JP5191811B2 - ビニロン短繊維を含むスパンレース不織布の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、引張強力に優れたビニロン短繊維を含むスパンレース不織布の製造方法に関するものである。

ビニロン繊維は、他の繊維に比べて高強度であることから、その性能を活かした用途として、セメント複合材の補強用繊維として用いたり、法面補強や盛土補強等の土木分野に補強用ジオグリットとして用いられている。

また、ビニロン繊維は、水溶性繊維であることから、ケミカルレースの基布として用いられている。すなわち、ビニロン繊維からなる基布に刺繍をした後、ビニロン繊維からなる基布を溶かして刺繍だけ残して模様をつくるというものである。また、ビニロン繊維の水溶性という特定を活かして、嵩高の不織布を得る方法が提案されている（特許文献１）。すなわち、ビニロン繊維、主体繊維、熱バインダー繊維を混合して、不織ウェブを形成し、熱処理によって、構成繊維同士を熱バインダー繊維のバインダー成分によって熱融着させた後、ビニロン繊維を溶かして嵩高の不織布を得るのである。
特開平２０００−１９２３５８号公報

本発明者は、ビニロン繊維が有する高強力を活かし、機械的強度に優れた不織布であって、かつ柔軟で肌触りの良好な不織布を得ることができないかと検討した。柔軟で肌触りの良好な不織布としては、接着剤や熱接着により繊維同士を結合するのではなく、高圧水流の作用によって繊維同士が交絡してなるスパンレース法を適用するのがよいため、ビニロン繊維からなる短繊維ウェブに高圧水流を施したところ、極めて強度の低い不織布しか得られなかった。そこで、ビニロン繊維が有する高強力を活かすべく、さらに検討を重ねた結果、ビニロン繊維に特定の繊維を特定量混合してスパンレース法を適用すると、機械的強度が飛躍的に向上することを見出した。本発明は、このような知見に基づくものである。

すなわち、本発明は、機械捲縮が付与されたビニロン短繊維とセルロース系短繊維とを、７０〜３０／３０〜７０（質量比）の割合で混合し、カード機によって開繊して短繊維ウェブを得、次いで得られた短繊維ウェブを有孔支持体に担持させ、短繊維ウェブ側より高圧水流を該短繊維ウェブに施して、該短繊維相互間を交絡させ、その後、乾燥すること（ただし、高圧水流を施した後、一対のロールからなる第１ロール対のロール間に短繊維ウェブをとおして下記式（１）を満足する条件で圧延し、連続して第１ロール対と第１ロール対の下流に配設された一対のロールからなる第２ロール対との間で下記式（２）を満足する条件で延伸して、嵩密度が０．１〜０．７ｇ／ｃｃの不織布を得る方法は除く。）を特徴とするビニロン短繊維を含むスパンレース不織布の製造方法を要旨とするものである。
（１） １０ｋｇ／ｃｍ≦Ｐ ₁ ≦１５０ｋｇ／ｃｍ
（２） １．０１≦Ｖ ₂ ／Ｖ ₁ ≦１＋０．５×Ｅ／１００
Ｐ ₁ ：第１ロール対のロール間にかかる線圧
Ｖ ₁ ：第１ロール対の周速度
Ｖ ₂ ：第２ロール対の周速度
Ｅ ：不織布の破断伸度

本発明で用いるビニロン短繊維は、いわゆるポリビニルアルコールを水や有機溶剤等の溶媒に溶かした紡糸原液を紡糸、延伸して得られる繊維である。本発明で用いるビニロン短繊維は、カード機により開繊させて短繊維ウェブを得ることを要するため、機械捲縮が付与されたものを用いる。機械捲縮が付与されていないと、カード機にて繊維同士が抱絡せずに、短繊維ウェブを得ることが困難となる。また、ビニロン短繊維の単糸繊度は、１〜５デシテックス程度がよい。繊度が１デシテックス未満になると、カード機で開繊しにくくなり、一方、５デシテックスを超えると、繊維の曲げ剛性が高くなるため、高圧水流による作用によって繊維同士が良好に絡合しにくくなる。

