JP4058372B2 - 表面に凹凸を有する熱水溶解性不織布およびその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は表面に凹凸を有する熱水溶解性不織布に関する。特に表面の凹凸により嵩高いことにより、たとえば衛生用資材や、エアフィルタ、清掃用のモップ用シート、ワイピング材、マスクの基材、クッション材、化粧落とし材、装飾用材料、ラッピング材、緩衝材など、各種用途に好適に使用でき、用済み後は処分しやすい熱水溶解性不織布にかかわるものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、不織布表面に多数の凹凸を形成して、不織布の見掛け厚みを増大化した嵩高不織布として、感熱高収縮性繊維の収縮を利用したものがあった（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００３】
しかし、これら従来の不織布は、感熱高収縮性繊維としてエチレンープロピレンランダムコポリマーを含むポリマーからなる繊維や、変性ポリエステル潜在捲縮繊維を主体として用いたものであったため、熱水溶解性能を具備させることが一般に困難であった。したがってこれら従来の不織布を処分する際は、焼却するのであるが、非常に嵩高いため、廃棄は容易ではなかった。
【特許文献１】
特開２０００−２３４２５３号公報
【特許文献２】
特開平７−２２９０５２号公報
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述のような問題点を解消するためになされたもので、表面に凹凸を有し、廃棄の際に嵩を減らすことのできる、凹凸を有する嵩高な熱水溶解性不織布を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の凹凸を有する熱水溶解性不織布（以下単に凹凸不織布ということがある）は、請求項１に記載されたとおり、温水によって収縮する温水収縮性と、８０℃以上の熱水に溶解する熱水溶解性とを有している熱水溶解性温水収縮性繊維が少なくとも４０重量％以上配合されるとともに温水収縮性がなく熱水溶解性を有する熱水溶解性温水非収縮性繊維が少なくとも２０重量％以上配合された第一繊維層の少なくとも片面に、熱水溶解性温水非収縮性繊維が少なくとも７０重量％以上配合された第二繊維層が積層され、前記第一繊維層と前記第二繊維層とが部分的に一体化されており、しかも前記第一繊維層が収縮していて第二繊維層が多数の凹凸部を形成していることを特徴とする。この凹凸不織布の第一繊維層に配合される熱水溶解性温水収縮性繊維（以下、溶解収縮繊維ということがある）は、３０℃以上、好適には４０℃以上、さらに好適には６０℃以上で、８０℃未満、好適には７０℃以下の温度範囲の温水に浸漬すると１０％以上収縮する性質を有しているとともに、８０℃以上の熱水には完全に溶解する熱水溶解性を有している繊維である。本発明の凹凸不織布の第一繊維層には該溶解収縮繊維が少なくとも４０重量％以上、配合されている。また第一繊維層には、温水の作用では収縮しにくく、熱水溶解性を有している熱水溶解性温水非収縮性繊維（以下、非収縮繊維ということがある）が、少なくとも２０重量％以上配合されている。そして、第二繊維層には、非収縮性繊維が少なくとも７０重量％以上配合されている。本発明の凹凸不織布はこのように熱水溶解性を有する繊維を主体として構成されているため、使用後は熱水で完全に溶解させて液状にしたり、繊維が分散したスラリー状にすることで、廃棄の際に嵩を減らすことができる。たとえば衛生用資材の用途においては、煮沸消毒と同時に嵩を減らすことができる。また第一繊維層に２０重量％以上配合された非収縮繊維は、溶解収縮繊維同士が収縮時に接着することを阻害するとともに第一繊維層に微細な毛羽立ちやふくらみを持たせている。また、第一繊維層が収縮している状態で、第二繊維層が多数の凹凸部を形成している状態で、両者が部分的に一体化されているので、嵩高い不織布となっている。第二繊維層に形成された多数の凹凸部は均一でムラが無く、外観が良いものである。
【０００５】
また前記溶解収縮繊維としてポリビニルアルコール系の繊維を用いたものであれば、温水中で膨潤する性質をも有しているので、乾燥により繊維同士を接着させ繊維の脱落を防止することもできる。また温水収縮性のあるポリビニルアルコール系の繊維は、温水処理で繊維長が不可逆的に収縮する特性があり、収縮が終了すると、短縮状態で固定したままとなる。従って、弾性繊維や潜在巻縮性繊維などによる可逆的な収縮と異なり、第二繊維層に形成された凹凸は固定され容易にはなくならない。
【０００６】
また前記非収縮繊維が非収縮性のポリビニルアルコール系の繊維であると、熱水溶解性が高いので好適である。
【０００７】
また凹凸不織布の（厚み／目付）の値が１５〜３５ｃｍ３／ｇであるものは、従来の不織布にない非常に軽く嵩高い状態となるので、各種用途における軽量化が可能である。例えばエアフィルタ等に用いた場合は装置を軽量化することができ、ラッピング材として用いる際にはボリューム感のある装飾が可能である。なおこの（厚み／目付）の値によって重量当りの容積が算出され、軽くしかも嵩高いことを示す指標となる。
【０００８】
また前記第二繊維層に、熱接着性繊維又は温水収縮性を有するポリビニルアルコール系の繊維が５重量％以上、３０重量%未満配合されたものであれば、接着によって毛羽立ちや繊維の脱落を防止する効果が高い。熱接着性繊維とは、他の繊維より低融点の熱可塑性樹脂成分が少なくとも繊維表面に配されている繊維であり、単一樹脂からなる低融点繊維や、低融点の熱可塑性樹脂成分を含む芯鞘型やサイドバイサイド型などの複合繊維を使用できる。温水収縮性を有するポリビニルアルコール系の繊維は、温水中で収縮および膨潤し乾燥により繊維同士を接着させることができ、３０重量%未満の配合であれば、第二繊維層が凹凸を生ずることを阻害しない。
【０００９】
さらに本発明の製造方法は、前記の凹凸不織布を得る製造方法であり、温水によって収縮する温水収縮性と８０℃以上の熱水に溶解する熱水溶解性とを有している熱水溶解性温水収縮性繊維を少なくとも４０重量％以上配合するとともに、温水収縮性がなく熱水溶解性を有する熱水溶解性温水非収縮性繊維を少なくとも２０重量％以上配合した第一繊維層を作成する工程、熱水溶解性温水非収縮性繊維を少なくとも７０重量％以上配合した第二繊維層を作成する工程、前記第一繊維層の少なくとも片面に前記第二繊維層を積層し、部分的に一体化する工程、一体化した第一・第二繊維層を温水で収縮せしめる収縮処理工程を含む。一般に繊維層を複数積層すると、断熱効果が生じて、ヒーターなどで加熱しても積層体全体に熱が到達するのに時間がかかる場合があるが、温水に浸漬すれば、収縮溶解繊維が短時間のうちにムラ無く温水に接触して収縮するので、第一繊維層全体を均一に収縮させる。このとき第二繊維層は収縮しないが一体化した結合部分だけが収縮に追従して、結合部分以外にしわ、すなわち多数の凹凸部が生じるが、第一繊維層の収縮がムラ無く均一のために第二繊維層の多数の凹凸部もムラ無く均一で外観の良い凹凸不織布が得られる。
【００１０】
また第二繊維層に、熱接着性繊維を５重量％以上、３０重量%未満配合し、前記収縮処理工程の後に熱接着性繊維の低融点成分の融点以上、融点よりも２０℃高い温度以下の温度で乾燥する工程を追加すれば、収縮工程で用いた温水を乾燥除去させると同時に、熱接着によって繊維の脱落を防止することができるので合理的である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について具体的に説明する。
【００１２】
