JP5961972B2

JP5961972B2 - 伸縮性嵩高不織布およびその製造方法

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Publication number: JP5961972B2
Application number: JP2011225230A
Authority: JP
Inventors: 博和寺田
Original assignee: JNC Corp; JNC Fibers Corp
Current assignee: JNC Corp; JNC Fibers Corp
Priority date: 2011-10-12
Filing date: 2011-10-12
Publication date: 2016-08-03
Anticipated expiration: 2031-10-12
Also published as: DE102012218560A1; CN103046232A; US20130095288A1; US9422652B2; CN103046232B; JP2013083025A

Description

本発明は、伸縮性嵩高不織布およびその製造方法に関する。

伸縮性を有する不織布を得る手法としては、エラストマー樹脂をメルトブロー法にて紡糸し、紡糸によって得られた繊維をコンベアー上に堆積させた後、熱ロールにて繊維間を接着して得られたシートが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、立体捲縮した繊維を３０質量％以上含む第１繊維層と該繊維と同種又は異種の立体捲縮した繊維を含む第２繊維層とが積層されており、両繊維層は多数の接合部において部分的に接合されて厚み方向に一体化されており、各接合部の間において第１繊維層が突出して該第１繊維層側に多数の凸部を形成している立体シート素材なども知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００９−２５６８５６号公報特開２００４−２０２８９０号公報

しかし、特許文献１に記載されているシートは、嵩が非常に低いため、通気性が悪く風合いも損なわれていた。また、エラストマー樹脂特有の摩擦により表面平滑性が悪いという問題もある。

また、特許文献２に記載されているシート素材は、予め熱エンボス加工によって両層を部分的に接合した後に、第２繊維層の熱収縮により接合部間を突出させるため、嵩が十分に高い不織布を得ることはできなかった。

従って、本発明の課題は、嵩が高く風合いのよい伸縮性嵩高不織布を提供することにある。

本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意検討を重ねた。その結果、収縮性を有する繊維（１）を含む第１ウェブと、熱融着性の繊維（２）を含み且つ第１ウェブよりＭＤ収縮率が低い第２ウェブとを積層し、加工処理を施すことにより嵩が高く風合いのよい伸縮性嵩高不織布が得られることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。

本発明は、以下の構成を有する。
［１］繊維（１）を含む第１繊維層と、熱融着性の繊維（２）を含み且つ第１繊維層よりＭＤ収縮率が５％以上低い第２繊維層とが積層され、第１繊維層に含まれる繊維（１）と第２繊維層に含まれる繊維（２）との交絡によって一体化されており、第１繊維層が収縮して第２繊維層が厚み方向に隆起した構造を有しており、第２繊維層側から部分的にソニックボンド加工が施された伸縮性嵩高不織布。
［２］第１繊維層に含まれる繊維（１）と第２繊維層に含まれる繊維（２）とが、不織布の厚み方向において、両層の界面で部分的に交絡している、［１］記載の伸縮性嵩高不織布。
［３］ソニックボンド加工によって形成された凹部と、ソニックボンド加工が施されてない部位により形成された凸部とを含む、［１］または［２］記載の伸縮性嵩高不織布。
［４］前記凸部の厚みが１．０〜５．０ｍｍの範囲である、［３］記載の伸縮性嵩高不織布。
［５］前記凹部の厚みを形成している部位の除去により得られる開孔を含む、［３］または［４］記載の伸縮性嵩高不織布。
［６］繊維（１）を含む第１繊維層と、熱融着性の繊維（２）を含み且つ第１繊維層よりＭＤ収縮率が５％以上低い第２繊維層とを積層し、第１繊維層に含まれる繊維（１）と第２繊維層に含まれる繊維（２）との交絡によって一体化し、第１繊維層を収縮させて第２繊維層が厚み方向に隆起した構造を形成し、第２繊維層側から部分的にソニックボンド加工を施す、伸縮性嵩高不織布の製造方法。

本発明の不織布は、伸縮性に優れるとともに、嵩が高く表面凹凸構造を有しており、風合いに優れる。

本発明において、「ＭＤ」は、ＭａｃｈｉｎｅＤｉｒｅｃｔｉｏｎの略であり、機械方向を意味する。また、「ＣＤ」は、ＣｒｏｓｓＭａｃｈｉｎｅＤｉｒｅｃｔｉｏｎの略であり、機械方向に対して、垂直方向を意味する。

なお、本発明において、ＭＤ収縮率とは、繊維から、目付１００ｇ／ｍ^２のウェブを作製し、該ウェブを１２０℃オーブン内で５分間の熱処理をしたときに、捲縮の発現によって生じるＭＤにおける収縮の比率（以下、ＭＤ収縮率ともいう）をいう。

本発明の伸縮性嵩高不織布は繊維（１）を含む第１繊維層と、熱融着性の繊維（２）を含み且つ第１繊維層よりＭＤ収縮率が５％以上低い第２繊維層とが積層され、第１繊維層に含まれる繊維（１）と第２繊維層に含まれる繊維（２）との交絡によって一体化されており、第１繊維層が収縮して第２繊維層が厚み方向に隆起した構造を有しており、第２繊維層側から部分的にソニックボンド加工が施された伸縮性嵩高不織布である。

〔第１繊維層〕
第１繊維層に含まれる繊維（１）は、加熱加工機等を用いる収縮加工工程において、捲縮の発現によって高い収縮率を示し、且つ当該繊維の熱融着による繊維同士の接着が起こらない繊維であることが好ましい。

繊維（１）は、ＭＤ収縮率が、４０％以上であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましく、６５％以上であることが更に好ましい。

