不織布およびその製造方法
【課題】耐突き刺し抵抗値や嵩高特性および耐通気度に優れた特徴を有しているので、ガラス工場等の防護不織布などに提供することを目的とする。
【解決手段】高機能性繊維を主成分とする目付が１００〜３０００ｇ／ｍ２の短繊維不織布であって、突き刺し抵抗値が１００〜１０００ｇ、圧縮率が１５〜５０％、通気性が０．１〜３０ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃであることを特徴とする不織布である。
【解決手段】高機能性繊維を主成分とする目付が１００〜３０００ｇ／ｍ２の短繊維不織布であって、突き刺し抵抗値が１００〜１０００ｇ、圧縮率が１５〜５０％、通気性が０．１〜３０ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃであることを特徴とする不織布である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は耐突き刺し性、嵩高性および耐通気度に優れた不織布およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製造工場においては危険を伴う作業も多い。例えば、ガラスや液晶などの製造工場では、ガラスの破片やエッジ部での突き刺しや切創などで手、首などに傷を負いやすい。そのため、より安全で安心して作業できる手袋や頭巾などの保護具が使用されているが、その目的から分厚い布帛や硬い布帛が用いられており、作業性や着用感には劣る。そのため、細かな作業に対応できたり着用感に優れたさらなる保護具の開発が望まれている。
【０００３】
例えば、特開２００７−１０７１３９号公報には、防護用布帛およびその製造方法が提案されている（特許文献１参照）。しかし、当該技術はマイクロフィラメント化することによりごわごわ感の低減を図ったものであって、布帛の積層枚数を増やすことにより厚地となるので作業性が低下しやすい。
【０００４】
また、特開２００７−３２１２６２号公報には、耐突き刺し抵抗性に優れソフト感および作業性に優れた防護用布帛およびその製造方法が提案されている（特許文献２参照）。しかし、当該技術は織編物の構成糸をマイクロフィラメント化してそのマイクロフィラメント同士を絡み合わせたものであって、多数の布帛を積層する必要があった。
【０００５】
また、特開２００６−２２４５４号公報には、耐切創性に優れた防護シートが提案されている（特許文献３参照）。当該技術は高弾性繊維を単に嵩高の不織布としただけであって、耐突き刺し性は低い問題がある。
【０００６】
また、特開２００５−１４４８８６号公報には、防刺素材としてアラミド系繊維で編まれた編地が提案されている（特許文献４参照）。しかし、当該技術は編地を複数枚重ねる必要があり、その結果、生地が厚くなり作業性は低下しやすい。
【０００７】
さらに、特開平６−３４２６０９号公報には、特定の熱収縮率を有するアラミド不織布が提案されている（特許文献５参照）。しかし、当該技術はプレス加工された薄葉紙であり、防護性能は有していない。
【０００８】
従って、従来技術では細かな作業に対応できたり、着用感に優れた防護用素材は提案されていない。
【特許文献１】特開２００７−１０７１３９号公報
【特許文献２】特開２００７−３２１２６２号公報
【特許文献３】特開２００６−２２４５４号公報
【特許文献４】特開２００５−１４４８８６号公報
【特許文献５】特開平６−３４２６０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、かかる従来技術の背景に鑑みてなされたものであり、耐突き刺し性と耐切創性に優れ、さらに嵩高性、耐通気性及び難燃性などを兼ね備えた不織布およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、かかる従来技術の問題点を解消するため、次の（１）〜（５）のいずれかの構成を特徴とするものである。
【００１１】
（１）高機能性繊維を主成分とする目付が１００〜３０００ｇ／ｍ２の短繊維不織布であって、突き刺し抵抗値が１００〜１０００ｇ、圧縮率が１５〜５０％、通気性が０．１〜３０ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃであることを特徴とする不織布。
【００１２】
（２）前記高機能性繊維がパラ系アラミド繊維からなることを特徴とする前記（１）に記載の不織布。
【００１３】
（３）前記短繊維不織布の表（おもて）面に位置する短繊維の一部または全部が扁平化されていることを特徴とする前記（１）または（２）に記載の不織布。
【００１４】
（４）前記短繊維不織布の表（おもて）面に位置する短繊維の繊維径が内層あるいは裏面に位置する短繊維の繊維径の１．３〜３．０倍であることを特徴とする前記（３）に記載の不織布。
【００１５】
（５）前記（１）〜（４）のずれかに記載の表面硬質不織布の製造方法であって、高機能性繊維を主成分とする短繊維不織布に、ロール温度が室温〜３００℃、ロール線圧力が１０〜１００ｋｇ／ｃｍにて片面または両面に加熱プレス加工することを特徴とする不織布の製造方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の不織布は、表面層が扁平断面の短繊維が隙間なく緻密に絡合していることから、細い鋭利な刃物、ミシン針、ガラス破片、釘などによる耐突き刺し抵抗値は高くなるので、防護性能は高くなる。
【００１７】
また、短繊維で緻密に覆われているので耐通気度が高く、例えば有害な気体や液体あるいは粉体、粉塵などの通気を抑制することができる。
【００１８】
さらに、内層は短繊維が粗く絡合しているために空隙が広く嵩高いので、断面方向の圧縮率、圧縮弾性率に優れ、柔らかいクッション性を有し、布帛表面は硬いが、裏面や内層部は柔らかく、作業性が高くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の不織布は、高機能性繊維を主成分とする目付が１００〜３０００ｇ／ｍ２の短繊維からなる不織布であって、突き刺し抵抗値が１００〜１０００ｇ、嵩高特性の圧縮率が１５〜５０％、空気の通気性が０．１〜３０ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃであることを特徴とする。
【００２０】
本発明の不織布は目付が１００〜３０００ｇ／ｍ２であることが必要である。短繊維不織布の目付が１００ｇ／ｍ２未満であると不織布が薄くなるので、耐突き刺し抵抗値や嵩高性が低く、防護用には不向きである。目付が１００〜１０００ｇ／ｍ２では、一般の防護用あるいは資材用として扱いやすく実用的である。目付が３０００ｇ／ｍ２を超える場合では土木・建築資材や海洋資材には適しているが、分厚くなりすぎたり重量がありすぎて防護用には不向きである。
【００２１】
