本發(fā)明涉及能夠適合用作以用于擦拭水的擦拭材料等為代表的吸水材料的吸水性疊層體及其制造方法。
背景技術(shù):
用于配置在給定的位置并吸取除去在此存在或產(chǎn)生的水、或通過擦拭等吸收水而除去、或進(jìn)一步對吸收的水進(jìn)行保持的吸水材料,不限于面向普通消費(fèi)者、普通家庭,也廣泛應(yīng)用于工業(yè)。在多種吸水材料中,從吸水性等的觀點(diǎn)考慮,可使用由親水性纖維構(gòu)成的無紡布等。
例如日本特開平11-291377號公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)中記載了在紙尿布這樣的吸收性物品等中使用復(fù)合化無紡布,所述復(fù)合化無紡布是通過利用壓花進(jìn)行的熱壓接將熱熔粘性纖維無紡布疊層于將熱熔粘性短纖維與親水性短纖維混纖而成的造紙無紡布上而形成的。日本特開2004-313425號公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)中記載了在用于擦拭水的擦拭片中使用使極細(xì)纖維與吸水性纖維交織而成的無紡布。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開平11-291377號公報(bào)
專利文獻(xiàn)2:日本特開2004-313425號公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的課題
本發(fā)明的目的在于提供一種具有高強(qiáng)度、且吸水性及保水性優(yōu)異的新型高強(qiáng)度吸水材料。
用于解決課題的技術(shù)方案
本發(fā)明提供以下所示的吸水性疊層體及其制造方法。
[1]一種吸水性疊層體,其包含:
由含有第1親水性纖維的第1纖維聚集體構(gòu)成的第1纖維層、以及
由含有80質(zhì)量%以上的濕熱粘接性纖維的第2纖維聚集體構(gòu)成的第2纖維層,其中,
所述第1纖維層中的與所述第2纖維層相反側(cè)的表面依據(jù)JIS L 1907規(guī)定的滴加法測定的吸水速度為10秒鐘以下。
[2]如[1]所述的吸水性疊層體,其中,所述第1纖維聚集體是平均纖維徑為10μm以下的所述第1親水性纖維的無紡纖維聚集體。
[3]如[1]或[2]所述的吸水性疊層體,其中,所述第1纖維層的微孔平均徑為0.5~50μm。
[4]如[1]~[3]任一項(xiàng)所述的吸水性疊層體,其中,所述第1纖維聚集體為熔噴無紡纖維聚集體。
[5]如[1]~[4]任一項(xiàng)所述的吸水性疊層體,其中,所述第1親水性纖維是由聚酰胺類樹脂形成的纖維。
[6]如[1]~[5]任一項(xiàng)所述的吸水性疊層體,其還包含由含有第2親水性纖維的第3纖維聚集體構(gòu)成的第3纖維層,所述第3纖維層是夾在所述第1纖維層與所述第2纖維層之間的纖維層。
[7]如[1]~[6]任一項(xiàng)所述的吸水性疊層體,其中,依據(jù)JIS L 1913測定的濕潤時(shí)的縱向拉伸強(qiáng)度為160N/5cm以上。
[8]如[1]~[7]任一項(xiàng)所述的吸水性疊層體,其用于從物體的表面擦拭磨粒和水。
[9]一種制造方法,其是[6]所述的吸水性疊層體的制造方法,該方法包括:
第1工序,通過構(gòu)成所述第1纖維聚集體的纖維和構(gòu)成所述第3纖維聚集體的纖維的交織或熔粘來接合所述第1纖維層和所述第3纖維層,或者通過構(gòu)成所述第2纖維聚集體的纖維和構(gòu)成所述第3纖維聚集體的纖維的交織或熔粘來接合所述第2纖維層和所述第3纖維層;
第2工序,在所述第1工序中接合所述第1纖維層和所述第3纖維層的情況下,通過構(gòu)成所述第2纖維聚集體的纖維和構(gòu)成所述第3纖維聚集體的纖維的交織或熔粘來接合所述第2纖維層和所述第3纖維層,在所述第1工序中接合所述第2纖維層和所述第3纖維層的情況下,通過構(gòu)成所述第1纖維聚集體的纖維和構(gòu)成所述第3纖維聚集體的纖維的交織或熔粘來接合所述第1纖維層和所述第3纖維層,其中,
所述第1工序及第2工序中的交織或熔粘均通過水刺法、蒸汽噴射法或針刺法來進(jìn)行。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明,可以提供吸水性及保水性優(yōu)異的吸水性疊層體。本發(fā)明的吸水性疊層體能夠適合用作以用于從各種物體的表面擦拭水或含有水的附著物的擦拭材料為代表的吸水材料。
附圖說明
圖1是示意性地示出本發(fā)明的吸水性疊層體的一個(gè)例子的剖面圖。
圖2是示意性地示出本發(fā)明的吸水性疊層體的另外一例的剖面圖。
圖3是示意性地示出本發(fā)明的吸水性疊層體的另外一例的剖面圖。
附圖標(biāo)記
10第1纖維層、21、22第2纖維層、30第3纖維層、100、200、300吸水性疊層體。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明涉及一種吸水性疊層體,其至少具備:由含有第1親水性纖維的第1纖維聚集體構(gòu)成的第1纖維層、由含有80質(zhì)量%以上的濕熱粘接性纖維的第2纖維聚集體構(gòu)成的第2纖維層。以下,示出實(shí)施方式詳細(xì)地對本發(fā)明進(jìn)行說明。
<實(shí)施方式1>
圖1是示意性地表示本實(shí)施方式的吸水性疊層體的一個(gè)例子的剖面圖。圖1所示的吸水性疊層體100包含:第1纖維層10、以及與第1纖維層10的厚度方向一側(cè)鄰接而疊層的第2纖維層21(即,第2纖維層21以與第1纖維層10的一面接觸的方式疊層于第1纖維層10上)。
(1)第1纖維層
第1纖維層10是在吸水性疊層體100中至少起吸水作用的層,第1纖維層10中的與第2纖維層21相反側(cè)的表面(即,第1纖維層10的厚度方向另一側(cè)的面)可以是從該面吸收水的吸水面,例如在吸水性疊層體100是用于從各種物體的表面擦拭水、或與水同時(shí)擦拭含有其它成分的附著物的擦拭材料等的情況下,可以是與該物體的表面接觸的擦拭面。
第1纖維層10是由第1纖維聚集體構(gòu)成的層。第1纖維聚集體具有吸水性,且優(yōu)選可以向第2纖維層21透過水。從吸水性及透水性的觀點(diǎn)考慮,構(gòu)成第1纖維層10的第1纖維聚集體含有親水性纖維(第1親水性纖維)而構(gòu)成。親水性纖維可以為合成纖維、天然纖維、再生纖維等。親水性纖維可以僅單獨(dú)使用1種,也可以組合使用2種以上。
作為親水合成纖維,可以列舉由具有羥基、羧基、磺酸這樣的親水性基團(tuán)和/或酰胺鍵這樣的親水性鍵的熱塑性樹脂構(gòu)成的合成纖維。這樣的熱塑性樹脂的具體例子包括:聚乙烯醇類樹脂(乙烯-乙烯醇類共聚物等)、聚酰胺類樹脂[聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺610、聚酰胺612、聚酰胺92、聚酰胺9C(由壬二胺和環(huán)己烷二羧酸形成的聚酰胺)這樣的脂肪族聚酰胺及其共聚物、由聚酰胺9T(由壬二胺和對苯二甲酸構(gòu)成的聚酰胺)這樣的芳香族二羧酸和脂肪族二胺合成的半芳香族聚酰胺及其共聚物等]、聚酯類樹脂(聚乳酸這樣的聚乳酸類樹脂等)、(甲基)丙烯酸類樹脂[含有(甲基)丙烯酰胺單元的樹脂等]。其中,優(yōu)選使用聚乙烯醇類樹脂、聚酰胺類樹脂。親水性的合成纖維可以僅單獨(dú)使用1種,也可以組合使用2種以上。與此相對,在第1纖維結(jié)構(gòu)體例如由聚烯烴類樹脂、聚酯類樹脂這樣的非親水性樹脂(疏水性樹脂)的纖維構(gòu)成的情況下,不能得到吸水性良好的疊層體。
在作為聚乙烯醇類樹脂的優(yōu)選的一個(gè)例子的乙烯-乙烯醇類共聚物中,乙烯單元的含量(共聚比例)例如為10~60摩爾%,優(yōu)選為20~55摩爾%,更優(yōu)選為30~50摩爾%。乙烯醇單元的皂化度例如為90~99.99摩爾%,優(yōu)選為95~99.98摩爾%,更優(yōu)選為96~99.97摩爾%。乙烯-乙烯醇類共聚物的粘均聚合度例如為200~2500,優(yōu)選為300~2000,更優(yōu)選為400~1500。
作為親水性的天然纖維,可列舉棉、綢、麻、絲、羊毛等。作為親水性的再生纖維,可列舉人造絲、萊賽爾纖維(lyocell)、銅氨(Cupra)、波里諾西克(Polynosic)這樣的纖維素類纖維。這些天然纖維、再生纖維分別可以僅單獨(dú)使用1種,也可以組合使用2種以上。
親水性纖維至少表面由親水性樹脂構(gòu)成即可,例如可以是將疏水性樹脂的表面進(jìn)行了親水化處理的纖維、親水性樹脂在長度方向連續(xù)包覆芯部整個(gè)表面的結(jié)構(gòu)的芯鞘型復(fù)合纖維等。芯鞘型復(fù)合纖維的芯部例如可以由聚乙烯、聚丙烯這樣的聚烯烴類樹脂、聚酯類樹脂、聚酰胺類樹脂、聚氨酯類樹脂等熱塑性樹脂構(gòu)成。關(guān)于構(gòu)成鞘部的親水性樹脂的例子,引用對親水性的合成纖維的記載。芯鞘型復(fù)合纖維中的芯部與鞘部的含有比例以質(zhì)量比計(jì)例如為鞘部/芯部=90/10~10/90、優(yōu)選為80/20~15/85、更優(yōu)選為60/40~20/80。
構(gòu)成第1纖維層10的第1纖維聚集體可以含有親水性纖維以外的纖維(例如疏水性纖維),從吸水性的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選親水性纖維的含量高。具體而言,第1纖維聚集體中含有的親水性纖維的含量優(yōu)選為70質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為80質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為90質(zhì)量%以上(例如100質(zhì)量%)。作為親水性纖維以外的纖維,可以列舉由聚乙烯、聚丙烯這樣的聚烯烴類樹脂、聚酯類樹脂、聚氨酯類樹脂構(gòu)成的纖維。
吸水性疊層體100具有良好的吸水性,成為吸水面的第1纖維層10的與第2纖維層21相反側(cè)的表面(第1纖維層10的厚度方向另一側(cè)的面)依據(jù)JISL 1907“纖維制品的吸水性試驗(yàn)法”的7.1.1所規(guī)定的滴加法測定的吸水速度為10秒鐘以下,優(yōu)選為5秒鐘以下。另外,吸水速度通常為0.01秒鐘以上。這里所謂的吸水速度是指制成吸水性疊層體100時(shí)的上述外表面的吸水速度。
為了提高成為吸水面的第1纖維層10的外表面的表面平滑性,構(gòu)成第1纖維聚集體的親水性纖維(及在含有親水性纖維以外的纖維的情況下為該纖維)優(yōu)選具有比構(gòu)成吸水性疊層體100的其它層的纖維更細(xì)的極細(xì)的纖維徑。具體而言,平均纖維徑(數(shù)均纖維徑)優(yōu)選為10μm以下,更優(yōu)選為0.1~9μm,進(jìn)一步優(yōu)選為0.5~8μm,更進(jìn)一步優(yōu)選為1~7μm,特別優(yōu)選為2~6μm。平均纖維徑在該范圍內(nèi)時(shí),第1纖維層10的外面的表面平滑性優(yōu)異,在將吸水性疊層體100用作例如擦拭材料時(shí),可以有效地抑制成為擦拭對象的物體表面的受傷。對于與附著有應(yīng)該被吸收除去的水的物體表面的接觸面鋪展的意義而言,表面平滑性高對吸水性及擦拭操作的均勻性也是有利的。在平均纖維徑過小的情況下,有時(shí)吸收的水向第2纖維層21的透過性降低。需要說明的是,構(gòu)成第1纖維聚集體的纖維的剖面形狀通??梢詾檎龍A狀剖面、橢圓狀剖面等。另外,在第1纖維聚集體含有親水性纖維以外的其它纖維時(shí),其它纖維的平均纖維徑也優(yōu)選在上述范圍。
構(gòu)成第1纖維聚集體的纖維可以根據(jù)需要含有1種或2種以上的添加劑。添加劑的具體例子包括:著色劑、熱穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、光穩(wěn)定劑、抗氧劑、微粒、結(jié)晶化速度延遲劑、防靜電劑、阻燃劑、增塑劑、潤滑劑。添加劑既可以擔(dān)載于纖維的表面,也可以包含于纖維中。
構(gòu)成第1纖維層10的第1纖維聚集體優(yōu)選為無紡纖維聚集體,更優(yōu)選為熔噴無紡纖維聚集體。可以通過熔噴法容易地形成由極細(xì)纖維構(gòu)成的第1纖維層10,另外,在提高吸水性疊層體100的吸水性能的基礎(chǔ)上,可以容易地形成具有有利的結(jié)構(gòu)及特性的第1纖維層10。
