多くが側方へ排除され、不織布1の低密度部位7が形成される。排除された繊維は柱状水流と柱状水流との間に集積して高密度部位6が形成される。図示の工程では、ドラム102の内側にサクション機構が設けられており(但、図示せず)、噴射後の柱状水流が速やかに吸引される。
As a result, a large number of
この発明によれば、ウェブ100に対して斜め前方から柱状水流103を噴射することで、ウェブ100に多数のしわ106を形成することができ、それと同時に、しわ106の中の繊維をウェブ100の幅方向へ配向させることができる。このようにしてしわ106から得られるブリッジ部8は、低密度部位7に多くの繊維をもたらし、かつ、その繊維の少なくとも一部分がウェブ100の幅方向へ配向することによって、不織布1のX方向における引張り強度を向上させ、かつ、不織布1をX方向へ伸び難くする。
According to the present invention, a large number of
(実施例1)
繊度0.5dのポリプロピレン連続繊維からなる坪量約30g/m2のウェブを図4の工程に投入し、下記製造条件で図1に示されるようなしわの入った不織布を得た。この不織布の坪量1g,幅1cm当りの引張強度は、
MD方向の強度SMD=36.7(g/cm)/(g/m2)
CD方向の強度SCD=27.3(g/cm)/(g/m2)
SCD/SMD=0.74
であった。
(製造条件)
柱状水流噴射角度(A) 7.2°
供給速度減速割合(R) 33%
Example 1
A web having a basis weight of about 30 g / m 2 made of a polypropylene continuous fiber having a fineness of 0.5 d was put into the step of FIG. 4 to obtain a wrinkled nonwoven fabric as shown in FIG. The nonwoven fabric has a basis weight of 1 g and a tensile strength per 1 cm of width.
Strength in MD direction S MD = 36.7 (g / cm) / (g / m 2 )
Strength in CD direction S CD = 27.3 (g / cm) / (g / m 2 )
S CD / S MD = 0.74
Met.
(Production conditions)
Columnar water jet angle (A) 7.2 °
Supply speed deceleration rate (R) 33%
(実施例2)
柱状水流噴射角度(A)を10.1°とした以外は実施例1と同じ条件で得た不織布の引張強度は、次のとおりであった。
(Example 2)
The tensile strength of the nonwoven fabric obtained under the same conditions as in Example 1 except that the columnar water jet angle (A) was 10.1 ° was as follows.
SMD=33.0(g/cm)/(g/m2)
SCD=25.8(g/cm)/(g/m2)
SCD/SMD=0.78
S MD = 33.0 (g / cm) / (g / m 2 )
S CD = 25.8 (g / cm) / (g / m 2 )
S CD / S MD = 0.78
(比較例1)
実施例1で使用したウェブを図4の工程に投入し、下記製造条件で得たしわのない不織布の引張強度は、次のとおりであった。
(Comparative Example 1)
The web used in Example 1 was put into the process of FIG. 4 and the tensile strength of the wrinkle-free nonwoven fabric obtained under the following production conditions was as follows.
SMD=53.3(g/cm)/(g/m2)
SCD=25.8(g/cm)/(g/m2)
SCD/SMD=0.48
(製造条件)
柱状水流噴射角度(A) 0°
供給速度減速割合(R) 0%
S MD = 53.3 (g / cm) / (g / m 2 )
S CD = 25.8 (g / cm) / (g / m 2 )
S CD / S MD = 0.48
(Production conditions)
Columnar water jet angle (A) 0 °
Supply speed deceleration rate (R) 0%
(比較例2)
柱状水流噴射角度をウェブの流れ方向とは逆の方向へ3.4°傾斜させた以外は比較例1と同じ条件で得たしわのない不織布の引張強度は、次のとおりであった。
(Comparative Example 2)
The tensile strength of the non-wrinkled nonwoven fabric obtained under the same conditions as in Comparative Example 1 was as follows except that the columnar water jet angle was inclined by 3.4 ° in the direction opposite to the web flow direction.
SMD=47.8(g/cm)/(g/m2)
SCD=24.2(g/cm)/(g/m2)
SCD/SMD=0.51
S MD = 47.8 (g / cm) / (g / m 2 )
S CD = 24.2 (g / cm) / (g / m 2 )
S CD / S MD = 0.51
実施例1,2と比較例1,2とにおけるSCD/SMDの値から、この発明に係る不織布のMD方向とCD方向との強度の差が比較例のそれに比べて小さいことがわかる。 From the values of S CD / SM D in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, it can be seen that the difference in strength between the MD direction and the CD direction of the nonwoven fabric according to the present invention is smaller than that in the comparative example.
1 不織布
2 繊維
3 第1面(上面)
4 第2面(下面)
6 高密度部位
7 低密度部位
8 ブリッジ部
100 ウェブ
103 柱状水流
104 ノズル
1
4 Second surface (lower surface)
6
Claims (5)
下記工程a〜cを含む製造方法により製造されて、前記一方向と交差する方向に、隣り合う前記面密度の高い部位と低い部位とをまたぎ、前記面密度の低い部位よりも高い密度を有するブリッジ部が延びていることを特徴とする前記不織布:
a.繊維ウェブを一方向へ連続的に供給する工程、
b.前記繊維ウェブを、下記で定義される供給速度減速割合が16〜35%となる範囲で、前記ウェブの幅方向へ一列に並ぶ多数のノズルから噴射される高圧柱状水流の直下へ供給する工程、
供給速度減速割合(%)=
(柱状水流より前の供給速度)−(柱状水流より後の引取速度)
─────────────────────────────×100
(柱状水流より後の引取速度)
c.前記柱状水流で処理したウェブを、前記供給速度減速割合の範囲内で、前記一方向に沿って引取る工程。 Parallel fibers having a first surface and a second surface that are parallel to each other and formed by mechanically interlacing the fibers between the two surfaces and extending in one direction in either a continuous or intermittent manner Sites with high surface density and regions with low surface density are alternately arranged in a direction intersecting the one direction, and the first surface has a mountain with the high surface density and a valley with the low surface density. A nonwoven fabric with undulations formed thereon ,
It is manufactured by a manufacturing method including the following steps a to c, and crosses the adjacent high-density area and low-density area in a direction crossing the one direction, and has a higher density than the low-area density area. The nonwoven fabric characterized in that the bridge portion extends :
a. Continuously supplying a fiber web in one direction;
b. Supplying the fiber web directly below a high-pressure columnar water stream ejected from a number of nozzles arranged in a line in the width direction of the web in a range in which the rate of deceleration of supply speed defined below is 16 to 35%;
Supply speed deceleration rate (%) =
(Supply speed before columnar water flow)-(Take-up speed after columnar water flow)
───────────────────────────── × 100
(Take-up speed after columnar water flow)
c. A step of drawing the web treated with the columnar water flow along the one direction within the range of the supply speed reduction rate .
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