(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロール直径がエンボス刻印部よりも１００〜１０００μｍの範囲で大きくされてなるフラット部を、エンボス刻印部の両外側に有し、エンボス刻印部の圧着面積率が０．１〜５％の範囲にあり、１つの圧着部の面積が１〜２５ｍｍ2の範囲にあるエンボスロールにより、不織布または少なくとも１層が不織布からなる積層体を熱圧着して得られる、不織布または不織布積層体の不織布層の目付が５０ｇ／ｍ2以上で、見かけ密度が０．１ｇ／ｃｍ3以下である嵩高不織布または不織布積層体。
【請求項２】
前記エンボス刻印部の彫刻深さが２〜１５ｍｍの範囲にあるエンボスロールにより、熱圧着して得られることを特徴とする請求項１に記載の嵩高不織布または不織布積層体。
【請求項３】
前記フラット部の幅が３０ｍｍ以上であるエンボスロールにより、熱圧着して得られることを特徴とする請求項１または２に記載の嵩高不織布または不織布積層体。
【請求項４】
エンボス刻印部の彫刻深さが２〜１５ｍｍ、圧着面積率が０．１〜５％、１つの圧着部の面積が１〜２５ｍｍ2であり、ロール直径がエンボス刻印部よりも１００〜１０００μｍの範囲で大きくされてなるフラット部を、エンボス刻印部の両外側に有するエンボスロールにより、熱圧着する、不織布または不織布積層体の不織布層の目付が５０ｇ／ｍ2以上で、見かけ密度が０．１ｇ／ｃｍ3以下である嵩高不織布または不織布積層体の熱接着方法。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載の嵩高不織布または不織布積層体からなる油吸収材。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれかに記載の嵩高不織布または不織布積層体からなるワイパー材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、不織布または少なくとも１層が不織布からなる積層体をエンボスロールで熱圧着して得られる嵩高不織布または不織布積層体に関する。より詳しくは、特定のエンボスロールで熱圧着して得られる、熱圧着部の穴あき、外観不良等の熱接着による損傷のない嵩高な不織布または不織布積層体、およびその熱接着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
不織布の製造方法には、融点の異なる短繊維を混合し、カード機により開繊した短繊維積層ウェブを交絡処理する短繊維法、連続フィラメントをエアサッカー等で高速牽引し、移動する捕集ネットコンベア上に捕集したウェブを交絡処理するスパンボンド法、口金孔から吐出する熱可塑性ポリマーを、ともに噴出する高速気流により噴射し、移動するネット上に捕集したあと交絡処理するメルトブロー法など種々あるが、いずれもその交絡処理は一対の加熱ロール（エンボスロールとフラットロール）で熱圧着する方法が一般的である。また、加熱ロールによる熱圧着は、不織布ウェブないしは交絡処理された不織布と他の不織布やフィルムとの積層体を効率的に熱接着する方法としても用いられている。
【０００３】
近年、不織布の需要はますます旺盛であり、その用途は産業資材、農業資材、土木資材、医療資材分野等の多岐にわたっている。従って、製品に要求される目付、見かけ密度、風合い等の特性も様々であり、これらの製品特性を決定する熱接着技術が、不織布製造に際して重要な技術の一つとされている。
【０００４】
なかでも製品が高目付で嵩高な不織布の熱接着を加熱ロールで行う場合、従来の彫刻柄が刻印されたエンボスロールを用いると、刻印深さが２ｍｍ以下であるため不織布の非エンボス部の厚さを２ｍｍ以上とすることができず、嵩高性が失われるという問題があった。そこで嵩高性を上げるため、エンボスロールの圧着面積率を従来の値である５〜３０％よりも小さくすると、エンボス突起部の強度が低下し、エンボスロールの耐久性が悪化し実用上問題を生じる。
