【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、積層不織布同士が重なり合ってヒートシール部が形成されてなる積層構造体であって、
積層不織布は、ヒートシール層と中間層と表層とを具備する積層不織布であり、
ヒートシール層と表層が、鞘成分が高密度ポリエチレンよりなり、芯成分が前記高密度ポリエチレンの融点よりも高い融点を持つポリエステルよりなる芯鞘型複合長繊維の集積体からなり、
中間層が、前記高密度ポリエチレンの融点よりも高い融点を持つポリプロピレン又はポリブチレンテレフタレートよりなる極細繊維の集積体からなり、
前記ヒートシール層を構成する芯鞘型複合長繊維の鞘成分である高密度ポリエチレンの多くは溶融し芯成分から分離して前記極細繊維相互間に食い込んで固化し、これによって前記ヒートシール層と前記中間層とが貼合されており、
前記表層を構成する芯鞘型複合長繊維の鞘成分である高密度ポリエチレンの多くは芯成分から分離せず軟化又は溶融して固化し、前記表層と前記中間層とが貼合されており、
ヒートシール部は、前記積層不織布同士が、それぞれの積層不織布におけるヒートシール層が向き合って重なり合った部分に形成されてなり、ヒートシール部においては、それぞれのヒートシール層における鞘成分である高密度ポリエチレンが軟化又は溶融して固化することにより、積層不織布同士が一体化していることを特徴とする積層構造体を要旨とするものである。
【0008】
[ヒートシール層について]
ヒートシール層は、本発明における積層不織布を重ね合せてヒートシールする際に、ヒートシール層同士が向き合うように配置して、接着層(ヒートシール層)として機能する層である。ヒートシール部を形成するにあたっては、積層不織布の表層に熱源を当接してヒートシールする際に、ヒートシール層を構成する鞘成分が溶融して向き合ってなるヒートシール層同士を熱接合する。
【0009】
ヒートシール層は、ヒートシール層を構成する芯鞘型複合長繊維の鞘成分である高密度ポリエチレンの多くは溶融し芯成分から分離して前記極細繊維相互間に食い込んで固化し、これによってヒートシール層と中間層とが貼合されている。鞘成分である高密度ポリエチレンの多くが芯成分から分離しているが、ヒートシール部を形成するにあたっては、熱と圧を付加するため、ヒートシール部に位置する鞘成分は加熱および加圧により再流動して、ヒートシール層同士の接着箇所に移動し、良好に接着成分として機能する。
【0010】
ヒートシール層は、鞘成分が高密度ポリエチレンよりなり、芯成分が高密度ポリエチレンの融点よりも高い融点を持つポリエステルよりなる芯鞘型複合長繊維の集積体からなる。高密度ポリエチレンの融点は140℃以下であるのが好ましい。また、ヒートシール層における高密度ポリエチレンの融点は、表層における高密度ポリエチレンの融点と同等もしくは表層における高密度ポリエチレンの融点以下であることが好ましい。表層における高密度ポリエチレンの融点よりも高いと、ヒートシール時に表層における高密度ポリエチレンが溶融して、熱源に付着する恐れがある。
【0011】
ヒートシール層における芯鞘型複合長繊維の芯成分であるポリエステルの融点は、鞘成分である高密度ポリエチレンの融点よりも高く、250℃〜260℃であるのが好ましい。この程度の融点であると、ヒートシール時に高密度ポリエチレンが溶融して、ポリエステルが軟化あるいは溶融することなく、また劣化することなく、当初の繊維形態を維持する。これにより、ヒートシール箇所に芯成分が繊維形態で残存しており、ヒートシール箇所の引裂強力の低下を防止しうる。
【0012】
ヒートシール層における高密度ポリエチレンのメルトフローレート(JIS K 6922に記載の方法に準拠し、温度190℃で荷重21.18Nで測定した。)は、接着性や適度な流動性を考慮すると、10〜30g/10分が好ましい。
