JP4303505B2 - 複合不織布 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は相互に相溶性のない樹脂を成分とする2種の繊維からなる別々の不織布を接合一体化した複合不織布である。このような複合不織布はこれを基布として他の素材をさらに複合することによりフィルター、ワイパー、衛生材料等多方面の用途に使用できる。
【0002】
【従来の技術】
溶融状態で互いに相溶性がない樹脂を成分とする2種の繊維、例えばポリエステル繊維とポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、ポリブテン−1繊維等のポリオレフィン系繊維とは相互に相溶性が悪く、これら繊維からなる不織布は一方の不織布のうえに他の繊維を溶融状態で積層してもきわめて接着強力が弱く実用に耐える複合不織布は得られない。これらの不織布を接合一体化するには例えば特開平6−114991号公報(特許文献1)に記載の複合不織布や特開2001−219493号公報(特許文献2)に記載の積層不織布のように別々に不織布を製造しこれを別工程で部分的に熱接着させる方法や、ホットメルト接着加工して一体化する方法がある。しかしこのような接着加工法によるものも接着強力が弱く特定の用途に使用されるのみである。ポリエステル繊維は腰があり、不織布にするとへたりの少ないものが得られるので多くの用途に使われるが上記のようにポリオレフィン繊維との熱接着性が悪いため、用途開発を制限されていた。用途に応じてポリオレフィンの不織布やメルトブロー法による繊維を直接積層し接着することが1工程ではできないため生産性が悪かったのである。
【0003】
【特許文献1】
特開平6−114991号公報
【0004】
【特許文献2】
特開2001−219493号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのように熱接着性の悪い積層不織布間の接着性を改良し、多様な機能をもたせるためさらに他の樹脂による繊維を積層するための基布として有用な積層不織布をもとに生産効率のよい複合不織布を提供することを目的とする。特にポリエステル繊維の不織布とポリオレフィン繊維の不織布との積層不織布をもとにしてこれにさらにポリオレフィン繊維、メルトブロー法による繊維状物、メルトブローン不織布、スパンボンド不織布等を重ね合わせた複合不織布を用途に応じて提供することを目的とする。
【0006】
本発明は特にエアフィルターに適用するポリエステル不織布とポリオレフィン不織布との複合不織布を提供することである。ポリオレフィン繊維の不織布はエレクトレット化して高性能エアフィルターの分野に使用されるが、フィルター全てをポリオレフィン樹脂による繊維で構成するとその絶縁抵抗が大きくて、厚みを大きくするために不織布の目付をあげ、目付が90g/m2 をこえると電界の通過が急に不良になりエレクトレット付与効果が急激に低下して高補集効率のエレクトレットフィルターを得ることはできなかった。好都合なことにポリエステル繊維はポリオレフィン繊維よりも絶縁抵抗が小さいので、嵩高なポリエステル不織布にポリオレフィン不織布を積層して厚みのある不織布としこれをエレクトレット化すれば高性能のエアフィルターが得られる。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、不織布A、Bを積層し接合一体化してなる複合不織布であって、該不織布Aはポリエステル繊維からなり、該不織布Bはポリオレフィン系繊維からなり、
該不織布Bの表面に繊維状固着物が形成しており、
該繊維状固着物は以下のいずれかの形態である複合不織布である。
(1)融点が異なる2の熱可塑性樹脂成分からなり、そのうちの融点が20℃以上低い低融点成分であるポリオレフィン系樹脂が繊維表面の大半をしめている平均繊維径(d:μm)100<d<2000であり、複合不織布の長さ方向に伸びて幅方向にほぼ所定間隔をもって配列している複合ストランド。
(2)融点が異なる2の熱可塑性樹脂成分からなり、そのうちの融点が20℃以上低い低融点成分であるポリオレフィン系樹脂が繊維表面の大半をしめているメルトブロー法による吐出孔間隔が1mm未満のノズルから噴出した複合繊維を複数本の繊維同士を熱接着させて繊維が凝集して絡み合った繊維塊を含むメルトブローン不織布。
【0008】
また複合不織布の不織布Aの表面にさらに不織布Bが接合一体化している複合不織布である。
【0009】
また上記複合不織布は、不織布A、Bは少なくともいずれか一方が双方の構成繊維に接着性のある接着樹脂に含浸され該接着樹脂により不織布A、Bが接合一体化している複合不織布である。