【０００５】
また、高目付で嵩高な不織布の熱接着を加熱ロールで行う場合、熱ロールのエンボスロールとフラットロールの隙間が幅方向に不均一となりやすく、得られた不織布の幅方向の厚さを均一にすることが困難であった。幅方向の厚さの均一性を上げるために押圧力を大きくしすぎると、熱接着部が損傷し穴あきが発生する。この現象は外観上ばかりでなく、特に熱可塑性樹脂からなる不織布とフィルムの積層体の熱接着にあってはフィルムのバリア性を損ない好ましくない。
【０００６】
このため、より嵩高な不織布を得るには、交絡処理を加工速度の遅いニードルパンチ加工によらざるを得ないなどの制限があった。また、たとえばスパンボンド不織布とメルトブロー不織布の積層一体化では、嵩高性を維持するため接着剤等で貼り合わせることが必要となりコスト高となるほか、用途によっては安全性の問題が生じ使用できないことがあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
不織布または少なくとも１層が不織布からなる積層体をエンボスロールで熱圧着して得られ、熱圧着部の穴あき、外観不良等の熱接着による損傷のない嵩高不織布または不織布積層体、並びにその熱接着方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る嵩高不織布または不織布積層体は、ロール直径がエンボス刻印部よりも１００〜１０００μｍの範囲で大きくされてなるフラット部を、エンボス刻印部の両外側に有し、エンボス刻印部の圧着面積率が０．１〜５％の範囲にあり、１つの圧着部の面積が１〜２５ｍｍ2の範囲にあるエンボスロールにより、不織布または少なくとも１層が不織布からなる積層体を熱圧着して得られる、不織布または不織布積層体の不織布層の目付が５０ｇ／ｍ2以上で、見かけ密度が０．１ｇ／ｃｍ3以下である嵩高不織布または不織布積層体である。
【０００９】
本発明の好ましい態様では、得られる不織布、または不織布積層体の不織布層が、目付５０ｇ／ｍ2以上、見かけ密度０．１ｇ／ｃｍ3以下である。
【００１０】
本発明の嵩高不織布または不織布積層体は、前記エンボス刻印部の彫刻深さが２〜１５ｍｍの範囲にあるエンボスロールにより、熱圧着して得られることが好ましい。
【００１１】
また本発明の嵩高不織布または不織布積層体は、前記フラット部の幅が３０ｍｍ以上であるエンボスロールにより、熱圧着して得られることが好ましい。
【００１２】
本発明によれば、エンボス刻印部の彫刻深さが２〜１５ｍｍ、圧着面積率が０．１〜５％、１つの圧着部の面積が１〜２５ｍｍ2であり、ロール直径がエンボス刻印部よりも７０〜１０００μｍの範囲で大きくされてなるフラット部を、エンボス刻印部の両外側に有するエンボスロールにより、熱圧着することを特徴とする嵩高不織布または不織布積層体の熱接着方法が提供される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明に係る嵩高不織布または不織布積層体（以下「不織布シート」と言う。）は、エンボスロールにより嵩高な不織布ウェブ、または少なくとも１層が嵩高な不織布ウェブまたは交絡処理された嵩高な不織布からなる未接着の積層体を熱圧着して得られるものである。
【００１４】
エンボスロールによる熱圧着は、通常一対のエンボスロールとフラットロールにより行われる。すなわち短繊維法、スパンボンド法、メルトブロー法などの各種の製造方法により製造された嵩高な不織布ウェブを、接して回転している加熱されたエンボスロールとフラットロールの間を通過させ、１００〜１５００Ｎ／ｃｍ程度のニップ圧によりロールニップすることにより熱接着する。また、嵩高な不織布ウェブまたは交絡処理された嵩高な不織布と、他の熱可塑性樹脂からなる不織布やフィルムとを重ねて（通常フィルム側がフラットロールに接する）、同様にエンボスロールとフラットロールの間を通過させ、熱圧着して積層体を得る。