本発明で用いるセルロース系短繊維は、木綿繊維、レーヨン繊維、リヨセル繊維等が挙げられる。なかでも木綿繊維を用いることが好ましい。木綿繊維を用いることにより、ビニロン短繊維と混綿した結果、得られる短繊維の不織布は、飛躍的に強力が向上し、大きな技術的効果を奏するためである。

本発明で用いるビニロン短繊維およびセルロース系短繊維の繊維長は、カード機で開繊しうる程度の長さであればよく、一般に、繊維長が１０〜１００ｍｍ程度のものを用いる。

本発明では、まず、ビニロン短繊維とセルロース系短繊維とをカード機で混綿し、開繊する。カード機とは短繊維群を針布で梳る機械である。カード機の入口に絡み合ったビニロン短繊維群およびセルロース系短繊維群を投入すると、これらの短繊維群が針布で梳られ、カード機の出口から開繊および集積された状態のシート状物が排出される。排出されたシート状物は、そのままの状態で搬送され、または二層以上に積層され、または適宜折り畳まれ（クロスレイド等）、短繊維ウェブが形成される。短繊維ウェブの目付は、１５〜１００ｇ／ｍ²で程度であればよく、用途に応じて適宜選択するとよい。

短繊維ウェブを形成した後、これに高圧水流を施す。高圧水流を施す際、短繊維ウェブは、有孔支持体に担持する。そして、高圧水流は、それを短繊維ウェブに十分付与するため、短繊維ウェブ側、すなわち、有孔支持体側の反対側から、施される。高圧水流は、孔径０．０５〜２．０ｍｍの噴射孔から、高圧力（たとえば、１．５〜４０ＭＰａ）で水を噴出させて得られるものである。高圧水流は、短繊維ウェブに一回または二回以上、施される。この高圧水流が、有孔支持体に担持されている短繊維ウェブに衝突すると、高圧水流のエネルギーが短繊維ウェブの構成繊維を運動させるエネルギーとなり、短繊維相互間を交絡させるのである。そして、短繊維ウェブに衝突した後には、有孔支持体の孔から下方へ水が排出されるのである。有孔支持体としては、得られる不織布の用途に応じて任意のものを採用すればよい。比較的平滑な表面の不織布を得る場合は８０〜１００メッシュの細目織物からなる有孔支持体を用いればよいし、不織布の表面に凹凸を付与する場合は、所定の目開きを有する荒目織物（１５〜２５メッシュ）からなる有孔支持体を用いることができる。なお、ここでいうメッシュとは、１インチ当たりの線の和を指し、例えば１００メッシュの織物は、１インチ当たり１００本の線が存在するものを指す。

高圧水流を施した後の短繊維ウェブには、水が含浸されているため、短繊維ウェブを絞って過剰な水分を除去した後、熱風乾燥機等に通して、残余の水を蒸発除去する。以上のようにして、スパンレース不織布が得られる。

本発明に係るスパンレース不織布は、構成繊維同士が機械的に交絡することによって形態保持してなるものであるため、肌触りが良好で柔軟である。したがって、従来、スパンレース不織布が用いられていた用途、すなわち、生活資材等に良好に用いることができる。また、吸水性を有するセルロース系繊維を含有していることから、ワイパー等の拭き布等としても良好に用いることができる。また、ビニロン短繊維の高強度を活かして、産業資材や土木資材等に適用することも期待できる。

本発明の方法によって得られたビニロン短繊維を含むスパンレース不織布は、特定量のセルロース系短繊維を特定量混綿して、スパンレース法によって得られたものであり、スパンレース不織布特有の柔軟性と肌触りの良好さを保持しながら、強度が顕著に向上するという効果を奏する。

以下、実施例に基づいて本発明を説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。本発明は、スパンレース法を適用して不織布を得る際に、ビニロン短繊維とセルロース系短繊維とを特定の比率で混綿した短繊維ウェブを用いることにより、ビニロン短繊維のみからなる短繊維ウェブやセルロース系短繊維以外の繊維を混綿した短繊維ウェブと比べて、格別顕著に引張強力が向上するという知見に基づくものとして、解釈されるべきである。

