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JP2015048569A - 不織布及び該不織布の製造方法 - Google Patents

不織布及び該不織布の製造方法 Download PDF

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JP2015048569A JP2014117776A JP2014117776A JP2015048569A JP 2015048569 A JP2015048569 A JP 2015048569A JP 2014117776 A JP2014117776 A JP 2014117776A JP 2014117776 A JP2014117776 A JP 2014117776A JP 2015048569 A JP2015048569 A JP 2015048569A
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Eikichi Sai
榮吉 戴
合喜 楊
Goki Yo
合喜 楊
建仲 蘇
Chien-Chung Su
建仲 蘇
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Kang Na Hsiung Enterprise Co Ltd
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Abstract

【課題】高い引張強度を持ちながら、マシン方向の引張強度とクロスマシン方向の引張強度との差を低く抑えた不織布及び該不織布の製法の提供。
【解決手段】
一対のカーディング繊維ウェブ層３の間に内積層１０が挟まれている不織布であって、内積層１０は、複数の結合繊維をマシン方向及びクロスマシン方向に延伸するようにスパンボンド法により形成されたスパンボンド不織材料１に、複数のパルプ繊維２が積層されているものであり、更に、一対のカーディング繊維ウェブ層３は、マシン方向に沿ってカーディング処理されたそれぞれ長さが１０ｍｍより長い複数のカーディング繊維により構成された上、カーディング繊維の一部がパルプ繊維の一部と絡み合い、そしてカーディング繊維の一部が結合繊維の一部と絡み合って、マシン方向の引張強度が前記クロスマシン方向の引張強度の４倍以下にあることを特徴とする不織布。
【選択図】図１

Description

本発明は不織布及び該不織布の製造方法に関し、特に高い引張強度を持ちながら、マシン方向における引張強度とクロスマシン方向における引張強度との差を低く抑えた不織布及び該不織布の製造方法に関する。
現代の日常生活では、衣料品から建材まで、様々なところに不織布が使われている。その内、主に物体表面の汚れを拭き取るティッシュやキッチンペーパーやおしぼりなどに用いる不織布には、更に液体に対する吸収性と強い引張強度と優れた柔軟性などの特性が求められる。
ティッシュやキッチンペーパーやおしぼりなどに用いる不織布は、例えば特許文献１に記載されている不織布の製造方法によって製造されるものがある。該製造方法は、梳綿機でポリマー系繊維を繊維シートに形成してから、例えばパルプ、活性炭素、高吸水性高分子（ＳＡＰ）などにより組み合わされた繊維状や粉状や粒状の材料をエアレイド法で前記繊維シートの表面にエアレイドウェブを形成し、更にウォータージェット（スパンレース）法などで前記繊維シートと前記エアレイドウェブとを結合して不織布を作成する。
特開２００２−１１５１６２号公報
しかし、特許文献１の方法により生産された不織布は、液体に対する吸収性が優れるが、引張強度不足の上にマシン方向における引張強度とクロスマシン方向における引張強度との差が大きく、変形して破損しやすいという欠点がある。
上記問題点に鑑みて、本発明は、引張強度が従来の製法で製造された不織布より強く、且つ、マシン方向における引張強度とクロスマシン方向における引張強度との差が小さく、破損しにくい不織布及び該不織布の製法の提供を目的とする。