本発明の不織布は突き刺し抵抗値は１００〜１０００ｇである。防護用としては突き刺し抵抗値が高い方が好ましいが、１０００ｇより高くなると表面はより硬質化され嵩高特性が低下するので、布帛の柔軟性が損なわれるので、５００ｇ〜９００ｇが最も好ましい範囲である。逆に、１００ｇ未満では防護用としては不充分である。
【００２２】
なお、本発明における突き刺し抵抗値は、次の方法で測定した値をいう。すなわち、試験装置を用いて、針が試料を突き刺さる時の抵抗値（ｇ）を測定する。中央部に幅１０ｍｍ長さ１８ｍｍのスリットを有する板状の試料支持板２枚の間に、しわ及びたるみが生じないように試料を挟んで固定し、また、針を試料に９０度（垂直）の角度で突き刺さるように固定し、針先を試料に１００ｍｍ／分の速度で押し付け、針が試料を突き刺ささるときの最大応力を測定し、ｎ＝５の平均値で示す。針は工業用ミシン針を使用する。
【００２３】
本発明の不織布は圧縮率が１５〜５０％である。嵩高特性を表す圧縮率が１５％未満であると、嵩高性は薄くペーパーライクとなりクッション性はなくなり、５０％を超えると、今度はふか付きやすくなるので扱いにくい。よって、１５〜５０％が好ましく、さらには１５％〜４０％が実用的により好ましい範囲である。
【００２４】
また、嵩高特性を表す指標として圧縮弾性率があるが、圧縮弾性率については高いほうが回復が良いので、４０％以上必要である。４０％未満では回復性能がしだいに損なわれるので好ましくない。一方、上限としては９０％である。
【００２５】
本発明の不織布は、表（おもて）面が扁平化された短繊維により緻密化されているので耐通気性が高く、通気性が３０ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃ以下である。一方、通気性を０．１ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃ未満とするには、不織布がフィルムのようになるので、０．１〜３０ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃの範囲が実用上好ましいが、さらには０．５〜１０ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃの範囲が好ましい。
なお、本発明における通気性は、ＪＩＳ Ｌ１９１３ ６．８ 通気性（フラジール法）に記載の方法における通気性をいう。
【００２６】
本発明の不織布は、高機能性繊維を主成分としてなる。前記高機能性繊維としては、例えば、アラミド繊維（全芳香族ポリアミド繊維）、全芳香族ポリエステル繊維(例えば株式会社クラレ製、「ベクトラン（登録商標）」)、ポリパラフェニレンベンゾビスオキザゾール繊維（例えば東洋紡株式会社製、「ザイロン（登録商標）」)、超高分子量ポリエチレン繊維（例えば東洋紡株式会社製、「ダイニーマ（登録商標）」)などが挙げられる。
【００２７】
なかでも、本発明の狙いとする扁平可能で緻密化が容易な、アラミド繊維が好ましい。アラミド繊維にはメタ系アラミド繊維とパラ系アラミド繊維とがある。メタ系アラミド繊維としては例えば、ポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維（デュポン社製、「ノーメックス（登録商標）」）などのメタ系全芳香族ポリアミド繊維が挙げられる。また、パラ系アラミド繊維としては例えば、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維（東レ・デュポン株式会社製、「ケブラー（登録商標）」）およびコポリパラフェニレン−３，４−ジフェニールエーテルテレフタルアミド繊維（帝人株式会社製、「テクノーラ（登録商標）」）などのパラ系全芳香族ポリアミド繊維が挙げられる。
本発明の不織布においては、高機能性繊維はパラ系アラミド繊維であることが好ましく、さらにはポリパラフェニレンテレフタルアミドであることがより好ましい。
【００２８】
また、高機能性繊維の１種類を単独で用いたものであってもよいし、素材や品種、繊維構成が異なる２種以上の高機能性繊維を混繊したものであっても構わない。
【００２９】
なお、上記高機能性繊維の他に、ポリフェニレンサルファイド繊維やフッ素系繊維などの繊維を高機能性繊維として用いることができる。
【００３０】
なお、本発明において「主成分」とは重量にして８０％以上をいい、その範囲を超えない限り、高機能性繊維以外の繊維を含んでいてもよい。
【００３１】
本発明の不織布を構成する高機能性繊維は短繊維であり、繊維長は２．５４〜１２．７ｃｍ（１〜５インチ）が好ましく適用される。２．５４ｃｍ未満では不織布を形成する場合、交絡されにくくなるのであまり好ましくない。また、１２．７ｃｍを超えると短繊維端が表面に目立つので好ましくない。
【００３２】
短繊維の単繊維繊度は０．１〜３．０ｄｔｅｘが好ましく適用される。短繊維は細い方が緻密化されやすいので単繊維繊度は小さい方が好ましく、短繊維はあらかじめフィブリル化されていてもかまわない。５．０ｄｔｅｘを超えると短繊維が太くなって緻密化されにくくなるので、あまり好ましくなくない。なお、本発明においては、均一の単繊維繊度の短繊維により短繊維不織布を構成し、加熱プレス加工（すなわち、表（おもて）面に位置する短繊維を扁平化する）ことが好ましいが、ある程度の繊度分布を有する短繊維不織布を用いてもかまわない。
【００３３】
本発明において、短繊維不織布の表（おもて）面に位置する短繊維は、その一部または全部が扁平化されている。一方、内層あるいは裏面に位置する短繊維は扁平化されていないか、扁平化の度合いは表（おもて）面に位置する短繊維よりも小さい。このような構成は、後述するように短繊維不織布をプレス加工することにより達成することができる。さらには、短繊維不織布の表（おもて）面に位置する短繊維径（ｄｌ）が、内層あるいは裏面に位置する短繊維径（ｄ２）の１．３〜３．０倍、すなわち、径比（ｄ１／ｄ２）が、１．３〜３．０であることが好ましい。
【００３４】
ここで、前記不織布の表（おもて）面に位置する短繊維の繊維径（ｄ１）は、走査型電子顕微鏡（通称ＳＥＭ）にて１００〜１０００倍に拡大して撮影した写真（不織布面に垂直な方向から撮影）を用いて、プレスした面の最表面に位置する短繊維の繊維径（ｄ１）を実測したもの（ｎ＝１０の平均値）である。また、内層に位置する短繊維の繊維径（ｄ２）とは、表層部の隙間から見える短繊維の繊維径（ｄ２）を（ｄ１）と同様にして実測したもの（ｎ＝１０の平均値）である。なお、内層に位置する短繊維の繊維径（ｄ２）は、隙間から見える短繊維に焦点を合わせて撮影して、測定する。ただし、表層の短繊維がつぶれて、隙間から短繊維が見えない場合は、断面をスライスした後、スライス面を若干はがし、スライスで傷が付いていないと思われる部分を撮影し、短繊維径を測定する。また、プレス加工が施されていない場合は裏面の表層に位置する短繊維の繊維径（ｄ２）を実測したものである。
【００３５】
