(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１繊維層と第２繊維層とが繊維同士の交絡により一体化されてなる不織布において、第２繊維層を構成する繊維同士が交絡した繊維束となしてランダムな方向に曲がりくねった状態で隆起したカール状物を形成していることを特徴とする嵩高性不織布。
【請求項２】
繊維束の太さが、０．２〜２mmであることを特徴とする請求項１記載の嵩高性不織布。
【請求項３】
第１繊維層が、加熱による最大収縮率が少なくとも５０％である熱収縮性繊維を少なくとも５０重量％含有することを特徴とする請求項１または２記載の嵩高性不織布。
【請求項４】
加熱による最大収縮率が少なくとも５０％である熱収縮性繊維を少なくとも５０重量％含有する第１繊維層の少なくとも片面に、第１繊維層が熱収縮する温度では実質的に熱収縮しない第２繊維層を積層し、これに高圧流体流を噴射して繊維同士を交絡させると同時に繊維を再配列させて、開孔部と繊維束からなる非開孔部が形成された開孔不織布とした後、加熱処理を施して第１繊維層を熱収縮させて、前記繊維束がランダムな方向に曲がりくねった状態で隆起したカール状物を形成させることを特徴とする嵩高性不織布の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面に多数のカール状物が形成されてなる不織布であって、フィルター、ワイパー、タオル、ウェットティッシュ、包装材、面ファスナー雌材等に有効に利用することができる嵩高性不織布に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から熱収縮率の異なる２以上の繊維層を積層し、各層の熱収縮率差を利用して不織布表面に皺状の凹凸を形成させた様々な不織布が提案されている。例えば、特開昭６３−３０９６５７号公報には、感熱収縮性繊維と非収縮性繊維とからなり、高圧水流により一体化された不織布であって、感熱収縮性繊維の収縮発現により表面に多数の皺が形成された不織布が開示されている。また、本出願人においても、特開平７−５４２５６号公報には、加熱による最大収縮率が少なくとも５０％である高収縮性繊維含む第１繊維層と他の繊維からなる第２繊維層がが繊維間交絡により一体化され、この交絡不織布が熱処理によりその第１繊維層が収縮されて表面に第２繊維層による多数の皺が形成され、見掛けの厚味が上記交絡不織布の厚味の２倍以上を有している嵩高性不織布を提案している。さらに特願平８−２６８９５１号には、表面に一方向の畝状の凸部が略平行に多数形成された不織布を提案している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこれらの不織布には以下の問題点がある。例えば、特開昭６３−３０９６５７号公報や特開平７−５４２５６号公報のように皺が細かく密に形成された不織布をワイパーやタオルとして使用した場合、見かけの密度が大きいためゴミや埃、あるいは汚れ等を不織布の内部にまで捕捉することができず、捕捉量に限界がある。
【０００４】
また、特願平８−２６８９５１号においては、伸長処理により直線上の長い畝状の凸部を形成させているので、上記に比して凸部における繊維の自由度が高く、不織布の内部にまで捕捉することを可能としているが、長い畝状の凸部と垂直方向で拭き取りを行うと極端にゴミや埃、あるいは汚れ等捕捉量が低下する。
【０００５】
さらに、これらの不織布を面ファスナー雌材に使用した場合、凹部が多く、凸部の繊維の自由度が小さいため、強い圧力をかけて係合しないと雄材に形成されたフック部材が繊維に引っかかり難い。
したがって、意匠性に優れ、かつ様々な用途に展開可能な機能性不織布が未だ得られていないのが実情である。本発明はかかる実情を鑑みてなされたものであり、嵩高性、表面肌触り性、および機能性を兼ね備えた意匠性に優れた嵩高性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】
本発明の嵩高性不織布は、第１繊維層と第２繊維層とが繊維同士の交絡により一体化されてなる不織布において、第２繊維層を構成する繊維同士が交絡した繊維束となしてランダムな方向に曲がりくねった状態で隆起したカール状物を形成させることにより、上記目的を達成した。かかる不織布の構成により、嵩高性、表面肌触り性、および機能性を兼ね備えた意匠性に優れた嵩高性不織布を得る。
【０００７】
本発明の嵩高性不織布において、繊維束の太さは、０．２〜２mmであることが好ましい。