【0010】
上記不織布A、Bは前以て準備されるものであり、各々はサーマルボンド不織布、スパンレース不織布、スパンボンド不織布等用途に応じて選択される。接着樹脂はホルマリを含まない接着剤が好ましく、アクリル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、α−オレフィン樹脂、エポキシ樹脂からえらばれた1つ又は複数種の樹脂である。特にアクリル樹脂が好ましく、用途によりポリエステル用の難燃剤が添加されることが好ましい。なおエアフィルターの場合は複合しているポリオレフィン樹脂製のスパンボンド不織布もたとえばチバスペシャリティ社製のフレムスタブ116(商品名)のようなリンやハロゲンを含まない難燃剤を添加されていることが好ましい。
【0011】
上記複合不織布の好ましい態様は、不織布Aはポリエステル繊維からなるものである。ポリエステル繊維は、酸成分をテレフタル酸とするポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、及びこれらの共重合体からえらばれた1つ、又は複数種のポリマーからなる単一繊維及び/又はこれらポリマーを一成分とする複合繊維であり、その平均繊維径(d:μm)が5<d<200であるものが好ましい。さらにポリエステル繊維は、主として脂肪族ポリエステルからなる単一繊維及び/又は脂肪族ポリエステルを一成分とする複合繊維であり、その平均繊維径(d:μm)が5<d<200であるものが好ましい。また不織布Aはその一部にセルロース系繊維を含んでいてもよい。
【0012】
また不織布Bはポリオレフィン系繊維からなる複合不織布である。特に不織布Bは、プロピレンを主成分とするホモポリマー、プロピレンを主体とする共重合体のうちの1以上の樹脂からなるスパンボンド不織布でありその平均繊維径(d:μm)が5<d<200であることが好ましい。
【0013】
さらに本発明の複合不織布は上記不織布Bがポリプロピレンスパンボンド不織布であり、その表面にポリオレフィン系樹脂の繊維状固着物が接着一体化している複合不織布である。その好ましい態様は、繊維状固着物は融点が異なる2の熱可塑性樹脂成分からなり、そのうちの融点が20℃以上低い低融点成分であるポリオレフィン系樹脂が繊維表面の大半をしめている複合ストランドで、平均繊維径(d:μm)100<d<2000であり、複合不織布の長さ方向に伸びて幅方向にほぼ所定間隔をもって配列され、該ポリオレフィン系樹脂が不織布B面に接着一体化しているものである。
【0014】
繊維固着物のひとつの態様は不織布Bのスパンボンド不織布の構成繊維が熱収縮したものである。
【0015】
また上記複合ストランドは、これを構成する複数の熱可塑性樹脂成分は融点(Tm:℃)60≦Tm<270、溶融流動性メルトフローレート(MFR:g/10分、測定方法はJIS−K−6760に準じる。測定温度はTm≦200のとき230℃、200<Tmのとき290℃、加重2.169kg)が5<MFR<200である熱可塑性樹脂であることが好ましい。さらに複合ストランドは低融点成分であるポリオレフィン系樹脂が密度(D:g/cm3 )を0.905≦D<0.930、融点(Tms℃)を115<Tms<130とするポリブテン−1及び/または高密度ポリエチレンであり他の成分がポリプロピレンであることがさらに好ましい。複合ストランドの繊維断面は同心円鞘芯型、偏芯した鞘芯型、猫目型あるいは3層型又は鞘芯型の中空型であってもよい。複合ストランドはその上に積層されるメルトブローン不織布と複合不織布間の間隙を広げメルトブローン複合不織布を構成する複合繊維の繊維塊ともにその部分の繊維密度を低下させる働きをする。
【0016】
ポリブテン−1は結晶形態が軟質状態から硬くて脆い形態に経時変化する特異的な樹脂であるがポリプロピレンとの複合繊維として紡糸可能である。なお、本発明で言うポリプロピレンはエチレンなどの共重合体を含むことは言うまでもなく、ポリブテン−1も密度と融点を限定しているが、できるだけブテン−1過多なポリブテン−1がエレクトレット素材として好ましい意味であって用途によっては制限されない。特に繊維間融着しやすい樹脂としてはエチレンやプロピレンなどの共重合体や非晶質樹脂で、半溶融などの加熱下において柔軟性を示す樹脂が該当する。またプロピレンの割合が大きいエチレンプロピレン共重合体やエチレン・オクテン共重合体や低密度ポリエチレンなどが好ましく用いられる。
【0017】
