JP4879074B2 - 不織布製造方法 - Google Patents
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このような不織布製造方法によれば、例えば、不織布における平均繊維密度よりも高い繊維密度である高密度領域と平均繊維密度よりも低い繊維密度である低密度領域とを有し、且つ、前記高密度領域と前記低密度領域とが不織布の厚さ方向の一方側から他方側に連通した不織布を製造することができる。
このような不織布製造方法によれば、支持された側の反対側の面に凹凸が形成され、逆に、支持された側は熱収縮性繊維の移動が規制されるため凹凸が形成されない。即ち、繊維ウェブの片面だけに形成された凸部を押圧するため、不織布に形成される高密度領域において、支持された側の反対側の繊維密度を支持された側の繊維密度よりも高くすることができる。
このような不織布製造方法によれば、凸部を押しつぶすことが容易となる。
このような不織布製造方法によれば、略均一な厚さの不織布を製造することができる。
このような不織布製造方法によれば、不織布に形成される高密度領域が不織布の厚さ方向の一方側から他方側へ連通しやすい。
このような不織布製造方法によれば、繊維ウェブの両面に凹凸が形成されるため、不織布の高密度領域において、どちらか一方の面の繊維密度の方が高くなることがなく、不織布の両面における各繊維密度を同程度にすることができる。
〈比較例の不織布〉
まず、本実施形態の不織布製造方法により製造される不織布とは異なる比較例の不織布1について説明する。図1は、比較例の不織布1の断面図を示す図である。比較例の不織布1は、上層2(第2の層に相当)と下層3(第1の層に相当)から構成され、上層2から下層3へ液体が移行し易くなることを目的として、下層3の平均繊維密度が上層2の平均繊維密度よりも高くなっている。
図2Aは、本実施形態の不織布10の上面図であり、図2Bは、本実施形態の不織布10の斜視図である。図3Aは、本実施形態の不織布10の断面図であり、図3Bは、断面の拡大図である。
また、高密度領域11だけでなく、低密度領域12においても、一方側よりも他方側の方が、繊維密度が高くなっていても構わない。この場合、液体は、低密度領域の毛管力を利用して透過することができる。
高密度領域11の平均空間面積を、300μm2以上であり1000μm2以下とし、好ましくは、400μm2以上であり800μm2以下であるとする。高密度領域の上面と下面において繊維密度に差がある場合、上面側の平均空間面積と下面側の平均空間面積との差は、50μm2以上であり200μm2以下とし、好ましくは、60μm2以上〜100μm2以下であるとする。
低密度領域の繊維間面積は、600μm2以上であり8000μm2以下とし、好ましくは、800μm2以上であり1000μm2以下であるとする。低密度領域の上面と下面において繊維密度に差がある場合、上面側の平均空間面積と下面側の平均空間面積との差は、50μm2以上であり200μm2以下とし、好ましくは、60μm2以上100μm2以下であるとする。
そして、低密度領域12と高密度領域11との平均空間面積の差は、150μm2以上であり7000μm2以下であるとし、好ましくは、200μm2以上1000μm2以下であるとする。
その他、繊維密度の代替数値として、「繊維間距離」を用いることができ、高密度領域11における繊維間距離は、例えば、15μm以上であり95μm以下であるとし、低密度領域12における繊維間距離は、例えば、85μm以上であり390μmであるとする。
加熱処理後の表面が凹凸形状となり、凸部である領域の方が凹部である領域よりも繊維が密集するように、熱融着性を有する熱収縮性繊維が配された繊維ウェブを、熱収縮性繊維が溶融可能、且つ、熱収縮可能な温度で加熱処理し、加熱処理により形成された凹凸形状の凸部が押しつぶされるように、繊維ウェブを厚さ方向に押圧することで、前述のような不織布10を得ることができる。
なお、具体例として、繊維ウェブ21をコンベアにより搬送しながら、上面側から所定温度の熱風を噴きあてて加熱処理する方法が挙げられる(後述)。また、所定温度とは、熱収縮性繊維22が溶融し、かつ、熱収縮する温度である。例えば、繊維ウェブ21に噴きあてられる熱風の温度は、138℃以上152℃以下の範囲とし、好ましくは142℃以上150℃以下とする。上面側方向からの熱風の風速は、0.7m/s程度が好ましい。