表（おもて）面に位置する短繊維の繊維径（ｄ１）は大きいほど繊維が扁平化しているので、繊維径（ｄ１）が大きいほど短繊維間の隙間が少なくなる。隙間が少なくなるので、例えばミシン針などの細く鋭利な刃先が突き刺しにくくなり、耐突き刺し抵抗値が大きくなるのである。
内層あるいは裏面に位置する短繊維の繊維径（ｄ２）に対する表（おもて）面に位置する短繊維の繊維径（ｄ１）の比率（ｄ１／ｄ２）において、１．３未満では表（おもて）面に位置する短繊維の扁平化が少なく、隙間が粗く効果が小さく、３．０を超えると短繊維の扁平化が大き過ぎて、隙間は小さくなるものの、前記不織布の厚さが薄くなり嵩高特性が損なわれるので好ましくないのである。より好ましくは１．５〜２．５である。なお、表（おもて）面に位置する短繊維に太い繊維、内層あるいは裏面に位置する短繊維に細い繊維を用いても繊維径比率を１．３〜３．０にすることはできるが、このような構成では、上記のような効果は得られにくい。これは、例えば繊維断面が丸く扁平化されていないと針が突き刺さりにくく、表面を滑り貫通しやすくなるので効果は低くなるのである。よって、表（おもて）面に位置する短繊維が扁平化していることが必要である。
【００３６】
次に、本発明の不織布の製造方法について詳述する。
【００３７】
本発明の不織布の製造方法は、高機能性繊維を主成分とする短繊維不織布に、ロール温度が室温〜３００℃、ロール線圧力１０〜１００ｋｇ／ｃｍで、好ましくは搬送速度１ｍ／分〜３０ｍ／分で、片面または両面に加熱プレス加工する不織布の製造方法である。
【００３８】
まず、前記の単繊維繊度および繊維長の高機能性繊維を用いて、通常の方法にて短繊維不織布を製造する。例えば、ウエブをニードルパンチあるいはウオータージェットパンチなどにて絡合させたり、接着剤や熱加工にて不織布とすることができる。
【００３９】
しかし、接着剤や樹脂あるいは低融点繊維を混合すると布帛は硬化しやすく嵩高特性を損なう恐れがあるので留意する必要がある。軽度のニードルパンチやウオータージェットパンチによる不織布形成が望ましい。
【００４０】
次に、得られた短繊維不織布を加熱プレス加工する。
【００４１】
短繊維不織布の表（おもて）面に位置する短繊維の扁平化を図るためにプレス加工を施すが、プレス加工は加熱ロールや加熱平板プレスを用いたり、ペアーの硬質ロール加工装置が適している。なかでも、加熱ロールを用いることが好ましい。加熱ロールによる加工では、片側のロールのみを加熱したり、両側のロールを加熱したりして、片面加工や両面加工を行うことができる。表（おもて）面に位置する短繊維のみ扁平化するには片面加工が好ましい。特に片方を金属の加熱ロールとし、もう片方をペーパーロールで加熱プレス加工することが好ましい。ロール温度は高機能性繊維の種類にもよるが、例えばアラミド繊維であれば室温〜３００℃が好ましく、室温未満の温度では短繊維の扁平化は困難であり、３００℃超えると嵩高特性が損なわれるので好ましくない。ここで、室温とは加熱プレス加工を行う雰囲気の温度をいう。
【００４２】
加熱ロールによる加工のロール圧力は、線圧力として１０ｋｇ／ｃｍ〜１００ｋｇ／ｃｍの範囲が好まししい。１０ｋｇ／ｃｍ未満では短繊維の扁平化が弱く、１００ｋｇ／ｃｍを超えると嵩高特性が損なわれるので好ましくない。
【００４３】
なお、短繊維不織布の表（おもて）面に位置する短繊維の繊維径を扁平化して、内層あるいは裏面に位置する短繊維の繊維径の１．３〜３．０倍とするには、加熱プレスにおいて、プレス圧力あるいは加熱温度を高く、搬送速度を遅くすることによって達成できる。このようにすることによって、プレス面、すなわち、表（おもて）面の短繊維径を扁平化させることができるので、短繊維径の比を大きくすることができる。なお、プレス圧力や加熱温度を高くしすぎると、内層あるいは裏面に位置する短繊維も扁平化されてしまうので注意が必要である。また、用いる短繊維不織布の厚さは、大きい方が片面の短繊維のみを扁平化させやすい。
【００４４】
なお、目付の大きな１０００〜３０００ｇ／ｍ２の範囲では用途によっては、線圧力は１００〜２００ｋｇ／ｃｍ、温度３００〜４００℃の特殊な高圧・高温条件で実施することも可能である。
本発明の不織布の製造方法について、用いる高機能性繊維の短繊維は、アラミド繊維が好ましいが、例えば３００℃の高温乾熱収縮率において、０％〜０．０１％の範囲にある温度による収縮変化が生じないポリパラフェニレンテレフタルアミドが特に優れている。
【実施例】
【００４５】
［測定方法］
（１）目付（ｇ／ｍ２）
ＪＩＳ Ｌ １９１３ ６．２（単位面積当たりの質量）に基づき、５００００ｍｍ２の試験片を３枚採取し、標準状態におけるそれぞれの質量（ｇ）を量り、その平均値を１ｍ２当たりの質量（ｇ／ｍ２）で表した。
【００４６】
（２）突き刺し抵抗値（Ｎ）
オートグラフＳＤ−１００装置（島津製作所製）を用いて、針が試料を突き刺さる時の抵抗値（ｇ）を測定した。試料の固定は、次の治具を使用し測定した。中央部に幅１０ｍｍ長さ１８ｍｍのスリットを有する板状の試料支持板２枚の間に、しわ及びたるみが生じないように試料を挟んで固定し、針を試料に９０度（垂直）の角度で突き刺さるように固定し、針先を試料に１００ｍｍ／分の速度で押し付け、針が試料を突き刺ささるときの最大応力を測定し、ｎ＝５の平均値で示した。針は工業用ミシン針（＃１１ オルガン針社製）を使用した。
【００４７】
（３）圧縮率（％）、圧縮弾性率（％）
ＪＩＳ Ｌ１０１８ ８．１９（圧縮率及び圧縮弾性率）に準じて測定した。
【００４８】
約５ｃｍ×５ｃｍの小片を５枚採取し、圧縮弾性試験機を用いて、７ｇ／ｃｍ２当たりの圧力下における厚さＴを測定した。さらに３００ｇ／ｃｍ２当たりの圧力下における厚さＴoを測定する。１分放置後、再び７ｇ／ｃｍ２当たりの圧力下における厚さＴ１を測定した。
圧縮率（％）＝｛（Ｔ−Ｔo）／Ｔ｝×１００
により、５枚測定を行い平均値を算出した。また、
圧縮弾性率（％）＝｛（Ｔ１−Ｔo）／（Ｔ―Ｔo）｝×１００
により、５枚測定を行い平均値を算出した。
【００４９】
（４）通気性(ｃｍ３／ｃｍ２／ｓ)
ＪＩＳ Ｌ１９１３ ６．８（通気性（フラジール形法））に準じて測定した。すなわち、試料から２０ｃｍ×２０ｃｍの試験片を５枚採取し、フラジール形試験機を用いて、円筒の一端（吸気側）に試験片を取り付けた。試験片の取り付けに際し、円筒の内径と同一の内径を有する平面状ゴム製リングパッキン（厚さ１ｍｍ）を円筒の試験片取り付け側に設置し、その上に試験片を置き試験片上から吸気部分を塞がないように均等に約９８Ｎ（１０ｋｇｆ）の荷重を加え試験片の取り付け部におけるエアーの漏れを防止した。試験片を取り付けた後、加減抵抗器によって傾斜形気圧計が１２５Ｐａの圧力を示すように吸込みファンを調整し、そのときの垂直形気圧計の示す圧力と、使用した空気孔の種類とから、試験機に付属の表によって試験片を通過する空気量を求め、５枚の試験片についての平均値を算出した。
【００５０】
（５）短繊維の繊維径
走査型電子顕微鏡（通称ＳＥＭ）にて１００〜１０００倍に拡大して撮影した写真を用いて、表層に位置する無作為に選出した１０箇所のフィブリル化した繊維を除く幹短繊維の直径を実測し、平均値（ｄ１）を算出した。
