(57)【要約】  本発明は、ウォータージェット処理を用いた不織布の強化方法に関する。本発明に係る方法は、不織布が、Ｂ：Ｄ≧１０：１の厚さＤに対する幅Ｂの比を有する崩壊した中空のビスコース形状にて扁平繊維を含むことを特徴とする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウォータージェット処理を用いた不織布の強化方法であって、
上記不織布は、Ｂ：Ｄ≧１０：１の厚さＤに対する幅Ｂの比を有する崩壊した中空のビスコース形状にて扁平繊維を含むことを特徴とする不織布の強化方法。
【請求項２】
上記扁平繊維は、１０：１から３０：１の範囲、好ましくは２０：１のＢ：Ｄの比を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
上記扁平繊維は、０．９から５ｄｔｅｘ、好ましくは１．３から１．９ｄｔｅｘの範囲の繊度を有することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
不織布材料における扁平繊維の量は、５％から１００％、好ましくは２０％以上、特に好ましくは５０％以上であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
Ｂ：Ｄ≧１０：１の厚さＤに対する幅Ｂの比を有する崩壊した中空のビスコース形状にて扁平繊維を含む、水流絡合不織布。
【請求項６】
上記扁平繊維は、１０：１から３０：１の範囲、好ましくは２０：１のＢ：Ｄの比を有することを特徴とする請求項５に記載の不織布。
【請求項７】
上記扁平繊維は、０．９から５ｄｔｅｘ、好ましくは１．３から１．９ｄｔｅｘの範囲の繊度を有することを特徴とする請求項５または６に記載の不織布。
【請求項８】
上記不織布における扁平繊維の量は、５％から１００％、好ましくは２０％以上、特に好ましくは５０％以上であることを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の不織布。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、ウォータージェット処理を用いた不織布の強化方法に関する。
【０００２】
“水流絡合”または“スパンレース（spunlacing）”と呼ばれるウォータージェットを用いた不織布の強化は、当業者によく知られている。
【０００３】
ウォータージェット工程により不織布を製造するときに、繊維を拡張させ、かつ、回転させることによって、対象のカードフリース（carded fleece）の強化が可能である。対象の繊維は、ウォータージェットに囲まれて動かされ、渦運動によって互いに三次元状に織り交ぜられる。
【０００４】
綿は、水流絡合に特に適した繊維材料であると一般的にみなされている（例えば、Alfred Watzl, Messrs. Fleissner による記事“Aquajet Spunlace Verfahren - Technik fur Baumwollfasern”を参照）。綿繊維が低湿潤率（low wet modules）を有することは、繊維が丸く、かつ滑らかな断面を示さないという事実と同様、それ自体が有用であるとみなされている。
【０００５】
高い弾性率（以下、「高弾性率（e-modulus）」と称する）を有する繊維は、高いウェブ強度を得ることに適している。これらは、基本的に非セルロース繊維である。
【０００６】
十分なウェブ強度を得るためには、水流絡合の工程中に高圧が必要であり、その結果、当該方法は大量のエネルギーを消費する。
【０００７】
本発明の目的は、エネルギーをほとんど使うことなく実施可能な不織布の水流絡合の方法を提供することである。
【０００８】
この目的は、不織布が、Ｂ：Ｄ≧１０：１の厚さＤに対する幅Ｂの比を有する崩壊した中空のビスコース形状にて扁平繊維を含むことを特徴とするウォータージェット処理を用いた不織布の強化方法により達成される。
【０００９】
