KR20170102281A

KR20170102281A - 섬유 집합체 및 그것을 사용한 액체 흡수성 시트상물, 그리고 섬유 집합체의 제조 방법

Info

Publication number: KR20170102281A
Application number: KR1020177020814A
Authority: KR
Inventors: 도오루 오치아이; 야스로우 아라이다; 스미토 기요오카
Original assignee: 구라레 구라후렛쿠스 가부시키가이샤
Priority date: 2014-12-29
Filing date: 2015-12-29
Publication date: 2017-09-08
Also published as: HK1243148A1; TWI697595B; EP3241936B1; EP3241936A4; JP6713929B2; AU2015373036B2; AU2015373036A1; CN116397384A; EP3241936A1; KR102293408B1; US10507142B2; CA2972214C; WO2016108285A1; JPWO2016108285A1; CN107109732A; US20180263825A1; CA2972214A1; TW201634776A

Abstract

섬유의 일부가 섬유 집합체의 두께 방향으로 연장되는 피브릴을 포함하는 피브릴을 구비하고, 섬유 집합체의 두께 방향에 관한 적어도 어느 것의 단부에, 피브릴끼리 및 피브릴과 섬유 사이의 적어도 어느 것으로 결합한 부분을 가짐으로써 형성된 네트워크 구조를 구비하는 섬유 집합체, 및 그것을 사용한 액체 흡수성 시트상물, 그리고 당해 섬유 집합체의 제조 방법에 의해, 피브릴을 이용한, 특히 표면에서의 액체의 확산, 내부에서의 흡수가 우수한 섬유 집합체, 및 그것을 사용한 액체 흡수성 시트상물, 그리고 당해 섬유 집합체의 제조 방법에 대해 제공할 수 있다.

Description

섬유 집합체 및 그것을 사용한 액체 흡수성 시트상물, 그리고 섬유 집합체의 제조 방법{FIBER AGGREGATE, LIQUID-ABSORBING SHEET-SHAPED OBJECT INCLUDING SAME, AND PROCESS FOR PRODUCING FIBER AGGREGATE}

본 발명은 저밀도이고 특히 표면에서의 액체의 확산, 내부에서의 흡수가 우수한 섬유 집합체 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또, 이와 같은 본 발명의 섬유 집합체를 사용한 액체 흡수성 시트상물에도 관한 것이다.

시트상의 액체의 확산, 내부에서의 흡수가 우수한 시트로서, 예를 들어 권축 (捲縮) 된 장섬유가 일방향으로 배향하여 이루어지는 웨브와, 그 웨브 중에 매몰 담지되어 있는 고흡수성 폴리머를 함유하는 흡수체를 구비한 흡수성 물품이 알려져 있다 (일본 특허 제3871698호 (특허문헌 1) 를 참조). 그러나, 특허문헌 1 에 개시된 흡수성 물품에서는, 그 확산·흡수 성능을 실현하기 위하여, 장섬유의 토우와 고흡수성 폴리머, 티슈 등의 형태가 상이한 소재를 조합하거나, 상이한 소재, 구조체에서의 적층 구조를 필요로 하거나 하는 매우 복잡한 구조로 그 기능을 실현하고 있다.

또, 공정 수분율이 5 ％ 이상인 섬유를 포함하고, 또한 낙합 (絡合) 한 섬유 시트로 이루어지는 보액층의 적어도 편측에, 공정 수분율이 5 ％ 미만인 섬유를 포함하는 섬유 시트로 이루어지는 확산층을 갖는 폐잉크 흡수체가 알려져 있다 (일본 특허 제3621567호 (특허문헌 2) 를 참조). 그러나, 특허문헌 2 에 개시된 폐잉크 흡수체에서는, 확산층을 형성하는 섬유 시트의 형태를 유지하기 위해서, 확산, 흡수의 기능에 직접 관계하지 않는 열융착 섬유 성분을 사용하거나, 기능을 실현하기 위하여 복잡한 층 구조로 하고 있음으로써 그 기능을 달성하고 있다.

또, 일본 공개특허공보 2010-222717호 (특허문헌 3) 에는, 섬유 집합체에 캐비테이션 에너지를 부여함으로써, 섬유를 길이 방향으로 피브릴화시켜, 그 섬유 집합체를 구성하는 섬유의 적어도 일부를 나노 파이버화시키는, 나노 파이버의 제조 방법이 개시되어 있다. 특허문헌 3 에는, 그 배경 기술로서, 이「피브릴」에 대해「섬유 (유리 섬유나 금속 섬유 등을 제외한다) 의 직경 방향으로 충격력을 부여하면, 섬유의 길이 방향에 평행하게 균열이 발생한다. 섬유에 균열이 발생하여, 보다 미세한 섬유로 분열되는 현상을 피브릴화라고 하고, 분열된 섬유를 피브릴 (소섬유) 이라고 한다. 피브릴은, 각 섬유 재료에 고유의 가장 가는 섬유인 마이크로 피브릴이 집합되어 형성되는 것으로 생각되고 있다.」고 기재되어 있다.

이와 같은 피브릴을 이용한 기술로서, 예를 들어 일본 공개특허공보 2009-132055호 (특허문헌 4) 에는, 액정성 고분자 섬유를 포함하여 이루어지는 단층의 포백에서 유래하여 이루어지고, 마찰면측의 표층부에, 타방의 면측의 표층부보다 많은 피브릴을 갖는 자동차용 마찰 재료가 개시되어 있다.

일본 특허 제3871698호 일본 특허 제3621567호 일본 공개특허공보 2010-222717호 일본 공개특허공보 2009-132055호

그러나 종래, 피브릴에 주목한 기술은 존재하기는 하지만, 피브릴을 이용하여 저밀도이면서 우수한 강도를 구비하고, 특히 표면에서의 액체의 확산, 내부에서의 흡수가 우수한 섬유 집합체, 및 그것을 사용한 액체 흡수성 시트상물에 대해서는 여전히 제안이 이루어지지 않았다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 그 목적으로 하는 바는, 피브릴을 이용한, 특히 표면에서의 액체의 확산, 내부에서의 흡수가 우수한 섬유 집합체, 및 그것을 사용한 액체 흡수성 시트상물, 그리고 당해 섬유 집합체의 제조 방법에 대해 제공하는 것이다.

본 발명은, 섬유의 일부가 섬유 집합체의 두께 방향으로 연장되는 피브릴을 구비하고, 섬유 집합체의 두께 방향에 관한 적어도 어느 것의 단부에, 피브릴끼리 및 피브릴과 섬유 사이의 적어도 어느 것으로 결합한 부분을 가짐으로써 형성된 네트워크 구조를 구비하는 섬유 집합체에 대해 제공한다.

본 발명의 섬유 집합체는, 섬유의 길이 방향에 대해 수직인 방향에 있어서의 단면의 폭 300 ㎛ × 섬유 집합체의 두께의 구획을 100 개 지점 관찰했을 때에, 섬유 집합체의 두께 방향으로 연장되는 피브릴의 개수의 평균이 10 개 이상인 영역을 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명의 섬유 집합체는 또, 공극률이 50 ％ 이상인 것이 바람직하다.

본 발명의 섬유 집합체는, 파단 강도가 3 N/5 ㎝ 이상, 파단 신도가 300 ％ 이하인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 파단 강도가 기계 방향에 있어서 10 N/5 ㎝ 이상, 폭 방향에 있어서 3 N/5 ㎝ 이상이고, 파단 신도가 기계 방향에 있어서 100 ％ 이하, 폭 방향에 있어서 300 ％ 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 섬유 집합체는 시트상인 것이 바람직하다.

본 발명의 섬유 집합체는, 시트상의 형상을 유지하는 줄기부와, 상기 네트워크 구조를 갖는 가지부로 구성되고, 줄기부를 구성하는 섬유의 직경과 가지부를 구성하는 섬유의 직경이 5000 : 1 ∼ 5 : 1 인 것이 바람직하다.

본 발명의 섬유 집합체는, 섬유 집합체의 피브릴을 외측에 갖지 않는 섬유로 구성된 영역의 섬유의 길이 방향에 대해 수직인 방향에 있어서의 섬유 100 개의 단면적의 평균치 A 와, 섬유 집합체의 두께 방향에 관한 적어도 어느 것의 단부에 형성된 외측에 피브릴을 갖는 섬유를 포함하는 영역의 섬유 100 개의 단면적의 평균치 B 로부터 하기 식

피브릴화율 (％) ＝ (A － B)/A × 100

으로 산출되는 피브릴화율이 0.1 ∼ 70 ％ 의 범위 내인 것이 바람직하다.

본 발명의 섬유 집합체는, 피브릴을 갖는 섬유가, 용제 방사 (紡絲) 에 의해 제조되는 셀룰로오스 섬유인 것이 바람직하다.

본 발명의 섬유 집합체는, 피브릴이, 섬유 본체와 결합하거나, 피브릴끼리 결합하거나, 그리고 피브릴끼리 낙합함으로써, 상기 네트워크 구조를 형성하고 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 섬유 집합체는 부직포인 것이 바람직하고, 이 경우, 겉보기 중량이 10 ∼ 1000 g/㎡ 인 것이 보다 바람직하고, 두께는 0.05 ∼ 10 ㎜ 인 것이 보다 바람직하고, 겉보기 밀도가 0.01 ∼ 0.5 g/㎤ 인 것이 보다 바람직하다. 또, 본 발명의 부직포는 스펀레이스 부직포인 것이 특히 바람직하다.

본 발명은 또, 상기 서술한 본 발명의 섬유 집합체를 사용한 액체 흡수성 시트상물에 대해서도 제공한다.

본 발명은 또한, 복수 개의 섬유를 집합시켜 섬유 집합체 전구체를 형성하는 공정과, 섬유 집합체 전구체의 두께 방향에 관하여 적어도 일방측으로부터 캐비테이션 에너지를 부여함으로써, 섬유 집합체의 두께 방향으로 연장되는 피브릴을 형성하고, 피브릴끼리 및 피브릴과 섬유 사이의 적어도 어느 것으로 결합한 부분을 갖는 네트워크 구조를 형성하는 공정을 포함하는, 섬유 집합체의 제조 방법에 대해서도 제공한다.

본 발명에 의하면, 섬유 집합체에 액체를 부여했을 때에, 섬유 집합체의 두께 방향에 관한 적어도 어느 것의 단부에 있어서의, 섬유 집합체의 두께 방향으로 연장되는 피브릴 및 당해 피브릴끼리 및 피브릴과 섬유 사이의 적어도 어느 것으로 결합한 부분을 가짐으로써 형성된 네트워크 구조에 의해, 섬유 집합체의 두께 방향의 단부로부터 내부로 액체를 효율적으로 전달하고, 그 내부에 흡수시킬 수 있고, 피브릴을 이용하여, 저밀도이면서 우수한 강도를 구비하고, 특히 표면에서의 액체의 확산이 우수한 섬유 집합체를 제공할 수 있다.

