JPH03193960A - 凹凸模様つき不織布の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、柔軟性および通気性に優れた新規な不織布の
製造方法に関する。

本発明の方法により得られる不織布は、その柔軟な風合
等の良好な特性を生かして、衣料用基布、濾過布などの
用途に好適に用いられるものである。

［従来の技術］ 従来、不織ウェッブを衣料用基布、濾過布などの用途に
供するためには、主としてその機械的な強度を上げる必
要性から、加熱エンボスローラによる処理が行なわれて
不織布としての生産がなされている。そして、この処理
により不織ウェッブには凹凸模様がつき、その模様の四
部は加熱エンボスローラ凸部により圧着をされた部分、
模様の凸部は非圧着部分に区分される。

かかる加熱エンボスローラによる処理は、エンボスロー
ラにより圧着部を融着させ得る温度、圧力条件を採用す
ることにより構成繊維を部分的に接合、固定させるとい
うものであるが、本来、エンボスローラの凸部で圧着さ
れる部分のみを融着させる目的に対して、圧着しないロ
ーラ凹部の表面にもローラ表面が接触するために、その
部分の表層の一部ないし全部までもが融着してしまい、
得られるシートは衣料用途にとっては硬い感触となると
いう問題があり、また、融着部分は目が詰まっているも
のであるために、通気性が悪く濾過用途にとってはその
機能が十分に果たし得ないという問題があるものであっ
た。

かかるローラ凹部による非圧着部分は、たとえ、表層が
前述の如く融着していてもその断面方向には融着が有効
には連続しておらないのであって、機械的強度を上げる
ことに対しても何らの寄与がないのである。しかも、そ
の融着をしている部分は、繊維間隙が小さいために、前
述の如く、通気性が悪（なる、また硬い風合になるとい
う問題があって熱エンボス処理を施して不織布を製造す
る際において、非圧着部分の融着を回避することは当業
界の長年にわたる願望であった。

一方、特に、柔らかい仕上りにする手法として、例えば
特公昭４９−３４６５号公報には、熱処理前のウェッブ
に対して予め水を３ないし２５重量％付着させて布的な
風合いの不織布を製造することが提案されている。

しかしながら、この方法では、一般に不織布は、水に濡
れにくい性質を有しているので、水を付着させる浸漬あ
るいは噴霧の操作において、面方向および断面方向にわ
たり水の付着が不均一となる結果、品質斑が顕著になる
という欠点があった。

かつまた、水の付着量が上記公報で規定するような２５
重量％以下と少ない場合、エンボスローラ処理中に付着
水が全て蒸散をしてしまい、水を付着させた効果が十分
に得られない場合も多くあったし、また、同特公昭４９
−３４６５号公報には、水の量を増すにつれて、温度、
圧力条件を低くしても効果は向上すると説明されている
が、水が残ってしまうと、またそれは乾燥が不十分なこ
とから効果のムラを発生させると説明されていることか
らも理解できるように、単に、水の量を多くもなくまた
少なくもなく、すなわち、水が残らないように、かつま
たポリエステル系繊維どうしを粘着させるという水の存
在効果が良好に生じるように、水の付与量の調節と熱エ
ンボス処理条件の設定を行なうというものであった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、上述したよう点に鑑み、熱エンボス処
理を施して不織布を製造するという方法でありながら、
当業界の長年にわたる願望であった、エンボスロールの
凹部による非圧着部分における融着を、良好に回避する
とができて、上述した如き従来の熱エンボス処理品おけ
る欠点のない優れた柔軟性、通気性を有する新規な不織
布の製造方法を提供せんとするものである。

［課題を解決するための手段］ 上述した目的を達成する本発明の方法は、不織布に加熱
エンボスローラにより凹凸模様を付与するに際し、水を
不織布に対して５０ないし３００重量％含有せしめて、
かつ加熱エンボスローラによる処理後において、その水
の一部が不織布中に残存する加熱エンボス条件で処理す
ることを特徴とする凹凸模様つき不織布の製造方法であ
る。

