JPH11217756A - 積層吸収体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】吸液性、吸液保持性および寸法安定性に優れた
吸収体を提供する。 【解決手段】合成繊維及び／または天然繊維と吸水性繊
維からなる不織布を積層した吸収体であって、１層が平
均繊度が２デニール以上の繊維からなる不織布層、もう
１層が平均繊度が２デニール未満の繊維からなる不織布
層である吸収体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は不織布からなる吸収
体、特にインクジェット式プリンターのインク吸収体に
好適に用いられるものに関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット式プリンター等のインク
吸収体として従来、吸水性樹脂または吸水性繊維を混綿
した不織布が多く使用されている。例えば特開平０８−
３１１７５５号公報には不織布にアクリル酸系高吸水性
樹脂あるいは繊維を混綿した吸収体が記載されている。
しかし、かかる吸収体は吸水性樹脂または吸水性繊維を
混綿しているためフリーの状態ではある程度の吸液性を
持つものの、一端を持ち上げて傾けた場合、あるいは遠
心力がかかった場合に吸収した液体が保持できずにボタ
落ちしてしまうという問題点がある。

【０００３】また、特開平０６−７０９５４号公報には
極細分割繊維を混綿することにより繊維間隙による毛細
管現象を利用し、吸収体の保持性を向上させた吸収体が
記載されている。しかし、かかる吸収体は極細分割繊維
の使用により不織布中の空隙率が減少し、繊維どうしの
絡みが増加するため、フリーの状態での吸液時の膨潤が
抑制されて吸液性が逆に低下するという問題点がある。

【０００４】さらにインクジェット式プリンター等のイ
ンク吸収体では一端から液体を滴下した場合、横方向に
素早く浸透し吸収体全体に拡散する必要がある。このた
め不織布層中の平均繊度を高くして液体の移行速度を速
くしなければならないが、その場合下方向への移行速度
も増加し、短時間で吸収体下部から液漏れが発生すると
いう問題点がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは吸収体を構
成する素材の調合、並びに製造方法を研究し、本発明の
完成に至った。即ち、本発明の吸収体は合成繊維及び／
または天然繊維と吸水性繊維からなる不織布を積層した
吸収体であって、１層が平均繊度のより高い繊維からな
る不織布層、もう１層が平均繊度のより低い繊維からな
る不織布層であることを特徴とする吸収体である。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明で使用するマトリックス繊
維である合成繊維及び天然繊維は特に限定されない。合
成繊維を使用する場合、例えばアクリルやモダクリルな
どのアクリル系、ポリプロピレンやポリエチレンなどの
ポリオレフィン系、ポリエチレンテレフタレートやポリ
ブチレンテレフタレートなどのポリエステル系、ナイロ
ン６やナイロン６６のなどのポリアミド系などがある。
またこれらの共重合体なども使用することができる。さ
らに、これらの二種以上の混合であっても構わない。天
然繊維を使用する場合、例えばセルロース、羊毛、コッ
トン、シルクなどを使用することができる。また、これ
らの二種以上の混合であっても構わない。

【０００７】また本発明で使用する吸水性繊維の例とし
ては、カルボン酸およびカルボン酸のアルカリ金属塩か
らなる繊維がある。このポリマーは、カルボン酸基を与
えるモノマーと、カルボン酸基と反応してエステル架橋
結合を形成するヒドロキシル基を含有するモノマーから
なる。カルボン酸基を与えるモノマーとしてはアクリル
酸およびその水溶性塩などが用いられる。

【０００８】ヒドロキシル基を含有するモノマーとして
はビニルアルコール、アリルアルコール、エポキシド置
換ビニルモノマーおよびビニルカルボン酸モノマーのヒ
ドロキシアルキルエステルなどが用いられる。具体的な
化合物名としては、ヒドロキシエチルメタクリレート、
ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシエチル
アクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、グリ
セリルモノメタクリレート、グリセリルモノアクリレー
ト等が挙げられる。これらのモノマーは各々複数の種類
用いてもよい。