吸水性疊層體100中的第1纖維層10的微孔平均徑優(yōu)選為0.5~50μm,更優(yōu)選為5~40μm。通過使微孔平均徑為該范圍內(nèi),可以對第1纖維層10賦予良好的吸水性。另外,微孔平均徑為上述范圍內(nèi)在粒子捕捉性的提高方面也是有利的。即,如下所述,對于吸水性疊層體100而言,即使作為在例如硬盤基板這樣的基板的研磨工序后用于擦拭附著于該基板表面的磨粒漿料(分散有磨粒的水)的擦拭材料(清潔膠帶),也可以適合地應(yīng)用,其結(jié)果是在微孔平均徑為上述范圍內(nèi)時(shí),可以有效地捕捉磨粒并保持。第1纖維層10的微孔平均徑優(yōu)選調(diào)整為比磨粒直徑大一些的值。不限于磨粒,吸水性疊層體100也可以捕捉其它粒子(固體物質(zhì)),此時(shí)的第1纖維層10的微孔平均徑可以在得到良好的吸水性的范圍內(nèi)根據(jù)應(yīng)被捕捉除去的粒子(固體物質(zhì))的粒徑而進(jìn)行調(diào)整。
從吸水速度及吸收的水向第2纖維層21的透過性的觀點(diǎn)考慮,吸水性疊層體100中的第1纖維層10的空隙率優(yōu)選為70%以上,更優(yōu)選為75%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為80%以上。第1纖維層10的空隙率通常為99%以下,更典型地為95%以下。
第1纖維層10優(yōu)選為由如上所述的極細(xì)的第1纖維聚集體構(gòu)成的致密的層,其單位面積重量例如為3~100g/m2,優(yōu)選為5~90g/m2,更優(yōu)選為10~80g/m2(例如30~70g/m2)。第1纖維層10的單位面積重量過小時(shí),在吸水性疊層體100中構(gòu)成第2纖維層21的纖維容易露出于第1纖維層10的外表面,有可能損害該外表面的表面平滑性。另一方面,第1纖維層10的單位面積重量過大時(shí),吸收的水向第2纖維層21的透過性容易降低。
吸水性疊層體100中的第1纖維層10的表觀密度優(yōu)選為0.35g/cm3以下,更優(yōu)選為0.3g/cm3以下,進(jìn)一步優(yōu)選為0.25g/cm3以下(例如0.2g/cm3以下)。第1纖維層10的表觀密度過大時(shí),吸收的水向第2纖維層21的透過性容易降低。第1纖維層10的表觀密度通常為0.01g/cm3以上,更典型地為0.1g/cm3以上。
吸水性疊層體100中的第1纖維層10的厚度例如為10~600μm,從吸水性的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選為50μm以上,更優(yōu)選為100μm以上。第1纖維層10的厚度過小時(shí),難以得到良好的吸水性。另外,從吸收的水向第2纖維層21的透過性的觀點(diǎn)考慮,第1纖維層10的厚度優(yōu)選為550μm以下,更優(yōu)選為500μm以下。
第1纖維層10(第1纖維聚集體)的制造方法只要可以形成上述給定的第1纖維聚集體即可,沒有特別限制,可以容易地形成由極細(xì)纖維構(gòu)成的第1纖維層10,另外,在提高吸水性疊層體100的吸水性能的基礎(chǔ)上可以容易地形成具有有利的結(jié)構(gòu)及特性的第1纖維層10,因此優(yōu)選如上述那樣利用熔噴法。
在熔噴法中,例如從具有排列成一列的噴口(紡絲孔)的噴嘴的該紡絲孔將經(jīng)加熱熔融的熱塑性樹脂擠出(紡出),從在紡絲孔的附近所具備的狹縫中噴出被加熱至與噴嘴同等程度溫度的高溫空氣,通過使該高溫空氣與從紡絲孔紡出的熔融樹脂接觸而將熔融樹脂進(jìn)行細(xì)化,將細(xì)化而成的纖維用配置于噴嘴下方的輸送機(jī)的收集面進(jìn)行收集,由此可以得到無紡布。
熔噴法中的紡絲孔的間隔例如為100~4000孔/m,優(yōu)選為500~3000孔/m,更優(yōu)選為1000~2500孔/m。單孔噴出量例如為0.01~1g/孔·分鐘,優(yōu)選為0.05~0.5g/孔·分鐘,更優(yōu)選為0.1~0.3g/孔·分鐘。紡絲溫度可以根據(jù)熱塑性樹脂的種類而選擇,例如為150~300℃,優(yōu)選為200~280℃,更優(yōu)選為220~270℃。
高溫空氣的空氣壓例如為0.01~1MPa,優(yōu)選為0.05~0.8MPa,更優(yōu)選為0.1~0.6MPa,進(jìn)一步優(yōu)選為0.2~0.5MPa??諝鉁囟壤鐬榧徑z溫度附近溫度,優(yōu)選為比紡絲溫度高0~50℃的溫度,更優(yōu)選為比紡絲溫度高3~30℃的溫度,進(jìn)一步優(yōu)選為比紡絲溫度高5~20℃的溫度。
輸送機(jī)速度例如為1~200m/分鐘,優(yōu)選為5~100m/分鐘,更優(yōu)選為10~80m/分鐘。通過調(diào)整空氣壓、輸送機(jī)速度、紡絲孔與輸送機(jī)(網(wǎng)帶輸送機(jī)等)的距離(收集距離)等,可以控制得到的第1纖維層10的微孔平均徑、空隙率、單位面積重量、表觀密度、厚度等。
(2)第2纖維層
第2纖維層21是由含有80質(zhì)量%以上的濕熱粘接性纖維的第2纖維聚集體構(gòu)成的纖維層,第2纖維聚集體優(yōu)選為無紡纖維聚集體。該無紡纖維聚集體(第2纖維層21)可以通過使高溫(過熱或加熱)水蒸氣作用于含有濕熱粘接性纖維的網(wǎng),在濕熱粘接性纖維的熔點(diǎn)以下的溫度下表現(xiàn)出粘接作用,使纖維彼此部分地粘接、固定并集束而得到。
通過在第1纖維層10的厚度方向一側(cè)疊層第2纖維層21,可以賦予吸水性疊層體100優(yōu)異的保水性及強(qiáng)度,同時(shí)可以也有助于吸水性疊層體100的吸水性提高。另外,在將吸水性疊層體100作為擦拭材料使用的情況下,在擦拭操作中吸水性疊層體100不引起頸縮等,要求對成為擦拭的對象的物體的表面均勻地進(jìn)行擦拭操作,其結(jié)果是通過第2纖維層21的疊層,也可以提高吸水性疊層體100的耐頸縮性。進(jìn)而,在將吸水性疊層體100作為擦拭材料使用的情況下,要求抑制成為擦拭的對象的物體表面的受傷,其結(jié)果是通過第2纖維層21的疊層,可以提高吸水性疊層體100的緩沖性(壓縮彈性模量),可以有效地抑制表面受傷。
本實(shí)施方式中構(gòu)成第2纖維聚集體的濕熱粘接性纖維至少由濕熱粘接性樹脂構(gòu)成。濕熱粘接性樹脂是指在可通過高溫水蒸氣而容易地實(shí)現(xiàn)的溫度下、能夠流動(dòng)或容易變形而表現(xiàn)出粘接功能的樹脂,更具體而言,可以是在熱水(例如80~120℃、特別為95~100℃左右)中軟化而能夠自身粘接或可與其它纖維粘接的熱塑性樹脂。這樣的濕熱粘接性樹脂的具體例子包括:纖維素類樹脂(甲基纖維素這樣的C1-3烷基纖維素醚、羥甲基纖維素這樣的羥基C1-3烷基纖維素醚、羧甲基纖維素這樣的羧基C1-3烷基纖維素醚或其鹽等);聚亞烷基二醇類樹脂(聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷這樣的聚C2-4環(huán)氧化物等);聚乙烯基類樹脂(聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基醚、乙烯醇類聚合物、聚乙烯基縮醛等);(甲基)丙烯酸類樹脂及其堿金屬鹽[(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酰胺這樣的含有由丙烯酸類單體構(gòu)成的單元的共聚物或其鹽等]、改性乙烯基類共聚物(異丁烯、苯乙烯、乙烯、乙烯基醚這樣的乙烯基類單體和馬來酸酐這樣的不飽和羧酸或其酸酐的共聚物或其鹽等);導(dǎo)入了親水性取代基的聚合物(導(dǎo)入了磺酸基、羧基、羥基等的聚酯、聚酰胺、聚苯乙烯或其鹽等);脂肪族聚酯類樹脂(聚乳酸類樹脂等)。另外,在聚烯烴類樹脂、聚酯類樹脂、聚酰胺類樹脂、聚氨酯類樹脂、熱塑性彈性體或橡膠(苯乙烯類彈性體等)等中也包含可在熱水(高溫水蒸氣)的溫度下軟化而表現(xiàn)出粘接功能的樹脂。濕熱粘接性樹脂可以僅單獨(dú)使用1種,也可以組合使用2種以上。
濕熱粘接性樹脂優(yōu)選為乙烯醇類聚合物、聚乳酸這樣的聚乳酸類樹脂、含有(甲基)丙烯酰胺單元的(甲基)丙烯酸類樹脂,更優(yōu)選為乙烯、丙烯這樣的含有α-C2-10烯烴單元的乙烯醇類聚合物,進(jìn)一步優(yōu)選為乙烯-乙烯醇類共聚物。
在乙烯-乙烯醇類共聚物中,乙烯單元的含量(共聚比例)例如為10~60摩爾%,優(yōu)選為20~55摩爾%,更優(yōu)選為30~50摩爾%。通過使乙烯單元在該范圍內(nèi),可以得到具有濕熱粘接性但不具有熱水溶解性的特異性質(zhì)。乙烯單元的比例過少時(shí),乙烯-乙烯醇類共聚物在低溫的蒸氣(水)中容易發(fā)生溶脹或凝膠化,在水中僅濕潤一次形態(tài)就容易發(fā)生變化。另一方面,乙烯單元的比例過多時(shí),吸濕性降低而難以表現(xiàn)出濕熱引起的纖維熔粘,因此,對于得到的無紡纖維聚集體而言,難以確保具有實(shí)用性的強(qiáng)度。特別是乙烯單元的比例在30~50摩爾%的范圍內(nèi)時(shí),對無紡纖維聚集體的加工性特別優(yōu)異。
乙烯-乙烯醇類共聚物中的乙烯醇單元的皂化度例如為90~99.99摩爾%,優(yōu)選為95~99.98摩爾%,更優(yōu)選為96~99.97摩爾%。皂化度過小時(shí),具有熱穩(wěn)定性降低、容易發(fā)生熱分解、凝膠化的傾向。另一方面,皂化度過大時(shí),纖維自身的制造變得困難。
乙烯-乙烯醇類共聚物的粘均聚合度例如為200~2500,優(yōu)選為300~2000,更優(yōu)選為400~1500。聚合度在該范圍內(nèi)時(shí),紡絲性與濕熱粘接性的平衡優(yōu)異。
濕熱粘接性纖維的橫截面形狀(與纖維的長度方向垂直的剖面形狀)并不限制于作為一般實(shí)心的剖面形狀的正圓狀剖面、異型剖面[扁平狀、橢圓狀、多邊形狀、3~14瓣?duì)?、T字狀、H字狀、V字狀、狗骨(I字狀)等],例如可以為中空的剖面形狀。
濕熱粘接性纖維可以是由至少含有濕熱粘接性樹脂的多種樹脂構(gòu)成的復(fù)合纖維。復(fù)合纖維至少在纖維表面的一部分具有濕熱粘接性樹脂即可,但從纖維彼此的粘接性的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選濕熱粘接性樹脂在長度方向連續(xù)地占據(jù)表面的至少一部分。
濕熱粘接性纖維占據(jù)表面的復(fù)合纖維的橫截面結(jié)構(gòu)可以為芯鞘型、海島型、并排型或多層貼合型、放射狀貼合型、無規(guī)復(fù)合型等。其中,由于是纖維彼此的粘接性較高的結(jié)構(gòu),因此,優(yōu)選為濕熱粘接性樹脂在長度方向連續(xù)地占據(jù)芯部的整個(gè)表面的結(jié)構(gòu)的芯鞘型結(jié)構(gòu)(即,鞘部由濕熱粘接性樹脂構(gòu)成的芯鞘型結(jié)構(gòu))。
在復(fù)合纖維中可以使?jié)駸嵴辰有詷渲舜私M合,也可以在濕熱粘接性樹脂中組合非濕熱粘接性樹脂。后者的優(yōu)選一例為包含由非濕熱粘接性樹脂構(gòu)成的芯部和由濕熱粘接性樹脂構(gòu)成的鞘部的芯鞘型復(fù)合纖維。作為非濕熱粘接性樹脂,可列舉例如:聚烯烴類樹脂、(甲基)丙烯酸類樹脂、氯乙烯類樹脂、苯乙烯類樹脂、聚酯類樹脂、聚酰胺類樹脂、聚碳酸酯類樹脂、聚氨酯類樹脂、熱塑性彈性體等。非濕熱粘接性樹脂可以僅單獨(dú)使用1種,也可以組合使用2種以上。
其中,作為非濕熱粘接性樹脂,從復(fù)合纖維的耐熱性及尺寸穩(wěn)定性的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選使用熔點(diǎn)比濕熱粘接性樹脂(特別是乙烯-乙烯醇類共聚物)高的樹脂,例如聚丙烯類樹脂、聚酯類樹脂、聚酰胺類樹脂,從耐熱性、纖維形成性等的平衡優(yōu)異方面考慮,更優(yōu)選使用聚酯類樹脂、聚酰胺類樹脂。
作為聚酯類樹脂,可以列舉:聚對苯二甲酸乙二醇酯類樹脂、聚三亞甲基對苯二甲酸酯類樹脂、聚對苯二甲酸丁二醇酯類樹脂、聚萘二甲酸乙二醇酯類樹脂這樣的芳香族聚酯類樹脂,優(yōu)選為聚對苯二甲酸乙二醇酯類樹脂。聚對苯二甲酸乙二醇酯類樹脂除對苯二甲酸乙二醇酯單元之外,可以以20摩爾%以下左右的比例含有源自其它二羧酸(例如,間苯二甲酸、萘-2,6-二羧酸、鄰苯二甲酸、4,4’-二苯基羧酸、雙(羧基苯基)乙烷、間苯二甲酸-5-磺酸鈉等)、二醇(例如,二乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、環(huán)己烷-1,4-二甲醇、聚乙二醇、聚四亞甲基二醇等)的單元。
作為聚酰胺類樹脂,可以列舉:聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺610、聚酰胺612、聚酰胺92、聚酰胺9C(由壬二胺和環(huán)己烷二羧酸形成的聚酰胺)這樣的脂肪族聚酰胺及其共聚物、由聚酰胺9T(由壬二胺和對苯二甲酸形成的聚酰胺)這樣的芳香族二羧酸和脂肪族二胺合成的半芳香族聚酰胺及其共聚物。在聚酰胺類樹脂中也可以包含源自可共聚的其它單體的單元。