上記繊維状固着物の一つの態様は、融点が異なる2の熱可塑性樹脂成分からなり、そのうちの融点が20℃以上低い低融点成分であるポリオレフィン系樹脂が繊維表面の大半をしめているメルトブロー法による複合繊維で構成されるメルトブローン不織布であり該ポリオレフィン系樹脂により不織布B面に接着一体化しているものである。低融点成分の融点は60〜170℃の範囲が良い。融点が60℃未満では隣接する繊維との融着が著しく多くなり、また170℃以上では組み合わせる高融点成分樹脂の選択に制限が大きくなるので好ましくない。メルトブロー設備の温度的制約から融点は270℃未満の樹脂を使用するのが適当である。
【0018】
さらにメルトブロー法による複合繊維は平均繊維径(d:μm)が0.3<d<200で、該複合繊維を構成する複数の熱可塑性樹脂成分は融点(Tm:℃)60≦Tm<270、溶融流動性メルトフローレート(MFR:g/10分、測定方法はJIS−K−6760に準じる。測定温度はTm≦200のとき230℃、200<Tmのとき290℃、加重2.169kg)が5<MFR<200、である熱可塑性樹脂であることが好ましい。
【0019】
さらにメルトブロー法による複合繊維は低融点成分であるポリオレフィン系樹脂が密度(D:g/cm3 )を0.905≦D<0.930、融点(Tms℃)を115<Tms<130とするポリブテン−1または高密度ポリエチレン又はこれらの両方であり他の成分ポリプロピレンであることがより好ましい。
【0020】
本発明のメルトブローン不織布のねらいは低粘度の樹脂を用いてひたすら細繊度繊維の不織布を得るのではなく、普通のステープル繊維と同等の腰の強さの特徴をもった繊維からなる不織布を得ることを主要な目的としている。したがって用いる樹脂はステープル繊維を製造する場合と同様の溶融粘度のものである。
【0021】
このような複合繊維からなるメルトブローン不織布は目付が30〜400g/m2 程度である。特にエアフィルターとしてエレクトレット加工して使用する場合は50〜150g/m2 である。エアフィルターに使用するメルトブローン不織布はノズルから噴出させコンベアベルト上に落下するまでの間に空中で隣接する複数本の繊維同士を熱接着させて繊維が凝集して絡み合った繊維塊を発生させ繊維径が200μmにもなる。これを部分的に偏在させると電界が通過しやすくなるので都合がよい。隣接する繊維同士を空中で熱接着させる工程は、ノズルの吐出孔間隔が従来の3mm程度ではコンベアベルトまでの5〜20cm態度の高さの間では困難である。吐出孔間隔は1mm未満として熱風の流速を加減して繊維塊の量を調節するとよい。樹脂の吐出量を多くし熱風流速を小さくすると繊維塊が多くできる。反対に吐出量を少なくして熱風の流速を上げると繊維塊の量は少なくなる。また繊維塊の部分はその分だけ厚みが大きくなっており繊維塊の周辺は集積される繊維間の空隙を大きく作る構造になる。このようにしてメルトブローン不織布を製造すると従来方法による繊維塊ができないものに比べて同量の樹脂を使っても厚さが20〜100%大きい不織布になる。こうして厚さ方向に立体的な構造をつくり密度を下げると電界だけでなく流体の通過性をよくする効果も得られるのである。こうして通気性と熱エレクトレット加工性が向上し従来は困難であった目付90g/m2 を越える不織布でも強電界下でエレクトレット加工ができるようになったのである。
【0022】
本来、太繊維ほど嵩高化、低圧損化および不織布の高硬さ化(不織布の高腰性が良い)に良いのであり、必要に応じて、より太い繊維をこれらの上に、繊維間を繊維の表面の過半を占めている低融点樹脂で融着接着または溶融接着させながら積層して接着一体化するのが極めて都合が良い。フイルター用途に本発明の複合不織布を用いる場合、上記した複合繊維の集積層の上に複合ストランド又は繊維塊をもった複合メルトブローン不織布のさらに上に、塵埃を主として捕集する機能を求める、本発明のより細い複合繊維層を積層してフイルターとしての機能を持たせる。そのより細い複合繊維の繊維径(d:μm)は0.3<d<20であり、目的によって繊維径を任意に選択する。
【0023】
なお、本発明でいう繊維径は、数平均の繊維径をいい、本発明の不織布は、熱接着性複合繊維を使用しており、恣意的に部分的に融着接着させているため、繊維径のばらつきや分布が広く、顕微鏡観察によって繊維径を割り出したため、数平均で記載した。融着接着した塊や繊維束は1本として計測した。
【0024】
なお、本発明での複合メルトブロー繊維は、特に凝集し融着接着した繊維塊を散在させる方が凹凸方式による嵩高化には有利であり、太繊維を使用する場合は、複数回に分けて繊維集積するのが特に好ましい。また、細繊維層にあっても、エアーフィルター用途を想定するなら、目付けむらを回避するため、前記と同様に複数回に分けて繊維集積するのが特に好ましい。また、これらの繊維集積において、メルトブロー手法では繊維が一定方向へ揃い易いので、各層毎にできるだけ交差する様に積層するのが好ましく、本発明では、設備にこの点が配慮してある。