また、かかる構成を有する本発明の凹凸模様つき不織布
の製造方法において、好ましくは、水として、界面活性
剤を混入した水を用いることを特徴とする方法であり、
あるいはまた、不織布が熱可塑性の単一成分ポリマーか
らなるものであることを特徴とする方法であり、あるい
はまた、不織布が、融点の最大と最小の差が２０℃以上
である少（とも２種以上の熱可塑性ポリマーから構成さ
れた繊維からなるものであることを特徴とする方法であ
り、あるいはまた、不織布の構成繊維が少なくとも２成
分の熱可塑性ポリマーから形成される複合繊維であるこ
とを特徴とする方法であり、あるいはまた、不織布の構
成繊維が少なくとも２成分の熱可塑性ポリマーから構成
される複数種の繊維であることを特徴とする方法であり
、あるいはまた、不織布の構成繊維が、熱可塑性ポリマ
ーと、無機繊維あるいは天然繊維とからなる複数種の繊
維であることを特徴とする方法であり、あるいはまた、
加熱エンボスローラによる処理工程前に、水を付与する
含浸装置または噴霧装置と、液体の付与量を調節する絞
り装置を設けて、水の付与および絞り工程に連続して加
熱エンボス処理を行なうことを特徴とする方法である。

［作用］ 以下、本発明の凹凸模様つき不織布の製造方法について
、さらに詳しく説明する。

本発明の製造方法に供される不織布は、短繊維あるいは
長繊維の未加工の不織布ウェッブ、または湿式接着処理
とか高圧柱状流による交絡処理等の接合や絡合加工を施
された不織布等であり、本発明にかかるエンボス処理手
法は、それら不織布ウェッブ、不織布のいずれに対して
も適宜その加工目的や所望の製品特性・特質等に応じて
適用することができ、また、その構成繊維素材は、熱可
塑性であるポリマーの単一成分あるいは少なくとも２成
分からなる複合繊維、あるいは複数種繊維が混合された
繊維、さらに無機繊維とか天然繊維などが一部混合され
ている繊維であるもの等が、ま本発明の凹凸模様つき不
織布の製造方法に供され得るものである。

本発明でいう加熱エンボスローラとは、少なくとも１対
のローラのうち、片方のローラ表面においてエンボスパ
ターンが彫刻されてあり、かつ不織布に対して連続して
加熱と加圧ができる機構をもった金属製の１対のローラ
ユニットをいう。したがって、１対のローラのうち、片
方が彫刻ローラで他方がフラット（平坦）ローラであっ
てもよく、あるいは、両方が彫刻されであるローラの組
合わせであっても凹凸模様がつき圧着部と非圧着部とに
区分をして処理できるものであればよく、それらのいず
れのタイプのものでも、本発明の処理による効果を良好
に発揮し得るものである。

本発明により凹凸模様つき不織布を製造するに際しては
、かかる加熱エンボスローラにより凹凸模様を付与する
に際し、水を不織布に対して５０ないし３００重量％含
有せしめて、かつ該加熱エンボスローラによる処理後に
おいても、その水の一部が不織布中に残存している加熱
エンボス条件で処理するものである。

上述の不織布に含有させる水には、その沸点を著しく上
昇させないもので、かつ不織布に対して実質的に不活性
な無機質あるいは有機質の物質は混入させて使用しても
よく、特別に本発明の効果を失うものではない。

さらに詳しく本発明の凹凸模様つき不織布の製造法の技
術思想等につき説明をすると、前述した通り、従来、不
織布に凹凸模様をつけ、その凹部を融着させる目的に対
してエンボスローラで処理する方法を採用する場合、ロ
ーラ凸部で圧着された部分が融着した凹部となるが、非
圧着部分の表面でもローラ凹部に接触するために融着し
てしまい、硬い感触となる問題があった。この原因は、
ローラの凸部と凹部が連続しているため通常同一温度に
保たれていることと、ローラ凹部に繊維が接触すること
にあるが、ローラの凹部を凸部より低い温度に保つのは
ローラの素材如何を問わず一般には難しい。また、ロー
ラ凹部に繊維が接触しないようにするには、凹部を深（
するという方法があるが、この方法では、ローラ凸部が
高くなる結果、使用中に損傷しやすく必ずしも現実的で
はない。

