(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024085222
(43)【公開日】2024-06-26
(54)【発明の名称】複合不織布
(51)【国際特許分類】
D04H 5/02 20120101AFI20240619BHJP
D04H 5/03 20120101ALI20240619BHJP
D06M 15/263 20060101ALI20240619BHJP
D06M 15/507 20060101ALI20240619BHJP
B32B 5/24 20060101ALI20240619BHJP
B32B 27/02 20060101ALI20240619BHJP
B32B 27/12 20060101ALI20240619BHJP
【FI】
D04H5/02
D04H5/03
D06M15/263
D06M15/507
B32B5/24
B32B27/02
B32B27/12
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022199630
(22)【出願日】2022-12-14
(71)【出願人】
【識別番号】000176637
【氏名又は名称】日本製紙パピリア株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100162396
【弁理士】
【氏名又は名称】山田 泰之
(74)【代理人】
【識別番号】100194803
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 理弘
(72)【発明者】
【氏名】田邉 賢一
(72)【発明者】
【氏名】大野 愛依
(72)【発明者】
【氏名】小山 宗央
【テーマコード(参考)】
4F100
4L033
4L047
【Fターム(参考)】
4F100AJ02
4F100AJ02A
4F100AK01
4F100AK01B
4F100AK07
4F100AK07A
4F100AK25
4F100AK25B
4F100AK41
4F100AK41B
4F100AT00A
4F100BA02
4F100BA07
4F100DG01
4F100DG01A
4F100DG02
4F100DG02A
4F100DG15
4F100DG15A
4F100EH46
4F100EH46B
4F100EJ17
4F100GB71
4F100JA05
4F100JA05B
4F100JB16
4F100JB16B
4F100JK02
4F100JK08
4F100YY00A
4F100YY00B
4L033AA02
4L033AA05
4L033AB01
4L033AB07
4L033AC11
4L033AC15
4L033CA18
4L033CA45
4L047AA08
4L047AB02
4L047AB03
4L047AB04
4L047AB06
4L047AB07
4L047BA04
4L047BA05
4L047CA19
4L047CB01
(57)【要約】
【課題】プレス成形が可能な新規な複合不織布を提供すること。
【解決手段】スパンボンド不織布と、前記スパンボンド不織布と交絡したパルプ繊維とを備える基材と、
前記基材に付着したガラス転移温度0℃以上の熱可塑性樹脂とを有し、
前記基材の坪量が75g/m2以上150g/m2以下であり、
前記熱可塑性樹脂の付着量が30g/m2以上90g/m2以下である複合不織布。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
スパンボンド不織布と、前記スパンボンド不織布と交絡したパルプ繊維とを備える基材と、
前記基材に付着したガラス転移温度0℃以上の熱可塑性樹脂とを有し、
前記基材の坪量が75g/m2以上150g/m2以下であり、
前記熱可塑性樹脂の付着量が30g/m2以上90g/m2以下であることを特徴とする複合不織布。
【請求項2】
前記スパンボンド不織布と、前記パルプ繊維との乾燥重量割合(スパンボンド不織布:パルプ繊維)が、1:99~50:50の範囲内であることを特徴とする請求項1に記載の複合不織布。
【請求項3】
前記スパンボンド不織布を構成する合成繊維の繊維径が、5μm以上45μm以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の複合不織布。
【請求項4】
前記熱可塑性樹脂として、2種以上の熱可塑性樹脂を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の複合不織布。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プレス成形可能な複合不織布に関する。
【背景技術】
【0002】
