JP7295495B2 - 複合繊維を含む不織布及びその製造方法 - Google Patents
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Description
[1]自己接着性を有する不織布を製造する方法であって、
偏心鞘芯型複合繊維及び並列型複合繊維からなる群から選ばれる少なくとも1種類の複合繊維を含むウェブを形成する工程、
前記ウェブを熱処理して、ウェブを構成する前記複合繊維をコイル状に捲縮させて不織布を得る工程、及び
前記不織布の少なくとも片面にニードルパンチ加工を施す工程
を含む方法。
[2]前記熱処理が、スルーエア法で行われる、[1]に記載の方法。
[3]前記ニードルパンチ加工におけるパンチ密度が6~40回/cm2であり、針深度が8~26mmである、[1]又は[2]に記載の方法。
[4]前記[1]~[3]のいずれか1つに記載の方法で製造された不織布。
[5]前記[4]に記載の不織布を含む面ファスナー。
[6]前記[5]に記載の面ファスナーを含む創傷被覆材又は吸収性物品。
スルーエア法の条件は、前記複合繊維を熱収縮させて、コイル状捲縮を発現させることができれば、特に制限されない。例えば、デジタルマイクロスコープで不織布の表面を観察した際(倍率200倍)、マイクロスコープ視野のほぼ全体にわたって、コイル状捲縮が観察されるように、熱処理条件を設定すればよい。また、コイル状捲縮部の直径(完全な円形でない場合は最大径を意味する)は、20~90μmであることが好ましく、40~70μmであることがより好ましい。
適切な熱処理条件は、使用する複合繊維やウェブの厚み等によっても異なるが、例えば、温度100~130℃、より好ましくは105~125℃、特に好ましくは110~120℃で、処理時間40~180秒間、より好ましくは50~120秒、特に好ましくは60~80秒間とすることができる。風速は、0.2~3.0m/sec、より好ましくは1.2~2.4m/secとすることができる。
上記一般的な使用方法の場合、ニードルパンチ加工は、繊維同士を交絡させる目的で使用されるが、本発明では、熱処理により生じたコイル状捲縮部をほぐして、連続/非連続的な環状捲縮部や、パイル状捲縮部等を出現させる目的で、ニードルパンチ加工を行うことを特徴とする。
また、ニードルパンチ加工は、不織布の片面だけでなく、両面に行ってもよい。
本発明の連続的な環状捲縮部は、図1Bに示すように、回転面の向きがほぼ同じ環状体が連なっている捲縮部(例えば、回転面と直行する方向に直線的に伸びるスパイラル状捲縮部)でもよく、図1Cに示すように、回転面の向きが異なる環状体が連なっている捲縮部でもよい。
また、本発明において、非連続的な環状捲縮部とは、環状捲縮と隣り合う捲縮部が環状を呈していないもの(図2の符号3)、あるいは、環状捲縮同士の距離が離れているため、連続的と認識されないものを意味する。
連続/非連続的な環状捲縮部は、前記コイル状捲縮部の直径(完全な円形でない場合は最大径を意味する。以下同じ)よりも大きな直径を有する(例えば、コイル捲縮が40~60μmの直径を有するのに対して、環状捲縮は80~110μmの直径を有する)。
なお、ループ・フック式の面ファスナーは、ループ部材とフック部材が係合することにより、強い接着力を示すが、本発明の不織布は、環状体とパイル等の交絡により緩く結合しているだけであるため、わずかな力(例えば、0.02Nの力)をかけるだけで2枚の不織布を引き離すことができ、引き離す際の音も生じない。
また、本発明に係る不織布は、不織布を製造するために一般的に用いられているスルーエア法及びニードルパンチ法で製造できるため、新たな機械を導入する必要がなく、低労力・低コストで製造することができる。
KEYENCE製デジタルマイクロスコープVHX-6000(商品名)を用い、不織布の表面を倍率200倍にて3D撮影した。得られた3D写真のデータを用いて、1000μm×1000μmの範囲内にあるパイル状捲縮部のa,bを計測した。計測には、VHX-6000に付属されているプログラムを使用した。