도 1 은, 본 발명의 섬유 집합체 (1) 에 있어서의 네트워크 구조의 바람직한 일례의 단면 구조를 나타내는 주사형 전자현미경 사진이다.
도 2(a) 는, 본 발명의 섬유 집합체 (1) 의 전체의 단면 구조를 나타내는 주사형 전자현미경 사진이고, 도 2(b) 는 도 2(a) 를 일부 확대하여 나타내는 주사형 전자현미경 사진이다.
도 3 은 본 발명의 섬유 집합체 (1) 의 두께 방향으로 연장되는 피브릴 (3a) 을 설명하기 위한 모식도이다.
도 4 는 본 발명의 섬유 집합체 (1) 에 있어서의 네트워크 구조 (4) 를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 5 는 본 발명의 섬유 집합체의 여러 가지 양태를 모식적으로 나타내는 도면이고, 도 5(a) 는, 제 1 예의 섬유 집합체 (1) 를 나타내고, 도 5(b) 는, 제 2 예의 섬유 집합체 (1'), 도 5(c) 는, 제 3 예의 섬유 집합체 (1") 를 나타내고 있다.
도 6 은 피브릴화율을 설명하기 위한 모식도이다.
도 7 은 실시예에 있어서의 밀착성 시험을 설명하기 위한 모식도이다.
도 8 은 실시예에 있어서의 밀착성 시험을 설명하기 위한 모식도이다.
도 9 는 실시예에 있어서의 밀착성 시험을 설명하기 위한 모식도이다.

＜섬유 집합체＞

도 1 은, 본 발명의 섬유 집합체 (1) 에 있어서의 네트워크 구조의 바람직한 일례의 단면 구조를 나타내는 주사형 전자현미경 사진 (1500 배) 이다. 또 도 2(a) 는 본 발명의 섬유 집합체 (1) 의 전체의 단면 구조를 나타내는 주사형 전자현미경 사진 (150 배) 이고, 도 2(b) 는 도 2(a) 를 일부 확대하여 나타내는 주사형 전자현미경 사진 (300 배) 이다. 또 도 3 은, 본 발명의 섬유 집합체 (1) 의 두께 방향으로 연장되는 피브릴 (3a) 을 설명하기 위한 모식도이고, 도 4 는, 본 발명의 섬유 집합체 (1) 에 있어서의 네트워크 구조 (4) 를 모식적으로 나타내는 도면이다. 본 발명의 섬유 집합체 (1) 는, 복수 개의 섬유 (2) 가 집합된 섬유 집합체로서, 섬유 (2) 의 일부가 섬유 집합체 (1) 의 두께 방향 (Z) 으로 연장되는 피브릴 (3a) 을 포함하는 피브릴 (3) 을 구비하고, 섬유 집합체의 두께 방향에 관한 적어도 어느 것의 단부에, 피브릴끼리 및 피브릴과 섬유 사이의 적어도 어느 것으로 결합한 부분을 가짐으로써 형성된 네트워크 구조를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서「섬유 집합체」란, 복수 개의 섬유가 집합된 직포 (직물), 편물, 레이스, 펠트, 부직포 등의 복수 개의 섬유의 집합체이면 되고, 그 제조 조건 등은 특별히 제한되지 않는다. 용도에 따라 섬유 집합체는 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어 반복하여 사용하는 용도이면, 직물, 편물에서 선택하는 것이 내구성의 면에서 바람직하고, 일회용 용도에 있어서는 가격적으로도 부직포를 선택하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 섬유 집합체에는, 이후에 그 구조체를 슬릿 가공 등에 의해 가는 리본상으로 한 것, 타발 가공 등에 의해 카드상, 칩상 등으로 가공된 것도 포함된다.

섬유 집합체를 구성하는「섬유」는, 그 일부에 적어도 피브릴을 포함하는 섬유를 구비하고, 예를 들어 도 4 에 나타내는 예와 같이, 피브릴 (3) 을 포함하는 섬유 (2) 와 피브릴을 포함하지 않는 섬유 (5) (피브릴을 포함하는 섬유와 동일한 종류의 섬유 또는 상이한 종류의 섬유) 가 혼합된 구성이어도 된다.

본 발명에 있어서의「피브릴」은, 섬유 (2) 에 발생한 균열로부터, 섬유 (2) 로부터 분열 (피브릴화) 된 보다 작은 섬유 (소섬유) 이고, 직경 0.005 ㎛ 이상 0.05 ㎛ 미만의 이른바「마이크로 피브릴」및 직경 0.05 ㎛ 이상 5 ㎛ 이하의 이른바「매크로 피브릴」의 양방을 포함한다. 본 발명의 섬유 집합체는, 이 피브릴이 섬유 집합체의 두께 방향 (Z) 로 연장되는 피브릴을 포함하고 있는 것을 큰 특징 중 하나로 한다. 여기서,「섬유 집합체의 두께 방향 (Z) 로 연장된다」란, 피브릴이 연장되는 방향인 가상한 직선 (F) 이 두께 방향 (Z) 에 대해 이루는 각도 (α) 가 －60° ∼ ＋60°의 범위 내인 것을 가리킨다 (도 3 에는, 두께 방향에 대해 이루는 각도 (α) 가 정 (正) 의 수치인 경우 (실선), 두께 방향에 대해 이루는 각도 (α) 가 부 (負) 의 수치인 경우 (파선) 를 각각 모식적으로 나타내고 있다). 또한, 섬유 집합체의 단면을 관찰했을 때, 두께 방향으로 서로 겹치는 섬유의 상하의 위치 관계가 명확하고, 그 상하의 섬유 간에서 피브릴이 결합되어 있는 것을 확인할 수 있으면, 상기 각도가 계측 불가능해도, 본 발명에서 말하는「섬유 집합체의 두께 방향 (Z) 로 연장되는」피브릴에 포함되는 것으로 한다.

본 발명의 섬유 집합체는, 이와 같은 두께 방향으로 연장되는 피브릴 (3a) 을 가짐으로써, 이와 같은 두께 방향으로 연장되는 피브릴을 포함하지 않는 경우와 비교하여, 액체를 당해 두께 방향으로 연장되는 피브릴을 따라 섬유 집합체의 두께 방향으로 확산시키기 쉽고, 섬유 집합체에 의한 효율적인 액체의 흡수가 가능해진다는 이점이 있다.

섬유 집합체 (1) 가, 그 두께 방향 (Z) 으로 연장되는 피브릴 (3a) 을 포함하는 것은, 예를 들어, 주사형 전자현미경 (바람직하게는, 주사형 전자현미경 S-3400N 형 (히타치 하이테크놀로지스사 제조)) 을 사용하여, 섬유의 길이 방향에 대해 수직인 방향에 있어서의 단면 (후술하는 섬유 집합체의 기계 방향에 있어서의 단면과 동일하다) 의 폭 300 ㎛ × 섬유 집합체의 두께의 구획을 100 개 지점 관찰함으로써 확인할 수 있다. 본 발명의 섬유 집합체는, 이와 같이 관찰했을 때에, 섬유 집합체의 두께 방향으로 연장되는 피브릴의 개수의 평균이 10 개 이상인 영역을 구비하는 것이 바람직하고, 20 개 이상인 영역을 구비하는 것이 보다 바람직하다. 상기 영역에 있어서의 섬유 집합체의 두께 방향으로 연장되는 피브릴의 개수의 평균이 10 개 미만인 경우에는, 두께 방향으로 연장되는 피브릴이 적음으로써 본 발명의 목적으로 하는 두께 방향으로 액체를 흡수시키는 기능이 충분히 얻어지지 않는다는 경향이 있다. 주사형 전자현미경의 촬영 배율을 예를 들어 5000 배 이상으로 하면, 두께 방향으로 연장되는 피브릴이 더욱 미세하게 분지되어 있는 것을 관찰할 수 있고, 엄밀하게는 수십 나노미터의 피브릴을 관찰할 수 있는 경우가 있지만, 엄밀하게 그들의 개수를 카운트하는 것은 불가능하다. 따라서, 본 발명에 있어서의 두께 방향으로 연장되는 피브릴의 개수는, 예를 들어 주사형 전자현미경을 사용하여 1000 배의 배율로 촬영하고, 그 영상으로부터 확실하게 피브릴이 섬유끼리와 결합하고 있는 부위만을 카운트하기 때문에, 피브릴의 개수의 상한치는 규정하고 있지 않다. 또한, 이 때, 두께 방향으로 서로 겹치는 섬유의 상하의 위치 관계가 명확하고, 그 상하의 섬유 간에서 피브릴이 결합되어 있는 것을 확인할 수 있으면, 상기 서술한 각도가 계측 불가능해도, 두께 방향으로 연장되는 피브릴로서 카운트한다.

본 발명의 섬유 집합체 (1) 는, 그 두께 방향에 관한 적어도 어느 것의 단부에, 상기 서술한 피브릴 (3) (두께 방향으로 연장되는 피브릴 (3a) 도 포함한다) 끼리 및 피브릴 (3) (두께 방향으로 연장되는 피브릴 (3a) 도 포함한다) 과 섬유 (2) 사이의 적어도 어느 것으로 결합한 부분을 가짐으로써 형성된 네트워크 구조 (4) 를 구비한다. 이와 같은 네트워크 구조 (4) 를 구비하는 것도, 상기 서술한 바와 같이 섬유의 길이 방향에 대해 수직인 방향에 있어서의 단면을 관찰함으로써 확인할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 섬유 집합체는, 섬유 집합체에 액체를 부여했을 때에, 섬유 집합체의 두께 방향으로 연장되는 피브릴 및 당해 피브릴끼리 및 피브릴과 섬유 사이의 적어도 어느 것으로 결합한 부분을 가짐으로써 형성된 네트워크 구조에 의해, 섬유 집합체의 두께 방향의 단부로부터 내부로 액체를 효율적으로 전달하고, 그 내부에 흡수시킬 수 있고, 피브릴을 이용하여, 저밀도이면서 우수한 강도를 구비하고, 특히 표면에서의 액체의 확산이 우수한 섬유 집합체를 제공할 수 있다. 이와 같은 본 발명의 섬유 집합체는, 후술하는 바와 같은 액체 흡수성 시트상물의 용도에 특히 바람직하다.