上記目的を達成すべく、本発明は、一対のカーディング繊維ウェブ層の間に内積層が挟まれている不織布であって、前記内積層は、複数の結合繊維がマシン方向及び前記マシン方向と直交するクロスマシン方向に延伸するようにスパンボンド法によりシート状に形成されたスパンボンド不織材料の少なくとも一面に、複数のパルプ繊維がエアレイド法により前記スパンボンド不織材料を構成する前記結合繊維の少なくとも一部と絡み合うように積層されているものであり、更に、前記一対の前記カーディング繊維ウェブ層は、前記マシン方向に沿ってカーディング処理されたそれぞれ長さが１０ｍｍより長い複数のカーディング繊維により構成されたものである上、前記カーディング繊維の少なくとも一部が前記パルプ繊維の一部と絡み合い、そして前記カーディング繊維の少なくとも一部が前記結合繊維の一部と絡み合って、前記マシン方向における引張強度が前記クロスマシン方向における引張強度の４倍以下になっていることを特徴とする不織布を提供する。
上記の不織布において、前記複数のパルプ繊維は、不織布の全体に占めているの重量比が５％〜６０％の範囲内にあることが好ましく、上記の不織布において、前記スパンボンド不織材料層は、不織布の全体に占めている重量比が８％〜５０％の範囲内にあることが好ましく、上記の不織布において、前記カーディング繊維ウェブ層は、不織布の全体に占める重量比が１０％〜８０％の範囲内にあることが好ましい。
また、本発明の不織布の製造方法は、複数の結合繊維がマシン方向及び前記マシン方向と直交するクロスマシン方向に延伸するように、スパンボンド法によりシート状に形成されたスパンボンド不織材料を用意するステップと、前記スパンボンド不織材料を構成する前記結合繊維の少なくとも一部と絡み合うように複数のパルプ繊維をエアレイド法により前記スパンボンド不織材料層の少なくとも一面に積層して中間スタックを作成するステップと、前記マシン方向に沿ってカーディング処理されたそれぞれ長さが１０ｍｍより長い複数のカーディング繊維により構成された一対のカーディング繊維ウェブ層の間に、前記中間スタックを挟んでサンドイッチ積層体として作成するステップと、前記サンドイッチ積層体に対して流体ジェット処理を行い前記結合繊維と前記パルプ繊維と前記カーディング繊維とを機械的に絡ませて、前記マシン方向における引張強度が前記クロスマシン方向における引張強度の４倍以下にある不織布を作成するステップと、が行われる製造方法である。
上記の不織布の製造方法において、前記流体ジェット処理は、ウォータージェット処理であることが好ましい。
上記の不織布の製造方法において、前記複数のパルプ繊維は、不織布の全体に占めている重量比が５％〜６０％の範囲内にあることが好ましく、上記の不織布の製造方法において、前記スパンボンド不織材料層は、不織布の全体に占めている重量比が８％〜５０％の範囲内にあることが好ましく、上記の不織布の製造方法において、前記カーディング繊維ウェブ層は、不織布の全体に占める重量比が１０％〜８０％の範囲内にあることが好ましい。
上記の構成と製造方法によれば、本発明は、スパンボンド不織材料を加えた上で、カーディング繊維ウェブ層を構成するカーディング繊維とスパンボンド不織材料を構成する結合繊維と複数のパルプ繊維とを互いに絡み合わせることで、特許文献１に記載されている不織布の製造方法により製造される不織布より、引張強度が向上される。また、マシン方向における引張強度をクロスマシン方向における引張強度の４倍以下に抑えることができるので、各方向における引張強度が従来の不織布より均一になり、従来のティッシュやキッチンペーパーやおしぼりなどに用いる不織布と比べて、永久的な変形または破損が起きにくい不織布を提供することができる。
本発明の不織布の好ましい実施形態の一部が示される断面図である。
以下では添付の図面を参照しながら、本発明に係る不織布の一実施形態について説明する。
図１に示されるように、本発明の不織布は、一対のカーディング繊維ウェブ層３の間に内積層１０が挟まれている不織布であって、内積層１０は、複数の結合繊維をマシン方向及び前記マシン方向と直交するクロスマシン方向に延伸するようにスパンボンド法によりシート状に形成されたスパンボンド不織材料１の少なくとも一面に、複数のパルプ繊維２がエアレイド法によりスパンボンド不織材料１を構成する前記結合繊維の少なくとも一部と絡み合うように積層されているものである。上記構成により、本発明の不織布は、マシン方向における引張強度をクロスマシン方向における引張強度の４倍以下に抑えることができる。
本実施形態において、複数のパルプ繊維２は、スパンボンド不織材料１の一面に積層されている。
スパンボンド不織材料１は、複数の結合繊維をスパンボンド法でマシン方向及び前記マシン方向と直交するクロスマシン方向に沿って延伸するシート状に形成されたものである。