【０００９】ヒドロキシル基を持つモノマーはフリーの
アクリル酸と当量以下で０．５重量％以上含まれること
が好ましい。０．５重量％以上だと架橋が十分に進行
し、繊維の強度が保たれるため不織布製造時の操業性が
良好である。

【００１０】上記のモノマー以外に可塑性を付与するた
めに他のビニルモノマー、例えば酢酸ビニル、アクリロ
ニトリル等を用いてもよい。

【００１１】上記のモノマーを重合する方法は特に限定
しない。モノマー組成が水溶性であれば水系重合が好ま
しく、重合開始剤には一般に用いる過硫酸ナトリウム等
を用いればよい。

【００１２】上記のポリマーから本発明に使用する吸水
性繊維を製造する紡糸方法は、水系重合の場合、乾式紡
糸が好ましい。湿式紡糸の場合は凝固剤に水を使用でき
ないため有機溶剤系を用いなければならない。

【００１３】乾式紡糸した後、吸水性繊維の湿分含有率
を、一般に繊維の乾燥重量基準で８〜２５％の状態にし
て延伸、クリンプ加工、カット等を適宜行う。湿分含有
率が８％未満の状態では繊維の強度が不足し、脆くなる
ため不適切である。

【００１４】このように引き取られた吸水性繊維はポリ
マーを不溶性にするため加熱処理によるポリマー鎖の架
橋を行う。先ずこれらの繊維は０〜１０％、好ましくは
４〜８％の湿分含有率に更に乾燥される。乾燥は、繊維
の構造内に加熱蒸気の泡の形成による損傷を避けるため
１００℃以下の温度で行われる。一般に５０℃を上回る
温度、例えば、６０〜９０℃の炉内を通して繊維を通過
させることにより行われる。

【００１５】次に架橋工程において、水溶性ポリマーを
不溶性にするために十分なポリマー鎖の架橋を起こさせ
るように加熱される。この時の温度は一般に１２５〜２
５０℃の範囲である。カルボン酸及びヒドロキシル基の
反応によりエステル架橋が形成されるときに、架橋に好
ましい温度は少なくとも１５０℃又は１６０℃であり、
そして好ましくは２２５℃以下である。１５０℃以下で
あると架橋の進行が遅くなるため、繊維として所定の吸
水時のゲル強度が得られない恐れがある。また２２５℃
以上であると高温のため架橋工程時にポリマーが劣化す
る恐れがある。

【００１６】架橋工程が行われる時間は一般に２分間〜
２時間の範囲であり、好ましくは５〜１５分間の間であ
る。２分以下の場合、ポリマー中の架橋が不十分である
ため繊維として所定の吸水時のゲル強度が得られない恐
れがある。また２時間以上であると逆にポリマー中の架
橋が増大し、繊維として所定の吸水量が得られない恐れ
がある。

【００１７】これらの吸水性繊維の単位重量あたりの吸
水量は１０ｇ／ｇ以上であることが好ましい。１０ｇ／
ｇ以上であると、吸収体として十分な吸液性および吸液
保持性が得られる。

【００１８】上記の類の吸水性繊維の例としてはテクニ
カルアブソーバント社が製造し、カネボウ合繊（株）が
輸入販売を行っている「ベルオアシス」（商品名）があ
る。

【００１９】上記の合成繊維及び／または天然繊維と吸
水性繊維は開繊、混綿した後にカードを通しウエブを作
製し、さらにニードルパンチをかけて不織布吸収体を製
造する。この時、１層が平均繊度の高い繊維からなる不
織布層、もう１層が平均繊度の低い繊維からなる不織布
層を積層した吸収体であることが必要である。平均繊度
の異なる不織布の積層によって、吸液性、吸液保持性と
いう相反する性能を併せ持つことが可能となる。