【００１５】
本発明において、エンボスロールによる熱圧着に用いられる不織布は、熱可塑性樹脂からなるもので、熱可塑性樹脂としてはポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド等、熱圧着が可能なものであれば特に限定はされない。これらのなかでは、低融点で熱圧着の容易さの点で、ポリオレフィンが好ましく、さらには、ポリプロピレン、ポリエチレンが好ましい。
【００１６】
本発明で用いられる不織布は、単一の樹脂の繊維からなる不織布でも、複数の樹脂からなる芯鞘型やサイドバイサイド型などの複合繊維からなる不織布でも良い。例えば、芯にポリプロピレン樹脂を、鞘にポリエチレン樹脂を用いた芯鞘型の複合繊維からなる不織布は、ポリエチレンフィルムへの熱融着性に優れ好ましい。
【００１７】
本発明で用いられるエンボスロールには、エンボス刻印部と、その両外側にフラット部が形成されており、フラット部のロール直径がエンボス刻印部よりも７０〜１０００μｍ、好ましくは１００〜８００μｍの範囲で大きくされている。本発明では、不織布または不織布積層体はエンボスロールのエンボス刻印部のみを通過して熱圧着され、両外側のフラット部は、エンボスロールにともなって回転するフラットロールに接触している。これにより、エンボス突起部が直接フラットロールに接触しないで、少なくとも７０μｍ離れて回転しているので、嵩高な不織布の圧着の際、圧着部に損傷を与えることが無い。また、両外側のフラット部がフラットロールに接触していることから、圧着される不織布の幅方向の厚さが均一に保たれる。
【００１８】
また、本発明において、エンボスロール刻印部の彫刻深さは、２〜１５ｍｍであることが好ましく、さらには、圧着面積率が０．１〜５％、１つの圧着部の面積が１〜２５ｍｍ2であることが好ましい。これによって、嵩高不織布の非エンボス部の厚さを２ｍｍ以上とすることが出来、不織布の嵩高性が保持される。また、圧着部によって嵩高性が損なわれることが少ない。
【００１９】
本発明のエンボスロールにより熱圧着されて得られる不織布または不織布積層体は、圧着加工後の不織布、または圧着積層後の不織布積層体の少なくとも１つの不織布層が、目付５０ｇ／ｍ2以上の高目付であって、かつ嵩密度が０．１ｇ／ｃｍ3以下の嵩高な不織布または不織布積層体であるときに特に有効となる。
【００２０】
本発明の熱接着方法では、エンボス刻印部の彫刻深さが２〜１５ｍｍ、圧着面積率が０．１〜５％、１つの圧着部の面積が１〜２５ｍｍ2であり、ロール直径がエンボス刻印部よりも７０〜１０００μｍの範囲で大きくされてなるフラット部を、エンボス刻印部の両外側に有するエンボスロールを用いて行う。
【００２１】
エンボスロールのニップ圧、エンボスロール温度は、処理する不織布を構成する樹脂、目付、見かけ密度等に応じて適宜選ばれるが、通常ニップ圧は１００〜１５００Ｎ／ｃｍ、好ましくは１５０〜８００Ｎ／ｃｍであり、エンボスロール温度は、ポリプロピレンからなる不織布の場合、通常１１０〜１６０℃、好ましくは１２０〜１５０℃、ポリエチレンからなる不織布の場合、通常９０〜１３５℃、好ましくは１００〜１２５℃である。
また、圧着速度は、通常１０〜１００ｍ／ｓｅｃ、好ましくは２０〜８０ｍ／ｓｅｃである。
【００２２】
次に、本発明につき、図面を用いてさらに詳細に説明する。
図１は、本発明に係る嵩高不織布または不織布積層体の熱圧着加工に用いられるエンボスロールを示す概略図であり、図２は、従来一般に使用されている熱圧着用エンボスロールの概略図である。
【００２３】
