JP5689616B2 - 不織布 - Google Patents
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Description
これらの不織布においては、一方向に配置した繊維を部分的に固定することで、固定部間の繊維の自由度を高くして柔軟度を維持する構成とされている。
また、熱によって伸長する繊維を用いて圧接着部間に凸部を形成する技術(特許文献4参照)も提示されている。この技術においては、凹部となっている圧接着部がドット状の比較的少ない領域を占有しているだけであることから繊維の伸長による凸形成が効果的におこなわれるが、繊維の伸長方向を規制することはなく、元々の繊維交絡状態のまま嵩高な構造が形成されている。
第1実施形態の不織布10は、単層構造をしている。不織布10は、第1面10a及び第2面10bを有している。不織布10は、第2面10bがほぼ平坦となっており、第1面10aが多数の凸部11及び凹部12を有する凹凸形状となっている。凹部12は、不織布10の構成繊維がエンボス加工により圧接着されて形成された圧接着部15を含んでいる。凸部11は凹部12間に位置している。凸部11内は、不織布10の構成繊維で満たされている。繊維を圧着する手段としては、熱を伴うか又は伴わないエンボス加工、超音波エンボス加工などが挙げられる。
より具体的には、圧接着部15として、互いに平行に且つ所定の間隔で形成された多数本の第1の線状エンボス15aと、互いに平行に且つ所定の間隔で形成された多数本の第2のエンボス15bとを有している。第1のエンボス15aと第2の線状エンボス15bとが15〜90度程度の角度をなして互いに交差している。第1の線状エンボス15aどうし間の間隔及び第2の線状エンボス15bどうし間の間隔は、2〜20mm、特に3〜10mm程度とすることが好ましい。線状エンボスは、本実施形態のように連続線状のものに代えて、ドット間の距離が5mm以下、好ましくは2mm以下の破線線状のもの等であっても良い。不織布10には、圧接着部15によって囲まれた区画領域が形成されており、各区画領域の中央部は、該区画領域を囲む圧接着部15ないし凹部12に対して相対的に隆起して凸部11となっている。個々の区画領域22の面積は、0.25〜5cm2、特に0.5〜3cm2あることが好ましい。
本実施形態の不織布10においては、繊維が熱によって伸長する前に、原料として用いるウエブにエンボス加工により圧縮凹部(圧接着部15)を形成してあり、しかも圧縮凹部の面積率は3〜30%程度であるが、ドット状、破線状、連続線状であるに係わらず圧縮凹部によって0.5〜5cm2程度の取り囲まれた領域が形成されている。圧縮凹部の底面がウエブの断面視における第2面10b寄りに形成されることと、第2面10b側には搬送支持体などが存在して、第2面10b側への隆起が第1面10a側への隆起よりも抑制されることによって、熱による伸長性が発現した場合、繊維は取り囲まれた領域内で伸長するしかなく、第1面側の立体的な方向に伸びるか、平面的に折畳まれると考えられる。
ここで、「並列状態で固定化された部位」とは、繊維の交差角度が30°未満で、繊維の融着部分の長さL1が当該融着部分の太さP1の2倍以上になっている部分をいう。このような繊維の並列状態は、通常の繊維交点における繊維の太さの1から2倍程度の融着部分形成に比べ繊維の太さの3倍以上にも達する。繊維の太さ3.3dtex×51mmの芯鞘構造繊維(芯成分:ポリエステル、鞘成分:高密度ポリエチレン)に対し、約2mm×1.5mmの範囲での電子顕微鏡を使った観察による並列状態で固定された部位の検出頻度が通常の繊維を用いた場合0〜4ヶ所であるのに対し、本発明では、5ヶ所以上、より多くは8ヶ所以上確認され、並列で固定(すなわち融着)される長さも長く、繊維の太さに対して3〜10倍、好ましくは5〜10倍(最大長さにおいては繊維の太さの10〜20倍)となされている。