上記した様に個々の層の必要目付けを考慮した上で、塵埃を主として捕集する機能を求める、本発明のより細い複合繊維層の目付けは用途によるが、30〜400g/m2 が好ましく、400g/m2 を超えると熱風の貫通状況が悪い。
【0025】
エアフィルターの一般的な使い方の一つの、フィルターをプリーツ折り加工し装脱着が容易なフィルター構造に適用するため、2枚の複合不織布のメルトブローン不織布が接着されている面を接するように位置させメルトブローン不織布の低融点成分で熱接着させた構造のものを使用する。
【0026】
またエアフィルターとして用いる場合の応用例の一つは複合不織布に光触媒を塗布したもので、紫外線ランプを備える空気清浄器のフィルターとして有用である。他の例としてゼオミックなどの銀系抗菌剤、TBZなどの防カビ剤、防ダニ剤などの塗布も有効である。さらにハウスシック症候群の低減のためゼオライトや活性炭などのホルムアルデヒド吸収剤の塗布も有用である。
【0027】
フィルターの使い方に使用中の所定の汚れに応じて表面を剥離する方法があるが、このような使用方法に適応するため、はぎとり用のプレフィルターとして目付が10〜40g/m2 のスパンボンド不織布と目付が10〜50g/m2 メルトブローン不織布を複合不織布のメルトブローン面に低融点成分で複数枚接着し一体化させた構造もとることができる。
【0028】
本発明の複合不織布の用途のひとつは衛生材料である。ポリエステル繊維からなる親水性の接着樹脂含浸した不織布を中層とし、その両面にポリエステルスパンボンド不織布を接着一体化している複合不織布を用いる。このとき一方の面のスパンボンド不織布の繊維が、もう一方の面のスパンボンド不織布の繊維より繊維径が太く、ポリエステル不織布に高吸水性樹脂が散布、収容されている態様のものは衛生材の吸収、拡散層に用いられる。さらにスパンボンド不織布の表面にポリオレフィンのメルトブローン不織布か又は液体が通過できる多数の開孔を有するポリオレフィンフィルムが熱接着されている態様のものも使用できる。繊維径の異なるスパンボンド不織布は目の粗さが異なり、目の粗い側から高吸水性樹脂を散布して充填し不織布やフィルムを貼り合わせるのである。このとき熱カレンダーを用い積層した不織布を圧迫することで不織布の厚みを制御して所望の厚さの衛生材を生産できる。上記複合不織布には衛生材料の目的に応じてポリエステル繊維にレーヨン繊維を混合することは差し支えない。
【0029】
親水性の接着性樹脂は、アクリル樹脂が最も好ましい。ポリエステル繊維は、5dtexを超える太い繊維が好ましく、潜在捲縮性の背腹型複合繊維がさらに好ましい。ポリオレフィンスパンボンド不織布は、前記と同様であるが、経済的見地から、ポリプロピレンスパンボンド不織布がより好ましく、一方の面のスパンボンド不織布の繊維が、高吸水性樹脂を散布して通過させるため、もう一方のスパンボンド不織布の繊維より繊維径が太くするのが好ましく、細繊度のスパンボンド不織布は、散布された高吸水性樹脂を脱落させない目付と繊度とする必要があり、接着性樹脂で目潰しされるので、繊度が2dtex前後で目付30g/m2前後とする不織布が好ましく、高吸水性樹脂を通過させる方の不織布は5dtexを超える太い繊維が好ましい。ポリオレフィン樹脂で繊維表面の過半が覆われている熱接着性複合繊維は、普通の衛生材表面不織布と同様の平均繊維径(d:μm)を10<d<200とする複合繊維が都合良く、ポリプロピレンまたはポリエステルを芯成分とし、ポリエチレン樹脂や共重合ポリプロピレン樹脂、そしてポリブテン−1樹脂などを低融点成分とする、中実、中空または異型断面で、鞘芯型、偏芯した鞘芯型または猫目型などの複合繊維が都合良く、その不織布は、目付を10〜50g/m2とすのが都合良い。液体が透過できる孔径の孔が多数穿ってある開孔ポリオレフィンフィルムは、ナプキンなどの衛生材に使われているものが都合良く、その外表面に擦れ音を低下させる目的の不織布などの緩衝材が具備されているのも好ましい。高吸水性樹脂は、衛生材に多用されているポリアクリル酸ナトリウムSAPなどの微細粒子のものが都合良く、少なくとも高吸水性樹脂を散布とは、パルプなどとの混合物でも良いことを指す。
【0030】