前記ＭＤ収縮率が４０％以上であると、最終的に得られる凹凸伸縮不織布に十分な伸縮性を付与でき、充分な凸部の発生が得られやすい。また、この収縮加工温度下では繊維（１）の繊維同士は互いに接着しない。

仮に、繊維（１）が、潜在捲縮性複合繊維であり、本来高い収縮率を示すものであったとしても、繊維同士の接着が同時に起きた場合、接着により繊維が固定されるために、収縮の動き、つまり、潜在捲縮の発現が阻害されて、十分な収縮が得られず、第１繊維層は、伸縮可能幅が狭いものとなる。また、繊維間が固定されてしまうために、伸張の際には高い応力が必要となるなど、結果として、高い伸縮性能が得られずに、風合いが低下する。

繊維（１）としては、例えば、並列型複合繊維または偏心鞘芯型複合繊維が挙げられる。

並列型複合繊維は、高融点成分としてポリプロピレンまたはポリエステルを用いることが好ましい。また、低融点成分としてエチレン−プロピレン二元共重合体、プロピレン−ブテン−１二元共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン−１三元共重合体、プロピレン−ヘキセン−１二元共重合体もしくはプロピレン−オクテン−１二元共重合体等またはこれらの混合物等からなる樹脂を用いることが好ましい。

また、偏心鞘芯型複合繊維は、前記低融点成分を鞘側に、前記高融点成分を芯側に用いることが好ましい。

低温熱収縮性およびコストの点で、エチレン−プロピレン二元共重合体は、エチレン含有量４〜１０質量％、プロピレン含有量９０〜９６質量％からなることが好ましい。また、エチレン−プロピレン−ブテン−１三元共重合としては、エチレン含有量１〜７質量％、プロピレン含有量８８〜９８質量％、１−ブテン含有量１〜５質量％からなることが好ましい。

繊維（１）の低融点成分の融点としては、１２８℃〜１６０℃の範囲が好ましく、より好ましくは１３０℃〜１５０℃である。融点が１２８℃以上であると、収縮加工温度下で低融点成分側の樹脂が溶融することなく、繊維同士の接着による伸縮性能の低下をきたすことがない。

低融点成分のメルトマスフローレイト［ＪＩＳＫ７２１０（１９９９年）の試験条件Ｍで測定した値］は、紡糸性および加工性の点から、０．１〜８０ｇ／１０ｍｉｎが好ましく、３〜４０ｇ／１０ｍｉｎが更に好ましい。

高融点成分としては、プロピレン単独重合体またはプロピレンと少量の、通常は２質量％以下のエチレンもしくはα−オレフィンとの共重合体などの結晶性ポリプロピレンが利用できる。このような結晶性ポリプロピレンとしては、例えば、汎用のチーグラー・ナッタ触媒またはメタロセン触媒から得られる結晶性ポリプロピレンが挙げられる。

高融点成分の融点としては、１５０〜１６５℃の範囲が好ましく、１５５〜１６０℃の範囲がより好ましい。融点が１５０℃以上であると、低融点成分との融点差が十分に確保され、収縮加工時の加工温度幅が大きくなる。

高融点成分のメルトマスフローレイト［ＪＩＳＫ７２１０（１９９９年）の試験条件Ｍで測定した値］は、紡糸性および加工性の点から、０．１〜８０ｇ／１０ｍｉｎが好ましく、３〜４０ｇ／１０ｍｉｎが更に好ましい。

より、低融点成分との融点差を設けるために、高融点成分として、ポリエステルを用いてもよい。ポリエステルとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレートもしくはポリブチレンテレフタレートまたはそれらの共重合体が挙げられる。

繊維（１）の繊度は、１．０〜２０ｄｔｅｘが好ましく、より好ましくは１．５〜１０ｄｔｅｘ、更に好ましくは２．２〜７．０ｄｔｅｘである。１．０ｄｔｅｘ以上であると、例えば、カード工程を経る場合に、ネップの発生や地合の乱れが生じず、更には加工速度の低下を生じない。２０ｄｔｅｘ以下であると、繊維（１）は、捲縮発現性が良好に維持され、４０％以上の収縮率を得られやすい。

繊維の繊度は、例えば、電子顕微鏡または光学顕微鏡で繊維直径を測定した後に密度勾配管や密度測定用の天秤を用いて繊維の密度を測定し、［直径（μｍ）］^２÷４×π×［密度（ｇ／ｃｍ^３）］÷１００＝［繊度（ｄｔｅｘ）］で算出することができる。また、ＪＩＳＬ０１０４（２０００年）を用いて、１００００×［Ｌ（ｍ）の時の繊維の重量］÷Ｌ（ｍ）＝［繊度（ｄｔｅｘ）］で算出することもでき、従来公知の方法により測定することができる。

また、繊維（１）の実繊維長は１０ｍｍ〜１５０ｍｍであることが好ましく、２５ｍｍ〜６５ｍｍであることがより好ましい。繊維（１）の実繊維長を１５０ｍｍ以上とすることにより、カード機内でのネップの発生が起こり、地合が低下する。また、繊維（１）の実繊維長を１０ｍｍ以下とすることにより、カード機内での綿脱落が発生し生産性が低下する。

「繊維の実繊維長」とは、捲縮を有した繊維の実際の長さであり、繊維に応力を掛けずに捲縮を伸ばした時の長さに相当する。繊維の実繊維長は、市販されている装置（例えば、キーエンス製デジタルマイクロスコープなどの画像解析機能を持った顕微鏡）を用いて、繊維一本の末端から末端までを繊維に沿って計測することで測定することができる。

