JP7271801B1 - 不織布の製造方法、これにより製造された不織布を構成部材として含む吸収性物品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記熱融着性繊維は、繊維径が15μm以下であることが好ましい。
前記製造方法は、前記ウエブに下記条件で熱風を吹き付けることが好ましい。
(1)前記熱融着性繊維を構成する樹脂のうち最も融点が低い樹脂の融点をMpとしたとき、前記ウエブにおける熱風の吹き付け面と反対側の面の温度T1が、Mp以上Mp+15℃以下である。
(2)温度T1が、前記ウエブにおける熱風の吹き付け面の温度T2よりも低く且つ温度T1と温度T2との差が10℃以上35℃以下である。
(3)熱風の供給速度が0.30m/秒以上0.60m/秒以下である。
第1不織布14及び第2不織布10それぞれは、第1面及びこれと反対側に位置する第2面を有しており、第1面を形成する第1層と、第2面を形成する第2層とが積層した積層構造を有している。第1層は後述する第1ウエブ11を原料とし、第2層は後述する第2ウエブ12を原料とする。本実施形態の不織布10,14において第1層は、第2層よりも構成繊維の平均繊維径が小さく、繊維径が15μm以下の繊維を含んでいる。
製造装置100は、熱風によって加熱された通気性搬送部材31を冷却する冷却装置50を具備している。冷却装置50は、第3搬送ロール34c及び第4搬送ロール34d間に位置しており、これら搬送ロール34c,34d間で搬送される通気性搬送部材31を冷却する。冷却装置50としては、冷風を送る送風ファン等の公知の装置を用いることができる。また、冷却装置50として、搬送ロール34a,34b,34c,34dの何れかのロールを冷却ロールとしてもよい。冷却ロールは、その内部に水、気体などの冷媒が配されている。
第2ウエブ12における熱融着性繊維の含有量は、第1ウエブ11における熱融着性繊維の含有量と同じ範囲内であることが好ましい。
上記と同様の観点から、第1ウエブ11を構成する繊維の平均繊維径と第2ウエブ12を構成する繊維の平均繊維径との差は、好ましくは0.5μm以上、より好ましくは1μm以上であり、また、好ましくは25μm以下、より好ましくは15μm以下であり、そして、好ましくは0.5μm以上25μm以下、より好ましくは1μm以上15μm以下である。
第1ウエブ11及び第2ウエブ12からなる不織布を用いて、該不織布におけるこれらウエブ11,12を構成する繊維の平均繊維径や細繊維の割合を測定する場合は、該不織布から、鋭利なかみそりを用いて、平面視10mm×30mmの領域を厚み方向の全体で切り出したものを測定サンプルとする。この場合、測定サンプルの第1層側(第1ウエブ11側)及び第2層側(第2ウエブ12側)の面を上述した方法で拡大観察する。
第1ウエブ11の坪量は、第2ウエブ12の坪量よりも低いことが好ましい(第1ウエブ11<第2ウエブ12)。具体的には、第1ウエブ11の坪量と第2ウエブ12の坪量との差は、好ましくは0.5g/m2以上、より好ましくは1g/m2以上であり、また、好ましくは10g/m2以下、より好ましくは8g/m2以下であり、そして、好ましくは0.5g/m2以上10g/m2以下、より好ましくは1g/m2以上8g/m2以下である。
第1ウエブ11の坪量は、好ましくは5g/m2以上、より好ましくは7g/m2以上であり、また、好ましくは15g/m2以下、より好ましくは12g/m2以下であり、そして、好ましくは5g/m2以上15g/m2以下、より好ましくは7g/m2以上12g/m2以下である。
第2ウエブ12の坪量は、好ましくは5g/m2以上、より好ましくは7g/m2以上であり、また、好ましくは25g/m2以下、より好ましくは20g/m2以下であり、そして、好ましくは5g/m2以上25g/m2以下、より好ましくは7g/m2以上20g/m2以下である。