例えば、スパンボンド不織材料１は、熱可塑性ポリマーを溶融させ、連続した長繊維状の結合繊維として吐出しながらウェブに形成してから、従来の結合処理、例えば、サーマルボンド法、ケミカルボンド法、ニードルパンチ法、ウォータージェット（スパンレース）法などによって得ることができる。
上記熱可塑性ポリマーとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンとポリプロピレンとを含む複合材料などが挙げられる。
なお、スパンボンド不織材料１は、不織布の全体に占める重量比が８％〜５０％の範囲内にあることが好ましい。
複数のパルプ繊維２は、従来の方法によりパルプや木材パルプなどから得られるものを使用することができる。更に、複数のパルプ繊維２は、不織布の全体に占める重量比が５％〜６０％の範囲内で、太さが０.１デニール〜１０デニールの範囲内、長さが１ｍｍ〜５ｍｍの範囲内にあるものを使用することが好ましい。
カーディング繊維ウェブ層３は、前記マシン方向に沿ってカーディング処理されたそれぞれ長さが１０ｍｍより長い複数のカーディング繊維を有するものを使用する。そして、前記カーディング繊維は、例えば天然繊維または化学繊維を使用することができる。
該天然繊維としては、例えば、種子毛繊維（棉）、ジン皮繊維（亜麻）、葉脈繊維（マニラ麻）、果実繊維（ヤシ）などの植物繊維、または獣毛繊維、繭繊維などの動物繊維が挙げられる。
該化学繊維としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド（ｐｏｌｙａｍｉｄｅ）などの合成繊維、または酢酸セルロース繊維などの半合成繊維、あるいはレーヨンなどの再生繊維が挙げられる。
本実施形態のカーディング繊維ウェブ層３に用いるカーディング繊維は、上記複数の材料から選ばれる少なくとも1種類の繊維を使用することができる。また、製造コストを節約する視点から、カーディング繊維は例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、レーヨン、棉からなる群より選ばれることが好ましい。そして、カーディング繊維ウェブ層３に用いるカーディング繊維としては長さが１０ｍｍ〜７６ｍｍの範囲内で太さが１デニール〜６デニールの範囲内にあるものを使用することが好ましく、カーディング繊維ウェブ層３全体としては、目付が５ｇ／ｍ２〜１００ｇ／ｍ２の範囲内、厚さが０．１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内、不織布の全体に占める重量比が１０％〜８０％の範囲内に作成されることが好ましい。
また、本実施形態の不織布は目付が２５ｇ／ｍ２〜１５０ｇ／ｍ２の範囲内で厚さは０．１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内にあることが好ましい。本実施形態において、マシン方向における引張強度とクロスマシン方向における引張強度との比の値が２以下である。
スパンボンド不織材料１の少なくとも一面に、複数のパルプ繊維２がエアレイド法によりスパンボンド不織材料１を構成する前記結合繊維の少なくとも一部と絡み合うように積層されている内積層１０を一対のカーディング繊維ウェブ層３の間に挟む上、少なくとも一部の前記カーディング繊維と一部の複数のパルプ繊維２、そして前記カーディング繊維の少なくとも一部と前記結合繊維の一部とを絡み合わせることによって、マシン方向における引張強度をクロスマシン方向における引張強度の４倍以下に抑える効果を得ることができる。
次いで、本発明に係る不織布の製造方法の一実施形態について説明する。
本実施形態の不織布の製造方法においては、以下の工程を有する。
（１）スパンボンド不織材料用意工程。まず、複数の結合繊維をマシン方向及び前記マシン方向と直交するクロスマシン方向に延伸するように、スパンボンド法によりシート状に形成されたスパンボンド不織材料１を用意する。
（２）中間スタック製造工程。スパンボンド不織材料１を構成する前記結合繊維の少なくとも一部と絡み合うように複数のパルプ繊維２をエアレイド法によりスパンボンド不織材料層１の少なくとも一面に積層して中間スタックを作成する。
（３）サンドイッチ積層体製造工程。それぞれ長さが１０ｍｍより長く、且つ前記マシン方向に沿ってカーディング処理された複数のカーディング繊維により構成された一対のカーディング繊維ウェブ層３の間に、前記中間スタックを挟んでサンドイッチ積層体として作成する。