さらに、本発明は、Ｂ：Ｄ≧１０：１の厚さＤに対する幅Ｂの比を有する崩壊した中空のビスコース形状にて扁平繊維を含む、水流絡合不織布に関する。
【００１０】
好ましい実施形態は、従属項に記載されている。
【００１１】
〔本発明の詳細な説明〕
驚くことに、不織布は、ウォータージェットで強化された崩壊した中空のビスコース繊維を使用することにより、同じエネルギー消費量（すなわち、等しく高い処理圧力の適用）での水流絡合の間、扁平繊維を含有しない同様の不織布材料よりも高いウェブ強度を有するという効果を奏する。同様に、セルロース扁平繊維を含有しない不織布材料の場合よりも小さいエネルギー消費量で、所望のウェブ強度を達成し得る。
【００１２】
この方法にて、エネルギーを節約でき、したがって加工コストも低減できる。さらに、低圧力のため、装置に関するコストも低く抑えることができる。さらに、より軽強化、すなわち、より低圧にて実施可能である。例えば、これは混合物がセルロースを含んでいる場合（高圧は、セルロースを色褪せさせるため）、またあるいは、微細繊維を含む混合物の場合、有意である。さらに、合成繊維の使用（特に高い強度を達成するため）を避けることが可能であり、あるいは少なくとも低減可能である。
【００１３】
本発明に係る方法では、不織布に含まれる扁平繊維は、１０：１から３０：１の範囲、好ましくは２０：１のＢ：Ｄの比を有する。
【００１４】
好ましくは、上記扁平繊維は、０．９から５ｄｔｅｘ、好ましくは１．３から１．９ｄｔｅｘの範囲の繊度を有していてもよい。
【００１５】
扁平繊維及びそれらの製品は公知である。一般的に、繊維におけるほぼ円形の断面と比較して、扁平繊維は、それぞれが、ほぼ平らな、または長方形の断面を有している。
【００１６】
一方、セルロース扁平繊維は、セルロースまたはセルロース誘導体を含む紡糸液をスロット状のスピナレットを介して紡績することにより製造され得る。ビスコース繊維の場合、扁平繊維は、崩壊した中空繊維の形状にて選択的に製造され得る。そのときに、気体（例えば、窒素）または発泡剤（例えば、炭酸ナトリウム）が紡績ビスコースに混合される。ダイを介した繊維紡績の間、従来の中空繊維それ自体が形成されるが、その壁が非常に薄いため、適切な加工条件が選択されたときに、繊維は崩壊し、かつ扁平繊維の形状にて提供され得る、
セルロース扁平繊維の製造は、例えば、ＧＢ９４５，３０６Ａ、ＵＳ３，１５６，６０５Ａ、ＵＳ３，３１８，９９０、ＧＢ１，０６３，２１７Ａから分かる。このような繊維は、上記文献に部分的に記載されているように、紙生産における使用が特に好ましい。
【００１７】
C.R. Woodings, A. J. Bartholomew の記事である“The manufacture properties and uses of inflated viscose rayon fibres” TAPPI Nonwovens Symposium; 1985; pp. 155-165.(Source: http://www.nonwoven.co.uk/publications_cat4.php) は、様々な種類の中空繊維及びその使用について記載している。
【００１８】
ＷＯ２００６／１３４１３２は、水における繊維混合物の溶解性を上昇させるために、繊維混合物にてビスコース扁平繊維を使用することについて記載している。ＷＯ２００６／１３４１３２によれば、使用される扁平繊維は、好ましくは、粗い（ピナクル型）表面を有しており、崩壊した中空繊維と対照的に、スロットダイを介して紡績されることにより製造される。このような扁平繊維のリブ表面は、繊維間の接着性が低減しており、したがって、強度が低減している。他方、従来の扁平繊維では、達成可能な厚さは、ダイの形状に制限される。高さが２５μｍである開口を有するダイでの最終的な紡績は、一般的に約４〜６μｍの繊維厚さに至る。崩壊した中空繊維であり、約２〜３μｍの繊維厚さを有する繊維を一貫して製造するため、高さが約１２．５μｍで開口するダイが必要とされ得るので、ダイの製造も、従来の方法を用いたビスコース繊維の製造も経済的に実施可能ではない。