在由濕熱粘接性樹脂和非濕熱粘接性樹脂(纖維形成性聚合物)構(gòu)成的復(fù)合纖維中,兩者的比例(質(zhì)量比)可以根據(jù)結(jié)構(gòu)(例如芯鞘型結(jié)構(gòu))而選擇,例如為濕熱粘接性樹脂/非濕熱粘接性樹脂=90/10~10/90,優(yōu)選為80/20~15/85,更優(yōu)選為60/40~20/80。濕熱粘接性樹脂的比例過多時(shí),難以確保纖維的強(qiáng)度,濕熱粘接性樹脂的比例過少時(shí),難以使?jié)駸嵴辰有詷渲诶w維表面的長度方向連續(xù)地存在,濕熱粘接性降低。該傾向在將濕熱粘接性樹脂涂敷于非濕熱粘接性纖維的表面的情況下也是同樣的。
濕熱粘接性纖維的平均纖度例如可以從0.01~100dtex的范圍中選擇,優(yōu)選為0.1~50dtex,更優(yōu)選為0.5~30dtex(特別為1~10dtex)。平均纖度在該范圍內(nèi)時(shí),纖維強(qiáng)度與濕熱粘接性的顯現(xiàn)的平衡優(yōu)異。
濕熱粘接性纖維的平均纖維長度例如可以從10~100mm的范圍中選擇,優(yōu)選為20~80mm,更優(yōu)選為25~75mm(特別為35~55mm)。平均纖維長在該范圍內(nèi)時(shí),纖維充分地抱合,因此第2纖維聚集體(第2纖維層21)的機(jī)械強(qiáng)度提高。
濕熱粘接性纖維的卷曲率例如為1~50%,優(yōu)選為3~40%,更優(yōu)選為5~30%(特別為10~20%)。另外,卷曲數(shù)例如為1~100個(gè)/英寸,優(yōu)選為5~50個(gè)/英寸,更優(yōu)選為10~30個(gè)/英寸左右。
構(gòu)成第2纖維層21的第2纖維聚集體除濕熱粘接性纖維之外,可以還含有非濕熱粘接性纖維。非濕熱粘接性纖維的具體例子包括:聚酯類纖維(聚對苯二甲酸乙二醇酯纖維、聚三亞甲基對苯二甲酸酯纖維、聚對苯二甲酸丁二醇酯纖維、聚萘二甲酸乙二醇酯纖維這樣的芳香族聚酯纖維等)、聚酰胺類纖維(聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺610、聚酰胺612這樣的脂肪族聚酰胺類纖維、半芳香族聚酰胺類纖維、聚亞苯基間苯二甲酰胺、聚六亞甲基對苯二甲酰胺、聚對亞苯基對苯二甲酰胺這樣的芳香族聚酰胺類纖維等)、聚烯烴類纖維(聚乙烯、聚丙烯這樣的聚C2-4烯烴纖維等)、丙烯酸類纖維(具有丙烯腈-氯乙烯共聚物這樣的丙烯腈單元的丙烯腈類纖維等)、聚乙烯基類纖維(聚乙烯基縮醛類纖維等)、聚氯乙烯類纖維(聚氯乙烯、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、氯乙烯-丙烯腈共聚物的纖維等)、聚偏氯乙烯類纖維(偏氯乙烯-氯乙烯共聚物、偏氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的纖維等)、聚對亞苯基苯并二唑纖維、聚亞苯基硫醚纖維、纖維素類纖維。非濕熱粘接性樹脂可以僅單獨(dú)使用1種,也可以組合使用2種以上。非濕熱粘接性纖維的平均纖度及平均纖維長度可以與濕熱粘接性纖維相同。
例如將人造絲這樣的親水性的纖維素類纖維與含有乙烯-乙烯醇共聚物的濕熱粘接性纖維組合時(shí),相互的親和性高,因此,與收縮進(jìn)行的同時(shí),粘接性也提高,可以以比較高的密度得到機(jī)械強(qiáng)度及耐頸縮性高的第2纖維層21。另一方面,將吸濕性低的聚酯類纖維(例如聚對苯二甲酸乙二醇酯纖維)等與含有乙烯-乙烯醇共聚物的濕熱粘接性纖維組合時(shí),可以得到輕量性高的第2纖維層21。使用親水性的纖維作為非濕熱粘接性纖維時(shí),具有提高吸水性疊層體100的保水性的傾向。
構(gòu)成第2纖維層21的第2纖維聚集體中的濕熱粘接性纖維與非濕熱粘接性纖維的比例(質(zhì)量比)為濕熱粘接性纖維/非濕熱粘接性纖維=80/20~100/0,優(yōu)選為90/10~100/0,更優(yōu)選為95/5~100/0。濕熱粘接性纖維的比例在該范圍內(nèi)時(shí),可以對吸水性疊層體100賦予優(yōu)異的保水性、機(jī)械強(qiáng)度及耐頸縮性。
構(gòu)成第2纖維聚集體的纖維可以根據(jù)需要含有1種或2種以上的添加劑。添加劑的具體例子包括:著色劑、熱穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、光穩(wěn)定劑、抗氧劑、微粒、結(jié)晶化速度延遲劑、防靜電劑、阻燃劑、增塑劑、潤滑劑。添加劑既可以擔(dān)載于纖維的表面,也可以包含于纖維中。
第2纖維層21可以是從由上述纖維構(gòu)成的網(wǎng)中得到的無紡纖維聚集體。該無紡纖維聚集體的網(wǎng)優(yōu)選適當(dāng)?shù)卣{(diào)整構(gòu)成其的纖維的排列狀態(tài)及粘接狀態(tài)。即,優(yōu)選對構(gòu)成纖維網(wǎng)的纖維進(jìn)行排列,使得其相對于纖維網(wǎng)(無紡纖維聚集體)面大致平行地排列且相互交叉。另外,各纖維優(yōu)選在交叉的交點(diǎn)進(jìn)行熔粘。特別是在要求高硬度及機(jī)械強(qiáng)度的情況下,在交點(diǎn)以外的纖維大致平行地排列的部分中,可以形成以數(shù)根~數(shù)十根左右熔粘成束狀的束狀熔粘纖維。通過這些纖維在單纖維彼此的交點(diǎn)、束狀纖維彼此的交點(diǎn)、或者單纖維與束狀纖維的交點(diǎn)部分地形成熔粘而成的結(jié)構(gòu),能夠形成第2纖維層21,所述第2纖維層21具有纖維在交點(diǎn)部粘接且如網(wǎng)眼那樣抱合的結(jié)構(gòu)、或者纖維在交點(diǎn)粘接且相互限制鄰接的纖維的結(jié)構(gòu),而且適當(dāng)?shù)匦纬闪擞尚】障缎纬傻耐?。而且,這樣的結(jié)構(gòu)優(yōu)選為沿纖維網(wǎng)的面方向及厚度方向大概均勻地分布的形態(tài)。具備這樣的第2纖維層21的吸水性疊層體100的吸水性、保水性、耐頸縮性、緩沖性、吸收的水向第2纖維層21的透過性優(yōu)異。
“大概相對于纖維網(wǎng)面平行地排列”表示不重復(fù)存在許多纖維局部地沿厚度方向排列的部分的狀態(tài)。更具體而言,是指:用顯微鏡觀察無紡纖維聚集體的纖維網(wǎng)中的任意的剖面時(shí),在纖維網(wǎng)的厚度的30%以上的范圍內(nèi),在厚度方向連續(xù)地延長的纖維的存在比例(根數(shù)比例)相對于其剖面上的全部纖維為10%以下(特別為5%以下)的狀態(tài)。
將纖維相對于纖維網(wǎng)面平行地排列是由于,沿厚度方向(相對于網(wǎng)面為垂直的方向)取向的纖維較多地存在時(shí),具有在周邊產(chǎn)生纖維排列的混亂而在無紡纖維內(nèi)產(chǎn)生需要以上大空隙而降低耐頸縮性等的傾向。因此,優(yōu)選盡可能減少這樣的大空隙,因此,優(yōu)選使纖維盡可能相對于纖維網(wǎng)面平行地排列。
構(gòu)成第2纖維層21的第2纖維聚集體優(yōu)選是構(gòu)成第2纖維聚集體的纖維通過濕熱粘接性纖維的熔粘而部分地粘接、固定的無紡纖維聚集體,該纖維優(yōu)選通過濕熱粘接性纖維的熔粘而以纖維粘接率85%以下(例如1~85%)的比例進(jìn)行粘接。纖維粘接率更優(yōu)選為3~70%,進(jìn)一步優(yōu)選為5~60%(特別為10~35%)。
纖維粘接率表示2根以上粘接而成的纖維的剖面數(shù)相對于無紡纖維聚集體(第2纖維聚集體)中的全部纖維的剖面數(shù)的比例。纖維粘接率低是指多個(gè)纖維彼此熔粘的比例(集束而熔粘的纖維的比例)少。
表示熔粘的程度的纖維粘接率可以使用掃描型電子顯微鏡(SEM)拍攝對無紡纖維聚集體(第2纖維聚集體)的剖面進(jìn)行了放大的照片,并在給定的區(qū)域內(nèi)基于粘接而成的纖維剖面的數(shù)量而簡便地進(jìn)行測定。但是,在纖維熔粘成束狀的情況下,有時(shí)難以以纖維單體的形式進(jìn)行觀察。在該情況下,例如在無紡纖維聚集體用由濕熱粘接性纖維構(gòu)成的鞘部和由纖維形成性聚合物構(gòu)成的芯部所形成的芯鞘型復(fù)合纖維進(jìn)行粘接的情況下,通過熔化、清洗除去等方法來消除粘接部的熔粘,可以通過與消除前的切斷面進(jìn)行比較來測定纖維粘接率。
構(gòu)成無紡纖維聚集體的纖維優(yōu)選纖維彼此的粘接點(diǎn)沿厚度方向從無紡纖維聚集體表面至內(nèi)部(中央)、進(jìn)而至背面均勻地分布。粘接點(diǎn)在表面或內(nèi)部等局部存在時(shí),有時(shí)無法得到充分的耐頸縮性,另外,粘接點(diǎn)少的部分中的形態(tài)穩(wěn)定性降低。另外,纖維彼此的粘接點(diǎn)在表面、內(nèi)部等局部存在時(shí),具有不能形成適當(dāng)?shù)目障丁⒈K?、緩沖性、吸收的水向第2纖維層21的透過性降低的傾向。因此,優(yōu)選在無紡纖維聚集體的厚度方向的剖面上,在厚度方向進(jìn)行了三等分的各個(gè)區(qū)域中的纖維粘接率均在上述范圍。
另外,各區(qū)域中的纖維粘接率的最大值與最小值之差為20%以下(例如0.1~20%)、優(yōu)選15%以下(例如0.5~15%)、更優(yōu)選10%以下(例如1~10%)、或者各區(qū)域中的纖維粘接率的最小值相對于最大值的比例(最小值/最大值)(纖維粘接率最小的區(qū)域相對于最大的區(qū)域的比率)例如為50%以上(例如50~100%),優(yōu)選為55~99%,更優(yōu)選為60~98%(特別為70~97%)。纖維粘接率在厚度方向具有這樣的均勻性時(shí),在硬度、彎曲強(qiáng)度、耐折性、韌性、以及耐頸縮性等方面優(yōu)異。“在厚度方向進(jìn)行了三等分的區(qū)域”是指:在相對于無紡纖維聚集體(第2纖維層21)的厚度方向正交的方向上進(jìn)行切片而三等分的各區(qū)域(以下同樣處理)。
從吸水性疊層體100的保水性、緩沖性等觀點(diǎn)考慮,吸水性疊層體100中的第2纖維層21的空隙率優(yōu)選為70%以上,更優(yōu)選為75%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為80%以上。第2纖維層21的空隙率通常為99%以下,更典型地為95%以下。
第2纖維層21的單位面積重量例如可以為20~1000g/m2,優(yōu)選為30~600g/m2,更優(yōu)選為50~400g/m2。單位面積重量過小時(shí),具有保水性、耐頸縮性及緩沖性的至少任一項(xiàng)不足的傾向。另一方面,單位面積重量過大時(shí),網(wǎng)過厚而在濕熱(蒸汽噴射)加工中高溫水蒸氣不能充分地進(jìn)入網(wǎng)內(nèi)部,具有難以制成在厚度方向均勻的無紡纖維聚集體的傾向。
吸水性疊層體100中的第2纖維層21的表觀密度優(yōu)選為0.5g/cm3以下,更優(yōu)選為0.4g/cm3以下,進(jìn)一步優(yōu)選為0.3g/cm3以下(例如0.2g/cm3以下,進(jìn)而0.15g/cm3以下)。第2纖維層21的表觀密度過大時(shí),吸水性疊層體100的保水性、緩沖性容易不足。第2纖維層21的表觀密度通常為0.01g/cm3以上,更典型而言為0.05g/cm3以上。通過減小表觀密度,可以提高吸水性疊層體100的保水性。
吸水性疊層體100中的第2纖維層21的厚度例如為20μm以上,從保水性、耐頸縮性及緩沖性的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選為100μm以上,更優(yōu)選為200μm以上。另外,從避免吸水性疊層體100的質(zhì)量過度增加的觀點(diǎn)考慮,第2纖維層21的厚度通常為2000μm以下,優(yōu)選為1000μm以下,更優(yōu)選為800μm以下。
接著,對作為構(gòu)成第2纖維層21的無紡纖維聚集體的第2纖維聚集體的制造方法進(jìn)行說明。第2纖維聚集體可以通過使纖維網(wǎng)暴露于高溫高壓的蒸汽并進(jìn)行無紡布化的蒸汽噴射法而良好地制造。在該制造方法中,首先,將含有上述濕熱粘接性纖維的纖維形成網(wǎng)。作為網(wǎng)的形成方法,可以利用慣用的方法,例如紡粘法、熔噴法這樣的直接法;使用了熔噴纖維、人造短纖維等的梳棉法、氣流成網(wǎng)法這樣的干法等。這些方法中,廣泛應(yīng)用使用了熔噴纖維、人造短纖維的梳棉法,特別是使用了人造短纖維的梳棉法。作為使用人造短纖維得到的網(wǎng),可列舉例如無規(guī)網(wǎng)、半無規(guī)網(wǎng)、平行鋪置纖網(wǎng)、交叉鋪置纖網(wǎng)等。在增加束狀熔粘纖維的比例的情況下,優(yōu)選半無規(guī)網(wǎng)、平行鋪置纖網(wǎng)。
接著,將得到的纖維網(wǎng)通過傳送帶送到下一工序,暴露于過熱或高溫蒸氣(高壓蒸汽)流,由此可得到作為無紡纖維聚集體的第2纖維聚集體。即,用傳送帶輸送的纖維網(wǎng)在通過從蒸氣噴射裝置的噴嘴中噴出的高速高溫水蒸氣流中時(shí),通過被噴吹的高溫水蒸氣而使纖維彼此三維地粘接。通過使用利用高溫水蒸氣進(jìn)行處理的方法,可以表現(xiàn)出從無紡纖維聚集體的表面至內(nèi)部的均勻的熔粘。