【００２０】また、平均繊度の高い繊維からなる不織布
層にて液体の横方向へ浸透性を向上させることが可能と
なる。さらに平均繊度の低い繊維からなる不織布層にて
液体の下方向への移行速度を抑制することによって吸収
体下部からの液漏れを防ぐことが可能となる。

【００２１】平均繊度の高い繊維からなる不織布層中の
平均繊度は２デニール以上であることが好ましい。２デ
ニール以上であると、不織布中の空隙率が大きく、繊維
どうしの絡みも少ないため、フリーの状態での吸液時の
膨潤が抑制されず吸収体として十分な吸液性が得られ
る。さらに液体の移行速度も速くなり吸収体中の横方向
への浸透性が高くなる。また該不織布層中の吸水性繊維
の混率は５〜４０重量％であることが好ましい。混率が
この範囲にあると、さらに吸液性が向上し、またカード
工程における繊維の脱落もないので好ましい。

【００２２】また平均繊度の低い繊維からなる不織布層
中の平均繊度は２デニール未満であることが好ましい。
２デニール未満であると、毛細管現象による効果のため
吸収体として十分な吸液保持性が得られる。さらに空隙
率が小さくなり液体の下方向への移行速度を抑制するた
め、吸収体下部からの液漏れを防ぐことが可能となる。
また該不織布層中の吸水性繊維の混率は５〜４０重量％
であることが好ましい。混率がこの範囲にあると、さら
に吸液保持性が向上し、またカード工程における繊維の
脱落もないので好ましい。なおここでいう吸液保持性と
は、吸収体の一端を持ち上げて傾ける、あるいは一定の
遠心力がかかった状態にあるときの液体に対する吸収性
能を示す。

【００２３】平均繊度の低い繊維からなる不織布層に
は、極細繊維を混綿することも可能である。２デニール
未満、好ましくは０．８デニール未満の極細繊維を混綿
することによって、さらに吸液保持性に優れた吸収体が
得られる。

【００２４】かかる２デニール未満の極細短繊維を使用
する場合、使用割合は吸収体全体に対して５〜４０重量
％、更には１０〜３０重量％であることが好ましい。含
有率がこの範囲にあると、優れた吸液保持性を示し、ま
た吸収体製造時の針折れも少ないので好ましい。

【００２５】本発明で使用する２デニール未満の極細短
繊維は特に限定するものではないが、物理的手法、又は
化学的手法により分割される複合繊維が好ましい。

【００２６】物理的手法により分割される繊維の例とし
てはポリエチレンとポリエチレンテレフタレートを星状
の部分とその足の部分とに複合化した繊維が市販されて
いる（カネボウ合繊（株）、商品名Ｅ９１など）。この
ような複合繊維は当然、星の足の数が４本であれば５分
割となる。したがって複合繊維の繊度が２デニールであ
れば、分割後の繊維の平均繊度は０．４デニールとな
る。

【００２７】また、化学的手法により分割される繊維と
しては、通常のＰＥＴとアルカリ処理により容易に溶解
される共重合ＰＥＴの２成分からなる複合繊維が市販さ
れている（カネボウ合繊（株）、商品名ＮＸ１０３な
ど）。

【００２８】上記の物理的手法により分割される繊維
は、カード工程やニードルパンチ工程で分割される。理
想的にはカード工程では分割されずに、ニードルパンチ
工程で分割されることが好ましい。上記のＥ９１（商品
名）はかかる点においても優れている。またＮＸ１０３
（商品名）などの化学的手法により分割される繊維は、
製品になった後の工程でアルカリ処理等により分割され
る。

【００２９】それ以外に混綿される他の繊維の素材は特
に限定しない。用途により適宜選択すれば良い。一般的
な合成繊維、天然繊維、再生繊維が使用できる。

【００３０】

【発明の効果】本発明は平均繊度の異なる不織布の積層
化によって吸液性、吸液保持性という相反する性能を併
せ持ち、且つ、横方向への浸透性を向上し、吸収体下部
からの液漏れを防いだ吸収体である。