内層に位置する短繊維径とは、表層部の隙間から見える無作為に選出した１０箇所のフィブリル化した繊維を除く幹短繊維径を実測し、平均値（ｄ２）を算出する。あるいは、裏面に位置する無作為に選出した１０箇所の短繊維径を実測し、平均値（ｄ２）を算出した。
【００５１】
（６）厚さ（ｍｍ）
ＪＩＳ Ｌ１９１３ ６．１（厚さ（Ａ法））に基づき、２０ｃｍ×２０ｃｍの試験片を３枚採取し、ＮＡＫＡＹＡＭＡ ＥＲＥＣＴＯＲＩＣ ＩＮＤ Ｌｔｄ．製の圧縮弾性率測定機を用いて、０．５ｋＰａの加圧下で１０秒後における各試験片の厚さを１０箇所測り、その平均値を厚さ（ｍｍ）で表した。
【００５２】
（７）密度（ｇ／ｃｍ３）
前記（１）の目付と（６）の厚さのデータを用いて、 密度（ｇ／ｃｍ３）＝目付（ｇ／ｍ２）／厚さ（ｍｍ）×１（ｍ２）にて算出する。
【００５３】
（８）乾熱収縮率（％）
試料をタテ１０ｃｍ×ヨコ１０ｃｍの正方形に切断し採取した。温度が３００℃の乾燥機内に入れ１０分間放置し、取り出し室温まで冷却した後、タテ、ヨコの寸法を実測し、ヨコＬ１、タテＬ２とした。
（ヨコ）乾熱収縮率＝｛（１０−Ｌ１）／１０｝×１００
（タテ）乾熱収縮率＝｛（１０−Ｌ２）／１０｝×１００
にて、Ｎ＝４の平均値を算出した。
【００５４】
（９）切創抵抗値（Ｎ）
ＪＩＳ Ｔ８０５２（ＩＳＯ１３９９７）に準じて測定した。
【００５５】
すなわち、ＲＩＧ社（カナダ）型式ＴＤＭ−１００の耐切創試験機を用いて、布帛の４５度方向に１０ｃｍ×４ｃｍの小片を採取する。鋭利な刃物を押し当て、１分間２０ｃｍの速度で移動させる。押し圧力を変更し布帛が切断された圧力と切断長の関係から、切断長２０ｍｍにおける圧力ＡＮを算出した。ｎ数５回の平均値を採用した。
【００５６】
［実施例１］
（高機能性繊維）
高機能性繊維として繊度が１．６４ｄｔｅｘ、繊維長さ５．０８ｃｍのポリパラフェニレンテレフタルアミド（東レ・デユポン株式会社製「ケブラー（登録商標）」）短繊維ファイバーを用いた。
【００５７】
（ウエブ加工）
カード機によりウエブを製造し積層したシートを得た。
【００５８】
（ニードルパンチ加工工程）
上記シートに、下記条件でニードルパンチ加工を施し短繊維不織布を得た。
【００５９】
（ニードルパンチ加工条件）
ニードルパンチ：上針間欠型装置（有限会社大和機工製）
ニードル種類 ：９バーブニードル（オルガン社製 ＦＰＤ−１）
ニードル間隔 ：１０ｍｍ間隔１列に幅方向８０針、長さ方向に４０列
パンチング回数 ：１分間に１００回
シート移動速度 ：１分間に１．２ｍ
該短繊維をカード機に通過させてウエブを形成し、このウエブにニードルパンチを施し短繊維を絡合させて、目付１０９ｇ／ｍ２の不織布を製造した。
【００６０】
（プレス加工）
プレス加工装置として、油圧式３本カレンダー（由利ロール株式会社製、型式：Ｈ３ＣＭ、ＮｏＭ−１７３８）設備を用いた。
【００６１】
直径が約２２ｃｍの金属加熱ロールと直径が約３０ｃｍのペーパーロール、長さ６０ｃｍの一対のロールの間に前記短繊維不織布を表１に示した搬送速度およびロール圧力にて通過させ処理した。
【００６２】
［実施例２、３、４］
実施例２を主体に詳細に説明するが、実施例３、４はニードルパンチ後の不織布の目付がそれぞれ１１１０ｇ、２９１１ｇになるよう短繊維ファイバー量を変更し実施したものであり、その他は実施例２と同条件にて製造し、物性を測定した。
【００６３】
（高機能性繊維）
高機能性繊維として繊度が１．６４ｄｔｅｘ、繊維長さ５．０８ｃｍのポリパラフェニレンテレフタルアミド（東レ・デユポン株式会社製「ケブラー（登録商標）」）短繊維ファイバーを用いた。
【００６４】
（ウエブ加工）
カード機によりウエブを製造し積層したシートを得た。
【００６５】
（ニードルパンチ加工工程）
上記シートに、下記条件でニードルパンチ加工を施し、目付が３０５ｇ／ｍ２、の短繊維不織布を得た。
【００６６】
（ニードルパンチ加工条件）
有限会社大和機工製：上針間欠型装置
ニードル種類 ：９バーブニードル（オルガン社製 ＦＰＤ−１）
ニードル間隔 ：１０ｍｍ間隔１列に幅方向８０針、長さ方向に４０列
パンチング回数 ：１分間に２００回
シート移動速度 ：１分間に１．２ｍ
該短繊維をカード機に通過させてウエブを形成し、このウエブにニードルパンチを施し短繊維を絡合させて、目付３１２ｇ／ｍ２の不織布を製造した。
【００６７】
（プレス加工）
プレス加工装置として、油圧式３本カレンダー（由利ロール株式会社製、型式：Ｈ３ＣＭ、ＮｏＭ−１７３８）設備を用いた。
【００６８】
直径が約２２ｃｍの金属加熱ロールと直径が約３０ｃｍのペーパーロール、長さ６０ｃｍの一対のロールの間に前記短繊維不織布を表１に示した搬送速度およびロール圧力にて通過させ処理した。
【００６９】
［実施例５、６、７、８］
実施例２の条件をを基本とし、プレス加工の加熱温度条件変更（実施例５、６）、または、プレス線圧を変更（実施例７、８）した。
【００７０】
（高機能性繊維）
実施例２と同一。
【００７１】
（ウエブ加工）
実施例２と同一。
【００７２】
（ニードルパンチ加工工程）
実施例２と同一。
【００７３】
（プレス加工）
プレス加工装置として、実施例２と同様の油圧式３本カレンダー（由利ロール株式会社製、型式：Ｈ３ＣＭ、ＮｏＭ−１７３８）設備を用いた。
【００７４】
直径が約２２ｃｍの金属加熱ロールと直径が約３０ｃｍのペーパーロール、長さ６０ｃｍの一対のロールの間に前記短繊維不織布を表２に示したプレス加工条件にて通過させた。
【００７５】
［比較例１］
比較例１として、低目付の場合を示した。
【００７６】
（高機能性繊維）
高機能性繊維として繊度が１．６４ｄｔｅｘ、繊維長さ５．０８ｃｍのポリパラフェニレンテレフタルアミド（東レ・デユポン株式会社製「ケブラー（登録商標）」）短繊維ファイバーを用いた。
【００７７】
（ウエブ加工）
カード機によりウエブを製造し積層したシートを得た。
【００７８】
（ニードルパンチ加工工程）
上記シートに、下記条件でニードルパンチ加工を施し、目付が６７．８ｇ／ｍ２、の不織布を得た。
【００７９】
（ニードルパンチ加工条件）
有限会社大和機工製：上針間欠型装置
ニードル種類 ：９バーブニードル（オルガン社製 ＦＰＤ−１）
ニードル間隔 ：１０ｍｍ間隔１列に幅方向８０針、長さ方向に４０列
パンチング回数 ：１分間に５０回
シート移動速度 ：１分間に０．５ｍ
該短繊維をカード機に低速で通過させてウエブを形成し、このウエブに低回転数のニードルパンチを施し短繊維を絡合させて、目付７０．０ｇ／ｍ２の不織布を製造した。
【００８０】
（プレス加工）
プレス加工装置として、油圧式３本カレンダー（由利ロール株式会社製、型式：Ｈ３ＣＭ、ＮｏＭ−１７３８）設備を用いた。
【００８１】
直径が約２２ｃｍの金属加熱ロールと直径が約３０ｃｍのペーパーロール、長さ６０ｃｍの一対のロールの間に前記不織布を表１に示した搬送速度およびロール圧力にて通過させ処理した。