本発明の凹凸不織布は、少なくとも２層構造であり、第一繊維層には熱水溶解性温水収縮性繊維（以下、溶解収縮繊維という）が配合されている。溶解収縮繊維は、温水収縮性と熱水溶解性とを併せ持つ。熱水溶解性とは、８０℃以上の熱水に完全に溶解して繊維の形状を失う特性を有することをいう。温水収縮性とは、温水に浸漬することによって繊維長が短縮する性質をいい、本発明に用いる溶解収縮繊維は、温水の温度として、３０℃以上、好適には４０℃以上、さらに好適には６０℃以上で、８０℃未満、好適には７０℃以下の温度範囲の温水に浸漬することで収縮する。またこの温水収縮性の目安として繊維を異なる温度の温水に一定時間浸漬するという手段で繊維の最大収縮発現温度及び最大収縮率を測定できる。本発明の溶解収縮繊維の温水中での最大収縮発現温度は７０〜７５℃付近が好適で、７０〜７５℃の温水に浸漬した場合の最大収縮率が５０％以上であればよく、５５％以上、６０％以上がより望ましい。このような繊維としては温水収縮性ポリビニルアルコール繊維が、収縮性に優れかつ熱水溶解性を有し、収縮時に繊維同士を接着させる作用もあるので特に好適である。溶解収縮繊維の配合量は第一繊維層に対して少なくとも４０重量％以上、望ましくは５０重量％以上、さらに望ましくは５５重量％以上である。溶解収縮繊維の配合量が多ければ第一繊維層の収縮性が高まり、また繊維脱落はなくなるが、７０重量％を超えると収縮時に繊維同士が接着した部分が多くなって不織布の風合いが硬化する恐れがあるため、７０重量％以下の配合が望ましく、用途によって配合量を適宜調整することが望ましい。また、溶解収縮繊維の繊度および繊維長は特に限定しないが、製造上の扱いやすさなどから０．８ｄｔｅｘ〜11ｄｔｅｘ、２０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲のものが好適であり１．７〜６．６ｄｔｅｘ、３０〜８０ｍｍであるとより好適である。
【００１３】
また第一繊維層には、前記溶解収縮繊維に加えて、熱水溶解性を有するが温水収縮性の無い熱水溶解性温水非収縮性繊維が配合されている。非収縮繊維は、温水によって収縮しにくい、具体的には７０℃以下の温水中での前記最大収縮率が１０％以下のものでかつ熱水溶解性に優れた繊維であれば良く、特に限定するものではないが、熱水溶解性があって温水収縮性の低いポリビニルアルコール系の繊維、たとえばビニロン繊維などが入手しやすく、取り扱いやすい。特に熱水で溶解するタイプのクラロンK−２繊維（株式会社クラレ・登録商標）を用いると、温水では収縮する事が無く、熱水での溶解性が高い効果がある。非収縮繊維の配合量は第一繊維層に対して少なくとも２０重量％以上、望ましくは２５重量％以上、さらに望ましくは３０重量％以上で、６０重量％を超えないことである。非収縮繊維は、前記溶解収縮繊維が収縮しても収縮しないので、溶解収縮繊維同士が収縮時に接着することを阻害するとともに第一繊維層に微細な毛羽立ちやふくらみを持たせるが、配合量が６０重量％を超えると第一繊維層の収縮を阻害する恐れがある。
【００１４】
本発明の凹凸不織布の第一繊維層には、前記溶解収縮繊維、非収縮繊維以外に公知の合成繊維であるポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維などを配合されていてもよいが、熱水溶解性の無い繊維を使用すると熱水溶解時にスラリーに不溶性の繊維が残ってしまうため、これらの繊維の配合量は少ないことが望ましい。
【００１５】
本発明の第一繊維層の収縮率は前記溶解収縮繊維の配合量、配合比率や温水温度によって調整され、下記の式で算出される面積収縮率が３０％以上７０％以下、３５％以上７０％以下、４０％以上６５％以下であることが順に望ましい。面積収縮率が３０％以下であると、第二繊維層に十分に凹凸が発生せず嵩高い不織布を得られない恐れがある。
面積収縮率（％）＝｛（収縮前の第一繊維層の面積）−（収縮後の第一繊維層の面積）｝／（収縮前の第一繊維層の面積）×１００
前記第一繊維層の少なくとも片面、または両面に、第二繊維層が積層されている。第二繊維層には、前記のような非収縮繊維が７０重量％以上配合されている。好ましくは８０％以上、９０％以上、１００％であってもよい。第二繊維層には非収縮繊維以外に後述する熱接着性繊維や汎用的な合成繊維であるポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維や温水収縮性ポリビニルアルコール繊維、などが配合されていてもよいが、このような汎用的な合成繊維は生分解性や嵩高性の観点から３０重量％を超えないことが必要である。
【００１６】
また、第二繊維層には熱接着性繊維又は温水収縮性を有するポリビニルアルコール系の繊維が５重量％３０重量％未満含まれていることが望ましい。熱接着性繊維とは、他の繊維より低融点の熱可塑性樹脂成分が少なくとも繊維表面に配されている繊維であり、単一樹脂からなる低融点繊維や、低融点の熱可塑性樹脂成分を含む芯鞘型やサイドバイサイド型などの複合繊維などがある。このような熱接着性繊維が配合されていることによって第二繊維層の表面の毛羽立ちや繊維の脱落を防止することができる。熱接着性繊維の低融点成分の融点は、他の繊維との関係によって決めることができ、第二繊維層の５０％以上を占める非収縮繊維の融点に対して１０℃以上低いことが望ましい。なお、本発明における繊維の融点は、繊維を形成している樹脂の融点を指し、JIS K ７１２１（熱流速示査走査熱流量測定（DSC））に規定されている方法により、昇温速度１０℃／分の条件下で得られる測定値をいう。温水収縮性を有するポリビニルアルコール系の繊維は温水中で収縮および膨潤し乾燥により繊維同士を接着させることができ、３０重量％未満配合しても、非収縮繊維が７０重量％以上配合されていれば、第二繊維層は収縮しにくく、凹凸部が生ずることを阻害しない。
【００１７】
第一繊維層の両面に第二繊維層が積層されている場合は、一方の第二繊維層について第三繊維層と称することにする。第三繊維層は第二繊維層と同一の繊維配合であってもよいし、第二繊維層の条件の範囲内で、異なる繊維配合になっていても良い。
【００１８】
そして第一繊維層と第二繊維層とは、第一繊維層が収縮している状態で、第二繊維層（および第三繊維層）は多数の凹凸部を形成している状態で、部分的に一体化されている。第一繊維層と第二繊維層（および第三繊維層）の一体化されている結合部分以外では第二繊維層（および第三繊維層）は皺を生じ、具体的には第一繊維層に対して厚さ方向に離れた凸部や接した凹部を形成し、嵩高くなっている。これら多数の凹凸部は均一でムラが無く、外観が良い。一体化手段は特に限定しないが、接着剤、繊維融着、繊維絡合といった方法によるものであればよい。一体化手段を施した結合部分の形状が、連続的な直線状である場合は他の直線との距離が１０ｍｍ以下であることが望ましく、点状である場合には少なくとも１つの隣接した点との距離が１０ｍｍ以下であることが望ましく、結合部分の形状が不連続な線である場合は不連続部分の距離または、他の不連続な線との距離が１０ｍｍ以下となっていることが望ましい。この距離すなわち結合されていない部分の長さが１１ｍｍを超えると、凹凸は形成されるが嵩高性が不足する場合がある。なおこれら距離の下限は１ｍｍ程度である。これより結合部分が密集することは嵩高性を阻害する恐れがある。
【００１９】
本発明の凹凸不織布において重要なことは、軽量でありながら凹凸があることにより嵩高いものであるということである。特に、（厚み／目付）の値が１５〜３５ｃｍ３／ｇという関係にあることが望ましい。本発明の凹凸不織布の目付は４０g/m2〜２００g/m2の範囲にあることが望ましいが用途に応じて設計すればよく、制約されるものではない。また厚みは前田式厚み測定器によって荷重下（２０ｇ／ｃｍ２）で測定されるが、第一繊維層の片面のみに第二繊維層が積層されている場合、厚みは０．６ｍｍ〜７ｍｍの凹凸不織布が作成しやすい。
【００２０】
つぎに、本発明の凹凸不織布の製造方法について説明する。
【００２１】
