(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主体となる短繊維どうしが、この主体となる短繊維に混合されかつ４０℃以下の水に溶解可能な水溶性ビニロンバインダー短繊維の、水による溶解およびその後の水分の蒸発による再度の樹脂化によって、加圧されずに相互に接合されていることを特徴とする水解性短繊維不織布。
【請求項２】
主体となる短繊維と、４０℃以下の水に溶解可能な水溶性ビニロンバインダー短繊維とを混合して短繊維ウエブを形成し、この短繊維ウエブに水をスプレーすることによって水分を付与して水溶性ビニロンバインダー短繊維を溶解させ、その後に水分を蒸発させて、いったん溶解したビニロンバインダー成分を再度樹脂化させ、この再度樹脂化したビニロンバインダー成分によって前記主体となる短繊維どうしを加圧を伴うことなしに接合させることを特徴とする水解性短繊維不織布の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は水解性短繊維不織布およびその製造方法に関し、特に４０℃以下の常温の水に浸漬すればバラバラに分解可能な水解性不織布となしうる水解性短繊維不織布およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、短繊維不織布として、ビニロンバインダー短繊維を含有した短繊維ウエブを湿潤状態で加熱・圧着することで、高密度の短繊維不織布としたものものが知られている。このような高密度の短繊維不織布は、いわゆる合成紙として一般に用いられている。
【０００３】
例えば、特公昭４１−６６０４号公報には、水中溶解温度が４５〜７５℃でありしかも常温の水に対しては膨潤するようなポリビニルアルコール繊維を接着剤として用いた紙および不織布が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の短繊維不織布においては、ビニロンバインダー短繊維は、高温で湿潤な条件のもとで軟化した状態で圧着力が作用することによって初めて接着力が発現する。このため、得られた不織布はペーパーライクなものや高密度のものにしかならない。またいったん接着した後は常温程度の比較的低温で多量の水の存在下では容易には完全に分解せず、したがって水解性不織布としては用いにくいという問題点がある。
【０００５】
そこで本発明は、このような従来のビニロンバインダー短繊維を用いた短繊維不織布における問題点を解決して、低密度で嵩高であり、しかも水解性不織布となり得る短繊維不織布およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明は、主体となる短繊維どうしが、この主体となる短繊維に混合されかつ４０℃以下の水に溶解可能な水溶性ビニロンバインダー短繊維の、水による溶解およびその後の水分の蒸発による再度の樹脂化によって、加圧されずに相互に接合されていることを特徴とする水解性短繊維不織布を要旨とするものである。
【０００７】
また本発明は、主体となる短繊維と、４０℃以下の水に溶解可能な水溶性ビニロンバインダー短繊維とを混合して短繊維ウエブを形成し、この短繊維ウエブに水をスプレーすることによって水分を付与して水溶性ビニロンバインダー短繊維を溶解させ、その後に水分を蒸発させて、いったん溶解したビニロンバインダー成分を再度樹脂化させ、この再度樹脂化したビニロンバインダー成分によって前記主体となる短繊維どうしを加圧を伴うことなしに接合させることを特徴とする水解性短繊維不織布の製造方法を要旨とするものである。
【０００８】
すなわち本発明によると、水溶性ビニロンバインダー短繊維の水による溶解およびその後の水分の蒸発による再度の樹脂化のみによって、加熱や圧着を伴うことなしに、主体となる短繊維どうしを相互に接合させることができるので、所要の強力を有し、しかも低密度で嵩高な短繊維不織布となる。
【０００９】
また、この水解性短繊維不織布は、４０℃以下の常温の多量の水で処理されるとバインダー短繊維が溶解除去され、それによって主体となる短繊維間の接着力が無くなるので、この主体となる短繊維を完全に解離させることができる。
【００１０】