但し、収縮率が維持できる範囲内であれば、上記繊度の範囲外の別の収縮性を有する繊維を混綿して、使用してもよい。また、本発明の効果を著しく損なわない範囲において、第１繊維層に、繊維（１）以外の繊維を混綿してもよい。

繊維（１）は、短繊維であっても、スパンボンド法またはメルトブロー法で得られるような長繊維であってもよい。短繊維の場合、繊維長は特に制限されないが、２０〜１００ｍｍの範囲であることが好ましい。

第１繊維層の最大の収縮率を示す温度は１３５〜１６０℃の範囲であることが好ましい。

第１繊維層の目付は、構成繊維の繊維径にもよるが、５〜５０ｇ／ｍ^２であることが好ましく、１０〜３０ｇ／ｍ^２であることがより好ましい。

〔第２繊維層〕
第２繊維層には、熱融着性の繊維（２）が含まれる。熱融着性の繊維（２）は、第１繊維層に含まれる繊維（１）よりＭＤ収縮率が低い値を示すことが好ましい。

但し、第２繊維層の強度が低下しない範囲内であれば、パルプなどの熱接着性のない繊維を混綿して、使用してもよい。第２繊維層に熱接着性のない繊維を混綿させる場合、第２繊維層全体に対する熱接着性のない繊維の比率を１０〜８０質量％の割合とすることが好ましく、３０〜７０質量％の割合とすることがより好ましい。

熱融着性の繊維（２）は、ＭＤ収縮率が３５％以下であることが好ましく、２５％以下であることがより好ましい。

ＭＤ収縮率が３５％以下であると、第１繊維層との収縮差を大きく確保できるため、収縮処理工程において凸状突起が形成されやすい。本発明においては、特に、ＭＤ収縮率が５％以下の熱融着性繊維（２）を、非収縮性繊維（２Ｂ）とし、ＭＤ収縮率が５％超の熱融着性繊維（２）を繊維（２Ａ）とする。

熱融着性の繊維（２）としては、例えば、第１成分と第２成分とからなり、第２成分は、第１成分よりも低い融点を有するか、または第１成分よりも低い軟化点を有する複合繊維が利用できる。複合繊維の複合形態としては、並列型、偏心鞘芯型または同心鞘芯型複合繊維が利用できる。並列型複合繊維は、第１成分と第２成分の両方が、繊維の長さ方向の表面の少なくとも一部を構成する複合繊維である。偏心鞘芯型複合繊維は、第２成分を鞘成分とし、第１成分を芯成分とし、鞘成分と芯成分とが偏心して配置される複合繊維である。同心鞘芯型複合繊維は、第２成分を鞘成分とし、第１成分を芯成分とし、鞘成分と芯成分とが同心円上に配置される複合繊維である。第１成分としては、ポリプロピレンまたはポリエステルを用いることができる。また、第２成分としては、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥおよび熱可塑性エラストマーから選ばれた少なくとも１種を用いることができる。

熱融着性の繊維（２）の繊度は、１．０ｄｔｅｘ〜２０ｄｔｅｘであることが好ましく、より好ましくは１．５ｄｔｅｘ〜１０ｄｔｅｘであり、更に好ましくは２．２ｄｔｅｘ〜７．０ｄｔｅｘである。

非収縮性繊維（２Ｂ）は、非収縮性繊維（２Ｂ）から目付１００ｇ／ｍ^２のウェブを作製し、該ウェブを、１２０℃のオーブン内で５分間、熱処理をしたときに、ＭＤ収縮率が実質的に０であり、熱融着性を有していれば、ポリオレフィンまたはポリエステルなどからなる単一成分繊維であってもよい。

熱可塑性エラストマーとしては、例えば、水添スチレン系エラストマー（ＳＥＢＳ）または熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）が挙げられる。また、相溶性の点で、オレフィン系エラストマーを使用することが好ましい。

オレフィン系エラストマーとしては、例えば、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）、エチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合ゴム（ＥＰＤＭ）またはエチレン−オクテン−１共重合体（ダウケミカル社製Ｅｎｇａｇｅ８４０２等）が挙げられる。

これら熱可塑性エラストマーの１種または２種以上の混合物を使用でき、また、これらを、ＬＤＰＥまたはＬＬＤＰＥと混合して使用することもできる。なお、効果を阻害しない範囲で、さらに他の樹脂、または滑材、顔料炭酸カルシウムもしくは酸化チタンなどの無機物などの添加剤を含ませてもよい。

熱融着性の繊維（２）が複合繊維である場合、熱融着性の繊維（２）はその複合成分である第２成分の熱溶融または軟化によりもたらされる熱融着性能を有する。

特に第２繊維層の繊維に熱可塑性エラストマーを使用すると、その粘着効果によって、繊維間の接着がより一層強化されるとともに、接着後の接着点自体がゴム弾性挙動を帯びることにより、不織布の伸縮性が向上し好ましい。

第２成分の融点または軟化点は、７０℃以上１３０℃以下の範囲内であることが好ましく、より好ましくは９５℃以上１２５℃以下である。第２成分の融点または軟化点が７０℃以上であると、例えば、ウェブを作製するカード工程においてメタリックワイヤーのカーディング摩擦による、ネップの発生（繊維融着）などを引き起こさず、地合いが乱れない。また、１３０℃以下であると、第１繊維層に用いられる繊維（１）の低融点側が溶融せず繊維同士が接着しないため、風合いが柔らかく、伸縮性が保たれる。