【００８２】
［比較例２］
比較例２として、プレス加工を施さない場合を示した。
【００８３】
（高機能性繊維）
実施例２と同一。
【００８４】
（ウエブ加工）
実施例２と同一。
【００８５】
（ニードルパンチ加工工程）
実施例２と同一。
【００８６】
［比較例３］
比較例３として、高温・高圧プレス加工を施した場合を示した。
【００８７】
（高機能性繊維）
実施例２と同一。
【００８８】
（ウエブ加工）
実施例２と同一。
【００８９】
（ニードルパンチ加工工程）
実施例２と同一。
【００９０】
（プレス加工）
プレス加工装置として、油圧式３本カレンダー（由利ロール株式会社製、型式：Ｈ３ＣＭ、ＮｏＭ−１７３８）設備を用いた。
【００９１】
直径が約２２ｃｍの金属加熱ロールと直径が約３０ｃｍのペーパーロール、長さ６０ｃｍの一対のロールの間に前記短繊維不織布を表２の比較例３に示した搬送速度およびロール圧力にて通過させ処理した。
【００９２】
［比較例４］
比較例４として、高目付の場合を示した。
【００９３】
（高機能性繊維）
実施例２と同一。
【００９４】
（ウエブ加工）
実施例２と同一。
【００９５】
（ニードルパンチ加工工程）。
【００９６】
ニードルパンチ後の目付が３１５０ｇ／ｍ２の不織布を得た。
【００９７】
（プレス加工）
プレス加工装置として、油圧式３本カレンダー（由利ロール株式会社製、型式：Ｈ３ＣＭ、ＮｏＭ−１７３８）設備を用いた。
【００９８】
直径が約２２ｃｍの金属加熱ロールと直径が約３０ｃｍのペーパーロール、長さ６０ｃｍの一対のロールの間に前記短繊維不織布を表２の比較例４に示した搬送速度およびロール圧力にて通過させ処理した。
【００９９】
［評価結果］
実施例１、２、３、４で得られた表面硬質不織布と比較例１で得られた薄葉状不織布に対して、前記の方法により諸特性を測定し、表１各物性を示した。
【０１００】
実施例は比較例に比べて突き刺し抵抗値、圧縮率、圧縮弾性率は極めて高く、さらに、耐通気度が優れている。これは、不織布の目付が大きく嵩高いので、不織布の表面のみが硬質化され、内層に嵩高性能を保持しているためである。また、比較例は目付が極度に小さく、嵩高性能はなく薄葉状の布帛であった。
【０１０１】
実施例５、６、７、８は加熱プレス条件を変更したものであるが、加熱温度が低いと突き刺し抵抗値が低く、高いと嵩高特性は下がる。また、プレス圧力が低いと突き刺し抵抗値が低く、高いと嵩高特性は下がり、加熱温度と同様の傾向になる。
【０１０２】
【表１】
【０１０３】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】実施例２の表面の表層部を、走査型電子顕微鏡（通称ＳＥＭ）にて３００倍に拡大して撮影した写真である。本発明の表（おもて）面表層部であって加熱プレス加工した部分であり、その短繊維径は図２の短繊維径に比べてやや太く、さらに、短繊維が交錯した部分の繊維径はさらに太くなっている。また、太くなった短繊維が交絡しているので表面は裏面に比べて短繊維間の隙間が狭く緻密化された構造である。
【図２】実施例２の裏面の表層部を、走査型電子顕微鏡（通称ＳＥＭ）にて３００倍に拡大して撮影した写真である。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明の不織布は、前記したように耐突き刺し抵抗値や耐通気度特性が高いことや、裏面や内層部は嵩高特性に優れていることから、ガラス工場などの作業手袋、帽子や前掛けなどに用いられる。
【０１０６】
ガラス工場以外では、溶接の火花や金属加工片の飛散防護、釘・ミシン針工場などのテキスタイル防護布帛や、旅行カバン、荷物運搬ケース、敷物のクッション、スペーサー、濾材、電池セパレータなどの資材用途に最適な材料である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は耐突き刺し性、嵩高性および耐通気度に優れた不織布およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製造工場においては危険を伴う作業も多い。例えば、ガラスや液晶などの製造工場では、ガラスの破片やエッジ部での突き刺しや切創などで手、首などに傷を負いやすい。そのため、より安全で安心して作業できる手袋や頭巾などの保護具が使用されているが、その目的から分厚い布帛や硬い布帛が用いられており、作業性や着用感には劣る。そのため、細かな作業に対応できたり着用感に優れたさらなる保護具の開発が望まれている。
【０００３】
例えば、特開２００７−１０７１３９号公報には、防護用布帛およびその製造方法が提案されている（特許文献１参照）。しかし、当該技術はマイクロフィラメント化することによりごわごわ感の低減を図ったものであって、布帛の積層枚数を増やすことにより厚地となるので作業性が低下しやすい。
【０００４】
また、特開２００７−３２１２６２号公報には、耐突き刺し抵抗性に優れソフト感および作業性に優れた防護用布帛およびその製造方法が提案されている（特許文献２参照）。しかし、当該技術は織編物の構成糸をマイクロフィラメント化してそのマイクロフィラメント同士を絡み合わせたものであって、多数の布帛を積層する必要があった。
【０００５】
また、特開２００６−２２４５４号公報には、耐切創性に優れた防護シートが提案されている（特許文献３参照）。当該技術は高弾性繊維を単に嵩高の不織布としただけであって、耐突き刺し性は低い問題がある。
【０００６】
また、特開２００５−１４４８８６号公報には、防刺素材としてアラミド系繊維で編まれた編地が提案されている（特許文献４参照）。しかし、当該技術は編地を複数枚重ねる必要があり、その結果、生地が厚くなり作業性は低下しやすい。
【０００７】
さらに、特開平６−３４２６０９号公報には、特定の熱収縮率を有するアラミド不織布が提案されている（特許文献５参照）。しかし、当該技術はプレス加工された薄葉紙であり、防護性能は有していない。
【０００８】
従って、従来技術では細かな作業に対応できたり、着用感に優れた防護用素材は提案されていない。
【特許文献１】特開２００７−１０７１３９号公報
【特許文献２】特開２００７−３２１２６２号公報
【特許文献３】特開２００６−２２４５４号公報
【特許文献４】特開２００５−１４４８８６号公報
【特許文献５】特開平６−３４２６０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、かかる従来技術の背景に鑑みてなされたものであり、耐突き刺し性と耐切創性に優れ、さらに嵩高性、耐通気性及び難燃性などを兼ね備えた不織布およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、かかる従来技術の問題点を解消するため、次の（１）〜（５）のいずれかの構成を特徴とするものである。
【００１１】
