吸水性叠层体及其制造方法与流程

文档序号:22799652发布日期:2020-11-04 03:56阅读:76来源:国知局
吸水性叠层体及其制造方法与流程

本申请是申请日为2015年6月16日、申请号为201580032902.6、发明名称为“吸水性叠层体及其制造方法”的申请的分案申请。

本发明涉及能够适合用作以用于擦拭水的擦拭材料等为代表的吸水材料的吸水性叠层体及其制造方法。



背景技术:

用于配置在给定的位置并吸取除去在此存在或产生的水、或通过擦拭等吸收水而除去、或进一步对吸收的水进行保持的吸水材料,不限于面向普通消费者、普通家庭,也广泛应用于工业。在多种吸水材料中,从吸水性等的观点考虑,可使用由亲水性纤维构成的无纺布等。

例如日本特开平11-291377号公报(专利文献1)中记载了在纸尿布这样的吸收性物品等中使用复合化无纺布,所述复合化无纺布是通过利用压花进行的热压接将热熔粘性纤维无纺布叠层于将热熔粘性短纤维与亲水性短纤维混纤而成的造纸无纺布上而形成的。日本特开2004-313425号公报(专利文献2)中记载了在用于擦拭水的擦拭片中使用使极细纤维与吸水性纤维交织而成的无纺布。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平11-291377号公报

专利文献2:日本特开2004-313425号公报



技术实现要素:

发明所要解决的课题

本发明的目的在于提供一种具有高强度、且吸水性及保水性优异的新型高强度吸水材料。

用于解决课题的技术方案

本发明提供以下所示的吸水性叠层体及其制造方法。

[1]一种吸水性叠层体,其包含:

由含有第1亲水性纤维的第1纤维聚集体构成的第1纤维层、以及

由含有80质量%以上的湿热粘接性纤维的第2纤维聚集体构成的第2纤维层,其中,

所述第1纤维层中的与所述第2纤维层相反侧的表面依据jisl1907规定的滴加法测定的吸水速度为10秒钟以下。

[2]如[1]所述的吸水性叠层体,其中,所述第1纤维聚集体是平均纤维径为10μm以下的所述第1亲水性纤维的无纺纤维聚集体。

[3]如[1]或[2]所述的吸水性叠层体,其中,所述第1纤维层的微孔平均径为0.5~50μm。

[4]如[1]~[3]任一项所述的吸水性叠层体,其中,所述第1纤维聚集体为熔喷无纺纤维聚集体。

[5]如[1]~[4]任一项所述的吸水性叠层体,其中,所述第1亲水性纤维是由聚酰胺类树脂形成的纤维。

[6]如[1]~[5]任一项所述的吸水性叠层体,其还包含由含有第2亲水性纤维的第3纤维聚集体构成的第3纤维层,所述第3纤维层是夹在所述第1纤维层与所述第2纤维层之间的纤维层。

[7]如[1]~[6]任一项所述的吸水性叠层体,其中,依据jisl1913测定的湿润时的纵向拉伸强度为160n/5cm以上。

[8]如[1]~[7]任一项所述的吸水性叠层体,其用于从物体的表面擦拭磨粒和水。

[9]一种制造方法,其是[6]所述的吸水性叠层体的制造方法,该方法包括:

第1工序,通过构成所述第1纤维聚集体的纤维和构成所述第3纤维聚集体的纤维的交织或熔粘来接合所述第1纤维层和所述第3纤维层,或者通过构成所述第2纤维聚集体的纤维和构成所述第3纤维聚集体的纤维的交织或熔粘来接合所述第2纤维层和所述第3纤维层;

第2工序,在所述第1工序中接合所述第1纤维层和所述第3纤维层的情况下,通过构成所述第2纤维聚集体的纤维和构成所述第3纤维聚集体的纤维的交织或熔粘来接合所述第2纤维层和所述第3纤维层,在所述第1工序中接合所述第2纤维层和所述第3纤维层的情况下,通过构成所述第1纤维聚集体的纤维和构成所述第3纤维聚集体的纤维的交织或熔粘来接合所述第1纤维层和所述第3纤维层,其中,

所述第1工序及第2工序中的交织或熔粘均通过水刺法、蒸汽喷射法或针刺法来进行。

发明效果

根据本发明,可以提供吸水性及保水性优异的吸水性叠层体。本发明的吸水性叠层体能够适合用作以用于从各种物体的表面擦拭水或含有水的附着物的擦拭材料为代表的吸水材料。

附图说明

图1是示意性地示出本发明的吸水性叠层体的一个例子的剖面图。

图2是示意性地示出本发明的吸水性叠层体的另外一例的剖面图。

图3是示意性地示出本发明的吸水性叠层体的另外一例的剖面图。

附图标记

10第1纤维层、21、22第2纤维层、30第3纤维层、100、200、300吸水性叠层体。

具体实施方式

本发明涉及一种吸水性叠层体,其至少具备:由含有第1亲水性纤维的第1纤维聚集体构成的第1纤维层、由含有80质量%以上的湿热粘接性纤维的第2纤维聚集体构成的第2纤维层。以下,示出实施方式详细地对本发明进行说明。

<实施方式1>

图1是示意性地表示本实施方式的吸水性叠层体的一个例子的剖面图。图1所示的吸水性叠层体100包含:第1纤维层10、以及与第1纤维层10的厚度方向一侧邻接而叠层的第2纤维层21(即,第2纤维层21以与第1纤维层10的一面接触的方式叠层于第1纤维层10上)。

(1)第1纤维层

第1纤维层10是在吸水性叠层体100中至少起吸水作用的层,第1纤维层10中的与第2纤维层21相反侧的表面(即,第1纤维层10的厚度方向另一侧的面)可以是从该面吸收水的吸水面,例如在吸水性叠层体100是用于从各种物体的表面擦拭水、或与水同时擦拭含有其它成分的附着物的擦拭材料等的情况下,可以是与该物体的表面接触的擦拭面。

第1纤维层10是由第1纤维聚集体构成的层。第1纤维聚集体具有吸水性,且优选可以向第2纤维层21透过水。从吸水性及透水性的观点考虑,构成第1纤维层10的第1纤维聚集体含有亲水性纤维(第1亲水性纤维)而构成。亲水性纤维可以为合成纤维、天然纤维、再生纤维等。亲水性纤维可以仅单独使用1种,也可以组合使用2种以上。

作为亲水合成纤维,可以列举由具有羟基、羧基、磺酸这样的亲水性基团和/或酰胺键这样的亲水性键的热塑性树脂构成的合成纤维。这样的热塑性树脂的具体例子包括:聚乙烯醇类树脂(乙烯-乙烯醇类共聚物等)、聚酰胺类树脂[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(由壬二胺和环己烷二羧酸形成的聚酰胺)这样的脂肪族聚酰胺及其共聚物、由聚酰胺9t(由壬二胺和对苯二甲酸构成的聚酰胺)这样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]、聚酯类树脂(聚乳酸这样的聚乳酸类树脂等)、(甲基)丙烯酸类树脂[含有(甲基)丙烯酰胺单元的树脂等]。其中,优选使用聚乙烯醇类树脂、聚酰胺类树脂。亲水性的合成纤维可以仅单独使用1种,也可以组合使用2种以上。与此相对,在第1纤维结构体例如由聚烯烃类树脂、聚酯类树脂这样的非亲水性树脂(疏水性树脂)的纤维构成的情况下,不能得到吸水性良好的叠层体。

在作为聚乙烯醇类树脂的优选的一个例子的乙烯-乙烯醇类共聚物中,乙烯单元的含量(共聚比例)例如为10~60摩尔%,优选为20~55摩尔%,更优选为30~50摩尔%。乙烯醇单元的皂化度例如为90~99.99摩尔%,优选为95~99.98摩尔%,更优选为96~99.97摩尔%。乙烯-乙烯醇类共聚物的粘均聚合度例如为200~2500,优选为300~2000,更优选为400~1500。

作为亲水性的天然纤维,可列举棉、绸、麻、丝、羊毛等。作为亲水性的再生纤维,可列举人造丝、莱赛尔纤维(lyocell)、铜氨(cupra)、波里诺西克(polynosic)这样的纤维素类纤维。这些天然纤维、再生纤维分别可以仅单独使用1种,也可以组合使用2种以上。

亲水性纤维至少表面由亲水性树脂构成即可,例如可以是将疏水性树脂的表面进行了亲水化处理的纤维、亲水性树脂在长度方向连续包覆芯部整个表面的结构的芯鞘型复合纤维等。芯鞘型复合纤维的芯部例如可以由聚乙烯、聚丙烯这样的聚烯烃类树脂、聚酯类树脂、聚酰胺类树脂、聚氨酯类树脂等热塑性树脂构成。关于构成鞘部的亲水性树脂的例子,引用对亲水性的合成纤维的记载。芯鞘型复合纤维中的芯部与鞘部的含有比例以质量比计例如为鞘部/芯部=90/10~10/90、优选为80/20~15/85、更优选为60/40~20/80。

构成第1纤维层10的第1纤维聚集体可以含有亲水性纤维以外的纤维(例如疏水性纤维),从吸水性的观点考虑,优选亲水性纤维的含量高。具体而言,第1纤维聚集体中含有的亲水性纤维的含量优选为70质量%以上,更优选为80质量%以上,进一步优选为90质量%以上(例如100质量%)。作为亲水性纤维以外的纤维,可以列举由聚乙烯、聚丙烯这样的聚烯烃类树脂、聚酯类树脂、聚氨酯类树脂构成的纤维。

吸水性叠层体100具有良好的吸水性,成为吸水面的第1纤维层10的与第2纤维层21相反侧的表面(第1纤维层10的厚度方向另一侧的面)依据jisl1907“纤维制品的吸水性试验法”的7.1.1所规定的滴加法测定的吸水速度为10秒钟以下,优选为5秒钟以下。另外,吸水速度通常为0.01秒钟以上。这里所谓的吸水速度是指制成吸水性叠层体100时的上述外表面的吸水速度。

为了提高成为吸水面的第1纤维层10的外表面的表面平滑性,构成第1纤维聚集体的亲水性纤维(及在含有亲水性纤维以外的纤维的情况下为该纤维)优选具有比构成吸水性叠层体100的其它层的纤维更细的极细的纤维径。具体而言,平均纤维径(数均纤维径)优选为10μm以下,更优选为0.1~9μm,进一步优选为0.5~8μm,更进一步优选为1~7μm,特别优选为2~6μm。平均纤维径在该范围内时,第1纤维层10的外面的表面平滑性优异,在将吸水性叠层体100用作例如擦拭材料时,可以有效地抑制成为擦拭对象的物体表面的受伤。对于与附着有应该被吸收除去的水的物体表面的接触面铺展的意义而言,表面平滑性高对吸水性及擦拭操作的均匀性也是有利的。在平均纤维径过小的情况下,有时吸收的水向第2纤维层21的透过性降低。需要说明的是,构成第1纤维聚集体的纤维的剖面形状通常可以为正圆状剖面、椭圆状剖面等。另外,在第1纤维聚集体含有亲水性纤维以外的其它纤维时,其它纤维的平均纤维径也优选在上述范围。

构成第1纤维聚集体的纤维可以根据需要含有1种或2种以上的添加剂。添加剂的具体例子包括:着色剂、热稳定剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧剂、微粒、结晶化速度延迟剂、防静电剂、阻燃剂、增塑剂、润滑剂。添加剂既可以担载于纤维的表面,也可以包含于纤维中。

构成第1纤维层10的第1纤维聚集体优选为无纺纤维聚集体,更优选为熔喷无纺纤维聚集体。可以通过熔喷法容易地形成由极细纤维构成的第1纤维层10,另外,在提高吸水性叠层体100的吸水性能的基础上,可以容易地形成具有有利的结构及特性的第1纤维层10。