【０００８】
本発明の嵩高性不織布において、第１繊維層は、加熱による最大収縮率が少なくとも５０％である熱収縮性繊維を少なくとも５０重量％含有することが好ましい。
【０００９】
本発明の嵩高性不織布は、加熱による最大収縮率が少なくとも５０％である熱収縮性繊維を少なくとも５０重量％含有する第１繊維層の少なくとも片面に、第１繊維層が熱収縮する温度では実質的に熱収縮しない第２繊維層を積層し、これに高圧流体流を噴射して繊維同士を交絡させると同時に繊維を再配列させて、開孔部と繊維束からなる非開孔部が形成された開孔不織布とした後、加熱処理を施して第１繊維層を熱収縮させて、前記繊維束がランダムな方向に曲がりくねった状態で隆起したカール状物を形成させることにより製造することができる。
以下、本発明の内容を具体的に説明する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の嵩高性不織布は、第１繊維層と第２繊維層とが繊維同士の交絡により一体化されてなる不織布において、第２繊維層の繊維が繊維束となしてランダムな方向に隆起したカール状物を形成していることを特徴とする。図１は本発明の一実施の形態における第２繊維層側から見た斜視図である。第２繊維層を構成する繊維同士が交絡しながら繊維束となし、各繊維束がランダムな方向に曲がりくねった状態で隆起したカール状物を形成している。そのため、大きさや深さの異なる細かな空間が多数形成された構造となっている。図２のような従来の短い畝状となって不規則に密集したような多数の皺が形成し、長い溝状の空間が形成された不織布とは、明らかに意匠性が異なったものである。
【００１１】
本発明の第１繊維層に用いられる繊維としては、潜在的に熱収縮性能を有する繊維が含有していれば特に限定されない。潜在的に熱収縮性能を有する繊維としては、例えば、ポリエステル／共重合ポリエステル、ポリプロピレン／エチレン−プロピレン共重合体、ポリプロピレン／エチレン−ブテン−プロピレン３元重合体などの組み合わせからなる見かけ上熱収縮するサイドバイサイド型複合繊維または偏心芯鞘型複合繊維、あるいは共重合ポリエステル、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン−プロピレン３元重合体からなる潜在熱収縮性繊維が挙げられる。
【００１２】
特に、第１繊維層において、加熱による最大収縮率が少なくとも５０％である熱収縮性繊維を少なくとも５０重量％含有することが好ましい。より好ましくは、熱による最大収縮率が少なくとも８０％である熱収縮性繊維を少なくとも７０重量％である。ここでいう最大収縮率とは、加熱された繊維が繊維形状を保ったままの収縮状態での最高の収縮率をいう。熱収縮性繊維の収縮率が５０％未満であると収縮が不十分で通常の開孔不織布に近い状態となり、繊維束がランダムな方向に隆起したカール状物を形成した嵩高性不織布を得ることができない。また、８０％程度の収縮率を持つ収縮性繊維であっても、他の普通の繊維５０％以上と混綿すると所望のカール状物を形成した嵩高性不織布が得られないからである。
【００１３】
上記を満たす熱収縮性繊維としては、例えば融解ピーク温度（Ｔｍ℃）が１３０＜Ｔｍ＜１４５のエチレン−プロピレンランダム共重合体（ＥＰ）を少なくとも７０重量％以上含むポリマーからなる繊維が好適である。上記融解ピーク温度とはポリマーの示差熱熱量測定（ＤＳＣ）をおこなうときのＤＳＣ曲線が最高値を示すときの温度をいう。融解ピーク温度が１３０℃未満であるとポリマーがゴム的弾性を示すようになり、繊維のカード通過性が悪くなる。逆に１４５℃を超えると、繊維の熱収縮性が通常のポリプロピレン程度となってしまうために好ましくない。また、エチレン−プロピレンランダムコポリマーの占める割合が７０重量％未満となると、得られる繊維の最大熱収縮率が５０％未満となり、好ましくない。エチレン−プロピレンランダムコポリマーと混合するポリマーとしては、エチレン−プロピレン−ブテン-1三元共重合体や、ポリプロピレン等のポリオレフィン系ポリマーを用いることが望ましい。
【００１４】
第１繊維層の態様は、ステープル繊維からなるパラレルウェブ、クロスウェブ、セミランダムウェブ、ランダムウェブなど何れであってもよいが、繊維層の熱収縮の方向を一方向に集中させるほうが、第２繊維層において、ランダムな方向に隆起したカール状物がより形成されやすくなる。従って、第１繊維層はパラレルウェブであることが望ましい。第１繊維層は、ウェブのままで第２繊維層と積層してもよいが、繊維同士を予め軽く交絡あるいは接合させた不織布状物としておいてもよい。