본 발명의 섬유 집합체 (1) 에 있어서, 공극률이 50 ％ 이상인 것이 바람직하고, 60 ％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 70 ％ 이상인 것이 특히 바람직하다. 섬유 집합체의 공극률이 50 ％ 미만인 경우에는, 공극이 지나치게 작아 보액 능력이 충분하지 않을 우려가 있다. 또 본 발명의 섬유 집합체 (1) 에 있어서, 공극률은 97 ％ 이하인 것이 바람직하고, 95 ％ 이하인 것이 보다 바람직하다. 섬유 집합체의 공극률이 97 ％ 를 초과하는 경우에는, 섬유 집합체의 섬유 밀도가 작고, 그 형상 (예를 들어 시트상) 의 유지가 곤란해질 우려가 있기 때문이다. 섬유 집합체의 공극률은, 섬유 집합체의 겉보기 중량, 두께, 섬유의 평균 비중 등으로부터 산출할 수 있다.

본 발명의 섬유 집합체는, 상기 서술한 바와 같이 피브릴끼리 및 피브릴과 섬유 사이의 적어도 어느 것으로 결합한 부분을 가짐으로써 형성된 네트워크 구조를 구비함으로써, 피브릴에 의한 접착·보강 등에 의해, 우수한 강성을 나타낸다. 본 발명의 섬유 집합체는, 적어도 파단 강도가 3 N/5 ㎝ 이상, 파단 신도가 300 ％ 이하인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 파단 강도가 기계 방향 (MD) 에 있어서 8 N/5 ㎝ 이상 (보다 바람직하게는 20 N/5 ㎝ 이상), 폭 방향 (CD) 에 있어서 3 N/5 ㎝ 이상 (보다 바람직하게는 5 N/5 ㎝ 이상) 이며, 또한 파단 신도가 MD 에 있어서 100 ％ 이하 (보다 바람직하게는 80 ％ 이하), CD 에 있어서 300 ％ 이하 (보다 바람직하게는 250 ％ 이하) 인 것이 바람직하다. 이와 같이 본 발명의 섬유 집합체 (1) 는, 저밀도이면서 우수한 강도를 구비하는 것이다. 또한, 상기 서술한 파단 강도 및 파단 신도는, JIS L 1913「일반 단섬유 부직포 시험 방법」에 준하여 측정된 값을 가리킨다.

또 본 발명의 섬유 집합체는, 그 바람직한 보수율은, 사용 목적에 따라 상이하기도 하지만, 200 ∼ 2000 ％ 의 범위 내인 것이 바람직하고, 300 ∼ 2000 ％ 의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 400 ∼ 2000 ％ 의 범위 내인 것이 특히 바람직하다. 섬유 집합체의 보수율이 200 ％ 미만인 경우에는, 애초에 액체 흡수성 시트상물로서 사용한 경우에 보수율이 불충분할 우려가 있다. 또, 섬유 집합체로서 보수할 수 있는 한계는 2000 ％ 인 것으로 생각된다.

본 발명의 섬유 집합체의 확산성에 대해서도 특별히 제한되지 않지만, 후술하는 (섬유 집합체의 기계 방향 (MD) 의 확산 길이) × (섬유 집합체의 폭 방향 (CD) 의 확산 길이) 의 값이 클수록 양호하고, 400 이상인 것이 바람직하고, 600 이상인 것이 보다 바람직하고, 800 이상인 것이 특히 바람직하다. 섬유 집합체의 확산성이 400 미만인 경우에는, 섬유 집합체가 피브릴 네트워크를 갖고 있었다고 하더라도 기능할 수 있는 수를 갖고 있지 않은 것으로 생각된다.

또 본 발명의 섬유 집합체 (1) 는, 시트상인 것이 바람직하다. 시트상의 섬유 집합체임으로써, 시트상 이외의 형태 (토우, 섬유속, 연사 (撚絲) 등) 로 본 발명의 섬유 집합체를 형성한 경우와 비교하여, 면적, 두께를 가짐으로써 액체 성분의 보액, 확산이 가능해진다는 이점이 있다.

여기서, 도 5 는, 본 발명의 섬유 집합체의 여러 가지 양태를 모식적으로 나타내는 도면이고, 도 5(a) 는, 도 1, 2 에 나타낸 예 (제 1 예) 의 섬유 집합체 (1) 를 나타내고, 도 5(b) 는, 제 2 예의 섬유 집합체 (1'), 도 5(c) 는, 제 3 예의 섬유 집합체 (1") 를 나타내고 있다. 본 발명의 섬유 집합체는, 상기 서술한 바와 같이, 그 두께 방향에 관한 적어도 어느 것의 단부에, 피브릴끼리 및 피브릴과 섬유 사이의 적어도 어느 것으로 결합한 부분을 가짐으로써 형성된 네트워크 구조를 구비한다. 여기서, 섬유 집합체 중, 이 네트워크 구조를 구비하는 부분을「가지부」로 호칭하고, 네트워크 구조를 구비하지 않은, 시트상의 형상을 유지하는 부분을「줄기부」로 호칭한다. 도 5(a) 에 나타내는 예의 섬유 집합체 (1) 에서는, 두께 방향 일방 (Z1) 측의 단부에만 가지부 (11) 가 형성되고, 그 밖에는 줄기부 (12) 인 경우를 나타낸다. 도 5(b) 에 나타내는 예의 섬유 집합체 (1') 에서는, 두께 방향 타방 (Z2) 측의 단부에만 가지부 (13) 가 형성되고, 그 밖에는 줄기부 (14) 인 경우를 나타낸다. 또한, 도 5(c) 에 나타내는 예의 섬유 집합체 (1") 에서는, 두께 방향 일방 (Z1) 측의 단부 및 두께 방향 타방 (Z2) 측의 단부에 각각 가지부 (15, 16) 가 형성되고, 그 밖에는 줄기부 (17) 인 경우를 나타낸다. 이들의 어느 양태도, 본원발명의 섬유 집합체에 포함된다. 여기서, 예를 들어 도 5(b) 에 나타낸 양태의 경우에는, 사용면이 특별히 한정되지 않고, 섬유 집합체의 두께 방향 일방측을 표면측, 두께 방향 타방측을 이면측으로 하여, 표면에서는 액체를 거의 확산시키지 않고, 이면에서는 네트워크 구조에 의해 액체를 확산시키는 용도 (예를 들어, 실금 패드 표면재, 종이 기저귀의 표면재, 생리용 냅킨의 표면재, 농업용 보수 시트 등) 에 바람직하게 적용할 수 있다.

또한, 네트워크 구조 (4) 는, 가지부가 되는 섬유 집합체의 두께 방향에 있어서의 적어도 어느 것의 단부의 전체면에 걸쳐서 형성되어 있어도 되지만, 반드시 전체면에 걸쳐서 형성되어 있지 않아도 되고, 이 경우에는, 바람직하게는 전체면의 10 ％ 이상, 보다 바람직하게는 전체면의 30 ％ 이상이 네트워크 구조를 구비하고 있으면 된다.

본 발명의 섬유 집합체에 있어서, 가지부를 구성하는 섬유는, 그 일부가 피브릴화되어 있기 때문에, 피브릴화되어 있는 부분 이외의 부분의 직경 (가지부를 구성하는 섬유의 직경) 은, 네트워크 구조를 구비하지 않은 줄기부를 구성하는 섬유의 직경과 비교하여 작아져 있다. 여기서, 상기 서술한 줄기부를 구성하는 섬유의 직경과 가지부를 구성하는 섬유의 직경이 5000 : 1 ∼ 5 : 1 의 범위인 것이 바람직하고, 3000 : 1 ∼ 10 : 1 의 범위인 것이 보다 바람직하다. 줄기부를 구성하는 섬유의 직경이 가지부를 구성하는 섬유의 직경의 5000 배보다 큰 경우에는, 피브릴의 대부분이 강도를 잃고 절단되어 상기 서술한 네트워크 구조가 형성되기 어려운 경향이 있기 때문이고, 또, 줄기부를 구성하는 섬유의 직경이 가지부를 구성하는 섬유의 직경의 5 배 미만인 경우에는, 시트상으로 했을 때에, 그 뼈대가 되는 섬유의 강도가 저해되는 경향이 있기 때문이다.

여기서, 도 6 은, 피브릴화율을 설명하기 위한 모식도이다. 도 6(a) 는, 본 발명의 섬유 집합체의 단면 구조의 모식도이고, 도 6(b) 는 본 발명의 섬유 집합체를 구성하는, 내부에 피브릴 구조를 갖지만, 섬유의 외측에는 피브릴이 전혀 발현되지 않은 섬유의 단면의 모식도이고, 도 6(c) 는 본 발명의 섬유 집합체를 구성하는, 내부에 피브릴 구조를 갖고, 피브릴의 일부가 외측에 발현되어 있는 섬유의 단면의 모식도이다. (c-1) 은 외측에 발현된 피브릴 (가지부) 의 단면이고, (c-2) 는 피브릴의 일부가 외측으로부터 박리하여 가늘어진 섬유 (줄기부) 의 단면이다. 단면적 A 란, 피브릴이 전혀 발현되지 않은 섬유의, 길이 방향에 대해 수직인 방향으로 절단했을 때의 단면적이고 (도 6(b)), 단면적 B 란, 가늘어진 섬유 (줄기부) (c-2) 의 길이 방향에 대해 수직인 방향으로 절단했을 때의 단면적이다. 본 발명의 섬유 집합체는 또한, 섬유 집합체의 피브릴을 외측에 갖지 않는 섬유로 구성된 영역의 섬유의 길이 방향에 대해 수직인 방향에 있어서의 섬유 100 개의 단면적의 평균치 A 와, 섬유 집합체의 두께 방향에 관한 적어도 어느 것의 단부에 형성된 외측에 피브릴을 갖는 섬유를 포함하는 영역의 섬유 100 개의 단면적의 평균치 B 로부터 하기 식

피브릴화율 (％) ＝ (A － B)/A × 100

으로 산출되는 피브릴화율이 0.1 ∼ 70 ％ 의 범위 내인 것이 바람직하다. 이 피브릴화율은, 그 호칭과 같이, 가지부에 있어서 네트워크 구조를 형성하는 섬유 중, 어느 정도의 비율로 피브릴이 되어 있는지를 나타내는 수치이다. 여기서, 평균치 A 가 산출되는 섬유는, 내부에 피브릴 구조를 갖지만, 섬유의 외측에는 피브릴이 전혀 발현되지 않은 섬유이고, 내부에 피브릴 구조를 갖지 않는 섬유는 계산 상 제외된다. 또, 평균치 B 가 산출되는 섬유는, 내부에 피브릴 구조를 갖고, 또한, 일부의 피브릴이 섬유의 외측에 발현되어 있는 섬유이다. 피브릴화율이 0.1 ％ 미만인 경우에는, 네트워크 구조가 충분히 형성되지 않을 우려가 있기 때문이고, 또, 피브릴화율이 70 ％ 를 초과하는 경우에는, 시트상으로 하는 경우에, 골격이 되는 섬유가 지나치게 가늘어져 강도가 저하될 우려가 있기 때문이다. 시트상으로 한 섬유 집합체의 강도가 저하되면, 이와 같은 시트상의 섬유 집합체를 예를 들어 후가공에서 매엽으로 컷하거나 리본상으로 슬릿하거나 가공할 때, 장력에 의해 구조 파괴될 우려가 있다는 이유로부터는, 피브릴화율은 0.1 ∼ 50 ％ 의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 1.0 ∼ 40 ％ 의 범위 내인 것이 특히 바람직하다. 이 피브릴화율은, 후술하는 바와 같이, 피브릴화시의 가공 조건에 의해 제어할 수 있다.