使用的傳送帶只要基本上可以將纖維網(wǎng)壓縮為目標(biāo)密度、并且進(jìn)行高溫水蒸氣處理即可,沒有特別限制,優(yōu)選使用環(huán)狀輸送機(jī)。也可以根據(jù)需要組合2個(gè)傳送帶,將纖維網(wǎng)夾在兩帶之間進(jìn)行輸送。根據(jù)這種輸送方法,在對纖維網(wǎng)進(jìn)行處理時(shí),可以抑制由于處理所用的水、高溫水蒸氣、輸送機(jī)的振動(dòng)等外力而使纖維網(wǎng)變形。另外,也可以通過調(diào)整該傳送帶的間隔而控制得到的無紡纖維聚集體的表觀密度、厚度。
為了向纖維網(wǎng)供給水蒸氣,可使用慣用的水蒸氣噴射裝置。作為該水蒸氣噴射裝置,優(yōu)選能夠以希望的壓力和量在網(wǎng)總寬度范圍內(nèi)大概均勻地噴出水蒸氣的裝置。在組合2個(gè)傳送帶的情況下,通過安裝于一個(gè)輸送機(jī)內(nèi)的、透氣性的輸送帶或載置于輸送機(jī)上的輸送網(wǎng)來向纖維網(wǎng)供給水蒸氣。另一個(gè)可以在輸送機(jī)上安裝抽吸箱。通過設(shè)置抽吸箱,可以將通過纖維網(wǎng)的過量的水蒸氣抽吸排出。另外,為了將纖維網(wǎng)的表面和背面兩側(cè)進(jìn)行一遍水蒸氣處理,可以進(jìn)一步在與安裝有所述水蒸氣噴射裝置的輸送機(jī)相反側(cè)的輸送機(jī)中,在比安裝有上述水蒸氣噴射裝置的部位更靠下游部的輸送機(jī)內(nèi)設(shè)置其它的水蒸氣噴射裝置。在沒有下游部的蒸氣噴射裝置及抽吸箱的情況下,為了對纖維網(wǎng)的表面和背面進(jìn)行蒸氣處理,可以使進(jìn)行了一次處理之后的纖維網(wǎng)的表面背面翻轉(zhuǎn),然后再次使其通過處理裝置。
可以在輸送機(jī)中使用的環(huán)狀帶只要不妨礙纖維網(wǎng)的輸送、高溫蒸氣處理即可,沒有特別限制。但是,在進(jìn)行高溫蒸氣處理時(shí),有時(shí)根據(jù)其條件而使帶的表面形狀被轉(zhuǎn)印于纖維網(wǎng)的表面,因此,優(yōu)選根據(jù)用途適當(dāng)選擇。特別是在想要得到表面平坦的無紡纖維聚集體的情況下,優(yōu)選使用網(wǎng)眼細(xì)的網(wǎng)。需要說明的是,90目左右為上限,優(yōu)選大概比90目更粗的網(wǎng)(例如10~50目左右的網(wǎng))。其以上的網(wǎng)眼細(xì)的網(wǎng)的透氣性低,水蒸氣難以通過。從對水蒸氣處理的耐熱性等的觀點(diǎn)考慮,網(wǎng)眼帶的材質(zhì)優(yōu)選使用金屬、進(jìn)行了耐熱處理的聚酯類樹脂、聚亞苯基硫醚類樹脂、聚丙烯酸酯類樹脂(全芳香族類聚酯類樹脂)、芳香族聚酰胺類樹脂這樣的耐熱性樹脂等。
由于從水蒸氣噴射裝置中噴射的高溫水蒸氣為氣流,因此,與水流抱合處理、針刺處理不同,不使作為被處理體的纖維網(wǎng)中的纖維大幅移動(dòng)而進(jìn)入纖維網(wǎng)內(nèi)部??梢哉J(rèn)為,通過水蒸氣流對該纖維網(wǎng)中的進(jìn)入作用及濕熱作用,水蒸氣流能夠以濕熱狀態(tài)有效地覆蓋存在于纖維網(wǎng)內(nèi)的各纖維的表面,可以進(jìn)行均勻的熱粘接。另外,由于該處理在高速氣流下以極短時(shí)間進(jìn)行,因此,水蒸氣向纖維表面的熱傳導(dǎo)充分,但在向纖維內(nèi)部的熱傳導(dǎo)充分地進(jìn)行之前結(jié)束處理,因此,通過高溫水蒸氣的壓力、熱,不易引起被處理的纖維網(wǎng)整體破碎、不易發(fā)生損害其厚度那樣的變形。其結(jié)果是,對纖維網(wǎng)不產(chǎn)生大的變形,可實(shí)現(xiàn)表面及厚度方向上的粘接程度大致均勻的濕熱粘接。另外,與干熱處理相比,可以對無紡纖維聚集體內(nèi)部充分地傳熱,因此,表面及厚度方向上的熔粘程度大致變得均勻。
為了提高保水性、耐頸縮性等,在向纖維網(wǎng)供給高溫水蒸氣進(jìn)行處理時(shí),可以使纖維網(wǎng)在傳送帶或輥之間以壓縮為目標(biāo)表觀密度的狀態(tài)暴露于高溫水蒸氣。通過在輥間或輸送機(jī)間確保適當(dāng)?shù)拈g隙,可以調(diào)整為目標(biāo)厚度、表觀密度。在輸送機(jī)的情況下,由于難以一次性地壓縮纖維網(wǎng),因此,優(yōu)選盡可能較高地設(shè)定帶的張力,從蒸氣處理地點(diǎn)的上游逐漸地使間隙變窄。通過調(diào)整蒸氣壓力、處理速度等,可以調(diào)整得到的無紡纖維聚集體的空隙率、表觀密度等各種物性、保水性、耐頸縮性及緩沖性等。
用于噴射高溫水蒸氣的噴嘴只要使用規(guī)定的噴口在寬度方向連續(xù)排列的板或模頭,該板或模具配置成噴口排列在所供給的網(wǎng)的寬度方向即可。噴口列可以是一列以上,可以多列平行排列。另外,還可以并列設(shè)置多臺具有一列噴口列的噴嘴模頭。
使用在板上開有噴口的類型的噴嘴的情況下,板的厚度可以為0.5~1mm左右。關(guān)于噴口的直徑、間距,只要是可固定目標(biāo)纖維的條件即可,沒有特別限制,噴口的直徑通常為0.05~2mm,優(yōu)選為0.1~1mm,更優(yōu)選為0.2~0.5mm。噴口的間距通常為0.5~3mm,優(yōu)選為1~2.5mm,更優(yōu)選為1~1.5mm。噴口的直徑過小時(shí),噴嘴的加工精度降低,容易產(chǎn)生加工變得困難這樣的設(shè)備上的問題和容易引起堵塞這樣的運(yùn)行上的問題。反之,噴口過大時(shí),水蒸氣噴射力降低。另一方面,間距過小時(shí),由于噴嘴孔過密,因此噴嘴自身的強(qiáng)度降低。另一方面,間距過大時(shí),有時(shí)高溫水蒸氣不充分地接觸纖維網(wǎng),因此有時(shí)網(wǎng)強(qiáng)度降低。
關(guān)于高溫水蒸氣,只要可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)纖維的固定即可,沒有特別限制,可以根據(jù)使用的纖維的材質(zhì)、形態(tài)來設(shè)定,壓力例如為0.1~2MPa,優(yōu)選為0.2~1.5MPa,更優(yōu)選為0.3~1MPa。在蒸氣壓力過高的情況下,有可能形成纖維網(wǎng)的纖維進(jìn)行需要以上的移動(dòng)而產(chǎn)生質(zhì)地的雜亂、有可能纖維過度熔融而不能部分地保持纖維形狀。另外,壓力過弱時(shí),有時(shí)不能對纖維網(wǎng)賦予纖維的熔粘所需要的熱量、有時(shí)水蒸氣不能通過纖維網(wǎng)而在厚度方向產(chǎn)生纖維熔粘斑,有時(shí)難以控制來自噴嘴的蒸氣的均勻噴出。
高溫水蒸氣的溫度例如為70~150℃,優(yōu)選為80~120℃,更優(yōu)選為90~110℃。高溫水蒸氣的處理速度例如為200m/分以下,優(yōu)選為0.1~100m/分,更優(yōu)選為1~50m/分。
可以將得到的無紡纖維聚集體根據(jù)需要進(jìn)行干燥。在干燥中,需要與干燥用加熱體接觸的無紡纖維聚集體的表面的纖維形態(tài)不需要因纖維的熔融等而消失,只要能夠保持纖維形態(tài)即可,可以利用慣用的方法。例如,可以使用無紡布的干燥中所使用的轉(zhuǎn)筒式干燥機(jī)、拉幅機(jī)這樣的大型干燥設(shè)備,但由于殘留的水分為微量,且大多為可通過比較輕度的干燥方式而干燥的水平,因此,優(yōu)選為遠(yuǎn)紅外線照射、微波照射、電子束照射這樣的非接觸法、使用熱風(fēng)的方法等。
需要說明的是,如上所述,構(gòu)成第2纖維層21的無紡纖維聚集體是利用高溫水蒸氣使?jié)駸嵴辰有岳w維粘接而得到的,也可以部分地通過熱壓花加工、針刺這樣的其它處理方法而使纖維粘接。
(3)吸水性疊層體的構(gòu)成、特性及用途
本實(shí)施方式的吸水性疊層體100是在第1纖維層10上直接將第2纖維層21接合(一體化)而成的。該接合優(yōu)選通過纖維彼此的交織、纖維彼此的熔粘等而進(jìn)行,優(yōu)選避免例如使用粘接劑等的粘接。根據(jù)利用纖維彼此的交織、熔粘進(jìn)行的接合,可以保持第1纖維層10的空隙與第2纖維層的空隙之間的高連通性,因此,可以實(shí)現(xiàn)高的保水性、吸水性及吸收的水向第2纖維層21的透過性等。
吸水性疊層體100的單位面積重量例如為20~1100g/m2,優(yōu)選為30~700g/m2,更優(yōu)選為60~500g/m2(例如100~300g/m2)。吸水性疊層體100的單位面積重量在該范圍內(nèi),在保水性、吸收的水向第2纖維層21的透過性、耐頸縮性及緩沖性等方面是有利的。
吸水性疊層體100具有高保水性,JIS L 1913“一般無紡布試驗(yàn)方法”的6.9.2中所規(guī)定的保水率可以為例如200%以上、進(jìn)一步為300%以上、更進(jìn)一步為400%以上。保水性可以通過例如增大第2纖維層21的厚度、增大空隙率、減小表觀密度、降低纖維粘接率而提高。
吸水性疊層體100可以具有優(yōu)異的耐頸縮性,由此,在將吸水性疊層體100作為擦拭材料使用時(shí),可以對成為擦拭的對象的物體的表面均勻地進(jìn)行擦拭操作。成為耐頸縮性的指標(biāo)的吸水性疊層體100的濕潤時(shí)拉伸性以JIS L1913“一般無紡布試驗(yàn)方法”的6.3.2中所規(guī)定的濕潤時(shí)的縱向拉伸強(qiáng)度計(jì)可以為例如160N/5cm以上、進(jìn)而為180N/5cm以上(例如200N/5cm以上)。在濕潤時(shí)的縱向拉伸強(qiáng)度小于上述范圍的情況下,有時(shí)在擦拭操作中引起頸縮而擦拭操作變得不穩(wěn)定,難以進(jìn)行均勻的擦拭操作。
吸水性疊層體100可以具有優(yōu)異的緩沖性(壓縮彈性模量),由此可以有效地抑制成為擦拭的對象的物體的表面受傷。為了提高緩沖性,例如可以減小吸水性疊層體100的表觀密度、增大厚度。
吸水性疊層體100能夠適合用作面向一般消費(fèi)者、一般家庭或工業(yè)用的各種吸水材料。吸水材料是指用于以任何目的吸收水或含有水的物質(zhì)的材料或產(chǎn)品,也包含保持吸收的水的物質(zhì)。吸水性疊層體100的吸水性和保水性均優(yōu)異,因此,對要求保持吸收的水的吸水材料用途尤其是有效的。
如果列舉可適用的吸水材料的實(shí)例,則有用于從各種物體的表面擦拭水、或與水同時(shí)擦拭含有其它成分的附著物的擦拭材料(刮水器、廢料等);面膜這樣的皮膚護(hù)理片;紙尿布這樣的體液吸收用片;防結(jié)露材料;具有防止水分漏出功能的包裝材料等。其中,吸水性疊層體100能夠適合用作擦拭材料,所述擦拭材料用于在吸水的同時(shí)利用第1纖維層10具有的微孔捕捉除去附著于物體的表面的粒子(固體物質(zhì))。這種用途的一例為例如在硬盤基板這樣的基板的研磨工序后用于擦拭附著于該基板表面的磨粒漿料(分散有磨粒的水)的擦拭材料(清潔膠帶)。例如在硬盤的制造中,使游離磨粒(研磨劑)附著于研磨布(無紡布、織物等)的表面,對基板表面進(jìn)行了織構(gòu)化(texturing),進(jìn)行研磨,吸水性疊層體100可以用作這種研磨布。
(4)吸水性疊層體的制造
如上所述,在吸水性疊層體100的制造中,第1纖維層10(第1纖維聚集體)與第2纖維層21(第2纖維聚集體)的接合(一體化)優(yōu)選通過纖維彼此的交織、纖維彼此的熔粘等而進(jìn)行。作為交織方法,可以列舉:水刺法、針刺法等,作為熔粘方法,可以列舉蒸汽噴射法等。蒸汽噴射法是可以在被接合的至少一個(gè)纖維層含有濕熱粘接性纖維的情況下利用的方法,由于形成吸水性疊層體100的第2纖維層21含有濕熱粘接性纖維,因此可以在吸水性疊層體100的制造中適用蒸汽噴射法。根據(jù)使纖維彼此交織或熔粘的上述接合方法,可以保持第1纖維層10的空隙與第2纖維層21的空隙之間的高連通性,因此能夠?qū)崿F(xiàn)高的保水性及吸水性。
其中,從比較容易實(shí)現(xiàn)上述高連通性方面考慮,優(yōu)選使用水刺法。在蒸汽噴射法的情況下,纖維彼此的熔粘過度地進(jìn)行時(shí),空孔閉塞而連通性降低。在針刺法的情況下,特別是在將單位面積重量小的纖維聚集體彼此進(jìn)行接合時(shí),有時(shí)難以確保高連通性且得到良好的接合性。
<實(shí)施方式2>
圖2是示意性地示出本實(shí)施方式的吸水性疊層體的一個(gè)例子的剖面圖。對于圖2所示的吸水性疊層體200而言,在第1纖維層10的厚度方向一側(cè)疊層第2纖維層22來代替第2纖維層21,除此以外,為與上述實(shí)施方式1相同的結(jié)構(gòu)。第2纖維層22由含有濕熱粘接性纖維、以及熱收縮率(或熱膨張率)不同的多種樹脂形成了相分離結(jié)構(gòu)的潛在卷曲性復(fù)合纖維的無紡纖維聚集體構(gòu)成。