以上の様に構成すると、親水性の接着剤で覆われて、含浸不織布自体が、ポーラスな多孔質体となされており、該不織布は、接着性樹脂を選ぶことで、剛直な、腰の有る、へたり難いポーラスな不織布にすることができ、このポーラス部分に高吸水性樹脂の粉末もしくは微細な顆粒または該高吸水性樹脂と微細パルプの混合体を散布・充填することで、衛生材の吸収拡散層とできるのである。また衛生材の組み立て加工では、両面にポリプロピレンなどのスパンボンド不織布を張り合せしてあるので、接着剤なしの熱接着ができ、極めて都合が良いのである。
【0031】
以下図にもとづき本発明を説明する。
図1は本発明の複合不織布(1)の側方断面図の1例を示す模式図である。不織布A(2)と不織布B(3)とが接合一体化している。
図2は図1の複合不織布(1)にさらに不織布B(3)が積層一体化した複合不織布(1)の側方断面図の1例を示す模式図である。
図3は図1の複合不織布(1)の不織布Bの面に繊維状固着物である複合ストランド(4)が接着一体化している複合不織布(1)の斜視図の1例を示す模式図である。
図4は図1の複合不織布(1)の不織布B(3)の面に繊維状固着物であるメルトブローン不織布(5)が積層一体化した複合不織布平面拡大写真の1例を示す。メルトブローン不織布(5)に部分的に繊維塊(6)が存在している。
図5は複合ストランド及びメルトブローン不織布の複合繊維の繊維断面を示す模式図である。aは同芯芯鞘型複合繊維、bは偏芯芯鞘型複合繊維、cは猫目型複合繊維、d積層型複合繊維である。いずれも高融点成分(7)と低融点成分(8)により構成されている。
【0032】
次ぎに実施例により本発明を説明する。
[参考例1]
参考例1は、不織布Bとして目付が15g/m2で6dtexのポリプロピレンスパンボンド不織布を、不織布Aとして目付が30g/m2で6dtexの潜在捲縮性のポリエステル背腹型複合繊維をカードで開繊したウエブを各々準備した。図6に示すように、不織布A(2)とB(3)をガイドロール(9)で積層し、含浸槽(10)に導きアクリル樹脂のエマルジョン希釈液を含浸して、これをニップロール(11)で絞り、熱風加工機(12)で、135〜140℃の熱風で硬化乾燥して、不織布A、Bを接着一体化し目付が50g/m2 の硬くて腰のある複合不織布(1)とした。
【0033】
[参考例2]
不織布Aとして参考例1のポリエステル繊維ウエブを弱くスパンレース加工したものを使用した以外は参考例1と同様にして複合不織布を得た。不織布Aのスパンレース不織布と不織布Bのスパンボンド不織布は接着一体化して硬くて腰のある複合不織布を得た。
【0034】
[参考例3]
不織布Aとして参考例1のポリエステル繊維の目付を50g/m2と増やしたウエブを用いたほかは参考例1と同様にして複合不織布にした。参考例1と同様に不織布A、Bは接着一体化し硬くて腰のある複合不織布を得た。
【0035】
[参考例4]
参考例3において乾燥温度を145〜150℃としたところ、不織布Bのスパンボンド不織布の強固に接着されていない部分が熱収縮応力に耐えられず、引きちぎられ、含浸不織布表面の所々に集合して繊維状の固着物として散在する嵩高な不織布となっていた。
【0036】
[参考例5]
参考例3において不織布Bとして目付が20g/m2で繊度2dtexのポリプロピレン繊維のスパンボンド不織布を用いたほかは参考例3と同様にして複合不織布にした。参考例3と同様に不織布A、Bは接着一体化し硬くて腰のある複合不織布を得た。
【0037】
[参考例6]
参考例3のにおいて不織布Aの両面に不織布Bとして参考例5で用いたポロプロピレン繊維のスパンボンド不織布を配して、2枚の不織布Bで不織布Aのポリエステル繊維のウエブを挟み3層の複合不織布を得た。参考例3と同様に不織布A、Bは接着一体化し硬くて腰のある複合不織布を得た。
【0038】
[参考例7]
参考例1において不織布Aの両面に不織布Bとして目付が15g/m2で繊度6dtexのポリプロピレンスパンボンド不織布を配して、2枚の不織布Bで不織布Aのポリエステル繊維のウエブを挟み3層の複合不織布を得た。参考例1と同様に不織布A、Bは接着一体化し硬くて腰のある複合不織布を得た。
【0039】
上記各参考例で得た複合不織布のスパンボンド不織布側に実施例8以降に記載するように、ポリブテン−1を接着成分とし、芯成分をポリプロピレン樹脂とする繊維径が25μmの断面形状が図5cに示した猫目型の鞘芯型複合繊維からなるメルトブロー複合繊維を吹付けて積層したところ、不織布内もスパンボンド不織布へもきれいに融着接着している複合不織布となっていた。なお、比較例として不織布Aのみのアクリル樹脂の含浸不織布へも同様に吹付けてみたが、メルトブローン不織布は含浸不織布へは接着していなかった。
【0040】
[実施例8]