（１）高機能性繊維を主成分とする目付が１００〜３０００ｇ／ｍ２の短繊維不織布であって、突き刺し抵抗値が１００〜１０００ｇ、圧縮率が１５〜５０％、通気性が０．１〜３０ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃであることを特徴とする不織布。
【００１２】
（２）前記高機能性繊維がパラ系アラミド繊維からなることを特徴とする前記（１）に記載の不織布。
【００１３】
（３）前記短繊維不織布の表（おもて）面に位置する短繊維の一部または全部が扁平化されていることを特徴とする前記（１）または（２）に記載の不織布。
【００１４】
（４）前記短繊維不織布の表（おもて）面に位置する短繊維の繊維径が内層あるいは裏面に位置する短繊維の繊維径の１．３〜３．０倍であることを特徴とする前記（３）に記載の不織布。
【００１５】
（５）前記（１）〜（４）のずれかに記載の表面硬質不織布の製造方法であって、高機能性繊維を主成分とする短繊維不織布に、ロール温度が室温〜３００℃、ロール線圧力が１０〜１００ｋｇ／ｃｍにて片面または両面に加熱プレス加工することを特徴とする不織布の製造方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の不織布は、表面層が扁平断面の短繊維が隙間なく緻密に絡合していることから、細い鋭利な刃物、ミシン針、ガラス破片、釘などによる耐突き刺し抵抗値は高くなるので、防護性能は高くなる。
【００１７】
また、短繊維で緻密に覆われているので耐通気度が高く、例えば有害な気体や液体あるいは粉体、粉塵などの通気を抑制することができる。
【００１８】
さらに、内層は短繊維が粗く絡合しているために空隙が広く嵩高いので、断面方向の圧縮率、圧縮弾性率に優れ、柔らかいクッション性を有し、布帛表面は硬いが、裏面や内層部は柔らかく、作業性が高くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の不織布は、高機能性繊維を主成分とする目付が１００〜３０００ｇ／ｍ２の短繊維からなる不織布であって、突き刺し抵抗値が１００〜１０００ｇ、嵩高特性の圧縮率が１５〜５０％、空気の通気性が０．１〜３０ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃであることを特徴とする。
【００２０】
本発明の不織布は目付が１００〜３０００ｇ／ｍ２であることが必要である。短繊維不織布の目付が１００ｇ／ｍ２未満であると不織布が薄くなるので、耐突き刺し抵抗値や嵩高性が低く、防護用には不向きである。目付が１００〜１０００ｇ／ｍ２では、一般の防護用あるいは資材用として扱いやすく実用的である。目付が３０００ｇ／ｍ２を超える場合では土木・建築資材や海洋資材には適しているが、分厚くなりすぎたり重量がありすぎて防護用には不向きである。
【００２１】
本発明の不織布は突き刺し抵抗値は１００〜１０００ｇである。防護用としては突き刺し抵抗値が高い方が好ましいが、１０００ｇより高くなると表面はより硬質化され嵩高特性が低下するので、布帛の柔軟性が損なわれるので、５００ｇ〜９００ｇが最も好ましい範囲である。逆に、１００ｇ未満では防護用としては不充分である。
【００２２】
なお、本発明における突き刺し抵抗値は、次の方法で測定した値をいう。すなわち、試験装置を用いて、針が試料を突き刺さる時の抵抗値（ｇ）を測定する。中央部に幅１０ｍｍ長さ１８ｍｍのスリットを有する板状の試料支持板２枚の間に、しわ及びたるみが生じないように試料を挟んで固定し、また、針を試料に９０度（垂直）の角度で突き刺さるように固定し、針先を試料に１００ｍｍ／分の速度で押し付け、針が試料を突き刺ささるときの最大応力を測定し、ｎ＝５の平均値で示す。針は工業用ミシン針を使用する。
【００２３】
本発明の不織布は圧縮率が１５〜５０％である。嵩高特性を表す圧縮率が１５％未満であると、嵩高性は薄くペーパーライクとなりクッション性はなくなり、５０％を超えると、今度はふか付きやすくなるので扱いにくい。よって、１５〜５０％が好ましく、さらには１５％〜４０％が実用的により好ましい範囲である。
【００２４】
また、嵩高特性を表す指標として圧縮弾性率があるが、圧縮弾性率については高いほうが回復が良いので、４０％以上必要である。４０％未満では回復性能がしだいに損なわれるので好ましくない。一方、上限としては９０％である。
【００２５】
本発明の不織布は、表（おもて）面が扁平化された短繊維により緻密化されているので耐通気性が高く、通気性が３０ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃ以下である。一方、通気性を０．１ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃ未満とするには、不織布がフィルムのようになるので、０．１〜３０ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃの範囲が実用上好ましいが、さらには０．５〜１０ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃの範囲が好ましい。
なお、本発明における通気性は、ＪＩＳ Ｌ１９１３ ６．８ 通気性（フラジール法）に記載の方法における通気性をいう。
【００２６】
本発明の不織布は、高機能性繊維を主成分としてなる。前記高機能性繊維としては、例えば、アラミド繊維（全芳香族ポリアミド繊維）、全芳香族ポリエステル繊維(例えば株式会社クラレ製、「ベクトラン（登録商標）」)、ポリパラフェニレンベンゾビスオキザゾール繊維（例えば東洋紡株式会社製、「ザイロン（登録商標）」)、超高分子量ポリエチレン繊維（例えば東洋紡株式会社製、「ダイニーマ（登録商標）」)などが挙げられる。
【００２７】
なかでも、本発明の狙いとする扁平可能で緻密化が容易な、アラミド繊維が好ましい。アラミド繊維にはメタ系アラミド繊維とパラ系アラミド繊維とがある。メタ系アラミド繊維としては例えば、ポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維（デュポン社製、「ノーメックス（登録商標）」）などのメタ系全芳香族ポリアミド繊維が挙げられる。また、パラ系アラミド繊維としては例えば、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維（東レ・デュポン株式会社製、「ケブラー（登録商標）」）およびコポリパラフェニレン−３，４−ジフェニールエーテルテレフタルアミド繊維（帝人株式会社製、「テクノーラ（登録商標）」）などのパラ系全芳香族ポリアミド繊維が挙げられる。
本発明の不織布においては、高機能性繊維はパラ系アラミド繊維であることが好ましく、さらにはポリパラフェニレンテレフタルアミドであることがより好ましい。
【００２８】
また、高機能性繊維の１種類を単独で用いたものであってもよいし、素材や品種、繊維構成が異なる２種以上の高機能性繊維を混繊したものであっても構わない。
【００２９】
なお、上記高機能性繊維の他に、ポリフェニレンサルファイド繊維やフッ素系繊維などの繊維を高機能性繊維として用いることができる。