在構(gòu)成第2纖維層22的無紡纖維聚集體(第2纖維聚集體)中,在其內(nèi)部濕熱粘接性纖維基本上均勻地熔粘,且潛在卷曲性復(fù)合纖維以平均曲率半徑20~200μm基本上均勻地卷曲,各纖維充分地交織。該無紡纖維聚集體(第2纖維層22)可以通過如下方法得到:使高溫(過熱或加熱)水蒸氣與含有濕熱粘接性纖維和潛在卷曲性復(fù)合纖維的網(wǎng)作用,在濕熱粘接性纖維的熔點(diǎn)以下的溫度下表現(xiàn)出粘接作用,使纖維彼此部分地粘接、固定,同時(shí)在潛在卷曲性復(fù)合纖維中表現(xiàn)出卷曲,使纖維彼此機(jī)械地抱合。通過在第1纖維層10的厚度方向一側(cè)疊層第2纖維層22,也可以得到與上述實(shí)施方式1同樣的效果。另外,根據(jù)本實(shí)施方式,通過利用潛在卷曲性復(fù)合纖維的卷曲進(jìn)行的交織,能夠進(jìn)一步提高吸水性疊層體200的緩沖性。
本實(shí)施方式中第2纖維聚集體含有濕熱粘接性纖維和潛在卷曲性復(fù)合纖維。關(guān)于濕熱粘接性纖維,可以與上述實(shí)施方式1中的第2纖維層21中使用的濕熱粘接性纖維相同,關(guān)于其詳細(xì)情況,引用上述記載。
潛在卷曲性復(fù)合纖維是由于多種樹脂的熱收縮率(或熱膨張率)不同而導(dǎo)致通過加熱產(chǎn)生卷曲的、具有非對稱或?qū)訝?所謂的雙金屬片(bimetal))結(jié)構(gòu)的纖維(潛在卷曲纖維)。多種樹脂通常軟化點(diǎn)或熔點(diǎn)相互不同。多種樹脂可以選自例如:聚烯烴類樹脂(低密度、中密度或高密度聚乙烯、聚丙烯這樣的聚C2-4烯烴類樹脂等)、丙烯酸類樹脂(丙烯腈-氯乙烯共聚物這樣的具有丙烯腈單元的丙烯腈類樹脂等)、聚乙烯基縮醛類樹脂(聚乙烯基縮醛樹脂等)、聚氯乙烯類樹脂(聚氯乙烯、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、氯乙烯-丙烯腈共聚物等)、聚偏氯乙烯類樹脂(偏氯乙烯-氯乙烯共聚物、偏氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等)、苯乙烯類樹脂(耐熱聚苯乙烯等)、聚酯類樹脂(聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、聚三亞甲基對苯二甲酸酯樹脂、聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂、聚萘二甲酸乙二醇酯樹脂這樣的聚C2-4亞烷基丙烯酸酯類樹脂等)、聚酰胺類樹脂[聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺610、聚酰胺612、聚酰胺92、聚酰胺9C(由壬二胺和環(huán)己烷二羧酸形成的聚酰胺)這樣的脂肪族聚酰胺類樹脂及其共聚物、聚酰胺9T(由壬二胺和對苯二甲酸形成的聚酰胺)這樣的半芳香族聚酰胺類樹脂及其共聚物、聚亞苯基間苯二甲酰胺、聚六亞甲基對苯二甲酰胺、聚對亞苯基對苯二甲酰胺這樣的芳香族聚酰胺類樹脂及其共聚物等]、聚碳酸酯類樹脂(雙酚A型聚碳酸酯等)、聚對亞苯基苯并二唑樹脂、聚亞苯基硫醚樹脂、聚氨酯類樹脂、纖維素類樹脂(纖維素酯等)這樣的熱塑性樹脂。在上述熱塑性樹脂中可以含有源自可共聚的其它單體的單元。
在上述熱塑性樹脂中,從即使在高溫水蒸氣中進(jìn)行加熱加濕處理進(jìn)行熔融或軟化纖維也不熔粘的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選軟化點(diǎn)或熔點(diǎn)為100℃以上的非濕熱粘接性樹脂(或耐熱性疏水性樹脂或非水性樹脂)、例如,優(yōu)選為聚丙烯類樹脂、聚酯類樹脂、聚酰胺類樹脂,特別是從耐熱性、成纖維性等的平衡優(yōu)異方面考慮,優(yōu)選芳香族聚酯類樹脂、聚酰胺類樹脂。露出于潛在卷曲性復(fù)合纖維的表面的樹脂優(yōu)選為非濕熱粘接性纖維,使得即使在高溫水蒸氣中進(jìn)行處理也不發(fā)生利用潛在卷曲性復(fù)合纖維進(jìn)行的熔粘。
構(gòu)成潛在卷曲性復(fù)合纖維的多種樹脂的熱收縮率(或熱膨張率)可以不同,可以為相同類型的樹脂的組合,也可以為不同種樹脂的組合。
從密合性的觀點(diǎn)考慮,構(gòu)成潛在卷曲性復(fù)合纖維的多種樹脂優(yōu)選為相同類型的樹脂的組合。在該情況下,通常可使用形成均聚物(必須成分)的成分(A)與形成改性聚合物(共聚物)的成分(B)的組合。即,相對于作為必須成分的均聚物,例如通過使降低結(jié)晶化度、熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)等的共聚性單體共聚并進(jìn)行改性,使結(jié)晶化度低于均聚物、或者作為非晶性而使熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)等低于均聚物。由此在熱收縮率上產(chǎn)生差異。熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)之差例如為5~150℃,優(yōu)選為50~130℃,更優(yōu)選為70~120℃。用于改性的共聚性單體的比例相對于全部單體例如為1~50摩爾%,優(yōu)選為2~40摩爾%,更優(yōu)選為3~30摩爾%(特別為5~20摩爾%)。形成均聚物的成分與形成改性聚合物的成分的復(fù)合比率(質(zhì)量比)可以根據(jù)纖維的結(jié)構(gòu)而選擇,例如為均聚物成分(A)/改性聚合物成分(B)=90/10~10/90,優(yōu)選為70/30~30/70,更優(yōu)選為60/40~40/60。
由于容易制造潛在卷曲性復(fù)合纖維,因此,構(gòu)成其的多種樹脂優(yōu)選為芳香族聚酯類樹脂彼此的組合,更優(yōu)選為聚亞烷基丙烯酸酯類樹脂(a)與改性聚亞烷基丙烯酸酯類樹脂(b)的組合。特別優(yōu)選為在形成網(wǎng)之后表現(xiàn)出卷曲的類型,從該觀點(diǎn)考慮也優(yōu)選上述組合。通過在形成網(wǎng)之后表現(xiàn)出卷曲,可以使纖維彼此高效地交織,可以以更少的熔粘點(diǎn)數(shù)保持網(wǎng)的形態(tài),因此能夠?qū)崿F(xiàn)良好的保水性、緩沖性及耐頸縮性等。
聚亞烷基丙烯酸酯類樹脂(a)可以是芳香族二羧酸(對苯二甲酸、萘-2,6-二羧酸這樣的對稱型芳香族二羧酸等)和鏈烷二醇成分(乙二醇、丁二醇這樣的C3-6鏈烷二醇等)的均聚物。具體而言,可使用聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)這樣的聚C2-4亞烷基對苯二甲酸酯類樹脂等,通??墒褂锰匦哉扯?.6~0.7左右的一般的PET纖維中所使用的PET。
在改性聚亞烷基丙烯酸酯類樹脂(b)中,作為使必須成分的上述聚亞烷基丙烯酸酯類樹脂(a)的熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)、結(jié)晶化度降低的共聚成分,可以使用例如:非對稱型芳香族二羧酸、脂環(huán)族二羧酸、脂肪族二羧酸這樣的二羧酸成分、與構(gòu)成聚亞烷基丙烯酸酯類樹脂(a)的鏈烷二醇成分相比鏈長更長的鏈烷二醇成分和/或含醚鍵的二醇成分。共聚成分可以僅單獨(dú)使用1種,也可以組合使用2種以上。
上述二羧酸成分的優(yōu)選的例子包括:非對稱型芳香族羧酸(間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸-5-磺酸鈉等)、脂肪族二羧酸(己二酸這樣的C6-12脂肪族二羧酸)。上述二醇成分的優(yōu)選例子包括:鏈烷二醇(1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇這樣的C3-6鏈烷二醇等)、(聚)氧亞烷基二醇(二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、聚四亞甲基二醇這樣的聚氧C2-4亞烷基二醇等)。其中,更優(yōu)選間苯二甲酸這樣的非對稱型芳香族二羧酸、二乙二醇這樣的聚氧C2-4亞烷基二醇。另外,改性聚亞烷基丙烯酸酯類樹脂(b)可以是將C2-4亞烷基丙烯酸酯(對苯二甲酸乙二醇酯、對苯二甲酸丁二醇酯等)作為硬鏈段、將(聚)氧亞烷基二醇等作為軟鏈段的彈性體。
在改性聚亞烷基丙烯酸酯類樹脂(b)中,用于使熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)降低的二羧酸成分(間苯二甲酸等)的比例相對于二羧酸成分的總量例如為1~50摩爾%,優(yōu)選為5~50摩爾%,更優(yōu)選為15~40摩爾%。用于使熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)降低的二醇成分(二乙二醇等)的比例相對于二醇成分的總量例如為30摩爾%以下,優(yōu)選為10摩爾%以下(例如0.1~10摩爾%)。共聚成分的比例過低時(shí),不表現(xiàn)出充分的卷曲,表現(xiàn)出卷曲后的無紡纖維聚集體的形態(tài)穩(wěn)定性降低,同時(shí),關(guān)于提高保水性、緩沖性和/或耐頸縮性等,具有使用潛在卷曲性復(fù)合纖維的效果變低、或者上述任一種特性與不使用潛在卷曲性復(fù)合纖維的情況相比反而降低的傾向。另一方面,共聚成分的比例過高時(shí),卷曲表現(xiàn)性能升高,但難以穩(wěn)定地紡絲。
改性聚亞烷基丙烯酸酯類樹脂(b)可以根據(jù)需要含有源自偏苯三酸、均苯四甲酸這樣的多元羧酸成分、甘油、三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷、季戊四醇這樣的多元醇成分等的單元。
潛在卷曲性復(fù)合纖維的橫截面形狀(與纖維的長度方向垂直的剖面形狀)并不限于作為一般的實(shí)心剖面形狀的正圓狀剖面、異型剖面[扁平狀、橢圓狀、多邊形狀、3~14瓣?duì)?、T字狀、H字狀、V字狀、狗骨(I字狀)等],例如可以為中空的剖面形狀,但通常為正圓狀剖面。
潛在卷曲性復(fù)合纖維的橫截面結(jié)構(gòu)可以是由多種樹脂形成的相分離結(jié)構(gòu),例如:芯鞘型、海島型、混合型、并列型(并排型或多層貼合型)、放射型(放射狀貼合型)、中空放射型、嵌段型、無規(guī)復(fù)合型等。其中,從通過加熱而容易表現(xiàn)出自發(fā)卷曲方面考慮,優(yōu)選相部分為相鄰的結(jié)構(gòu)(所謂的雙金屬結(jié)構(gòu)),相分離結(jié)構(gòu)為非對稱的結(jié)構(gòu),例如偏芯芯鞘型、并列型結(jié)構(gòu)。
需要說明的是,潛在卷曲性復(fù)合纖維為偏芯芯鞘型這樣的芯鞘型結(jié)構(gòu)時(shí),相對于位于表面的鞘部的非濕熱性粘接性樹脂具有熱收縮差,只要能夠卷曲,則芯部可以由濕熱粘接性樹脂(乙烯-乙烯醇共聚物、聚乙烯醇這樣的乙烯醇類聚合物等)、具有低的熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)的熱塑性樹脂(聚苯乙烯、低密度聚乙烯等)構(gòu)成。
潛在卷曲性復(fù)合纖維的平均纖度可以從例如0.1~50dtex的范圍中選擇,優(yōu)選為0.5~10dtex,更優(yōu)選為1~5dtex(特別為1.5~3dtex)。平均纖度過小時(shí),纖維本身難以制造,而且難以確保纖維強(qiáng)度。另外,在使卷曲表現(xiàn)出來的工序中,難以顯現(xiàn)良好的線圈狀卷曲。另一方面,平均纖度過大時(shí),纖維變得剛直而難以表現(xiàn)出充分的卷曲。
潛在卷曲性復(fù)合纖維的平均纖維長度可以從例如10~100mm的范圍中選擇,優(yōu)選為20~80mm,更優(yōu)選為25~75mm(特別為40~60mm)。平均纖維長度過短時(shí),難以形成纖維網(wǎng),而在使卷曲顯現(xiàn)的工序中成為纖維彼此的交織變得不充分、強(qiáng)度、緩沖性和/或耐頸縮性等變得不足的主要原因。另外,平均纖維長過長時(shí),難以形成均勻的單位面積重量的纖維網(wǎng),而且在形成網(wǎng)的時(shí)刻較多地表現(xiàn)出纖維彼此的交織,且在表現(xiàn)出卷曲時(shí)相互妨礙,同樣地成為強(qiáng)度、緩沖性和/或耐頸縮性等變得不足的主要原因。
潛在卷曲性復(fù)合纖維通過實(shí)施熱處理而表現(xiàn)出卷曲(顯現(xiàn)化),成為具有基本上為線圈狀(螺旋狀或螺旋彈簧狀)的立體卷曲的纖維。
加熱前的卷曲數(shù)(機(jī)械卷曲數(shù))例如為0~30個(gè)/25mm,優(yōu)選為1~25個(gè)/25mm,更優(yōu)選為5~20個(gè)/25mm。加熱后的卷曲數(shù)例如為30個(gè)/25mm以上(例如30~200個(gè)/25mm),優(yōu)選為35~150個(gè)/25mm,更優(yōu)選為40~120個(gè)/25mm,可以為45~120個(gè)/25mm(特別為50~100個(gè)/25mm)。