したがって本発明の不織布は、上述のように４０℃以下の常温の水にて構成繊維を完全に解離させることができるため、トイレタリー用のウォッシャブル不織布や、植生不織布や、地盤強化用不織布などに好適に用いることができる。すなわち、常温の水を流す水洗トイレ用のウォッシャブル不織布に適用すると、その水洗水に浸したときに不織布形態が崩壊するため、排水と一緒に排出することができる。また植生不織布に適用した場合も、地上あるいは地中の常温の水によって不織布形態を崩壊させることができる。
【００１１】
主体となる短繊維として生分解性の繊維を用いれば、全体として生分解性を有する不織布とすることができる。
【００１２】
特に、本発明の方法によれば、水の噴霧などのみによって、樹脂綿のように厚みのある短繊維不織布が得られるので、一般の有機溶剤を使用するような場合に比べて作業環境を汚すことがない利点がある。
【００１３】
【発明の実施の形態】
主体となる短繊維としては、コットン、麻、ウールなどの天然繊維や、レーヨン、ポリノジック、テンセル、リヨセル、アセテートなどの再生繊維・半合成繊維や、ポリエステル、ナイロン、アクリル、ビニロン、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの合成繊維があげられる。
【００１４】
なかでも、ポリエステル短繊維が好適であり、たとえばエチレンテレフタレート単位やブチレンテレフタレート単位やエチレンナフタレート単位を主たる構成成分とするものが好ましい。エチレンナフタレート単位を主たる構成成分とするものとしては、特にエチレン−２，６−ナフタレート単位を主たる構成成分とするものが好ましい。このうち、経済性の面から、とりわけポリエチレンテレフタレート短繊維が好ましい。このポリエステルには、その特性を損なわない範囲で、イソフタル酸、５−スルホイソフタル酸、ジエチレングリコールなどの他の成分が共重合されていても差し支えない。
【００１５】
主体となる短繊維は、その断面が丸断面であっても異形断面であってもよいし、中実断面であっても中空断面であってもよい。その繊度は、特に限定されるものでなく、不織布の用途による要求特性により決めれば良い。一般には２〜２００デニールのものが用いられる。繊維の捲縮形態は特に規定されないが、不織布を嵩高性のものにしたい場合には、コンジュゲートタイプの立体捲縮を有するものがよい。
【００１６】
主体となる短繊維は、生分解性を有する合成繊維であってもよい。すなわち、ポリ乳酸、ポリε−カプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ポリ（β−ヒドロキシ）酪酸などにて形成されたものであってもよい。
【００１７】
本発明における水溶性ビニロンバインダー短繊維は、４０℃以下、好ましくは５〜３０℃の比較的低温の水に速やかに溶解するタイプのバインダー短繊維であり、たとえばクラレ社の「ＫII」という商品名の繊維（「不織布情報」第２７１号、平成８年５月１０日、（株）不織布情報発行）があげられる。この水溶性ビニロンバインダー短繊維の繊度は、特に限定されるものではないが、所要の不織布を得るためには２〜１００デニールが適当である。また、この水溶性ビニロンバインダー短繊維の使用割合は、混合ウエブ全体の３０〜７０重量％が適当である。しかし、これらの物性は、不織布の用途による要求特性によって任意に変えることができる。
【００１８】
このような水溶性ビニロンバインダー短繊維は、紡糸時において、油剤が付与され、クリンパーなどで機械クリンプがかけられてから、数万〜数百万デニールに引き揃えられて、ＥＣカッターやグルグルカッターなどのカッターで所要の長さに切断される。切断長は、３０〜１０２ｍｍ程度である。
【００１９】
次に本発明の不織布の製造方法について説明する。すなわち、まず原料としての主体となる短繊維と水溶性ビニロンバインダー短繊維とを、用途あるいはその要求特性にもとづき決定した割合にて混綿し、梳綿機などでウエブを形成する。その後、このウエブにバインダー短繊維が溶解する温度の水をウエブから滴り落ちない程度スプレーして、ウエブの全面にできるだけ均一に付着させ、バインダー短繊維をある程度溶解させる。それから、ウエブを熱処理装置に通しして水分を蒸発させ、いったん溶解したビニロンバインダー成分を再び樹脂状にして、主体となる短繊維間を点接合させる。これにより、所要の短繊維不織布が得られる。スプレーの際には、水をかけすぎると、水に溶解したバインダー成分がウエブから流出してしまい、バインダーとしての役割が果たせなくなるので、水をかけすぎないことが肝要である。