本発明において、熱融着性の繊維（２）の融点が、繊維（１）の融点より低いことが、収縮および風合いの点で好ましい。具体的には、熱融着性の繊維（２）を構成する最も低融点成分の融点が、繊維（１）を構成する最も低融点成分の融点より低いことが好ましく、５〜５０℃低いことがより好ましく、１５〜３５℃低いことがより好ましい。

熱融着性の繊維（２）のメルトマスフローレイト［ＪＩＳＫ７２１０（１９９９年）の試験条件Ｍで測定した値］は、紡糸性および加工性の点から、０．１〜８０ｇ／１０ｍｉｎが好ましく、３〜４０ｇ／１０ｍｉｎが更に好ましい。

熱融着性の繊維（２）の第１成分としては、プロピレン単独重合体またはプロピレンと少量の、通常は２質量％以下のエチレンもしくはα−オレフィンとの共重合体などの結晶性ポリプロピレンが利用できる。このような結晶性ポリプロピレンとしては、汎用のチーグラー・ナッタ触媒またはメタロセン触媒から得られる結晶性ポリプロピレンを例示することができる。

第１成分の融点としては、１５０〜１６５℃の範囲が好ましく、１５５〜１６０℃の範囲がより好ましい。融点が１５０℃以上であると、第２成分との融点差が大きく、収縮加工時の加工温度幅が大きくとれる。

第１成分のメルトマスフローレイト［ＪＩＳＫ７２１０（１９９９年）の条件Ｍで測定した値］は、紡糸性および加工性の点から、０．１〜８０ｇ／１０ｍｉｎが好ましく、３〜４０ｇ／１０ｍｉｎが更に好ましい。

第２成分との融点差をさらに設けるために、第１成分として、ポリエステルを用いてもよい。ポリエステルとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレートもしくはポリブチレンテレフタレートまたはそれらの共重合体を例示できる。

熱融着性の繊維（２）は、短繊維であってもよく、スパンボンド法またはメルトブロー法で得られるような長繊維であってもよい。短繊維の場合、実繊維長は特に制限されないが、２０〜１００ｍｍの範囲であることが好ましい。

第２繊維層の目付は、構成繊維の繊維径にもよるが、７〜５０ｇ／ｍ^２であることが好ましく、１０〜３０ｇ／ｍ^２であることがより好ましい。

〔製造方法〕
本発明の伸縮性嵩高不織布は、繊維（１）を含む第１繊維層と、熱融着性の繊維（２）を含み且つ第１繊維層よりＭＤ収縮率が５％以上低い第２繊維層とを積層し、第１繊維層に含まれる繊維（１）と第２繊維層に含まれる繊維（２）との交絡によって一体化し、第１繊維層が収縮させて第２繊維層が厚み方向に隆起した構造を形成し、第２繊維層側から部分的にソニックボンド加工を施すことにより製造することができる。

具体的には、例えば、繊維（１）を含む第１ウェブと熱融着性の繊維（２）を含む第２ウェブを一体化（不織布化）および第１繊維層を収縮（収縮加工）させた後に、第２繊維層側から部分的にソニックボンド加工することにより得られる。

（不織布化および収縮加工）
本発明の伸縮性嵩高不織布は、第１繊維層と第２繊維層が両層の繊維の交絡によって一体化されており、第１繊維層が収縮して第２繊維層が厚み方向に隆起した構造を有する伸縮性嵩高不織布をソニックボンド加工に供することにより得られる。

第１繊維層と第２繊維層との一体化（不織布化）および第１繊維層を収縮させる（収縮加工）にあたり、両層を、両層の繊維の交絡によって一体化させた後に、第１繊維層を収縮させて、第２繊維層を厚み方向に隆起させてもよいし、不織布化と収縮加工とを同時に行ってもよい。

具体的には、例えば、繊維を、目付１００ｇ／ｍ^２のウェブとし、これを、１２０℃のオーブン内で５分間の熱処理をしたときに、螺旋捲縮の発現によって、ＭＤ収縮率が４０％以上、より好ましくは５０％以上、更に好ましくは６５％以上である繊維を、第１繊維層の繊維（１）として使用し、この繊維（１）が螺旋状の捲縮を発現する温度以上にすることで収縮加工を行えば、第２繊維層との界面付近に存在する繊維（１）が、螺旋捲縮を発現して、同じ界面付近に存在する第２繊維層の繊維を巻き込むように収縮するため、両層の接触界面付近での部分的な繊維間の交絡が、効果的に達成される。つまり、この方法では、不織布化と収縮とが同時に達成されるため、それら個々の処理を個別に行う必要がなく、作業工程を大幅に簡素化することが可能となる。

このように、第１繊維層と第２繊維層とは、両層の繊維の交絡によって積層一体化されるが、両層の層間剥離を特に防止する観点からは、その交絡部分において、第２繊維層に含まれる熱融着性繊維の熱融着によって両層の繊維の接触点が接着されることが好ましい。このためには、上記収縮加工を、第１繊維層の繊維（１）が螺旋状の捲縮を発現する温度以上であって、かつ、第２繊維層の繊維が融着を生じる温度で行えばよい。

また、繊維（１）を含む第１ウェブを下層とし、熱融着性の繊維（２）を含む第２ウェブを上層とし、積層して加熱することで、下層の収縮と上層および下層の不織布化とを同時に実施することができ、好ましい。

ここで、繊維（２）を含む第２ウェブを上層とすることにより、繊維（２）を含む第２ウェブをドライヤー等の加熱加工機のコンベアーに接しない面とすることでき、良好に収縮加工することができるからである。上下層の界面では、加熱による収縮加工時に上層が下層とランダムに接着しながら下層が大きく収縮し、界面が交絡し、不織布となる。