参考例1で得た複合不織布のポリプロピレンスパンボンド不織布面に、メルトブロー法による複合繊維を集積した。図7に示す3台の押出機(13)を用いて、熱可塑性樹脂を押出し、ギャーポンプによって巾70cm弱、孔数850ホールの複合紡糸ノズルに安定供給し、紡糸温度280℃で、オリフィスの列から高速加熱気流中に吐出すると同時に、気流により樹脂を細長化して基本的に連続している繊維とし、吸引設備が具備されたコンベアーベルト(14)上に集積した。メルトブロー複合繊維は、断面形状が図5cに示す猫目型で、鞘成分/芯成分を1/1とした。複合繊維は鞘成分にMFRが28g/10分で密度Dが0.92g/cm2 である三井化学タフマーP7000であるポリブテン−1を、芯成分にMFR30g/10分のホモポリマーであるポリプロピレンを各々もちいた。1番目の押出機で平均繊度が10dTexの太複合繊維を15g/m2 の目付けで集積した。次いで、コンベアーベルトの進行角度を一回毎に変化させて、押出機により2回、繊度6dTexの太複合繊維を20g/m2 ×2の目付けで集積し、延べ3層重ねて積層して複合不織布を得た。なお、各層は少なくとも30度の角度で交差させて集積した。次にこれを120℃で熱エレクトレット加工したところ、5.3cm/sの流速で0.5μmの大気塵を30%以上捕集する捕集効率のエアフィルターを作ることができた。
【0041】
[実施例9]
実施例8で得た複合不織布の上にさらにメルトブロー複合繊維を集積した。実施例8と同じ樹脂を用いて、2回、繊度0.5dTexの複合繊維を20g/m2 の目付けで集積し、実施例8と併せてメルトブロー複合繊維槽が延べ5層の複合不織布を試作した。これを同様に熱エレクトレット加工したものは50%を超える捕集効率のエアフィルターを作ることができた。
【0042】
[実施例10]
実施例8において、メルトブロー複合繊維を熱風量を減らしてノズルからコンベアベルトまでの間で繊維間の接着が起こりやすくし繊維塊が多くできる太物のメルトブロー複合繊維を集積した複合不織布を作った。この上に実施例8と同じ樹脂を用いて、2回、繊度0.3dTexの複合繊維を20g/m2 の目付けで集積し、実施例8と併せてメルトブロー複合繊維層が延べ5層の複合不織布を試作した。これを同様に熱エレクトレット加工したものは60%を超える捕集効率のエアフィルターを作ることができた。
【0043】
[実施例11]
実施例8で得た複合不織布のメルトブロー複合繊維層の上に、参考例5に用いた繊度2dtexのポリプロピレンスパンボンド不織布を重ね、132℃に加熱した熱風加工機中で、バーでしごく様にして圧迫接着しながら熱エレクトレット加工して、腰のある集塵カーテン素材を得た。これを大気塵の充満している箱に入れると、スパンボンド不織布に大気塵が吸着され黒くなった。
【0044】
[実施例12]
参考例7で得た複合不織布の上に、実施例8と同様のメルトブロー複合繊維を2層集積した。これとは別に参考例1に用いた6dtexのポリプロピレンスパンボンド不織布に参考例7の15g/m2 の目付けで集積してメルトブロー不織布を貼り付けた剥離用不織布(プレフィルター)を用意して、メルトブロー不織布を上記参考例7の複合不織布のスパンボンド面に接着面として熱風加工機中で圧迫接着しながら、同時に熱エレクトレット加工して剥離可能なプレフィルターを持つエァーフィルターとした。捕集効率は少し実施例8の複合不織布を上回る程度であるが、空気清浄機に空気導入側をプレフィルター面として装着し、たばこの煙を充満させた部屋にいれて稼動させたところ、主としてプレフィルターが茶色となって、たばこの煙を捕集していた。このプレフィルターを剥離すると剥離面は茶色くはなっていなかった。
【0045】
[実施例13]
参考例1で得た複合不織布をポリプロピレンスパンボンド不織布面を上にして15m/分の速度で供給しながら、熱可塑性樹脂を押出し、ギヤーポンプによって巾70cm弱、孔数200ホール、孔ピッチ3mmの複合紡糸ノズルに安定供給し、紡糸温度280℃で、複合ストランドを自然流下させた。複合ストランドは繊維径500μmで多少蛇行しているものの概ね約3mm巾を保ち長さ方向に連続していた。複合ストランドは、断面形状が図5aに示す鞘芯型で、鞘成分/芯成分を1/1とした。複合ストランドは鞘成分にMFRが28g/10分で密度Dが0.92g/cm2 である三井化学タフマーP7000であるポリブテン−1を、芯成分にMFR30g/10分のホモポリマーであるポリプロピレンをもちいた。次に上記複合ストランドの上に実施例9と同様のメルトブロー繊維を2層積層した。これをさらにエレクトレット加工した。得られた複合不織布をエアフィルターとして使用したところ実施例9のエアフィルターより捕集効率は若干下がったが圧損は約2/3に低下していた。