図２に示されるような従来のエンボスロールにおいて、不織布ウェブ、または少なくとも１層が不織布ウェブないしは交絡処理された不織布からなる２層以上の積層体（ロール間の位置を３で示す）は、全幅にわたって彫刻された彫刻（エンボス）ロール１とフラットロール２によりニップされる。不織布３の厚さが大きい場合、特に２ｍｍ以上の場合、通常のエンボスロールの刻印深さが２ｍｍ以下であるために、非エンボス部も加圧されて製品シートの厚さは２ｍｍ以下となり、加工前の嵩高性が損なわれてしまう。
【００２４】
そのため、圧着面積率を小さくして製品を嵩高くしようとすると、エンボスロールの個々のエンボス突起部を小さくするか、エンボス突起部の間隔を大きくする必要があるが、何れの場合も個々のエンボス突起部に対する押圧力が過大になり、エンボスロールの耐久性がなくなり実用的でない。
【００２５】
また、ニップ圧が小さく、エンボスロール両端部の製品シート不通過部Ｘ1、Ｘ2が異なる場合には、フラットロールとエンボスロールの隙間が幅方向に不均一となりやすく、その結果、得られた不織布の幅方向の厚さを均一にすることに困難を生じる。均一性を上げるために押圧力を大きくしすぎると、シートの熱接着部が損傷し、穴あきが発生する。
【００２６】
これに対して、図１は、本発明の不織布または不織布積層体を得るために、上記の課題が解決されたエンボスロールを示す概略図である。
このエンボスロールも図２と同様にエンボスロール１とフラットロール２で構成されるが、エンボスロールのエンボス刻印部４の両外側には、フラットなロール面のフラット部５が設けられている。不織布または不織布積層体は、エンボス刻印部のみを通過し熱圧着され、フラット部は、エンボスロールにともなって回転するフラットロールに接触している。
【００２７】
フラット部の幅Ｘ3は、好ましくは３０ｍｍ以上の範囲で設けられることが望ましい。フラット部の幅Ｘ3が３０ｍｍ以下の場合は、フラット部での線圧負荷が高すぎるため、耐久性が低下するという難点がある。一方、フラット部の幅Ｘ3の上限としては、２００ｍｍが好ましい。２００ｍｍよりも大きい場合には、ロール幅がアップしすぎ、ロール価格が高くなりすぎるという問題がある。
【００２８】
また、フラット部のロール直径Ｙ1はエンボス部のロール直径Ｙ2よりも、７０〜１０００μｍ、好ましくは１００〜８００μｍの範囲で大きくされている。ここで、エンボス部のロール直径とは、ロール中心からエンボス突起先端までの長さの２倍である。フラット部のロール直径Ｙ1をエンボス部のロール直径Ｙ2より大きくすることで、両端部のフラット面のみが互いに接触し、エンボスロールの不織布シート不通過部の長さが左右で異なる場合でも、フラットロールとエンボスロールのエンボス刻印部との隙間を幅方向に一定とすることができる。その結果、得られた不織布の幅方向の厚さは均一になる。さらに、押圧力を上げて接着強度を増大させても、製品不織布シートの熱接着部の損傷が防げ、穴あきの発生はなくなる。
【００２９】
また、圧着面積率を小さくして製品不織布シートを嵩高くする場合に、エンボスロールの個々のエンボス突起部を小さくしたり、エンボス突起部の間隔を大きくしたりしても、エンボスロールのエンボス突起部はフラットロールに接触しないので、ロールの傷の発生や損傷がなくロール耐久性が向上する。
【００３０】
フラット部のロール直径Ｙ1とエンボス部のロール直径Ｙ2との差が７０μｍ以下では、熱接着部の損傷により、穴あきが発生する傾向があり好ましくない。一方、１０００μｍ以上では十分な押圧力が得られないため、接着が不十分となり易くなる傾向を示して好ましくない。
【００３１】
エンボス刻印部の彫刻深さは、２〜１５ｍｍの範囲が好ましく、より好ましくは３〜１０ｍｍの範囲である。この範囲であれば、エンボス突起部の機械的強度低下による耐久性の低減を防ぎ、製品不織布シートの嵩高性を上げることができる。
【００３２】
さらに、エンボス刻印部は、製品不織布シートの嵩高性を保持するために圧着面積率を０．１〜５％の範囲とすることが好ましく、さらには０．２〜３％とするのが好ましい。また、１つの圧着部の面積は１〜２５ｍｍ2とすることが好ましい。この範囲であれば、製品不織布シートの接着強度を使用可能なレベルに維持したまま嵩高性を向上させることができる。