【００１５】
次に、第２繊維層について説明する。第２繊維層は第１繊維層の熱収縮により多数のランダムな方向に隆起したカール状物を形成するものである。したがって、第２繊維層を構成する繊維は、繊維集合物を形成することができ、第１繊維層が収縮する温度において実質的に収縮しないものであれば、素材等は特に限定されない。例えば、レーヨン等の再生繊維、アセテート等の半合成繊維、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド系繊維、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系繊維、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系繊維等から任意に一あるいは二以上選択して使用することができる。より好ましくは、後述する高圧流体流を噴射した際に、繊維交絡性のよい素材を用いるのがよく、中でもレーヨン繊維が好適である。また、繊維形状等も特に限定されず、分割型複合繊維や異形断面を有する繊維等を任意に使用することができる。
【００１６】
例えば、最終的に得られる不織布をウェットワイパーとして使用する場合には、第２繊維層をレーヨン繊維等の親水性繊維主体で構成するとよい。また、細かな埃などを拭き取ることを目的とする精密ワイパーや清掃用ワイパーとして使用する場合には、繊度が３デニール以下の合成繊維やナイロン／ポリエステル、ポリエステル／ポリプロピレンの組み合わせからなる分割型複合繊維あるいはポリエステル系繊維を主体で第２繊維層を構成するとよい。また、最終的に得られる不織布の耐摩耗性を向上させるには、第１繊維層中の熱収縮性繊維が熱収縮する温度で溶融可能な繊維を第２繊維層に混合するとよい。
【００１７】
第２繊維層の態様は特に限定されず、ステープル繊維からなるパラレルウェブやクロスウェブ、セミランダムウェブ、連続フィラメントからなる長繊維ウェブ、短繊維を湿式抄紙したウェブ、あるいはメルトブロー不織布等を任意に使用することができる。第１繊維層との交絡を強固にするためには、ステープルファイバーからなるウェブを用いることが望ましい。第２繊維層は、ウェブのままで第１繊維層と積層してもよいが、繊維同士を予め軽く交絡あるいは接合させた不織布状物としておいてもよい。
【００１８】
そして、第１繊維層と第２繊維層は積層される。両繊維層において、第１繊維層／第２繊維層の目付比が１／５〜３／１となるように積層することが好ましい。より好ましくは１／３〜２／１である。第１繊維層／第２繊維層の目付比が１／５を超えると、第１繊維層の熱収縮応力に第２繊維層が追随にしくくなるため、ランダムな方向に隆起したカール状物を形成させることが難しくなる。目付比が３／１未満であると、不織布全体の柔軟性が阻害されるため好ましくない。また、第２繊維層は第１繊維層の片面もしくは両面に積層することができる。
【００１９】
得られた積層体は、高圧流体流を噴射して繊維同士を交絡させると同時に繊維を再配列させて開孔が形成された不織布となす。本発明で用いる「流体」は、繊維同士を交絡させ、かつ繊維を再配列させ得るものであれば限定されないが、工程管理上、特に水を用いることが望ましい。高圧流体流の噴射は、ウェブの繊維が再配列されて不織布に開孔が形成されるような条件で行う。具体的には、開孔形成用の支持体にウェブを置き、ウェブに高圧流体流を噴射して行う。開孔形成用の支持体の形態は特に限定されず、モノフィラメントや金属線を織成して形成したパターンネットや、突起物を設けたロール等、汎用されているものを任意に使用することができる。
【００２０】
高圧流体流の噴射は、開孔形成用の支持体上でのみ行ってもよい。また、予め低圧の流体流で予備的に交絡させた後、開孔形成用の支持体上で流体流を噴射してもよい。予備的に交絡させると、得られる不織布の強力は高くなる。
開孔形成用の支持体上に噴射する流体流の圧力は、処理するウェブの目付や予備交絡の有無に応じて設定する必要がある。例えば、２０〜１００g/m2のウェブを処理する場合、流体流の圧力は３０〜１００kg/cm2であることが好ましい。３０kg/cm2未満では、流体流のエネルギーが不十分で開孔を形成させることが難しい。１００kg/cm2を超えると、繊維が飛散して地合が悪くなり、また支持体の素材、形状等によっては支持体の損傷を招くおそれがある。また、予備的な交絡を行う場合は、透水性の支持体にウェブを置き、２０〜６０kg/cm2の流体流を噴射させるとよい。