【0013】
ヒートシール層における芯鞘型複合長繊維の芯成分と鞘成分の重量比は任意であるが、芯成分:鞘成分=0.25〜4:1であるのが好ましく、特に芯成分:鞘成分=0.6〜2.5:1であるのがより好ましく、芯成分:鞘成分=1:1であるのが最も好ましい。鞘成分の重量比がこの範囲を超えて少なくなると、鞘成分が極細繊維相互間に食い込みにくく、積層不織布において3層が良好に一体化しにくく、また、接着成分が少なくなるため、ヒートシール接着力が低下する傾向が生じる。また、鞘成分の重量比がこの範囲を超えて多くなると、ヒートシール層がフィルム化する恐れが生じる。
【0014】
ヒートシール層における芯鞘型複合長繊維の繊維径は任意であるが、1〜7dtexであるのが好ましい。繊維径が1dtex未満であると、芯鞘型複合長繊維の鞘成分の絶対量が少なくなり、ヒートシール時における接着力が低下する傾向が生じる。また、繊維径が7dtexを超えると、ヒートシール層のヒートシール面(中間層の反対側に位置する面)に凹凸が生じやすくなり、ヒートシール時における接着力が低下する傾向が生じる。
【0015】
ヒートシール層と中間層も明確に分離することは困難であるが、概ねヒートシール層と中間層とを分離した場合、ヒートシール層の繊維量は、10〜70g/m
2であるのが好ましい。ヒートシール層の繊維量が10g/m
2未満になると、ヒートシール層における芯鞘型複合長繊維の鞘成分の絶対量が少なくなり、ヒートシール部における接着力が低下する傾向が生じる。また、ヒートシール層の繊維量が70g/m
2を超えると、過剰品質であり、得られる積層構造体の重量が重くなる傾向が生じる。
【0016】
[中間層について]
中間層は、ヒートシール層と表層の間に挟持されているものであり、例えば、積層構造体を袋状物とした際に、袋状物内に収納した粉末(特に微粉末)を外部へ飛散させないようにするため、フィルター層として機能するものである。また、袋状物内に流動性を有する樹脂や液体を収納して使用する場合や、オムツの各種部材の一部として使用する場合に、浸透による染み出しを抑制する機能を担うものである。すなわち、中間層は極細繊維の集積体で構成されており、極細繊維相互間の間隙は微細になっており、微粉末が透過して外部に飛散する、あるいは液状物等の浸透による染み出しを防止する。極細繊維の繊維径は、0.1〜10μmであるのが好ましく、特に0.5〜6μmであるのが好ましい。極細繊維の繊維径を0.1μm未満とするのは、製造上困難であり、得られたとしても生産性が極端に劣る。また、極細繊維の繊維径が10μmを超えると、極細繊維相互間の間隙が大きくなって、袋状物内に収納される微粉末が外部に飛散する、あるいは液状物が浸透して染み出す傾向が生じやすくなる。このような極細繊維で構成される中間層は、いわゆるメルトブロー法により得られるメルトブロー不織布が好ましく用いられる。
【0017】
極細繊維はポリプロピレン又はポリブチレンテレフタレートよりなる。ポリプロピレン又はポリブチレンテレフタレートよりなる極細繊維の融点は、表層を構成している芯鞘型複合長繊維の鞘成分である高密度ポリエチレンの融点よりも高くなっている。したがって、高密度ポリエチレンが溶融して、極細繊維相互間に食い込んでも、ポリプロピレン又はポリブチレンテレフタレートよりなる極細繊維は、軟化又は溶融せずに、当初の極細繊維形態を維持している。よって、極細繊維の集積体が持つフィルター機能を十分に発揮するのである。ポリプロピレンよりなる極細繊維の融点は、表面層を構成する芯鞘型複合長繊維の鞘成分である高密度ポリエチレンの融点よりも約10℃〜50℃高く、150℃〜170℃であるのが好ましい。また、ポリブチレンテレフタレートよりなる極細繊維の融点は、当該高密度ポリエチレンの融点よりも約80℃〜120℃高く、220℃〜240℃であるのが好ましい。