또한, 이 피브릴화율에 대해, 예를 들어 도 5(a) 에 나타낸 바와 같이, 두께 방향 일방 (Z1) 측의 단부에만 네트워크 구조를 갖는 가지부를 갖는 섬유 집합체의 경우, 가지부에 있어서의 단부에 가까운 측의 피브릴화율 C 는, 단부로부터 먼 측 (줄기부측) 의 피브릴화율 D 에 대해,

피브릴화율 C ＞ 피브릴화율 D

라는 관계를 갖는 것이 바람직하다. 이와 같은 관계를 가짐으로써, 네트워크 구조를 구비하는 가지부에 있어서, 보다 단부에 가까운 측의 쪽이 피브릴화율이 높고 (네트워크 구조가 많이 존재한다), 1 개의 섬유 집합체에서, 그 단부로부터 액체가 확산되기 쉽고, 또한 단부로부터 먼 측의 쪽이 피브릴화율이 낮다 (네트워크 구조가 적다) 는 분포 구조에 의해, 섬유 집합체의 내측에 있어서는 보액에 적절한 공극을 겸비하게 된다.

본 발명의 섬유 집합체는, 두께 방향의 중앙 부분에 있어서도, 두께 방향의 적어도 어느 것의 단부만큼은 아니라고 하더라도, 피브릴화되어 있어도 물론 된다. 이와 같이 두께 방향의 중앙 부분에 있어서 피브릴화되어 있는 경우로서, 또한 두께 방향에 있어서의 어느 것의 단부만이 피브릴화율이 높은 경우에는, 예를 들어 피브릴 구조의 구배를 사용하여, 필터 등의 용도에 바람직하게 제공할 수 있다. 또, 두께 방향의 중앙 부분에 있어서 피브릴화되어 있는 경우로서, 또한, 두께 방향에 있어서의 양방의 단부의 피브릴화율이 높은 경우에는, 예를 들어 피부에 대한 자극이 작고, 닦아냄성이 높은 클렌징 시트 등의 용도에 바람직하게 제공할 수 있다.

본 발명의 섬유 집합체에 있어서, 피브릴 (3) 을 갖는 섬유 (2) 로는, 셀룰로오스 섬유, 파라계 아라미드 섬유 (폴리파라페닐렌테레프탈아미드 섬유 (토오레·듀폰사 제조「케블러 ^{(등록상표)}」, 테이진·아라미드사 제조「트와론」) ; 코폴리파라페닐렌-3,4-디페닐에테르테레프탈아미드 섬유 (테이진 테크노 프로덕츠사 제조「테크노라 ^{(등록상표)}」) 등), 폴리파라페닐렌벤조비스옥사졸 섬유 (토요 방적사 제조「자일론」등), 셀룰로오스계 섬유 (렌징사 제조「텐셀 ^{(등록상표)}」, 아사히 화성사 제조「큐프라」, 나노발사 제조「NANOVAL」등) 등의 비열가소성 섬유, 전방향족 폴리에스테르 섬유 (쿠라레사 제조「벡트란」등), 폴리케톤 섬유 (아사히 화성사 제조「사이버론」등), 초고분자량 폴리에틸렌 섬유 (토요 방적사 제조「다이니마」, 하니웰사 제조「스펙트라」등), 메타계 아라미드 섬유 (폴리메타페닐렌이소프탈아미드 섬유 (듀폰사 제조, 상품명「노멕스」, 테이진 테크노 프로덕츠사 제조「코넥스」)), 폴리비닐알코올계 섬유 (쿠라레사 제조「쿠랄론」) 등을 들 수 있고, 이들의 섬유는 고배향 섬유이기 때문에 바람직한 섬유이다. 상기의 폴리케톤 섬유로는, 반복 단위의 95 질량％ 이상이 1-옥소트리메틸렌에 의해 구성되는 폴리케톤 (PK) 섬유, 폴리에테르케톤 (PEK) 섬유, 폴리에테르케톤케톤 (PEKK) 섬유, 폴리에테르에테르케톤 (PEEK) 섬유 등에서 선택되는 적어도 어느 것을 들 수 있는데, 액체를 바람직하게 확산 흡수할 수 있고, 나아가서는 범용 섬유로 입수가 용이하고 가격이 싸다는 이점을 갖는 점에서 셀룰로오스 섬유가 바람직하다. 셀룰로오스 섬유로는, 천연 셀룰로오스 섬유, 재생 셀룰로오스 섬유, 정제 셀룰로오스 섬유 등을 바람직한 예로서 들 수 있다. 구체적으로는, 코튼, 마, 양모, 펄프 등의 천연 셀룰로오스 섬유, 레이온, 큐프라 등의 재생 셀룰로오스 섬유, 텐셀 ^{(등록상표)} 등의 정제 셀룰로오스 섬유 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 그 높은 분자량에 의해 고강도이고, 습윤시에도 분자량이 거의 저하되지 않는 점에서 텐셀 ^{(등록상표)} 이 바람직하다. 또한, 텐셀 ^{(등록상표)} 은, 결정도가 높고, 레이온 등의 셀룰로오스 섬유를 사용한 경우와 비교하여 친수성이 낮아 액체의 확산 성능이 매우 낮지만, 본 발명에서는, 텐셀 ^{(등록상표)} 의 섬유의 일부에 있어서 피브릴을 노출시켜, 섬유 자체의 표면적을 늘림과 함께, 텐셀 ^{(등록상표)} 섬유 본체와 연결된 피브릴이 다른 텐셀 ^{(등록상표)} 섬유 본체, 피브릴과 수소 결합, 교락에 의해 네트워크 구조를 형성시킴으로써, 확산성이 향상된 섬유 집합체를 얻을 수 있다.

피브릴 (3) 을 갖는 섬유 (2) 의, 피브릴을 형성하기 전의 상태의 섬도 (줄기부를 구성하는 섬유 (2) 의 섬도) 는, 특별히 제한되지 않지만, 0.01 ∼ 5.5 dtex 의 범위가 바람직하다. 피브릴 (3) 을 갖는 섬유 (2) 의 섬도가 0.01 dtex 미만인 경우에는, 섬유 강도가 낮아짐으로써 섬유 집합체의 강도가 낮아지는 경향이 있기 때문이고, 또, 피브릴 (3) 을 갖는 섬유 (2) 의 섬도가 5.5 dtex 를 초과하는 경우에는, 섬유 집합체를 시트상으로 했을 때의 섬유 간의 거리가 커지는 점에서, 피브릴에 의한 네트워크 구조가 형성되기 어려운 경향이 있기 때문이다. 강도와 적당한 섬유 공간 (공극) 을 바람직하게 형성할 수 있다는 이유로부터는, 피브릴 (3) 을 갖는 섬유 (2) 의 섬도는, 0.1 ∼ 3.3 dtex 의 범위가 보다 바람직하고, 0.9 ∼ 2.2 dtex 의 범위가 특히 바람직하다. 또한, 피브릴 (3) 을 갖는 섬유 (2) 는, 피브릴을 형성하기 전의 상태에 있어서, 섬도가 상이한 복수의 섬유 (예를 들어 섬도가 상이한 복수의 셀룰로오스 섬유) 를 혼합하여 사용해도 물론 된다.

피브릴 (3) 을 갖는 섬유 (2) 의, 피브릴을 형성하기 전의 상태의 섬유 길이는, 직물·편물로 본 발명의 섬유 집합체를 형성하는 경우에는 장섬유를 사용해도 되고, 예를 들어 섬유 길이가 25 ∼ 60 ㎜ 의 범위인 단섬유를 사용해도 물론 된다. 본 발명의 섬유 집합체를 스펀본드법, 멜트 블로운법 등의 종래 공지된 적절한 방법을 사용하여 부직포로 형성하는 경우에도, 장섬유를 사용해도 되고, 건식법의 32 ∼ 51 ㎜ 의 범위의 단섬유여도 된다. 부직포의 제법으로 습식과 같은 숏 컷 섬유를 사용하는 경우에는, 형성되는 섬유 집합체의 밀도가 높아지기 때문에, 피브릴에 의한 네트워크 형성에 필요한 섬유 간의 공극을 확보할 수 없다는 이유로부터 바람직하지 않다. 또한, 피브릴 (3) 을 갖는 섬유 (2) 는, 피브릴을 형성하기 전의 상태에 있어서, 섬유 길이가 상이한 복수의 섬유 (예를 들어 섬유 길이가 상이한 복수의 셀룰로오스 섬유) 를 혼합하여 사용해도 물론 된다.

본 발명의 섬유 집합체에 있어서의 피브릴 (3) 을 갖는 섬유 (2) 는, 용제 방사에 의해 제조되는 셀룰로오스 섬유인 것이 바람직하다. 이와 같은 용제 방사에 의해 제조된 셀룰로오스 섬유로는, 목재 펄프를 (N-메틸모르폴린-N-옥사이드) 를 용매로 하여, NMMO/물/셀룰로오스 ＝ 80 ％/10 ％/10 ％ 의 배합비로 용해시켜 방사한 섬유인 상기 서술한 텐셀 ^{(등록상표)} 을 들 수 있다.