第1ウエブ11の繊度は、第2ウエブ12の繊度よりも低いことが好ましい(第1ウエブ11<第2ウエブ12)。具体的には、第1ウエブの繊度に対する第2ウエブの繊度の比(第2ウエブの繊度/第1ウエブの繊度)が、好ましくは1.1以上、より好ましくは1.2以上、さらに好ましくは1.3以上であり、そして好ましくは3以下、より好ましくは2.5以下、さらに好ましくは2.0以下であり、また好ましくは1.1以上3.0以下、より好ましくは1.1以上2.5以下、さらに好ましくは1.3以上2.0以下である。
第1ウエブ11の繊度は、好ましくは0.5dtex以上、より好ましくは1.0dtex以上であり、また好ましくは5.0dtex以下、より好ましくは4.0dtex以下であり、また好ましくは0.5dtex以上5.0dtex以下、より好ましくは1.0dtex以上4.0dtex以下である。
第2ウエブ12の繊度は、好ましくは1.0dtex以上、より好ましくは1.5dtex以上であり、また好ましくは8.0dtex以下、より好ましくは5.0dtex以下であり、また好ましくは1.0dtex以上8.0dtex以下、より好ましくは1.5dtex以上5.0dtex以下である。
第2ウエブ12の繊度も、第1ウエブ11の繊度と同様の方法で求めることができる。
(1)積層ウエブ13に含まれる熱融着性繊維を構成する樹脂のうち最も融点が低い樹脂の融点をMpとしたとき、ウエブ(積層ウエブ13)における非吹き付け面の温度T1が、Mp以上Mp+15℃以下である。
(2)温度T1が、ウエブ(積層ウエブ13)における熱風の吹き付け面の温度T2よりも低く且つ温度T1と温度T2との差が10℃以上35℃以下である。
(3)熱風の供給速度が0.30m/秒以上0.60m/秒以下である。
一方、細繊維を含む積層ウエブ13に対し従来のエアスルー法を用いてエアスルー不織布を製造すると、細繊維が過度に融着することにより、細繊維本来の滑らかな感触が低下して、エアスルー不織布の風合いを損なうことがある。また、エアスルー法による熱風が、ウエブを過度に潰して、ふっくら感を損なうことがある。
前記(1)の条件は下記式(i)で表される。
Mp≦T1≦Mp+15℃・・・(i)
Mp:ウエブ(積層ウエブ13)に含まれる熱融着性繊維を構成する樹脂のうち最も融点が低い樹脂の融点
T1:ウエブ(積層ウエブ13)における非吹き付け面の温度
10℃≦T2-T1≦35℃・・・(ii)
T2:ウエブ(積層ウエブ13)における吹き付け面の温度
前記式(ii)においては、T2>T1が前提となる。
熱風の供給速度は不織布10,14の厚みに影響する。前記(3)の条件において、熱風の供給速度を0.30m/秒以上とすることで、積層ウエブ13の構成繊維を適度に熱融着させるとともに、熱風の供給速度を0.60m/秒以下とすることで、積層ウエブ13の本来の厚みを良好に維持する。これにより、不織布10,14にクッション性及びふっくらとした感触を付与できる。不織布10,14のクッション性及びふっくらとした感触をより確実に確保する観点から、前記(3)の条件において、熱風の供給速度は、好ましくは0.33m/秒以上、より好ましくは0.35m/秒以上であり、また、好ましくは0.57m/秒以下、より好ましくは0.50m/秒以下であり、そして、好ましくは0.33m/秒以上0.57m/秒以下、より好ましくは0.35m/秒以上0.50m/秒以下である。
なお、熱風の供給速度は、熱風処理搬送経路r1における通気性搬送部材31の吹き付け搬送面f2から法線方向に10cm離間した位置P2の位置において、公知の風速計(例えば、日本カノマックス株式会社製のANEMOMASTERのMODEL6162やMODEL0203等)を用いて測定される。