【0018】
中間層の繊維量は、5〜100g/m
2であるのが好ましく、特に10〜50g/m
2であるのが好ましい。中間層の繊維量が5g/m
2未満であると、極細繊維相互間で形成された微細な間隙が少なくなり、フィルター機能が低下する傾向が生じる。また、中間層の繊維量が100g/m
2を超えると、中間層の内部にまで、溶融した高密度ポリエチレンが食い込みにくくなり、中間層自体が層剥離する傾向が生じる。
【0019】
[表層について]
表層は、積層不織布同士を重ね合せて積層構造体を得たとき、積層構造体の両面における外層となるものである。
【0020】
表層は、上述したヒートシール層を構成する芯鞘型複合長繊維の集積体と同様の芯鞘型複合長繊維の集積体からなる。すなわち、鞘成分が高密度ポリエチレンよりなり、芯成分が高密度ポリエチレンの融点よりも高い融点を持つポリエステルよりなる芯鞘型複合長繊維の集積体からなる。
【0021】
ヒートシール層と表層とは、同様の芯鞘型複合長繊維の集積体からなるものであるが、両者は、中間層との貼合の形態、すなわち、芯鞘型複合長繊維において、溶融した鞘成分において、芯成分に対する分離度合が異なる。ヒートシール層は、ヒートシール層を構成する芯鞘型複合長繊維の鞘成分である高密度ポリエチレンの多くは溶融し芯成分から分離して前記極細繊維相互間に食い込んで固化し、これによってヒートシール層と中間層とが貼合されている。これに対して、表層は、表層を構成する芯鞘型複合長繊維の鞘成分である高密度ポリエチレンの多くが芯成分から分離せずに軟化又は溶融して固化することによって、中間層と貼合されている。したがって、表層を構成する芯鞘型複合長繊維の鞘成分である高密度ポリエチレンの多くは、表層の外側面(中間層の反対側に位置する面)に露出しており、芯鞘型複合長繊維の芯成分が外側面に露出していないため、繊維形態を維持してなる芯成分が外側面に露出することなく、このような繊維形態の芯成分が剥がれて毛羽立つこともなく、耐摩耗性が良好であり、美麗な表層を呈するものとなる。
【0022】
表層における高密度ポリエチレンの融点は140℃以下であるのが好ましい。高密度ポリエチレンの融点が140℃を超えると、積層不織布を製造する際に、極細繊維の軟化又は溶融を防止しながら、高密度ポリエチレンを溶融させて極細繊維相互間に食い込ませにくくなる。なお、高密度ポリエチレンの下限は120℃程度がよい。
【0023】
一方、表層における芯鞘型複合長繊維の芯成分であるポリエステルの融点は、鞘成分である高密度ポリエチレンの融点よりも高く、250℃〜260℃であるのが好ましい。この程度の融点であると、ヒートシール時にも、高密度ポリエチレンが溶融して、ポリエステルが軟化あるいは溶融することなく、また劣化することなく、当初の繊維形態を維持すし、ヒートシール部を形成した際にも引裂強力の低下を防止しうる。
【0024】
表層における芯鞘型複合長繊維の芯成分と鞘成分の重量比は任意であるが、芯成分:鞘成分=0.25〜4:1であるのが好ましく、特に芯成分:鞘成分=0.6〜2.5:1であるのがより好ましく、芯成分:鞘成分=1:1であるのが最も好ましい。鞘成分の重量比がこの範囲を超えて少なくなると、積層不織布を得る際の接着一体化の熱により鞘成分が流動して、芯成分が露出しやすくなる傾向となり、芯成分が露出すると、その箇所が擦れた際に毛羽となって発生する可能性がある。一方、鞘成分の重量比がこの範囲を超えて多くなると、表層がフィルム化し引裂強力が低下する恐れが生じる。
【0025】
表層における芯鞘型複合長繊維の繊維径は任意であるが、引張強力等の物性面から、1〜7dtexであるのが好ましい。繊維径が1dtex未満であると、引張強度が低下する傾向が生じる。また、繊維径が7dtexを超えると、芯鞘型複合長繊維相互間の間隙が大きくなり、表層の表面を平滑化しにくくなる傾向が生じ、印刷適性に劣る傾向にもなる。
