JPH0797757A

JPH0797757A - 立体状不織布及びその製造法

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Publication number: JPH0797757A
Application number: JP26043793A
Authority: JP
Inventors: Akinori Minami; 彰則南; Noritoshi Kimura; 文紀木村
Original assignee: Japan Vilene Co Ltd
Current assignee: Japan Vilene Co Ltd
Priority date: 1993-09-27
Filing date: 1993-09-27
Publication date: 1995-04-11
Anticipated expiration: 2014-10-18
Also published as: US5580644A; JP2963317B2

Abstract

(57)【要約】【目的】この出願発明は、不織布を利用することによ
り、新しい素材、とくに微生物固定化担体、フィルタ、
研磨ロールあるいはクリーニングロール等に使用される
立体状不織布を提供することを目的とする。【構成】この出願発明は、内部に線状の接合部を有
し、その接合部を中心として、複数のループ状のひだが
放射状に伸びた断面形状を有するかあるいはそのループ
の中に繊維ウェブあるいは不織布が充填されていること
を特徴とする立体状不織布及びその製造方法に関する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この出願発明は、不織布を利用す
ることにより、新しい素材とくに、微生物固定化担体、
フィルタ、研磨ロールあるいはクリーニングロール等に
使用される立体状不織布を提供するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、組みひも技術を応用した
ひも状接触材（「バイオコード」）、あるいは、不織布
を平巻き又はスパイラル巻きすることによって得られる
円柱状の立体不織布が使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、組みひも技術
を応用したひも状接触材（「バイオコード」）は、工程
が複雑であり、生産性が低いため高価であり、接触面積
が小さく、へたりやすいという問題があった。また、不
織布を平巻き又はスパイラル巻きすることによって得ら
れる円柱状の立体不織布は、引張り強度が弱く、使用時
に強い力が加わると切断したり、伸びたりすることがあ
り、しかも、中が詰った構造であるため、微生物や処理
流体との接触面積が小さく、目詰りを起こしやすく、ま
た、不織布の密度にもよるが、好気性菌などの場合、不
織布内部では繁殖しにくいという問題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この出願発明は、内部に
線状の接合部を有し、その接合部を中心として、複数の
ループ状のひだが放射状に伸びた断面形状を有する立体
状不織布に関するものであって、筒状の不織布を複数積
層し、その筒形状を更に２つの筒状に２分するように、
線状の接合部を形成して各不織布を接合するか、あるい
は、不織布を適当な振幅で複数回折り返して積層し、左
右の折り返し辺の間に、左右の折り返し辺と平行な線状
の接合部を形成して、積層した不織布を接合することに
より製造される。

【０００５】この出願発明の立体状不織布は、図１、２
に示すように、接合部を中心として複数のループ状のひ
だ１が放射状に伸びた断面形状が断面と直角方向に連続
し、立体状不織布の内部に線状の接合部２を形成してい
る。線状の接合部２により、立体状不織布は高い引張り
強度となっている。また、不織布は、その断面がループ
状のひだ２になっており、立体状不織布内部に空間があ
るため、とくに、微生物や処理流体との接触面積が大き
く、目詰りも起こしにくい。また、好気性菌などの繁殖
にも適している。また、ループ状のひだ２の内側は必ず
しも空間となっていなくてもよく、図３に示すように、
例えば、繊維ウェブまたは不織布５が充填されていても
よい。充填される繊維ウェブまたは不織布がループ状の
ひだを構成する不織布よりも低密度であれば、あまり目
詰りの原因とはならず、通液抵抗も上げずに、立体状不
織布の形状を安定させることができる。とくに、フィル
タ材などとして利用する場合には、ループ状のひだを構
成する不織布と内側の低密度の不織布の粗密構造が、濾
過に有効に働く。

【０００６】不織布の材質としては特に限定されず、バ
インダー接着不織布、繊維接着不織布、ニードルパンチ
不織布、水流絡合不織布、スパンボンド不織布、メルト
ブロー不織布、湿式不織布などが用いられる。とくに、
立体形状の安定性や、不織布の圧縮回復性が望まれる場
合には、接着性繊維を含む繊維ウェブを無圧下または低
圧下で熱処理して接着した不織布、繊維ウェブに接着剤
をスプレーした不織布、繊維ウェブに接着樹脂粉末を散
布し、無圧下または低圧下で加熱処理して接着した不織
布、後に熱処理して仮接着をはずすことによりかさ回復
ができる圧縮状態で繊維間を仮接着した不織布などが好
適に利用できる。また、必要に応じて、織物、編み物、
ネット、フィルムなどを不織布とともに積層してもよい
し、材質、密度、厚みなどの性質の異なる２以上の不織
布層を積層した多層構造の不織布を用いても良い。