吸水性叠层体100中的第1纤维层10的微孔平均径优选为0.5~50μm,更优选为5~40μm。通过使微孔平均径为该范围内,可以对第1纤维层10赋予良好的吸水性。另外,微孔平均径为上述范围内在粒子捕捉性的提高方面也是有利的。即,如下所述,对于吸水性叠层体100而言,即使作为在例如硬盘基板这样的基板的研磨工序后用于擦拭附着于该基板表面的磨粒浆料(分散有磨粒的水)的擦拭材料(清洁胶带),也可以适合地应用,其结果是在微孔平均径为上述范围内时,可以有效地捕捉磨粒并保持。第1纤维层10的微孔平均径优选调整为比磨粒直径大一些的值。不限于磨粒,吸水性叠层体100也可以捕捉其它粒子(固体物质),此时的第1纤维层10的微孔平均径可以在得到良好的吸水性的范围内根据应被捕捉除去的粒子(固体物质)的粒径而进行调整。

从吸水速度及吸收的水向第2纤维层21的透过性的观点考虑,吸水性叠层体100中的第1纤维层10的空隙率优选为70%以上,更优选为75%以上,进一步优选为80%以上。第1纤维层10的空隙率通常为99%以下,更典型地为95%以下。

第1纤维层10优选为由如上所述的极细的第1纤维聚集体构成的致密的层,其单位面积重量例如为3~100g/m2,优选为5~90g/m2,更优选为10~80g/m2(例如30~70g/m2)。第1纤维层10的单位面积重量过小时,在吸水性叠层体100中构成第2纤维层21的纤维容易露出于第1纤维层10的外表面,有可能损害该外表面的表面平滑性。另一方面,第1纤维层10的单位面积重量过大时,吸收的水向第2纤维层21的透过性容易降低。

吸水性叠层体100中的第1纤维层10的表观密度优选为0.35g/cm3以下,更优选为0.3g/cm3以下,进一步优选为0.25g/cm3以下(例如0.2g/cm3以下)。第1纤维层10的表观密度过大时,吸收的水向第2纤维层21的透过性容易降低。第1纤维层10的表观密度通常为0.01g/cm3以上,更典型地为0.1g/cm3以上。

吸水性叠层体100中的第1纤维层10的厚度例如为10~600μm,从吸水性的观点考虑,优选为50μm以上,更优选为100μm以上。第1纤维层10的厚度过小时,难以得到良好的吸水性。另外,从吸收的水向第2纤维层21的透过性的观点考虑,第1纤维层10的厚度优选为550μm以下,更优选为500μm以下。

第1纤维层10(第1纤维聚集体)的制造方法只要可以形成上述给定的第1纤维聚集体即可,没有特别限制,可以容易地形成由极细纤维构成的第1纤维层10,另外,在提高吸水性叠层体100的吸水性能的基础上可以容易地形成具有有利的结构及特性的第1纤维层10,因此优选如上述那样利用熔喷法。

在熔喷法中,例如从具有排列成一列的喷口(纺丝孔)的喷嘴的该纺丝孔将经加热熔融的热塑性树脂挤出(纺出),从在纺丝孔的附近所具备的狭缝中喷出被加热至与喷嘴同等程度温度的高温空气,通过使该高温空气与从纺丝孔纺出的熔融树脂接触而将熔融树脂进行细化,将细化而成的纤维用配置于喷嘴下方的输送机的收集面进行收集,由此可以得到无纺布。

熔喷法中的纺丝孔的间隔例如为100~4000孔/m,优选为500~3000孔/m,更优选为1000~2500孔/m。单孔喷出量例如为0.01~1g/孔·分钟,优选为0.05~0.5g/孔·分钟,更优选为0.1~0.3g/孔·分钟。纺丝温度可以根据热塑性树脂的种类而选择,例如为150~300℃,优选为200~280℃,更优选为220~270℃。

高温空气的空气压例如为0.01~1mpa,优选为0.05~0.8mpa,更优选为0.1~0.6mpa,进一步优选为0.2~0.5mpa。空气温度例如为纺丝温度附近温度,优选为比纺丝温度高0~50℃的温度,更优选为比纺丝温度高3~30℃的温度,进一步优选为比纺丝温度高5~20℃的温度。

输送机速度例如为1~200m/分钟,优选为5~100m/分钟,更优选为10~80m/分钟。通过调整空气压、输送机速度、纺丝孔与输送机(网带输送机等)的距离(收集距离)等,可以控制得到的第1纤维层10的微孔平均径、空隙率、单位面积重量、表观密度、厚度等。

(2)第2纤维层

第2纤维层21是由含有80质量%以上的湿热粘接性纤维的第2纤维聚集体构成的纤维层,第2纤维聚集体优选为无纺纤维聚集体。该无纺纤维聚集体(第2纤维层21)可以通过使高温(过热或加热)水蒸气作用于含有湿热粘接性纤维的网,在湿热粘接性纤维的熔点以下的温度下表现出粘接作用,使纤维彼此部分地粘接、固定并集束而得到。

通过在第1纤维层10的厚度方向一侧叠层第2纤维层21,可以赋予吸水性叠层体100优异的保水性及强度,同时可以也有助于吸水性叠层体100的吸水性提高。另外,在将吸水性叠层体100作为擦拭材料使用的情况下,在擦拭操作中吸水性叠层体100不引起颈缩等,要求对成为擦拭的对象的物体的表面均匀地进行擦拭操作,其结果是通过第2纤维层21的叠层,也可以提高吸水性叠层体100的耐颈缩性。进而,在将吸水性叠层体100作为擦拭材料使用的情况下,要求抑制成为擦拭的对象的物体表面的受伤,其结果是通过第2纤维层21的叠层,可以提高吸水性叠层体100的缓冲性(压缩弹性模量),可以有效地抑制表面受伤。

本实施方式中构成第2纤维聚集体的湿热粘接性纤维至少由湿热粘接性树脂构成。湿热粘接性树脂是指在可通过高温水蒸气而容易地实现的温度下、能够流动或容易变形而表现出粘接功能的树脂,更具体而言,可以是在热水(例如80~120℃、特别为95~100℃左右)中软化而能够自身粘接或可与其它纤维粘接的热塑性树脂。这样的湿热粘接性树脂的具体例子包括:纤维素类树脂(甲基纤维素这样的c1-3烷基纤维素醚、羟甲基纤维素这样的羟基c1-3烷基纤维素醚、羧甲基纤维素这样的羧基c1-3烷基纤维素醚或其盐等);聚亚烷基二醇类树脂(聚环氧乙烷、聚环氧丙烷这样的聚c2-4环氧化物等);聚乙烯基类树脂(聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基醚、乙烯醇类聚合物、聚乙烯醇缩醛等);(甲基)丙烯酸类树脂及其碱金属盐[(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酰胺这样的含有由丙烯酸类单体构成的单元的共聚物或其盐等]、改性乙烯基类共聚物(异丁烯、苯乙烯、乙烯、乙烯基醚这样的乙烯基类单体和马来酸酐这样的不饱和羧酸或其酸酐的共聚物或其盐等);导入了亲水性取代基的聚合物(导入了磺酸基、羧基、羟基等的聚酯、聚酰胺、聚苯乙烯或其盐等);脂肪族聚酯类树脂(聚乳酸类树脂等)。另外,在聚烯烃类树脂、聚酯类树脂、聚酰胺类树脂、聚氨酯类树脂、热塑性弹性体或橡胶(苯乙烯类弹性体等)等中也包含可在热水(高温水蒸气)的温度下软化而表现出粘接功能的树脂。湿热粘接性树脂可以仅单独使用1种,也可以组合使用2种以上。

湿热粘接性树脂优选为乙烯醇类聚合物、聚乳酸这样的聚乳酸类树脂、含有(甲基)丙烯酰胺单元的(甲基)丙烯酸类树脂,更优选为乙烯、丙烯这样的含有α-c2-10烯烃单元的乙烯醇类聚合物,进一步优选为乙烯-乙烯醇类共聚物。

在乙烯-乙烯醇类共聚物中,乙烯单元的含量(共聚比例)例如为10~60摩尔%,优选为20~55摩尔%,更优选为30~50摩尔%。通过使乙烯单元在该范围内,可以得到具有湿热粘接性但不具有热水溶解性的特异性质。乙烯单元的比例过少时,乙烯-乙烯醇类共聚物在低温的蒸气(水)中容易发生溶胀或凝胶化,在水中仅湿润一次形态就容易发生变化。另一方面,乙烯单元的比例过多时,吸湿性降低而难以表现出湿热引起的纤维熔粘,因此,对于得到的无纺纤维聚集体而言,难以确保具有实用性的强度。特别是乙烯单元的比例在30~50摩尔%的范围内时,对无纺纤维聚集体的加工性特别优异。

乙烯-乙烯醇类共聚物中的乙烯醇单元的皂化度例如为90~99.99摩尔%,优选为95~99.98摩尔%,更优选为96~99.97摩尔%。皂化度过小时,具有热稳定性降低、容易发生热分解、凝胶化的倾向。另一方面,皂化度过大时,纤维自身的制造变得困难。

乙烯-乙烯醇类共聚物的粘均聚合度例如为200~2500,优选为300~2000,更优选为400~1500。聚合度在该范围内时,纺丝性与湿热粘接性的平衡优异。

湿热粘接性纤维的横截面形状(与纤维的长度方向垂直的剖面形状)并不限制于作为一般实心的剖面形状的正圆状剖面、异型剖面[扁平状、椭圆状、多边形状、3~14瓣状、t字状、h字状、v字状、狗骨(i字状)等],例如可以为中空的剖面形状。

湿热粘接性纤维可以是由至少含有湿热粘接性树脂的多种树脂构成的复合纤维。复合纤维至少在纤维表面的一部分具有湿热粘接性树脂即可,但从纤维彼此的粘接性的观点考虑,优选湿热粘接性树脂在长度方向连续地占据表面的至少一部分。

湿热粘接性纤维占据表面的复合纤维的横截面结构可以为芯鞘型、海岛型、并排型或多层贴合型、放射状贴合型、无规复合型等。其中,由于是纤维彼此的粘接性较高的结构,因此,优选为湿热粘接性树脂在长度方向连续地占据芯部的整个表面的结构的芯鞘型结构(即,鞘部由湿热粘接性树脂构成的芯鞘型结构)。

在复合纤维中可以使湿热粘接性树脂彼此组合,也可以在湿热粘接性树脂中组合非湿热粘接性树脂。后者的优选一例为包含由非湿热粘接性树脂构成的芯部和由湿热粘接性树脂构成的鞘部的芯鞘型复合纤维。作为非湿热粘接性树脂,可列举例如:聚烯烃类树脂、(甲基)丙烯酸类树脂、氯乙烯类树脂、苯乙烯类树脂、聚酯类树脂、聚酰胺类树脂、聚碳酸酯类树脂、聚氨酯类树脂、热塑性弹性体等。非湿热粘接性树脂可以仅单独使用1种,也可以组合使用2种以上。

其中,作为非湿热粘接性树脂,从复合纤维的耐热性及尺寸稳定性的观点考虑,优选使用熔点比湿热粘接性树脂(特别是乙烯-乙烯醇类共聚物)高的树脂,例如聚丙烯类树脂、聚酯类树脂、聚酰胺类树脂,从耐热性、纤维形成性等的平衡优异方面考虑,更优选使用聚酯类树脂、聚酰胺类树脂。

作为聚酯类树脂,可以列举:聚对苯二甲酸乙二醇酯类树脂、聚三亚甲基对苯二甲酸酯类树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯类树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯类树脂这样的芳香族聚酯类树脂,优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯类树脂。聚对苯二甲酸乙二醇酯类树脂除对苯二甲酸乙二醇酯单元之外,可以以20摩尔%以下左右的比例含有源自其它二羧酸(例如,间苯二甲酸、萘-2,6-二羧酸、邻苯二甲酸、4,4’-二苯基羧酸、双(羧基苯基)乙烷、间苯二甲酸-5-磺酸钠等)、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、环己烷-1,4-二甲醇、聚乙二醇、聚四亚甲基二醇等)的单元。