本発明者らは、このような問題を解消するために鋭意研
究を重ねた結果、不織布をエンボスローラで処理する際
に予め相当量の水を付着させる方法が効果的であること
を見い出した。すなわち、この方法では、処理中に水が
ローラからの伝熱および放射熱により蒸発し、処理シー
ト中に充満する結果、付着水の一部が残存している限り
は、非圧着のシート部分が水の沸点である１００°Ｃを
越える温度には至らなく、シたがって、その部分の融着
が妨げられるのである。

一方、加熱エンボスローラの凸部により圧着されるシー
ト部分は、水の蒸気と空気が実質的に排除されているの
で、すなわち実質的に繊維のみが存在しているので、ロ
ーラの熱が直接的に伝わり融着することが可能なもので
ある。

このような本発明による方法によれば、融着していない
部分と融着している部分が明確に区分された凹凸模様と
なるため、水を用いないで処理した場合におけるように
非圧着部分の表面が融着してしまって、硬い感触で通気
性が悪くなるということはない。

以上のごとく、本発明の方法では、予め水を付着させて
エンボス処理をした場合に、該付着された水は、不織布
が進行してエンボス加圧部に到達すると急激に蒸発し、
不織布の内部に浸透するが一部は系外に散逸する。加圧
が完了する時点までに、その大部分は散逸してしまうの
であるが、本発明の効果を得ようとする場合には、エン
ボスローラでの加圧が完了するまで、水あるいはその蒸
気が有効に残存していなければならない。すなわち、不
織布に付着させる水の量が少ない場合には、加圧の途中
で全て蒸発して系外に逸散してしまい、不織布の非圧着
部分が圧着部分と同一の温度に上がって、本発明による
効果が有効には発揮されないのであり、このような事態
に至るのを避けるには、エンボスローラでの加圧が完了
した時点で水の一部が残存していることが必要である。

換言すれば、水の一部が残存するように予め不織布への
付着量を調節しなければならなく、付着量が少なすぎる
と本発明の初期の効果は得られない。この付着量の最低
限度は、本発明者らが鋭意検討した結果によれば、不織
布に対し５０重量％である。

また、逆に、付着量が多すぎる場合には、ローラの加熱
加圧部は単なる水絞り機構の役目しか呈することができ
なく、絞られた水がローラ加圧部の手前を流下しつつ激
しく蒸散するので、供給される不織布を乱れさせるばか
りかローラの熱を奪うので熱源の損失を招き、これまた
有効な加熱エンボス処理はできない。このような点から
、付着量の最高限度は本発明者らが検討した結果によれ
ば、不織布に対し３００重量％である。

かかる付着水は、仮に、その沸点が高く、例えば、エン
ボスローラの温度と同等もしくはそれ以上の高沸点を有
する場合には、蒸散しにくいばかりか蒸散しても温度が
高いために非圧着部の融着を回避することが難しくなっ
てくるものであり、この点が、前述の通りに本発明方法
において水を用いる一つの所以である。また、一対のエ
ンボスローラの温度が互いに異なる組合わせの場合には
、温度が低い方を対象とする方がよいことは言うまでも
ない。

また、加熱エンボスローラの温度が、１１０°Ｃ以下で
ある場合には、不織布中の水を加熱エンボス処理してい
る間に蒸散させてかっ該不織布中に充満させることが有
効にできず、本発明の水による効果は一般には得られ難
い。したがって、エンボスローラの温度は１３０℃以上
の高い条件であることが好ましい。

かかる付着水のもたらす効果は、常温はもちろん、蒸発
した高温であっても、実質的に不織布に対して不活性の
場合に良好に成しとげられ、すなわち、仮に、高温のロ
ーラに接することにより膨潤ないしは溶解の作用を発揮
できる特性を有している薬品類等を用いると、圧着部と
非圧着部との融着が明瞭に区分されたものに仕上げるの
に問題があるので注意を要する。