【0026】
表層と中間層とを明確に分離することは困難であるが、概ね表層と中間層とを分離した場合、表層の繊維量は、10〜50g/m
2であるのが好ましい。表層の繊維量が10g/m
2未満になると、中間層を隠蔽し保護する効果が低下する傾向となる。また、表層の繊維量が50g/m
2を超えると、過剰品質であり、得られる袋状物の重量が重くなる傾向が生じる。また、表層の厚みが大きくなるため、中間層と積層する際の熱処理工程で、表層の裏面(中間層側に位置する面)の鞘成分に十分に熱が伝わらない場合があり鞘成分の溶融が不足する傾向となると、中間層に鞘成分が溶融により食い込みにくい傾向となる。
【0027】
[積層不織布の製造方法について]
本発明に係る積層不織布は、たとえば、以下の方法で得ることができる。まず、鞘成分が高密度ポリエチレンよりなり、芯成分が高密度ポリエチレンの融点よりも高い融点を持つポリエステルよりなる芯鞘型複合長繊維の集積体(ヒートシール層用)及び同様の芯鞘型複合長繊維の集積体(表層用)、高密度ポリエチレンの融点よりも高い融点を持つポリプロピレン又はポリブチレンテレフタレートよりなる極細繊維の集積体(中間層用)を準備する。集積体(ヒートシール層用)及び集積体(表層用)は、芯鞘型複合長繊維を溶融紡糸法で形成し、これを集積して長繊維相互間を接着する、いわゆるスパンボンド法で得ることができる。長繊維相互間の接着は、芯鞘型複合長繊維の鞘成分の軟化又は溶融により、行うことができる。集積体(中間層用)は、溶融させた樹脂を高速高温空気で吹き付けて細化し極細繊維として集積する、いわゆるメルトブロ一法で得ることができる。極細繊維相互間は、紡糸時の極細繊維自体の粘着性によって接着されていてもよいし、接着されていなくてもよい。
【0028】
次に、集積体(表層用)と集積体(中間層用)を積層した二層積層体を、集積体(表層用)が金属製加熱平滑ロール側に位置するようにして、弾性非加熱平滑ロールと金属製加熱平滑ロールとの間に挟んで加熱および加圧し、集積体(表層用)中の芯鞘型複合長繊維の鞘成分を溶融させるが、一対のロール間に通すことで、ロール同士の接触(線接触)による加熱であって過剰な熱を付加しないために、鞘成分の多くが芯鞘型複合長繊維の芯成分から分離することなく、集積体(中間層用)に貼合せる。ここで集積体(中間層用)側を、弾性非加熱平滑ロールに接触させる理由は、この加熱加圧工程によって、集積体(中間層用)の繊維相互間が密着して集積体(中間層用)表面がフィルム化したり、ぺーパーライクにならないようにするためである。よって、この加熱加圧工程によって、集積体(中間層用)を構成する繊維相互間は密着せずに繊維形態を保持した状態で堆積されており、通気性は低下しない。
【0029】
その後、得られた2層積層体の集積体(中間層用)面に集積体(ヒートシール層用)を積層し、集積体(ヒートシール層用)が加熱ロール側に位置するように供給し、3層の集積体が積層してなる積層体を加熱ロールの周面に沿わせる。集積体(ヒートシール層)は、加熱ロール周面に沿わせることにより時間をかけて加熱することによって、多量の熱を加えることにより、集積体(ヒートシール層)中の芯鞘型複合長繊維の鞘成分の多くを芯成分から溶融流動により分離させて、集積体(中間層)中の極細繊維相互間に食い込ませ、次いで、3層の積層体を金属製加熱平滑ロールと弾性非加熱平滑ロールとの間に挟み加熱および加圧し、集積体(ヒートシール層)中の芯鞘型複合長繊維の鞘成分の多くが溶融流動して芯成分から分離し、その溶融した鞘成分を集積体(中間層)中の極細繊維相互間に食い込ませた状態で、かつ3層として一体化させる。このとき、金属製加熱平滑ロール側に集積体(ヒートシール層)が接するように配置する。なお、集積体(ヒートシール層)を加熱ロールに沿わせて加熱する工程と、3層を一体化させるための金属製加熱平滑ロールと弾性非加熱平滑ロールとの間で加熱加圧処理する工程は、同一工程とし、加熱ロールを金属製加熱平滑ロールとして用いることもできる。すなわち、3層の集積体が積層してなる積層体を加熱ロールに沿わせて加熱熱処理し、加熱ロールの周面から離れる直前に、弾性非加熱平滑ロールと加熱ロールの間に挟んで加圧することもできる。