比較のため実施例9の複合不織布にさらに実施例9と同様のメルトブロー繊維を20g/m2 で2層集積した複合不織布を作りエレクトレット加工したが電気抵抗が大きく十分に熱エレクトレット加工ができなかった。
【0046】
[参考例14]
参考例6の複合不織布を、繊度6dtexの太繊度スパンボンド不織布面を上向きに、繊度2dtexの細繊度スパンボンド不織布面を下向きにして少し湿らせ、太繊度スパンボンド不織布側から、微細に粉砕した高吸水性樹脂SAPを散布し、ポリエステル繊維層に収容させた。次に市販の紙おむつを解体し、トップシートを太繊度スパンボンド不織布面にカレンダーロールで張り合わせ、細繊度スパンボンド面に多孔質のバックシートを位置させて、衛生材の方法で吸液テストを行ったところ、パルプを使った市販の紙おむつと同様の吸液性とウエットバック性を示した。厚みは市販のおむつの2/3であった。
【0047】
[参考例15]
参考例6の複合不織布の太繊度スパンボンド面に、市販の生理用ナプキンを解体して、多孔性の穴明きフィルムを太繊度スパンボンド面にカレンダーロールで張り合わせ、細繊度スパンボンド面に多孔質のバックシートを、位置させて、衛生材の方法で吸液テストを行ったところ、購入した市販の生理用ナプキンと同じ吸液性とウエットバック性を示した。厚みは少し薄い感じであった。
【0048】
[参考例16]
不織布Aに繊度15dtexのポリエステル繊維のカードウエブを不織布Bに繊度2dtexのポリプロピレンスパンボンド不織布を用いて参考例6と同様にして2枚のスパンボンド不織布の間にポリエステル不織布を挟んだ複合不織布を得た。この複合不織布を用いて参考例14、15と同様の衛生材料を構成したところ高吸水性樹脂は参考例14、15の試料より多く収容できた。これらについて吸液テストを行ったところいずれも市販の生理用ナプキンと同等の吸液性とウエットバック性を示した。
【0049】
[参考例17]
参考例16において不織布Bに融点138℃、MFR25g/10分のプロピレン過多のエチレン・プロピレン共重合体を成分とする繊度2dtexのスパンボンド不織布を用いて複合不織布とした。この複合不織布を用いて参考例14、15と同様の衛生材料を構成したところ、参考例16と同様に高吸水性樹脂は参考例14、15の試料より多く収容できた。これらについて吸液テストを行ったところいずれも市販の生理用ナプキンと同等の吸液性とウエットバック性を示した。
【0050】
[参考例18]
参考例1において不織布Bにポリプロピレン樹脂にチバスペシャリティ社製の耐侯性安定剤944を0.1質量%、難燃効果剤CGL116を1.5質量%、燐系安定剤168を0.3質量%添加して製造したスパンボンド不織布を用い、含浸樹脂に燐系の難燃剤を添加して作った複合不織布は常に良好な難燃性を示した。
【0051】
【発明の効果】
本発明は、非相溶性の繊維の不織布同士を接着樹脂に含浸して一体化し、その後熱接着によりさらに別の不織布、繊維塊、繊維ストランドを積層一体化した複合不織布であって、このような構成をとることで特にポリエステル不織布とポリオレフィン不織布とを一体化し、ポリオレフィン系の繊維状固着物、繊維塊、ストランド等を1工程で複合不織布に熱接着できるようにしたものである。その用途は特にエアフィルターの分野に顕著に適用できるものである。また衛生材料の分野においても腰が有りへたり難い特徴のある不織布として、低価格の要求にも応え得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の複合不織布(1)の側方断面図の1例を示す模式図である。
【図2】 図1の複合不織布(1)にさらに不織布B(3)が積層一体化した模式図である。
【図3】 図1の複合不織布(1)の不織布Bの面に繊維状固着物である複合ストランド(4)が接着一体化している複合不織布(1)の斜視図の1例を示す模式図である。
【図4】 図1の複合不織布(1)の不織布B(3)の面に繊維状固着物であるメルトブローン不織布(5)が積層一体化した複合不織布のメルトブローン不織布平面拡大写真の1例を示す。
【図5】 複合ストランド及びメルトブローン不織布の複合繊維の繊維断面を示す模式図である。
【図6】 複合不織布の製造工程の1例を示す概略図である。
【図7】 複合不織布の製造工程の1例を示す概略図である。
【符号の説明】
1 複合不織布
2 不織布A
3 不織布B
4 複合ストランド
5 メルトブローン不織布
6 繊維塊
7 高融点成分
8 低融点成分
9 ガイドロール
10 接着樹脂含浸槽
11 ニップロール
12 熱風加工機
13 押出し機
14 コンベアベルト
15 熱エレクトレット加工機
Claims (15)