【００２１】
また開孔形状は特に限定されず、円状、楕円状、菱形状、四角形状等であってもよい。開孔パターンには千鳥状、格子状等が用いられるが、千鳥状がより好ましい。得られる開孔部は孔径０．５mm〜３．０mm、繊維束からなる非開孔部の間隔は３．０mm以下であればよい。孔径が３．０mmを超えると、嵩高で孔開き気味の不織布になり、カール状物が形成し難くなる。０．５mm未満であると熱処理後に孔が消失してしまう。繊維束からなる非開孔部の間隔が３．０mmを超えると、従来の短い畝状となって不規則に密集したような皺の形状に近くなる。
【００２２】
得られた開孔不織布は、加熱処理を施され、第１繊維層を収縮させて第２繊維層にランダムな方向に隆起したカール状物が形成される。加熱処理は、第１繊維層内の熱収縮性繊維が収縮する温度で行う。本発明の嵩高性不織布においては、第１繊維層の面積収縮率が１５〜８５％となるような条件、つまり熱処理後の面積が熱処理前の１５〜８５％になるような条件で処理するのが好ましい。より好ましい面積収縮率は、４０〜８０％である。面積収縮率が８５％を超えると、繊維束で形成されるカール状物が密集状態となり、適度な空間が得られない。面積収縮率が１５％未満であると、目的とするカール状物が得られない。
【００２３】
そして、得られた開孔不織布における繊維束からなる非開孔部の大きさが、加熱処理後のカール状物を形成する繊維束の太さに影響する。ランダムな方向に隆起したカール状物を形成している繊維束の太さは、０．２〜２mmが好ましい。より好ましくは０．５〜１．２mmである。繊維束の太さが２mmを超えると、外観上、従来の皺を形成した不織布と変わらず、カール状物のループによって形成される空間が小さくなり、例えばワイパーなどに使用した場合、ゴミや埃、あるいは汚れ等捕捉量が低下する。繊維束の太さが０．２mm未満であると、繊維束の強力が弱くなり、例えばワイパーなどに使用した場合、拭き取り面との摩擦により毛羽立ちが発生したり、繊維がちぎれて発塵したりする。
【００２４】
加熱処理により、ランダムな方向に隆起したカール状物を形成した不織布は、前述したように従来の短い畝状となって不規則に密集したような多数の皺が形成された不織布とは、明らかに意匠性が異なったものである。本発明の嵩高性不織布は、従来の多皺性不織布のような長い溝状の空間が形成していないので、不織布表面の抵抗感が少なく、様々な用途に使用できる。例えばワイパーに使用すると、対象面に対する滑り性がよく、特に滑り摩擦抵抗が２００ｇ以下であることが好ましい。より好ましくは、１００〜１５０ｇである。滑り摩擦抵抗が２００ｇを超えると、拭き取り時に重みを感じ、不快感を与える。また、ウェットティッシュやタオルなどの対人向けのワイパーとして使用すると、肌触りが滑らかで、触感に優れている。あるいは、面ファスナー雌材に用いた場合であると、大きさや深さの異なる細かな空間に雄材のフック部材が深く進入し雌材のカール部に強固に係合する。
【００２５】
【実施例】
以下、本発明の内容について実施例を挙げて説明する。なお、得られた不織布の厚み、引張強力、破断伸度、滑り摩擦抵抗、ワイピング性能は以下のとおり測定した。
（厚み）  厚み測定機（商品名：THICKNESS GAUGE モデル CR-60A 株式会社大栄科学精器製作所製）を用い、試料１cm2 あたり２０ｇの荷重を加えた状態で測定した。
【００２６】
（引張強力、破断伸度）  ＪＩＳ  Ｌ  １０９６に準じ、幅５cm、長さ１５cmの試料片をつかみ間隔１０cmで把持し、定速伸長型引張試験機を用いて引張速度３０cm/分で伸長し、切断時の荷重値および伸長率をそれぞれ引張強力、破断伸度とした。
【００２７】
（滑り摩擦抵抗）  花王（株）製フローリング用清掃具（拭き取り面積１０cm×２６cm、柄の長さ３４cm、重量２３５ｇ）を拭き取り面上に載置し、柄の最上部にバネばかりを引っかけ、柄を４５度の角度に固定した状態でバネばかりを柄に沿うように引っ張り、清掃具が動き出したときの荷重を滑り摩擦抵抗とした。
【００２８】
（ワイピング性能）
▲１▼捕集率：  ガラス面上にパン粉０．５ｇを均一にばらまき、上記清掃具にあらかじめ重量を測定した不織布を取り付け、拭き取り面上に５００ｇの荷重を載置した状態で６０cmの距離を移動させ、１往復させた後の不織布重量を測定し、拭き取り前後の重量差を捕集量（ｇ）とした。そして、捕集量／０．５を捕集率（％）とした。