（４）流体ジェット処理工程。前記サンドイッチ積層体を流体ジェット処理により、前記結合繊維、複数のパルプ繊維２、前記カーディング繊維を機械的に交絡させて、前記マシン方向における引張強度が前記クロスマシン方向における引張強度の４倍以下にある不織布を作成する。
＜本発明の効果の検証＞
以下は、実施例と比較例を以って、本発明の効果を検証する。
［実施例］
この実施例では、まず、中実（中身が詰まった、中空ではない）のポリエチレンテレフタレート繊維をマシン方向に沿ってカーディング処理で形成した、２枚併せて作成される不織布全体の２６ｗｔ％を占めるカーディング繊維ウェブ層（目付２２ｇ／ｍ２、長さ１０ｍｍ〜７６ｍｍ）、及び、ポリプロピレンからなり、不織布全体の２４ｗｔ％を占めるスパンボンド不織材料、を用意した。
そして、不織布全体の５０ｗｔ％を占め、板紙など厚い紙製品をグラインダーで粉砕することより製造された複数のパルプ繊維（長さ１〜５ｍｍ）を、エアレイド法（気流流量１３０ＣＭＭ）で、速度５０Ｍ／ｍｉｎでマシン方向に沿って移動している前記スパンボンド不織材料層（目付１３ｇ／ｍ２）の一面に満遍なく積層した。該複数のパルプ繊維は、前記マシン方向及び前記マシン方向と直交するクロスマシン方向に沿って延伸されている。
そして、熱処理（温度１３５℃）を行って複数の前記パルプ繊維を前記スパンボンド不織材料に結合させ、また、一対の加圧ローラの隙間に通すことにより加圧して、中間スタックを得た。
速度５０Ｍ／ｍｉｎでマシン方向に沿って移動している一対の前記カーディング繊維ウェブ層を用いて、前記中間スタックを挟むことにより、サンドイッチ積層体を作成した。最後に、該サンドイッチ積層体を、速度５０Ｍ／ｍｉｎでマシン方向に沿って移動させてウォータージェット（スパンレース）法（水圧：５０ｂaｒ）で、該サンドイッチ積層体が含有する繊維を互いに絡み合わせ、そして、熱風乾燥機により乾燥し、本発明の実施例の不織布として作成した。
［比較例］
この比較例では、まず、中実のポリエチレンテレフタレート繊維をカーディング処理で形成した、２枚併せて作成される不織布全体の４０ｗｔ％を占める第１のカーディング繊維ウェブ層及び第２のカーディング繊維ウェブ層（目付２２ｇ／ｍ２）を形成した。
板紙など厚い紙製品をグラインダーで粉砕することより製造された複数のパルプ繊維６０ｗｔ％（長さ１〜５ｍｍ）を、エアレイド法（気流流量１３０ＣＭＭ）で、速度５０Ｍ／ｍｉｎでマシン方向に沿って移動している第１のカーディング繊維ウェブ層の一面に満遍なく積層した。そして、熱処理（温度１３５℃）を行って該複数のパルプ繊維を第１のカーディング繊維ウェブ層と結合させ、また、一対の加圧ローラの隙間に通すことにより加圧した。更に、速度５０Ｍ／ｍｉｎでマシン方向に沿って移動している第２のカーディング繊維ウェブ層を用いて、複数のパルプ繊維を覆うことにより、積層体を作成した。
該積層体をウォータージェット（スパンレース）法（水圧：５０ｂaｒ）で、該積層体が含有する繊維を互いに絡み合わせ、そして、熱風乾燥機により乾燥し、比較例の不織布として作成した。
［評価方法］
・目付（ｇ／ｍ２）
ＡＳＴＭ(ＡＳＴＭ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ) Ｄ３７７６−８５に記載された測定方法を基準として、２３±０．５℃、相対湿度６５±２％、気圧約１ａｔｍ（１０１３．２５ｈＰａ）の環境下にて、電子天秤で実施例の不織布と比較例の不織布から切り出した試験片の質量を測定し、その質量を該試験片の面積で除することによって算出される。
・引張強度（Ｋｇｆ／２５ｍｍ）
実施例の不織布と比較例の不織布から長さ１５０ｍｍ×幅２５．４ｍｍの試験片を切り出し、ＡＳＴＭ Ｄ−１１１７に準拠する測定方法で測定することによって得られる。
・伸長率（％）
実施例の不織布と比較例の不織布から長さ１５０ｍｍ×幅２５．４ｍｍの試験片を切り出し、ＡＳＴＭ Ｄ−１１１７に準拠する測定方法で測定することによって得られる。
実施例と比較例それぞれの評価結果が表１に記載されている。
Figure 2015048569