スパンボンド不織布とパルプ繊維とを重ねた状態で水射処理を施すことにより、スパンボンド不織布にパルプ繊維を交絡させた複合体が、知られている(特許文献1、2等)。また、スパンボンド不織布にパルプ繊維を交絡させたのち高分子樹脂を付着させた複合不織布が知られている(特許文献3)。
これらの複合体は、スパンボンド不織布を構成する合成繊維に由来する親油性と、パルプ繊維に由来する親水性とを備えており、また、特許文献3に記載の複合不織布は、パルプ繊維がスパンボンド不織布から脱落しにくいという特徴を有し、テープ基材、衛生用品、清掃用のワイパー用紙等の様々な用途で用いられている。
これらの複合体は、いずれも柔軟な基材からなり、プレス成形を施すことは不可能であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平2-26970号公報
【特許文献2】特開平8-260327号公報
【特許文献3】特開2021-130881号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、プレス成形が可能な新規な複合不織布を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の課題を解決するための手段は、以下のとおりである。
1.スパンボンド不織布と、前記スパンボンド不織布と交絡したパルプ繊維とを備える基材と、
前記基材に付着したガラス転移温度0℃以上の熱可塑性樹脂とを有し、
前記基材の坪量が75g/m2以上150g/m2以下であり、
前記熱可塑性樹脂の付着量が30g/m2以上90g/m2以下であることを特徴とする複合不織布。
2.前記スパンボンド不織布と、前記パルプ繊維との乾燥重量割合(スパンボンド不織布:パルプ繊維)が、1:99~50:50の範囲内であることを特徴とする1.に記載の複合不織布。
3.前記スパンボンド不織布を構成する合成繊維の繊維径が、5μm以上45μm以下であることを特徴とする1.または2.に記載の複合不織布。
4.前記熱可塑性樹脂として、2種以上の熱可塑性樹脂を含むことを特徴とする1.または2.に記載の複合不織布。
【発明の効果】
【0006】
本発明の複合不織布は、プレス成形が可能であり、その用途等に応じて様々な形状とすることができ、また、プレス成形後の形状保持性に優れている。本発明の複合不織布は、スパンボンド不織布とこの不織布と交絡したパルプ繊維とを備える基材に、熱可塑性樹脂が付着している。この熱可塑性樹脂が、基材を構成する繊維同士を結合することにより、熱可塑性樹脂を付着させる前の基材と比較して、引張強度、引張破断伸び、曲げ剛性等の機械特性に優れている。本発明の複合不織布は、熱可塑性樹脂によりパルプ繊維がスパンボンド不織布に固定されているため、パルプ繊維の脱落が起こりにくい。
【発明を実施するための形態】
【0007】
本発明の複合不織布は、スパンボンド不織布とこの不織布と交絡したパルプ繊維とを備える基材と、この基材に付着したガラス転移温度0℃以上の熱可塑性樹脂とを有し、
この基材の坪量が75g/m2以上150g/m2以下であり、
この熱可塑性樹脂の付着量が30g/m2以上90g/m2以下である。
【0008】
・基材
基材は、スパンボンド不織布の上にパルプ繊維を積層し、水流交絡処理を施すことにより製造することができる。水流交絡処理は、公知の装置を用いて行うことができ、例えば、ウォータージェットノズルの穴直径0.06~0.15mm、水圧1~30MPa程度の装置を用いることができる。基材におけるスパンボンド不織布とパルプ繊維との乾燥重量割合(スパンボンド不織布:パルプ繊維)は、1:99~50:50の範囲内であることが好ましい。
基材の坪量は、75g/m2以上150g/m2以下である。基材の坪量がこの範囲内であると、プレス成形性、プレス成形後の形状保持性に優れている。基材の坪量は、100g/m2以上が好ましく、また、140g/m2以下が好ましい。
【0009】
・スパンボンド不織布
本発明で使用するスパンボンド不織布を構成する合成繊維は、特に制限されず、ナイロン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート等から選択することができる。これらの中で、ポリプロピレンが生産性や二次加工性などの点から好ましい。また、ポリ乳酸やポリブチレンサクシネートなどの生分解繊維が、複合不織布の生分解性比率を高くすることができるため好ましい。本発明で使用するスパンボンド不織布を構成する合成繊維は、繊維径5μm以上45μm以下のものを使用することが、空隙の多い不織布が得られ、パルプ繊維と交絡しやすいため好ましい。スパンボンド不織布の坪量は、求める強度、空隙の多さ等に応じて選択することができるが、例えば、12g/m2以上が好ましく、20g/m2以上がより好ましく、また、50g/m2以下が好ましく、35g/m2以下がより好ましい。
【0010】