製造装置100の運転開始直後においては、通気性搬送部材31の温度はほぼ常温であるが、運転を継続すると、ブロア32の熱風によって、通気性搬送部材31の温度が上昇することがある。これに起因して温度T2も上昇する場合がある。熱風処理工程における温度T2の過度の上昇をより抑制して、不織布10,14における吹き付け面側の表面をより滑らかにする観点から、熱風処理工程においては、積層ウエブ13を供給するのに先立ち、熱風の連続吹き付けによって加熱された通気性搬送部材31を冷却することが好ましい。斯かる冷却を行う工程を、以下「冷却工程」ともいう。本実施形態の冷却工程は、通気性搬送部材31の周回経路r2において、熱風処理搬送経路r1以外の経路に配された冷却装置50によって行われる。例えば、冷却装置50は、熱風処理搬送経路r1に入る前に、通気性搬送部材31に対し冷風を吹き付けて、該通気性搬送部材31を冷却する。また、冷却装置50として、搬送ロール34a,34b,34c,34dの何れかのロールを冷却ロールとしてもよい。冷却ロールは、その内部に水、気体などの冷媒が配される。
本実施形態のカレンダー工程は、第1不織布14に対し、二段のカレンダー加工を施す。一段目のカレンダー加工は、カレンダーロール41と第1樹脂ロール42との間に第1不織布14を導入して行う。二段目のカレンダー加工は、カレンダーロール41と第2樹脂ロール43との間に第1不織布14を導入して行う。これら一段目及び二段目のカレンダー加工において、第1不織布14における第1層がカレンダーロール41と当接される。
温度:25℃
線圧:20N/cm以上500N/cm以下
ロール:一対のカレンダーロールであって、一方を表面が金属製のカレンダーロール及び他方を表面のD硬度(JIS K6253)が40度以上100度以下の樹脂ロールを用いる。
カレンダー工程においてカレンダー加工を多段で行う場合は、何れかのカレンダー加工において条件(C1)を満たすことが好ましい。すなわち、多段のカレンダー加工のうち少なくとも一段のカレンダー加工を前記条件(C1)で行うことが好ましい。
第1樹脂ロール42及び第2樹脂ロール43としては、例えば硬質ゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム、NBR、EPDM等の樹脂から構成されるものを用いることができる。
条件(C1)において、第1樹脂ロール42及び第2樹脂ロール43の一方又は双方は、ロール表面の構成樹脂のD硬度(JIS K6253)が好ましくは40度以上100度以下であるが、より好ましくは70度以上95度以下である。
圧縮仕事量は、カトーテック株式会社製のKES(カワバタ・エバリュエーション・システム)での測定値で表し得ることが一般的に知られている(参考文献:風合い評価の標準化と解析(第2版)、著者 川端季雄、昭和55年7月10日発行)。圧縮仕事量の測定には、カトーテック株式会社製の圧縮試験装置KES-G5を用いる。先ず、測定対象の不織布を圧縮試験装置の試験台に取り付け、面積2cm2の円形平面を持つ鋼板間で圧縮する。斯かる圧縮工程において、圧縮速度は0.2cm/sec、圧縮最大荷重は2450mN/cm2とする。圧縮仕事量(WC)は下記式(1)で表され、単位は「mN・cm/cm2」である。下記式中、Tmは、2450mN/cm2(24.5kPa)荷重時の厚み、T0は、4.902mN/cm2(49Pa)荷重時の厚みを示す。また、下記式(1)中のPaは、圧縮過程時の測定荷重(mN/cm2)を示す。圧縮仕事量(WC)の値が大きいほどふっくらとした感触となる。
例えば、上述した実施形態における製造方法では、第1ウエブ11及び第2ウエブ12が積層した積層ウエブ13を用いていたが、これに代えて単層のウエブを用いてもよい。この場合、単層のウエブは細繊維を含有する。
また、上述した実施形態における製造方法では、冷却工程を具備していたが、熱風処理工程における前記の(1)~(3)の条件を満たすことを前提として、冷却工程を具備していなくともよい。