본 발명의 섬유 집합체는, 가지부에 있어서, 피브릴 (3) 을 갖는 섬유 (2) 이외의 섬유 (예를 들어 도 4 에 나타내는 예의 섬유 (5)) (이하,「다른 섬유」라고 호칭한다) 를 포함하고 있어도 된다. 물론, 줄기부에 있어서도 이와 같은 다른 섬유를 포함하고 있어도 된다. 이와 같은 다른 섬유는, 그 목적에 따라 자유롭게 선택할 수 있고, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 합성 섬유, 천연 섬유, 천연의 식물 섬유, 동물성의 단백질 섬유 등을 일단 용해하고 나서 화학적으로 처리하여 섬유화한 재생 섬유 등을 들 수 있다. 천연 섬유이면, 예를 들어, 면 또는 코튼, 명주, 마, 실크, 울 등이어도 된다. 또, 벌키하게 하기 위하여 다른 섬유로서 폴리에스테르 섬유를 혼합하도록 해도 된다. 또한, 심초 (core/sheath) 구조를 갖는 종래 공지된 적절한 복합 섬유를 다른 섬유로서 사용하도록 해도 된다.

다른 섬유의 섬도는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 0.1 ∼ 5.5 dtex 의 범위가 바람직하고, 0.5 ∼ 3.3 dtex 의 범위가 보다 바람직하다. 다른 섬유의 섬도가 0.1 dtex 미만인 경우에는, 섬유 집합체를 시트상으로 했을 때, 그 밀도가 높아지기 때문에 피브릴에 의한 네트워크 구조의 형성에 필요한 섬유 간의 공극을 확보할 수 없는 경향이 있기 때문이고, 또, 다른 섬유의 섬도가 5.5 dtex 를 초과하는 경우에는, 섬유 집합체를 시트상으로 했을 때의 섬유 간의 거리가 커지는 점에서, 피브릴에 의한 네트워크 구조의 형성이 곤란해지는 경향이 있기 때문이다. 또, 다른 섬유의 섬유 길이에 대해서도 특별히 제한되는 것이 아니고, 상기 서술한 피브릴을 갖는 섬유와 마찬가지로, 장섬유인 것을 사용해도 되고, 바람직하게는 25 ∼ 60 ㎜ 의 단섬유를 사용해도 물론 된다.

다른 섬유를 혼합하는 경우, 그 혼합률은 특별히 제한되지 않지만, 다른 섬유를 혼합함으로써 본 발명의 섬유 집합체에 공극을 만들기 쉽게 작용하기 때문에 바람직하고, 그 한편으로 다른 섬유의 혼합률이 높아지면 피브릴에 의한 네트워크 구조의 형성이 곤란해지는 방향으로 작용하므로, 중량비로, 피브릴을 갖는 섬유가, 당해 피브릴을 갖는 섬유 및 다른 섬유 전체 중 20 ％ 이상을 차지하는 것이 바람직하고, 50 ％ 이상을 차지하는 것이 보다 바람직하다. 피브릴을 갖는 섬유가 20 ％ 미만인 경우에는, 상기 서술한 바와 같은 네트워크 구조가 형성되기 어려워지기 때문이다.

또 본 발명의 섬유 집합체에 있어서, 피브릴은, 섬유 본체와 결합하거나, 피브릴끼리 결합하거나, 그리고, 피브릴끼리 낙합함으로써, 상기 네트워크 구조를 형성하고 있는 것이 바람직하다. 여기서, 피브릴과 섬유의 결합, 그리고, 피브릴끼리의 결합은, 수소 결합에 의한 것으로 생각된다. 또, 낙합이란, 피브릴끼리 서로 얽혀 있는 상태를 가리킨다. 피브릴이 이와 같이 하여 네트워크 구조를 형성하고 있는 것은, 상기 서술한 주사형 전자현미경을 사용하여 확인할 수 있다.

본 발명의 섬유 집합체는, 시트상인 경우, 부직포인 것이 바람직하다. 부직포로 시트상의 섬유 집합체를 형성하는 경우, 부직포 이외로 시트상의 섬유 집합체를 형성하는 경우와 비교하여, 사용 목적에 따라 상이하지만, 직물에 비해 섬유 간에 공극을 만들기 쉽거나, 염가로 제조할 수 있는 등의 이점이 있기 때문이다.

시트상의 섬유 집합체가 부직포인 경우, 겉보기 중량은 특별히 제한되지 않지만, 10 ∼ 1000 g/㎡ 의 범위 내인 것이 바람직하고, 15 ∼ 800 g/㎡ 의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 20 ∼ 500 g/㎡ 의 범위 내인 것이 특히 바람직하다. 겉보기 중량이 10 g/㎡ 미만인 경우에는, 시트상의 섬유 집합체의 강도가 잘 얻어지지 않고, 또, 섬유 집합체의 두께 방향에 관하여 공극이 잘 형성되지 않게 되는 경향이 있기 때문이고, 또, 겉보기 중량이 1000 g/㎡ 를 초과하는 경우에는, 시트상의 섬유 집합체가 지나치게 두꺼워져, 네트워크 구조를 갖는 부분 (가지부) 이 섬유 집합체의 표면 및/또는 이면 근방밖에 잘 얻어지지 않게 되는 경향이 있기 때문이다.

시트상의 섬유 집합체가 부직포인 경우, 두께도 특별히 제한되지 않지만, 0.05 ∼ 10 ㎜ 의 범위 내인 것이 바람직하고, 0.10 ∼ 8 ㎜ 의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 0.20 ∼ 5 ㎜ 의 범위 내인 것이 특히 바람직하다. 두께가 0.05 ㎜ 미만인 경우에는, 섬유 집합체의 두께 방향에 관하여 네트워크 구조를 형성하는 데에 섬유 개수가 충분하지 않은 경향이 있기 때문이고, 두께가 10 ㎜ 를 초과하는 경우에는, 시트상의 섬유 집합체가 지나치게 두꺼워져, 네트워크 구조를 갖는 부분 (가지부) 이 섬유 집합체의 표면 및/또는 이면 근방밖에 잘 얻어지지 않게 되는 경향이 있기 때문이다.

시트상의 섬유 집합체는, 스펀레이스 부직포로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 스펀레이스 부직포로 시트상의 섬유 집합체를 형성함으로써, 스펀레이스 이외의 수법으로 부직포를 형성한 경우와 비교하여, 섬유를 시트로서의 형태, 강도를 얻기 위하여 열가소성 수지 등의 접착 성분을 사용할 필요가 없고, 피브릴을 갖는 섬유의 배합 비율을 자유롭게 설정할 수 있다는 이점이 있다.

＜액체 흡수성 시트상물＞

본 발명은, 상기 서술한 본 발명의 시트상의 섬유 집합체를 사용한 액체 흡수성 시트상물에 대해서도 제공한다. 본 발명의 액체 흡수성 시트상물에는, 잉크 흡수체, 실금 패드, 생리용 냅킨 표면재, 종이 기저귀 표면재가 포함되는데, 이들에 한정되는 것이 아니고, 페이스 마스크, 첩부 (貼付) 시트, 웨트 와이퍼, 제한 (制汗) 시트, 물수건, 액체 필터 등 액체 흡수시킬 목적으로 사용되는 물품, 혹은, 액체를 흡수시킨 후에 사용되는 물품, 혹은 본 발명의 섬유 집합체의 양호한 확산성을 이용한, 원하는 기능을 달성하는 복합체의 부재에까지 널리 포함한다.

＜섬유 집합체의 제조 방법＞

본 발명은 또한, 상기 서술한 본 발명의 섬유 집합체를 바람직하게 제조하는 방법에 대해서도 제공한다. 본 발명의 섬유 집합체의 제조 방법은, 복수 개의 섬유를 집합시켜 섬유 집합체 전구체를 형성하는 공정과, 섬유 집합체 전구체의 두께 방향에 관하여 적어도 일방측으로부터 캐비테이션 에너지를 부여함으로써, 섬유 집합체의 두께 방향으로 연장되는 피브릴을 형성하고, 피브릴끼리 및 피브릴과 섬유 사이의 적어도 어느 것으로 결합한 부분을 갖는 네트워크 구조를 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 본 발명의 섬유 집합체의 제조 방법에 의해, 상기 서술한 본 발명의 섬유 집합체를 바람직하게 제조할 수 있지만, 본 발명의 섬유 집합체는, 이와 같은 본 발명의 섬유 집합체로 제조된 것에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 섬유 집합체의 제조 방법에서는 먼저, 섬유 집합체 전구체를 형성한다. 섬유 집합체 전구체는, 피브릴을 갖는 섬유로서 바람직한 것으로서 상기 서술한 섬유를 사용하거나, 또는 경우에 따라서는 다른 섬유로서 바람직한 것으로서 상기 서술한 섬유를 혼합하고, 기존의 가공 기술 (직물, 편물, 레이스, 펠트, 부직포 (건식, 습식 중 어느 것이어도 된다) 의 제법) 을 특별히 제한없이 사용하여 형성할 수 있다. 섬유 집합체 전구체는, 바람직하게는, 건식법으로 스펀레이스 (수류) 로 섬유를 삼차원 교락시킨 부직포인 것이 바람직하다. 또한, 섬유 집합체 전구체는, 복수 층으로 형성되어 있어도 물론 되지만, 그 경우에는, 다음의 캐비테이션 에너지를 부여하는 측에, 피브릴을 갖는 섬유로 하는 섬유 (예를 들어 텐셀 ^{(등록상표)} 섬유) 로 형성된 층이 노출되도록 할 필요가 있다.

다음으로, 얻어진 섬유 집합체 전구체에, 그 두께 방향에 관하여 적어도 일방측으로부터 캐비테이션 에너지를 부여한다. 당해 공정은, 상기 서술한 공정에서 섬유 집합체 전구체를 형성하고, 그대로 실시해도 되고, 형성 후에 일단 권취된 섬유 집합체 전구체를 취출하여 실시해도 된다.

캐비테이션 에너지를 부여하는 방법으로는, 섬유 집합체를 매체가 되는 액체 (일반적으로는 물이 사용된다) 에 침지시키면서, 섬유 집합체에 초음파를 적용함으로써, 캐비테이션 에너지를 부여하는 방법이 있다. 초음파 에너지를 부여하는 경우, 매체 중에서, 섬유 집합체를, 초음파 발진기로부터 발생하는 전기 에너지를 기계 진동 에너지로 변환시키는 혼의 근처에 배치하고, 초음파에 노출시키는 방법이 있다. 초음파의 진동 방향은, 섬유 집합체에 대해 수직 방향이 되는 종진동이 바람직하다. 섬유 집합체와 혼의 거리는, 약 1 ㎜ 미만으로 하고, 혼으로부터 1/4 의 파장 거리에 배치하는 것이 바람직하지만, 섬유 집합체를 혼에 접촉 배치하면 된다.