【0030】
その後、集積体(ヒートシール層)、集積体(中間層)及び集積体(表層)の順で積層された三層積層体を冷却し、集積体(ヒートシール層)及び集積体(表層)の芯鞘型複合長繊維の鞘成分を固化させる。このときの圧力は、集積体(中間層)自体が層剥離しない程度、かつ、通気性が本発明の範囲に収まるように適宜調整する。
【0031】
これによって集積体(ヒートシール層)の芯鞘型複合長繊維の鞘成分は、鞘成分の多くが芯成分から分離し、集積体(中間層)中の極細繊維相互間に食い込んだ状態で固化し、また、集積体(表層)の芯鞘型複合長繊維の鞘成分は、芯成分から分離することなく溶融固化することにより集積体(中間層)と貼り合わされて、集積体(ヒートシール層)、集積体(中間層)及び集積体(表層)の順で貼合され一体化された積層不織布が得られるのである。
【0032】
本発明における積層不織布を用いて、ヒートシール層/中間層/表層の順で積層されてなるものであり、ヒートシール部を形成する際には、ヒートシール層同士を重ね合わせて、特定の部位に熱と圧を付加することにより、ヒートシール部を形成し、本発明の積層構造体とする。ヒートシール層における鞘成分(接着成分)の多くは、芯成分から分離しているが、ヒートシール加工により、熱と圧とが付加された特定の部位においては、鞘成分(接着成分)が再溶融とともに再流動し、ヒートシール層同士の接合面へ移動して良好に接合し、ヒートシール部を形成し、本発明の積層構造体が得られるのである。
【0033】
積層構造体において、袋状物を得るには、2枚の積層不織布を準備してヒートシール層同士が向き合うように重ね合せるか、あるいは、1枚の積層不織布を準備して、ヒートシール層が内側面に位置するように折りあわせてヒートシール層同士が向き合うように重ね合せ、周縁をヒートシールすることにより、ヒートシール部を形成するとよい。
【0034】
また、この袋状物の中に炭や活性炭、クレイ(粘土)等の吸湿性粉末や脱臭性粉末を収納しておけば、各種食品等と共に包装することによって、吸湿材や脱臭材となる。特に、中間層が極細繊維の集積体よりなるため、吸湿性微粉末や脱臭性微粉末を収納してもこれが外部に飛散しにくく、好ましい。さらには、袋状物の中に流動性を有する樹脂や液体を収納して使用する場合や、オムツの各種部材の一部として使用する場合に、浸透による染み出しを抑制しやすく、好ましい。また、極細繊維の集積体がフィルム化していないので、1cc/cm
2・秒以上の通気度(JIS L1096A法フラジール形法)があり、吸湿性能や脱臭性能が低下しない。なお、通気度の上限は、20cc/cm
2・秒程度がよい。また、耐水圧(JIS L1092静水圧法)が400mmH
2O(mmAq)以上であり、液状物の浸透による染み出しを抑制することが可能である。
【0035】
さらに、積層不織布における平均孔径(ASTM F−361−86に基づき測定されるミーン・フロー・ポアサイズ(MFP)を平均孔径とする。本発明においては、パーム・ポロメーター(POROUS MATERIALS,INC製)を用いて測定した。)が1〜20μmであることが好ましい。より好ましくは5〜15μmである。平均孔径が20μmを超えて大きいと、通気度及び耐水圧を上記の範囲を保ちにくい傾向となり、また微細な粉末の漏れが生じる傾向となる。