なお、熱収縮率の測定方法として、例えば、(1)測定する繊維100%で200g/m2の繊維ウェブをカード機にて作成、(2)250×250mmの大きさにカット、(3)ウェブをクラフト紙に挟む(熱風が直接当たらないため、且つ、繊維が滑り易く熱収縮しやすいように)、(4)145℃のオーブン内に5分間放置、(5)熱収縮後の長さ寸法を測定、(6)熱収縮前後の長さ寸法差から算出することで、熱収縮率を算出することができる。
そして、繊維ウェブ21は、第1搬送工程においてコンベア52、53により加熱装置54の入り口まで搬送される。この第1搬送工程上の繊維ウェブ21は、繊維同士の自由度を維持した状態である。
こうして、繊維ウェブ21の支持部材20側は平面形状となり、支持部材20側と反対側の自由面側は凹凸形状となる。なお、加熱処理により、繊維ウェブ21(繊維布24)は、繊維同士が融着した状態となる。
前述の不織布製造方法とは異なり、この変形例では、繊維ウェブ21に対して、厚さ方向の両側から所定温度の熱風が噴きあてられるように加熱処理する。例えば、加熱装置内(不図示)に、繊維ウェブ21の上側と下側に、通気性のある支持部材がそれぞれ配置され、繊維ウェブ21に対して、下側から所定温度の熱風を噴きあてると共に、上側からも所定温度の熱風を噴きあてることで、繊維ウェブ21を加熱処理する。即ち、加熱装置内の繊維ウェブ21は、下側の支持部材から離間された状態で、且つ、上側の支持部材からも離間した状態で加熱処理される。なお、繊維ウェブ21に対して、上側と下側から交互に熱風を噴きあててもよい。
本実施形態の不織布製造方法により製造される不織布10では、面方向に高密度領域11及び低密度領域12が分散して形成される。この分散度合いを、例えば、分散指数(平均吸光度の標準偏差)で示すことができる。
「分散指数」である「平均吸光度の標準偏差」とは、不織布10の下から照射した際の不織布の明暗ムラ(ばらつき)を示す値である。所定の測定器(例えば、フォーメーションテスター(品番:FMT−MIII、野村商事株式会社製))を用いることで測定及び算出することができる。測定条件は、例えば、カメラ補正感度が100%、2値化閾値±%:0.0、移動画素が1、有効サイズが25×18cmで、製造工程において支持部材により支持された面を表側にして測定することができる。また、その他の公知の測定方法でも分散指数を測定することができる。
そして、本実施形態の不織布10における分散指数は250以上であり450以下であるとし、好ましくは280以上であり410以下であるとする。
〈吸収性物品の概要〉
以下、本実施形態の不織布製造方法により製造された不織布を用いた吸収性物品について説明する。図12Aは、吸収性物品の一例である生理用ナプキン30の斜視図であり、図12Bは、生理用ナプキン30の断面図である。
本実施形態の吸収性物品(生理用ナプキン)30は、少なくとも一部が液透過性の表面シート31と、液不透過性の裏面シート33と、表面シート31と裏面シート33との間に配置される液保持性の吸収体32と、表面シート31と吸収体32との間に配置されるセカンドシート10を有する。
本実施形態の吸収性物品30は、生理用ナプキン、パンティーライナー、オムツ、失禁パッド、陰唇間パッド等として利用することができる。以下、生理用ナプキン30を例に挙げて説明する。表面シート31が人体の肌側、裏面シート33が下着側となるように、生理用ナプキン30は装着される。図12Bに示すように、セカンドシート10(不織布)には、表面シート31側から吸収体32側へ連通している高密度領域11と低密度領域12が、セカンドシート10の面方向に分散するように形成されている。また、表面シート31、セカンドシート10、吸収体32の順に繊維密度が高まるとする。そのため、表面シート31上の液体は、毛管力によりセカンドシート10へと移行し、更にセカンドシート10から吸収体32へ移行する。そして、液体は最終的には吸収体32に保持される。