- 不織布A、Bを積層し接合一体化してなる複合不織布であって、該不織布Aはポリエステル繊維からなり、該不織布Bはポリオレフィン系繊維からなり、
該不織布Bの表面に繊維状固着物が形成しており、
該繊維状固着物は以下のいずれかの形態である複合不織布。
(1)融点が異なる2の熱可塑性樹脂成分からなり、そのうちの融点が20℃以上低い低融点成分であるポリオレフィン系樹脂が繊維表面の大半をしめている平均繊維径(d:μm)100<d<2000であり、複合不織布の長さ方向に伸びて幅方向にほぼ所定間隔をもって配列している複合ストランド。
(2)融点が異なる2の熱可塑性樹脂成分からなり、そのうちの融点が20℃以上低い低融点成分であるポリオレフィン系樹脂が繊維表面の大半をしめているメルトブロー法による吐出孔間隔が1mm未満のノズルから噴出した複合繊維を複数本の繊維同士を熱接着させて繊維が凝集して絡み合った繊維塊を含むメルトブローン不織布。 - 請求項1記載の複合不織布の不織布Aの表面にさらに不織布Bが接合一体化している複合不織布。
- 不織布A、Bは少なくともいずれか一方が双方の構成繊維に接着性のある接着樹脂に含浸され該接着樹脂により不織布A、Bが接合一体化している請求項1又は2記載の複合不織布。
- 不織布Aはポリエステル繊維のほかにセルロース繊維を含む請求項1乃至3いずれか記載の複合不織布。
- 不織布Bはプロピレンを主成分とするホモポリマー、プロピレンを主体とする共重合体のうちの1以上の樹脂からなるスパンボンド不織布でありその平均繊維径(d:μm)が5<d<200である請求項1乃至3いずれか記載の複合不織布。
- 前記繊維状固着物は前記(1)の複合ストランドであり、該複合ストランドを構成する複数の熱可塑性樹脂成分は融点(Tm:℃)60≦Tm<270、溶融流動性メルトフローレート(MFR:g/10分、測定方法はJIS−K−6760に準じる。測定温度はTm≦200のとき230℃、200<Tmのとき290℃、加重2.169kg)が5<MFR<200である熱可塑性樹脂である請求項1乃至5いずれか記載の複合不織布。
- 前記複合ストランドは低融点成分であるポリオレフィン系樹脂が密度(D:g/cm3 )を0.905≦D<0.930、融点(Tms℃)を115<Tms<130とするポリブテン−1及び/または高密度ポリエチレンであり他の成分がポリプロピレンである請求項6記載の複合不織布。
- 前記繊維状固着物は前記(2)の繊維塊を含むメルトブローン不織布であり、メルトブロー法による複合繊維は平均繊維径(d:μm)が0.3<d<200で、該複合繊維を構成する複数の熱可塑性樹脂成分は融点(Tm:℃)60≦Tm<270、溶融流動性メルトフローレート(MFR:g/10分、測定方法はJIS−K−6760に準じる。測定温度はTm≦200のとき230℃、200<Tmのとき290℃、加重2.169kg)が5<MFR<200、であるポリオレフィン系樹脂である請求項1乃至5いずれか記載の複合不織布。
- 前記メルトブロー法による複合繊維は低融点成分であるポリオレフィン系樹脂が密度(D:g/cm3 )を0.905≦D<0.930、融点(Tms℃)を115<Tms<130とするポリブテン−1であり他の成分がポリプロピレンである請求項8記載の複合不織布。
- ポリエステル繊維は、酸成分をテレフタル酸とするポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、及びこれらの共重合体からえらばれた1つ、又は複数種のポリマーからなる単一繊維及び/又はこれらポリマーを一成分とする複合繊維であり、その平均繊維径(d:μm)が5<d<200である請求項1乃至3いずれか記載の複合不織布。
- ポリエステル繊維は、主として脂肪族ポリエステルからなる単一繊維及び/又は脂肪族ポリエステルを一成分とする複合繊維であり、その平均繊維径(d:μm)が5<d<200である請求項1乃至3いずれか記載の複合不織布。
- 接着樹脂は、アクリル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、α−オレフィン樹脂、エポキシ樹脂からえらばれた1つ又は複数種のホルマリンを含まない樹脂である請求項3記載の複合不織布。
- 接着樹脂にポリエステル用の難燃剤が添加されている請求項3記載の複合不織布。
- 不織布表面の少なくとも片面に光触媒が担持されている請求項1乃至13いずれか記載の複合不織布。
- 少なくともメルトブロー法による複合繊維がエレクトレット化されている請求項8又は9記載の複合不織布。
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