【００１９】
対照的に、本発明にて使用されるビスコース扁平繊維は、上記の通り、気体または発泡剤（特に炭酸ナトリウム）を紡績ビスコースに導入することによって製造可能な、崩壊した中空繊維である。当該繊維は、完全に崩壊しているか、あるいは、わずかに開口し得る。しかし、繊維の水分保持は、好ましくは２００％以下である（ＤＩＮ５３８１４により測定される）。繊維の断面は、大部分は平坦であり、好ましくは分岐していない。
【００２０】
不織布における扁平繊維の量は、好ましくは５％〜１００％、特に２０％以上、特に好ましくは５０％以上である。したがって、不織布材料は、すべてが扁平繊維で構成されているか、またあるいは、他の繊維と扁平繊維との混合物を含み得る。水流絡合に適したすべてのセルロース及び非セルロース繊維は、互いに混合可能である。当業者にとって、本発明による効果（つまり、不織布材料の強度の上昇及び省エネルギー化の各々）は、不織布材料における扁平繊維の含有量が増えるほど、より明確になる。
【００２１】
また、本発明は、Ｂ：Ｄ≧１０：１の厚さＤに対する幅Ｂの比を有する崩壊した中空のビスコース形状にて扁平繊維を含む、水流絡合不織布に関する。扁平繊維と同様に不織布の割合についての詳細を考慮するときは、従属項及び上記説明をそれぞれ参照すればよい。
【００２２】
〔実施例〕
水流絡合不織布の製造のため、繊度が１．７ｄｔｅｘである以下の繊維をそれぞれ用いた：
（ａ）通常のビスコース繊維（Type Danufil（登録商標））
（ｂ）中空繊維加工に由来するビスコース扁平繊維、繊維厚さ約２〜３μｍ、幅：厚さ比＝約２０：１．
カード状の不織布としての繊維を用い、二つの通路（passages）の両側を強化した。
【００２３】
二つの強化段階（より低い−より高い強化）において、それぞれ二つの単位面積当たりの質量を有する不織布をそれぞれの繊維から製造した。
【００２４】
単位面積当たりの質量は、それぞれ５０ｇ／ｍ２及び８０ｇ／ｍ２である。
【００２５】
強化段階（両方の通路における全ダイバー（all die bars）の全圧力の合計として示される、各々の場合における強化圧力）
単位面積当たりの質量５０ｇ／ｍ２−低強化：  ６５ｂａｒ
単位面積当たりの質量５０ｇ／ｍ２−高強化：  ９５ｂａｒ
単位面積当たりの質量８０ｇ／ｍ２−低強化：  ９５ｂａｒ
単位面積当たりの質量８０ｇ／ｍ２−高強化：  １４５ｂａｒ。
【００２６】
したがって、高い強化圧力は、それぞれの場合において、低い強化圧力よりも約５０％高い。
【００２７】
〔試験〕
５×２５ｃｍの通常の供試体を用いて、すべての不織布について以下のパラメータを求めた：
湿潤及び乾燥状態のそれぞれにおいて、製造方向（production direction）（ＭＤ）及び製造方向に垂直な方向の最大引張強度〔Ｎ／５ｃｍ〕、
最大引張強度の伸張、ならびに、それに由来するＭＤ／ＣＤ比、及びＭＤ＋ＣＤの合計のそれぞれ。
【００２８】
結果を以下の表に要約する。
【００２９】
【表１ａ】
2013537263.tif 000002
【００３０】
【表１ｂ】
2013537263.tif 000003
【００３１】
【表２ａ】
2013537263.tif 000004
【００３２】
【表２ｂ】
2013537263.tif 000005
【００３３】
上記に示したデータにより、以下の結論が導き出せる。
【００３４】
〔伸張〕
乾燥した不織布において、最大引張強度の伸張（同じ単位面積あたりの質量及び同じ強化）は、明らかに扁平繊維から製造されている不織布において低く、通常のビスコース繊維から製造されている不織布とは対照的である。おそらく、これはより多量の繊維間結合が生じているためである。
【００３５】
〔ＭＤ／ＣＤ比〕
同じ実験条件下において、扁平繊維を含む不織布は、通常のビスコース繊維からできている不織布よりも実質的に高いＭＤ／ＣＤ比を示す。
【００３６】