まず、溶解収縮繊維を４０重量％以上、非収縮繊維を２０重量％以上配合した第一繊維層を準備する。本発明の第一繊維層は、前記溶解収縮繊維および非収縮繊維を前記配合で混綿しカーディングした単層ウエブ、あるいは単層ウエブをクロスレイ方式やクリスクロス方式などで積層した積層ウエブといった状態であればよく、このような各種ウエブに対して軽く交絡あるいは接着の処理を行って不織布状態にしておいてもよい。 第一繊維層の目付は５ｇ／ｍ2以上 １００ｇ／ｍ２以下が望ましく、８ｇ／ｍ2以上６０ｇ／ｍ２以下がさらに望ましいがこの範囲に限定されるものではなく、目的により適時設計すればよい。第一繊維層の目付は絶対量として定めるものではなく、嵩高性の観点からは（第一繊維層目付：第二繊維層目付）の比率が重要である。嵩高さを得るのに適した（第一繊維層目付：第二繊維層目付）は（４０：６０）〜（６０：４０）であり、第一繊維層が相対的に少なすぎると収縮力が弱くて十分に凹凸を発生させられなくなる恐れがあり、第一繊維層が相対的に多すぎると荷重によって凹凸不織布の厚みがつぶれやすい恐れがある。
【００２２】
前記第一繊維層の少なくとも片面に第二繊維層を積層する。以下の説明では片面のみに第二繊維層を積層した状態について述べるが、もう片面に第三の繊維層を設けた場合も製法はこれに準じる。第二繊維層は、非収縮繊維を７０重量％以上配合したものをカーディングした単層ウエブや積層ウエブ、前記各種ウエブに対して軽く交絡あるいは接着の処理を行って不織布状態にしておいてもよい。また、第二繊維層には、熱接着性繊維を５重量％以上、３０重量%未満配合しておくと、後述する収縮処理後に、熱融着処理を行って、不織布からの繊維脱落などを防ぐことができる。又は、熱接着性繊維ではなく温水収縮性を有するポリビニルアルコール系の繊維を熱接着性繊維を５重量％以上、３０重量%未満配合しておくと、後述する収縮処理と乾燥によって繊維を接着し、不織布からの繊維脱落などを防ぐことができる。第二繊維層の目付は５ｇ／ｍ2以上１００ｇ／ｍ２以下が望ましく、８ｇ／ｍ2以上６０ｇ／ｍ２がさらに望ましいが制約されるものではなく、第一繊維層に対して前記のような適当な比率で設計する。
【００２３】
第一繊維層と第二繊維層を一体化するが、結合は部分的に行われる必要があり、結合部分が散在した状態になるようにすることが望ましい。一体化手段を施した結合部分の形状が、連続的な直線状である場合は、他の直線との距離が２０ｍｍ以下であることが望ましく、点状である場合には少なくとも１つの隣接した点との距離が１５ｍｍ以下であることが望ましく、結合部分の形状が不連続な線である場合は不連続部分の距離または、他の不連続な線との距離が１５ｍｍ以下となっていることが望ましい。この距離が１５又は２０ｍｍを超えると、繊維層組織の強度が不足して後述する収縮処理工程に耐えられない恐れがある。なおこれら距離の下限は１．５ｍｍ程度であり、これより結合部分が近接して密集すると凹凸不織布の嵩高性を阻害する恐れがある。一体化手段としては接着剤、繊維融着、繊維絡合などの方法を適用できる。特にジェット水流を用いた繊維絡合による方法であれば、収縮を阻害する繊維固着がなくスムーズな収縮が図られ、好適である。第三繊維層が積層されて３層になっている場合もジェット水流にて一括に絡合させることができる。
【００２４】
第一繊維層と第二繊維層が、散在した結合部分によって一体化した状態について、以下の説明では第一・第二繊維層と称する。収縮処理工程として、第一・第二繊維層を温水に浸漬すると、溶解収縮繊維が短時間のうちにムラ無く温水に接触して収縮するので、第一繊維層全体を均一に収縮させる。このとき第二繊維層は収縮しないが一体化した結合部分だけが収縮に追従して、結合部分以外にしわ、すなわち多数の凹凸部が生じるが、第一繊維層の収縮がムラ無く均一のために第二繊維層の多数の凹凸部もムラ無く均一で外観の良い凹凸不織布が得られる。温水の温度は３０℃以上で８０℃未満が望ましく、４０℃以上７０℃以下がさらに望ましい。８０℃以上の高温の場合は繊維層が溶解をはじめるためである。温水としては、普通の水道水を加熱すればよい。この工程で第一・第二繊維層は、面積収縮率で３０〜７０％収縮されることが望ましく、３５〜７０％、さらには４０〜６５％収縮されることが望ましい。面積収縮率の増減は、第一繊維層に配合される溶解収縮繊維の特性や配合量の増減によっても調整できるが、収縮処理（温水浸漬）工程においては繊維の最大収縮発現温度を考慮して温水温度を調節することおよび第一・第二繊維層にかかるテンションを調整して収縮させることで、任意の面積収縮率を得る。連続的に生産する場合は、第一・第二繊維層の送り速度と、収縮後の繊維層の巻取り速度に差をつけることでテンションの調整が可能である。
【００２５】
収縮処理工程の後、浸漬した温水を脱水し、乾燥を行う。乾燥方法は熱風乾燥など公知の方法でよいが、第二繊維層に熱接着性繊維を配合した場合には、該熱接着性繊維の低融点成分の融点以上、融点よりも２０℃高い温度以下で乾燥すると、繊維接着が図られ繊維脱落を防ぐことができるので好適である。たとえば熱風乾燥機の場合は、低融点成分の融点に対して１℃〜１０℃高い程度の温度で乾燥するのが好ましい。
【００２６】
【実施例】
以下に本発明の実施例を記載するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
（目付の測定方法）
凹凸不織布を１ｍ×１ｍでカットし、その重さを目付（ｇ／ｍ２）とした。
（厚みの測定方法）
凹凸不織布の厚み（ｍｍ）を前田式厚み測定器（荷重２０ｇ／ｃｍ２）で測定した。
（嵩高さの比較方法）
嵩高さの指標として凹凸不織布の（厚み／目付）の値を計算し、単位をｃｍ３／ｇに換算して求めた。
（溶解性テスト）
凹凸不織布片を５ｇ採取し、８５℃の熱水５００ｃｃに浸漬し、５分間軽く攪拌して溶解性を観察した。
９０℃の熱水についても同様に溶解性を観察した。
（実施例１）
まず溶解収縮繊維として、繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ、融点２０５℃のポリビニルアルコール繊維（株式会社クラレ製ＶＰＢ２０１）を７０重量％、非収縮繊維として繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ、融点２００℃のビニロン繊維（株式会社クラレ製クラロンK−２（登録商標）WN８）を３０重量％配合し、乾式カード法によって作成したウエブをクロスレイ方式で積層して第一繊維層を作成した。第一繊維層の収縮前の目付は１５ｇ／ｍ２であった。
【００２７】
つづいて非収縮繊維として前記のビニロン繊維（株式会社クラレ製クラロンK−２（登録商標）WN８）を９０重量％、温水収縮性のポリビニルアルコール系繊維（株式会社クラレ製ＶＰＢ２０１）を１０重量％配合し、乾式カード法によって作成したウエブをクロスレイ方式で、先の第一繊維層の上に積層して第二繊維層を作成した。第一繊維層の片面に第二繊維層が積層された状態のものとなった。第二繊維層のみの目付は１５ｇ／ｍ２であった。
【００２８】
つづいて、第一繊維層と第二繊維層の積層体をネットコンベア上に導き、その上部から水スプレーで積層体を濡らした後に、生産の巾方向に１０ｍｍピッチで設けられたノズル孔から噴出する水流ジェット（圧力：１０ＭＰａ）を第二繊維層の側から衝突させて絡合処理した。この水流絡合によって、第一繊維層と第二繊維層が一体化し、生産方向に平行で生産の巾方向に直交する直線状の結合部分が生産の巾方向に１０ｍｍ間隔で形成された第一・第二繊維層を得た。この第一・第二繊維層の目付は３２ｇ／ｍ２、厚みは０．３６ｍｍであり、（厚み/目付）の値は１１．２ｃｍ３／ｇであった。
【００２９】
つづいて、第一・第二繊維層を６０℃の温水に浸漬し、収縮処理を行った。温水は水道水を用いた。生産方向の長さの収縮率が２５％になるように送り速度と巻き取り速度を調整し、巾方向にはなにもテンションがかからない状態で温水に浸漬した。その後ゴムロール間で脱水し、１３０℃の熱風乾燥機にて乾燥を行い、凹凸不織布を得た。得られた凹凸不織布は、目付６３ｇ／ｍ２で第一繊維層が面積収縮率５３％で収縮しており、線状の結合部分の距離は６．２ｍｍになり、第二繊維層が多数の凹凸部を形成して厚みが２．０ｍｍになっていた。（厚み／目付）の値は２８．２ｃｍ３／ｇであった。溶解性テストの結果、この凹凸不織布は８５℃以上の熱水で不織布形態が崩壊し、９０度℃以上の熱水で溶解した。