無紡纖維聚集體(構(gòu)成第2纖維層22的第2纖維聚集體)中含有的潛在卷曲性復(fù)合纖維在高溫水蒸氣中卷曲。潛在卷曲性復(fù)合纖維的卷曲優(yōu)選在無紡纖維聚集體的內(nèi)部基本上均勻地表現(xiàn)出來。具體而言,在厚度方向的剖面上,在厚度方向進(jìn)行了三等分的各個(gè)區(qū)域中,在中央部(內(nèi)層)形成1周以上的線圈狀卷曲的纖維的數(shù)量例如為5~50根/5mm(面方向的長度)×0.2mm(厚度),優(yōu)選為5~40根/5mm(面方向的長度)×0.2mm(厚度),更優(yōu)選為10~40根/5mm(面方向的長度)×0.2mm(厚度)。
無紡纖維聚集體的內(nèi)部中的卷曲的均勻性例如也可以在厚度方向根據(jù)纖維彎曲率的均勻性進(jìn)行評價(jià)。纖維彎曲率是指纖維長度(L2)相對于纖維(卷曲狀態(tài)的纖維)的兩端的距離(L1)之比(L2/L1)。纖維彎曲率(特別是厚度方向的中央的區(qū)域的纖維彎曲率)例如為1.3以上(例如1.35~5),優(yōu)選為1.4~4(例如1.5~3.5),更優(yōu)選為1.6~3(特別為1.8~2.5)。纖維彎曲率可以基于無紡纖維聚集體剖面的電子顯微鏡照片進(jìn)行測定。因此,纖維長度(L2)不是將三維卷曲的纖維拉直成為直線狀的纖維長度(實(shí)際長度),是指將拍攝于電子顯微鏡照片的二維卷曲的纖維拉直成為直線狀的纖維長度(照片上的纖維長度)。
在無紡纖維聚集體的內(nèi)部卷曲基本上均勻地表現(xiàn)時(shí),纖維彎曲率也是均勻的。纖維彎曲率的均勻性例如可以通過在無紡纖維聚集體的厚度方向的剖面上,在厚度方向進(jìn)行了三等分的各個(gè)區(qū)域中的纖維彎曲率的比較來進(jìn)行評價(jià)。即,在厚度方向的剖面上,在厚度方向進(jìn)行了三等分的各個(gè)區(qū)域中的纖維彎曲率均在上述范圍,各區(qū)域中的纖維彎曲率的最小值相對于最大值的比例(纖維彎曲率最小的區(qū)域相對于最大的區(qū)域的比率)例如為75%以上(例如75~100%),優(yōu)選為80~99%,更優(yōu)選為82~98%(特別為85~97%)。
作為纖維彎曲率及其均勻性的具體的測定方法,可使用用電子顯微鏡照片拍攝無紡纖維聚集體的剖面、并對選自在厚度方向進(jìn)行了三等分的各區(qū)域中的區(qū)域測定纖維彎曲率的方法。對于測定的區(qū)域而言,對于進(jìn)行了三等分的表層(表面域)、內(nèi)層(中央域)、背層(背面域)的各層,在長度方向2mm以上的區(qū)域進(jìn)行測定。另外,對于各測定區(qū)域的厚度方向,在各層的中心附近以各個(gè)測定區(qū)域具有相同的厚度寬度的方式設(shè)定。另外,各測定區(qū)域設(shè)定為在厚度方向平行、且在各測定區(qū)域內(nèi)包含可測定纖維彎曲率的纖維片100根以上(優(yōu)選300根以上,進(jìn)一步優(yōu)選500~1000根左右)。設(shè)定這些各測定區(qū)域之后,測定區(qū)域內(nèi)的全部纖維的纖維彎曲率,按照各測定區(qū)域算出平均值,然后通過比較顯示最大平均值的區(qū)域和顯示最小平均值的區(qū)域來計(jì)算出纖維彎曲率的均勻性。
構(gòu)成無紡纖維聚集體的卷曲纖維在表現(xiàn)出卷曲后具有基本上為線圈狀的卷曲。由該卷曲纖維的線圈所形成的圓的平均曲率半徑可以從例如10~250μm左右的范圍中選擇,例如為20~200μm(例如50~200μm),優(yōu)選為50~160μm(例如60~150μm),更優(yōu)選為70~130μm,通常為20~150μm(例如30~100μm)左右。平均曲率半徑是表示由卷曲纖維的線圈所形成的圓的平均大小的指標(biāo),是指在該值大的情況下,形成的線圈具有松弛的形狀,即具有卷曲數(shù)少的形狀。另外,卷曲數(shù)少時(shí),纖維彼此的交織也變少,因此在強(qiáng)度、緩沖性及耐頸縮性等方面不利。反之,在表現(xiàn)出平均曲率半徑過小的線圈狀卷曲的情況下,纖維彼此的交織進(jìn)行得不充分,難以確保網(wǎng)的強(qiáng)度。
在卷曲成線圈狀的潛在卷曲性復(fù)合纖維中,線圈的平均間距例如為0.03~0.5mm,優(yōu)選為0.03~0.3mm,更優(yōu)選為0.05~0.2mm。
構(gòu)成第2纖維層22的第2纖維聚集體中的濕熱粘接性纖維與潛在卷曲性復(fù)合纖維的比例(質(zhì)量比)為濕熱粘接性纖維/潛在卷曲性復(fù)合纖維=99/1~80/20,優(yōu)選為95/5~80/20,更優(yōu)選為90/10~80/20。濕熱粘接性纖維的比例在該范圍內(nèi)時(shí),可以對吸水性疊層體200賦予優(yōu)異的保水性、機(jī)械強(qiáng)度、耐頸縮性及緩沖性。
構(gòu)成第2纖維層22的第2纖維聚集體可以含有濕熱粘接性纖維及潛在卷曲性復(fù)合纖維以外的其它纖維。其它纖維的例子包括:人造絲這樣的再生纖維、乙酸酯這樣的半合成纖維、聚丙烯、聚乙烯這樣的聚烯烴類纖維、聚酯纖維、聚酰胺纖維。從混紡性等方面考慮,其它纖維優(yōu)選為與潛在卷曲性復(fù)合纖維同種的纖維,例如潛在卷曲性復(fù)合纖維為聚酯類纖維時(shí),其它纖維也可以為聚酯類纖維。
構(gòu)成第2纖維聚集體的纖維可以根據(jù)需要含有1種或2種以上的添加劑。添加劑的具體例子包括:著色劑、熱穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、光穩(wěn)定劑、抗氧劑、微粒、結(jié)晶化速度延遲劑、防靜電劑、阻燃劑、增塑劑、潤滑劑。添加劑既可以擔(dān)載于纖維的表面,也可以包含于纖維中。
第2纖維層22可以是從由上述纖維構(gòu)成的網(wǎng)得到的無紡纖維聚集體。該無紡纖維聚集體的網(wǎng)優(yōu)選適當(dāng)?shù)卣{(diào)整構(gòu)成其的纖維的排列狀態(tài)及粘接狀態(tài)。即,含有潛在卷曲性復(fù)合纖維的無紡纖維聚集體優(yōu)選在濕熱粘接性纖維與卷曲的潛在卷曲性復(fù)合纖維或其它濕熱粘接性纖維交叉的交點(diǎn)(即,濕熱粘接性纖維彼此的交點(diǎn)、濕熱粘接性纖維和卷曲的潛在卷曲性復(fù)合纖維的交點(diǎn))進(jìn)行熔粘。由此,適當(dāng)?shù)匦纬尚纬闪擞尚】障稁淼耐返牡?纖維層22。而且,為了以盡可能少的接點(diǎn)數(shù)保持無紡纖維聚集體的形態(tài),優(yōu)選該粘接點(diǎn)從無紡纖維聚集體的表面附近至內(nèi)部大致均勻地分布,更具體而言,優(yōu)選沿面方向及厚度方向(特別是均勻化困難的厚度方向),從無紡纖維聚集體表面至內(nèi)部(中央)、并且至背面均勻地分布。粘接點(diǎn)局部得存在于表面或內(nèi)部等時(shí),緩沖性、耐頸縮性降低,另外,粘接點(diǎn)少的部分的形態(tài)穩(wěn)定性降低。
具體而言,構(gòu)成第2纖維層22的第2纖維聚集體優(yōu)選為通過濕熱粘接性纖維的熔粘而部分地粘接、固定了構(gòu)成第2纖維聚集體的纖維的無紡纖維聚集體,該纖維優(yōu)選通過濕熱粘接性纖維的熔粘而以纖維粘接率45%以下(例如1~45%或1~30%)的比例進(jìn)行粘接。纖維粘接率的定義如上所述。由于纖維粘接率低,可以與潛在卷曲性復(fù)合纖維的線圈狀卷曲相結(jié)合,得到良好的緩沖性。
另外,關(guān)于熔粘的均勻性,優(yōu)選在無紡纖維聚集體的厚度方向的剖面上,在厚度方向進(jìn)行了三等分的各個(gè)區(qū)域中的纖維粘接率均在上述范圍。另外,各區(qū)域中的纖維粘接率的最小值相對于最大值的比例(最小值/最大值)例如為50%以上(例如50~100%),優(yōu)選為55~99%,更優(yōu)選為60~98%(特別為70~97%)。纖維粘接率在厚度方向具有這樣的均勻性時(shí),以較少的熔粘點(diǎn)也可以保持形態(tài),并且能夠提高緩沖性等。
為了制成平衡性良好地具備保水性和緩沖性的無紡纖維聚集體,優(yōu)選通過濕熱粘接性纖維的熔粘而適當(dāng)?shù)卣{(diào)整纖維的粘接狀態(tài),同時(shí)通過潛在卷曲性復(fù)合纖維的卷曲,使鄰接或交叉的纖維在卷曲線圈部相互交織。含有潛在卷曲性纖維的無紡纖維聚集體表現(xiàn)出潛在卷曲性復(fù)合纖維的卷曲而變形為線圈狀,由此,具有通過卷曲線圈部使鄰接或交叉的纖維(卷曲纖維彼此、或卷曲纖維與濕熱粘接性纖維)相互抱合而被限制或鎖住的結(jié)構(gòu)。
構(gòu)成無紡纖維聚集體的纖維(線圈狀卷曲纖維的情況下,為線圈的軸芯方向)可以相對于無紡纖維聚集體面大致平行且相互交叉地排列?!跋鄬τ跓o紡纖維聚集體面平行地排列”表示不重復(fù)存在許多纖維局部地沿厚度方向排列的部分的狀態(tài)。在厚度方向取向的纖維較多地存在時(shí),該纖維也會形成線圈狀的卷曲,因此,纖維彼此極復(fù)雜地抱合,其結(jié)果是存在緩沖性降低的傾向。
從吸水性疊層體200的保水性、緩沖性等的觀點(diǎn)考慮,吸水性疊層體200中的第2纖維層22的空隙率優(yōu)選為70%以上,更優(yōu)選為75%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為80%以上。第2纖維層22的空隙率通常為99%以下,更典型而言為95%以下。
第2纖維層22的單位面積重量、表觀密度及厚度可以與上述實(shí)施方式1中的第2纖維層21相同,關(guān)于其詳細(xì)情況,引用上述的記載。
作為構(gòu)成第2纖維層22的無紡纖維聚集體的第2纖維聚集體,可以與上述實(shí)施方式1中的第2纖維層21同樣地通過將纖維網(wǎng)暴露于高溫高壓的蒸汽并進(jìn)行無紡布化的蒸汽噴射法而良好地制造。此時(shí),通過濕熱粘接性纖維的熔粘,纖維彼此三維地粘接,同時(shí),通過表現(xiàn)出潛在卷曲性復(fù)合纖維的卷曲,纖維彼此進(jìn)行交織。另外,可以在無紡纖維聚集體的內(nèi)部表現(xiàn)出均勻的熔粘,而且可以從無紡纖維聚集體的表面至內(nèi)部表現(xiàn)出均勻的卷曲。
關(guān)于吸水性疊層體200的結(jié)構(gòu)、特性及用途、以及其制造,可以與上述實(shí)施方式1中的吸水性疊層體100相同,關(guān)于其詳細(xì)情況,引用上述的記載。
<實(shí)施方式3>
圖3是示意性地示出本實(shí)施方式的吸水性疊層體的一個(gè)例子的剖面圖。圖3所示的吸水性疊層體300在第1纖維層10的厚度方向一側(cè)隔著第3纖維層30疊層了第2纖維層21,除此以外,為與上述實(shí)施方式1相同的結(jié)構(gòu)。這樣,本發(fā)明的吸水性疊層體如果具備第1纖維層和第2纖維層,則第3纖維層可以夾在第1纖維層與第2纖維層之間。第3纖維層30是由第3纖維聚集體構(gòu)成的層,第3纖維聚集體含有親水性纖維(第2親水性纖維)而構(gòu)成。通過夾有第3纖維層30,能夠進(jìn)一步提高吸水性疊層體的保水性、拉伸強(qiáng)度、緩沖性等。需要說明的是,在吸水性疊層體300中,也可以使用上述第2實(shí)施方式中使用的第2纖維層22來代替第2纖維層21。
構(gòu)成第3纖維聚集體的親水性纖維可以為合成纖維、天然纖維、再生纖維等。親水性纖維可以僅單獨(dú)使用1種,也可以組合使用2種以上。作為構(gòu)成第3纖維聚集體的親水性纖維(第2親水性纖維),可以使用與構(gòu)成第1纖維層10的第1纖維聚集體的親水性纖維(第1親水性纖維)相同的纖維,關(guān)于其詳細(xì)情況,引用對親水性纖維(第1親水性纖維)的上述記載。第2親水性纖維和第1親水性纖維可以為同種的纖維,也可以為不同種的纖維。
但是,與第1親水性纖維不同,第2親水性纖維的平均纖維徑不一定優(yōu)選為10μm以下,例如可以為0.1~20μm。從進(jìn)一步提高保水性、拉伸強(qiáng)度、緩沖性等的觀點(diǎn)考慮,平均纖維徑優(yōu)選為0.5~15μm。
構(gòu)成第3纖維層30的第3纖維聚集體可以含有親水性纖維以外的纖維(例如疏水性纖維),但從吸水性的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選親水性纖維的含量較高。具體而言,第3纖維聚集體中含有的親水性纖維的含量優(yōu)選為70質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為80質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為90質(zhì)量%以上(例如100質(zhì)量%)。作為親水性纖維以外的纖維,可以列舉由聚乙烯、聚丙烯這樣的聚烯烴類樹脂、聚酯類樹脂、聚氨酯類樹脂形成的纖維。