低強化の低ＭＤ／ＣＤ比から始めると、強化工程における繊維の再適応の結果として、ＭＤ／ＣＤ比が増加する。扁平繊維からできている不織布のＭＤ／ＣＤ比は、等圧下において、通常のビスコース繊維からできている不織布よりも実質的に高いＭＤ／ＣＤ比であり、扁平繊維の通常のビスコース繊維よりもかなり高い柔軟性を示し、強化工程を大幅に容易にする。
【００３７】
〔強度〕
【００３８】
【表３】
2013537263.tif 000006
【００３９】
【表４】
2013537263.tif 000007
【００４０】
試験の容易化のため、引き裂き強さの合計（ＭＤ＋ＣＤ）を、強度評価するそれぞれの場合に使用する。
【００４１】
扁平繊維からできている、本発明に係る不織布に関して、“低”から“高”まで強化圧力を高めても、高い強度は達成されないことは明らかである。これは、明らかに、不織布材料が既に、低い強化段階であっても常に最大程度まで強化されていることを意味する。
【００４２】
等強化にて、不織布の強度は通常、単位面積当たりの質量と相関する。
【００４３】
この場合、単位面積当たりの質量の比は、５０ｇ／ｍ２対８０ｇ／ｍ２＝１．６である。
【００４４】
例えば、単位面積あたりの質量が５０ｇ／ｍ２を有する、高く強化された不織布の測定強度（７２Ｎ／５ｃｍ）に基づくと、７２×１．６＝１１５Ｎ／５ｃｍの強度が、単位面積あたりの質量が８０ｇ／ｍ２を有する、高く強化された不織布にて予期され得る。予期される値は、約１２０の実測値によく適合している。
【００４５】
すべての四つの形態において、これは、不織布材料が既に最大まで強化されていることを意味する。
【００４６】
通常のビスコース繊維で作られた不織布では、状況が異なる。
【００４７】
触覚評価では、低い強化段階の二つの不織布材料は、十分には強化されていない。
【００４８】
“低”から“高”への強化圧力の増加（常に約５０％）において、明らかなウェブ強度の増加が、それぞれの場合にて、測定された。したがって、明らかに、この場合において更に圧力を増加させることにより、不織布材料は更に一層強化され、最大の強化には、更に高い圧力が必要であることを意味している。
【００４９】
５０ｇ／ｍ２の不織布の高い強化段階において、乾燥した不織布の強度は、扁平繊維からできている不織布の強度よりもわずかに高い。これはおそらく、実験にて使用された繊維の単一繊維の強度がより高いこと（通常のビスコース繊維：２２ｃＮ／ｔｅｘ、ビスコース扁平繊維：１６ｃＮ／ｔｅｘ）によって引き起こされたものである。しかし、不織布材料は、かなりの程度まで強化されていることが想定され得る。
【００５０】
５０ｇ／ｍ２の不織布の高い強化段階にて、乾燥した不織布の強度でさえ、扁平繊維からできている不織布の強度よりもわずかに高い。
【００５１】
したがって、上記計算によると、少なくとも８１．３×１．６＝１３０Ｎ／５ｃｍの強度が、８０ｇ／ｍ２の単位面積当たりの質量を有する、完全に強化された不織布材料に期待され得る。しかし、測定結果は、たったの約９９Ｎ／５ｃｍであった。したがって、高い強化圧力を適用しても、８０ｇ／ｍ２の不織布は、完全に強化されたというには程遠い。
【００５２】
上記強化段階にて、不織布材料は、潜在的な強化の約７５％しか達成できていない。
【００５３】
〔比較〕
８０ｇ／ｍ２の不織布の例は、水流絡合における扁平繊維の発明に係る使用の長所を明確に示す。
【００５４】
９５ｂａｒの強化圧力でのビスコース扁平繊維由来の不織布
乾燥強度  （ＭＤ＋ＣＤ）＝１２０Ｎ／５ｃｍ
湿潤強度  （ＭＤ＋ＣＤ）＝８３Ｎ／５ｃｍ。
【００５５】
１４５ｂａｒの強化圧力での通常のビスコース繊維由来の不織布
乾燥強度  （ＭＤ＋ＣＤ）＝９９Ｎ／５ｃｍ
湿潤強度  （ＭＤ＋ＣＤ）＝６０Ｎ／５ｃｍ。
【００５６】
したがって、不織布材料におけるビスコース扁平繊維を用いると、５０％低い圧力で、通常のビスコース繊維よりも、それぞれ２０％（乾燥）、４０％（湿潤）高い強度を達成し得る。
【国際調査報告】
2013537263.tif 000008
2013537263.tif 000009
2013537263.tif 000010
2013537263.tif 000011