収縮加工には、例えば、ピンターテンター式ドライヤー、タオルもしくは生地の乾燥などに用いられるシュリンクドライヤー、フローティングドライヤー、ドラム式ドライヤー、コネア式ドライヤーまたはコンベクションドライヤー（オーブン）などを用いることができる。中でも、カード法不織布に広く使用されているコンベアー式のドライヤーが好適に使用できる。加熱方式には、一般的に加熱空気が用いられるが、蒸気、赤外線、マイクロウェーブまたはヒートロール接触であってもよい。

加熱方式として、加熱空気を用いる場合、加熱時間は通常３〜１０秒とすることが好ましく、風速は通常０．８〜１．４ｍ／秒とすることができるが、これに限定されない。

第１繊維層と第２繊維層との一体化（不織布化）および第１繊維層を収縮させる（収縮加工）ことにより得られる伸縮性嵩高不織布は、第１繊維層の収縮によって、前記交絡間で、第２繊維層が厚み方向に隆起した構造を有する不織布となる。

前記隆起は、繊維（１）の螺旋捲縮の発現に起因して、緻密で不規則に発現しており、特許文献２に記載の、非収縮性繊維ウェブと収縮性レギュラー繊維ウェブとをエンボスロール（規則的な彫刻パターンを持っている）によって部分的に加熱加圧接合した後に、当該エンボス部間を熱収縮させて得られる隆起とは異なっている。

この隆起した部分において、第２繊維層は、カード法による不織布と異なり、不織布の厚み方向への繊維の配列が高まっており、嵩が高く優れたものとなる。

（ソニックボンド加工）
本発明の伸縮性嵩高不織布は、前記第２繊維層が隆起した構造を有する不織布に、第２繊維層側から、部分的にソニックボンド加工を施して得られる。

ソニックボンド加工は、超音波溶着加工ともいい、１５〜５０キロヘルツ程度の超音波振動を圧力とともに部材に加え、生じる摩擦熱で接合する加工方法である。本発明の伸縮性嵩高不織布の製造においては、繊維層の接着目的に通常使用される公知の装置および条件を適宜採用すればよく、特に限定されない。

ソニックボンド加工には、ハンディータイプの超音波溶着機を用いてもよく、工業的には、パターンロールと超音波ホーンとの一対からなる装置を用いてもよい。パターンロールと超音波ホーンとの一対からなる装置は、超音波ホーンから発する超音波振動により不織布が溶融し接着するものである。超音波ホーンの超音波は、対となるパターンロールの凸部分のみに共鳴し不織布に強く超音波振動を与えるため、逆にパターンロールの凹部の不織布は溶融することなく嵩高なまま保持することができる。

ソニックボンド加工では、その加工法ゆえに、熱エンボス加工に比べて、熱接着部と非熱接着部との境界が明瞭に形成される。本発明の伸縮性嵩高不織布の製造工程においては、第１繊維層と第２繊維層との接触界面における繊維間の交絡のみで両層が一体化され、その交絡間で、第２繊維層が第２繊維層側へ隆起することで、その隆起した第２繊維層内の繊維は、不織布厚み方向に向かって配列性が高まっている。

このため、前記交絡間で第２繊維層が厚み方向に隆起した構造を有する不織布に、第２繊維層上方から、部分的にソニックボンド加工を施せば、溶融して不織布の厚みが減じる超音波照射部位と、非照射部位との境界は、繊維が不織布の“長さ”方向に配列している場合に比べて、より鮮やかに発現する。つまり、接着部および非接着部のパターンによる紋様が鮮やかに際立った伸縮性嵩高不織布を得ることができるのである。

一方、予め、熱エンボス加工した後、非エンボス加工部位を収縮させて隆起させたのでは、非エンボス部位は、エンボス部との境界から徐々に隆起してドーム状の隆起を形成することになる。接着部と非接着部が醸しだす紋様は、本発明の不織布ほど、紋様の形状を精度良く再現することはできず、また、輪郭が際立った鮮やかさを生じることもない。

ソニックボンド加工におけるパターンロールの柄（凸部）は、特に限定されず、例えば、丸型、菱形、長方形または絵柄などが挙げられる。これらの中でも、伸縮性および嵩高性を得るためには、丸型、菱形などドット柄が好ましい。また、ソニックボンド加工におけるパターンロールの柄（凸部）の配列は、千鳥配列が好ましい。

パターンロールの柄（凸部）は、伸縮性嵩高不織布の凹部、即ち接着部分となるため、接着部分が多いと伸縮性を低下させる傾向がある。このため、伸縮性嵩高不織布全体に占める凹部（接着部）の面積率は３〜６０％が好ましく、更に好ましくは１０〜３０％である。凹部面積率が３％〜６０％であれば、伸縮性が良好になり好ましい。

なお、「部分的にソニックボンド加工を施す」とは、前記凹部の面積率が１００％未満であることを示しており、好ましくは３〜６０％であり、より好ましくは１０〜３０％である。

ソニックボンド加工は、超音波ホーンから発せられる超音波出力によって伸縮性嵩高不織布に与える超音波振動量を制御できる。このため、高出力で超音波振動を与えることによって、伸縮性嵩高不織布の凹部を過剰に溶融させて、溶融し去り、その凹部に該当する部位を開孔することも可能である。これにより、伸縮性に優れた風合いがよく、嵩が高い開孔を有する伸縮性嵩高不織布を効率的に製造することができる。