なお、繊維融着部の個数は、「繊維が並列状態で固定化された部位」に該当する繊維融着部と、「繊維が並列状態で固定化された部位」に該当しない繊維融着部との合計である。また、図4(b)は、「繊維が並列状態で固定化された部位」に該当しない繊維融着部の典型的な一例である。
不織布10の第1面10aは、繊維融着部の個数に対する、繊維が並列状態で固定化された部位の数の割合(百分率)が、第2面10bの対応する割合に対して、5%以上大きいことが好ましく、10%以上大きいことがより好ましい。不織布10の第2面10bの対応する割合は、0〜5%、特に2〜4%であることが好ましい。また、第2面における並列融着部の倍数(平均長さ)は、2〜5倍であることが吸収性を向上させ得る繊維間距離を形成できる点から好ましい。なお、図5は、並列融着部、及びそれ以外の繊維融着部を示す電子顕微鏡写真であり、並列融着部は、その上ないし近傍に略同じ長さの長方形を描くことにより示され、並列融着部以外の繊維融着部はその上に小円を描くことにより示されている。
図5には本発明の一実施形態である不織布の第1面及び第2面、並びに従来繊維による不織布の第1面の拡大写真を示している。前述した並列融着部は、本発明の一実施形態の不織布における第1面では10ヶ所〔図5(a)〕、同じ不織布の第2面では4ヶ所〔図5(b)〕、従来繊維による不織布では3ヶ所〔図5(c)〕であり、同じ面積で比較したときに、前述した並列融着部が、第1面に、第2面及び従来不織布それぞれよりも多く形成されている。異なる面積では同じ面積となるように換算することにより比較できる。
また、繊維の太さが異なる不織布の比較では、基準となる繊維の太さを決め、基準とした繊維の太さに換算する。(本実施形態では繊維径が25μmであり、比較形態が28μmであるため、25μmを基準径として算出した。表1参照)
本発明の表面シートの第1面の電子顕微鏡の撮影画像である図6及び図7を例として説明すると、第1のステップで融着交点のマーキング、第2のステップで交点の順列化と繊維の配列のための線形化、第3のステップで線形線の太さと形状の調整、第4のステップで画像解析ソフトによる二値化と繊維間距離の算出で進める。また、画像より交点のマーキングと選別、及び繊維の配列には、マイクロソフト社で提供されているマイクロソフトオフィスパワーポイント2003を使用した。
ランク分けは、最上部にある繊維の融着交点を交点Aとし、交点Aにおいて上(第1面の表面側)となる繊維を仮に繊維Aとして選別する。仮の繊維Aは、通常複数の融着交点を有するから、繊維A上の融着交点をマーキングし、仮の繊維Aにおける融着交点の80%以上が融着交点で上となっていた場合、最上位の繊維である繊維Aとする。同様の手順で測定画面上の最上位繊維である繊維Aとその交点Aを選別する。
繊維Aを有していた不織布では、その交点Aは必ず他の繊維と融着しており、この交点Aで繊維Aと融着し繊維Aではない繊維を繊維Bとし、交点A以外の繊維Bの融着交点を交点Bとし選別する。交点Bで融着交点を有する繊維のうち、繊維A、B以外の繊維を繊維Cとし、以後同様に繊維Eまでを選別する。
最上部にある繊維は、第1繊維1Aとし、画像内の融着交点の80%以上で上部に位置する繊維とする。なお、上記手順において融着交点が上である割合が80%未満であった場合は、測定サンプルでは繊維A及び融着交点Aを有さず、繊維Bが第1繊維、繊維Eが第4繊維となる。また、「融着交点の80%以上で上部に位置する」とは、ある一本の繊維に着目したときに、その繊維の長手方向に存する複数の融着交点(他の繊維との融着点)のうちの80%以上において、その繊維が、当該他の繊維の上を通っていることを意味する。また、同一視野を傾斜方向から撮影した画像を使用すると、繊維交点が融着している様子が確認できるので補足的に活用するともできる。
繊維については、選別中では電子顕微鏡の画像上の繊維より充分細い破線を使用して繊維を同定し、交点については抜き円の内部を繊維と同じ色とすることで、同定されていないもの及びランクの区別をおこなった。特に第1繊維1Aについては、交点の割合が重要であるため、交点が上である場合と下である場合で、円の外側の色を変えて区別した。繊維と交点が同定できたものについては、破線を実線とし、異なる繊維の同定へ進んだ。