【００３３】
本発明のエンボスロールは、従来の彫刻によって製作することもできるが、加工に長時間を要し、高価格となる。そこで、予めエンボス突起部となる多数の円錐台状ないしは角錘台状のピンを製作しておき、ロールの外表面を形成する中空円筒にピンの形状にそって開けた多数の穴に、それらのピンを内側から埋め込んだあと、中空円筒に加熱媒体等の加熱機構を有する芯ロールをはめ込んで一体化して製作することが望ましい。
【００３４】
図３は、本発明の不織布シートの圧着加工に好ましいエンボスロールの構造を示す概略図であり、円錐台状ないしは角錘台状のピン７を、中空円筒６の周方向および軸方向に多数内側から埋め込まれている。ピン７は先端部９の径または辺の長さが底部１０よりも小さくなっており、すなわちフラットロールに向き合う先端部が細くなっており、これによって製品シートの熱接着部周辺に傷が発生するのを防止するとともに、中空円筒６との接合部の強度を高める働きがある。多数のピン７を埋め込んだ中空円筒６はさらに熱媒体や加熱制御機構をもつ芯ロール８に焼きバメ等の手段ではめこまれ、一体化されている。
【００３５】
【発明の効果】
本発明の嵩高不織布または不織布積層体は、嵩高性で圧着部の接着強度に優れ、熱圧着部の穴あき、外観不良等の熱接着による損傷がなく、幅方向の厚さも均一となるので、油吸着材、ワイパー材、クッション材、吸音材、遮音材、保温材、包装材等の用途に好適である。
また、本発明の熱圧着方法によれば、嵩高で、幅方向の厚さが均一で、熱圧着による穴あきや損傷のない嵩高不織布または不織布積層体が提供される。
【００３６】
【実施例】
以下、実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明が以下の実施態様のみに限定されるものでないことはいうまでもない。
【００３７】
実施例、比較例において採用した評価方法、測定方法を次に示す。
評価方法
１．接着強さ
得られた不織布シートの接着強さを、以下の様なランクに分けて評価した。
○：  十分に接着していて容易に剥離しない。
△：  接着しているがはがすと剥離する、または接着していない部分がある。
×：  接着不十分で容易に剥離する。
２．穴あきの有無
不織布シートの穴あきの有無を目視によってチェックし、以下の様なランクに分けて評価した。
○：  穴あきが全くない。
△：  穴あきはないが傷が認められる。
×：  一見して穴あきが認められる。
【００３８】
３．エンボスロール突起部の傷
各実施例において、ロールの線圧３００Ｎ／ｃｍにて６０分間圧着運転後、０エンボスロール突起部の傷の発生状況を目視によってチェックし、以下の様なランクに分けて評価した。
○：  傷が全くない。
△：  わずかに傷が認められる。
×：  一見して傷が認められる。
【００３９】
測定方法
１．目付量
ＪＩＳ Ｌ１０９６の６．４規定の方法によった。試料から２０ｃｍ×２０ｃｍの試験片３枚を採取して質量を測り、その平均値を１ｍ2当たりの質量（ｇ／ｍ2）で表した。
２．見かけ密度（不織布の厚さ）
厚さは、ＪＩＳ Ｌ１０９６の６．５規定の方法により試料の異なる５ヶ所について初荷重０．７ｋＰａ下、１０秒後の厚さを測り、その平均値で表した。
見かけ密度は、目付量と厚さから単位体積当たりの質量（ｇ／ｃｍ3）として求めた。見かけ密度(g/cm3)＝目付量(g/m2)／｛厚さ(mm)×１０００｝。
【００４０】
（実施例１〜３、比較例１〜６）
メルトフローレート（ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８に準拠して荷重２．１６ｋｇ、２３０℃で測定）が１０００ｇ／１０分のポリプロピレンを２８０℃で溶融し、直径０．３ｍｍの紡糸口金より高温エアとともに吐出し、背面からエアを吸引した捕集ネットコンベア上に捕集して、平均繊維径３μｍ、目付量２００ｇ／ｍ2、ウェブ幅５０ｃｍのメルトブロー不織布ウェブを得た。ウェブの厚さは４．１ｍｍ（見かけ密度０．０４９ｇ／ｃｍ3）であった。