作为聚酰胺类树脂,可以列举: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(由壬二胺和环己烷二羧酸形成的聚酰胺)这样的脂肪族聚酰胺及其共聚物、由聚酰胺9t(由壬二胺和对苯二甲酸形成的聚酰胺)这样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。在聚酰胺类树脂中也可以包含源自可共聚的其它单体的单元。

在由湿热粘接性树脂和非湿热粘接性树脂(纤维形成性聚合物)构成的复合纤维中,两者的比例(质量比)可以根据结构(例如芯鞘型结构)而选择,例如为湿热粘接性树脂/非湿热粘接性树脂=90/10~10/90,优选为80/20~15/85,更优选为60/40~20/80。湿热粘接性树脂的比例过多时,难以确保纤维的强度,湿热粘接性树脂的比例过少时,难以使湿热粘接性树脂在纤维表面的长度方向连续地存在,湿热粘接性降低。该倾向在将湿热粘接性树脂涂敷于非湿热粘接性纤维的表面的情况下也是同样的。

湿热粘接性纤维的平均纤度例如可以从0.01~100dtex的范围中选择,优选为0.1~50dtex,更优选为0.5~30dtex(特别为1~10dtex)。平均纤度在该范围内时,纤维强度与湿热粘接性的显现的平衡优异。

湿热粘接性纤维的平均纤维长度例如可以从10~100mm的范围中选择,优选为20~80mm,更优选为25~75mm(特别为35~55mm)。平均纤维长在该范围内时,纤维充分地抱合,因此第2纤维聚集体(第2纤维层21)的机械强度提高。

湿热粘接性纤维的卷曲率例如为1~50%,优选为3~40%,更优选为5~30%(特别为10~20%)。另外,卷曲数例如为1~100个/英寸,优选为5~50个/英寸,更优选为10~30个/英寸左右。

构成第2纤维层21的第2纤维聚集体除湿热粘接性纤维之外,可以还含有非湿热粘接性纤维。非湿热粘接性纤维的具体例子包括:聚酯类纤维(聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚三亚甲基对苯二甲酸酯纤维、聚对苯二甲酸丁二醇酯纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯纤维这样的芳香族聚酯纤维等)、聚酰胺类纤维(聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺610、聚酰胺612这样的脂肪族聚酰胺类纤维、半芳香族聚酰胺类纤维、聚亚苯基间苯二甲酰胺、聚六亚甲基对苯二甲酰胺、聚对亚苯基对苯二甲酰胺这样的芳香族聚酰胺类纤维等)、聚烯烃类纤维(聚乙烯、聚丙烯这样的聚c2-4烯烃纤维等)、丙烯酸类纤维(具有丙烯腈-氯乙烯共聚物这样的丙烯腈单元的丙烯腈类纤维等)、聚乙烯基类纤维(聚乙烯醇缩醛类纤维等)、聚氯乙烯类纤维(聚氯乙烯、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、氯乙烯-丙烯腈共聚物的纤维等)、聚偏氯乙烯类纤维(偏氯乙烯-氯乙烯共聚物、偏氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的纤维等)、聚对亚苯基苯并二唑纤维、聚亚苯基硫醚纤维、纤维素类纤维。非湿热粘接性树脂可以仅单独使用1种,也可以组合使用2种以上。非湿热粘接性纤维的平均纤度及平均纤维长度可以与湿热粘接性纤维相同。

例如将人造丝这样的亲水性的纤维素类纤维与含有乙烯-乙烯醇共聚物的湿热粘接性纤维组合时,相互的亲和性高,因此,与收缩进行的同时,粘接性也提高,可以以比较高的密度得到机械强度及耐颈缩性高的第2纤维层21。另一方面,将吸湿性低的聚酯类纤维(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维)等与含有乙烯-乙烯醇共聚物的湿热粘接性纤维组合时,可以得到轻量性高的第2纤维层21。使用亲水性的纤维作为非湿热粘接性纤维时,具有提高吸水性叠层体100的保水性的倾向。

构成第2纤维层21的第2纤维聚集体中的湿热粘接性纤维与非湿热粘接性纤维的比例(质量比)为湿热粘接性纤维/非湿热粘接性纤维=80/20~100/0,优选为90/10~100/0,更优选为95/5~100/0。湿热粘接性纤维的比例在该范围内时,可以对吸水性叠层体100赋予优异的保水性、机械强度及耐颈缩性。

构成第2纤维聚集体的纤维可以根据需要含有1种或2种以上的添加剂。添加剂的具体例子包括:着色剂、热稳定剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧剂、微粒、结晶化速度延迟剂、防静电剂、阻燃剂、增塑剂、润滑剂。添加剂既可以担载于纤维的表面,也可以包含于纤维中。

第2纤维层21可以是从由上述纤维构成的网中得到的无纺纤维聚集体。该无纺纤维聚集体的网优选适当地调整构成其的纤维的排列状态及粘接状态。即,优选对构成纤维网的纤维进行排列,使得其相对于纤维网(无纺纤维聚集体)面大致平行地排列且相互交叉。另外,各纤维优选在交叉的交点进行熔粘。特别是在要求高硬度及机械强度的情况下,在交点以外的纤维大致平行地排列的部分中,可以形成以数根~数十根左右熔粘成束状的束状熔粘纤维。通过这些纤维在单纤维彼此的交点、束状纤维彼此的交点、或者单纤维与束状纤维的交点部分地形成熔粘而成的结构,能够形成第2纤维层21,所述第2纤维层21具有纤维在交点部粘接且如网眼那样抱合的结构、或者纤维在交点粘接且相互限制邻接的纤维的结构,而且适当地形成了由小空隙形成的通路。而且,这样的结构优选为沿纤维网的面方向及厚度方向大概均匀地分布的形态。具备这样的第2纤维层21的吸水性叠层体100的吸水性、保水性、耐颈缩性、缓冲性、吸收的水向第2纤维层21的透过性优异。

“大概相对于纤维网面平行地排列”表示不重复存在许多纤维局部地沿厚度方向排列的部分的状态。更具体而言,是指:用显微镜观察无纺纤维聚集体的纤维网中的任意的剖面时,在纤维网的厚度的30%以上的范围内,在厚度方向连续地延长的纤维的存在比例(根数比例)相对于其剖面上的全部纤维为10%以下(特别为5%以下)的状态。

将纤维相对于纤维网面平行地排列是由于,沿厚度方向(相对于网面为垂直的方向)取向的纤维较多地存在时,具有在周边产生纤维排列的混乱而在无纺纤维内产生需要以上大空隙而降低耐颈缩性等的倾向。因此,优选尽可能减少这样的大空隙,因此,优选使纤维尽可能相对于纤维网面平行地排列。

构成第2纤维层21的第2纤维聚集体优选是构成第2纤维聚集体的纤维通过湿热粘接性纤维的熔粘而部分地粘接、固定的无纺纤维聚集体,该纤维优选通过湿热粘接性纤维的熔粘而以纤维粘接率85%以下(例如1~85%)的比例进行粘接。纤维粘接率更优选为3~70%,进一步优选为5~60%(特别为10~35%)。

纤维粘接率表示2根以上粘接而成的纤维的剖面数相对于无纺纤维聚集体(第2纤维聚集体)中的全部纤维的剖面数的比例。纤维粘接率低是指多个纤维彼此熔粘的比例(集束而熔粘的纤维的比例)少。

表示熔粘的程度的纤维粘接率可以使用扫描型电子显微镜(sem)拍摄对无纺纤维聚集体(第2纤维聚集体)的剖面进行了放大的照片,并在给定的区域内基于粘接而成的纤维剖面的数量而简便地进行测定。但是,在纤维熔粘成束状的情况下,有时难以以纤维单体的形式进行观察。在该情况下,例如在无纺纤维聚集体用由湿热粘接性纤维构成的鞘部和由纤维形成性聚合物构成的芯部所形成的芯鞘型复合纤维进行粘接的情况下,通过熔化、清洗除去等方法来消除粘接部的熔粘,可以通过与消除前的切断面进行比较来测定纤维粘接率。

构成无纺纤维聚集体的纤维优选纤维彼此的粘接点沿厚度方向从无纺纤维聚集体表面至内部(中央)、进而至背面均匀地分布。粘接点在表面或内部等局部存在时,有时无法得到充分的耐颈缩性,另外,粘接点少的部分中的形态稳定性降低。另外,纤维彼此的粘接点在表面、内部等局部存在时,具有不能形成适当的空隙、保水性、缓冲性、吸收的水向第2纤维层21的透过性降低的倾向。因此,优选在无纺纤维聚集体的厚度方向的剖面上,在厚度方向进行了三等分的各个区域中的纤维粘接率均在上述范围。

另外,各区域中的纤维粘接率的最大值与最小值之差为20%以下(例如0.1~20%)、优选15%以下(例如0.5~15%)、更优选10%以下(例如1~10%)、或者各区域中的纤维粘接率的最小值相对于最大值的比例(最小值/最大值)(纤维粘接率最小的区域相对于最大的区域的比率)例如为50%以上(例如50~100%),优选为55~99%,更优选为60~98%(特别为70~97%)。纤维粘接率在厚度方向具有这样的均匀性时,在硬度、弯曲强度、耐折性、韧性、以及耐颈缩性等方面优异。“在厚度方向进行了三等分的区域”是指:在相对于无纺纤维聚集体(第2纤维层21)的厚度方向正交的方向上进行切片而三等分的各区域(以下同样处理)。

从吸水性叠层体100的保水性、缓冲性等观点考虑,吸水性叠层体100中的第2纤维层21的空隙率优选为70%以上,更优选为75%以上,进一步优选为80%以上。第2纤维层21的空隙率通常为99%以下,更典型地为95%以下。

第2纤维层21的单位面积重量例如可以为20~1000g/m2,优选为30~600g/m2,更优选为50~400g/m2。单位面积重量过小时,具有保水性、耐颈缩性及缓冲性的至少任一项不足的倾向。另一方面,单位面积重量过大时,网过厚而在湿热(蒸汽喷射)加工中高温水蒸气不能充分地进入网内部,具有难以制成在厚度方向均匀的无纺纤维聚集体的倾向。

吸水性叠层体100中的第2纤维层21的表观密度优选为0.5g/cm3以下,更优选为0.4g/cm3以下,进一步优选为0.3g/cm3以下(例如0.2g/cm3以下,进而0.15g/cm3以下)。第2纤维层21的表观密度过大时,吸水性叠层体100的保水性、缓冲性容易不足。第2纤维层21的表观密度通常为0.01g/cm3以上,更典型而言为0.05g/cm3以上。通过减小表观密度,可以提高吸水性叠层体100的保水性。

吸水性叠层体100中的第2纤维层21的厚度例如为20μm以上,从保水性、耐颈缩性及缓冲性的观点考虑,优选为100μm以上,更优选为200μm以上。另外,从避免吸水性叠层体100的质量过度增加的观点考虑,第2纤维层21的厚度通常为2000μm以下,优选为1000μm以下,更优选为800μm以下。

接着,对作为构成第2纤维层21的无纺纤维聚集体的第2纤维聚集体的制造方法进行说明。第2纤维聚集体可以通过使纤维网暴露于高温高压的蒸汽并进行无纺布化的蒸汽喷射法而良好地制造。在该制造方法中,首先,将含有上述湿热粘接性纤维的纤维形成网。作为网的形成方法,可以利用惯用的方法,例如纺粘法、熔喷法这样的直接法;使用了熔喷纤维、人造短纤维等的梳棉法、气流成网法这样的干法等。这些方法中,广泛应用使用了熔喷纤维、人造短纤维的梳棉法,特别是使用了人造短纤维的梳棉法。作为使用人造短纤维得到的网,可列举例如无规网、半无规网、平行铺置纤网、交叉铺置纤网等。在增加束状熔粘纤维的比例的情况下,优选半无规网、平行铺置纤网。