表面シート31の液透過性領域は、例えば、多数の液透過孔が形成された樹脂フィルム、多数の網目を有するネット状シート、液透過性の不織布、又は織布等で形成される。前記樹脂フィルムやネット状シートは、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリエチレンテレフタレート(PET)等が挙げられる。
他に、素材として、ポリ乳酸、キトサン、ポリアルギン酸等の生分解性が可能な天然物を用いることもできる。
裏面シート33は、液不透過性のシートであり、吸収体32に吸収された排泄物が外へ漏れ出すのを防止できる材料が使用される。また、透湿性素材とすることにより、装着時のムレを低減させることができ、装着時における不快感を低減させることが可能となる。
このような材料としては、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等を主体とした液不透過性フィルム、通気性フィルム、スパンボンド等の不織布の片面に液不透過性フィルムをラミネートした複合シート等が挙げられる。好ましくは、疎水性の不織布、不透水性のプラスティックフィルム、不織布と不透水性プラスティックフィルムとのラミネートシート等を用いることができる。また、耐水性の高いメルトブローン不織布を強度の強いスパンボンド不織布で挟んだSMS不織布でも良い。
吸収体32は、経血等の液体を吸収して保持する機能を有するもので、嵩高であり、型崩れし難く、化学的刺激が少ないものであることが好ましい。例えば、フラッフ状パルプもしくはエアレイド不織布と高吸収ポリマーとからなる吸収体材料を例示できる。
フラッフ状パルプの代わりに、例えば、化学パルプ、セルロース繊維、レーヨン、アセテート等の人工セルロース繊維を例示できる。パルプは目付500g/m2、ポリマーは目付20g/m2(ポリマーは全体に分散している)で、パルプとポリマーが全体に均一に分布した混合体を、目付け15g/m2のティッシュで包んだものが挙げられる。
エアレイド不織布としては、例えば、パルプと合成繊維とを熱融着させ又はバインダーで固着させた不織布を例示できる。高吸収ポリマー(SAP)としては、例えば、デンプン系、アクリル酸系、アミノ酸系の粒子状又は繊維状のポリマーを例示できる。吸収体32の形状及び構造は必要に応じて変えることができるが、吸収体32の全吸収量は、吸収性物品としての設計挿入量及び所望の用途に対応させる必要がある。また、吸収体32のサイズや吸収能力等は用途に対応して変動される。
〈人工経血による吸収性の評価方法〉
サンプルの吸収性を評価するために、人工経血にて液残存性、拡散性及びリウェット性を評価することができる。
ここで、人工経血の組成は以下の通りである。
イオン交換水1リットルに対して以下を配合する。(1)グリセリン80g(2)カルボキシメチルセルロースナトリウム(NaCMC)8g(3)塩化ナトリウム(NaCl)10g(4)炭酸水素ナトリウム(NaHCO3)4g(5)色素 赤色 102号8g(6)色素 赤色 2号2g(7)色素 黄色 5号2g
測定器具として、例えば、1)オートビュレット(メトローム社(株)725型)、2)SKICON、3)色彩計、4)穴あきアクリル板(中央に40mm×10mmの穴、長さ×幅=200mm×100mm、重量130g)、5)はかり、6)定規、7)人工経血、8)ストップウォッチ、9)ろ紙を用いる。
1)1回目(3ml滴下):吸収速度[sec](A)、全乾速度[sec](B)、拡散範囲(MD×CD)[mm](C)、SKICON値[μS](D)、白度(E)[−](E)
2)2回目(4ml滴下(計7ml)):吸収速度[sec](F)、全乾速度[sec](G)、拡散範囲(MD×CD)[mm](H)、SKICON値[μS](I)、白度(E)[−](J)
3)(1)リウェット率1回目(50g/cm2下)(K)、(2)リウェット率2回目(100g/cm2下)(L)
サンプルの吸収性を評価するために、人工尿にて吸収速度、表面乾燥速度、拡散状態及びリウェットを評価することができる。
測定機器等として、例えば、(1)人工尿、(2)ビュレットとロート(滴下速度が80ml/10secになるようにビュレットを調整する)、(3)ビュレットスタンド、(4)円筒(直径60mm 550g)、(5)ろ紙(例えば、アドバンテックNo.2・100mm×100mm)、(6)3.5kg/100cm2の重り、(7)ストップウォッチ、(8)電子天秤、(9)定規、(10)はさみ等を用いる。