なお、水をスプレーする前にウエブにニードリング加工や空気絡合などを施して、構成繊維どうしを三次元的に交絡させることもできる。このようにすると、できあがった不織布の強力および特に柔軟性を向上させることができる。
【００２０】
水分を蒸発させるための熱処理装置としては、熱風循環ドライヤー、熱風貫流ドライヤー、サクションドラムドライヤー、フラットロール・エンボスロールなどの加熱ロールなどが用いられる。なお、低目付の不織布を製造する場合には、加熱乾燥しなくても、風乾により水分を蒸発させるだけで、強度のある不織布を製造することができる。
【００２１】
本発明においては、上述のように、水溶性ビニロンバインダー短繊維の水による溶解およびその後の水分の蒸発による再度の樹脂化のみによって、加熱や圧着を伴うことなしに、主体となる短繊維どうしを相互に接合させて不織布化させる。
【００２２】
また本発明の不織布は、ある程度の厚みのある、いわゆる固綿の形態とすることもできる。
【００２３】
この形態を得ることなどを目的として、不織布の厚さと密度とを規制するためには、水滴がウエブの内部まである程度侵入するような状態まで水をスプレーしてから、所定の厚さのスペーサーを介した板や金網どうしの間にウエブを挟み、その状態で熱処理することで水分を蒸発させればよい。
【００２４】
さらに、この形態を得るための別の方法として、すなわち不織布を厚みのあるクッション材の形態に製造するための別の方法として、原料としての主体となる短繊維と水溶性ビニロンバインダー短繊維との混合物を吹き込み成形機にて所定の側地や型枠内に吹き込み、その後に水をスプレーしてバインダー短繊維をある程度溶解させ、続いて熱処理により水分を蒸発させてバインダー短繊維を樹脂状にして、主体となる短繊維どうしを点接合させる方法もある。側地や型枠の形態は、得られる成形品の用途によって適宜選択することができる。
【００２６】
型枠内で加熱する場合は、型枠の一方の側から熱風を吹き込み、他方から吸引を行う、いわゆるサクションタイプの熱処理機を用いると、加熱時間が少なくて済み、効率的である。
【００２７】
【実施例】
以下、実施例によって本発明を詳しく説明する。しかし、本発明は以下の実施例のみによって限定されるものではない。
【００２８】
以下の実施例における各種特性値の測定は、次の方法により実施した。
【００２９】
（１）不織布の目付け（ｇ／ｍ2 ）：標準状態の試料から縦１０ｃｍ×横１０ｃｍの試験片５点を作成し、平衡水分に到らしめた後、各試験片の重量（ｇ）を秤量し、得られた値の平均値を単位面積（ｍ2 ）当たりに換算して目付け（ｇ／ｍ2 ）とした。
【００３０】
（２）不織布の強力（ｋｇ）：ＪＩＳ−Ｌ−１０９６Ａに記載の方法に準じて測定した。すなわち、試料幅が５ｃｍの試料片を不織布の機械方向（ＭＤ）およびそれに直交する方向（ＣＤ）についてそれぞれ１０点作成し、各試料片ごとに、定速伸長型引張試験機（東洋ボールドウイン社製テンシロンＵＴＭ−４−１−１００）を用い、試料の掴み間隔１０ｃｍとし、引張速度１０ｃｍ／分で伸長した。そして、ＭＤとＣＤの両方向について、得られた切断時荷重値（ｋｇ）の平均値を、それぞれ「ＭＤ強力」、「ＣＤ強力」と称して評価した。
【００３１】
（３）嵩密度（ｇ／ｃｃ）：幅１０ｃｍ、長さ１０ｃｍの試験片を５点作成し、大栄化学精機製作所社製の厚み測定器により４．５ｇ／ｃｍ2 の荷重の印加による個々の試験片の厚みを測定してその平均値を「厚み」とし、下式により嵩密度を求めた。
【００３２】
嵩密度（ｇ／ｃｃ）＝目付け（ｇ／ｍ2 ）／［厚み（ｍｍ）×１０００］
【００３３】
（実施例１）