したがって、本発明では、付着させる液体としては、水
、あるいは界面活性剤を混入した水を用いるのが実際上
望ましい。

不織布に本発明でいう水を付着させる手段としては、浸
漬あるいは濡れたローラの表面に沿わず方法、または噴
霧の方法等がとり得るが、不織布の面方向と断面方向に
できるだけ均一に付着させなければならない。仮に不均
一であっても、エンボスローラで加圧する直前に絞り機
で処理して均一化できれば、本発明の効果が失われるも
のではないが、通常の熱可塑性繊維は濡れにくいために
、不織布の内部にまで浸透しにくく、不織布の全部を水
中に浸漬して液から引き上げた場合においても、あるい
は絞り機で処理した場合においても、水が不均一に付着
しているのが通例である。そのため、水に界面活性剤を
混入して均一に付着させる手段等を採用することも効果
的なものである。

この界面活性剤とは、添加することにより水の表面張力
を下げる機能を有するもので、具体的には、その溶液が
不織布に接触した場合に、構成繊維の表面を濡れやすく
する役目を有するものである。また、通常の熱可塑性繊
維には、水などの液体に濡れにくいものが多く、また、
無機あるいは植物・動物等の繊維は、製造の工程におい
て鉱物油を使用している場合があり、これまた、水など
の液体に濡れにくいものが多い。界面活性剤には、石鹸
あるいはアニオン活性剤、カチオン活性剤などの乳化剤
が有効であるが、必要に応じて、さらに帯電防止剤、平
滑剤、調湿剤等を別に添加して別機能を付加することも
できる。しかしながら、用いられる薬剤は、繊維に対し
て不活性であるもの、高温時に変質しないもの、毒性が
なく貯蔵あるいは洗浄が可能なものの中から選ぶことが
望ましい。

本発明において驚くべきことには、本発明により得られ
る凹凸模様つき不織布においては、非圧着部が融着して
いな（、構成繊維は間欠的に圧着部で融着・固定されて
いるのみであるので、非常に良好な柔軟化が達成されて
いるとともに、かかる柔軟化の効果以外に、通気性が改
良されている点にある。さらに加えて、不織布シートの
機械的な特性、例えば、引張強力、伸度などには何らの
影響が実際上認められないことである。このことは、不
織布シートの機械的な特性が圧着部の形態に依存してい
ることを証明するものであろう。

本発明で得られる効果は、熱可塑性のポリマーからなる
不織布に対して発揮できるが、特に、融点の最大と最小
の差が２０°Ｃ以上である少な（とも２種以上の熱可塑
性ポリマーから構成された不織布に適用する場合に、融
点が低い方の繊維のみを選択的に融着させる条件を採用
すれば、不織布の強度と風合いを一層改善できて好まし
い。さらに、熱可塑性ポリマーが少な（とも２成分から
なる複合繊維あるいは混合繊維のように、既に構成繊維
が捲縮やかさ高化しているか、あるいはエンボスローラ
処理時に捲縮あるいはかさ高化するような特性を有した
ものであれば、−暦本発明の効果を大きくなし得るもの
である。また、この不織布が無機繊維あるいは天然繊維
との混合繊維から成り立っていても何ら効果を失うもの
ではない。

かかる本発明の方法を具体化するに際しては、浸漬ある
いは濡れたローラの表面を沿わず方法、あるいは噴霧の
方法等により液体を付着させ、さらに付着量を調節する
ための絞り機を設置して連続処理するのが効果的である
。すなわち、具体的には、加熱エンボスローラによる処
理工程前に、水を付与する含浸装置または噴霧装置と、
液体の付与量を調節する絞り装置を設けて、これら装置
により水の付与および絞り工程を行ない、該工程に連続
して、加熱エンボス処理を行なうように構成するのが生
産性の点などから好ましいものである。