・パルプ繊維
本発明で使用するパルプ繊維は特に制限されず、木材パルプ繊維としては、針葉樹クラフトパルプ、広葉樹クラフトパルプ、溶解パルプ、マーセル化パルプ等、非木材系パルプ繊維としては、亜麻パルプ、マニラ麻パルプ、ケナフパルプ等の非木材系パルプ繊維、リヨセル等の精製セルロース繊維等を用いることができる。これらの中で、パルプ繊維長が長いものが、不織布と交絡しやすいため好ましく、具体的には平均繊維長で1.5mm以上であることがより好ましい。このようなパルプ繊維としては、例えば、針葉樹由来のパルプ、非木材系パルプ、精製セルロース繊維等が挙げられる。なお、この平均繊維長とは、JIS P 8226-2(2011年版)パルプ-光学的自動分析法による繊維長測定方法で測定される長さ荷重平均繊維長である。
【0011】
・熱可塑性樹脂
熱可塑性樹脂は、ガラス転移温度(Tg)が0℃以上である。熱可塑性樹脂のガラス転移点が0℃以下であると、プレス成形後に形状保持できにくくなる。熱可塑性樹脂のガラス転移温度は、20℃以上が好ましい。熱可塑性樹脂のガラス転移温度の上限は特に制限されないが、90℃程度である。ガラス転移温度が高くなりすぎると、樹脂が熱で軟化しにくくなるため、プレス成形時の基材の加熱温度を高くする必要があり、エネルギーコスト等が大きくなる。
本発明で使用する熱可塑性樹脂は、ガラス転移温度0℃以上の熱可塑性樹脂であれば特に制限されず、得られる複合不織布に求めるプレス成形性や形状保持性に応じて選択することができる。例えば、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、エチレン-酢酸ビニル共重合体系樹脂、スチレン-ブタジエン共重合体系樹脂、スチレン-アクリル共重合体系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、天然ゴム、ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネートなどの生分解性樹脂等の1種または2種以上を用いることができる。熱可塑性樹脂として、2種以上の熱可塑性樹脂を使用することが好ましく、少なくともガラス転移温度が0℃以上40℃未満の熱可塑性樹脂とガラス転移温度が40℃以上の熱可塑性樹脂を使用することがより好ましい。2種類以上の熱可塑性樹脂を使用することにより、プレス成形性とプレス成形後の形状保持性との異なる性質を別々の樹脂に担わせることができ、プレス成形性と形状保持性をより高いレベルで両立させることができる。ガラス転移温度が0℃以上40℃未満の熱可塑性樹脂とガラス転移温度が40℃以上の熱可塑性樹脂を使用する場合、これらの樹脂の重量比は、1:99~99:1が好ましく、10:90~97:3がより好ましく、30:70~95:5がさらに好ましく、40:60~90:10がよりさらに好ましい。また、熱可塑性樹脂として生分解性樹脂を用いることが、複合不織布の生分解性比率を高くすることができるため好ましい。
【0012】
これらの熱可塑性樹脂は、塗工液として塗工するが、塗工液は水系であることが好ましい。そのため、熱可塑性樹脂は、水溶性または水分散性であることが好ましく、塗工液の粘度の調整が容易で塗工性に優れるため水分散性であることがより好ましい。塗工液には、熱可塑性樹脂以外にも必要に応じて、消泡剤、乾燥紙力増強剤、湿潤紙力増強剤、染料、蛍光増白剤、pH調整剤、紫外線防止剤、退色防止剤、ピッチコントロール剤、スライムコントロール剤、インク定着剤、分散剤、界面活性剤等の各種助剤を含むことができる。さらに、Tg0℃未満の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等の他の樹脂を含むこともできる。
【0013】
熱可塑性樹脂は、塗工液の状態で基材に含浸、塗工等し、乾燥することにより、基材に付着する。熱可塑性樹脂を含む塗工液を基材に含浸、塗工等する方法は特に制限されないが、せん断応力が加わるとパルプ繊維がスパンボンド不織布から脱落する場合があるため、大きなせん断応力が加わらない方法が好ましく、例えば、サイズプレス、ロールコート(含浸orニップ)、カーテンコート、スプレーコート、ダイコート等が好ましい。また、乾燥は、公知の方法で行うことができる。
【0014】
ガラス転移温度0℃以上の熱可塑性樹脂の付着量は、乾燥重量で30g/m2以上90g/m2以下である。付着量が乾燥重量で30g/m2未満では、プレス成形後の成形体の形状保持性が不足し形状が保持できない場合がある。付着量が乾燥重量で90g/m2を超えても、それ以上は成形体の形状保持性が向上しない場合があり、また、原料コストアップとなる。