（実施例２）
実施例１と同様の第一繊維層と第二繊維層の積層体をネットコンベア上に導き、上部から水スプレーで積層体を濡らした後に、生産の巾方向に１ｍｍピッチで設けられたノズル孔から噴出する水流ジェット（圧力：１ＭＰａ）を第二繊維層の側から衝突させて絡合処理してから、生産の巾方向に１０ｍｍピッチで設けられたノズル孔から噴出する水流ジェット（圧力：１０ＭＰａ）を第二繊維層の側から衝突させてふたたび絡合処理した。この水流絡合条件でも、第一繊維層と第二繊維層が一体化し、生産方向に平行で生産の巾方向に直交する直線状の結合部分が生産の巾方向に１０ｍｍ間隔で形成された第一・第二繊維層を得られた。第一・第二繊維層の目付は３２ｇ／ｍ２、厚みは０．３４ｍｍであり、（厚み/目付）の値は１０．６ｃｍ３／ｇであった。つづいて実施例１と同じように収縮処理、脱水、乾燥を行い、凹凸不織布を得た。得られた凹凸不織布は、目付６６ｇ／ｍ２で第一繊維層が面積収縮率５１％で収縮しており、線状の結合部分の距離は６．５ｍｍになり、第二繊維層が多数の凹凸部を形成して、厚みは１．８ｍｍになっていた。（厚み／目付）の値は２７．３ｃｍ３／ｇであった。溶解性テストの結果、この凹凸不織布は８５℃以上の熱水で不織布形態が崩壊し、９０℃以上の熱水で溶解した。
（実施例３）
第一繊維層は実施例１と同様に作成した。つづいて非収縮繊維として前記のビニロン繊維（株式会社クラレ製クラロンK−２（登録商標）WN８）を９０重量％、熱接着性繊維として繊度５．５ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ、融点１１０℃の変性ポリエステル繊維を１０重量％配合し、乾式カード法によって作成したウエブをクロスレイ方式で、第一繊維層の上に積層して第二繊維層を作成した。第一繊維層の片面に第二繊維層が積層された状態のものとなった。第二繊維層のみの目付は１５ｇ／ｍ２であった。第一繊維層と第二繊維層の積層体に実施例２と同様の一体化処理を行い、第一繊維層と第二繊維層が一体化し、生産方向に平行で生産の巾方向に直交する直線状の結合部分が生産の巾方向に１０ｍｍ間隔で形成された第一・第二繊維層を得られた。第一・第二繊維層の目付は３１ｇ／ｍ２、厚みは０．３５ｍｍであり、（厚み/目付）の値は１１．３ｃｍ３／ｇであった。つづいて実施例１、２と同様の収縮処理、脱水、乾燥を行い、凹凸不織布を得た。得られた凹凸不織布は、目付６９ｇ／ｍ２で第一繊維層が面積収縮率５５％で収縮しており、線状の結合部分の距離は６．０ｍｍになり、第二繊維層が多数の凹凸部を形成して、厚みは２．１ｍｍになっていた。（厚み／目付）の値は３０．４ｃｍ３／ｇであった。溶解性テストの結果、この凹凸不織布は８５℃以上の熱水で不織布形態が崩壊し、９０℃以上の熱水で繊維形状を失った変性ポリエステルを残し溶解した。
【００３０】
以上のように、実施例１〜３の凹凸不織布は、収縮によって多数の凸部が形成された嵩高いものであり、熱水に容易に溶解するものであった。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の凹凸を有する熱水溶解性不織布は温水によって収縮する温水収縮性と、８０℃以上の熱水に溶解する熱水溶解性とを有している熱水溶解性温水収縮性繊維が少なくとも４０重量％以上配合されるとともに温水収縮性がなく熱水溶解性を有する熱水溶解性温水非収縮性繊維が少なくとも２０重量％以上配合された第一繊維層の少なくとも片面に、非収縮性繊維が少なくとも７０重量％以上配合された第二繊維層が積層され、前記第一繊維層と前記第二繊維層とが部分的に一体化されており、しかも前記第一繊維層が収縮していて第二繊維層が多数の凹凸部を形成していることを特徴とする、凹凸不織布であるので、各種用途に適合できる。この凹凸不織布は、熱水溶解性を有する繊維を主体として構成されているため、使用後は熱水で完全に溶解させて液状にしたり、繊維が分散したスラリー状にすることで、廃棄の際に嵩を減らすことができる。また第一繊維層に２０重量％以上配合された非収縮繊維によって、溶解収縮繊維同士が収縮時に接着することを防ぎ、かつ第一繊維層に微細な毛羽立ちやふくらみを持たせており、溶解収縮繊維のみからなる不織布よりも柔軟性がある。
【００３２】
前記溶解収縮繊維としてポリビニルアルコール系の繊維を用いれば、温水中で膨潤する性質をも有しているので、乾燥により繊維同士を接着させ繊維の脱落を防止することができるうえ、温水処理で不可逆的に収縮するので、第二繊維層によって形成された凹凸は固定され容易にはなくならない。
【００３３】
また前記非収縮繊維が熱水溶解性があり温水収縮性のないポリビニルアルコール系の繊維、たとえばビニロン繊維などであれば入手しやすく、取り扱いやすい。特に熱水で溶解するタイプのクラロンK−２繊維（株式会社クラレ・登録商標）を用いると、温水では収縮する事が無く、熱水での溶解性が高い効果がある。
【００３４】
また凹凸不織布の（厚み／目付）の値が１５〜３５ｃｍ３／ｇであるものは、従来の不織布にない非常に軽く嵩高いものである。また前記第二繊維層に、熱接着性繊維又は温水収縮性のポリビニルアルコール繊維が５重量％以上、３０重量%未満配合されたものであれば、熱接着又は乾燥時の接着によって毛羽立ちや繊維の脱落を防止する効果が高い。
【００３５】
さらに本発明の製造方法は、前記の凹凸不織布を得る製造方法であり、温水によって収縮する温水収縮性と８０℃以上の熱水に溶解する熱水溶解性とを有している熱水溶解性温水収縮性繊維を少なくとも４０重量％以上配合するとともに、温水収縮性がなく熱水溶解性を有する熱水溶解性温水非収縮性繊維を少なくとも２０重量％以上配合した第一繊維層を作成する工程、熱水溶解性温水非収縮性繊維を少なくとも７０重量％以上配合した第二繊維層を作成する工程、前記第一繊維層の少なくとも片面に前記第二繊維層を積層し、部分的に一体化する工程、一体化した第一・第二繊維層を温水で収縮せしめる収縮処理工程を含む。。温水で収縮させるので、第一繊維層が均一に収縮し、第二繊維層の凹凸部も均一で外観の良い凹凸不織布が得られる。
【００３６】
また第二繊維層に、熱接着性繊維を５重量％以上、３０重量%未満配合し、前記収縮処理工程の後に熱接着性繊維の低融点成分の融点以上、融点よりも２０℃高い温度以下の温度で乾燥する工程を追加すれば、収縮工程で用いた温水を乾燥除去させると同時に、熱接着によって繊維の脱落を防止することができるので合理的である。
【発明の属する技術分野】
この発明は表面に凹凸を有する熱水溶解性不織布に関する。特に表面の凹凸により嵩高いことにより、たとえば衛生用資材や、エアフィルタ、清掃用のモップ用シート、ワイピング材、マスクの基材、クッション材、化粧落とし材、装飾用材料、ラッピング材、緩衝材など、各種用途に好適に使用でき、用済み後は処分しやすい熱水溶解性不織布にかかわるものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、不織布表面に多数の凹凸を形成して、不織布の見掛け厚みを増大化した嵩高不織布として、感熱高収縮性繊維の収縮を利用したものがあった（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００３】
しかし、これら従来の不織布は、感熱高収縮性繊維としてエチレンープロピレンランダムコポリマーを含むポリマーからなる繊維や、変性ポリエステル潜在捲縮繊維を主体として用いたものであったため、熱水溶解性能を具備させることが一般に困難であった。したがってこれら従来の不織布を処分する際は、焼却するのであるが、非常に嵩高いため、廃棄は容易ではなかった。