図1に示す製造装置100を用いて第2不織布10を製造した。先ず、ウエブ形成工程を実施した。第1ウエブ11の原料繊維には、芯成分がPET、鞘成分がPEからなる同心の芯鞘型複合繊維(芯鞘比50質量%:50質量%)からなる熱融着性繊維を用いた。斯かる第1ウエブ11の原料繊維は、繊維径が12.4μmの細繊維であり、繊度が1.3dtexであり、構成する樹脂のうち最も融点が低い樹脂(鞘成分のPE)の融点Mpが130℃であった。この原料繊維を第1カード機21に導入して第1ウエブ11(坪量10g/m2)を製造した。
第2ウエブ12の原料繊維は、芯成分がPET、鞘成分がPEからなる同心の芯鞘型複合繊維(芯鞘比50質量%:50質量%)からなる熱融着性繊維を用いた。斯かる第2ウエブ12の原料繊維は、繊維径が16.7μmであり、繊度が2.0dtexであり、構成する樹脂のうち最も融点が低い樹脂(鞘成分のPE)の融点Mpが130℃であった。この原料繊維を第2カード機22に導入して第2ウエブ12(坪量15g/m2)を製造した。第1ウエブ11を構成する繊維の平均繊維径は12.4μmであり、第2ウエブ12を構成する繊維の平均繊維径は16.7μmであった。平均繊維径は上述した方法により測定した。そして、第1ウエブ11の上に第2ウエブ12を積層して積層ウエブ13を製造した。
熱風処理工程においては、積層ウエブ13を供給するのに先立ち、通気性搬送部材31を冷却する冷却工程を行った。冷却工程後且つ熱風処理工程前の通気性搬送部材31の温度は、105℃であった。上記の熱風処理工程により、第1不織布14を製造した。
実施例2~4では、熱風処理工程の条件を異ならせた点以外は、実施例1と同様の方法により、第2不織布10を製造した。
また、実施例1においてカレンダー工程を行う前に得られた第1不織布14を、実施例5で得られた不織布とした。
比較例1~3では、熱風処理工程の条件を異ならせた点以外は、実施例1と同様の方法により、第2不織布10を製造した。
比較例4では、熱風処理工程の条件を異ならせた点、及び冷却工程を行わなかった点以外は、実施例1と同様の方法により、第2不織布10を製造した。
実施例1~4及び比較例1~4の第2不織布10並びに実施例5の第1不織布14について、厚み、圧縮仕事量WC及び引張強度を測定した。圧縮仕事量WCは、上述した方法により測定した。また、各不織布の第1層側の面について、摩擦係数の平均偏差MMDを測定した。測定結果を下記表1に示す。
測定対象の不織布に4.9N/cm2の荷重を負荷し、その状態でレーザー変位計(オムロン株式会社製、高精度変位センサZS-LD80(商品名))を用いて、5箇所以上を測定した。この測定値の算術平均値を厚み(mm)とした。
各実施例及び各比較例の不織布は、帯状の不織布であり、長手方向が搬送方向X(MD方向)と一致する。また、不織布における長手方向に直交する方向(短手方向)が、搬送方向Xと直交する方向(CD方向)と一致する。測定対象の不織布から、長手方向に200mm、短手方向に50mmの大きさを切り出し、これをMD方向における引張強度の測定片とした。この測定片の長手方向が引張方向と一致するように、該測定片を引張試験機(株式会社島津製作所社製、機種「AUTOGRAPH AG-X」)のチャック間に取り付けた。チャック間距離は150mmとした。次いで、取り付けた測定片を300mm/minの速度で引っ張り、引張距離に伴い変化する引張強度のグラフを得た。得られたグラフから、最大引張強度を求めた。斯かる最大引張強度の測定を3回繰り返し、それらの平均値を、MD方向における引張強度とした。
また、測定対象の不織布から、長手方向に50mm、短手方向に200mmの大きさを切り出し、これをCD方向における引張強度の測定片とした。この測定片を用いた点以外は、MD方向における引張強度と同様の方法によって、CD方向における引張強度を測定した。