なお、本発明の複合不織布は、熱可塑性樹脂として、ガラス転移温度0℃以上の熱可塑性樹脂が乾燥重量で30g/m2以上90g/m2以下の付着量で付着していればよく、これを満足する限り、Tg0℃未満の樹脂や熱硬化性樹脂等の他の樹脂が付着していてもよい。ただし、他の樹脂の付着量は、ガラス転移温度0℃以上の熱可塑性樹脂の付着量より少ないことが好ましく、10g/m2以下がより好ましく、3g/m2以下がさらに好ましく、1g/m2以下がよりさらに好ましい。
【0015】
本発明の複合不織布は、MD方向の引張破断伸び(JIS P8113)が10%以上であることが、プレス成形性の点から好ましい。この引張破断伸びの値は、12%以上がより好ましく、14%以上がさらに好ましい。この引張破断伸びの上限値は特に制限されないが、例えば、50%程度である。
本発明の複合不織布は、下記実施例に記載の方法で測定したMD方向の曲げ剛性が、3.0gf-cm2/cm以上であることが、形状保持性の点から好ましい。この曲げ剛性の値は、3.5gf-cm2/cm以上がより好ましく、4.0gf-cm2/cm以上がさらに好ましい。この曲げ剛性の上限値は特に制限されないが、例えば、12gf-cm2/cm程度である。
【実施例0016】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明の構成はこれに限定されない。
得られた複合不織布は、以下の測定方法により評価した。結果を表1に示す。
測定方法
・引張強度
JIS P8113(2006年版)に基づき測定した。
・引張破断伸び
JIS P8113(2006年版)に基づき測定した。
・曲げ剛性
純曲げ試験機(カトーテック株式会社製、KES-FB2-A)を用いて、気温23℃、相対湿度50%の環境下において測定した。測定値はグラフでの傾きを表しており、曲げ剛性の数値が高い程、剛性が高いことを示している。
【0017】
・プレス成形性・形状保持性
直径47mmの円形のダイス穴を有すホルダーに直径60mmに切り取った複合不織布を挟み、180℃の熱風乾燥器内で複合不織布の温度が170℃以上となるよう加熱した。その後、直径45mmのパンチをダイス穴に深さ7mmとなるよう押し込み、プレス成形した。
成形後の複合不織布の状態を目視で観察し、以下の基準で評価した。
(プレス成形性)
○:成形体の立ち上がり部に裂けや透けがない。
×:成形体の立ち上がり部に裂けや透けがある。
(形状保持性)
○:成形体の立ち上がり部の形状が保持できている。
×:成形体の立ち上がり部の形状が保持できない。
【0018】
・基材(1)
ポリプロピレン繊維(繊維径15~21μm)からなる坪量25g/m2のスパンボンド不織布に、針葉樹からなる晒クラフトパルプ繊維(平均繊維長2.2mm)を100g/m2となるように載せ、水流交絡処理を施し、乾燥することにより坪量125g/m2の基材(1)を得た。
・基材(2)
ポリプロピレン繊維(繊維径15~21μm)からなる坪量17g/m2のスパンボンド不織布に、針葉樹からなる晒クラフトパルプ繊維(平均繊維長2.2mm)を68g/m2となるように載せ、水流交絡処理を施し、乾燥することにより坪量85g/m2の基材(2)を得た。
【0019】
(実施例1)
基材(1)に、熱可塑性樹脂としてアクリル系樹脂(Tg=30℃)の25重量%水分散液を、ロールコート(含浸)で塗工・乾燥して付着量30.8g/m2の複合不織布を得た。
(実施例2)
水分散液の濃度を50重量%とした以外は実施例1と同様にして複合不織布を得た。
(実施例3)
熱可塑性樹脂を、ポリエステル系樹脂(Tg=80℃)に代えた以外は実施例1と同様にして複合不織布を得た。
【0020】
(実施例4)
熱可塑性樹脂を、アクリル系樹脂(Tg=30℃)とポリエステル系樹脂(Tg=80℃)を50:50の重量部で混合した樹脂に代えた以外は実施例2と同様にして複合不織布を得た。
(実施例5)
熱可塑性樹脂を、アクリル系樹脂(Tg=30℃)とポリエステル系樹脂(Tg=80℃)を80:20の重量部で混合した樹脂に代えた以外は実施例2と同様にして複合不織布を得た。
(実施例6)
基材を、基材(2)に代えた以外は実施例2と同様にして複合不織布を得た。
【0021】
(比較例1)
水分散液の濃度を18%に代えた以外は実施例1と同様にして複合不織布を得た。
(比較例2)
熱可塑性樹脂を、スチレンブタジエン系樹脂(Tg=-18℃)に代えた以外は実施例2と同様にして複合不織布を得た。
(比較例3)
熱可塑性樹脂を、熱硬化性ウレタン系樹脂に代えた以外は実施例1と同様にして複合不織布を得た。
【0022】
【0023】
本発明である実施例で得た新規な複合不織布は、プレス成形性とプレス成形後の形状保持性に優れていた。
比較例1で得られた複合不織布は、熱可塑性樹脂の付着量が足りず、形状を保持することができなかった。
比較例2で得られた複合不織布は、熱可塑性樹脂のTgが低いため、形状を保持することができなかった。
比較例3で得られた不織布は、樹脂が熱硬化性であるため、プレス成形性に劣っていた。