幅25mm長さ200mmの不織布試験片を、不織布の機械方向を長さ方向にして作製する。引張試験機オートグラフAG-500D(株式会社島津製作所製)を用い、チャック間を100mmに設定し試験片を固定した。引張速度200mm/分で50%まで伸長させた後、同じ速度で戻し、弾性不織布に掛かる負荷を0とした。その直後、再び同じ速度で50%まで伸長させ、負荷が再び始まる時の伸びた長さをLmmとした。伸長回復率は下記式に従って求めた。
50%伸長時の伸長回復率(%)={(100*1-L)/100*1}×100
*1:チャック間の試験片の最初の長さ(mm)
プロピレンコポリマー(エチレンとプロピレンとの共重合体。MFR=16g/10min)とホモポリプロピレン(MFR=10g/min)をサイドバイサイドで複合紡糸して、繊度3.3dtexの並列型複合繊維を得た(繊維軸方向に垂直な切断面におけるプロピレンコポリマーとホモポリプロピレンの面積比は、約50対50)。この複合繊維に機械捲縮(ジグザグ状の捲縮)を付与し、平均捲縮数8山/2.54cmの複合繊維を得た。この複合繊維を、51mm長の短繊維にカットし、カード機によりウェブとし、得られたウェブを120℃の熱風循環式スルーエア加工機(走行速度8.5m/分、120℃、1分間、風速1.2m/sec)で加熱することによって、収縮率80%のスルーエア不織布を得た。この不織布の表面を前記デジタルマイクロスコープで撮影した写真を図3に示す。不織布を構成する複合繊維が熱収縮することにより発現したコイル状の捲縮部が視野全体に渡って観察された。
実施例1で得られた不織布の目付は60g/m2であった。
実施例1で得られたスルーエア不織布を、スルーエア不織布より大きい面積の不織布(20g/m2)の上に積層し、この積層体をニードルパンチ加工機により、パンチ密度20回/cm2、針深度10mmで加工した。加工後、ニードルパンチ加工で一体化した積層体から、前記スルーエア不織布(ニードルパンチ不織布)を分離した。得られたニードルパンチ不織布は、カード工程で得られたウェブに対する収縮率が65%であった。また、このニードルパンチ不織布の目付は45g/m2であった。
この不織布の表面(ニードル挿入面)を、マイクロスコープで観察したところ(図5及び図6参照)、連続的な環状捲縮部、非連続的な環状捲縮部、パイル状捲縮部、直線又はゆるやかな曲線状の繊維が観察された。また、コイル状捲縮として認識される捲縮部も存在した。1000μm×1000μmの視野において、10個以上のパイル状捲縮部が確認できた。
この不織布の自己接着性を確認したところ、実施例1のニードルパンチ不織布と同様、表面同士、裏面同士、表面と裏面のいずれを組み合わせても、積層して手で軽く押さえるだけで、互いに付着し、いずれの場合も、上層側の不織布を持ち上げると、下層側の不織布が上層側の不織布に付着したままの状態で持ち上がり、1分間経過しても下層の不織布が落下しなかった。また、いずれの場合も、わずかな力(例えば、0.02N)で、一体化した二枚の不織布を引き離すことが可能であった。
実施例1で得られたウェブを、低密度ポリエチレン(融点120℃)とホモポリプロピレンとからなる同心鞘芯型複合繊維(2.1dtex、カット長38mm、及び、複合繊維の横断面における低密度ポリエチレンとホモポリプロピレンの面積比:50/50)のウェブの上に載せて、二層ウェブを形成した。この二層ウェブにおける同心鞘芯型複合繊維の割合は33重量%であり、並列型複合繊維の割合は67重量%であった。この二層ウェブを120℃の熱風循環式スルーエア加工機で熱処理(風速1.2m/sec 加熱時間1分間)した後、ニードルパンチ加工機により、パンチ密度20回/cm2、針深度10mmで加工して、ニードルパンチ不織布を得た。得られたニードルパンチ不織布は、カード工程で得られたウェブに対して、収縮率が10%であった。また、このニードルパンチ不織布の目付は、35g/m2であった。