〔伸縮性嵩高不織布〕
本発明の伸縮性嵩高不織布は、第１繊維層に含まれる繊維と第２繊維層に含まれる繊維との交絡によって一体化している。ここで、「交絡によって一体化」とは、第１繊維層に含まれる繊維と第２繊維層に含まれる繊維とが互いに絡みあって両層が一体化されている状態をいう。熱エンボス加工等の熱圧着加工によって一体化されている態様などは含まない。

本発明の伸縮性嵩高不織布においては、第１繊維層に含まれる繊維（１）と第２繊維層に含まれる繊維（２）とが、不織布の厚み方向において、両層の界面で、部分的に交絡していることが好ましい。即ち、不織布の厚み全体に渡って、第１繊維層に含まれる繊維と第２繊維層に含まれる繊維とが交絡しているよりも、両層の界面で部分的に両層に含まれる繊維が交絡していることが好ましい。

これにより、他層の繊維による影響が各層内において部分的なものに留まることとなり、それぞれの層において、各層を本来構成している繊維由来の性能が発現しやすくなる。

なお、前記界面とは、第１繊維層と第２繊維層とが接している境界のことをいう。ここで、界面という用語を用いたのは、第１繊維層と第２繊維層とは、お互いがそれぞれを構成する繊維の交絡によって一体化しているが、完全に混ざり合うことがないことを表している。

本発明の伸縮性嵩高不織布は、第２繊維層は第１繊維層よりもＭＤ収縮率が５％以上低く、第１繊維層が収縮して第２繊維層が厚み方向に隆起した構造を有している。第１繊維層と第２繊維層とのＭＤ収縮率の差が５％未満であると、各交絡部の間において第２繊維層が第２繊維層側に隆起して不織布の概走行方向に折り畳まれた不規則なヒダ状の構造が得られないからである。

本発明の伸縮性嵩高不織布は、第１繊維層と第２繊維層との接触界面における繊維間の交絡のみで両層が一体化され、第１繊維層が収縮して、その交絡間で、第２繊維層が第２繊維層側へ隆起することで、その隆起した第２繊維層内の繊維は、不織布厚み方向に向かって配列性が高まっている。

このため、第２繊維層側から部分的にソニックボンド加工が施されていることにより、熱エンボス加工に比べて、熱接着部と非熱接着部との境界が明瞭に形成され、接着部および非接着部のパターンによる紋様が鮮やかに際立った伸縮性嵩高不織布となる。

本発明の伸縮性嵩高不織布は、部分的にソニックボンド加工が施され、好ましくはソニックボンド加工によって形成された凹部と、ソニックボンド加工が施されていない部位により形成された部位とを含む。なお、該凹部の面積率は１００％未満であり、好ましくは３〜６０％であり、より好ましくは１０〜３０％である。

ソニックボンド加工により形成される凸部の厚みは、１．０〜５．０ｍｍであることが好ましく、１．５〜３．５ｍｍであることがより好ましい。凸部の厚みが１．０ｍｍ以上であることにより、嵩高で風合に優れる。また、凸部の厚みが５．０ｍｍ以下であることにより、柔軟性に優れる。

ソニックボンド加工により形成された凹部を過剰に溶融させて除去し、該凹部の厚みを形成している部位を除去して開孔することが好ましい。これにより、嵩が高く、伸縮性に優れた風合いに優れるとともに、開孔を有する伸縮性嵩高不織布とすることができる。

以下、実施例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。

＜樹脂＞
（１）ポリプロピレンホモポリマー：融点１６０℃、メルトマスフローレイト［ＪＩＳＫ７２１０（１９９９年）、試験条件Ｍ］１５ｇ／１０ｍｉｎ
（２）エチレン−プロピレン共重合体：エチレン含有量４質量％、融点１３０℃、メルトマスフローレイト［ＪＩＳＫ７２１０（１９９９年）、試験条件Ｍ］１６ｇ／１０ｍｉｎ
（３）ＬＤＰＥ：東ソー（株）製ペトロセン３５０（商品名）、融点１０５℃、メルトマスフローレイト［ＪＩＳＫ７２１０（１９９９年）、試験条件Ｄ］２３ｇ／１０ｍｉｎ
（４）オレフィン系エラストマー：ＴｈｅＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ製ＥＮＧＡＧＥ８４０２（商品名）、融点１００℃、メルトマスフローレイト［ＪＩＳＫ７２１０（１９９９年）、試験条件Ｄ］２０ｇ／１０ｍｉｎ
（５）ＨＤＰＥ：京葉ポリエチレン（株）製Ｓ６９００、融点１３０℃、メルトマスフローレイト［ＪＩＳＫ７２１０［１９９９年］、試験条件Ｄ］１６ｇ／１０ｍｉｎ

＜繊維＞
・繊維（１）は、樹脂（２）のエチレン−プロピレン共重合体と、樹脂（１）のポリプロピレンホモポリマーとからなる、並列型断面（質量比比５０／５０）の繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍである潜在捲縮性熱融着性複合繊維である。繊維（１）のＭＤ収縮率は７３．５％であった。

・繊維（２Ａ）は、樹脂（３）のＬＤＰＥと、樹脂（１）のポリプロピレンホモポリマーとからなる並列型断面（質量比５０／５０）の繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍである潜在捲縮性熱融着性複合繊維である。繊維（２Ａ）のＭＤ収縮率は２０．５％であった。

・非収縮性繊維（２Ｂ−１）は、樹脂（４）のオレフィン系エラストマー樹脂を鞘、樹脂（１）のポリプロピレンホモポリマーを芯に配した同心鞘芯型断面（質量比５０／５０）の繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍである熱融着性複合繊維である。非収縮性繊維（２Ｂ−１）のＭＤ収縮率は１．３％であった。