【００３１】

【実施例】（吸水性繊維の吸水量の測定方法）吸水性繊
維０．５ｇを５ｃｍ×５ｃｍのティーバッグに入れて、
イオン交換水に十分浸漬する。これを取り出し、０．５
ｐｓｉの荷重を３０分間かけて繊維間隙の水を除去した
後、重量を測定して吸水性繊維１ｇに対する吸水量を算
出した。

【００３２】（吸液性の測定方法および評価方法：金網
法）サンプルを１０ｃｍ×１０ｃｍに切り出し、その重
量をはかった。これを液体中に十分に浸漬した後、４０
メッシュの金網の上に静置し、雫が落ちないようになっ
てから重量を測定し、１０ｃｍ×１０ｃｍあたりの吸液
量を求めた。また評価は吸液量１５０ｇ以上を◎、１３
０ｇ以上１５０ｇ未満を○、１３０ｇ未満を△とした。

【００３３】（吸液保持性の測定方法および評価方法）
上記の金網法にて吸液量を測定した１０ｃｍ×１０ｃｍ
のサンプルの一端に紐を通し、そのまま持ち上げ垂直に
吊り下げ、金網法ではまだ残存していた繊維間に付着し
ていた液体をさらに脱落させる。そのまま静置し、雫が
落ちないようになってから重量を測定し、１０ｃｍ×１
０ｃｍあたりの吸液保持量を求め、前記吸液量との比か
ら吸液保持率を算出した。また評価は吸液保持率８５％
以上を◎、８０％以上８５％未満を○、８０％未満を△
とした。

【００３４】（横方向への浸透性と吸収体下部からの液
漏れの測定方法および評価方法）サンプルを２ｃｍ×１
４ｃｍに切り出し、一端に液体を１ｍｌ／ｍｉｎの速度
で滴下する。この時液が滴下部より１０ｃｍの部分に到
達する時間を測定し、浸透時間とした。評価は浸透時間
５００秒未満を◎、５００秒以上１０００秒未満を○、
１０００秒以上を△とした。また吸収体下部から液漏れ
が発生した場合、その時間も測定した。評価は液漏れが
発生しない場合を◎、６００秒以上経過した後、発生し
た場合を○、６００秒未満に発生した場合を△とした。

【００３５】実施例１ < 上層の調合>カネボウ合繊（株）製吸水性繊維「ベル
オアシス」９デニール、５１ｍｍ（吸水量６５ｇ／ｇ）
を５重量％、マトリックス繊維としてカネボウ合繊
（株）製難燃アクリル繊維「ルフネン」２デニール、５
１ｍｍを７５重量％、コージン（株）製レギュラーレー
ヨン２デニール、５１ｍｍを２０重量％混綿した。平均
繊度は２．３５デニールであった。

【００３６】< 下層の調合>カネボウ合繊（株）製極細
分割繊維「Ｅ９１」２デニール（カード通過後５分割：
平均０．４デニール）５１ｍｍを４０重量％、カネボウ
合繊（株）製吸水性繊維「ベルオアシス」９デニール、
５１ｍｍ（吸水量６５ｇ／ｇ）を５重量％、マトリック
ス繊維としてカネボウ合繊（株）製難燃アクリル繊維
「ルフネン」２デニール、５１ｍｍを３５重量％、コー
ジン（株）製レギュラーレーヨン２デニール、５１ｍｍ
を２０重量％混綿した。平均繊度は１．７１デニールで
あった。

【００３７】< 吸収体の製造方法>上層と下層をそれぞ
れカーディング、クロスレイ、ニードルパンチからなる
通常のフェルト製造工程で作製した。この後積層し、さ
らにニードルパンチを行って吸収体を製造した。厚さは
上層４ｍｍ、下層４ｍｍでトータル８ｍｍ、目付けは１
６００ｇ／ｍ² とした。以上の結果を表１に示す。