캐비테이션 에너지를 부여할 때의 섬유 집합체의 지지체는, 메시 구조를 갖는 컨베이어가 바람직하다. 초음파 혼 선단부의 진동에 의해 진동 방향과 동 방향으로 매체가 되는 액체의 액류가 발생한다. 이 액류는 섬유 집합체 표면 및 내부에서 현재화한 피브릴을 두께 방향으로 배향시켜, 두께 방향의 네트워크 형성에 작용한다. 지지체가 메시 구조와 같은 개공 구조를 가짐으로써, 두께 방향의 피브릴의 네트워크 형성이 양호하게 실시된다.

상기 지지체는, 매체가 되는 액체의 액류를 방해하지 않는 구조이면, 메시 구조에 한정되지 않고, 개공 구조의 플레이트상이어도 되고, 롤러상의 컨베이어여도 된다.

캐비테이션의 강도, 캐비테이션 매체 중에 노출시키는 시간은, 섬유 집합체에 있어서의 섬유의 종류나 피브릴화의 정도에 따라 조정하는 것이 좋다. 캐비테이션의 강도가 높아지면 높아질수록, 피브릴의 생성 속도가 빨라져, 보다 가늘고, 애스펙트비가 큰 피브릴이 생성되기 쉬워진다. 초음파 진동 주파수는, 통상적으로 10 ∼ 500 ㎑, 바람직하게는 10 ∼ 100 ㎑, 더욱 바람직하게는 10 ∼ 40 ㎑ 이다.

매체의 온도는 특별히 한정되는 것이 아니고, 10 ∼ 100 ℃ 로 하는 것이 바람직하다. 처리 시간은, 섬유 집합체에 있어서의 섬유의 종류, 섬유 집합체의 형태, 섬도에 따라 상이하다. 또, 본 발명의 섬유 집합체의 피브릴화율은 이 조건에서도 제어를 할 수 있다. 처리 시간은 0.1 초간 ∼ 60 분간, 바람직하게는 1 초간 ∼ 10 분간, 더욱 바람직하게는 5 초간 ∼ 2 분간이다. 처리 시간과 마찬가지로 처리 횟수에 의해서도 본 발명의 섬유 집합체의 피브릴화율을 제어할 수 있다. 또, 다단으로 사용함으로써 본 발명의 섬유 집합체의 생산성과 피브릴 구조의 균일성을 높일 수 있다. 처리 횟수는 특별히 한정되지 않지만, 2 회 이상의 처리를 실시하는 것이 바람직하다.

이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 전혀 이들에 한정되는 것은 아니다.

[겉보기 중량 (g/㎡)]

JIS L 1906 에 준하여 온도 20 ℃, 습도 65 ％ 의 표준 상태에 샘플을 24 시간 방치 후, 폭 방향 1 m × 길이 방향 1 m 의 시료를 채취하고, 천칭을 사용하여 중량 (g) 을 측정한다. 얻어진 중량 (g) 의 소수점 이하를 사사오입하여 겉보기 중량으로 하였다.

[두께 (㎛)]

면도칼 (패더 안전 면도칼 (주) 제조「패더 면도칼 S 외날」) 을 사용하여, 샘플을 면에 수직으로 MD 방향으로 절단하고, 디지털 현미경 [(주) 키엔스 (KEYENCE) 제조 디지털 마이크로스코프 (DIGITALMICROSCOPE) VHX-900] 으로 시료의 단면을 관찰하여 두께를 계측하였다.

[밀도 (g/㎤)]

겉보기 중량 (g/㎡) 을 두께로 나누어 밀도를 구하였다.

[공극률 (％)]

겉보기 중량 E (g/㎡), 두께 F (㎛) 및 섬유의 평균 비중 G (g/㎠) 로부터, 하기 식

공극률 (％) ＝ 100 ― ((E/F/G) × 100)

에 의해 공극률 (％) 을 산출하였다.

[파단 강도 및 파단 신도]

JIS L 1913「일반 단섬유 부직포 시험 방법」에 준하여, 섬유 집합체의 기계 방향 (MD) 및 폭 방향 (CD) 에 관하여, 파단 강도 및 파단 신도를 각각 측정하였다.

[피브릴화율]

먼저, 섬유 집합체에 있어서의, 피브릴을 갖지 않는 섬유의 섬유 단면적을 구하였다. 섬유 또는 이 섬유를 사용한 섬유 집합체의 섬유의 길이 방향과 직교하는 각도로 섬유를 절단하고, 주사형 전자현미경 S-3400N 형 (히타치 하이테크놀로지스사 제조) 을 사용하여 단면을 촬영하였다. 이 섬유 단면 화상을 PC 소프트 Adobe Photoshop CS6 Extended 의「계측 툴」을 사용하여 단면적을 구하였다. 이 작업을 섬유 100 개에 대해 실시하고, 평균치를 섬유 단면적 A 로 하였다.

다음으로, 섬유 집합체에 있어서의, 피브릴을 갖는 섬유의 섬유 단면적을 구하였다. 피브릴이 노출된 섬유를, 섬유의 흐름 방향에 직교하는 각도로 절단하면 단면을 관찰할 수 있고, 이 단면을 전자현미경으로 촬영하여, 상기 서술과 마찬가지로 화상을 PC 소프트 Adobe Photoshop CS6 Extended 의「계측 툴」을 사용하여 단면적이 구해졌다. 이 작업을 피브릴을 갖는 섬유 100 개에 대해 실시하고, 평균치를 섬유 단면적 B 로 하였다.

얻어진 평균치부터, 하기 식

피브릴화율 (％) ＝ (섬유 단면적 A ― 섬유 단면적 B)/섬유 단면적 A × 100

에 의해, 섬유 집합체의 단부로부터 다른 일방의 단부와의 두께 방향의 중간 지점 영역에 있어서의 피브릴화율을 산출하였다.

[두께 방향으로 연장되는 피브릴의 개수]

섬유 집합체의 섬유의 길이 방향과 직교하는 각도로 섬유를 절단하고, 주사형 전자현미경 S-3400N 형 (히타치 하이테크놀로지스사 제조) 을 사용하여, 폭 300 ㎛ × 섬유 집합체의 두께의 구획을 100 개 지점 관찰했을 때의 섬유 집합체의 두께 방향으로 연장되는 피브릴 (도 3 에 나타내는 바와 같이 직선 (F) 이 두께 방향 (Z) 에 대해 이루는 각도 (α) 가 ―60° ∼ ＋60°의 범위 내에 존재하는 피브릴) 의 개수의 평균을 산출하였다. 또한, 두께 방향으로 서로 겹쳐지는 섬유의 상하의 위치 관계가 명확하고, 그 상하의 섬유 간에서 피브릴이 결합되어 있는 것을 확인할 수 있으면, 상기 서술한 각도가 계측 불가능해도, 두께 방향으로 연장되는 피브릴로서 카운트하였다.

[보수율]

사이즈 5 ㎝ × 5 ㎝ 의 시트상의 섬유 집합체의 일단을 클립으로 끼우고, 30 초간 물에 침지시킨 후, 시트면이 중력 방향과 수직인 상태에서 1 분간 방치하여 물을 떨어뜨린 후, 중량을 측정하여, 이하의 식

보수율 ＝ [(I ― H)/H] × 100

(식 중, H 는, 침지 전의 섬유 집합체의 중량이고, I 는, 물을 떨어뜨린 후의 섬유 집합체의 중량이다)

에 기초하여, 보수율을 측정하였다.

[확산성]

시트상의 섬유 집합체를 사이즈 10 ㎝ × 10 ㎝ 로 컷하여 수평인 대에 정치 (靜置) 하였다. 다음으로 이온 교환수 100 g 에 대해 (주) 파일럿 코퍼레이션제조 PILOT 잉크 RED (INK-350-R) 를 1 g 첨가한 색수 (色水) 를 조정하였다. 상기 시트상의 섬유 집합체의 중앙에 이 색수를 스포이트로 1 ㎝ 상공으로부터 한방울 (0.05 g) 적하하고, 10 분 후 색수가 표면에서 확산된 길이를 섬유 집합체의 기계 방향 (MD) 의 확산 길이 A ㎜, 또는 이것에 수직인 폭 방향 (CD) 의 확산 길이 B ㎜ 를 구하였다. 그리고 확산 길이 A 와 B 의 값을 곱한 값으로 확산성의 크기를 판정하였다.

[밀착성]

정밀 만능 시험기 ((주) 시마즈 제작소 제조「오토 그래프 AGS-D 형」) 를 사용하여, ASTM-D1894 에 준하여 마찰력을 측정하였다. 도 7 에 나타내는 바와 같이, 샘플 (20) 을 MD 방향 4.0 ㎝ × CD 방향 11.0 ㎝ 로 잘라내고, CD 방향에 있어서, 손잡이 부분 (20a) 을 1 ㎝, 접지 부분 (20b) 을 10 ㎝ 로 하였다. 또한, 페이스 마스크를 상정하여, 이 샘플에 화장료 (카네보 화장품 (Kanebo) (주) 제조「프레셀 에센스 로션 AL」) 를 하기에 나타내는 2 종류의 질량％ 로 함침시켰다. 도 8 에 나타내는 바와 같이, 이 샘플 (20) 의 손잡이 부분 (20a) 을 클립 (22) 으로 파지한 화살표의 방향으로 잡아당기는 시험을 실시하였다. 상세한 것은, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 마찰력을 측정하기 위한 테이블 (21) 상에 아크릴판을 고정시키고, (본 발명의 섬유 집합체의 경우, 피브릴 가공을 실시한 단부면을 하면으로 하여) 중앙에 샘플을 재치 (載置) 하였다. 또한, 로드 셀 (25) 을 구비한 시험기를 사용하여, MD 4.0 ㎝ × CD 10.0 ㎝ 의 범위 (접지 부분) 에 10 g/㎠ 의 하중을 10 초간 부여한 후, 풀리 (23) 를 개재한 폴리아미드사 (24) 를 수평으로 잡아당김으로써 20 ㎜/min 의 속도로 CD 방향으로 샘플을 수평으로 잡아당겨 얻어지는 시험력의 피크치 (도 9 에 나타내는 피크치) 를 밀착성으로 정의하여 측정하였다. 또한, 밀착성은, 샘플 질량에 대해 500 질량％ 함침시키고, 높은 밀착성이 요구되는 페이스 마스크 사용 후반의 환경을 모방한 조건으로 측정하여, 그 값을 얻었다.