第1ウエブ11側の面(第1層側の面)を測定面として、KES-FB4表面試験機(カトーテック株式会社製)を用いて、測定対象上に接触子により5kPa(50gf/cm2)の荷重を加えた状態下に、該接触子を0.1cm/secの一定速度で水平方向に3cm移動させ、該接触子を移動させた領域の摩擦係数の平均偏差MMDを測定した。測定は不織布における異なる3点で行い、その平均値を不織布の摩擦係数の平均偏差MMDとした。摩擦係数の平均偏差MMDが低いほど、第1層側の面が滑らかであると評価できる。
図3は、22℃65%RH環境下にて、不織布を構成する繊維の中で起毛した繊維の本数を測定する方法を示した模式図である。先ず、測定対象の不織布から、鋭利なかみそりで、10cm×10cmの測定片104を切り出した。次いで、図3(a)に示すように、測定片104を山折りにし、これをA4サイズの黒い台紙(不図示)の上に載せ、図3(b)に示すように、台紙上の測定片104に、縦1cm×横1cmの穴107をあけたA4サイズの黒い台紙101を載せた。このとき、測定片104の折り目105が、上側の黒い台紙の穴107から見えるように配置した。測定片104の上下に配する台紙には、例えば富士共和製紙株式会社の「ケンラン(黒)連量265g」を用いた。図3では、説明の便宜上、台紙101を白色で示す。次いで、測定片104の上に配された台紙101上に50gの錘102を2個載せた。このとき、測定片104の折り目105上であって、測定片104の上に配された台紙101の穴107の両側縁それぞれから該折り目105に沿う方向の外方に5cm離れた位置に前記錘102を載せた。これにより、測定片104を完全に折り畳んだ状態にした。次いで、図3(c)に示すように、マイクロスコープ(株式会社キーエンス製VHX-900)を用いて、30倍の倍率で、台紙の穴107内を観察する。斯かる観察により、測定片104の折り目105から1mm上方に平行移動した仮想線108よりも上方に先端が位置する繊維の本数を、起毛した繊維の本数としてカウントした。仮想線108を2回横切る繊維106aがある場合〔図3(c)参照〕、その繊維は2本と数えた。図3(c)に示す例では、仮想線108を1回横切る繊維が4本、仮想線108を2回横切る繊維106aが1本存在するが、2回横切る繊維106aは2本と数えるので、起毛した繊維の本数は6本となる。この起毛した繊維の本数のカウントを、測定対象の不織布から切り出した9枚の測定片について行い、これらの平均(整数桁に四捨五入)を、単位面積(1cm×1cm)当たりの起毛した繊維の本数とした。第1ウエブ11側の面(第1層側の面)を測定面とした。
評価対象の不織布から、10cm×10cmの大きさで切り出したものを試験片とした。不織布の感触の評価に関して熟練した成人男性3名をパネラーとして、第1ウエブ11側の面(第1層側の面)を測定面として、該パネラーが試験片を触ることで、その柔らかさ及びふっくらとした感触を評価した。具体的には、1~5点の5段階評価で評価した。5点が最も評価が高いことを示す。試験片の触り方は規定しておらず、パネラー各々が自由に試験片を触って評価した。評価点は、パネラー3名の平均値を小数点以下一桁に四捨五入して算出した。評価結果を下記表1に示す。
実施例1~5の不織布は、比較例1~4の不織布よりも、第1層側の面における摩擦係数の平均偏差MMDが小さかった。斯かる結果から、実施例1~5の不織布は、第1層側の表面が滑らかであることが示された。
実施例1~5の不織布は、第1層側の面における単位面積当たりの起毛した繊維の数が9本以下であり、表面の毛羽立ちが少ないことが示された。
実施例1~5の不織布は、柔らかさの官能評価が5.3以上であり、ふっくらとした感触の官能評価が4.6以上であった。
以上の結果から、実施例1~5の不織布は、滑らかさ、柔らかさ及びふっくらさといった肌触りが総合的に優れており、比較例1~4の不織布よりも、肌触り及び強度を両立していることが示された。
Claims (14)
- 繊維径が15μm以下である熱融着性繊維を含むウエブを用いた不織布の製造方法であって、