【００３８】製造した吸収体のイオン交換水に対する吸
液量は１３８．８ｇ、吸液保持率は８８．０％と吸液量
・吸液保持率ともに良好であった。また平均繊度の高い
繊維からなる不織布層を上側にした場合の浸透時間６３
０秒で、吸収体下部からの液漏れは発生しなかった。評
価結果を表２に示す。

【００３９】比較例１ < 調合>カネボウ合繊（株）製吸水性繊維「ベルオアシ
ス」９デニール、５１ｍｍ（吸水量６５ｇ／ｇ）を５重
量％、マトリックス繊維としてカネボウ合繊（株）製難
燃アクリル繊維「ルフネン」２デニール、５１ｍｍを７
５重量％、コージン（株）製レギュラーレーヨン２デニ
ール、５１ｍｍを２０重量％混綿した。平均繊度は２．
３５デニールであった。

【００４０】< 吸収体の製造方法>カーディング、クロ
スレイ、ニードルパンチからなる通常のフェルト製造工
程で作製した。厚さは８ｍｍ、目付けは１６００ｇ／ｍ
² とした。以上の結果を表１に示す。

【００４１】製造した本発明の吸収体のイオン交換水に
対する吸液量は１４７．０ｇと実施例を上回ったが、吸
液保持率は７５．２％と実施例を下回った。また浸透時
間６４０秒だが、吸収体下部からの液漏れが３９０秒後
に発生した。評価結果を表２に示す。

【００４２】比較例２ < 調合>カネボウ合繊（株）製極細分割繊維「Ｅ９１」
２デニール（カード通過後５分割：平均０．４デニー
ル）５１ｍｍを４０重量％、カネボウ合繊（株）製吸水
性繊維「ベルオアシス」９デニール、５１ｍｍ（吸水量
６５ｇ／ｇ）を５重量％、マトリックス繊維としてカネ
ボウ合繊（株）製難燃アクリル繊維「ルフネン」２デニ
ール、５１ｍｍを３５重量％、コージン（株）製レギュ
ラーレーヨン２デニール、５１ｍｍを２０重量％混綿し
た。平均繊度は１．７１デニールであった。

【００４３】< 吸収体の製造方法>カーディング、クロ
スレイ、ニードルパンチからなる通常のフェルト製造工
程で作製した。厚さは８ｍｍ、目付けは１６００ｇ／ｍ
² とした。以上の結果を表１に示す。

【００４４】製造した本発明の吸収体のイオン交換水に
対する吸液量は１２０．０ｇと実施例を下回った。吸液
保持率は８９．０％であった。また浸透時間１０２０秒
と実施例と比較して非常に遅かった。吸収体下部からの
液漏れは発生しなかった。評価結果を表２に示す。

【００４５】

【表１】

【００４６】

【表２】

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 合成繊維及び／または天然繊維と吸水性
   繊維からなる不織布を積層した吸収体であって、１層が
   平均繊度のより高い繊維からなる不織布層、もう１層が
   平均繊度のより低い繊維からなる不織布層であることを
   特徴とする吸収体。
2. 【請求項２】 前記平均繊度のより高い繊維からなる不
   織布層の平均繊度が２デニール以上であり、吸水性繊維
   の混率が５〜４０重量％である請求項１記載の吸収体。
3. 【請求項３】 前記平均繊度のより低い繊維からなる不
   織布層の平均繊度が２デニール未満であり、そのうち吸
   水性繊維の混率が５〜４０重量％である請求項１又は２
   記載の吸収体。
4. 【請求項４】 前記吸水性繊維の吸水量が１０ｇ／ｇ以
   上である請求項１〜３いずれかに記載の吸収体。