［実施例］ 以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。

実施例１ 単繊維繊度０．６デニール（ｄ）のナイロン６フィラメ
ントがランダムに配向されてなる長繊維ウェッブを溶融
紡糸し、空気エジェクターによる高速引取り、衝突板に
摩擦衝突させる方法を経て、コンベアーネット上に連続
して不織布ウェッブを捕集した。引き続き、温度１３８
℃、線圧１５ｋｇ／ｃｍの金属製平滑カレンダーローラ
で熱プレスした後、水を貯えた槽内に浸漬してからゴム
製の一対のローラで絞り、エンボスローラで熱圧着した
後、乾燥して目付６５ｇ／ｒｒｆのシートを巻取った。

これまでの操作は連続しており、エンボスローラの速度
は毎分２．５ｍであった。エンボス処理前においては、
水がシートの表面および内部にわたって均一に付着して
おり、その付着率は１６０％であった。また、エンボス
処理後の水分含有率は１２％であった。

エンボスローラの上部ローラは凸部が辺長０゜６ｍｍの
正６角形、その間隔は１ｍｍ、深さ１ｍｍのエンボスパ
ターンをもつもので、下部ローラは平滑ローラであり、
それぞれ直径が３００ｍｍの表面クロムメツキのもの、
温度は１８０℃とした。

上記の工程で得られたシートは、第１表に示す通りのシ
ート特性を有し、特に柔軟性の指標として測定した剛軟
度が低く、従来の類似のものには見られない衣料用基布
として好適であった。

比較例１ 水槽への浸漬とゴムローラでの絞り操作をしないこと以
外は、実施例１と同一の方法で、ナイロン６のエンボス
処理シートを作製した。このシートは第１表に示すシー
ト特性が得られ、剛軟度が高い上に硬い風合いのため衣
料用基布としては不適であった。

実施例２ 複合比（重量比）６０／４０のポリエステルとポリプロ
ピレンからなる繊度２ｄのフィラメントが、ランダムに
配向されてなる目付４０ｇ／％の複合長繊維ウェッブを
、溶融紡糸し、空気エジェクターによる高速引取り、衝
突板に摩擦衝突させる方法を経て、コンベアーネット上
に連続して不織布ウェッブを捕集した。

さらに、付着させる液体を石鹸の０．９％水溶液、エン
ボスローラ温度を１７５℃とすること以外は実施例１と
同一の条件下で処理して間欠接着の長繊維不織布を作製
した。上記の工程において、ゴムローラで絞った後の付
着水は、ウェッブに対して１７５重量％であった。また
、エンボス処理後の水分含有は１６％であった。

かかる工程で得られたシートの特性は第１表に示す通り
であり、特に衣料用基布として好適なものであった。

実施例３ 付着させる液体に石鹸を含まない水を用いたこと以外は
実施例２と同一の工程条件で、ポリエステルとポリプロ
ピレンからなるシートを処理した。

水槽から引き上げたシートは、水がやや斑点状に付着し
ており、ゴムローラにより絞った後は、部十分には濡れ
ていないところがあった（これは、特に、ポリプロピレ
ンが用いられていて水に濡れにくいためと考えられるも
のであった）。このときの付着水は、ウェッブに対して
１３３重量％であった。引き続くエンボス処理後には水
が９％残存していた。こうして得られた凹凸模様を有す
る不織布は、全体として、従来の類似のものに比べると
柔軟で良好なものであったが、やや不均一さも認められ
、多少硬めの風合の部分が一部認められるものであった
。

比較例２ 油剤水溶液に浸漬しないこと、ゴムローラでの絞り操作
をしないこと以外は実施例２と同一の方法で、ポリエス
テルとポリプロピレンからなるエンボス処理シートを作
製した。このシートは第１表に示すシート特性が得られ
、硬い風合いのため衣料用基布としては不適当なもので
あった。

実施例４ ポリエチレンテレフタレート８５部とポリブチレンテレ
フタレート１５部からなる、それぞれ繊度２ｄ、繊維長
５１ｍｍである短繊維がランダムに配列されてなる短繊
維不織布を、ステープル混綿、カーデイング、ニードル
パンチングの方法により作製した。