【特許文献１】
特開２０００−２３４２５３号公報
【特許文献２】
特開平７−２２９０５２号公報
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述のような問題点を解消するためになされたもので、表面に凹凸を有し、廃棄の際に嵩を減らすことのできる、凹凸を有する嵩高な熱水溶解性不織布を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の凹凸を有する熱水溶解性不織布（以下単に凹凸不織布ということがある）は、請求項１に記載されたとおり、温水によって収縮する温水収縮性と、８０℃以上の熱水に溶解する熱水溶解性とを有している熱水溶解性温水収縮性繊維が少なくとも４０重量％以上配合されるとともに温水収縮性がなく熱水溶解性を有する熱水溶解性温水非収縮性繊維が少なくとも２０重量％以上配合された第一繊維層の少なくとも片面に、熱水溶解性温水非収縮性繊維が少なくとも７０重量％以上配合された第二繊維層が積層され、前記第一繊維層と前記第二繊維層とが部分的に一体化されており、しかも前記第一繊維層が収縮していて第二繊維層が多数の凹凸部を形成していることを特徴とする。この凹凸不織布の第一繊維層に配合される熱水溶解性温水収縮性繊維（以下、溶解収縮繊維ということがある）は、３０℃以上、好適には４０℃以上、さらに好適には６０℃以上で、８０℃未満、好適には７０℃以下の温度範囲の温水に浸漬すると１０％以上収縮する性質を有しているとともに、８０℃以上の熱水には完全に溶解する熱水溶解性を有している繊維である。本発明の凹凸不織布の第一繊維層には該溶解収縮繊維が少なくとも４０重量％以上、配合されている。また第一繊維層には、温水の作用では収縮しにくく、熱水溶解性を有している熱水溶解性温水非収縮性繊維（以下、非収縮繊維ということがある）が、少なくとも２０重量％以上配合されている。そして、第二繊維層には、非収縮性繊維が少なくとも７０重量％以上配合されている。本発明の凹凸不織布はこのように熱水溶解性を有する繊維を主体として構成されているため、使用後は熱水で完全に溶解させて液状にしたり、繊維が分散したスラリー状にすることで、廃棄の際に嵩を減らすことができる。たとえば衛生用資材の用途においては、煮沸消毒と同時に嵩を減らすことができる。また第一繊維層に２０重量％以上配合された非収縮繊維は、溶解収縮繊維同士が収縮時に接着することを阻害するとともに第一繊維層に微細な毛羽立ちやふくらみを持たせている。また、第一繊維層が収縮している状態で、第二繊維層が多数の凹凸部を形成している状態で、両者が部分的に一体化されているので、嵩高い不織布となっている。第二繊維層に形成された多数の凹凸部は均一でムラが無く、外観が良いものである。
【０００５】
また前記溶解収縮繊維としてポリビニルアルコール系の繊維を用いたものであれば、温水中で膨潤する性質をも有しているので、乾燥により繊維同士を接着させ繊維の脱落を防止することもできる。また温水収縮性のあるポリビニルアルコール系の繊維は、温水処理で繊維長が不可逆的に収縮する特性があり、収縮が終了すると、短縮状態で固定したままとなる。従って、弾性繊維や潜在巻縮性繊維などによる可逆的な収縮と異なり、第二繊維層に形成された凹凸は固定され容易にはなくならない。
【０００６】
また前記非収縮繊維が非収縮性のポリビニルアルコール系の繊維であると、熱水溶解性が高いので好適である。
【０００７】
また凹凸不織布の（厚み／目付）の値が１５〜３５ｃｍ３／ｇであるものは、従来の不織布にない非常に軽く嵩高い状態となるので、各種用途における軽量化が可能である。例えばエアフィルタ等に用いた場合は装置を軽量化することができ、ラッピング材として用いる際にはボリューム感のある装飾が可能である。なおこの（厚み／目付）の値によって重量当りの容積が算出され、軽くしかも嵩高いことを示す指標となる。
【０００８】
また前記第二繊維層に、熱接着性繊維又は温水収縮性を有するポリビニルアルコール系の繊維が５重量％以上、３０重量%未満配合されたものであれば、接着によって毛羽立ちや繊維の脱落を防止する効果が高い。熱接着性繊維とは、他の繊維より低融点の熱可塑性樹脂成分が少なくとも繊維表面に配されている繊維であり、単一樹脂からなる低融点繊維や、低融点の熱可塑性樹脂成分を含む芯鞘型やサイドバイサイド型などの複合繊維を使用できる。温水収縮性を有するポリビニルアルコール系の繊維は、温水中で収縮および膨潤し乾燥により繊維同士を接着させることができ、３０重量%未満の配合であれば、第二繊維層が凹凸を生ずることを阻害しない。
【０００９】
さらに本発明の製造方法は、前記の凹凸不織布を得る製造方法であり、温水によって収縮する温水収縮性と８０℃以上の熱水に溶解する熱水溶解性とを有している熱水溶解性温水収縮性繊維を少なくとも４０重量％以上配合するとともに、温水収縮性がなく熱水溶解性を有する熱水溶解性温水非収縮性繊維を少なくとも２０重量％以上配合した第一繊維層を作成する工程、熱水溶解性温水非収縮性繊維を少なくとも７０重量％以上配合した第二繊維層を作成する工程、前記第一繊維層の少なくとも片面に前記第二繊維層を積層し、部分的に一体化する工程、一体化した第一・第二繊維層を温水で収縮せしめる収縮処理工程を含む。一般に繊維層を複数積層すると、断熱効果が生じて、ヒーターなどで加熱しても積層体全体に熱が到達するのに時間がかかる場合があるが、温水に浸漬すれば、収縮溶解繊維が短時間のうちにムラ無く温水に接触して収縮するので、第一繊維層全体を均一に収縮させる。このとき第二繊維層は収縮しないが一体化した結合部分だけが収縮に追従して、結合部分以外にしわ、すなわち多数の凹凸部が生じるが、第一繊維層の収縮がムラ無く均一のために第二繊維層の多数の凹凸部もムラ無く均一で外観の良い凹凸不織布が得られる。
【００１０】
また第二繊維層に、熱接着性繊維を５重量％以上、３０重量%未満配合し、前記収縮処理工程の後に熱接着性繊維の低融点成分の融点以上、融点よりも２０℃高い温度以下の温度で乾燥する工程を追加すれば、収縮工程で用いた温水を乾燥除去させると同時に、熱接着によって繊維の脱落を防止することができるので合理的である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について具体的に説明する。
【００１２】
本発明の凹凸不織布は、少なくとも２層構造であり、第一繊維層には熱水溶解性温水収縮性繊維（以下、溶解収縮繊維という）が配合されている。溶解収縮繊維は、温水収縮性と熱水溶解性とを併せ持つ。熱水溶解性とは、８０℃以上の熱水に完全に溶解して繊維の形状を失う特性を有することをいう。温水収縮性とは、温水に浸漬することによって繊維長が短縮する性質をいい、本発明に用いる溶解収縮繊維は、温水の温度として、３０℃以上、好適には４０℃以上、さらに好適には６０℃以上で、８０℃未満、好適には７０℃以下の温度範囲の温水に浸漬することで収縮する。またこの温水収縮性の目安として繊維を異なる温度の温水に一定時間浸漬するという手段で繊維の最大収縮発現温度及び最大収縮率を測定できる。本発明の溶解収縮繊維の温水中での最大収縮発現温度は７０〜７５℃付近が好適で、７０〜７５℃の温水に浸漬した場合の最大収縮率が５０％以上であればよく、５５％以上、６０％以上がより望ましい。このような繊維としては温水収縮性ポリビニルアルコール繊維が、収縮性に優れかつ熱水溶解性を有し、収縮時に繊維同士を接着させる作用もあるので特に好適である。溶解収縮繊維の配合量は第一繊維層に対して少なくとも４０重量％以上、望ましくは５０重量％以上、さらに望ましくは５５重量％以上である。溶解収縮繊維の配合量が多ければ第一繊維層の収縮性が高まり、また繊維脱落はなくなるが、７０重量％を超えると収縮時に繊維同士が接着した部分が多くなって不織布の風合いが硬化する恐れがあるため、７０重量％以下の配合が望ましく、用途によって配合量を適宜調整することが望ましい。また、溶解収縮繊維の繊度および繊維長は特に限定しないが、製造上の扱いやすさなどから０．８ｄｔｅｘ〜11ｄｔｅｘ、２０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲のものが好適であり１．７〜６．６ｄｔｅｘ、３０〜８０ｍｍであるとより好適である。