実際に不織布を製造し、分散指数や吸収性の評価を行った。不織布の製造条件や評価結果等を以下に説明する。図14は、実施例における不織布の構成及び平均吸光度の測定結果を説明する表であり、図15は、実施例Dにおける不織布を重ね合わせた場合における平均吸光度の測定結果を説明する表であり、図16は、実施例における不織布の人工尿による吸収性の評価結果を説明する表であり、図17は、実施例における不織布の人工経血による吸収性の評価結果を説明する表であり、図18は、実施例Dにおける繊維間の平均空間面積の測定結果を説明する表である。
(1)繊維構成
図14の表に記載した繊維構成により、実施例AからE、比較例A、Bの不織布を製造した。
(a)図14の表に示した繊維構成を速度20m/分のカード機によって開繊し繊維ウェブを作成する。そして、繊維ウェブを幅が450mmとなるようにカットする。
(b)繊維ウェブをMD300mm×CD300mmにカットした状態で20メッシュの通気性ネット上に載せ、速度3m/分で搬送し、温度145℃(418.15K)、風速0.7m/s、長さ1.5mの加熱装置(オーブン)内を約30秒で加熱しながら搬送する。
(c)反ネット面の凹凸を押圧する。
図14に示す表に記載の通り、各種不織布における分散指数を測定した。分散指数の測定結果も図14の表に示す通りである。
実施例AからEにおける分散指数は、287から396の範囲内であった。上述した分散指数の範囲である250以上であり450以下であった。ここで、比較例Aは熱融着性繊維のみで構成され平面方向において粗密が略均一な超低密度シートである。この比較例Aにおける分散指数は204であった。比較例Bも熱融着性繊維のみで構成され平面方向において粗密が均一な超高密度シートである。この比較例Bにおける分散指数は206であった。
また、図15の表に示すように、実施例Dの不織布を重ね合わせた不織布についての分散指数を測定した。図15の表の測定結果より、実施例D、実施例Dを2枚重ねた不織布である実施例D2及び、実施例Dの不織布を3枚重ねた不織布である実施例D3における分散指数は、それぞれ大きな差異がなく近似した範囲の値であった。これにより、本発明における不織布を複数枚重ねた不織布も、1枚の不織布と同様の吸収性を有することが期待される。
A人工尿による吸収性の評価
上述の評価方法に沿って、実施例A、E、比較例A、Bについて、人工尿による吸収性の評価を行った。図16の表に示される評価結果より、実施例A、Eをセカンドシートとして使用した吸収性物品は、吸収速度が速く、かつ、表面シートから吸収体への液体の移行(液ハケ速度)が速い。これに比べて、比較例Aは、吸収速度は速いものの、表面シートから吸収体への液体の移行は遅い。また、比較例Bは、表面シートから吸収体への液体の移行は速いものの、吸収速度は遅い。
上記より、実施例A、Eの不織布をセカンドシートとして用いた吸収性物品は、吸収速度が速く、かつ、表面シートから吸収体への液体の移行が速い。つまり、実施例A、Eの不織布は液体が透過する際の拡散性が低く、表面シートから吸収体への液体の移行を妨げない。
上述の評価方法に沿って、実施例D1、D2、比較例A、Bについて、人工経血による吸収性の評価を行った。つまり、実施例D1、D2、比較例A、Bを、吸収性物品におけるセカンドシートとして用いた吸収性物品の吸収性の評価を行った。ここで、実施例D1は、実施例Dにおける自由面(反ネット面、高密度領域が偏って形成されている面)を内側にして折り重ねた不織布であり、実施例D2は、実施例Dにおける自由面(反ネット面、高密度領域が偏って形成されている面)を外側にして折り重ねた不織布である。吸収評価用サンプルにおける表面シートとして、以下の表面シートを使用した。
上層に高密度ポリエチレンとポリエチレンテレフタレートの芯鞘構造で、平均繊度3.3dtex、平均繊維長51mm、親水油剤がコーティングされた繊維Aを、下層側に高密度ポリエチレンとポリプロピレンの芯鞘構造で平均繊度3.3dtex、平均繊維長51mm、親水油剤がコーティングされた繊維Bと高密度ポリエチレンとポリエチレンテレフタレートの芯鞘構造で、平均繊度2.2dtex、平均繊維長51mm、親水油剤がコーティングされた繊維Cとを50/50の割合で混合した繊維を使用した。上下層の比は16:9でトータルの目付は30gsmである。