表１に示される評価結果により、スパンボンド不織材料を含む実施例の不織布の引張強度は、スパンボンド不織材料を含まない比較例の不織布より高く、更に、マシン方向における引張強度がクロスマシン方向における引張強度の４倍以下に抑えられていることが判る。従って、スパンボンド不織材料を加えた上で、カーディング繊維ウェブ層を構成するカーディング繊維とスパンボンド不織材料を構成する結合繊維と複数のパルプ繊維とを互いに絡み合わせることで、引張強度が高められ、そして、各方向における引張強度が従来の不織布より均一になることが証明された。このように、本発明によれば、従来のティッシュやキッチンペーパーやおしぼりなどに用いる不織布と比べて永久的な変形または破損が起きにくい不織布を提供することができる。
本発明の不織布は、引張強度が向上され、且つマシン方向における引張強度をクロスマシン方向における引張強度の４倍以下に抑えることができるので、例えば物体表面の汚れを拭き取るティッシュやキッチンペーパーやおしぼりなどの製品に好適に応用することができる。
１ スパンボンド不織材料
２ 複数のパルプ繊維
３ カーディング繊維ウェブ層
１０ 内積層

Claims (9)

  1. 一対のカーディング繊維ウェブ層の間に内積層が挟まれている不織布であって、
    前記内積層は、複数の結合繊維がマシン方向及び前記マシン方向と直交するクロスマシン方向に延伸するようにスパンボンド法によりシート状に形成されたスパンボンド不織材料の少なくとも一面に、複数のパルプ繊維がエアレイド法により前記スパンボンド不織材料を構成する前記結合繊維の少なくとも一部と絡み合うように積層されているものであり、
    更に、一対の前記カーディング繊維ウェブ層は、前記マシン方向に沿ってカーディング処理されたそれぞれ長さが１０ｍｍより長い複数のカーディング繊維により構成されたものである上、
    前記カーディング繊維の少なくとも一部が前記複数のパルプ繊維の一部と絡み合い、そして前記カーディング繊維の少なくとも一部が前記結合繊維の一部と絡み合って、前記マシン方向における引張強度が前記クロスマシン方向における引張強度の４倍以下になっていることを特徴とする不織布。
  2. 前記複数のパルプ繊維は、不織布の全体に占める重量比が５％〜６０％の範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の不織布。
  3. 前記スパンボンド不織材料は、不織布の全体に占める重量比が８％〜５０％の範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の不織布。
  4. 前記カーディング繊維ウェブ層は、不織布の全体に占める重量比が１０％〜８０％の範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の不織布。
  5. 複数の結合繊維がマシン方向及び前記マシン方向と直交するクロスマシン方向に延伸するように、スパンボンド法によりシート状に形成されたスパンボンド不織材料を用意するステップと、
    前記スパンボンド不織材料を構成する前記結合繊維の少なくとも一部と絡み合うように複数のパルプ繊維をエアレイド法により前記スパンボンド不織材料の少なくとも一面に積層して中間スタックを作成するステップと、
    前記マシン方向に沿ってカーディング処理されたそれぞれ長さが１０ｍｍより長い複数のカーディング繊維により構成された一対のカーディング繊維ウェブ層の間に、前記中間スタックを挟んでサンドイッチ積層体として作成するステップと、
    前記サンドイッチ積層体に対して流体ジェット処理を行い前記結合繊維と前記複数のパルプ繊維と前記カーディング繊維とを機械的に絡ませて、前記マシン方向における引張強度が前記クロスマシン方向における引張強度の４倍以下にある不織布を作成するステップと、が行われることを特徴とする不織布の製造方法。
  6. 前記流体ジェット処理は、ウォータージェット処理であることを特徴とする請求項５に記載の不織布の製造方法。
  7. 前記複数のパルプ繊維は、不織布の全体に占めている重量比が５％〜６０％の範囲内にあることを特徴とする請求項５に記載の不織布の製造方法。
  8. 前記スパンボンド不織材料は、不織布の全体に占めている重量比が８％〜５０％の範囲内にあることを特徴とする請求項５に記載の不織布の製造方法。
  9. 前記カーディング繊維ウェブ層は、不織布の全体に占める重量比が１０％〜８０％の範囲内にあることを特徴とする請求項５に記載の不織布の製造方法。
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