構(gòu)成第3纖維聚集體的纖維可以根據(jù)需要含有1種或2種以上的添加劑。添加劑的具體例子包括:著色劑、熱穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、光穩(wěn)定劑、抗氧劑、微粒、結(jié)晶化速度延遲劑、防靜電劑、阻燃劑、增塑劑、潤滑劑。添加劑既可以擔(dān)載于纖維的表面,也可以包含于纖維中。
構(gòu)成第3纖維層30的第3纖維聚集體優(yōu)選為無紡纖維聚集體,更優(yōu)選為水刺無紡纖維聚集體。通過水刺法,可以容易地形成柔軟且由此能夠?qū)ξ辕B層體300賦予優(yōu)異的緩沖性、保水性、拉伸強(qiáng)度的第3纖維層30。
從緩沖性、保水性等觀點(diǎn)考慮,吸水性疊層體300中的第3纖維層30的空隙率優(yōu)選為80%以上,更優(yōu)選為85%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為90%以上。第3纖維層30的空隙率通常為99%以下,更典型而言為97%以下。
第3纖維層30的單位面積重量例如為10~200g/m2,優(yōu)選為20~150g/m2,更優(yōu)選為30~100g/m2。第3纖維層30的單位面積重量為該范圍內(nèi)時(shí),在保水性、吸收的水向第2纖維層21的透過性方面是有利的。
吸水性疊層體300中的第3纖維層30的表觀密度優(yōu)選設(shè)定成作為吸水性疊層體整體的表觀密度為0.3g/cm3以下,更優(yōu)選為0.25g/cm3以下,進(jìn)一步優(yōu)選為0.2g/cm3以下(例如0.15g/cm3以下)。第3纖維層30的表觀密度過大時(shí),吸收的水向第2纖維層21的透過性容易降低,而且難以表現(xiàn)出提高緩沖性的效果。第3纖維層30的表觀密度通常為0.01g/cm3以上,更典型而言為0.1g/cm3以上。
吸水性疊層體300中的第3纖維層30的厚度例如為50~2000μm,優(yōu)選為100μm以上,更優(yōu)選為200μm以上。第3纖維層30的厚度過小時(shí),難以表現(xiàn)出提高保水性、緩沖性、拉伸強(qiáng)度的效果。另外,從吸收的水向第2纖維層21的透過性的觀點(diǎn)考慮,第3纖維層30的厚度優(yōu)選為1500μm以下,更優(yōu)選為1000μm以下。
第3纖維層30(第3纖維聚集體)優(yōu)選可以通過將形成第3纖維聚集體的纖維進(jìn)行成網(wǎng)化、通過水流抱合而使其交織的水刺方法而制造。作為網(wǎng)的形成方法,可以利用慣用的方法,例如紡粘法、熔噴法這樣的直接法;使用了熔噴纖維、人造短纖維等的梳棉法、氣流成網(wǎng)法這樣的干法等。這些方法中,廣泛應(yīng)用使用了熔噴纖維、人造短纖維的梳棉法,特別是使用了人造短纖維的梳棉法。作為使用人造短纖維得到的網(wǎng),可列舉例如無規(guī)網(wǎng)、半無規(guī)網(wǎng)、平行鋪置纖網(wǎng)、交叉鋪置纖網(wǎng)等。
接著,可以通過對得到的纖維網(wǎng)實(shí)施水流抱合處理,使構(gòu)成纖維彼此交織而得到第3纖維聚集體。在水流抱合處理中,例如使從將直徑0.05~0.20mm、間隔0.30~1.50mm左右的噴射孔排列成1~2列的噴嘴板以高壓噴射成柱狀的水流與載置于多孔支撐構(gòu)件上的纖維網(wǎng)碰撞,使構(gòu)成纖維網(wǎng)的纖維相互三維交織而成為一體。此時(shí),優(yōu)選在移動(dòng)的多孔性支撐部件上載置纖維網(wǎng),例如以水壓1~15MPa、優(yōu)選2~12MPa、更優(yōu)選3~10MPa左右的水流進(jìn)行1次或多次處理的方法。噴射孔優(yōu)選在與纖維網(wǎng)的進(jìn)行方向垂直的方向排列成列狀,并且使排列有該噴射孔的噴嘴板在垂直于纖維網(wǎng)行進(jìn)方向的方向上以與噴射間隔相同的間隔進(jìn)行振動(dòng),所述纖維網(wǎng)載置于多孔支撐構(gòu)件上,從而使水流均勻地與纖維網(wǎng)碰撞。載置纖維網(wǎng)的多孔支撐構(gòu)件只要是例如金屬絲網(wǎng)等這樣的網(wǎng)篩(mesh screen)、有孔板等水流可以通過纖維網(wǎng)的構(gòu)件即可,沒有特別限制。噴射孔與纖維網(wǎng)之間的距離可以根據(jù)水壓進(jìn)行選擇,例如為1~10cm左右。
本實(shí)施方式的吸水性疊層體300具有與上述第1實(shí)施方式的吸水性疊層體100相同的吸水速度(第1纖維層10的外表面的吸水速度)。另外,關(guān)于吸水性疊層體300的表觀密度、保水率、濕潤時(shí)的縱向拉伸強(qiáng)度,也可以是與關(guān)于吸水性疊層體100所記載的范圍相同的范圍。但是,吸水性疊層體300的單位面積重量及厚度包含第3纖維層30,有時(shí)比吸水性疊層體100更大。
吸水性疊層體300的單位面積重量例如為30~1500g/m2,優(yōu)選為50~1000g/m2,更優(yōu)選為100~600g/m2(例如200~304g/m2)。吸水性疊層體300的單位面積重量在該范圍內(nèi),在保水性、吸收的水向第2纖維層21的透過性、耐頸縮性及緩沖性等方面是有利的。吸水性疊層體300的厚度通常為100~4000μm,優(yōu)選為500~2500μm。
吸水性疊層體300可以用于與上述第1實(shí)施方式的吸水性疊層體100相同的用途。
吸水性疊層體整體的表觀密度優(yōu)選設(shè)定為0.6g/cm3以下,更優(yōu)選為0.5g/cm3以下,進(jìn)一步優(yōu)選為0.4g/cm3以下,特別優(yōu)選為0.35g/cm3以下(例如0.3g/cm3以下)。作為吸水性疊層體整體的表觀密度過大時(shí),保水率、保水量降低。作為吸水性疊層體整體的表觀密度通常為0.01g/cm3以上,更典型而言為0.1g/cm3以上。
接下來,對吸水性疊層體300的制造方法進(jìn)行說明時(shí),優(yōu)選與上述第1實(shí)施方式的吸水性疊層體100同樣地通過纖維彼此的交織、纖維彼此的熔粘等來進(jìn)行第1纖維層10(第1纖維聚集體)、第3纖維層30(第3纖維聚集體)和第2纖維層21(第2纖維聚集體)的接合(一體化)。作為交織方法,可以列舉水刺法、針刺法等,作為熔粘方法,可以列舉蒸汽噴射法等。蒸汽噴射法是能夠在被接合的至少一個(gè)纖維層含有濕熱粘接性纖維的情況下使用的方法,由于第2纖維層21含有濕熱粘接性纖維,因此至少在第2纖維層21與第3纖維層30的接合中可以適用蒸汽噴射法。另外,在構(gòu)成第1纖維聚集體及第3纖維聚集體中至少任一者的親水性纖維為例如乙烯-乙烯醇類共聚物這樣的濕熱粘接性纖維的情況下,在第1纖維層10與第3纖維層30的接合中可以適用蒸汽噴射法。
根據(jù)使纖維彼此交織或熔粘的上述接合方法,可以保持第1纖維層10的空隙、第2纖維層21的空隙和第3纖維層30的空隙之間的高連通性,因此可以實(shí)現(xiàn)高的保水性及吸水性。
吸水性疊層體300具體而言可以通過依次包含下述工序的方法來制造:
(1)第1工序,通過構(gòu)成第1纖維聚集體的纖維與構(gòu)成第3纖維聚集體的纖維的交織或熔粘而接合第1纖維層10和第3纖維層30;以及
(2)第2工序,通過構(gòu)成第2纖維聚集體的纖維與構(gòu)成第3纖維聚集體的纖維的交織或熔粘而接合第2纖維層21和第3纖維層30。
或者,吸水性疊層體300也可以通過依次包含下述工序的方法來制造:
(A)第1工序,通過構(gòu)成第2纖維聚集體的纖維與構(gòu)成第3纖維聚集體的纖維的交織或熔粘而接合第2纖維層21和第3纖維層30;及
(B)第2工序,通過構(gòu)成第1纖維聚集體的纖維與構(gòu)成第3纖維聚集體的纖維的交織或熔粘而接合第1纖維層10和第3纖維層30。
<其它實(shí)施方式>
可以對上述第1~第3實(shí)施方式的吸水性疊層體在不阻礙本發(fā)明效果的范圍內(nèi)實(shí)施各種變形。例如,可以在上述第1或第2實(shí)施方式的第2纖維層厚度方向的一側(cè)(第2纖維層的與第1纖維層相反側(cè))疊層上述第3實(shí)施方式中使用的第3纖維層。該情況下,形成第1纖維層/第2纖維層/第3纖維層的層結(jié)構(gòu)。在所述的實(shí)施方式中,優(yōu)選通過纖維彼此的交織、纖維彼此的熔粘等來進(jìn)行第1纖維層10(第1纖維聚集體)、第2纖維層21(第2纖維聚集體)和第3纖維層30(第3纖維聚集體)的接合(一體化)。與第1或第2實(shí)施方式中的吸水性疊層體相比,通過進(jìn)一步疊層第3纖維層,能夠進(jìn)一步提高保水性、緩沖性、耐頸縮性。
實(shí)施例
以下,示出實(shí)施例進(jìn)一步具體地對本發(fā)明進(jìn)行說明,但本發(fā)明并不受這些例子的限定。需要說明的是,以下實(shí)施例及比較例中的各物性值通過下述方法進(jìn)行測定或評價(jià)。
[1]第1纖維層的與第2纖維層相反側(cè)的面的吸水速度的測定
按照J(rèn)IS L 1907“纖維制品的吸水性試驗(yàn)法”的7.1.1中規(guī)定的滴加法測定了第1纖維層的與第2纖維層相反側(cè)的面(第1纖維層的厚度方向另一側(cè)的面)的吸水速度。具體而言,從10mm的高度用滴定管在得到的吸水性疊層體的第1纖維層上滴加1滴0.05g/滴的水滴,測定因該水滴被吸收而鏡面反射消失為止的時(shí)間(秒)。
[2]構(gòu)成第1纖維層的纖維的平均纖維徑的測定
從得到的吸水性疊層體中采集試驗(yàn)片(縱×橫=5cm×5cm),使用掃描電子顯微鏡(SEM)對試驗(yàn)片的表面的中央部(以對角線的交點(diǎn)為中心的部分)以1000倍的倍數(shù)進(jìn)行照片拍攝。以得到的照片的中央部(對角線的交點(diǎn))為中心,在照片上繪制半徑30cm的圓,從該圓內(nèi)隨機(jī)地選擇100根纖維,利用游標(biāo)卡尺測定長度方向的中央部或接近于其的位置的纖維徑,采用其平均值作為平均纖維徑(數(shù)均纖維徑、μm)。需要說明的是,在選擇纖維時(shí),不區(qū)別拍攝于照片中的上述圓內(nèi)的纖維是位于試驗(yàn)片最表面的纖維或是位于內(nèi)側(cè)的纖維進(jìn)行選擇。
[3]第1纖維層的微孔平均徑的測定
通過水銀壓入法,使用微孔徑分布裝置(株式會社島津制作所制“AutoPore III9420”)進(jìn)行測定。
[4]纖維層或吸水性疊層體的單位面積重量、厚度、表觀密度
按照J(rèn)IS L 1913“一般無紡布試驗(yàn)方法”的6.1及6.2測定了單位面積重量及厚度,用單位面積重量除以厚度求出表觀密度。需要說明的是,構(gòu)成下表所示的吸水性疊層體的各纖維層(第1~第3纖維層)的單位面積重量、厚度及表觀密度是進(jìn)行接合形成吸水性疊層體之前的值。
[5]吸水性疊層體的保水率、保水量
按照J(rèn)IS L 1913“一般無紡布試驗(yàn)方法”的6.9.2測定了保水率。具體而言,采集3張100mm×100mm見方尺寸的試驗(yàn)片,測定了其質(zhì)量(浸漬前質(zhì)量)。接著,將該試驗(yàn)片浸漬于水中15分鐘,其后撈起,在空氣中以使一個(gè)角朝上的狀態(tài)懸掛1分鐘,去除表面的水,然后測定了質(zhì)量(浸漬后質(zhì)量)。對3張?jiān)囼?yàn)片,基于下述式計(jì)算出保水率,求出它們的平均值,作為吸水性疊層體的保水率。另外,將浸漬后質(zhì)量-浸漬前質(zhì)量的質(zhì)量作為保水量(g)。
保水率(質(zhì)量%)=100×(浸漬后質(zhì)量-浸漬前質(zhì)量)/浸漬前質(zhì)量
[6]吸水性疊層體的耐頸縮性(濕潤時(shí)的縱向拉伸強(qiáng)度)
使用定速伸長形拉伸試驗(yàn)機(jī)(株式會社島津制作所制“AG-IS”),按照J(rèn)IS L 1913“一般無紡布試驗(yàn)方法”的6.3.2測定了濕潤時(shí)的縱向(MD)的拉伸強(qiáng)度(N/5cm)。浸漬試驗(yàn)片的水的溫度設(shè)為20℃。
<實(shí)施例1>
(1)形成第1纖維層的第1纖維聚集體的制作
使用熔噴制造設(shè)備,制作由聚酰胺類樹脂(尼龍6)纖維構(gòu)成的熔噴無紡布片材(第1纖維聚集體、平均纖維徑:3.67μm、微孔平均徑:19.9μm、單位面積重量:50.2g/m2、厚度:0.38mm、表觀密度:0.13g/cm3)。具體而言,使用直徑為0.3mm且以0.8mm的間距具有每1m長度1300個(gè)孔的噴嘴,在紡絲溫度280℃、空氣溫度290℃、空氣壓力0.4MPa、單孔吐出量0.3g/孔·分鐘的條件下進(jìn)行熔噴紡絲,將旋轉(zhuǎn)的網(wǎng)輸送機(jī)作為支撐體進(jìn)行收集,得到了熔噴無紡布片材。
(2)形成第3纖維層的第3纖維聚集體的制作