速度20m/分のカード機によって開繊し繊維ウェブを作成し、幅が450mmとなるように繊維ウェブをカットする。繊維ウェブをスリーブの上に載せ、速度3m/分の20メッシュの通気性ネット上に搬送する(上層側がメッシュに対面する)。その後、前記通気性ネットで搬送した状態で温度125℃、熱風風量10Hzで設定したオーブン内を約30秒で搬送させる。
吸収評価用サンプルの試作内容は、上記表面シート、実施例D1、D2、比較例A、Bそれぞれを、長さ100mm×幅70mmにカットする。そして、厚みが5mmになるように調整した500g/m2のフラッフパルプを16g/m2のティッシュで挟んだ吸収コアに重ね、最も幅が狭い部分が38mmになるように設定したヒンジエンボスにて吸収コアと表面シートとセカンドシートである上記各不織布を接合して、評価用サンプルを調製した。
上記調製した各サンプルについて、上述の評価方法の説明に記載の手順に沿って吸収性の評価を行った。測定結果は、図17の表に記載の通りである。図17の表に示すように、実施例D1、D2における不織布をセカンドシートして使用した吸収性評価用サンプルは、比較例A、Bにおける不織布をセカンドシートとして使用した吸収性評価用サンプルに比べて、全般的に浸透時間は短く、全乾燥時間は短く、表面拡散面積も少ない。
実施例Dの高密度領域と低密度領域における繊維の平均空間面積を測定した。1)サンプル品(実施例D)の観察面を上にして観察台に載せる。2)所定の測定器(例えば、デジタルマイクロスコープ、品番:VHX−100、キーエンス株式会社製)を用いて、繊維面を撮影し、繊維の二値化画像を得る。3)二値化画像中の空間面積(繊維が存在しない領域の面積:μm2)を、二値化画像中に存在する空間の数で割った値が、繊維の平均空間面積(=空間面積/空間個数)である。
10 不織布、11 高密度領域、12 低密度領域、
20 支持部材、21 繊維ウェブ、22 熱収縮性繊維、
23 熱融着性繊維、24 繊維布、30 生理用ナプキン、
31 表面シート、32 吸収体、33 裏面シート、40 液体、
50 カード装置、51A 第1熱収縮性繊維、51B 第2熱収縮性繊維、
52 コンベア、53 コンベア、54 加熱装置、55 コンベア、
56 ロール、57A 第1搬送ロール、57B 第2搬送ロール、
58 巻取り部、59 ロール、60 加熱装置、61 ロール、
62 上側支持部材、63 下側支持部材
Claims (6)
- 加熱処理後の表面が凹凸形状となり、凸部である領域の方が凹部である領域よりも繊維が密集するように、熱融着性を有する熱収縮性繊維が配された繊維ウェブを、前記熱収縮性繊維が溶融可能、且つ、熱収縮可能な温度で加熱処理するステップと、
前記加熱処理するステップにより形成された前記凹凸形状の凸部が押しつぶされるように、前記繊維ウェブを厚さ方向に押圧するステップと、
を有することを特徴とする不織布製造方法。 - 請求項1に記載の不織布製造方法であって、
前記加熱処理するステップにおいて、前記繊維ウェブを前記厚さ方向の片側から支持部材により支持した状態で加熱処理することを特徴とする不織布製造方法。 - 請求項1または請求項2に記載の不織布製造方法であって、
前記押圧するステップにおいて、前記繊維ウェブは前記温度で加熱された状態で押圧されることを特徴とする不織布製造方法。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載の不織布製造方法であって、
前記押圧するステップにおいて、前記繊維ウェブの厚さが前記凹部の厚さ以下となるように前記繊維ウェブを押圧することを特徴とする不織布製造方法。 - 請求項1から請求項4のいずれに記載の不織布製造方法であって、
前記凸部である領域の繊維量は、前記凹部である領域の繊維量の2倍以上であることを特徴とする不織布製造方法。 - 請求項1に記載の不織布製造方法であって、
前記加熱処理するステップにおいて、前記繊維ウェブは、前記厚さ方向の両側から前記温度の熱風が噴きあてられるように加熱処理されることを特徴とする不織布製造方法。
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