【００４１】
次に、上記で得られた不織布ウェブを、１４０℃に加熱したフラットロールと、エンボス刻印部の圧着面積率が０．４４％で、突起高さが８ｍｍのエンボス突起部を４０ｍｍ間隔で円周方向および軸方向に形成したエンボスロールの間に通して熱圧着し不織布シートとした。エンボスロールのフラットロールとの接圧有効長さ（フラット部の幅とエンボス刻印部の幅の和）は１４００ｍｍとした。不織布ウェブは、エンボス刻印部の片方の端から１００ｍｍの間隔（不織布不通過部の幅、従って他方の不織布不通過部の幅は４００ｍｍ以上となる。）をおいて通過させ一方の側に偏らせた。エンボスロール両側のフラット部の幅は、０ｍｍ、３０ｍｍ、１００ｍｍ、２００ｍｍの４種類とし、またフラット部のロール直径をエンボス刻印部のロール直径よりも＋−０μｍ、＋４０μｍ、＋６０μｍ、＋１００μｍ、＋５００μｍ、＋１０００μｍ、＋１５００μｍ程大きくなるように変更しながら行った。それぞれ得られた不織布シートの見かけ密度、穴あきの有無、熱圧着部の接着強さおよびエンボスロール突起部の傷の発生状況について評価した結果を表１に示した。
【００４２】
（実施例４）
実施例１のメルトブロー不織布ウェブに代えて、実施例１のメルトブロー不織布ウェブを上下から目付量１３ｇ／ｍ2のポリプロピレン製スパンボンド不織布（三井化学(株)製シンテックスTMＰＫ−１０２）の２層で挟み込んで積層した積層不織布を使用し、フラット部の幅を１００ｍｍ、エンボスロール両側のフラット部のロール直径とエンボス刻印部のロール直径の差を＋２００μｍとした以外は、実施例１と同様に実施した。結果を表１に併せて示した。
【００４３】
（実施例５）
実施例４における目付量１３ｇ／ｍ2のポリプロピレン製スパンボンド不織布（三井化学(株)製シンテックスTMＰＫ−１０２）の２層のうち１層を、２５μｍの厚さのポリプロピレン製キャストフィルムに代え、実施例１のメルトブローウェブを上下から該スパンボンド不織布と該キャストフィルムで積層した積層シートを使用した以外は、実施例４と同様に実施した。その結果を表１に示した。
【００４４】
（比較例７）
実施例４においてエンボスロールの突起部の高さを１．５ｍｍとした以外は実施例４と同様に実施した。その結果を表１に示した。
【００４５】
表１に示した様に、本発明に係る実施例１〜３および実施例４、５により得られる不織布シートは、比較例１〜７によって得られるものに比べ、見かけ密度（嵩高性）、接着強さ、シートの損傷状態において、何れも満足できるものであった。
【００４６】
【表１】
0003727792.tif 000002
１：（フラット部のロール直径）−（エンボス刻印部のロール直径）
２：メルトブローン層の見かけ密度
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明係る嵩高不織布または不織布積層体の熱圧着に用いるエンボスロールとフラットロールの概略図である。
【図２】  一般に使用されている熱圧着用エンボスロールとフラットロールの概略図である。
【図３】  （ａ）は本発明の嵩高不織布または不織布積層体の熱圧着に用いるエンボスロールの構造を示す概略図である。（ｂ）はそのＡ-Ａ線断面図である。
【符号の説明】
１  エンボスロール
２  フラットロール
３  不織布ウェブ
４  エンボスロールエンボス刻印部
５  エンボスロールフラット部
６  中空円筒
７  エンボス突起部（ピン）
８  芯ロール
９  エンボス突起部の先端部
１０  エンボス突起部の底部
【図１】
0003727792.tif 000003
【図２】
0003727792.tif 000004
【図３】
0003727792.tif 000005