【００１３】
また第一繊維層には、前記溶解収縮繊維に加えて、熱水溶解性を有するが温水収縮性の無い熱水溶解性温水非収縮性繊維が配合されている。非収縮繊維は、温水によって収縮しにくい、具体的には７０℃以下の温水中での前記最大収縮率が１０％以下のものでかつ熱水溶解性に優れた繊維であれば良く、特に限定するものではないが、熱水溶解性があって温水収縮性の低いポリビニルアルコール系の繊維、たとえばビニロン繊維などが入手しやすく、取り扱いやすい。特に熱水で溶解するタイプのクラロンK−２繊維（株式会社クラレ・登録商標）を用いると、温水では収縮する事が無く、熱水での溶解性が高い効果がある。非収縮繊維の配合量は第一繊維層に対して少なくとも２０重量％以上、望ましくは２５重量％以上、さらに望ましくは３０重量％以上で、６０重量％を超えないことである。非収縮繊維は、前記溶解収縮繊維が収縮しても収縮しないので、溶解収縮繊維同士が収縮時に接着することを阻害するとともに第一繊維層に微細な毛羽立ちやふくらみを持たせるが、配合量が６０重量％を超えると第一繊維層の収縮を阻害する恐れがある。
【００１４】
本発明の凹凸不織布の第一繊維層には、前記溶解収縮繊維、非収縮繊維以外に公知の合成繊維であるポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維などを配合されていてもよいが、熱水溶解性の無い繊維を使用すると熱水溶解時にスラリーに不溶性の繊維が残ってしまうため、これらの繊維の配合量は少ないことが望ましい。
【００１５】
本発明の第一繊維層の収縮率は前記溶解収縮繊維の配合量、配合比率や温水温度によって調整され、下記の式で算出される面積収縮率が３０％以上７０％以下、３５％以上７０％以下、４０％以上６５％以下であることが順に望ましい。面積収縮率が３０％以下であると、第二繊維層に十分に凹凸が発生せず嵩高い不織布を得られない恐れがある。
面積収縮率（％）＝｛（収縮前の第一繊維層の面積）−（収縮後の第一繊維層の面積）｝／（収縮前の第一繊維層の面積）×１００
前記第一繊維層の少なくとも片面、または両面に、第二繊維層が積層されている。第二繊維層には、前記のような非収縮繊維が７０重量％以上配合されている。好ましくは８０％以上、９０％以上、１００％であってもよい。第二繊維層には非収縮繊維以外に後述する熱接着性繊維や汎用的な合成繊維であるポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維や温水収縮性ポリビニルアルコール繊維、などが配合されていてもよいが、このような汎用的な合成繊維は生分解性や嵩高性の観点から３０重量％を超えないことが必要である。
【００１６】
また、第二繊維層には熱接着性繊維又は温水収縮性を有するポリビニルアルコール系の繊維が５重量％３０重量％未満含まれていることが望ましい。熱接着性繊維とは、他の繊維より低融点の熱可塑性樹脂成分が少なくとも繊維表面に配されている繊維であり、単一樹脂からなる低融点繊維や、低融点の熱可塑性樹脂成分を含む芯鞘型やサイドバイサイド型などの複合繊維などがある。このような熱接着性繊維が配合されていることによって第二繊維層の表面の毛羽立ちや繊維の脱落を防止することができる。熱接着性繊維の低融点成分の融点は、他の繊維との関係によって決めることができ、第二繊維層の５０％以上を占める非収縮繊維の融点に対して１０℃以上低いことが望ましい。なお、本発明における繊維の融点は、繊維を形成している樹脂の融点を指し、JIS K ７１２１（熱流速示査走査熱流量測定（DSC））に規定されている方法により、昇温速度１０℃／分の条件下で得られる測定値をいう。温水収縮性を有するポリビニルアルコール系の繊維は温水中で収縮および膨潤し乾燥により繊維同士を接着させることができ、３０重量％未満配合しても、非収縮繊維が７０重量％以上配合されていれば、第二繊維層は収縮しにくく、凹凸部が生ずることを阻害しない。
【００１７】
第一繊維層の両面に第二繊維層が積層されている場合は、一方の第二繊維層について第三繊維層と称することにする。第三繊維層は第二繊維層と同一の繊維配合であってもよいし、第二繊維層の条件の範囲内で、異なる繊維配合になっていても良い。
【００１８】
そして第一繊維層と第二繊維層とは、第一繊維層が収縮している状態で、第二繊維層（および第三繊維層）は多数の凹凸部を形成している状態で、部分的に一体化されている。第一繊維層と第二繊維層（および第三繊維層）の一体化されている結合部分以外では第二繊維層（および第三繊維層）は皺を生じ、具体的には第一繊維層に対して厚さ方向に離れた凸部や接した凹部を形成し、嵩高くなっている。これら多数の凹凸部は均一でムラが無く、外観が良い。一体化手段は特に限定しないが、接着剤、繊維融着、繊維絡合といった方法によるものであればよい。一体化手段を施した結合部分の形状が、連続的な直線状である場合は他の直線との距離が１０ｍｍ以下であることが望ましく、点状である場合には少なくとも１つの隣接した点との距離が１０ｍｍ以下であることが望ましく、結合部分の形状が不連続な線である場合は不連続部分の距離または、他の不連続な線との距離が１０ｍｍ以下となっていることが望ましい。この距離すなわち結合されていない部分の長さが１１ｍｍを超えると、凹凸は形成されるが嵩高性が不足する場合がある。なおこれら距離の下限は１ｍｍ程度である。これより結合部分が密集することは嵩高性を阻害する恐れがある。
【００１９】
本発明の凹凸不織布において重要なことは、軽量でありながら凹凸があることにより嵩高いものであるということである。特に、（厚み／目付）の値が１５〜３５ｃｍ３／ｇという関係にあることが望ましい。本発明の凹凸不織布の目付は４０g/m2〜２００g/m2の範囲にあることが望ましいが用途に応じて設計すればよく、制約されるものではない。また厚みは前田式厚み測定器によって荷重下（２０ｇ／ｃｍ２）で測定されるが、第一繊維層の片面のみに第二繊維層が積層されている場合、厚みは０．６ｍｍ〜７ｍｍの凹凸不織布が作成しやすい。
【００２０】
つぎに、本発明の凹凸不織布の製造方法について説明する。
【００２１】
まず、溶解収縮繊維を４０重量％以上、非収縮繊維を２０重量％以上配合した第一繊維層を準備する。本発明の第一繊維層は、前記溶解収縮繊維および非収縮繊維を前記配合で混綿しカーディングした単層ウエブ、あるいは単層ウエブをクロスレイ方式やクリスクロス方式などで積層した積層ウエブといった状態であればよく、このような各種ウエブに対して軽く交絡あるいは接着の処理を行って不織布状態にしておいてもよい。 第一繊維層の目付は５ｇ／ｍ2以上 １００ｇ／ｍ２以下が望ましく、８ｇ／ｍ2以上６０ｇ／ｍ２以下がさらに望ましいがこの範囲に限定されるものではなく、目的により適時設計すればよい。第一繊維層の目付は絶対量として定めるものではなく、嵩高性の観点からは（第一繊維層目付：第二繊維層目付）の比率が重要である。嵩高さを得るのに適した（第一繊維層目付：第二繊維層目付）は（４０：６０）〜（６０：４０）であり、第一繊維層が相対的に少なすぎると収縮力が弱くて十分に凹凸を発生させられなくなる恐れがあり、第一繊維層が相対的に多すぎると荷重によって凹凸不織布の厚みがつぶれやすい恐れがある。
【００２２】