接着,将得到的纤维网通过传送带送到下一工序,暴露于过热或高温蒸气(高压蒸汽)流,由此可得到作为无纺纤维聚集体的第2纤维聚集体。即,用传送带输送的纤维网在通过从蒸气喷射装置的喷嘴中喷出的高速高温水蒸气流中时,通过被喷吹的高温水蒸气而使纤维彼此三维地粘接。通过使用利用高温水蒸气进行处理的方法,可以表现出从无纺纤维聚集体的表面至内部的均匀的熔粘。

使用的传送带只要基本上可以将纤维网压缩为目标密度、并且进行高温水蒸气处理即可,没有特别限制,优选使用环状输送机。也可以根据需要组合2个传送带,将纤维网夹在两带之间进行输送。根据这种输送方法,在对纤维网进行处理时,可以抑制由于处理所用的水、高温水蒸气、输送机的振动等外力而使纤维网变形。另外,也可以通过调整该传送带的间隔而控制得到的无纺纤维聚集体的表观密度、厚度。

为了向纤维网供给水蒸气,可使用惯用的水蒸气喷射装置。作为该水蒸气喷射装置,优选能够以希望的压力和量在网总宽度范围内大概均匀地喷出水蒸气的装置。在组合2个传送带的情况下,通过安装于一个输送机内的、透气性的输送带或载置于输送机上的输送网来向纤维网供给水蒸气。另一个可以在输送机上安装抽吸箱。通过设置抽吸箱,可以将通过纤维网的过量的水蒸气抽吸排出。另外,为了将纤维网的表面和背面两侧进行一遍水蒸气处理,可以进一步在与安装有所述水蒸气喷射装置的输送机相反侧的输送机中,在比安装有上述水蒸气喷射装置的部位更靠下游部的输送机内设置其它的水蒸气喷射装置。在没有下游部的蒸气喷射装置及抽吸箱的情况下,为了对纤维网的表面和背面进行蒸气处理,可以使进行了一次处理之后的纤维网的表面背面翻转,然后再次使其通过处理装置。

可以在输送机中使用的环状带只要不妨碍纤维网的输送、高温蒸气处理即可,没有特别限制。但是,在进行高温蒸气处理时,有时根据其条件而使带的表面形状被转印于纤维网的表面,因此,优选根据用途适当选择。特别是在想要得到表面平坦的无纺纤维聚集体的情况下,优选使用网眼细的网。需要说明的是,90目左右为上限,优选大概比90目更粗的网(例如10~50目左右的网)。其以上的网眼细的网的透气性低,水蒸气难以通过。从对水蒸气处理的耐热性等的观点考虑,网眼带的材质优选使用金属、进行了耐热处理的聚酯类树脂、聚亚苯基硫醚类树脂、聚芳酯类树脂(全芳香族类聚酯类树脂)、芳香族聚酰胺类树脂这样的耐热性树脂等。

由于从水蒸气喷射装置中喷射的高温水蒸气为气流,因此,与水流抱合处理、针刺处理不同,不使作为被处理体的纤维网中的纤维大幅移动而进入纤维网内部。可以认为,通过水蒸气流对该纤维网中的进入作用及湿热作用,水蒸气流能够以湿热状态有效地覆盖存在于纤维网内的各纤维的表面,可以进行均匀的热粘接。另外,由于该处理在高速气流下以极短时间进行,因此,水蒸气向纤维表面的热传导充分,但在向纤维内部的热传导充分地进行之前结束处理,因此,通过高温水蒸气的压力、热,不易引起被处理的纤维网整体破碎、不易发生损害其厚度那样的变形。其结果是,对纤维网不产生大的变形,可实现表面及厚度方向上的粘接程度大致均匀的湿热粘接。另外,与干热处理相比,可以对无纺纤维聚集体内部充分地传热,因此,表面及厚度方向上的熔粘程度大致变得均匀。

为了提高保水性、耐颈缩性等,在向纤维网供给高温水蒸气进行处理时,可以使纤维网在传送带或辊之间以压缩为目标表观密度的状态暴露于高温水蒸气。通过在辊间或输送机间确保适当的间隙,可以调整为目标厚度、表观密度。在输送机的情况下,由于难以一次性地压缩纤维网,因此,优选尽可能较高地设定带的张力,从蒸气处理地点的上游逐渐地使间隙变窄。通过调整蒸气压力、处理速度等,可以调整得到的无纺纤维聚集体的空隙率、表观密度等各种物性、保水性、耐颈缩性及缓冲性等。

用于喷射高温水蒸气的喷嘴只要使用规定的喷口在宽度方向连续排列的板或模头,该板或模具配置成喷口排列在所供给的网的宽度方向即可。喷口列可以是一列以上,可以多列平行排列。另外,还可以并列设置多台具有一列喷口列的喷嘴模头。

使用在板上开有喷口的类型的喷嘴的情况下,板的厚度可以为0.5~1mm左右。关于喷口的直径、间距,只要是可固定目标纤维的条件即可,没有特别限制,喷口的直径通常为0.05~2mm,优选为0.1~1mm,更优选为0.2~0.5mm。喷口的间距通常为0.5~3mm,优选为1~2.5mm,更优选为1~1.5mm。喷口的直径过小时,喷嘴的加工精度降低,容易产生加工变得困难这样的设备上的问题和容易引起堵塞这样的运行上的问题。反之,喷口过大时,水蒸气喷射力降低。另一方面,间距过小时,由于喷嘴孔过密,因此喷嘴自身的强度降低。另一方面,间距过大时,有时高温水蒸气不充分地接触纤维网,因此有时网强度降低。

关于高温水蒸气,只要可以实现目标纤维的固定即可,没有特别限制,可以根据使用的纤维的材质、形态来设定,压力例如为0.1~2mpa,优选为0.2~1.5mpa,更优选为0.3~1mpa。在蒸气压力过高的情况下,有可能形成纤维网的纤维进行需要以上的移动而产生质地的杂乱、有可能纤维过度熔融而不能部分地保持纤维形状。另外,压力过弱时,有时不能对纤维网赋予纤维的熔粘所需要的热量、有时水蒸气不能通过纤维网而在厚度方向产生纤维熔粘斑,有时难以控制来自喷嘴的蒸气的均匀喷出。

高温水蒸气的温度例如为70~150℃,优选为80~120℃,更优选为90~110℃。高温水蒸气的处理速度例如为200m/分以下,优选为0.1~100m/分,更优选为1~50m/分。

可以将得到的无纺纤维聚集体根据需要进行干燥。在干燥中,需要与干燥用加热体接触的无纺纤维聚集体的表面的纤维形态不需要因纤维的熔融等而消失,只要能够保持纤维形态即可,可以利用惯用的方法。例如,可以使用无纺布的干燥中所使用的转筒式干燥机、拉幅机这样的大型干燥设备,但由于残留的水分为微量,且大多为可通过比较轻度的干燥方式而干燥的水平,因此,优选为远红外线照射、微波照射、电子束照射这样的非接触法、使用热风的方法等。

需要说明的是,如上所述,构成第2纤维层21的无纺纤维聚集体是利用高温水蒸气使湿热粘接性纤维粘接而得到的,也可以部分地通过热压花加工、针刺这样的其它处理方法而使纤维粘接。

(3)吸水性叠层体的构成、特性及用途

本实施方式的吸水性叠层体100是在第1纤维层10上直接将第2纤维层21接合(一体化)而成的。该接合优选通过纤维彼此的交织、纤维彼此的熔粘等而进行,优选避免例如使用粘接剂等的粘接。根据利用纤维彼此的交织、熔粘进行的接合,可以保持第1纤维层10的空隙与第2纤维层的空隙之间的高连通性,因此,可以实现高的保水性、吸水性及吸收的水向第2纤维层21的透过性等。

吸水性叠层体100的单位面积重量例如为20~1100g/m2,优选为30~700g/m2,更优选为60~500g/m2(例如100~300g/m2)。吸水性叠层体100的单位面积重量在该范围内,在保水性、吸收的水向第2纤维层21的透过性、耐颈缩性及缓冲性等方面是有利的。

吸水性叠层体100具有高保水性,jisl1913“一般无纺布试验方法”的6.9.2中所规定的保水率可以为例如200%以上、进一步为300%以上、更进一步为400%以上。保水性可以通过例如增大第2纤维层21的厚度、增大空隙率、减小表观密度、降低纤维粘接率而提高。

吸水性叠层体100可以具有优异的耐颈缩性,由此,在将吸水性叠层体100作为擦拭材料使用时,可以对成为擦拭的对象的物体的表面均匀地进行擦拭操作。成为耐颈缩性的指标的吸水性叠层体100的湿润时拉伸性以jisl1913“一般无纺布试验方法”的6.3.2中所规定的湿润时的纵向拉伸强度计可以为例如160n/5cm以上、进而为180n/5cm以上(例如200n/5cm以上)。在湿润时的纵向拉伸强度小于上述范围的情况下,有时在擦拭操作中引起颈缩而擦拭操作变得不稳定,难以进行均匀的擦拭操作。

吸水性叠层体100可以具有优异的缓冲性(压缩弹性模量),由此可以有效地抑制成为擦拭的对象的物体的表面受伤。为了提高缓冲性,例如可以减小吸水性叠层体100的表观密度、增大厚度。

吸水性叠层体100能够适合用作面向一般消费者、一般家庭或工业用的各种吸水材料。吸水材料是指用于以任何目的吸收水或含有水的物质的材料或产品,也包含保持吸收的水的物质。吸水性叠层体100的吸水性和保水性均优异,因此,对要求保持吸收的水的吸水材料用途尤其是有效的。

如果列举可适用的吸水材料的实例,则有用于从各种物体的表面擦拭水、或与水同时擦拭含有其它成分的附着物的擦拭材料(刮水器、废料等);面膜这样的皮肤护理片;纸尿布这样的体液吸收用片;防结露材料;具有防止水分漏出功能的包装材料等。其中,吸水性叠层体100能够适合用作擦拭材料,所述擦拭材料用于在吸水的同时利用第1纤维层10具有的微孔捕捉除去附着于物体的表面的粒子(固体物质)。这种用途的一例为例如在硬盘基板这样的基板的研磨工序后用于擦拭附着于该基板表面的磨粒浆料(分散有磨粒的水)的擦拭材料(清洁胶带)。例如在硬盘的制造中,使游离磨粒(研磨剂)附着于研磨布(无纺布、织物等)的表面,对基板表面进行了织构化(texturing),进行研磨,吸水性叠层体100可以用作这种研磨布。

(4)吸水性叠层体的制造

如上所述,在吸水性叠层体100的制造中,第1纤维层10(第1纤维聚集体)与第2纤维层21(第2纤维聚集体)的接合(一体化)优选通过纤维彼此的交织、纤维彼此的熔粘等而进行。作为交织方法,可以列举:水刺法、针刺法等,作为熔粘方法,可以列举蒸汽喷射法等。蒸汽喷射法是可以在被接合的至少一个纤维层含有湿热粘接性纤维的情况下利用的方法,由于形成吸水性叠层体100的第2纤维层21含有湿热粘接性纤维,因此可以在吸水性叠层体100的制造中适用蒸汽喷射法。根据使纤维彼此交织或熔粘的上述接合方法,可以保持第1纤维层10的空隙与第2纤维层21的空隙之间的高连通性,因此能够实现高的保水性及吸水性。

其中,从比较容易实现上述高连通性方面考虑,优选使用水刺法。在蒸汽喷射法的情况下,纤维彼此的熔粘过度地进行时,空孔闭塞而连通性降低。在针刺法的情况下,特别是在将单位面积重量小的纤维聚集体彼此进行接合时,有时难以确保高连通性且得到良好的接合性。

<实施方式2>

图2是示意性地示出本实施方式的吸水性叠层体的一个例子的剖面图。对于图2所示的吸水性叠层体200而言,在第1纤维层10的厚度方向一侧叠层第2纤维层22来代替第2纤维层21,除此以外,为与上述实施方式1相同的结构。第2纤维层22由含有湿热粘接性纤维、以及热收缩率(或热膨张率)不同的多种树脂形成了相分离结构的潜在卷曲性复合纤维的无纺纤维聚集体构成。