▲２▼保持率：  上記で捕集した状態の清掃具を約１０cmの高さから５回落下させ、５回落下後の不織布重量と拭き取り前不織布重量の重量差を保持量とした。そして、保持量／捕集量を保持率とした。
【００２９】
（実施例１）
第１繊維層として、融解ピーク温度が１３６℃のエチレン−プロピレンランダム共重合体からなる繊度２デニール、繊維長５１mmの最大熱収縮率９２％である熱収縮性繊維（大和紡績（株）製）をセミランダムカード機を用い、目付１０g/m2のカードウェブを作製した。
【００３０】
第２繊維層として、繊度１．５デニール、繊維長４０mmのレーヨン繊維（ダイワボウレーヨン（株）製）をセミランダムカード機を用い、目付２０g/m2のカードウェブを作製し、第１繊維層の上に積層し、積層ウェブとした。
【００３１】
上記積層ウェブを孔径０．１mmのオリフィスが０．６mm間隔で設けられているノズルを用いて、第１繊維層を表面側として水圧３０kg/cm2の柱状水流を２回、裏面側に水圧２０kg/cm2の柱状水流を２回噴射して、ウエブの構成繊維を交絡させた交絡不織布を作製した。
【００３２】
そして、上記交絡不織布を開孔形成用の支持体（日本フィルコン（株）製の平織物、２５メッシュ）上に第１繊維層がノズル面になるように載置し、水圧３０kg/cm2の柱状水流を２回噴射し、開孔処理を施し、９０℃で乾燥し、開孔不織布を得た。
【００３３】
上記開孔不織布を熱風貫通型加工機を用い、１３５℃で熱収縮処理を施し、熱収縮性繊維を収縮させることにより、第２繊維層の繊維が繊維束となしてランダムな方向に隆起したカール状物を形成した目付１２０g/m2の嵩高性不織布を得た。
【００３４】
（実施例２）
第２繊維層として、繊度１．５デニール、繊維長５１mmのポリエチレンテレフタレート繊維（帝人（株）製）７０重量％と、繊度１．５デニール、繊維長４０mmのレーヨン繊維（ダイワボウレーヨン（株）製）３０重量％とを混綿した以外は実施例１と同様の方法で目付１１５g/m2の嵩高性不織布を得た。
【００３５】
（比較例１）
実施例１に用いた積層ウェブを、孔径０．１mmのオリフィスが０．６mm間隔で設けられているノズルを用いて、第１繊維層を表面側として水圧３０kg/cm2の柱状水流を２回、裏面側に水圧２０kg/cm2の柱状水流を２回噴射して、ウエブの構成繊維を交絡させた交絡不織布を作製した。そして、交絡不織布を１３０℃で熱収縮処理を施し、熱収縮性繊維を収縮させて目付９５g/m2の不織布となした。
【００３６】
（比較例２）
交絡不織布を１３５℃で熱収縮処理した以外は、比較例１と同様の方法で目付１２５g/m2の不織布を得た。
【００３７】
実施例１、２および比較例１、２の不織布の物性を表１に示す。
【００３８】
【表１】
0003699260.tif 000002
【００３９】
実施例１、２は、第２繊維層の繊維が繊維束となして、ランダムな方向に隆起したカール状物を形成しており、特に実施例１において、カール状物が明瞭に形成されていた。そして、不織布の表面の凹凸が小さいにも関わらず、カール状物のループが空間を保持しており、対象面に対する滑り性がよく、ワイピング性能に優れたものであった。さらに、肌触りが滑らかであった。
【００４０】
一方、比較例１、２においては、短い畝状となって不規則に密集したような多数の皺が形成されており、比較例２のほうがより細かい皺を形成していた。これらはいずれも不織布表面に長い溝状の空間が形成しており、凹凸が大きく、対象面に対する十分な滑り性が得られなかった。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の嵩高性不織布は、繊維が繊維束となしてランダムな方向に隆起したカール状物を形成した構造を持ち、従来の短い畝状となって不規則に密集したような多数の皺が形成された不織布とは、明らかに意匠性が異なったものである。
そして、意匠性だけでなく、機能面においても、不織布の表面の凹凸が小さいにも関わらず、カール状物のループが空間を保持しているため、不織布表面の滑り性に優れているだけでなく、異種の物質を担持するのに好適である。
本発明の嵩高性不織布は、フィルター、ワイパー、タオル、ウェットティッシュ、包装材、面ファスナー雌材等に有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の嵩高性不織布の一例。
【図２】従来の嵩高性不織布。
【符号の説明】
１．嵩高性不織布
２．ランダムな方向に隆起したカール状物
【図１】
0003699260.tif 000003
【図２】
0003699260.tif 000004