この不織布の自己接着性を確認したところ、実施例1のニードルパンチ不織布と同様、表面同士、裏面同士、表面と裏面のいずれを組み合わせても、積層して手で軽く押さえるだけで、互いに付着し、いずれの場合も、上層側の不織布を持ち上げると、下層側の不織布が上層側の不織布に付着したままの状態で持ち上がり、1分間経過しても下層の不織布が落下しなかった。また、いずれの場合も、わずかな力(例えば、0.02N)で、一体化した二枚の不織布を引き離すことが可能であった。
ポリプロピレン(MFR=20g/min、2重量%のエラストマー含有。サンアロマー製「PM822V」)と、別のポリプロピレン(MFR=10g/min、日本ポリプロ製「MA3H」)を用い、複合紡糸装置にて、230℃で熱溶融紡糸を行い、90℃でネック延伸工程を行って、更に90℃で乾燥した。得られたトウをカットして、繊維長45mm、繊度2.2dtexの並列型複合繊維を得た。
得られた並列型複合繊維をカード機にてウェブとし、そのウェブの表裏をドラフト紙で挟み、設定温度120℃のオーブンにて5分間加熱し、目付け50g/m2の不織布を得た。
得られた不織布をマイクロスコープで観察したところ、一面にコイル状捲縮部が観察され、パイル状捲縮部は0個/mm2であった。また、この不織布を2枚重ねて軽く押さえた場合、どの面の組み合わせでも、2枚の不織布は互いに付着せず、上層の不織布のみをつかんで持ち上げると、上層の不織布のみが持ち上がった。
なお、比較例1の不織布も、ニードルパンチ加工を行うことで自己接着性を発現させることが可能である。
プロピレンコポリマー(エチレンとプロピレンとの共重合体。MFR=31g/10min)と、ホモポリプロピレン(MFR=5g/min)を複合紡糸して、繊度2.6dtexの並列型複合繊維を得た(繊維軸方向に垂直な切断面におけるプロピレンコポリマーとホモポリプロピレンの面積比は、約60対40)。この複合繊維に機械捲縮(ジグザグ状の捲縮)を付与し、平均捲縮数5山/2.54cmの複合繊維を得た。この複合繊維を、51mm長の短繊維にカットし、カード機によりウェブとし、得られたウェブを120℃の熱風循環式スルーエア加工機で、風速0.2m/secにて3分間加熱することで、収縮率75%のスルーエア不織布を得た。この不織布の表面を前記デジタルマイクロスコープで観察したところ、不織布を構成する複合繊維が熱収縮することにより発現したコイル状捲縮部が視野全体に渡って観察された。
この不織布の自己接着性を確認したところ、実施例1のニードルパンチ不織布と同様、表面同士、裏面同士、表面と裏面のいずれを組み合わせても、積層して手で軽く押さえるだけで、互いに付着し、いずれの場合も、上層側の不織布を持ち上げると、下層側の不織布が上層側の不織布に付着したままの状態で持ち上がり、1分間経過しても下層の不織布が落下しなかった。また、いずれの場合も、わずかな力(例えば、0.02N)で、一体化した二枚の不織布を引き離すことが可能であった。
2.連続的な環状捲縮部
3.非連続的な環状捲縮部
4.パイル状捲縮部
Claims (6)
- 自己接着性を有する不織布を製造する方法であって、
偏心鞘芯型複合繊維及び並列型複合繊維からなる群から選ばれる少なくとも1種類の複合繊維を含むウェブを形成する工程、
前記ウェブを熱処理して、ウェブを構成する前記複合繊維をコイル状に捲縮させて不織布を得る工程、及び
前記不織布の少なくとも片面にニードルパンチ加工を施す工程
を含む方法。 - 前記熱処理が、スルーエア法で行われる、請求項1に記載の方法。
- 前記ニードルパンチ加工におけるパンチ密度が6~40回/cm2であり、針深度が8~26mmである、請求項1又は2に記載の方法。
- 請求項1~3のいずれか1項に記載の方法で製造された不織布。
- 請求項4に記載の不織布を含む面ファスナー。
- 請求項5に記載の面ファスナーを含む創傷被覆材又は吸収性物品。
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