【００３０】
なお、本発明において「主成分」とは重量にして８０％以上をいい、その範囲を超えない限り、高機能性繊維以外の繊維を含んでいてもよい。
【００３１】
本発明の不織布を構成する高機能性繊維は短繊維であり、繊維長は２．５４〜１２．７ｃｍ（１〜５インチ）が好ましく適用される。２．５４ｃｍ未満では不織布を形成する場合、交絡されにくくなるのであまり好ましくない。また、１２．７ｃｍを超えると短繊維端が表面に目立つので好ましくない。
【００３２】
短繊維の単繊維繊度は０．１〜３．０ｄｔｅｘが好ましく適用される。短繊維は細い方が緻密化されやすいので単繊維繊度は小さい方が好ましく、短繊維はあらかじめフィブリル化されていてもかまわない。５．０ｄｔｅｘを超えると短繊維が太くなって緻密化されにくくなるので、あまり好ましくなくない。なお、本発明においては、均一の単繊維繊度の短繊維により短繊維不織布を構成し、加熱プレス加工（すなわち、表（おもて）面に位置する短繊維を扁平化する）ことが好ましいが、ある程度の繊度分布を有する短繊維不織布を用いてもかまわない。
【００３３】
本発明において、短繊維不織布の表（おもて）面に位置する短繊維は、その一部または全部が扁平化されている。一方、内層あるいは裏面に位置する短繊維は扁平化されていないか、扁平化の度合いは表（おもて）面に位置する短繊維よりも小さい。このような構成は、後述するように短繊維不織布をプレス加工することにより達成することができる。さらには、短繊維不織布の表（おもて）面に位置する短繊維径（ｄｌ）が、内層あるいは裏面に位置する短繊維径（ｄ２）の１．３〜３．０倍、すなわち、径比（ｄ１／ｄ２）が、１．３〜３．０であることが好ましい。
【００３４】
ここで、前記不織布の表（おもて）面に位置する短繊維の繊維径（ｄ１）は、走査型電子顕微鏡（通称ＳＥＭ）にて１００〜１０００倍に拡大して撮影した写真（不織布面に垂直な方向から撮影）を用いて、プレスした面の最表面に位置する短繊維の繊維径（ｄ１）を実測したもの（ｎ＝１０の平均値）である。また、内層に位置する短繊維の繊維径（ｄ２）とは、表層部の隙間から見える短繊維の繊維径（ｄ２）を（ｄ１）と同様にして実測したもの（ｎ＝１０の平均値）である。なお、内層に位置する短繊維の繊維径（ｄ２）は、隙間から見える短繊維に焦点を合わせて撮影して、測定する。ただし、表層の短繊維がつぶれて、隙間から短繊維が見えない場合は、断面をスライスした後、スライス面を若干はがし、スライスで傷が付いていないと思われる部分を撮影し、短繊維径を測定する。また、プレス加工が施されていない場合は裏面の表層に位置する短繊維の繊維径（ｄ２）を実測したものである。
【００３５】
表（おもて）面に位置する短繊維の繊維径（ｄ１）は大きいほど繊維が扁平化しているので、繊維径（ｄ１）が大きいほど短繊維間の隙間が少なくなる。隙間が少なくなるので、例えばミシン針などの細く鋭利な刃先が突き刺しにくくなり、耐突き刺し抵抗値が大きくなるのである。
内層あるいは裏面に位置する短繊維の繊維径（ｄ２）に対する表（おもて）面に位置する短繊維の繊維径（ｄ１）の比率（ｄ１／ｄ２）において、１．３未満では表（おもて）面に位置する短繊維の扁平化が少なく、隙間が粗く効果が小さく、３．０を超えると短繊維の扁平化が大き過ぎて、隙間は小さくなるものの、前記不織布の厚さが薄くなり嵩高特性が損なわれるので好ましくないのである。より好ましくは１．５〜２．５である。なお、表（おもて）面に位置する短繊維に太い繊維、内層あるいは裏面に位置する短繊維に細い繊維を用いても繊維径比率を１．３〜３．０にすることはできるが、このような構成では、上記のような効果は得られにくい。これは、例えば繊維断面が丸く扁平化されていないと針が突き刺さりにくく、表面を滑り貫通しやすくなるので効果は低くなるのである。よって、表（おもて）面に位置する短繊維が扁平化していることが必要である。
【００３６】
次に、本発明の不織布の製造方法について詳述する。
【００３７】
本発明の不織布の製造方法は、高機能性繊維を主成分とする短繊維不織布に、ロール温度が室温〜３００℃、ロール線圧力１０〜１００ｋｇ／ｃｍで、好ましくは搬送速度１ｍ／分〜３０ｍ／分で、片面または両面に加熱プレス加工する不織布の製造方法である。
【００３８】
まず、前記の単繊維繊度および繊維長の高機能性繊維を用いて、通常の方法にて短繊維不織布を製造する。例えば、ウエブをニードルパンチあるいはウオータージェットパンチなどにて絡合させたり、接着剤や熱加工にて不織布とすることができる。
【００３９】
しかし、接着剤や樹脂あるいは低融点繊維を混合すると布帛は硬化しやすく嵩高特性を損なう恐れがあるので留意する必要がある。軽度のニードルパンチやウオータージェットパンチによる不織布形成が望ましい。
【００４０】
次に、得られた短繊維不織布を加熱プレス加工する。
【００４１】
短繊維不織布の表（おもて）面に位置する短繊維の扁平化を図るためにプレス加工を施すが、プレス加工は加熱ロールや加熱平板プレスを用いたり、ペアーの硬質ロール加工装置が適している。なかでも、加熱ロールを用いることが好ましい。加熱ロールによる加工では、片側のロールのみを加熱したり、両側のロールを加熱したりして、片面加工や両面加工を行うことができる。表（おもて）面に位置する短繊維のみ扁平化するには片面加工が好ましい。特に片方を金属の加熱ロールとし、もう片方をペーパーロールで加熱プレス加工することが好ましい。ロール温度は高機能性繊維の種類にもよるが、例えばアラミド繊維であれば室温〜３００℃が好ましく、室温未満の温度では短繊維の扁平化は困難であり、３００℃超えると嵩高特性が損なわれるので好ましくない。ここで、室温とは加熱プレス加工を行う雰囲気の温度をいう。
【００４２】
加熱ロールによる加工のロール圧力は、線圧力として１０ｋｇ／ｃｍ〜１００ｋｇ／ｃｍの範囲が好まししい。１０ｋｇ／ｃｍ未満では短繊維の扁平化が弱く、１００ｋｇ／ｃｍを超えると嵩高特性が損なわれるので好ましくない。
【００４３】
なお、短繊維不織布の表（おもて）面に位置する短繊維の繊維径を扁平化して、内層あるいは裏面に位置する短繊維の繊維径の１．３〜３．０倍とするには、加熱プレスにおいて、プレス圧力あるいは加熱温度を高く、搬送速度を遅くすることによって達成できる。このようにすることによって、プレス面、すなわち、表（おもて）面の短繊維径を扁平化させることができるので、短繊維径の比を大きくすることができる。なお、プレス圧力や加熱温度を高くしすぎると、内層あるいは裏面に位置する短繊維も扁平化されてしまうので注意が必要である。また、用いる短繊維不織布の厚さは、大きい方が片面の短繊維のみを扁平化させやすい。
【００４４】
なお、目付の大きな１０００〜３０００ｇ／ｍ２の範囲では用途によっては、線圧力は１００〜２００ｋｇ／ｃｍ、温度３００〜４００℃の特殊な高圧・高温条件で実施することも可能である。