在构成第2纤维层22的无纺纤维聚集体(第2纤维聚集体)中,在其内部湿热粘接性纤维基本上均匀地熔粘,且潜在卷曲性复合纤维以平均曲率半径20~200μm基本上均匀地卷曲,各纤维充分地交织。该无纺纤维聚集体(第2纤维层22)可以通过如下方法得到:使高温(过热或加热)水蒸气与含有湿热粘接性纤维和潜在卷曲性复合纤维的网作用,在湿热粘接性纤维的熔点以下的温度下表现出粘接作用,使纤维彼此部分地粘接、固定,同时在潜在卷曲性复合纤维中表现出卷曲,使纤维彼此机械地抱合。通过在第1纤维层10的厚度方向一侧叠层第2纤维层22,也可以得到与上述实施方式1同样的效果。另外,根据本实施方式,通过利用潜在卷曲性复合纤维的卷曲进行的交织,能够进一步提高吸水性叠层体200的缓冲性。

本实施方式中第2纤维聚集体含有湿热粘接性纤维和潜在卷曲性复合纤维。关于湿热粘接性纤维,可以与上述实施方式1中的第2纤维层21中使用的湿热粘接性纤维相同,关于其详细情况,引用上述记载。

潜在卷曲性复合纤维是由于多种树脂的热收缩率(或热膨张率)不同而导致通过加热产生卷曲的、具有非对称或层状(所谓的双金属片(bimetal))结构的纤维(潜在卷曲纤维)。多种树脂通常软化点或熔点相互不同。多种树脂可以选自例如:聚烯烃类树脂(低密度、中密度或高密度聚乙烯、聚丙烯这样的聚c2-4烯烃类树脂等)、丙烯酸类树脂(丙烯腈-氯乙烯共聚物这样的具有丙烯腈单元的丙烯腈类树脂等)、聚乙烯醇缩醛类树脂(聚乙烯醇缩醛树脂等)、聚氯乙烯类树脂(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)、聚偏氯乙烯类树脂(偏氯乙烯-氯乙烯共聚物、偏氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等)、苯乙烯类树脂(耐热聚苯乙烯等)、聚酯类树脂(聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚三亚甲基对苯二甲酸酯树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯树脂这样的聚c2-4亚烷基芳酯类树脂等)、聚酰胺类树脂[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(由壬二胺和环己烷二羧酸形成的聚酰胺)这样的脂肪族聚酰胺类树脂及其共聚物、聚酰胺9t(由壬二胺和对苯二甲酸形成的聚酰胺)这样的半芳香族聚酰胺类树脂及其共聚物、聚亚苯基间苯二甲酰胺、聚六亚甲基对苯二甲酰胺、聚对亚苯基对苯二甲酰胺这样的芳香族聚酰胺类树脂及其共聚物等]、聚碳酸酯类树脂(双酚a型聚碳酸酯等)、聚对亚苯基苯并二唑树脂、聚亚苯基硫醚树脂、聚氨酯类树脂、纤维素类树脂(纤维素酯等)这样的热塑性树脂。在上述热塑性树脂中可以含有源自可共聚的其它单体的单元。

在上述热塑性树脂中,从即使在高温水蒸气中进行加热加湿处理进行熔融或软化纤维也不熔粘的观点考虑,优选软化点或熔点为100℃以上的非湿热粘接性树脂(或耐热性疏水性树脂或非水性树脂)、例如,优选为聚丙烯类树脂、聚酯类树脂、聚酰胺类树脂,特别是从耐热性、成纤维性等的平衡优异方面考虑,优选芳香族聚酯类树脂、聚酰胺类树脂。露出于潜在卷曲性复合纤维的表面的树脂优选为非湿热粘接性纤维,使得即使在高温水蒸气中进行处理也不发生利用潜在卷曲性复合纤维进行的熔粘。

构成潜在卷曲性复合纤维的多种树脂的热收缩率(或热膨张率)可以不同,可以为相同类型的树脂的组合,也可以为不同种树脂的组合。

从密合性的观点考虑,构成潜在卷曲性复合纤维的多种树脂优选为相同类型的树脂的组合。在该情况下,通常可使用形成均聚物(必须成分)的成分(a)与形成改性聚合物(共聚物)的成分(b)的组合。即,相对于作为必须成分的均聚物,例如通过使降低结晶化度、熔点或软化点等的共聚性单体共聚并进行改性,使结晶化度低于均聚物、或者作为非晶性而使熔点或软化点等低于均聚物。由此在热收缩率上产生差异。熔点或软化点之差例如为5~150℃,优选为50~130℃,更优选为70~120℃。用于改性的共聚性单体的比例相对于全部单体例如为1~50摩尔%,优选为2~40摩尔%,更优选为3~30摩尔%(特别为5~20摩尔%)。形成均聚物的成分与形成改性聚合物的成分的复合比率(质量比)可以根据纤维的结构而选择,例如为均聚物成分(a)/改性聚合物成分(b)=90/10~10/90,优选为70/30~30/70,更优选为60/40~40/60。

由于容易制造潜在卷曲性复合纤维,因此,构成其的多种树脂优选为芳香族聚酯类树脂彼此的组合,更优选为聚亚烷基芳酯类树脂(a)与改性聚亚烷基芳酯类树脂(b)的组合。特别优选为在形成网之后表现出卷曲的类型,从该观点考虑也优选上述组合。通过在形成网之后表现出卷曲,可以使纤维彼此高效地交织,可以以更少的熔粘点数保持网的形态,因此能够实现良好的保水性、缓冲性及耐颈缩性等。

聚亚烷基芳酯类树脂(a)可以是芳香族二羧酸(对苯二甲酸、萘-2,6-二羧酸这样的对称型芳香族二羧酸等)和链烷二醇成分(乙二醇、丁二醇这样的c3-6链烷二醇等)的均聚物。具体而言,可使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)这样的聚c2-4亚烷基对苯二甲酸酯类树脂等,通常可使用特性粘度0.6~0.7左右的一般的pet纤维中所使用的pet。

在改性聚亚烷基芳酯类树脂(b)中,作为使必须成分的上述聚亚烷基芳酯类树脂(a)的熔点或软化点、结晶化度降低的共聚成分,可以使用例如:非对称型芳香族二羧酸、脂环族二羧酸、脂肪族二羧酸这样的二羧酸成分、与构成聚亚烷基芳酯类树脂(a)的链烷二醇成分相比链长更长的链烷二醇成分和/或含醚键的二醇成分。共聚成分可以仅单独使用1种,也可以组合使用2种以上。

上述二羧酸成分的优选的例子包括:非对称型芳香族羧酸(间苯二甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸-5-磺酸钠等)、脂肪族二羧酸(己二酸这样的c6-12脂肪族二羧酸)。上述二醇成分的优选例子包括:链烷二醇(1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇这样的c3-6链烷二醇等)、(聚)氧亚烷基二醇(二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、聚四亚甲基二醇这样的聚氧c2-4亚烷基二醇等)。其中,更优选间苯二甲酸这样的非对称型芳香族二羧酸、二乙二醇这样的聚氧c2-4亚烷基二醇。另外,改性聚亚烷基芳酯类树脂(b)可以是将c2-4亚烷基芳酯(对苯二甲酸乙二醇酯、对苯二甲酸丁二醇酯等)作为硬链段、将(聚)氧亚烷基二醇等作为软链段的弹性体。

在改性聚亚烷基芳酯类树脂(b)中,用于使熔点或软化点降低的二羧酸成分(间苯二甲酸等)的比例相对于二羧酸成分的总量例如为1~50摩尔%,优选为5~50摩尔%,更优选为15~40摩尔%。用于使熔点或软化点降低的二醇成分(二乙二醇等)的比例相对于二醇成分的总量例如为30摩尔%以下,优选为10摩尔%以下(例如0.1~10摩尔%)。共聚成分的比例过低时,不表现出充分的卷曲,表现出卷曲后的无纺纤维聚集体的形态稳定性降低,同时,关于提高保水性、缓冲性和/或耐颈缩性等,具有使用潜在卷曲性复合纤维的效果变低、或者上述任一种特性与不使用潜在卷曲性复合纤维的情况相比反而降低的倾向。另一方面,共聚成分的比例过高时,卷曲表现性能升高,但难以稳定地纺丝。

改性聚亚烷基芳酯类树脂(b)可以根据需要含有源自偏苯三酸、均苯四甲酸这样的多元羧酸成分、甘油、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、季戊四醇这样的多元醇成分等的单元。

潜在卷曲性复合纤维的横截面形状(与纤维的长度方向垂直的剖面形状)并不限于作为一般的实心剖面形状的正圆状剖面、异型剖面[扁平状、椭圆状、多边形状、3~14瓣状、t字状、h字状、v字状、狗骨(i字状)等],例如可以为中空的剖面形状,但通常为正圆状剖面。

潜在卷曲性复合纤维的横截面结构可以是由多种树脂形成的相分离结构,例如:芯鞘型、海岛型、混合型、并列型(并排型或多层贴合型)、放射型(放射状贴合型)、中空放射型、嵌段型、无规复合型等。其中,从通过加热而容易表现出自发卷曲方面考虑,优选相部分为相邻的结构(所谓的双金属结构),相分离结构为非对称的结构,例如偏芯芯鞘型、并列型结构。

需要说明的是,潜在卷曲性复合纤维为偏芯芯鞘型这样的芯鞘型结构时,相对于位于表面的鞘部的非湿热性粘接性树脂具有热收缩差,只要能够卷曲,则芯部可以由湿热粘接性树脂(乙烯-乙烯醇共聚物、聚乙烯醇这样的乙烯醇类聚合物等)、具有低的熔点或软化点的热塑性树脂(聚苯乙烯、低密度聚乙烯等)构成。

潜在卷曲性复合纤维的平均纤度可以从例如0.1~50dtex的范围中选择,优选为0.5~10dtex,更优选为1~5dtex(特别为1.5~3dtex)。平均纤度过小时,纤维本身难以制造,而且难以确保纤维强度。另外,在使卷曲表现出来的工序中,难以显现良好的线圈状卷曲。另一方面,平均纤度过大时,纤维变得刚直而难以表现出充分的卷曲。

潜在卷曲性复合纤维的平均纤维长度可以从例如10~100mm的范围中选择,优选为20~80mm,更优选为25~75mm(特别为40~60mm)。平均纤维长度过短时,难以形成纤维网,而在使卷曲显现的工序中成为纤维彼此的交织变得不充分、强度、缓冲性和/或耐颈缩性等变得不足的主要原因。另外,平均纤维长过长时,难以形成均匀的单位面积重量的纤维网,而且在形成网的时刻较多地表现出纤维彼此的交织,且在表现出卷曲时相互妨碍,同样地成为强度、缓冲性和/或耐颈缩性等变得不足的主要原因。

潜在卷曲性复合纤维通过实施热处理而表现出卷曲(显现化),成为具有基本上为线圈状(螺旋状或螺旋弹簧状)的立体卷曲的纤维。

加热前的卷曲数(机械卷曲数)例如为0~30个/25mm,优选为1~25个/25mm,更优选为5~20个/25mm。加热后的卷曲数例如为30个/25mm以上(例如30~200个/25mm),优选为35~150个/25mm,更优选为40~120个/25mm,可以为45~120个/25mm(特别为50~100个/25mm)。

无纺纤维聚集体(构成第2纤维层22的第2纤维聚集体)中含有的潜在卷曲性复合纤维在高温水蒸气中卷曲。潜在卷曲性复合纤维的卷曲优选在无纺纤维聚集体的内部基本上均匀地表现出来。具体而言,在厚度方向的剖面上,在厚度方向进行了三等分的各个区域中,在中央部(内层)形成1周以上的线圈状卷曲的纤维的数量例如为5~50根/5mm(面方向的长度)×0.2mm(厚度),优选为5~40根/5mm(面方向的长度)×0.2mm(厚度),更优选为10~40根/5mm(面方向的长度)×0.2mm(厚度)。