【０００７】不織布は硬すぎると曲げた際に折れたり皺
が入ることがありループが形成しにくく、柔らかすぎる
とループ状のひだ形状が保持できないことがあるので、
各ループ状のひだの大きさ、数などに応じて適度な硬さ
のものを選択することが望ましい。不織布の密度は、
０．００５〜０．３ｇ／ｃｍ³ 、より好ましくは０．０
１〜０．１ｇ／ｃｍ³であるのがよい。また、不織布の
厚みは０．５〜３０ｍｍ、より好ましくは１〜３０ｍｍ
がよい。なお、不織布を構成する繊維はとくに限定され
ず、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエス
テル繊維、ポリアミド繊維、ポリ塩化ビニル繊維、アク
リル繊維などの合成繊維や、レーヨン繊維、キュプラな
どの再生繊維、綿、麻、羊毛などの天然繊維が好適に使
用できる。

【０００８】上記線状の接合部２は、実線状でも破線状
でも点線状でもよい。また、接合部は熱シール、超音波
シール、高周波シールなどのシール手段や、接着剤を付
与することによる接着手段や、ミシンなどの縫製による
縫合手段によって形成することができる。シール手段や
接着手段による場合、上記の線状の接合部の幅は１〜５
ｍｍが好ましい。不織布は、シール手段による場合には
熱可塑性繊維が含まれていることが望ましい。不織布の
構成繊維に熱可塑性繊維が含まれない場合には、接着手
段や縫合手段が用いられるが、熱可塑性繊維が含まれる
場合にはシール手段を用いる方が引張り強度の大きな接
合部を形成できる。

【０００９】この出願発明の立体状不織布は、図４、図
５に示すように２通りの製法により製造される。図４の
方法は、例えば、一定幅の不織布の両端を接着、縫製、
シールなどにより接合して筒状の不織布３を作製し、こ
れを適当な枚数積層して、筒形状を新たな２つの筒状に
２分する位置である図４の位置に線状接合部２を形成
し、積層した不織布を線状部で圧縮接合することによっ
て製造する。線状部が圧縮されることにより、他の部分
は厚みを回復しようとするため、不織布は図１に示すよ
うな立体形状となる。なお、この場合、不織布を筒状に
するための接合を行わず、線状の接合部を形成する位置
に各筒状不織布の接合すべき位置を合わせておけば、筒
状の不織布を予め作製しなくても立体状不織布を製造で
きる。図５の方法は、長尺の不織布４を所定幅で折り返
して積層し、左右の折り返し辺と平行で、両者の間（図
では中間）である図５の位置に線状の接合部２を形成し
て、積層した不織布を線状部で圧縮接合することによっ
て製造する。なお、この場合、図５のように元の不織布
の両端を線状の接合部の位置にしておくとロスがなくて
よい。

【００１０】立体状不織布は、図２に示すように、各ル
ープ状のひだの大きさを変えてもよく、図４の製造方法
であれば、異なる大きさの筒状不織布を積層すればよ
く、図５の製造方法であれば、折り返し幅を変えれば良
い。また、左右のループ状のひだの大きさを変えてもよ
く、この場合は、線状の接合部を形成する位置を中心か
らずらせばよい。なお、積層する不織布は必ずしも同じ
ものでなくてもよく、材質、繊維形状、密度、厚みなど
の異なる不織布を組合せて用いてもよい。

【００１１】図３のように、立体状不織布のループ状の
ひだの内側に、繊維ウェブ不織布を配置する方法として
は、ループ状のひだの内側に繊維または不織布を単に充
填してもよいが、繊維ウェブあるいは不織布も線状の接
合部で結合されるように、図６に示す以下の方法で配置
するのが好ましい。すなわち、比較的厚みのあるシート
状の低密度の繊維ウェブまたは不織布を、これより密度
の高い不織布で包み、筒状の不織布内に低密度の不織布
が包まれた筒状の複合不織布を形成する。この複合不織
布を複数枚積層して線状の接合部を形成することによ
り、ループ状のひだの内側に低密度の不織布が配置さ
れ、かつループ状のひだを構成する不織布も低密度の不
織布も線状の接合部で結合された立体状不織布が得られ
る。