主体となる短繊維として、ポリエチレンテレフタレート短繊維を用いた。このポリエチレンテレフタレート短繊維は、重合度の異なる２種のポリエチレンテレフタレートポリマー（融点２５５℃）をサイドバイサイドに複合したコンジュゲート構造の嵩高性繊維（ユニチカ社製、商品名＜３８Ｆ＞）であって、その繊維長は５１ｍｍ、繊度は３デニールであった。
【００３４】
また水溶性ビニロンバインダー短繊維として、クラレ社の「ＫII」という商品名の繊維であって、２０℃の水にほぼ瞬間的に溶解するものを用いた。その繊維長は５１ｍｍ、繊度は２デニールであった。
【００３５】
そして、上記のポリエチレンテレフタレート短繊維７０重量％と水溶性ビニロンバインダー短繊維３０重量％とを均一に混綿し、梳綿機に通した後、クロスラッパーで積層して、目付け１２０ｇ／ｍ2 、厚さ７ｍｍのウエブとした。
【００３６】
このウエブを３０ｃｍ×３０ｃｍに切り取り、霧吹きを用いてウエブの両面から均一に、かつ水が滴り落ちないようにして、ウエブ重量に対し３０％の２５℃の水をスプレーした。その後、熱処理装置として熱風貫流ドライヤーを用い、８０℃、３分の条件で水分を蒸発させて、ウエブを乾燥させた。
【００３７】
これにより得られた不織布は、厚さ６ｍｍの嵩高のものであり、その嵩密度は０．００８４ｇ／ｃｃであった。またＭＤ強力が８．３ｋｇ、ＣＤ強力が２．１ｋｇで、実用上十分な不織布強力を有するものであった。
【００３８】
この不織布を２５℃水の入ったビーカーに入れると速やかに不織布強度がなくなり、また、この水の中で軽く引っ張ると繊維が完全に解離した。
【００３９】
（実施例２）
主体となる短繊維として、繊維長５１ｍｍ、繊度３デニールで、中実の丸断面を有するナイロン６繊維を用いた。そして、それ以外は実施例１と同様にして不織布を得た。
【００４０】
得られた不織布は、厚さ４ｍｍであり、またＭＤ強力が９．５ｋｇ、ＣＤ強力が２．６ｋｇで、実用上十分な不織布強力を有するものであった。
【００４１】
この不織布を２５℃水の入ったビーカーに入れると速やかに不織布強度がなくなり、また、この水の中で軽く引っ張ると繊維が完全に解離した。
【００４２】
（実施例３）
主体となる短繊維として、繊維長５１ｍｍ、繊度３デニールで、中実の丸断面を有するレーヨン繊維を用いた。そして、それ以外は実施例１と同様にして不織布を得た。
【００４３】
得られた不織布は、厚さ４ｍｍであり、またＭＤ強力が９．８ｋｇ、ＣＤ強力が３．１ｋｇで、実用上十分な不織布強力を有するものであった。
【００４４】
この不織布を２５℃水の入ったビーカーに入れると速やかに不織布強度がなくなり、また、この水の中で軽く引っ張ると繊維が完全に解離した。
【００４５】
（実施例４）
主体となる短繊維として、繊維長５１ｍｍ、繊度３デニールで、中実の丸断面を有するビニロン繊維を用いた。そして、それ以外は実施例１と同様にして不織布を得た。
【００４６】
得られた不織布は、厚さ４ｍｍであり、またＭＤ強力が１１．６ｋｇ、ＣＤ強力が３．７ｋｇで、実用上十分な不織布強力を有するものであった。
【００４７】
この不織布を２５℃水の入ったビーカーに入れると速やかに不織布強度がなくなり、また、この水の中で軽く引っ張ると繊維が完全に解離した。
【００４８】
（比較例１）
水溶性ビニロンバインダー短繊維に代えて、耐熱水性が８３℃の、水溶性を有しない通常のビニロンバインダー短繊維を用いた。この繊維は、中実の丸断面を有するとともに、その繊維長は５１ｍｍ、繊度は２デニールであった。そして、それ以外は実施例１と同様にして不織布を得た。
【００４９】
得られた不織布は、バインダー成分による接着強度がまったく無く、その不織布強力を測定することすらできなかった。
【００５０】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、水溶性ビニロンバインダー短繊維の水による溶解およびその後の水分の蒸発による再度の樹脂化のみによって、加熱や圧着を伴うことなしに、主体となる短繊維どうしを相互に接合させることができるので、所要の強力を有し、しかも低密度で嵩高な水解性の短繊維不織布を得ることができ、またバインダー繊維の溶解とその後の乾燥による樹脂化の際には水を使用するだけであり、有機溶剤などは全く使用しないため、作業環境を汚すことがないという利点がある。