无纺纤维聚集体的内部中的卷曲的均匀性例如也可以在厚度方向根据纤维弯曲率的均匀性进行评价。纤维弯曲率是指纤维长度(l2)相对于纤维(卷曲状态的纤维)的两端的距离(l1)之比(l2/l1)。纤维弯曲率(特别是厚度方向的中央的区域的纤维弯曲率)例如为1.3以上(例如1.35~5),优选为1.4~4(例如1.5~3.5),更优选为1.6~3(特别为1.8~2.5)。纤维弯曲率可以基于无纺纤维聚集体剖面的电子显微镜照片进行测定。因此,纤维长度(l2)不是将三维卷曲的纤维拉直成为直线状的纤维长度(实际长度),是指将拍摄于电子显微镜照片的二维卷曲的纤维拉直成为直线状的纤维长度(照片上的纤维长度)。

在无纺纤维聚集体的内部卷曲基本上均匀地表现时,纤维弯曲率也是均匀的。纤维弯曲率的均匀性例如可以通过在无纺纤维聚集体的厚度方向的剖面上,在厚度方向进行了三等分的各个区域中的纤维弯曲率的比较来进行评价。即,在厚度方向的剖面上,在厚度方向进行了三等分的各个区域中的纤维弯曲率均在上述范围,各区域中的纤维弯曲率的最小值相对于最大值的比例(纤维弯曲率最小的区域相对于最大的区域的比率)例如为75%以上(例如75~100%),优选为80~99%,更优选为82~98%(特别为85~97%)。

作为纤维弯曲率及其均匀性的具体的测定方法,可使用用电子显微镜照片拍摄无纺纤维聚集体的剖面、并对选自在厚度方向进行了三等分的各区域中的区域测定纤维弯曲率的方法。对于测定的区域而言,对于进行了三等分的表层(表面域)、内层(中央域)、背层(背面域)的各层,在长度方向2mm以上的区域进行测定。另外,对于各测定区域的厚度方向,在各层的中心附近以各个测定区域具有相同的厚度宽度的方式设定。另外,各测定区域设定为在厚度方向平行、且在各测定区域内包含可测定纤维弯曲率的纤维片100根以上(优选300根以上,进一步优选500~1000根左右)。设定这些各测定区域之后,测定区域内的全部纤维的纤维弯曲率,按照各测定区域算出平均值,然后通过比较显示最大平均值的区域和显示最小平均值的区域来计算出纤维弯曲率的均匀性。

构成无纺纤维聚集体的卷曲纤维在表现出卷曲后具有基本上为线圈状的卷曲。由该卷曲纤维的线圈所形成的圆的平均曲率半径可以从例如10~250μm左右的范围中选择,例如为20~200μm(例如50~200μm),优选为50~160μm(例如60~150μm),更优选为70~130μm,通常为20~150μm(例如30~100μm)左右。平均曲率半径是表示由卷曲纤维的线圈所形成的圆的平均大小的指标,是指在该值大的情况下,形成的线圈具有松弛的形状,即具有卷曲数少的形状。另外,卷曲数少时,纤维彼此的交织也变少,因此在强度、缓冲性及耐颈缩性等方面不利。反之,在表现出平均曲率半径过小的线圈状卷曲的情况下,纤维彼此的交织进行得不充分,难以确保网的强度。

在卷曲成线圈状的潜在卷曲性复合纤维中,线圈的平均间距例如为0.03~0.5mm,优选为0.03~0.3mm,更优选为0.05~0.2mm。

构成第2纤维层22的第2纤维聚集体中的湿热粘接性纤维与潜在卷曲性复合纤维的比例(质量比)为湿热粘接性纤维/潜在卷曲性复合纤维=99/1~80/20,优选为95/5~80/20,更优选为90/10~80/20。湿热粘接性纤维的比例在该范围内时,可以对吸水性叠层体200赋予优异的保水性、机械强度、耐颈缩性及缓冲性。

构成第2纤维层22的第2纤维聚集体可以含有湿热粘接性纤维及潜在卷曲性复合纤维以外的其它纤维。其它纤维的例子包括:人造丝这样的再生纤维、乙酸酯这样的半合成纤维、聚丙烯、聚乙烯这样的聚烯烃类纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维。从混纺性等方面考虑,其它纤维优选为与潜在卷曲性复合纤维同种的纤维,例如潜在卷曲性复合纤维为聚酯类纤维时,其它纤维也可以为聚酯类纤维。

构成第2纤维聚集体的纤维可以根据需要含有1种或2种以上的添加剂。添加剂的具体例子包括:着色剂、热稳定剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧剂、微粒、结晶化速度延迟剂、防静电剂、阻燃剂、增塑剂、润滑剂。添加剂既可以担载于纤维的表面,也可以包含于纤维中。

第2纤维层22可以是从由上述纤维构成的网得到的无纺纤维聚集体。该无纺纤维聚集体的网优选适当地调整构成其的纤维的排列状态及粘接状态。即,含有潜在卷曲性复合纤维的无纺纤维聚集体优选在湿热粘接性纤维与卷曲的潜在卷曲性复合纤维或其它湿热粘接性纤维交叉的交点(即,湿热粘接性纤维彼此的交点、湿热粘接性纤维和卷曲的潜在卷曲性复合纤维的交点)进行熔粘。由此,适当地形成形成了由小空隙带来的通路的第2纤维层22。而且,为了以尽可能少的接点数保持无纺纤维聚集体的形态,优选该粘接点从无纺纤维聚集体的表面附近至内部大致均匀地分布,更具体而言,优选沿面方向及厚度方向(特别是均匀化困难的厚度方向),从无纺纤维聚集体表面至内部(中央)、并且至背面均匀地分布。粘接点局部得存在于表面或内部等时,缓冲性、耐颈缩性降低,另外,粘接点少的部分的形态稳定性降低。

具体而言,构成第2纤维层22的第2纤维聚集体优选为通过湿热粘接性纤维的熔粘而部分地粘接、固定了构成第2纤维聚集体的纤维的无纺纤维聚集体,该纤维优选通过湿热粘接性纤维的熔粘而以纤维粘接率45%以下(例如1~45%或1~30%)的比例进行粘接。纤维粘接率的定义如上所述。由于纤维粘接率低,可以与潜在卷曲性复合纤维的线圈状卷曲相结合,得到良好的缓冲性。

另外,关于熔粘的均匀性,优选在无纺纤维聚集体的厚度方向的剖面上,在厚度方向进行了三等分的各个区域中的纤维粘接率均在上述范围。另外,各区域中的纤维粘接率的最小值相对于最大值的比例(最小值/最大值)例如为50%以上(例如50~100%),优选为55~99%,更优选为60~98%(特别为70~97%)。纤维粘接率在厚度方向具有这样的均匀性时,以较少的熔粘点也可以保持形态,并且能够提高缓冲性等。

为了制成平衡性良好地具备保水性和缓冲性的无纺纤维聚集体,优选通过湿热粘接性纤维的熔粘而适当地调整纤维的粘接状态,同时通过潜在卷曲性复合纤维的卷曲,使邻接或交叉的纤维在卷曲线圈部相互交织。含有潜在卷曲性纤维的无纺纤维聚集体表现出潜在卷曲性复合纤维的卷曲而变形为线圈状,由此,具有通过卷曲线圈部使邻接或交叉的纤维(卷曲纤维彼此、或卷曲纤维与湿热粘接性纤维)相互抱合而被限制或锁住的结构。

构成无纺纤维聚集体的纤维(线圈状卷曲纤维的情况下,为线圈的轴芯方向)可以相对于无纺纤维聚集体面大致平行且相互交叉地排列。“相对于无纺纤维聚集体面平行地排列”表示不重复存在许多纤维局部地沿厚度方向排列的部分的状态。在厚度方向取向的纤维较多地存在时,该纤维也会形成线圈状的卷曲,因此,纤维彼此极复杂地抱合,其结果是存在缓冲性降低的倾向。

从吸水性叠层体200的保水性、缓冲性等的观点考虑,吸水性叠层体200中的第2纤维层22的空隙率优选为70%以上,更优选为75%以上,进一步优选为80%以上。第2纤维层22的空隙率通常为99%以下,更典型而言为95%以下。

第2纤维层22的单位面积重量、表观密度及厚度可以与上述实施方式1中的第2纤维层21相同,关于其详细情况,引用上述的记载。

作为构成第2纤维层22的无纺纤维聚集体的第2纤维聚集体,可以与上述实施方式1中的第2纤维层21同样地通过将纤维网暴露于高温高压的蒸汽并进行无纺布化的蒸汽喷射法而良好地制造。此时,通过湿热粘接性纤维的熔粘,纤维彼此三维地粘接,同时,通过表现出潜在卷曲性复合纤维的卷曲,纤维彼此进行交织。另外,可以在无纺纤维聚集体的内部表现出均匀的熔粘,而且可以从无纺纤维聚集体的表面至内部表现出均匀的卷曲。

关于吸水性叠层体200的结构、特性及用途、以及其制造,可以与上述实施方式1中的吸水性叠层体100相同,关于其详细情况,引用上述的记载。

<实施方式3>

图3是示意性地示出本实施方式的吸水性叠层体的一个例子的剖面图。图3所示的吸水性叠层体300在第1纤维层10的厚度方向一侧隔着第3纤维层30叠层了第2纤维层21,除此以外,为与上述实施方式1相同的结构。这样,本发明的吸水性叠层体如果具备第1纤维层和第2纤维层,则第3纤维层可以夹在第1纤维层与第2纤维层之间。第3纤维层30是由第3纤维聚集体构成的层,第3纤维聚集体含有亲水性纤维(第2亲水性纤维)而构成。通过夹有第3纤维层30,能够进一步提高吸水性叠层体的保水性、拉伸强度、缓冲性等。需要说明的是,在吸水性叠层体300中,也可以使用上述第2实施方式中使用的第2纤维层22来代替第2纤维层21。

构成第3纤维聚集体的亲水性纤维可以为合成纤维、天然纤维、再生纤维等。亲水性纤维可以仅单独使用1种,也可以组合使用2种以上。作为构成第3纤维聚集体的亲水性纤维(第2亲水性纤维),可以使用与构成第1纤维层10的第1纤维聚集体的亲水性纤维(第1亲水性纤维)相同的纤维,关于其详细情况,引用对亲水性纤维(第1亲水性纤维)的上述记载。第2亲水性纤维和第1亲水性纤维可以为同种的纤维,也可以为不同种的纤维。

但是,与第1亲水性纤维不同,第2亲水性纤维的平均纤维径不一定优选为10μm以下,例如可以为0.1~20μm。从进一步提高保水性、拉伸强度、缓冲性等的观点考虑,平均纤维径优选为0.5~15μm。

构成第3纤维层30的第3纤维聚集体可以含有亲水性纤维以外的纤维(例如疏水性纤维),但从吸水性的观点考虑,优选亲水性纤维的含量较高。具体而言,第3纤维聚集体中含有的亲水性纤维的含量优选为70质量%以上,更优选为80质量%以上,进一步优选为90质量%以上(例如100质量%)。作为亲水性纤维以外的纤维,可以列举由聚乙烯、聚丙烯这样的聚烯烃类树脂、聚酯类树脂、聚氨酯类树脂形成的纤维。

构成第3纤维聚集体的纤维可以根据需要含有1种或2种以上的添加剂。添加剂的具体例子包括:着色剂、热稳定剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧剂、微粒、结晶化速度延迟剂、防静电剂、阻燃剂、增塑剂、润滑剂。添加剂既可以担载于纤维的表面,也可以包含于纤维中。

构成第3纤维层30的第3纤维聚集体优选为无纺纤维聚集体,更优选为水刺无纺纤维聚集体。通过水刺法,可以容易地形成柔软且由此能够对吸水性叠层体300赋予优异的缓冲性、保水性、拉伸强度的第3纤维层30。