【００１２】この出願発明の方法による製造を一例を挙
げて具体的に説明すると、熱融着性繊維を含む筒状の不
織布を複数枚重ね、シール（熱、超音波、高周波）ある
いは縫合する。接合方法としては、不織布自身に接着成
分を含むときは、超音波シール、高周波シール、熱シー
ルなどのシール手段によるのがよく、シール部の形状は
連続しているので、強度が向上する。なお、不連続にシ
ールすることもできる。シール幅はどのようにしてもよ
いが、１〜５ｍｍ幅が好ましく、強度を求める場合は幅
が大きい方がよい。また、強度補強のために、シール部
あるいは全面にひも状物、メッシュ、織編物を入れても
よい。

【００１３】不織布中の接着成分として熱可塑性繊維を
用いる場合は、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリア
ミド、ポリ塩化ビニリデン、アクリル系繊維を主体に不
織布を構成することが望ましい。ビニロンやポリビニル
アルコール繊維の場合は、湿熱と圧力でシールすること
ができる。これら熱可塑性繊維の比率は、要求される引
張強度、可とう性、あるいはシール部の幅やシール部の
厚み、また積層不織布中の接着に関与する繊維の種類な
どによって異なるが、不織布中の接着に関与する繊維比
率は少なくとも２０ｗｔ％以上、好ましくは４０ｗｔ％
以上が望ましい。２０ｗｔ％未満でもシールが得られる
が、引張強度や保型性が強く求められる用途には適さな
い。しかし、ホットメルト接着剤でシールする場合、及
び補強材として、ひも状物、メッシュ編織物を挿入する
場合はこれらの問題点を解決することができる。

【００１４】また、線状の接合部の形成手段として接着
剤による接着手段を用いてもよく、この場合、接着剤
（例えば、エチレン及びエチレン共重合体、共重合ポリ
アミド、共重合ポリエステル、ポリプロピレン、酢酸ビ
ニル共重合体、セルロース誘導体、アクリル系樹脂、ポ
リウレタン）を塗布し、基材を圧縮しながら圧着（圧
入）すればよい。

【００１５】この出願発明によって得られる素材は、例
えば、それぞれの機能に応じてつぎのような用途があ
る。研磨、ブラシ用としては、研磨ロール、クリーニン
グロール、タワシ、ヘチマ、洗車ブラシ、家庭用タワシ
が、担体としては、水浄化用微生物固定化担体、人工海
草が、フイルタとしては、液体フィルター、空調フィル
ター、掃除機のフィルターが、ドレーン材としては、導
水管、土木用ドレーン材が、吸水材としては、吸水パッ
ド、結露防止材が、吸油材としては、オイルキャッチャ
ー、オイルフェンス、油吸液材が、保温材としては、保
温綿が、吸音材としては、ダクト内の吸音用に、クッシ
ョン材としては、詰め綿、座布団、枕、背当てとして、
その他、モールなどとして使用される。