前記第一繊維層の少なくとも片面に第二繊維層を積層する。以下の説明では片面のみに第二繊維層を積層した状態について述べるが、もう片面に第三の繊維層を設けた場合も製法はこれに準じる。第二繊維層は、非収縮繊維を７０重量％以上配合したものをカーディングした単層ウエブや積層ウエブ、前記各種ウエブに対して軽く交絡あるいは接着の処理を行って不織布状態にしておいてもよい。また、第二繊維層には、熱接着性繊維を５重量％以上、３０重量%未満配合しておくと、後述する収縮処理後に、熱融着処理を行って、不織布からの繊維脱落などを防ぐことができる。又は、熱接着性繊維ではなく温水収縮性を有するポリビニルアルコール系の繊維を熱接着性繊維を５重量％以上、３０重量%未満配合しておくと、後述する収縮処理と乾燥によって繊維を接着し、不織布からの繊維脱落などを防ぐことができる。第二繊維層の目付は５ｇ／ｍ2以上１００ｇ／ｍ２以下が望ましく、８ｇ／ｍ2以上６０ｇ／ｍ２がさらに望ましいが制約されるものではなく、第一繊維層に対して前記のような適当な比率で設計する。
【００２３】
第一繊維層と第二繊維層を一体化するが、結合は部分的に行われる必要があり、結合部分が散在した状態になるようにすることが望ましい。一体化手段を施した結合部分の形状が、連続的な直線状である場合は、他の直線との距離が２０ｍｍ以下であることが望ましく、点状である場合には少なくとも１つの隣接した点との距離が１５ｍｍ以下であることが望ましく、結合部分の形状が不連続な線である場合は不連続部分の距離または、他の不連続な線との距離が１５ｍｍ以下となっていることが望ましい。この距離が１５又は２０ｍｍを超えると、繊維層組織の強度が不足して後述する収縮処理工程に耐えられない恐れがある。なおこれら距離の下限は１．５ｍｍ程度であり、これより結合部分が近接して密集すると凹凸不織布の嵩高性を阻害する恐れがある。一体化手段としては接着剤、繊維融着、繊維絡合などの方法を適用できる。特にジェット水流を用いた繊維絡合による方法であれば、収縮を阻害する繊維固着がなくスムーズな収縮が図られ、好適である。第三繊維層が積層されて３層になっている場合もジェット水流にて一括に絡合させることができる。
【００２４】
第一繊維層と第二繊維層が、散在した結合部分によって一体化した状態について、以下の説明では第一・第二繊維層と称する。収縮処理工程として、第一・第二繊維層を温水に浸漬すると、溶解収縮繊維が短時間のうちにムラ無く温水に接触して収縮するので、第一繊維層全体を均一に収縮させる。このとき第二繊維層は収縮しないが一体化した結合部分だけが収縮に追従して、結合部分以外にしわ、すなわち多数の凹凸部が生じるが、第一繊維層の収縮がムラ無く均一のために第二繊維層の多数の凹凸部もムラ無く均一で外観の良い凹凸不織布が得られる。温水の温度は３０℃以上で８０℃未満が望ましく、４０℃以上７０℃以下がさらに望ましい。８０℃以上の高温の場合は繊維層が溶解をはじめるためである。温水としては、普通の水道水を加熱すればよい。この工程で第一・第二繊維層は、面積収縮率で３０〜７０％収縮されることが望ましく、３５〜７０％、さらには４０〜６５％収縮されることが望ましい。面積収縮率の増減は、第一繊維層に配合される溶解収縮繊維の特性や配合量の増減によっても調整できるが、収縮処理（温水浸漬）工程においては繊維の最大収縮発現温度を考慮して温水温度を調節することおよび第一・第二繊維層にかかるテンションを調整して収縮させることで、任意の面積収縮率を得る。連続的に生産する場合は、第一・第二繊維層の送り速度と、収縮後の繊維層の巻取り速度に差をつけることでテンションの調整が可能である。
【００２５】
収縮処理工程の後、浸漬した温水を脱水し、乾燥を行う。乾燥方法は熱風乾燥など公知の方法でよいが、第二繊維層に熱接着性繊維を配合した場合には、該熱接着性繊維の低融点成分の融点以上、融点よりも２０℃高い温度以下で乾燥すると、繊維接着が図られ繊維脱落を防ぐことができるので好適である。たとえば熱風乾燥機の場合は、低融点成分の融点に対して１℃〜１０℃高い程度の温度で乾燥するのが好ましい。
【００２６】
【実施例】
以下に本発明の実施例を記載するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
（目付の測定方法）
凹凸不織布を１ｍ×１ｍでカットし、その重さを目付（ｇ／ｍ２）とした。
（厚みの測定方法）
凹凸不織布の厚み（ｍｍ）を前田式厚み測定器（荷重２０ｇ／ｃｍ２）で測定した。
（嵩高さの比較方法）
嵩高さの指標として凹凸不織布の（厚み／目付）の値を計算し、単位をｃｍ３／ｇに換算して求めた。
（溶解性テスト）
凹凸不織布片を５ｇ採取し、８５℃の熱水５００ｃｃに浸漬し、５分間軽く攪拌して溶解性を観察した。
９０℃の熱水についても同様に溶解性を観察した。
（実施例１）
まず溶解収縮繊維として、繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ、融点２０５℃のポリビニルアルコール繊維（株式会社クラレ製ＶＰＢ２０１）を７０重量％、非収縮繊維として繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ、融点２００℃のビニロン繊維（株式会社クラレ製クラロンK−２（登録商標）WN８）を３０重量％配合し、乾式カード法によって作成したウエブをクロスレイ方式で積層して第一繊維層を作成した。第一繊維層の収縮前の目付は１５ｇ／ｍ２であった。
【００２７】
つづいて非収縮繊維として前記のビニロン繊維（株式会社クラレ製クラロンK−２（登録商標）WN８）を９０重量％、温水収縮性のポリビニルアルコール系繊維（株式会社クラレ製ＶＰＢ２０１）を１０重量％配合し、乾式カード法によって作成したウエブをクロスレイ方式で、先の第一繊維層の上に積層して第二繊維層を作成した。第一繊維層の片面に第二繊維層が積層された状態のものとなった。第二繊維層のみの目付は１５ｇ／ｍ２であった。
【００２８】
つづいて、第一繊維層と第二繊維層の積層体をネットコンベア上に導き、その上部から水スプレーで積層体を濡らした後に、生産の巾方向に１０ｍｍピッチで設けられたノズル孔から噴出する水流ジェット（圧力：１０ＭＰａ）を第二繊維層の側から衝突させて絡合処理した。この水流絡合によって、第一繊維層と第二繊維層が一体化し、生産方向に平行で生産の巾方向に直交する直線状の結合部分が生産の巾方向に１０ｍｍ間隔で形成された第一・第二繊維層を得た。この第一・第二繊維層の目付は３２ｇ／ｍ２、厚みは０．３６ｍｍであり、（厚み/目付）の値は１１．２ｃｍ３／ｇであった。
【００２９】
つづいて、第一・第二繊維層を６０℃の温水に浸漬し、収縮処理を行った。温水は水道水を用いた。生産方向の長さの収縮率が２５％になるように送り速度と巻き取り速度を調整し、巾方向にはなにもテンションがかからない状態で温水に浸漬した。その後ゴムロール間で脱水し、１３０℃の熱風乾燥機にて乾燥を行い、凹凸不織布を得た。得られた凹凸不織布は、目付６３ｇ／ｍ２で第一繊維層が面積収縮率５３％で収縮しており、線状の結合部分の距離は６．２ｍｍになり、第二繊維層が多数の凹凸部を形成して厚みが２．０ｍｍになっていた。（厚み／目付）の値は２８．２ｃｍ３／ｇであった。溶解性テストの結果、この凹凸不織布は８５℃以上の熱水で不織布形態が崩壊し、９０度℃以上の熱水で溶解した。
（実施例２）
実施例１と同様の第一繊維層と第二繊維層の積層体をネットコンベア上に導き、上部から水スプレーで積層体を濡らした後に、生産の巾方向に１ｍｍピッチで設けられたノズル孔から噴出する水流ジェット（圧力：１ＭＰａ）を第二繊維層の側から衝突させて絡合処理してから、生産の巾方向に１０ｍｍピッチで設けられたノズル孔から噴出する水流ジェット（圧力：１０ＭＰａ）を第二繊維層の側から衝突させてふたたび絡合処理した。この水流絡合条件でも、第一繊維層と第二繊維層が一体化し、生産方向に平行で生産の巾方向に直交する直線状の結合部分が生産の巾方向に１０ｍｍ間隔で形成された第一・第二繊維層を得られた。第一・第二繊維層の目付は３２ｇ／ｍ２、厚みは０．３４ｍｍであり、（厚み/目付）の値は１０．６ｃｍ３／ｇであった。つづいて実施例１と同じように収縮処理、脱水、乾燥を行い、凹凸不織布を得た。得られた凹凸不織布は、目付６６ｇ／ｍ２で第一繊維層が面積収縮率５１％で収縮しており、線状の結合部分の距離は６．５ｍｍになり、第二繊維層が多数の凹凸部を形成して、厚みは１．８ｍｍになっていた。（厚み／目付）の値は２７．３ｃｍ３／ｇであった。溶解性テストの結果、この凹凸不織布は８５℃以上の熱水で不織布形態が崩壊し、９０℃以上の熱水で溶解した。