[방출률]

시트상의 섬유 집합체를 5 ㎝ × 5 ㎝ 의 크기로 컷하고, 미용액 (카네보 화장품 (Kanebo) (주) 제조「프레셀 에센스 로션 AL」) 을 시트 중량에 대해 900 wt％ (초기 함침 중량) 를 함침시켰다. 다음으로 사이즈 10 ㎝ × 10 ㎝ 로 컷 한 여과지 (ADVANTEC 사 제조, 정성 여과지 No.2) 를 20 장 겹치고, 상기 미용액을 함침시킨 섬유 집합체 시트를 여과지의 중앙에 (본 발명의 섬유 집합체의 경우, 피브릴 가공을 실시한 단부면을 여과지측으로 하여) 정치하였다. 5 분 후, 섬유 집합체를 여과지 상으로부터 떼어내어 칭량하고, 그 중량 변화로부터 하기 식

방출률 (％) ＝ J/K × 100

(식 중, J 는, 미용액 초기 함침 중량으로부터, 5 분 후 시트에 유지한 미용액 중량을 나눈 값, K 는 미용액 초기 함침 중량을 나타낸다)

에 의해 방출률을 구하였다.

[표면 마찰 강도]

시트상의 섬유 집합체를 폭 방향 (CD) 3.0 ㎝ × 기계 방향 (MD) 25.0 ㎝ 로 컷하고, (본 발명의 섬유 집합체의 경우, 피브릴 가공을 실시한 단부면을 상측에 마찰면으로 하여) (주) 다이에이 과학 정기 제작소 제조, 마찰 시험기 Ⅱ 형 (학진형 RT-200) 에 장착하였다. 마찰자의 질량은 200 g 으로 설정하고, 표면에 백면포 (카나킨 3 호) 를 장착하고, 섬유 집합체 시트의 표면에서 마찰자를 10 왕복시킨 후의 시트상의 섬유 집합체의 표면 상태를 육안으로 관찰하였다.

＜실시예 1＞

섬도 1.7 dtex, 섬유 길이 38 ㎜ 의 텐셀 ^{(등록상표)} (렌징사 제조) 을 사용하여, CAD 로 세미 랜덤 웨브를 제조하였다. 이어서, 수류에 의한 삼차원 낙합 처리를 실시하였다. 웨브를 금속제 다공성 지지 부재 상에 재치하고, 직경 0.10 ㎜ 의 분사공이 웨브의 폭 방향으로 간격 0.6 ㎜ 마다 형성된 노즐을 2 단 사용하여, 각각 수류를 수압 4 ㎫, 5 ㎫ 의 순서로 분사하여 교락시켰다. 또한, 웨브의 표리를 반송 컨베이어에서 반전시켜, 폴리에스테르 평직 메시 (닛폰 필콘 주식회사 제조 OP-76) 지지체 상에 재치하고, 동 노즐을 2 단 사용하여, 각각 수류를 수압 5 ㎫, 6 ㎫ 의 순서로 분사하여 삼차원 낙합시켰다. 그 후 실린더 건조기로 온도 130 ℃ 에서 접촉 건조시켰다. 이들 일련의 처리를 50 m/분의 속도로 실시하여, 겉보기 중량 74.6 g/㎡ 의 스펀레이스 부직포 (섬유 집합체 전구체) 를 얻었다.

다음으로, 세이덴샤 전자 공업 주식회사 제조 초음파 가공기를 사용하여, 칸사이 철망 주식회사 제조 나일론 평직 메시 (선 직경 160 ㎛＃200) 로 형성된 지지체 상에서, 스펀레이스 부직포의 편면에, 출력 : 1200 W, 주파수 : 20 ㎑, 단수 : 5 단, 수온 : 25 ℃ 에서 1 m/분의 속도로, 수욕 초음파 가공에 의해 피브릴 가공을 실시하였다. 얻어진 섬유 집합체에 대해, 각각 평가한 결과를 표 1 에 나타낸다.

＜실시예 2＞

섬도 1.7 dtex, 섬유 길이 38 ㎜ 의 텐셀 ^{(등록상표)} (렌징사 제조) 을 사용하여, CAD 로 세미 랜덤 웨브를 제조하였다. 이어서, 수류에 의한 삼차원 낙합 처리를 실시하였다. 웨브를 금속제 다공성 지지 부재 상에 재치하고, 직경 0.10 ㎜ 의 분사공이 웨브의 폭 방향으로 간격 0.6 ㎜ 마다 형성된 노즐을 2 단 사용하여, 각각 수류를 수압 2 ㎫, 3 ㎫ 의 순서로 분사하여 교락시켰다. 또한, 웨브의 표리를 반송 컨베이어에서 반전시켜, 폴리에스테르 평직 메시 (닛폰 필콘 주식회사 제조 OP-76) 지지체 상에 재치하고, 동 노즐을 2 단 사용하여, 각각 수류를 수압 2 ㎫, 3 ㎫ 의 순서로 분사하여 삼차원 낙합시켰다. 그 후 실린더 건조기로 온도 130 ℃ 에서 접촉 건조시켰다. 이들 일련의 처리를 50 m/분의 속도로 실시하여, 겉보기 중량 19.9 g/㎡ 의 스펀레이스 부직포 (섬유 집합체 전구체) 를 얻었다.

다음으로, 세이덴샤 전자 공업 주식회사 제조 초음파 가공기를 사용하여, 칸사이 철망 주식회사 제조 나일론 평직 메시 (선 직경 160 ㎛＃200) 로 형성된 지지체 상에서, 스펀레이스 부직포의 편면에, 출력 : 1200 W, 주파수 : 20 ㎑, 단수 : 3 단, 수온 : 30 ℃ 에서 2 m/분의 속도로, 수욕 초음파 가공에 의해 피브릴 가공을 실시하였다. 얻어진 섬유 집합체에 대해, 각각 평가한 결과를 표 1 에 나타낸다.

＜실시예 3＞

섬도 1.7 dtex, 섬유 길이 38 ㎜ 의 텐셀 ^{(등록상표)} (렌징사 제조) 을 90 중량％, 섬도 1.6 dtex, 섬유 길이 51 ㎜ 의 폴리에틸렌테레프탈레이트로 형성된 폴리에스테르 섬유 (테트론 ^{(등록상표)}, 토오레 주식회사 제조) 를 10 중량％ 혼합하고, CAD 법으로 크로스 웨브화하고, 니들 펀치 처리를 표면측으로부터 1000 펀치/㎠, 이면측으로부터 1000 펀치/㎠ 에 의해 낙합하여, 겉보기 중량 950 g/㎡ 의 부직포 (섬유 집합체 전구체) 를 얻었다.

다음으로, 세이덴샤 전자 공업 주식회사 제조 초음파 가공기를 사용하여, 칸사이 철망 주식회사 제조 나일론 평직 메시 (선 직경 160 ㎛＃200) 로 형성된 지지체 상에서, 니들 펀치 부직포의 양면에, 출력 : 2000 W, 주파수 : 20 ㎑, 단수 : 5 단, 수온 : 30 ℃ 에서 1 m/분의 속도로, 수욕 초음파 가공에 의해 피브릴 가공을 실시하였다. 얻어진 섬유 집합체에 대해, 각각 평가한 결과를 표 1 에 나타낸다.

＜실시예 4＞

섬도 1.7 dtex, 섬유 길이 38 ㎜ 의 텐셀 ^{(등록상표)} (렌징사 제조) 을 50 중량％, 섬도 1.6 dtex, 섬유 길이 51 ㎜ 의 폴리에틸렌테레프탈레이트로 형성된 폴리에스테르 섬유 (테트론 ^{(등록상표)}, 토오레 주식회사 제조) 를 50 중량％ 혼합하고, CAD 로 세미 랜덤 웨브를 제조하였다. 이어서, 수류에 의한 삼차원 낙합 처리를 실시하였다. 웨브를 금속제 다공성 지지 부재 상에 재치하고, 직경 0.10 ㎜ 의 분사공이 웨브의 폭 방향으로 간격 0.6 ㎜ 마다 형성된 노즐을 2 단 사용하여, 각각 수류를 수압 4 ㎫, 5 ㎫ 의 순서로 분사하여 교락시켰다. 또한, 웨브의 표리를 반송 컨베이어에서 반전시켜, 폴리에스테르 평직 메시 (닛폰 필콘 주식회사 제조 OP-76) 지지체 상에 재치하고, 동 노즐을 2 단 사용하여, 각각 수류를 수압 5 ㎫, 6 ㎫ 의 순서로 분사하여 삼차원 낙합시켰다. 그 후 실린더 건조기로 온도 130 ℃ 에서 접촉 건조시켰다. 이들 일련의 처리를 50 m/분의 속도로 실시하여, 겉보기 중량 68.8 g/㎡ 의 스펀레이스 부직포 (섬유 집합체 전구체) 를 얻었다.

＜실시예 5＞

섬도 1.7 dtex, 섬유 길이 38 ㎜ 의 텐셀 ^{(등록상표)} (렌징사 제조) 을 사용하여, CAD 로 세미 랜덤 웨브를 제조하였다. 이어서, 수류에 의한 삼차원 낙합 처리를 실시하였다. 웨브를 금속제 다공성 지지 부재 상에 재치하고, 직경 0.10 ㎜ 의 분사공이 웨브의 폭 방향으로 간격 0.6 ㎜ 마다 형성된 노즐을 2 단 사용하여, 각각 수류를 수압 4 ㎫, 5 ㎫ 의 순서로 분사하여 교락시켰다. 또한, 웨브의 표리를 반송 컨베이어에서 반전시켜, 폴리에스테르 평직 메시 (닛폰 필콘 주식회사 제조 OP-76) 지지체 상에 재치하고, 동 노즐을 2 단 사용하여, 각각 수류를 수압 5 ㎫, 6 ㎫ 의 순서로 분사하여 삼차원 낙합시켰다. 그 후 실린더 건조기로 온도 130 ℃ 에서 접촉 건조시켰다. 이들 일련의 처리를 50 m/분의 속도로 실시하여, 겉보기 중량 70.8 g/㎡ 의 스펀레이스 부직포 (섬유 집합체 전구체) 를 얻었다.

다음으로, 세이덴샤 전자 공업 주식회사 제조 초음파 가공기를 사용하여, 칸사이 철망 주식회사 제조 나일론 평직 메시 (선 직경 160 ㎛＃200) 로 형성된 지지체 상에서, 스펀레이스 부직포의 편면에, 출력 : 1200 W, 주파수 : 20 ㎑, 단수 : 5 단, 수온 : 25 ℃ 에서 0.1 m/분의 속도로, 수욕 초음파 가공에 의해 피브릴 가공을 실시하였다. 얻어진 섬유 집합체에 대해, 각각 평가한 결과를 표 1 에 나타낸다.