・非収縮性繊維（２Ｂ−２）は、樹脂（５）のＨＤＰＥを鞘、樹脂（１）のポリプロピレンホモポリマーを芯に配した同心鞘芯型断面（成分比５０／５０）の繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍである熱融着性複合繊維である。非収縮性繊維（２Ｂ−２）の繊維のＭＤ収縮率は０．３％であった。

＜２層ウェブ作製＞
上記＜繊維＞の欄で記述した繊維から大和機工製ミニチュアカード機を用い、目付１０ｇ／ｍ^２のウェブを作製した。次いで繊維（１）を含む第１繊維層の上に繊維（２Ａ）または非収縮性繊維（２Ｂ）を重ね、目付２０ｇ／ｍ^２の２層ウェブとした。

＜収縮加工および不織布化＞
熱風循環式熱処理機に、熱風温度１２５℃、風速０．５ｍ／ｓ、コンベアー速度１２．５ｍ／ｍｉｎ、３秒の加工条件にて、上記＜ウェブ作製＞で得られた２層ウェブを通し、不織布を得た。

＜ソニックボンド加工＞
精電舎電子工業株式会社製超音波溶着機（Ｓｏｎｏｐｅｔ−１５０Ｋ）を用い、超音波ホーン出力１５％（最大出力１５０Ｗ発振周波数４８．５ＫＨｚ）で０．４秒間不織布に当てソニックボンド加工を行った。

＜熱エンボス加工＞
加工温度１１５℃、加工速度６ｍ／ｍｉｎ、線圧２０ｋｇ／ｃｍ、クリアランス０．０１ｍｍの加工条件にて熱エンボス加工を行った。

＜厚み測定＞
１５ｃｍ角に切断した不織布に対し、直径３５ｍｍの圧力子（荷重）によって、３４３．２Ｐａ（３．５ｇ／ｃｍ^２）の圧力を掛け、その時の厚みを、東洋精機社製デジシックネステスターを用いて測定した。

＜繊維層（単層ウェブ）の収縮率測定＞
大和機工製ミニチュアカード機を用い、カード機の導入コンベアー中央部３０ｃｍに１００ｇの開繊した使用原綿を導入し、ドッファー速度７．０±０．２ｍ／分、周長１４５ｃｍの巻き取りドラム速度７．３±０．２ｍ／分で全量を巻き取り、鋏などで切断し約２５ｃｍ角のウェブを採取した。

この約２５ｃｍ角のウェブをクラフト紙ではさみ、１２０℃に設定した三洋電機製のコンベクションドライヤーで５分間処理した後に取り出し、ＭＤの長さを測定し、下記式により、繊維層のＭＤ収縮率を算出した。
繊維層のＭＤ収縮率＝［｛熱処理前の長さ（ｃｍ）｝−｛熱処理後の長さ（ｃｍ）｝］／｛熱処理前の長さ（ｃｍ）｝×１００（％）

＜積層ウェブの収縮率測定＞
上記の＜ウェブ作製＞で得られた２層の積層ウェブをＭＤに１０００ｍｍ、ＣＤに３００ｍｍに切り出し、＜収縮加工および不織布化＞で記述した条件下で熱処理を行い、ＭＤの長さ（ａ）と、ＣＤの長さ（ｂ）を測定し、以下の式により収縮率を求めた。
ＭＤ収縮率（％）＝［１０００−（ａ）］／１０００×１００
ＣＤ収縮率（％）＝［３００−（ｂ）］／３００×１００

＜伸張強度測定＞
島津製作所製「オートグラフＡＧ５００Ｄ」を用いて、試験速度１００ｍ／ｍｉｎの速度で試料長１００ｍｍから５０％伸張後、試料長の長さまで戻し、再度５０％伸張時の荷重を、初回（１回目）と再開（２回目）の２点で、１０％、２０％、３０％、４０％および５０％の強度を測定し、強度を縦軸に歪を横軸にとったグラフ（Ｓ−Ｓカーブ）とした。

初回の荷重と再開の荷重の差が大きい程、伸縮性が低いと判断した。また、伸張および加重のグラフにおいて、傾きが高いほど柔軟性が低く、風合いが劣ると判断した。

＜不織布の構造観察＞
不織布を略垂直に切断し、その断面をＫＥＹＥＮＣＥ社製デジタルマイクロスコープ（ＶＨＸ−９００）によって、各構成繊維層の状態、繊維間の交絡状況や熱接着状況等を観察した。

実施例１
上記＜繊維＞に記述した繊維（１）からなるウェブと繊維（２Ａ）からなるウェブを作製し、積層させて２層ウェブを作製し、＜収縮加工および不織布化＞に記述した条件で不織布を作製した。繊維（１）は、螺旋捲縮を発現して大きく収縮し、繊維（２Ａ）は螺旋捲縮を発現して小さく収縮した。

２層ウェブを構成する繊維は、不織布の厚み方向において、両層の積層界面で部分的に交絡しており、交絡間で、繊維（２Ａ）からなる第２繊維層が、第２繊維層側に隆起していた。用いた繊維（１）の繊維同士は熱接着しておらず、用いた繊維（２Ａ）の繊維同士および繊維（２Ａ）と繊維（１）との接触点は、繊維（２Ａ）の熱融着によって接着していた。この不織布の厚みは３．２ｍｍであった。