(本実施形態の計測時は、第1繊維及び交点を赤、第2繊維及び交点を青、第3繊維及び交点を桃色、第4繊維及び交点を緑、第5繊維及び交点を黒としたが、図6及び図7では、第1繊維の交点を○とし、上である交点を●とし、第2繊維の交点を□、第3繊維の交点を◇、第4繊維の交点を△、第5繊維の交点を×とした。また、繊維と交点を区別し易くするため、繊維の太さ程度にパワーポイントの線を太く表示し、(b)第1繊維(破線)とその交点、(c)第1繊維(実線)第2繊維破線、(d)第1/第2繊維(実線)第3繊維破線・・・とした。)
繊維間距離を計測する際に特定した交点のうち、繊維の交差角度が30°未満で、融着部分の長さが繊維太さの2倍を超えている交点を並列融着部とし計測をおこなった。図9では、10ヶ所の並列融着部を矩形で示し〔図9(a)〕、並列融着部を含む交点は67ヶ所〔図9(b)〕であった。
以下に、この熱伸長性複合繊維を用いた不織布10の好ましい製造方法を、図2を参照しながら説明する。
本実施形態における熱圧着部(圧接着部)は、前述した並列状態を形成するための繊維の起立基点として形成されるため、個々の圧接着部は面積が0.1〜3.0mm2程度の円形、三角形、矩形、その他の多角形、それらの組み合わせ、あるいは圧接着部は幅が0.1〜3.0mm程度の連続した直線、曲線であり、ヒートボンド状ウエブ24の全域に亘って規則的にかつ熱圧着部によって囲まれた領域を形成するよう配置されている。但し、立体賦形を発現し、繊維の並列状態を形成するための、圧接着されていない状態の熱伸長性複合繊維がある程度存在する囲まれた領域を形成している必要があり、エンボス率は1〜20%、更に好ましくは2〜10%であることが不織布の第1面と第2面の構造の違いを効果的に形成し得る点から好ましい。ここで、囲まれた領域とは、伸長繊維の伸長性が平面方向に分散されない程度に繊維が固定された部分であり、繊維の配向方向をさえぎるよう繊維の配向方向に連続する曲線または直線が形成されていることが好ましい。
図11(a)及び(b)には得られた不織布の第1面及び第2面の電子顕微鏡写真(複数の写真を組み合わせた写真)を示している。図5と同じ計測方法で同程度の面積における換算結果で第1面における並列状態の個数は8ヶ所で、最大長さは485μmであったが、平均長さが200μm、何れの並列状態部位においても94μmを超える長さが得られており、第2面における蛇行形状も確認できた。
吸収性物品は、主として尿や経血等の排泄体液を吸収保持するために用いられるものである。吸収性物品には、例えば使い捨ておむつ、生理用ナプキン、失禁パッド等が包含されるが、これらに限定されるものではなく、人体から排出される液の吸収に用いられる物品を広く包含する。
本発明の不織布を表面シートとして用いる場合、第1面側を着用者の肌側に向けて用いることが、液残り量の低減によるドライ感の向上や柔軟性等の点から好ましい。
吸収体及び裏面シートとしては、当該技術分野において通常用いられている材料を特に制限無く用いることができる。例えば吸収体としては、パルプ繊維等の繊維材料からなる繊維集合体又はこれに吸収性ポリマーを保持させたものを、ティッシュペーパーや不織布等の被覆シートで被覆してなるものを用いることができる。裏面シートとしては、熱可塑性樹脂のフィルムや、該フィルムと不織布とのラミネート等の液不透過性ないし撥水性のシートを用いることができる。裏面シートは水蒸気透過性を有していてもよい。吸収性物品は更に、該吸収性物品の具体的な用途に応じた各種部材を具備していてもよい。そのような部材は当業者に公知である。例えば吸収性物品を使い捨ておむつや生理用ナプキンに適用する場合には、表面シート上の左右両側部に一対又は二対以上の立体ガードを配置することができる。