この不織布の目付は２７０　ｇ／ｒｒ？であった。引き
続き界面活性剤の０．７５％水溶液をこの不織布の両面
から噴霧器により噴霧し、ゴムローラで絞り付着量を不
織布に対して１４０％となるように調節した後、実施例
１と同一のエンボスローラで処理をした。エンボスロー
ラの温度は２３０’Ｃ１表面速度は毎分２．５ｍとした
。乾燥処理の後、得られたシートは、凹凸模様に富み、
特に凸部が通気性と集塵性に優れているため、産業用の
濾過布には好適であった。

なお、実施例中のシート特性の測定および表示は、以下
に示す通りの方法によるものである。

厚さ：　ＴＥＣＲＯＣＫ厚さ計 剛軟度：４５度カンチレバー法 引張強力および伸度：試料のつかみ幅５　ｃｍ、つかみ
間隔１０　Ｃｍ、引張速度１０ｍ／ｍｉｎで、テンシロ
ン引張試験機を用いて測定し、破断時の強力および伸度
で示す。

［発明の効果コ 本発明の凹凸模様つき不織布の製造方法は、不織布を加
熱エンボスローラにより凹凸模様を付与するに際し、水
を不織布に対して５０ないし３００重量％含有させるこ
とを特徴とするもので、圧着部が良好に融着して固定さ
れているのに対し、非圧着部が融着することな（、かつ
、繊維間が固定されていないために、従来の類似の熱エ
ンボス処理を施された凹凸模様つき不織布に比べて非常
に柔軟で、一方では、シートの機械的な特性、例えば、
引張強力、伸度などは従来品レベルである不織布を製造
することができるものである。

さらに、本発明により得られる凹凸模様つき不織布は、
非圧着部が融着していなく、構成繊維は間欠的に圧着部
で融着・固定されているのみであるので、繊維間隙が大
きいために、上記の柔軟化の効果以外に通気性が改良さ
れており、通気性や集塵性が大である。

したがって、本発明の方法により得られる不織布は、衣
料用基布、濾過布の用途に対して非常に好適なものであ
る。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）不織布に加熱エンボスローラにより凹凸模様を付
   与するに際し、水を不織布に対して５０ないし３００重
   量％含有せしめて、かつ加熱エンボスローラによる処理
   後において、その水の一部が不織布中に残存している加
   熱エンボス条件で処理することを特徴とする凹凸模様つ
   き不織布の製造方法。
2. （２）水として、界面活性剤を混入した水を用いること
   を特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の凹凸模様
   つき不織布の製造方法。
3. （３）不織布が、熱可塑性の単一成分ポリマーからなる
   ものであることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
   記載の凹凸模様つき不織布の製造方法。
4. （４）不織布が、融点の最大と最小の差が２０℃以上で
   ある少くとも２種以上の熱可塑性ポリマーから構成され
   た繊維からなるものであることを特徴とする特許請求の
   範囲第（１）項記載の凹凸模様つき不織布の製造方法。
5. （５）不織布の構成繊維が、少なくとも２成分の熱可塑
   性ポリマーから形成される複合繊維であることを特徴と
   する特許請求の範囲第（１）項記載の凹凸模様つき不織
   布の製造方法。
6. （６）不織布の構成繊維が、少なくとも２成分の熱可塑
   性ポリマーから構成される複数種の繊維であることを特
   徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の凹凸模様つき
   不織布の製造方法。
7. （７）不織布の構成繊維が、熱可塑性ポリマーと、無機
   繊維あるいは天然繊維とからなる複数種の繊維であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の凹凸模
   様つき不織布の製造方法。
8. （８）加熱エンボスローラによる処理工程前に、水を付
   与する含浸装置または噴霧装置と、液体の付与量を調節
   する絞り装置を設けて、水の付与および絞り工程に連続
   して加熱エンボス処理を行なうことを特徴とする特許請
   求の範囲第（１）項記載の凹凸模様つき不織布の製造方
   法。