制作由可樂麗股份有限公司制“SOPHISTA”(SOPHISTA 1、關(guān)于詳細(xì)情況,參照下述縮寫符號的詳細(xì)情況[c])構(gòu)成的單位面積重量約50g/m2的半無規(guī)網(wǎng)。將該梳棉網(wǎng)載置于開口率25%、孔徑0.3mm的沖壓滾筒支撐體上,以速度5m/分在縱方向連續(xù)轉(zhuǎn)移,同時(shí)從上方噴射高壓水流,進(jìn)行交織處理,制造交織的無紡纖維聚集體(第3纖維聚集體、單位面積重量:52.3g/m2、厚度:0.61mm、表觀密度:0.09g/cm3)。在該交織處理中,使用3個(gè)沿網(wǎng)的寬度方向以0.6mm間隔設(shè)置有孔徑10mm的噴口的噴嘴(鄰接的噴嘴的間隔為20cm),將從第1列噴嘴噴射的高壓水流的水壓設(shè)為3.0MPa,將從第2列噴嘴噴射的高壓水流的水壓設(shè)為5.0MPa,將從第3列噴嘴噴射的高壓水流的水壓設(shè)為10.0MPa。
(3)第1纖維聚集體與第3纖維聚集體的接合
將上述(1)中制作的熔噴無紡布片(第1纖維聚集體)卷起,與上述(2)中制作的第3纖維聚集體重疊,再載置于整體上具有細(xì)網(wǎng)眼的平坦的支撐體上并連續(xù)地轉(zhuǎn)移,同時(shí)噴射高壓水流而進(jìn)行交織處理。通過該交織處理,使構(gòu)成2個(gè)無紡纖維聚集體的纖維交織并進(jìn)行復(fù)合一體化而得到復(fù)合無紡布。在該交織處理中,使用3個(gè)沿網(wǎng)的寬度方向以0.6mm的間隔設(shè)置有孔徑0.10mm的噴口的噴嘴(鄰接的噴嘴的間隔為20cm),將從第1列噴嘴噴射的高壓水流的水壓設(shè)為3.0MPa,將從第2列噴嘴噴射的高壓水流的水壓設(shè)為5.0MPa,將從第3列噴嘴噴射的高壓水流的水壓設(shè)為10.0MPa。
(4)形成第2纖維層的第2纖維聚集體的制作及吸水性疊層體的制作
將上述(3)中制作的復(fù)合無紡布載置于由可樂麗股份有限公司制“SOPHISTA”(SOPHISTA 2、關(guān)于詳細(xì)情況,參照下述縮寫符號的詳細(xì)情況[d])構(gòu)成的單位面積重量約100g/m2的半無規(guī)網(wǎng)上而制成疊層片,將其轉(zhuǎn)移至裝備有50網(wǎng)眼、寬度500mm的不銹鋼制環(huán)形網(wǎng)、且以相同速度在相同方向旋轉(zhuǎn)的上側(cè)傳送帶和下側(cè)傳送帶之間。將疊層片導(dǎo)入上側(cè)傳送帶所具備的蒸氣噴射裝置,實(shí)施由該裝置噴射0.2MPa的高溫水蒸氣的水蒸氣處理,得到了吸水性疊層體。使高溫水蒸氣的噴射方向平行于疊層片的厚度方向。對于蒸氣噴射裝置而言,使用了蒸氣噴射噴嘴的孔徑為0.3mm、噴嘴沿輸送機(jī)的寬度方向以1mm間距排列成1列的蒸氣噴射裝置。上側(cè)傳送帶與下側(cè)傳送帶的間隔設(shè)為1.5mm。另外,對噴嘴進(jìn)行設(shè)置,使其在輸送帶的背側(cè)與傳送帶幾乎接觸。
<實(shí)施例2~10、12>
如表1及表2所述設(shè)置第1~第3纖維層的材質(zhì)、其它的結(jié)構(gòu),除此以外,與實(shí)施例1同樣地制作了3層結(jié)構(gòu)的吸水性疊層體。需要說明的是,在實(shí)施例6~10中,第3纖維層由使用了2種纖維的第3纖維聚集體構(gòu)成,該2種纖維的質(zhì)量比均為50/50。
<實(shí)施例11>
(1)形成第1纖維層的第1纖維聚集體的制作
用與實(shí)施例1的(1)相同的方法制作了由聚酰胺類樹脂(尼龍6)纖維構(gòu)成的熔噴無紡布片(第1纖維聚集體)。
(2)形成第2纖維層的第2纖維聚集體的制作
制作由可樂麗股份有限公司制“SOPHISTA”(SOPHISTA 2)構(gòu)成的單位面積重量約100g/m2的半無規(guī)網(wǎng)。將該梳棉網(wǎng)轉(zhuǎn)移至裝備有50網(wǎng)眼、寬度500mm的不銹鋼制環(huán)形網(wǎng)、且以相同速度在相同方向旋轉(zhuǎn)的上側(cè)傳送帶和下側(cè)傳送帶之間。將網(wǎng)導(dǎo)入上側(cè)傳送帶所具備的蒸氣噴射裝置,實(shí)施由該裝置噴射0.2MPa的高溫水蒸氣的水蒸氣處理,得到了第2纖維聚集體。使高溫水蒸氣的噴射方向平行于第2纖維聚集體的厚度方向。對于蒸氣噴射裝置而言,使用了蒸氣噴射噴嘴的孔徑為0.3mm、噴嘴沿輸送機(jī)的寬度方向以1mm間距排列成1列的蒸氣噴射裝置。上側(cè)傳送帶與下側(cè)傳送帶的間隔設(shè)為1.5mm。另外,對噴嘴進(jìn)行設(shè)置,使其在輸送帶的背側(cè)與傳送帶幾乎接觸。
(3)吸水性疊層體的制作
將上述(1)中制作的熔噴無紡布片材(第1纖維聚集體)卷起,與上述(2)中制作的第2纖維聚集體疊合,再載置于整體上具有細(xì)網(wǎng)眼的平坦的支撐體并連續(xù)地轉(zhuǎn)移,同時(shí)噴射高壓水流而進(jìn)行交織處理。通過該交織處理,使構(gòu)成2個(gè)無紡纖維聚集體的纖維交織并進(jìn)行復(fù)合一體化而得到吸水性疊層體。在該交織處理中,使用3個(gè)沿網(wǎng)的寬度方向以0.6mm的間隔設(shè)置有孔徑0.10mm的噴口的噴嘴(鄰接的噴嘴的間隔為20cm),將從第1列噴嘴噴射的高壓水流的水壓設(shè)為3.0MPa,將從第2列噴嘴噴射的高壓水流的水壓設(shè)為5.0MPa,將從第3列噴嘴噴射的高壓水流的水壓設(shè)為10.0MPa。
<實(shí)施例13>
(1)形成第1纖維層的第1纖維聚集體的制作
制作由可樂麗股份有限公司制“SOPHISTA”(SOPHISTA 1)構(gòu)成的單位面積重量約50g/m2的半無規(guī)網(wǎng)。將該梳棉網(wǎng)載置于開口率25%、孔徑0.3mm的沖壓滾筒支撐體上,以速度5m/分在縱方向連續(xù)轉(zhuǎn)移,同時(shí)從上方噴射高壓水流,進(jìn)行交織處理,制造了交織的無紡纖維聚集體(第1纖維聚集體、平均纖維徑:11.00μm、微孔平均徑:59.0μm、單位面積重量:52.3g/m2、厚度:0.61mm、表觀密度:0.09g/cm3))。在該交織處理中,使用3個(gè)沿網(wǎng)的寬度方向以0.6mm的間隔設(shè)置有孔徑10mm的噴口的噴嘴(鄰接的噴嘴的間隔為20cm),將從第1列噴嘴噴射的高壓水流的水壓設(shè)為3.0MPa,將從第2列噴嘴噴射的高壓水流的水壓設(shè)為5.0MPa,將從第3列噴嘴噴射的高壓水流的水壓設(shè)為10.0MPa。
(2)形成第2纖維層的第2纖維聚集體的制作
制作由可樂麗股份有限公司制“SOPHISTA”(SOPHISTA 2)構(gòu)成的單位面積重量約100g/m2的半無規(guī)網(wǎng)。將該梳棉網(wǎng)轉(zhuǎn)移至裝備有50網(wǎng)眼、寬度500mm的不銹鋼制環(huán)形網(wǎng)、且以相同速度在相同方向旋轉(zhuǎn)的上側(cè)傳送帶和下側(cè)傳送帶之間。將網(wǎng)導(dǎo)入上側(cè)傳送帶所具備的蒸氣噴射裝置,實(shí)施由該裝置噴射0.2MPa的高溫水蒸氣的水蒸氣處理,得到了第2纖維聚集體。使高溫水蒸氣的噴射方向平行于第2纖維聚集體的厚度方向。對于蒸氣噴射裝置而言,使用蒸氣噴射噴嘴的孔徑為0.3mm、噴嘴沿輸送機(jī)的寬度方向以1mm間距排列成1列的蒸氣噴射裝置。上側(cè)傳送帶與下側(cè)傳送帶的間隔設(shè)為1.5mm。另外,對噴嘴進(jìn)行設(shè)置,使其在輸送帶的背側(cè)與傳送帶幾乎接觸。
(3)吸水性疊層體的制作
將上述(1)中制作的第1纖維聚集體卷起,與上述(2)中制作的第2纖維聚集體疊合,再載置于整體上具有細(xì)網(wǎng)眼的平坦的支撐體并連續(xù)轉(zhuǎn)移,同時(shí)噴射高壓水流而進(jìn)行交織處理。通過該交織處理,使構(gòu)成2個(gè)無紡纖維聚集體的纖維交織并復(fù)合一體化而得到了吸水性疊層體。在該交織處理中,使用3個(gè)沿網(wǎng)的寬度方向以0.6mm的間隔設(shè)置有孔徑0.10mm的噴口的噴嘴(鄰接的噴嘴的間隔為20cm),將從第1列噴嘴噴射的高壓水流的水壓設(shè)為3.0MPa,將從第2列噴嘴噴射的高壓水流的水壓設(shè)為5.0MPa,將從第3列噴嘴噴射的高壓水流的水壓設(shè)為10.0MPa。
<實(shí)施例14>
(1)形成第1纖維層的第1纖維聚集體的制作
用與實(shí)施例1的(1)相同的方法制作由聚酰胺類樹脂(尼龍6)纖維構(gòu)成的熔噴無紡布片(第1纖維聚集體)。
(2)形成第3纖維層的第3纖維聚集體的制作
用與實(shí)施例1的(2)相同的方法制作由SOPHISTA 1構(gòu)成的水流抱合無紡纖維聚集體的第3纖維聚集體。
(3)第1纖維聚集體與第3纖維聚集體的接合
用與實(shí)施例1的(3)相同的方法得到將第1纖維聚集體和第3纖維聚集體復(fù)合一體化而成的復(fù)合無紡布。
(4)形成第2纖維層的第2纖維聚集體的制作、及吸水性疊層體的制作
除了將上側(cè)傳送帶與下側(cè)傳送帶的間隔設(shè)為1.0mm以外,用與實(shí)施例的(4)同樣的方法將第2纖維聚集體接合于復(fù)合無紡布,制作了吸水性疊層體。
<實(shí)施例15>
除了將上側(cè)傳送帶與下側(cè)傳送帶的間隔設(shè)為2.5mm以外,用與實(shí)施例的(4)同樣的方法制作了吸水性疊層體。
<比較例1~3>
除了如表3所述設(shè)置第1~第3纖維層的材質(zhì)、其它結(jié)構(gòu)以外,與實(shí)施例1同樣地制作了3層結(jié)構(gòu)的吸水性疊層體。
<比較例4~7>
比較例4的無紡布是用于構(gòu)成實(shí)施例1中記載的吸水性疊層體的第1纖維層的熔噴無紡布片本身。比較例5的無紡布是用于構(gòu)成實(shí)施例1中記載的吸水性疊層體的第3纖維層的水刺無紡布本身。比較例6的無紡布是用于構(gòu)成實(shí)施例1中記載的吸水性疊層體的第2纖維層的蒸汽噴射無紡布本身。另外,比較例7的無紡布是由層狀疊層剖面分割纖維(關(guān)于詳細(xì)情況,參照下述縮寫符號的詳細(xì)情況[k])形成的水刺無紡布,所述層狀疊層剖面分割纖維由尼龍6和聚對苯二甲酸乙二醇酯形成。
表1
表2
表3
表1~3所示的縮寫符號的詳細(xì)情況如下所述。
[a]Ny:作為聚酰胺類樹脂的尼龍6
[b]EVOH:乙烯-乙烯醇共聚物[乙烯含量:44摩爾%、皂化度:98.4%]
[c]SOPHISTA 1:芯部為聚對苯二甲酸乙二醇酯、鞘部為乙烯-乙烯醇共聚物(乙烯含量:44摩爾%、皂化度:98.4%)的高熔點(diǎn)類型的芯鞘型復(fù)合人造短纖維[可樂麗股份有限公司制“SOPHISTA”、平均纖度:1.7dtex、平均纖維徑:11μm、平均纖維長度:51mm、芯鞘質(zhì)量比:50/50、圓形剖面、芯部徑:8.9μm]
[d]SOPHISTA 2:芯部為聚對苯二甲酸乙二醇酯、鞘部為乙烯-乙烯醇共聚物(乙烯含量:44摩爾%、皂化度:98.4%)的低熔點(diǎn)類型的芯鞘型復(fù)合人造短纖維[可樂麗股份有限公司制“SOPHISTA”、平均纖度:1.7dtex、平均纖維徑:11μm、平均纖維長度:51mm、芯鞘質(zhì)量比:50/50、圓形剖面、芯部徑:8.9μm]
[e]SOPHISTA 3:芯部為聚對苯二甲酸乙二醇酯、鞘部為乙烯-乙烯醇共聚物(乙烯含量:44摩爾%、皂化度:98.4%)的低熔點(diǎn)類型的芯鞘型復(fù)合人造短纖維[可樂麗股份有限公司制“SOPHISTA”、平均纖度:3.3dtex、平均纖維長度:51mm、芯鞘質(zhì)量比:50/50、圓形剖面、芯部徑:12.5μm]
[f]SOPHISTA 4:芯部為聚丙烯、鞘部為乙烯-乙烯醇共聚物(乙烯含量:44摩爾%、皂化度:98.4%)的低熔點(diǎn)類型的芯鞘型復(fù)合人造短纖維[可樂麗股份有限公司制“SOPHISTA”、平均纖度:1.7dtex、平均纖維長度:51mm、芯鞘質(zhì)量比:50/50、圓形剖面、芯部徑:8.9μm]
[g]人造絲:人造絲(Rayon)纖維[Omikenshi公司制“HOPE”、平均纖維徑:12μm、平均纖維長度:40mm]
[h]PET:聚對苯二甲酸乙二醇酯纖維[東麗株式會社制造、平均纖維徑:12μm、平均纖維長度:51mm]
[i]PP:聚丙烯樹脂[MFR(230℃、2.16kg)=1100g/10分]
[j]PBT:聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂[MFR(235℃、2.16kg)=90g/10分]
[k]分割纖維:由尼龍6和聚對苯二甲酸乙二醇酯構(gòu)成的層狀疊層剖面分割纖維[可樂麗股份有限公司制“WRAMP”、3.8dtex、平均纖維徑23.0μm、平均纖維長度51mm、尼龍6與聚對苯二甲酸乙二醇酯的質(zhì)量比:33/67]、
[l]MB:熔噴法
[m]SL:水刺法
[n]SJ:蒸汽噴射法