＜비교예 1＞

재생 셀룰로오스인 섬도 1.7 dtex, 섬유 길이 40 ㎜ 의 비스코스 레이온 (코로나, 오미켄시 제조) 을 사용하여, CAD 로 세미 랜덤 웨브를 제조하였다. 이어서, 수류에 의한 삼차원 낙합 처리를 실시하였다. 웨브를 금속제 다공성 지지 부재 상에 재치하고, 직경 0.10 ㎜ 의 분사공이 웨브의 폭 방향으로 간격 0.6 ㎜ 마다 형성된 노즐을 2 단 사용하여, 각각 수류를 수압 4 ㎫, 5 ㎫ 의 순서로 분사하여 교락시켰다. 또한, 웨브의 표리를 반송 컨베이어에서 반전시켜, 폴리에스테르 평직 메시 (닛폰 필콘 주식회사 제조 OP-76) 지지체 상에 재치하고, 동 노즐을 2 단 사용하여, 각각 수류를 수압 5 ㎫, 6 ㎫ 의 순서로 분사하여 삼차원 낙합시켰다. 그 후 실린더 건조기로 온도 130 ℃ 에서 접촉 건조시켰다. 이들 일련의 처리를 50 m/분의 속도로 실시하여, 겉보기 중량 69.0 g/㎡ 의 스펀레이스 부직포 (섬유 집합체 전구체) 를 얻었다.

＜비교예 2＞

수욕 초음파 가공을 실시하지 않은 것 이외에는 실시예 1 과 마찬가지로 실시하였다. 얻어진 섬유 집합체 전구체를 그대로 섬유 집합체 (겉보기 중량 : 71.1 g/㎡) 로 하고, 각각 평가한 결과를 표 1 에 나타낸다.

＜비교예 3＞

재생 셀룰로오스인 섬도 1.7 dtex, 섬유 길이 40 ㎜ 의 비스코스 레이온 (코로나, 오미켄시 제조) 을 40 중량％, 섬도 1.6 dtex, 섬유 길이 51 ㎜ 의 폴리에틸렌테레프탈레이트로 형성된 폴리에스테르 섬유 (테트론 ^{(등록상표)}, TORAY 제조) 를 60 중량％ 혼합하고, CAD 로 세미 랜덤 웨브를 제조하였다. 이어서, 수류에 의한 삼차원 낙합 처리를 실시하였다. 웨브를 금속제 다공성 지지 부재 상에 재치하고, 직경 0.10 ㎜ 의 분사공이 웨브의 폭 방향으로 간격 0.6 ㎜ 마다 형성된 노즐을 2 단 사용하여, 각각 수류를 수압 4 ㎫, 5 ㎫ 의 순서로 분사하여 교락시켰다. 또한, 웨브의 표리를 반송 컨베이어에서 반전시켜, 폴리에스테르 평직 메시 (닛폰 필콘 주식회사 제조 OP-76) 지지체 상에 재치하고, 웨브 표면에 PP-MB 10 g/㎡ (섬유 직경 : 4 ㎛) 를 겹치고, 동 노즐을 2 단 사용하여, 각각 수류를 수압 5 ㎫, 6 ㎫ 의 순서로 분사하여 삼차원 낙합시키면서 복합하여 겉보기 중량 73.5 g/㎡ 의 스펀레이스 부직포 (극세 섬유 소재를 복합한 복합품) 를 얻었다. 얻어진 섬유 집합체에 대해, 각각 평가한 결과를 표 1 에 나타낸다.

＜비교예 4＞

섬도 1.7 dtex 의 폴리파라페닐렌테레프탈아미드 (토오레·듀폰 (주) 제조「케블러」 ^{(등록상표)} 필라멘트사로 이루어지는 겉보기 중량 350 g/㎡ 의 평직 직포를, 세이덴샤 전자 공업 주식회사 제조 초음파 가공기를 사용하여, 칸사이 철망 주식회사 제조 나일론 평직 메시 (선 직경 160 ㎛＃200) 로 형성된 지지체 상에서, 스펀레이스 부직포의 편면에, 출력 : 1200 W, 주파수 : 20 ㎑, 단수 : 5 단, 수온 : 25 ℃ 에서 1 m/분의 속도로, 수욕 초음파 가공에 의해 피브릴 가공을 실시하였다. 얻어진 섬유 집합체에 대해, 각각 평가한 결과를 표 1 에 나타낸다.

이번에 개시된 실시형태 및 실시예는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것은 아닌 것으로 생각되어야 하는 것이다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라 청구의 범위에 의해 나타내고, 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

산업상 이용 가능성

본 발명의 섬유 집합체는, 시트상의 것을 액체 흡수성 시트상물로 함으로써, 잉크 흡수체, 실금 패드, 생리용 냅킨 표면재, 종이 기저귀 표면재 등에 제공할 수 있는데, 이것에 한정되는 것이 아니며, 페이스 마스크, 첩부 시트, 웨트 와이퍼, 제한 시트, 물수건, 액체 필터 등 액체 흡수시킬 목적으로 사용되는 물품, 혹은 액체를 흡수시킨 후에 사용되는 물품, 혹은 본 발명의 섬유 집합체의 양호한 확산성을 이용한, 원하는 기능을 달성하는 복합체의 부재에 제공할 수 있다.

또 본 발명의 섬유 집합체는, 그 두께 방향의 양단에 있어서 피브릴화율이 높은 경우에는, 사용면이 특별히 한정되지 않고, 섬유 집합체의 두께 방향 일방측을 표면측, 두께 방향 타방측을 이면측으로 하여, 표면에서는 액체를 거의 확산시키지 않고, 이면에서는 네트워크 구조에 의해 액체를 확산시키는 용도 (예를 들어, 실금 패드 표면재, 종이 기저귀의 표면재, 생리용 냅킨의 표면재, 농업용 보수 시트 등) 에 바람직하게 적용할 수 있다.

또한, 본 발명의 섬유 집합체는, 두께 방향의 중앙 부분에 있어서 피브릴화되어 있는 경우로서, 또한 두께 방향에 있어서의 어느 것의 단부만이 피브릴화율이 높은 경우에는, 예를 들어 피브릴 구조의 구배를 사용하여, 필터 등의 용도에 바람직하게 제공할 수 있다. 또, 두께 방향의 중앙 부분에 있어서 피브릴화되어 있는 경우로서, 또한, 두께 방향에 있어서의 양방의 단부의 피브릴화율이 높은 경우에는, 예를 들어 피부에 대한 자극이 작고, 닦아냄성이 높은 클렌징 시트 등의 용도에 바람직하게 제공할 수 있다.

1, 1', 1" : 섬유 집합체,
2 : 섬유,
3 : 피브릴,
3a : 섬유 집합체의 두께 방향으로 연장되는 피브릴,
4 : 네트워크 구조,
5 : 다른 섬유,
Z : 섬유 집합체의 두께 방향,
F : 피브릴이 연장되는 방향인 가상한 직선,
11 : 가지부,
12 : 줄기부,
13 : 가지부,
14 : 줄기부,
15 : 가지부,
16 : 가지부,
17 : 줄기부,
20 : 샘플,
20a : 손잡이 부분,
21 : 테이블,
22 : 클립,
23 : 풀리,
24 : 폴리아미드사,
25 : 로드 셀.

Claims

섬유의 일부가 섬유 집합체의 두께 방향으로 연장되는 피브릴을 구비하고, 섬유 집합체의 두께 방향에 관한 적어도 어느 것의 단부에, 피브릴끼리 및 피브릴과 섬유 사이의 적어도 어느 것으로 결합한 부분을 가짐으로써 형성된 네트워크 구조를 구비하는, 섬유 집합체.
제 1 항에 있어서,
섬유의 길이 방향에 대해 수직인 방향에 있어서의 단면의 폭 300 ㎛ × 섬유 집합체의 두께의 구획을 100 개 지점 관찰했을 때에, 섬유 집합체의 두께 방향으로 연장되는 피브릴의 개수의 평균이 10 개 이상인 영역을 구비하는, 섬유 집합체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
공극률이 50 ％ 이상인, 섬유 집합체.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
파단 강도가 3 N/5 ㎝ 이상, 파단 신도가 300 ％ 이하인, 섬유 집합체.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
시트상인, 섬유 집합체.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
시트상의 형상을 유지하는 줄기부와, 상기 네트워크 구조를 갖는 가지부로 구성되고, 줄기부를 구성하는 섬유의 직경과 가지부를 구성하는 섬유의 직경이 5000 : 1 ∼ 5 : 1 인, 섬유 집합체.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
섬유 집합체의 피브릴을 외측에 갖지 않는 섬유로 구성된 영역의 섬유의 길이 방향에 대해 수직인 방향에 있어서의 섬유 100 개의 단면적의 평균치 A 와, 섬유 집합체의 두께 방향에 관한 적어도 어느 것의 단부에 형성된 외측에 피브릴을 갖는 섬유를 포함하는 영역의 섬유 100 개의 단면적의 평균치 B 로부터 하기 식
피브릴화율 (％) ＝ (A － B)/A × 100
으로 산출되는 피브릴화율이 0.1 ∼ 70 ％ 의 범위 내인, 섬유 집합체.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
피브릴을 갖는 섬유가, 용제 방사에 의해 제조되는 셀룰로오스 섬유인, 섬유 집합체.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
피브릴이, 섬유 본체와 결합하거나, 피브릴끼리 결합하거나, 그리고, 피브릴끼리 낙합함으로써, 상기 네트워크 구조를 형성하고 있는, 섬유 집합체.
제 5 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
부직포인, 섬유 집합체.
제 10 항에 있어서,
겉보기 중량이 10 ∼ 1000 g/㎡ 인, 섬유 집합체.
제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
두께가 0.05 ∼ 10 ㎜ 인, 섬유 집합체.
제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
겉보기 밀도가 0.01 ∼ 0.5 g/㎤ 인, 섬유 집합체.
제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
스펀레이스 부직포인, 섬유 집합체.
제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 기재된 섬유 집합체를 사용한 액체 흡수성 시트상물.
복수 개의 섬유를 집합시켜 섬유 집합체 전구체를 형성하는 공정과,
섬유 집합체 전구체의 두께 방향에 관하여 적어도 일방측으로부터 캐비테이션 에너지를 부여함으로써, 섬유 집합체의 두께 방향으로 연장되는 피브릴을 형성하고, 피브릴끼리 및 피브릴과 섬유 사이의 적어도 어느 것으로 결합한 부분을 갖는 네트워크 구조를 형성하는 공정을 포함하는, 섬유 집합체의 제조 방법.