从缓冲性、保水性等观点考虑,吸水性叠层体300中的第3纤维层30的空隙率优选为80%以上,更优选为85%以上,进一步优选为90%以上。第3纤维层30的空隙率通常为99%以下,更典型而言为97%以下。

第3纤维层30的单位面积重量例如为10~200g/m2,优选为20~150g/m2,更优选为30~100g/m2。第3纤维层30的单位面积重量为该范围内时,在保水性、吸收的水向第2纤维层21的透过性方面是有利的。

吸水性叠层体300中的第3纤维层30的表观密度优选设定成作为吸水性叠层体整体的表观密度为0.3g/cm3以下,更优选为0.25g/cm3以下,进一步优选为0.2g/cm3以下(例如0.15g/cm3以下)。第3纤维层30的表观密度过大时,吸收的水向第2纤维层21的透过性容易降低,而且难以表现出提高缓冲性的效果。第3纤维层30的表观密度通常为0.01g/cm3以上,更典型而言为0.1g/cm3以上。

吸水性叠层体300中的第3纤维层30的厚度例如为50~2000μm,优选为100μm以上,更优选为200μm以上。第3纤维层30的厚度过小时,难以表现出提高保水性、缓冲性、拉伸强度的效果。另外,从吸收的水向第2纤维层21的透过性的观点考虑,第3纤维层30的厚度优选为1500μm以下,更优选为1000μm以下。

第3纤维层30(第3纤维聚集体)优选可以通过将形成第3纤维聚集体的纤维进行成网化、通过水流抱合而使其交织的水刺方法而制造。作为网的形成方法,可以利用惯用的方法,例如纺粘法、熔喷法这样的直接法;使用了熔喷纤维、人造短纤维等的梳棉法、气流成网法这样的干法等。这些方法中,广泛应用使用了熔喷纤维、人造短纤维的梳棉法,特别是使用了人造短纤维的梳棉法。作为使用人造短纤维得到的网,可列举例如无规网、半无规网、平行铺置纤网、交叉铺置纤网等。

接着,可以通过对得到的纤维网实施水流抱合处理,使构成纤维彼此交织而得到第3纤维聚集体。在水流抱合处理中,例如使从将直径0.05~0.20mm、间隔0.30~1.50mm左右的喷射孔排列成1~2列的喷嘴板以高压喷射成柱状的水流与载置于多孔支撑构件上的纤维网碰撞,使构成纤维网的纤维相互三维交织而成为一体。此时,优选在移动的多孔性支撑部件上载置纤维网,例如以水压1~15mpa、优选2~12mpa、更优选3~10mpa左右的水流进行1次或多次处理的方法。喷射孔优选在与纤维网的进行方向垂直的方向排列成列状,并且使排列有该喷射孔的喷嘴板在垂直于纤维网行进方向的方向上以与喷射间隔相同的间隔进行振动,所述纤维网载置于多孔支撑构件上,从而使水流均匀地与纤维网碰撞。载置纤维网的多孔支撑构件只要是例如金属丝网等这样的网筛(meshscreen)、有孔板等水流可以通过纤维网的构件即可,没有特别限制。喷射孔与纤维网之间的距离可以根据水压进行选择,例如为1~10cm左右。

本实施方式的吸水性叠层体300具有与上述第1实施方式的吸水性叠层体100相同的吸水速度(第1纤维层10的外表面的吸水速度)。另外,关于吸水性叠层体300的表观密度、保水率、湿润时的纵向拉伸强度,也可以是与关于吸水性叠层体100所记载的范围相同的范围。但是,吸水性叠层体300的单位面积重量及厚度包含第3纤维层30,有时比吸水性叠层体100更大。

吸水性叠层体300的单位面积重量例如为30~1500g/m2,优选为50~1000g/m2,更优选为100~600g/m2(例如200~304g/m2)。吸水性叠层体300的单位面积重量在该范围内,在保水性、吸收的水向第2纤维层21的透过性、耐颈缩性及缓冲性等方面是有利的。吸水性叠层体300的厚度通常为100~4000μm,优选为500~2500μm。

吸水性叠层体300可以用于与上述第1实施方式的吸水性叠层体100相同的用途。

吸水性叠层体整体的表观密度优选设定为0.6g/cm3以下,更优选为0.5g/cm3以下,进一步优选为0.4g/cm3以下,特别优选为0.35g/cm3以下(例如0.3g/cm3以下)。作为吸水性叠层体整体的表观密度过大时,保水率、保水量降低。作为吸水性叠层体整体的表观密度通常为0.01g/cm3以上,更典型而言为0.1g/cm3以上。

接下来,对吸水性叠层体300的制造方法进行说明时,优选与上述第1实施方式的吸水性叠层体100同样地通过纤维彼此的交织、纤维彼此的熔粘等来进行第1纤维层10(第1纤维聚集体)、第3纤维层30(第3纤维聚集体)和第2纤维层21(第2纤维聚集体)的接合(一体化)。作为交织方法,可以列举水刺法、针刺法等,作为熔粘方法,可以列举蒸汽喷射法等。蒸汽喷射法是能够在被接合的至少一个纤维层含有湿热粘接性纤维的情况下使用的方法,由于第2纤维层21含有湿热粘接性纤维,因此至少在第2纤维层21与第3纤维层30的接合中可以适用蒸汽喷射法。另外,在构成第1纤维聚集体及第3纤维聚集体中至少任一者的亲水性纤维为例如乙烯-乙烯醇类共聚物这样的湿热粘接性纤维的情况下,在第1纤维层10与第3纤维层30的接合中可以适用蒸汽喷射法。

根据使纤维彼此交织或熔粘的上述接合方法,可以保持第1纤维层10的空隙、第2纤维层21的空隙和第3纤维层30的空隙之间的高连通性,因此可以实现高的保水性及吸水性。

吸水性叠层体300具体而言可以通过依次包含下述工序的方法来制造:

(1)第1工序,通过构成第1纤维聚集体的纤维与构成第3纤维聚集体的纤维的交织或熔粘而接合第1纤维层10和第3纤维层30;以及

(2)第2工序,通过构成第2纤维聚集体的纤维与构成第3纤维聚集体的纤维的交织或熔粘而接合第2纤维层21和第3纤维层30。

或者,吸水性叠层体300也可以通过依次包含下述工序的方法来制造:

(a)第1工序,通过构成第2纤维聚集体的纤维与构成第3纤维聚集体的纤维的交织或熔粘而接合第2纤维层21和第3纤维层30;及

(b)第2工序,通过构成第1纤维聚集体的纤维与构成第3纤维聚集体的纤维的交织或熔粘而接合第1纤维层10和第3纤维层30。

<其它实施方式>

可以对上述第1~第3实施方式的吸水性叠层体在不阻碍本发明效果的范围内实施各种变形。例如,可以在上述第1或第2实施方式的第2纤维层厚度方向的一侧(第2纤维层的与第1纤维层相反侧)叠层上述第3实施方式中使用的第3纤维层。该情况下,形成第1纤维层/第2纤维层/第3纤维层的层结构。在所述的实施方式中,优选通过纤维彼此的交织、纤维彼此的熔粘等来进行第1纤维层10(第1纤维聚集体)、第2纤维层21(第2纤维聚集体)和第3纤维层30(第3纤维聚集体)的接合(一体化)。与第1或第2实施方式中的吸水性叠层体相比,通过进一步叠层第3纤维层,能够进一步提高保水性、缓冲性、耐颈缩性。

实施例

以下,示出实施例进一步具体地对本发明进行说明,但本发明并不受这些例子的限定。需要说明的是,以下实施例及比较例中的各物性值通过下述方法进行测定或评价。

[1]第1纤维层的与第2纤维层相反侧的面的吸水速度的测定

按照jisl1907“纤维制品的吸水性试验法”的7.1.1中规定的滴加法测定了第1纤维层的与第2纤维层相反侧的面(第1纤维层的厚度方向另一侧的面)的吸水速度。具体而言,从10mm的高度用滴定管在得到的吸水性叠层体的第1纤维层上滴加1滴0.05g/滴的水滴,测定因该水滴被吸收而镜面反射消失为止的时间(秒)。

[2]构成第1纤维层的纤维的平均纤维径的测定

从得到的吸水性叠层体中采集试验片(纵×横=5cm×5cm),使用扫描电子显微镜(sem)对试验片的表面的中央部(以对角线的交点为中心的部分)以1000倍的倍数进行照片拍摄。以得到的照片的中央部(对角线的交点)为中心,在照片上绘制半径30cm的圆,从该圆内随机地选择100根纤维,利用游标卡尺测定长度方向的中央部或接近于其的位置的纤维径,采用其平均值作为平均纤维径(数均纤维径、μm)。需要说明的是,在选择纤维时,不区别拍摄于照片中的上述圆内的纤维是位于试验片最表面的纤维或是位于内侧的纤维进行选择。

[3]第1纤维层的微孔平均径的测定

通过水银压入法,使用微孔径分布装置(株式会社岛津制作所制“autoporeiii9420”)进行测定。

[4]纤维层或吸水性叠层体的单位面积重量、厚度、表观密度

按照jisl1913“一般无纺布试验方法”的6.1及6.2测定了单位面积重量及厚度,用单位面积重量除以厚度求出表观密度。需要说明的是,构成下表所示的吸水性叠层体的各纤维层(第1~第3纤维层)的单位面积重量、厚度及表观密度是进行接合形成吸水性叠层体之前的值。

[5]吸水性叠层体的保水率、保水量

按照jisl1913“一般无纺布试验方法”的6.9.2测定了保水率。具体而言,采集3张100mm×100mm见方尺寸的试验片,测定了其质量(浸渍前质量)。接着,将该试验片浸渍于水中15分钟,其后捞起,在空气中以使一个角朝上的状态悬挂1分钟,去除表面的水,然后测定了质量(浸渍后质量)。对3张试验片,基于下述式计算出保水率,求出它们的平均值,作为吸水性叠层体的保水率。另外,将浸渍后质量-浸渍前质量的质量作为保水量(g)。

保水率(质量%)=100×(浸渍后质量-浸渍前质量)/浸渍前质量

[6]吸水性叠层体的耐颈缩性(湿润时的纵向拉伸强度)

使用定速伸长形拉伸试验机(株式会社岛津制作所制“ag-is”),按照jisl1913“一般无纺布试验方法”的6.3.2测定了湿润时的纵向(md)的拉伸强度(n/5cm)。浸渍试验片的水的温度设为20℃。

<实施例1>

(1)形成第1纤维层的第1纤维聚集体的制作

使用熔喷制造设备,制作由聚酰胺类树脂(尼龙6)纤维构成的熔喷无纺布片材(第1纤维聚集体、平均纤维径:3.67μm、微孔平均径:19.9μm、单位面积重量:50.2g/m2、厚度:0.38mm、表观密度:0.13g/cm3)。具体而言,使用直径为0.3mm且以0.8mm的间距具有每1m长度1300个孔的喷嘴,在纺丝温度280℃、空气温度290℃、空气压力0.4mpa、单孔吐出量0.3g/孔·分钟的条件下进行熔喷纺丝,将旋转的网输送机作为支撑体进行收集,得到了熔喷无纺布片材。

(2)形成第3纤维层的第3纤维聚集体的制作

制作由可乐丽股份有限公司制“sophista”(sophista1、关于详细情况,参照下述缩写符号的详细情况[c])构成的单位面积重量约50g/m2的半无规网。将该梳棉网载置于开口率25%、孔径0.3mm的冲压滚筒支撑体上,以速度5m/分在纵方向连续转移,同时从上方喷射高压水流,进行交织处理,制造交织的无纺纤维聚集体(第3纤维聚集体、单位面积重量:52.3g/m2、厚度:0.61mm、表观密度:0.09g/cm3)。在该交织处理中,使用3个沿网的宽度方向以0.6mm间隔设置有孔径10mm的喷口的喷嘴(邻接的喷嘴的间隔为20cm),将从第1列喷嘴喷射的高压水流的水压设为3.0mpa,将从第2列喷嘴喷射的高压水流的水压设为5.0mpa,将从第3列喷嘴喷射的高压水流的水压设为10.0mpa。