前記ウエブが、第1ウエブ及び第2ウエブを有し、これら各ウエブにおける熱融着性繊維の含有量が該ウエブの全質量に対して少なくとも50質量%以上であり、
第1ウエブは、繊維径が15μm以下である熱融着性繊維の含有割合が25%以上100%以下であり、
第2ウエブを構成する繊維の平均繊維径が、第1ウエブを構成する繊維の平均繊維径よりも大きく、
第1ウエブを構成する繊維の平均繊維径と第2ウエブを構成する繊維の平均繊維径との差が0.5μm以上25μm以下であり、
前記ウエブにおいて第1ウエブ側の面に前記繊維径が15μm以下である熱融着性繊維が存在しており、
第2ウエブ側の面を熱風の吹き付け面にし、前記ウエブに下記条件で熱風を吹き付けて、該ウエブを構成する繊維の交点を融着させる不織布の製造方法。
(1)前記熱融着性繊維を構成する樹脂のうち最も融点が低い樹脂の融点をMpとしたとき、前記ウエブにおける熱風の吹き付け面と反対側の面の温度T1が、Mp以上Mp+15℃以下である。
(2)温度T1が、前記ウエブにおける熱風の吹き付け面の温度T2よりも低く且つ温度T1と温度T2との差が10℃以上35℃以下である。
(3)熱風の供給速度が0.30m/秒以上0.60m/秒以下である。 - 第1ウエブの繊度に対する第2ウエブの繊度の比(第2ウエブの繊度/第1ウエブの繊度)が、1.1以上3.0以下である、請求項1に記載の不織布の製造方法。
- 前記(1)の条件において、温度T1とMpとの差が、0.5℃以上15℃以下である、請求項1又は2に記載の不織布の製造方法。
- 周回する通気性搬送部材上に前記ウエブを連続供給して該ウエブを搬送しながら該ウエブに前記熱風を連続して吹き付ける工程を有し、
前記工程においては、前記ウエブを供給するのに先立ち、前記熱風の連続吹き付けによって加熱された前記通気性搬送部材を冷却する、請求項1~3の何れか1項に記載の不織布の製造方法。 - 前記冷却後且つ前記熱風の連続吹き付け前の前記通気性搬送部材の温度が、25℃以上130℃以下である、請求項4に記載の不織布の製造方法。
- Mpと前記冷却後の前記通気性搬送部材の温度との温度差(Mp-前記の冷却された通気性搬送部材の温度)が、0℃超105℃以下である、請求項4又は5に記載の不織布の製造方法。
- 前記ウエブに前記熱風を吹き付きつけて得られた不織布に、カレンダー加工を施す、請求項1~6の何れか1項に記載の不織布の製造方法。
- 前記カレンダー加工を多段で行い、何れかのカレンダー加工を、以下の条件(C1)で行う、請求項7に記載の不織布の製造方法。
温度:25℃、
線圧:20N/cm以上500N/cm以下、
ロール:一対のカレンダーロールであって、一方を表面が金属製のカレンダーロール及び他方を表面のD硬度(JIS K6253)が40度以上100度以下の樹脂ロールを用いる。 - 前記金属製のカレンダーロールとして、鏡面加工された平滑なものであるか、又は微細な凹凸が施されたものを用いる、請求項8に記載の不織布の製造方法。
- 前記樹脂ロールとして、硬質ゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム、NBR、又はEPDMの樹脂から構成されたものを用いる、請求項8又は9に記載の不織布の製造方法。
- 前記カレンダー加工を二段で行い、二段目のカレンダー加工を、前記条件(C1)で行う、請求項8~10の何れか1項に記載の不織布の製造方法。
- 一段目のカレンダー加工における線圧を二段目よりも高くする、請求項11に記載の不織布の製造方法。
- 請求項1~12の何れか1項に記載の不織布の製造方法で製造された不織布を、吸収性物品の構成部材として用いる、吸収性物品の製造方法。
- 前記不織布は、前記繊維径が15μm以下である熱融着性繊維を含む層を有しており、
前記層側の面が肌当接面となるように前記不織布を用いる、請求項13に記載の吸収性物品の製造方法。
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