【００１６】これをさらに用途及び素材の材質、形状に
ついて述べると、水質浄化用、微生物固定化担体用とし
て用いるものは、河川や湖沼、海などのＢＯＤ、ＣＯ
Ｄ、窒素、リン低減を目的とした有用微生物固定化材、
漁礁、人工海草となるので、形状は、花びら状に開いた
形が望ましい。これは、水中の微生物、溶存酸素、栄養
源との接触機会を増すためであり、また、断面の直径は
３〜１２ｃｍが好ましい。３ｃｍより大きい場合には接
触面積が増加し、１２ｃｍより小さい場合には内部まで
水が浸透しやすい。繊維組成としては、例えば、ポリオ
レフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリ塩化ビニ
ル、ポリ塩化ビニリデン等の熱可塑性繊維の単一又は複
合系が望ましい。親水性あるいは炭素源を付与する目的
でビスコースレーヨン、綿などの非熱可塑性繊維を含ん
でいても良い。不織布に用いる繊維の繊度は、平均繊度
が１０デニール以上が好ましく、繊度が小さすぎると目
詰りを起こすことがある。シール加工前の不織布の見掛
密度は０．２ｇ／ｃｍ³ 以下が目詰りの点からは好まし
い。不織布は、繊維接着による不織布でも、バインダー
接着による不織布でも良く、微生物固定化量を高めるた
めのポリマー処理やイオン交換処理を施しても良い。不
織布は筒状に成形された後、積層されるが、積層枚数
は、３〜６枚（ループ状のひだの枚数は６〜１２）が適
当であり、１枚の厚みは３〜１５ｍｍ程度が好ましい。
また、不織布１枚の厚みを薄く、枚数を減らし、かつ均
一に開かせたい場合は、薄くて緻密で幅広な不織布と、
厚くて弾性に富み幅の狭い不織布を交互に積層し、真ん
中をシールすることで達成できる。研磨材あるいはクリ
ーニング材として使用する場合には、クッション性、反
発弾性、耐摩耗性（特にスリット断面の）が要求され
る。繊維組成は、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレ
フィン、塩ビ等が使用され、剛性の高いものがよい。不
織布構造としては、耐摩耗性向上のため、熱融着繊維に
よる接着に加えて接着剤を併用するのが好ましい。接着
剤成分（接着繊維も含める）は、３０％以上がよく、繊
度は荒い研磨、仕上研磨によって異なるが、０．１デニ
ール〜１００デニールが好ましく、さらに、研磨剤（例
えば、カーボランダムなど）も塗布（付着）しても良
い。クリスマスデコレーション、衣料用（シール部は縫
製が望ましい。圧縮し、ミシンがけする。）、アクセサ
リーなどのモールとして使用する場合には、触感が重要
であり、形状としては、ひだとひだの隙間がない方が好
ましい。繊維組成は、ポリアミド、ポリエステル、アク
リル系、ポリオレフィン、レーヨン、綿、などが使用さ
れ、不織布を構成する繊維の繊度としては、０．１〜１
２デニールと細目がよく、ハイクリンプファイバー、潜
在卷縮繊維を使ってボリューム感と触感の柔らかさ、保
温性をもたせるのがよい。

【００１７】

【実施例】

実施例１繊度１２デニールの高捲縮ポリエステル繊維からなる厚
み４ｍｍの不織布を、１２ｃｍ幅に裁断し、両端を接合
して周長１２ｃｍの筒状不織布を形成した。この筒状不
織布を４枚積層し、中央部を超音波ウェルダーによって
線状に圧縮接合して図１に示すような立体状不織布を得
た。

【００１８】実施例２繊度３０デニールのポリプロピレン繊維７０％と、芯成
分がポリプロピレンで鞘成分がポリエチレンからなる繊
度３０デニールの芯鞘型複合繊維３０％とからなる目付
３００ｇ／ｍ² 、厚み１０ｍｍ、見掛密度が０．０３ｇ
／ｃｍ³ の熱融着不織布を周長２０ｃｍの筒状に形成し
た。この筒状熱融着不織布を４枚積層し、中央部を線状
に超音波シールして、断面が管状の８枚のひだを形成
し、シール部のある中央部付近ではひだは密着し、外側
付近ではひだはそれぞれ開いた、立体状不織布を形成し
た。この立体状不織布を、池、湖沼、河川、海、工場廃
水の微生物膜による浄化用担体、有用微生物固定化担体
として用いると有効である。

【００１９】実施例３実施例１で用いた不織布ベースに微生物吸着用ポリマー
としてハロゲン化ベンジル４ビニルピリジン−スチレン
コポリマーを付着した不織布を作成したのち、実施例１
と同様にして製造した立体状不織布は微生物の吸着能力
に優れ、微生物固定化担体として有用である。

【００２０】実施例４繊度３０デニールのポリアミド繊維のウェブにアクリル
系接着剤を付与し、繊維／バインダー＝６０／４０、目
付３５０ｇ／ｍ² 、厚み１５ｍｍの不織布を作成した
後、これを周長１６ｃｍの管状に成形して管状不織布を
得た。この管状不織布を４枚積層し、線状に超音波ウエ
ルダーを用いてシールする。このようにしてループ状の
不織布からなるひだを８個有する実質的に不織布間のす
きまのない立体状不織布が製造される。この立体状不織
布は弾性に優れ、たわしとして有用である。