鞘がポリエチレン(PE)、芯がポリプロポレン(PP)の熱伸長性の芯鞘型複合繊維(伸長前の繊維の太さ4dTex)を用いて、カード法によりウエブを形成した。そのウエブにヒートエンボス加工を施し、第1の線状エンボス15aと第2の線状エンボス15bとが65度の角度をなして交差する格子状の圧接着部15を形成した。第1及び第2の線状エンボス15a,15bそれぞれの線幅は0.5mmとし、第1の線状エンボス15aどうし間及び第2の線状エンボス15bどうし間の間隔はいずれも6mmとした。圧接着部15に囲まれた領域の面積は0.735cm2であった。
得られたヒートエンボス状ウエブに対して、熱風吹き付け装置によりエアースルー方式の熱風処理を施し、実施例1の不織布を得た。熱風処理は、処理温度(=熱風処理装置内の温度)138℃、処理時間11秒とした。また、熱風を吹き付ける側とは反対側(ネット面側)からの吸引は特に行わなかった。
熱風処理の処理温度を135℃、処理時間は24秒とし、また、熱風を吹き付ける側とは反対側(ネット面側)からの吸引を行いつつ熱風処理を行った以外は、実施例1と同様にして、実施例2の不織布を得た。
鞘がポリエチレン(PE)、芯がポリプロポレン(PP)の芯鞘型複合繊維(非熱伸長性,繊維の太さ3.3dTex)を用いてカード法によりウエブを形成した以外は、実施例1と同様にして、比較例1の不織布を得た。
実施例1,2及び比較例2の不織布シートを、それぞれ、150×70mmの大きさに切り出して表面シートとした。
200g/m2のパルプを、そのパルプの上下面に16g/m2の吸収紙が配された状態で150×70mmの大きさに切り出したシート物を、吸収体として使用した。
評価器具として、200×100mm、厚み8mmのアクリルプレートの中央にφ10mmの注入孔と、一時的に液を留め置き注入孔に液を通すための内径23mm、高さ50mmの円筒(注入孔との間には角度30度の傾斜部を形成)を取り付けたものを使用し、評価液として、(株)日本バイオテスト研究所より入手した馬脱繊維血液(粘度7cp程度、TOKI SANGYO Co.LTD製VISCOMETER TVB−10Mによる測定)を使用した。
評価器具と加重調整用重りにより3g/cm2加重となるようにして、評価サンプルの上に評価器具を重ね、ビーカー等を使用して評価液3gを評価器具の円筒部分に注入し、1分間静置した。注入1分後に表面シートの重量を計測して、評価前の重量との差分を算出した。3回の測定結果を平均した値を液残り量として、表1中に示した。
11 凸部
12 凹部
15 熱圧着部(圧接着部)
20 ウエブ
21 ヒートエンボス装置
22,23 ロール
24 ヒートボンド状ウエブ
26 熱風吹き付け装置
Claims (5)
- 第1樹脂成分とそれより融点の高い第2樹脂成分からなる熱融着性複合繊維を含み、
前記熱融着性複合繊維どうしが接する部分が融着されて繊維融着部が形成された不織布であって、
前記不織布は、前記熱融着性複合繊維が並列状態で固定化された部位をそれぞれ有する第1面及び第2面を有し、第1面は、前記繊維融着部の個数に対する、繊維が並列状態で固定化された部位の数の割合(百分率)が5〜30%であり、
第2面よりも第1面の方が前記割合(百分率)が大きく、
第1面及び第2面に凹部を有し、
第1面の凹部及び第2面の凹部は、前記不織布の同じ平面位置に形成され、第1面の凹部の底部及び第2面の凹部の底部に、ヒートエンボス加工により繊維が熱融着された圧接着部が連続線状に形成されており、且つ第2面の凹部よりも第1面の凹部の方が深さが深い、不織布。 - 前記不織布は、その坪量が20〜100g/m2であり、第2面よりも第1面の方が繊維間距離が大きい請求項1に記載の不織布。
- 前記不織布は、単一の層からなる請求項1又は2に記載の不織布。
- 前記熱融着性複合繊維は、紡糸後に延伸処理を施していない複合繊維である請求項1〜3の何れか1項に記載の不織布。
- 請求項1〜4の何れか1項に記載の不織布を第1面側を肌当接面側に用いる吸収性物品用表面シート。
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