なお、実施例中で用いた短繊維の引張強力は、ＪＩＳ Ｌ １０１５（１９９９年）８−７−１に記載の方法に準じて測定した。引張試験機（サーチ株式会社製：ＴＳＭ−０１）を用い、つかみ間隔２０ｍｍ、引張速度２０ｍｍ／ｍｉｎの条件で伸長し、各試料の破断したときの荷重を引張強力とした。

比較例１
ビニロン短繊維として、繊度１．７デシテックスで繊維長３８ｍｍの引張強力１００ｃＮ／デシテックスのビニロン短繊維（クラレ株式会社製 商品名：クラロンＫ−II ＥＱ２）を準備した。

このビニロン短繊維群をカード機に通し開繊及び集積して、目付４５ｇ／ｍ ²の短繊維ウェブを得た。得られた短繊維ウェブを、１００メッシュのメッシュ状支持体に担持して、短繊維ウェブ側から、圧力５．５ＭＰａの高圧水流を３回施した。その後、短繊維ウェブをメッシュ状支持体でひっくり返して、さらに圧力５．５ＭＰａの高圧水流を３回施した。この後、マングルロールで短繊維ウェブを絞り、乾燥機を通して乾燥し、短繊維ウェブ中の水を除去して、目付４３ｇ／ｍ ²のビニロン繊維のみからなるスパレース不織布を得た。

比較例２
ビニロン短繊維として、繊度１．７デシテックスで繊維長５１ｍｍの引張強力９３ｃＮ／デシテックスのビニロン短繊維（クラレ株式会社製 銘柄：Ｔ−１６）を準備し、ビニロン短繊維のみをカード機に通したこと以外は、比較例１と同様にして、目付４３ｇ／ｍ ²のビニロン短繊維のみからなるスパンレース不織布を得た。

比較例３
比較例１において、ビニロン短繊維に替えて、セルロース系短繊維として、繊度１．７デシテックスで平均繊維長２５ｍｍの引張強力２９ｃＮ／デシテックスの木綿繊維を準備し、木綿繊維のみをカード機に通したこと以外は、比較例１と同様にして、目付４５ｇ／ｍ ²の木綿繊維のみからなるスパンレース不織布を得た。

比較例４
比較例１において、ビニロン短繊維に替えて、セルロース系繊維として、繊度１．７デシテックスで繊維長３８ｍｍの引張強力３５ｃＮ／デシテックスのリヨセル短繊維を準備し、リヨセル短繊維のみをカード機に通したこと以外は、比較例１と同様にして、目付４８ｇ／ｍ ²のリヨセル繊維のみからなるスパンレース不織布を得た。

実施例１
比較例１で用いたビニロン短繊維と、比較例３で用いた木綿繊維とを準備し、ビニロン短繊維群と木綿繊維群とを３０／７０（質量比）の割合で、カード機に通したこと以外は、比較例１と同様にして、比較例１と同様にして、目付４６ｇ／ｍ ²のビニロン短繊維を３０質量％含むスパンレース不織布を得た。

実施例２
比較例１で用いたビニロン短繊維と、比較例３で用いた木綿繊維とを準備し、ビニロン短繊維群と木綿繊維群とを５０／５０（質量比）の割合で、カード機に通したこと以外は、比較例１と同様にして、比較例１と同様にして、目付４５ｇ／ｍ ²のビニロン短繊維を５０質量％含むスパンレース不織布を得た。

実施例３
比較例１で用いたビニロン短繊維と、比較例３で用いた木綿繊維とを準備し、ビニロン短繊維群と木綿繊維群とを７０／３０（質量比）の割合で、カード機に通したこと以外は、比較例１と同様にして、比較例１と同様にして、目付４７ｇ／ｍ ²のビニロン短繊維を７０質量％含むスパンレース不織布を得た。

実施例４
比較例２で用いたビニロン短繊維と、比較例３で用いた木綿繊維とを準備し、ビニロン短繊維群と木綿繊維群とを３０／７０（質量比）の割合で、カード機に通したこと以外は、比較例１と同様にして、比較例１と同様にして、目付４５ｇ／ｍ ²のビニロン短繊維を３０質量％含むスパンレース不織布を得た。