（実施例３）
第一繊維層は実施例１と同様に作成した。つづいて非収縮繊維として前記のビニロン繊維（株式会社クラレ製クラロンK−２（登録商標）WN８）を９０重量％、熱接着性繊維として繊度５．５ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ、融点１１０℃の変性ポリエステル繊維を１０重量％配合し、乾式カード法によって作成したウエブをクロスレイ方式で、第一繊維層の上に積層して第二繊維層を作成した。第一繊維層の片面に第二繊維層が積層された状態のものとなった。第二繊維層のみの目付は１５ｇ／ｍ２であった。第一繊維層と第二繊維層の積層体に実施例２と同様の一体化処理を行い、第一繊維層と第二繊維層が一体化し、生産方向に平行で生産の巾方向に直交する直線状の結合部分が生産の巾方向に１０ｍｍ間隔で形成された第一・第二繊維層を得られた。第一・第二繊維層の目付は３１ｇ／ｍ２、厚みは０．３５ｍｍであり、（厚み/目付）の値は１１．３ｃｍ３／ｇであった。つづいて実施例１、２と同様の収縮処理、脱水、乾燥を行い、凹凸不織布を得た。得られた凹凸不織布は、目付６９ｇ／ｍ２で第一繊維層が面積収縮率５５％で収縮しており、線状の結合部分の距離は６．０ｍｍになり、第二繊維層が多数の凹凸部を形成して、厚みは２．１ｍｍになっていた。（厚み／目付）の値は３０．４ｃｍ３／ｇであった。溶解性テストの結果、この凹凸不織布は８５℃以上の熱水で不織布形態が崩壊し、９０℃以上の熱水で繊維形状を失った変性ポリエステルを残し溶解した。
【００３０】
以上のように、実施例１〜３の凹凸不織布は、収縮によって多数の凸部が形成された嵩高いものであり、熱水に容易に溶解するものであった。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の凹凸を有する熱水溶解性不織布は温水によって収縮する温水収縮性と、８０℃以上の熱水に溶解する熱水溶解性とを有している熱水溶解性温水収縮性繊維が少なくとも４０重量％以上配合されるとともに温水収縮性がなく熱水溶解性を有する熱水溶解性温水非収縮性繊維が少なくとも２０重量％以上配合された第一繊維層の少なくとも片面に、非収縮性繊維が少なくとも７０重量％以上配合された第二繊維層が積層され、前記第一繊維層と前記第二繊維層とが部分的に一体化されており、しかも前記第一繊維層が収縮していて第二繊維層が多数の凹凸部を形成していることを特徴とする、凹凸不織布であるので、各種用途に適合できる。この凹凸不織布は、熱水溶解性を有する繊維を主体として構成されているため、使用後は熱水で完全に溶解させて液状にしたり、繊維が分散したスラリー状にすることで、廃棄の際に嵩を減らすことができる。また第一繊維層に２０重量％以上配合された非収縮繊維によって、溶解収縮繊維同士が収縮時に接着することを防ぎ、かつ第一繊維層に微細な毛羽立ちやふくらみを持たせており、溶解収縮繊維のみからなる不織布よりも柔軟性がある。
【００３２】
前記溶解収縮繊維としてポリビニルアルコール系の繊維を用いれば、温水中で膨潤する性質をも有しているので、乾燥により繊維同士を接着させ繊維の脱落を防止することができるうえ、温水処理で不可逆的に収縮するので、第二繊維層によって形成された凹凸は固定され容易にはなくならない。
【００３３】
また前記非収縮繊維が熱水溶解性があり温水収縮性のないポリビニルアルコール系の繊維、たとえばビニロン繊維などであれば入手しやすく、取り扱いやすい。特に熱水で溶解するタイプのクラロンK−２繊維（株式会社クラレ・登録商標）を用いると、温水では収縮する事が無く、熱水での溶解性が高い効果がある。
【００３４】
また凹凸不織布の（厚み／目付）の値が１５〜３５ｃｍ３／ｇであるものは、従来の不織布にない非常に軽く嵩高いものである。また前記第二繊維層に、熱接着性繊維又は温水収縮性のポリビニルアルコール繊維が５重量％以上、３０重量%未満配合されたものであれば、熱接着又は乾燥時の接着によって毛羽立ちや繊維の脱落を防止する効果が高い。
【００３５】
さらに本発明の製造方法は、前記の凹凸不織布を得る製造方法であり、温水によって収縮する温水収縮性と８０℃以上の熱水に溶解する熱水溶解性とを有している熱水溶解性温水収縮性繊維を少なくとも４０重量％以上配合するとともに、温水収縮性がなく熱水溶解性を有する熱水溶解性温水非収縮性繊維を少なくとも２０重量％以上配合した第一繊維層を作成する工程、熱水溶解性温水非収縮性繊維を少なくとも７０重量％以上配合した第二繊維層を作成する工程、前記第一繊維層の少なくとも片面に前記第二繊維層を積層し、部分的に一体化する工程、一体化した第一・第二繊維層を温水で収縮せしめる収縮処理工程を含む。。温水で収縮させるので、第一繊維層が均一に収縮し、第二繊維層の凹凸部も均一で外観の良い凹凸不織布が得られる。
【００３６】
また第二繊維層に、熱接着性繊維を５重量％以上、３０重量%未満配合し、前記収縮処理工程の後に熱接着性繊維の低融点成分の融点以上、融点よりも２０℃高い温度以下の温度で乾燥する工程を追加すれば、収縮工程で用いた温水を乾燥除去させると同時に、熱接着によって繊維の脱落を防止することができるので合理的である。
Claims (7)
- 温水によって収縮する温水収縮性と、８０℃以上の熱水に溶解する熱水溶解性とを有している熱水溶解性温水収縮性繊維が少なくとも４０重量％以上配合されるとともに温水収縮性がなく熱水溶解性を有する熱水溶解性温水非収縮性繊維が少なくとも２０重量％以上配合された第一繊維層の少なくとも片面に、熱水溶解性温水非収縮性繊維が少なくとも７０重量％以上配合された第二繊維層が積層され、前記第一繊維層と前記第二繊維層とが部分的に一体化されており、しかも前記第一繊維層が収縮していて第二繊維層が多数の凹凸部を形成していることを特徴とする凹凸を有する熱水溶解性不織布。
- 前記熱水溶解性温水収縮性繊維がポリビニルアルコール系の繊維であることを特徴とする請求項１に記載の凹凸を有する熱水溶解性不織布。
- 前記熱水溶解性温水非収縮性繊維がポリビニルアルコール系の繊維であることを特徴とする請求項１または２に記載の凹凸を有する熱水溶解性不織布。
- 熱水溶解性不織布の（厚み／目付）の値が１５〜３５ｃｍ３／ｇであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の凹凸を有する熱水溶解性不織布。
- 前記第二繊維層に、熱接着性繊維又は温水収縮性を有するポリビニルアルコール系の繊維が５重量％以上、３０重量％未満配合されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の凹凸を有する熱水溶解性不織布。
- 温水によって収縮する温水収縮性と８０℃より高温の熱水によって溶解する熱水溶解性とを有している熱水溶解性温水収縮性繊維を少なくとも４０重量％以上配合するとともに、温水収縮性がなく熱水溶解性を有する熱水溶解性温水非収縮性繊維を少なくとも２０重量％以上配合した第一繊維層を作成する工程、熱水溶解性温水非収縮性繊維を少なくとも７０重量％以上配合した第二繊維層を作成する工程、前記第一繊維層の少なくとも片面に前記第二繊維層を積層し、部分的に一体化する工程、一体化した第一・第二繊維層を温水で収縮せしめる収縮処理工程を含む、凹凸を有する熱水溶解性不織布の製造方法。
- 前記第二繊維層に、熱接着性繊維を５重量％以上、３０重量%未満配合し、前記収縮処理工程の後に熱接着性繊維の低融点成分の融点以上、融点よりも２０℃高い温度以下の温度で乾燥する工程を含む、請求項６に記載の凹凸を有する生分解性不織布の製造方法。
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