(3)第1纤维聚集体与第3纤维聚集体的接合

将上述(1)中制作的熔喷无纺布片(第1纤维聚集体)卷起,与上述(2)中制作的第3纤维聚集体重叠,再载置于整体上具有细网眼的平坦的支撑体上并连续地转移,同时喷射高压水流而进行交织处理。通过该交织处理,使构成2个无纺纤维聚集体的纤维交织并进行复合一体化而得到复合无纺布。在该交织处理中,使用3个沿网的宽度方向以0.6mm的间隔设置有孔径0.10mm的喷口的喷嘴(邻接的喷嘴的间隔为20cm),将从第1列喷嘴喷射的高压水流的水压设为3.0mpa,将从第2列喷嘴喷射的高压水流的水压设为5.0mpa,将从第3列喷嘴喷射的高压水流的水压设为10.0mpa。

(4)形成第2纤维层的第2纤维聚集体的制作及吸水性叠层体的制作

将上述(3)中制作的复合无纺布载置于由可乐丽股份有限公司制“sophista”(sophista2、关于详细情况,参照下述缩写符号的详细情况[d])构成的单位面积重量约100g/m2的半无规网上而制成叠层片,将其转移至装备有50网眼、宽度500mm的不锈钢制环形网、且以相同速度在相同方向旋转的上侧传送带和下侧传送带之间。将叠层片导入上侧传送带所具备的蒸气喷射装置,实施由该装置喷射0.2mpa的高温水蒸气的水蒸气处理,得到了吸水性叠层体。使高温水蒸气的喷射方向平行于叠层片的厚度方向。对于蒸气喷射装置而言,使用了蒸气喷射喷嘴的孔径为0.3mm、喷嘴沿输送机的宽度方向以1mm间距排列成1列的蒸气喷射装置。上侧传送带与下侧传送带的间隔设为1.5mm。另外,对喷嘴进行设置,使其在输送带的背侧与传送带几乎接触。

<实施例2~10、12>

如表1及表2所述设置第1~第3纤维层的材质、其它的结构,除此以外,与实施例1同样地制作了3层结构的吸水性叠层体。需要说明的是,在实施例6~10中,第3纤维层由使用了2种纤维的第3纤维聚集体构成,该2种纤维的质量比均为50/50。

<实施例11>

(1)形成第1纤维层的第1纤维聚集体的制作

用与实施例1的(1)相同的方法制作了由聚酰胺类树脂(尼龙6)纤维构成的熔喷无纺布片(第1纤维聚集体)。

(2)形成第2纤维层的第2纤维聚集体的制作

制作由可乐丽股份有限公司制“sophista”(sophista2)构成的单位面积重量约100g/m2的半无规网。将该梳棉网转移至装备有50网眼、宽度500mm的不锈钢制环形网、且以相同速度在相同方向旋转的上侧传送带和下侧传送带之间。将网导入上侧传送带所具备的蒸气喷射装置,实施由该装置喷射0.2mpa的高温水蒸气的水蒸气处理,得到了第2纤维聚集体。使高温水蒸气的喷射方向平行于第2纤维聚集体的厚度方向。对于蒸气喷射装置而言,使用了蒸气喷射喷嘴的孔径为0.3mm、喷嘴沿输送机的宽度方向以1mm间距排列成1列的蒸气喷射装置。上侧传送带与下侧传送带的间隔设为1.5mm。另外,对喷嘴进行设置,使其在输送带的背侧与传送带几乎接触。

(3)吸水性叠层体的制作

将上述(1)中制作的熔喷无纺布片材(第1纤维聚集体)卷起,与上述(2)中制作的第2纤维聚集体叠合,再载置于整体上具有细网眼的平坦的支撑体并连续地转移,同时喷射高压水流而进行交织处理。通过该交织处理,使构成2个无纺纤维聚集体的纤维交织并进行复合一体化而得到吸水性叠层体。在该交织处理中,使用3个沿网的宽度方向以0.6mm的间隔设置有孔径0.10mm的喷口的喷嘴(邻接的喷嘴的间隔为20cm),将从第1列喷嘴喷射的高压水流的水压设为3.0mpa,将从第2列喷嘴喷射的高压水流的水压设为5.0mpa,将从第3列喷嘴喷射的高压水流的水压设为10.0mpa。

<实施例13>

(1)形成第1纤维层的第1纤维聚集体的制作

制作由可乐丽股份有限公司制“sophista”(sophista1)构成的单位面积重量约50g/m2的半无规网。将该梳棉网载置于开口率25%、孔径0.3mm的冲压滚筒支撑体上,以速度5m/分在纵方向连续转移,同时从上方喷射高压水流,进行交织处理,制造了交织的无纺纤维聚集体(第1纤维聚集体、平均纤维径:11.00μm、微孔平均径:59.0μm、单位面积重量:52.3g/m2、厚度:0.61mm、表观密度:0.09g/cm3))。在该交织处理中,使用3个沿网的宽度方向以0.6mm的间隔设置有孔径10mm的喷口的喷嘴(邻接的喷嘴的间隔为20cm),将从第1列喷嘴喷射的高压水流的水压设为3.0mpa,将从第2列喷嘴喷射的高压水流的水压设为5.0mpa,将从第3列喷嘴喷射的高压水流的水压设为10.0mpa。

(2)形成第2纤维层的第2纤维聚集体的制作

制作由可乐丽股份有限公司制“sophista”(sophista2)构成的单位面积重量约100g/m2的半无规网。将该梳棉网转移至装备有50网眼、宽度500mm的不锈钢制环形网、且以相同速度在相同方向旋转的上侧传送带和下侧传送带之间。将网导入上侧传送带所具备的蒸气喷射装置,实施由该装置喷射0.2mpa的高温水蒸气的水蒸气处理,得到了第2纤维聚集体。使高温水蒸气的喷射方向平行于第2纤维聚集体的厚度方向。对于蒸气喷射装置而言,使用蒸气喷射喷嘴的孔径为0.3mm、喷嘴沿输送机的宽度方向以1mm间距排列成1列的蒸气喷射装置。上侧传送带与下侧传送带的间隔设为1.5mm。另外,对喷嘴进行设置,使其在输送带的背侧与传送带几乎接触。

(3)吸水性叠层体的制作

将上述(1)中制作的第1纤维聚集体卷起,与上述(2)中制作的第2纤维聚集体叠合,再载置于整体上具有细网眼的平坦的支撑体并连续转移,同时喷射高压水流而进行交织处理。通过该交织处理,使构成2个无纺纤维聚集体的纤维交织并复合一体化而得到了吸水性叠层体。在该交织处理中,使用3个沿网的宽度方向以0.6mm的间隔设置有孔径0.10mm的喷口的喷嘴(邻接的喷嘴的间隔为20cm),将从第1列喷嘴喷射的高压水流的水压设为3.0mpa,将从第2列喷嘴喷射的高压水流的水压设为5.0mpa,将从第3列喷嘴喷射的高压水流的水压设为10.0mpa。

<实施例14>

(1)形成第1纤维层的第1纤维聚集体的制作

用与实施例1的(1)相同的方法制作由聚酰胺类树脂(尼龙6)纤维构成的熔喷无纺布片(第1纤维聚集体)。

(2)形成第3纤维层的第3纤维聚集体的制作

用与实施例1的(2)相同的方法制作由sophista1构成的水流抱合无纺纤维聚集体的第3纤维聚集体。

(3)第1纤维聚集体与第3纤维聚集体的接合

用与实施例1的(3)相同的方法得到将第1纤维聚集体和第3纤维聚集体复合一体化而成的复合无纺布。

(4)形成第2纤维层的第2纤维聚集体的制作、及吸水性叠层体的制作

除了将上侧传送带与下侧传送带的间隔设为1.0mm以外,用与实施例的(4)同样的方法将第2纤维聚集体接合于复合无纺布,制作了吸水性叠层体。

<实施例15>

除了将上侧传送带与下侧传送带的间隔设为2.5mm以外,用与实施例的(4)同样的方法制作了吸水性叠层体。

<比较例1~3>

除了如表3所述设置第1~第3纤维层的材质、其它结构以外,与实施例1同样地制作了3层结构的吸水性叠层体。

<比较例4~7>

比较例4的无纺布是用于构成实施例1中记载的吸水性叠层体的第1纤维层的熔喷无纺布片本身。比较例5的无纺布是用于构成实施例1中记载的吸水性叠层体的第3纤维层的水刺无纺布本身。比较例6的无纺布是用于构成实施例1中记载的吸水性叠层体的第2纤维层的蒸汽喷射无纺布本身。另外,比较例7的无纺布是由层状叠层剖面分割纤维(关于详细情况,参照下述缩写符号的详细情况[k])形成的水刺无纺布,所述层状叠层剖面分割纤维由尼龙6和聚对苯二甲酸乙二醇酯形成。

表1

表2

表3

表1~3所示的缩写符号的详细情况如下所述。

[a]ny:作为聚酰胺类树脂的尼龙6

[b]evoh:乙烯-乙烯醇共聚物[乙烯含量:44摩尔%、皂化度:98.4%]

[c]sophista1:芯部为聚对苯二甲酸乙二醇酯、鞘部为乙烯-乙烯醇共聚物(乙烯含量:44摩尔%、皂化度:98.4%)的高熔点类型的芯鞘型复合人造短纤维[可乐丽股份有限公司制“sophista”、平均纤度:1.7dtex、平均纤维径:11μm、平均纤维长度:51mm、芯鞘质量比:50/50、圆形剖面、芯部径:8.9μm]

[d]sophista2:芯部为聚对苯二甲酸乙二醇酯、鞘部为乙烯-乙烯醇共聚物(乙烯含量:44摩尔%、皂化度:98.4%)的低熔点类型的芯鞘型复合人造短纤维[可乐丽股份有限公司制“sophista”、平均纤度:1.7dtex、平均纤维径:11μm、平均纤维长度:51mm、芯鞘质量比:50/50、圆形剖面、芯部径:8.9μm]

[e]sophista3:芯部为聚对苯二甲酸乙二醇酯、鞘部为乙烯-乙烯醇共聚物(乙烯含量:44摩尔%、皂化度:98.4%)的低熔点类型的芯鞘型复合人造短纤维[可乐丽股份有限公司制“sophista”、平均纤度:3.3dtex、平均纤维长度:51mm、芯鞘质量比:50/50、圆形剖面、芯部径:12.5μm]

[f]sophista4:芯部为聚丙烯、鞘部为乙烯-乙烯醇共聚物(乙烯含量:44摩尔%、皂化度:98.4%)的低熔点类型的芯鞘型复合人造短纤维[可乐丽股份有限公司制“sophista”、平均纤度:1.7dtex、平均纤维长度:51mm、芯鞘质量比:50/50、圆形剖面、芯部径:8.9μm]

[g]人造丝:人造丝(rayon)纤维[omikenshi公司制“hope”、平均纤维径:12μm、平均纤维长度:40mm]

[h]pet:聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维[东丽株式会社制造、平均纤维径:12μm、平均纤维长度:51mm]

[i]pp:聚丙烯树脂[mfr(230℃、2.16kg)=1100g/10分]

[j]pbt:聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂[mfr(235℃、2.16kg)=90g/10分]

[k]分割纤维:由尼龙6和聚对苯二甲酸乙二醇酯构成的层状叠层剖面分割纤维[可乐丽股份有限公司制“wramp”、3.8dtex、平均纤维径23.0μm、平均纤维长度51mm、尼龙6与聚对苯二甲酸乙二醇酯的质量比:33/67]、

[l]mb:熔喷法

[m]sl:水刺法

[n]sj:蒸汽喷射法

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