実施例５
比較例２で用いたビニロン短繊維と、比較例３で用いた木綿繊維とを準備し、ビニロン短繊維群と木綿繊維群とを５０／５０（質量比）の割合で、カード機に通したこと以外は、比較例１と同様にして、比較例１と同様にして、目付４５ｇ／ｍ ²のビニロン短繊維を５０質量％含むスパンレース不織布を得た。

実施例６
比較例２で用いたビニロン短繊維と、比較例３で用いた木綿繊維とを準備し、ビニロン短繊維群と木綿繊維群とを７０／３０（質量比）の割合で、カード機に通したこと以外は、比較例１と同様にして、比較例１と同様にして、目付４７ｇ／ｍ ²のビニロン短繊維を７０質量％含むスパンレース不織布を得た。

実施例７
比較例２で用いたビニロン短繊維と、比較例４で用いたリヨセル短繊維とを準備し、ビニロン短繊維群とリヨセル短繊維群とを５０／５０（質量比）の割合で、カード機に通したこと以外は、比較例１と同様にして、比較例１と同様にして、目付４３ｇ／ｍ ²のビニロン短繊維を５０質量％含むスパンレース不織布を得た。

実施例１〜７で得られたビニロン短繊維とセルロース系短繊維とからなるスパンレース不織布の引張強力と、比較例１〜４のビニロン短繊維のみ、あるいはセルロース系短繊維のみからなるスパンレース不織布のＮＳＭ強力を測定し、その結果を表１に示した。ＮＭＳ強力は、不織布の縦方向（製造時における機械方向）の引張強力を測定し、目付１００ｇ／ｍ²あたりに換算した値をＮＳＭ強力とした。なお、このＮＳＭ強力は、５ｃｍ幅当たりの強力で示されている。

不織布の引張強力の測定方法は、ＪＩＳ−Ｌ−１９０６（２０００年）Ａに記載の方法に準じて測定されるものである。すなわち、試料幅５ｃｍの短冊状試料片を準備し、定速伸長型引張試験機（東洋ボールドウイン社製テンシロンＵＴＭ−４−１−１００）を用いて、試料片をチャック間距離１０ｃｍ、引張速度１０ｃｍ／分で伸長し、各試料片が破断したときの荷重を、引張強力とした。

表１から分かるように、実施例１〜８の本発明の方法によって得られたビニロン短繊維を含むスパンレース不織布は、比較例１〜４のビニロン短繊維のみからなるスパンレース不織布やセルロース系繊維のみからなる不織布に比べて、不織布の引張強力が格段に向上していることが明白に分かる。

Claims (3)

1. 機械捲縮が付与されたビニロン短繊維とセルロース系短繊維とを、７０〜３０／３０〜７０（質量比）の割合で混合し、カード機によって開繊して短繊維ウェブを得、次いで得られた短繊維ウェブを有孔支持体に担持させ、短繊維ウェブ側より高圧水流を該短繊維ウェブに施して、該短繊維相互間を交絡させ、その後、乾燥すること（ただし、高圧水流を施した後、一対のロールからなる第１ロール対のロール間に短繊維ウェブをとおして下記式（１）を満足する条件で圧延し、連続して第１ロール対と第１ロール対の下流に配設された一対のロールからなる第２ロール対との間で下記式（２）を満足する条件で延伸して、嵩密度が０．１〜０．７ｇ／ｃｃの不織布を得る方法は除く。）を特徴とするビニロン短繊維を含むスパンレース不織布の製造方法。
   （１） １０ｋｇ／ｃｍ≦Ｐ ₁ ≦１５０ｋｇ／ｃｍ
   （２） １．０１≦Ｖ ₂ ／Ｖ ₁ ≦１＋０．５×Ｅ／１００
   Ｐ ₁ ：第１ロール対のロール間にかかる線圧
   Ｖ ₁ ：第１ロール対の周速度
   Ｖ ₂ ：第２ロール対の周速度
   Ｅ ：不織布の破断伸度
2. セルロース系短繊維が木綿繊維であることを特徴とする請求項１記載のビニロン短繊維を含むスパンレース不織布の製造方法。
3. 請求項１または２の方法により得られたビニロン短繊維を含むスパンレース不織布。