上記＜ソニックボンド加工＞に記述した条件で、パターン柄を、直径３ｍｍの丸型とし、５ｍｍピッチの千鳥状に超音波溶着を行い、伸縮性嵩高不織布を得た。

実施例２
上記＜繊維＞に記述した繊維（１）からなるウェブと非収縮性繊維（２Ｂ−１）からなるウェブをそれぞれ作製し、積層させて２層ウェブを作製し、＜収縮加工および不織布化＞に記述した条件で不織布を作製した。繊維（１）は、螺旋捲縮を発現して大きく収縮し、非収縮性繊維（２Ｂ−１）は殆ど収縮しなかった。

２層ウェブを構成する繊維は、不織布の厚み方向において、両層の積層界面で部分的に交絡しており、交絡間で、非収縮性繊維（２Ｂ−１）からなる第２繊維層が、第２繊維層側に隆起していた。用いた繊維（１）の繊維同士は熱接着しておらず、用いた非収縮性繊維（２Ｂ−１）の繊維同士および非収縮性繊維（２Ｂ−１）と繊維（１）との接触点は、非収縮性繊維（２Ｂ−１）の熱融着によって接着していた。この不織布の厚みは２．６ｍｍであった。

実施例３
上記＜繊維＞に記述した繊維（１）からなるウェブと繊維（２Ａ）からなるウェブを作製し、積層させて２層ウェブを作製し、＜収縮加工および不織布化＞に記述した条件で不織布を作製した。繊維（１）は、螺旋捲縮を発現して大きく収縮し、繊維（２Ａ）は螺旋捲縮を発現して弱く収縮していた。

２層ウェブを構成する繊維は、不織布の厚み方向において、両層の積層界面で部分的に交絡しており、交絡間で、繊維（２Ａ）からなる第２繊維層が、第２繊維層側に隆起していた。用いた繊維（１）の繊維同士は熱接着しておらず、用いた繊維（２Ａ）の繊維同士の接触点および繊維（２Ａ）と繊維（１）との接触点は、繊維（２Ａ）の熱融着によって接着していた。この不織布の厚みは３．２ｍｍであった。

上記＜ソニックボンド加工＞に記述した条件において、超音波出力時間を１秒に変更し、パターン柄を、直径３ｍｍの丸型とし、５ｍｍピッチの千鳥状に超音波溶着を行って、パターン柄部位を過剰に溶融して溶融し去って開孔し、伸縮性嵩高開孔不織布を得た。

比較例１
上記＜繊維＞に記述した繊維（１）からなるウェブと繊維（２Ａ）からなるウェブを作製し、積層させて２層ウェブを作製し、＜収縮加工および不織布化＞に記述した条件で不織布を作製した。この不織布の厚みは３．２ｍｍであった。

次に、上記＜熱エンボス加工＞に記述した条件で、パターン柄を、直径０．８ｍｍの丸型、突起部高さを一般的な０．５ｍｍとし、５ｍｍピッチの千鳥状に熱エンボス加工を行い、不織布を得た。

比較例２
上記＜繊維＞に記述した繊維（１）からなるウェブと非収縮性繊維（２Ｂ−２）からなるウェブを作製し、積層させて２層ウェブを作製した。

次に、上記＜熱エンボス加工＞に記述した条件において、加工温度を１２４℃に変更し、パターン柄を、直径０．８ｍｍの丸型、その突起部高さを一般的な０．５ｍｍとし、５ｍｍピッチの千鳥状に熱エンボス加工を行い、不織布を得た。

そして、＜収縮加工および不織布化＞に記述した条件で収縮加工を行った。得られた不織布の厚みは１．３ｍｍであった。

各実施例、比較例における、積層ウェブの収縮率、不織布の伸張強度および厚みの結果を表１に示す。

表１に示すように、収縮加工および不織布化並びにソニックボンド加工により得られた実施例１〜３の不織布は、それぞれ厚みが３．０ｍｍ、２．３ｍｍおよび２．８ｍｍであり、比較例１および２の不織布と比較して厚みが高いことから、嵩が高いとともに、風合いがよく、良好な伸縮性を示した。

特に実施例１の不織布は、第２繊維層に潜在捲縮性熱融着性複合繊維を用いたことで、高い収縮率となり、嵩が高かった。また、実施例２の不織布は、第２繊維層にエラスマー樹脂を用いたことにより、伸長強度に優れた柔軟な不織布であった。

一方、不織布化および熱エンボス加工により得られた比較例１の不織布は、厚みが０．４ｍｍと低く、エンボスロールの温度の影響によって、繊維が全体的に接着してしまい、伸縮性を示さなかった。

また、熱エンボス加工および収縮加工により得られた比較例２の不織布は、エンボス接合部間の収縮によって接合間部が突出しており、十分な嵩高性は得られず、また、エンボスロールの温度の影響によって、繊維間が全体的に接着してしまい、非常に低い伸縮性となった。

本発明の伸縮性嵩高不織布は、伸縮性に優れ、嵩高で風合いがよいことから、例えば、吸収性物品等の表面材やセカンド層などの衛材分野、面ファスナーのメス材などの産業資材分野などに利用することができる。

Claims

繊維（１）を含む第１繊維層と、熱融着性の繊維（２）を含み且つ第１繊維層よりＭＤ収縮率が５％以上低い第２繊維層とを積層し、第１繊維層に含まれる繊維（１）と第２繊維層に含まれる繊維（２）との交絡によって一体化し、その交絡部分において、第２繊維層に含まれる熱融着性の繊維（２）の熱融着によって両層の繊維の接触点が接着され、第１繊維層を収縮させて第２繊維層が厚み方向に隆起した構造を形成し、第２繊維層側から部分的にソニックボンド加工を施す、伸縮性嵩高不織布の製造方法。