【００２１】実施例５芯成分がポリエチレンテレフタレートで鞘成分がポリブ
チレンテレフタレートからなる、繊度６デニールのハイ
クリンプタイプの芯鞘型複合繊維からなる、目付３００
ｇ／ｍ² 、厚み２５ｍｍの不織布を作成する。この不織
布を６ｃｍごとに７回折り返して積層し、圧縮してミシ
ンにより線状の縫合線を形成すると、縫合線を中心に不
織布片が厚みを回復して不織布片からなるループ状のひ
だとループ状のひだとの間に隙間がない立体状不織布と
なる。この立体状不織布はソフトで圧縮回復性があり、
クッション材や中入れ綿などとして有用である。

【００２２】実施例６繊度３デニールの原液着色ポリエステル繊維７０％と、
芯成分が融点２３０℃のポリエステルで、鞘成分が融点
１１０℃のポリエステルからなる、繊度２デニールの芯
鞘型熱融着複合繊維３０％とからなる、目付８０ｇ／ｍ
² 、厚さ０．５ｍｍの不織布を、周長１０ｃｍの筒状に
成形して筒状不織布を作製する。この筒状不織布を４枚
積層して線状に超音波シールすると、断面が管状の８枚
のひだが形成された立体状不織布となる。この立体状不
織布は、均一なループ状のひだが形成され、着色されて
いるので、アクセサリー用のモール材などとして有用で
ある。

【００２３】実施例７繊度１５デニールのポリエステル繊維からなる目付４０
０ｇ／ｍ² 、厚み１０ｍｍ、見かけ密度０．０４ｇ／ｃ
ｍ³ の不織布を６ｃｍ幅に裁断し、これを繊度１デニー
ルのレーヨン繊維からなる目付８０ｇ／ｍ² 、厚み０．
４ｍｍ、見かけ密度０．２ｇ／ｃｍ³ の不織布で包み、
筒状の不織布内にシート状の不織布を配した複合不織布
を作製する。この複合不織布を８枚積層して、中央部を
超音波ウェルダーにより線状にシールして、緻密な不織
布のループ状のひだの中に、密度の低い不織布が配され
た複合構造のひだが１６個ある立体状不織布を得た。こ
の立体状不織布は粗密構造を有し、フィルタ材として有
用である。

【００２４】

【発明の効果】この出願発明の立体状不織布は、線状の
接合部により、引張り強度が高くなっているため、保形
性に優れ、型崩れをせず、感触のよい、圧縮回復性に優
れた製品が所望の形状に容易に成形できるので、多くの
用途をもつ素材を使用に適した形状で提供することがで
き、多分野において新しい製品の開発が期待できる。ま
た、不織布は、その断面がループ状のひだになってお
り、立体状不織布内部に空間が形成できるため、とく
に、微生物や処理流体との接触面積が大きく、目詰りも
起こしにくく、また、好気性菌などの繁殖にも適してい
る。また、弾性があるので、研磨材やクリーニング材と
して使用される。とくに、ループ状のひだの内側に低密
度の不織布を配置した立体状不織布は、形態安定性に優
れ、粗密構造を形成するのでフィルタ材などに適してい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この出願発明の立体状不織布の１例を示す図

【図２】この出願発明の立体状不織布の他の例を示す図

【図３】この出願発明のひだの内側に繊維等が充填され
ている立体状不織布の例を示す図

【図４】この出願発明の立体状不織布の製造過程の１例
の状態を示す図

【図５】この出願発明の立体状不織布の製造過程の他の
例の状態を示す図

【図６】この出願発明のひだの内側が充填されている立
体状不織布の製造過程の１例の状態を示す図

【符号の簡単な説明】

１不織布からなるループ状のひだ２線状の接合部３筒状不織布４長尺の不織布５不織布

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に線状の接合部を有し、その接合部
を中心として、複数のループ状のひだが放射状に伸びた
断面形状を有することを特徴とする立体状不織布。
【請求項２】ループ状のひだの内側に、繊維ウェブま
たは不織布が充填されていることを特徴とする請求項１
に記載の立体状不織布。
【請求項３】筒状の不織布を複数積層し、その筒形状
を更に２つの筒状に２分するように、線状の接合部を形
成して、各不織布を接合することを特徴とする立体状不
織布の製造方法。
【請求項４】不織布を複数回折り返して積層し、左右
の折り返し辺の間に、線状の接合部を形成して、積層し
た不織布を接合することを特徴とする立体状不織布の製
造方法。