本発明の不織布の製造方法について、用いる高機能性繊維の短繊維は、アラミド繊維が好ましいが、例えば３００℃の高温乾熱収縮率において、０％〜０．０１％の範囲にある温度による収縮変化が生じないポリパラフェニレンテレフタルアミドが特に優れている。
【実施例】
【００４５】
［測定方法］
（１）目付（ｇ／ｍ２）
ＪＩＳ Ｌ １９１３ ６．２（単位面積当たりの質量）に基づき、５００００ｍｍ２の試験片を３枚採取し、標準状態におけるそれぞれの質量（ｇ）を量り、その平均値を１ｍ２当たりの質量（ｇ／ｍ２）で表した。
【００４６】
（２）突き刺し抵抗値（Ｎ）
オートグラフＳＤ−１００装置（島津製作所製）を用いて、針が試料を突き刺さる時の抵抗値（ｇ）を測定した。試料の固定は、次の治具を使用し測定した。中央部に幅１０ｍｍ長さ１８ｍｍのスリットを有する板状の試料支持板２枚の間に、しわ及びたるみが生じないように試料を挟んで固定し、針を試料に９０度（垂直）の角度で突き刺さるように固定し、針先を試料に１００ｍｍ／分の速度で押し付け、針が試料を突き刺ささるときの最大応力を測定し、ｎ＝５の平均値で示した。針は工業用ミシン針（＃１１ オルガン針社製）を使用した。
【００４７】
（３）圧縮率（％）、圧縮弾性率（％）
ＪＩＳ Ｌ１０１８ ８．１９（圧縮率及び圧縮弾性率）に準じて測定した。
【００４８】
約５ｃｍ×５ｃｍの小片を５枚採取し、圧縮弾性試験機を用いて、７ｇ／ｃｍ２当たりの圧力下における厚さＴを測定した。さらに３００ｇ／ｃｍ２当たりの圧力下における厚さＴoを測定する。１分放置後、再び７ｇ／ｃｍ２当たりの圧力下における厚さＴ１を測定した。
圧縮率（％）＝｛（Ｔ−Ｔo）／Ｔ｝×１００
により、５枚測定を行い平均値を算出した。また、
圧縮弾性率（％）＝｛（Ｔ１−Ｔo）／（Ｔ―Ｔo）｝×１００
により、５枚測定を行い平均値を算出した。
【００４９】
（４）通気性(ｃｍ３／ｃｍ２／ｓ)
ＪＩＳ Ｌ１９１３ ６．８（通気性（フラジール形法））に準じて測定した。すなわち、試料から２０ｃｍ×２０ｃｍの試験片を５枚採取し、フラジール形試験機を用いて、円筒の一端（吸気側）に試験片を取り付けた。試験片の取り付けに際し、円筒の内径と同一の内径を有する平面状ゴム製リングパッキン（厚さ１ｍｍ）を円筒の試験片取り付け側に設置し、その上に試験片を置き試験片上から吸気部分を塞がないように均等に約９８Ｎ（１０ｋｇｆ）の荷重を加え試験片の取り付け部におけるエアーの漏れを防止した。試験片を取り付けた後、加減抵抗器によって傾斜形気圧計が１２５Ｐａの圧力を示すように吸込みファンを調整し、そのときの垂直形気圧計の示す圧力と、使用した空気孔の種類とから、試験機に付属の表によって試験片を通過する空気量を求め、５枚の試験片についての平均値を算出した。
【００５０】
（５）短繊維の繊維径
走査型電子顕微鏡（通称ＳＥＭ）にて１００〜１０００倍に拡大して撮影した写真を用いて、表層に位置する無作為に選出した１０箇所のフィブリル化した繊維を除く幹短繊維の直径を実測し、平均値（ｄ１）を算出した。
内層に位置する短繊維径とは、表層部の隙間から見える無作為に選出した１０箇所のフィブリル化した繊維を除く幹短繊維径を実測し、平均値（ｄ２）を算出する。あるいは、裏面に位置する無作為に選出した１０箇所の短繊維径を実測し、平均値（ｄ２）を算出した。
【００５１】
（６）厚さ（ｍｍ）
ＪＩＳ Ｌ１９１３ ６．１（厚さ（Ａ法））に基づき、２０ｃｍ×２０ｃｍの試験片を３枚採取し、ＮＡＫＡＹＡＭＡ ＥＲＥＣＴＯＲＩＣ ＩＮＤ Ｌｔｄ．製の圧縮弾性率測定機を用いて、０．５ｋＰａの加圧下で１０秒後における各試験片の厚さを１０箇所測り、その平均値を厚さ（ｍｍ）で表した。
【００５２】
（７）密度（ｇ／ｃｍ３）
前記（１）の目付と（６）の厚さのデータを用いて、 密度（ｇ／ｃｍ３）＝目付（ｇ／ｍ２）／厚さ（ｍｍ）×１（ｍ２）にて算出する。
【００５３】
（８）乾熱収縮率（％）
試料をタテ１０ｃｍ×ヨコ１０ｃｍの正方形に切断し採取した。温度が３００℃の乾燥機内に入れ１０分間放置し、取り出し室温まで冷却した後、タテ、ヨコの寸法を実測し、ヨコＬ１、タテＬ２とした。
（ヨコ）乾熱収縮率＝｛（１０−Ｌ１）／１０｝×１００
（タテ）乾熱収縮率＝｛（１０−Ｌ２）／１０｝×１００
にて、Ｎ＝４の平均値を算出した。
【００５４】
（９）切創抵抗値（Ｎ）
ＪＩＳ Ｔ８０５２（ＩＳＯ１３９９７）に準じて測定した。
【００５５】
すなわち、ＲＩＧ社（カナダ）型式ＴＤＭ−１００の耐切創試験機を用いて、布帛の４５度方向に１０ｃｍ×４ｃｍの小片を採取する。鋭利な刃物を押し当て、１分間２０ｃｍの速度で移動させる。押し圧力を変更し布帛が切断された圧力と切断長の関係から、切断長２０ｍｍにおける圧力ＡＮを算出した。ｎ数５回の平均値を採用した。
【００５６】
［実施例１］
（高機能性繊維）
高機能性繊維として繊度が１．６４ｄｔｅｘ、繊維長さ５．０８ｃｍのポリパラフェニレンテレフタルアミド（東レ・デユポン株式会社製「ケブラー（登録商標）」）短繊維ファイバーを用いた。
【００５７】
（ウエブ加工）
カード機によりウエブを製造し積層したシートを得た。
【００５８】
（ニードルパンチ加工工程）
上記シートに、下記条件でニードルパンチ加工を施し短繊維不織布を得た。
【００５９】
（ニードルパンチ加工条件）
ニードルパンチ：上針間欠型装置（有限会社大和機工製）
ニードル種類 ：９バーブニードル（オルガン社製 ＦＰＤ−１）
ニードル間隔 ：１０ｍｍ間隔１列に幅方向８０針、長さ方向に４０列
パンチング回数 ：１分間に１００回
シート移動速度 ：１分間に１．２ｍ
該短繊維をカード機に通過させてウエブを形成し、このウエブにニードルパンチを施し短繊維を絡合させて、目付１０９ｇ／ｍ２の不織布を製造した。
【００６０】
（プレス加工）
プレス加工装置として、油圧式３本カレンダー（由利ロール株式会社製、型式：Ｈ３ＣＭ、ＮｏＭ−１７３８）設備を用いた。
【００６１】
直径が約２２ｃｍの金属加熱ロールと直径が約３０ｃｍのペーパーロール、長さ６０ｃｍの一対のロールの間に前記短繊維不織布を表１に示した搬送速度およびロール圧力にて通過させ処理した。
【００６２】
［実施例２、３、４］
実施例２を主体に詳細に説明するが、実施例３、４はニードルパンチ後の不織布の目付がそれぞれ１１１０ｇ、２９１１ｇになるよう短繊維ファイバー量を変更し実施したものであり、その他は実施例２と同条件にて製造し、物性を測定した。
【００６３】
（高機能性繊維）
高機能性繊維として繊度が１．６４ｄｔｅｘ、繊維長さ５．０８ｃｍのポリパラフェニレンテレフタルアミド（東レ・デユポン株式会社製「ケブラー（登録商標）」）短繊維ファイバーを用いた。
【００６４】
（ウエブ加工）
カード機によりウエブを製造し積層したシートを得た。
【００６５】
（ニードルパンチ加工工程）
上記シートに、下記条件でニードルパンチ加工を施し、目付が３０５ｇ／ｍ２、の短繊維不織布を得た。
【００６６】
（ニードルパンチ加工条件）
有限会社大和機工製：上針間欠型装置
ニードル種類 ：９バーブニードル（オルガン社製 ＦＰＤ−１）
ニードル間隔 ：１０ｍｍ間隔１列に幅方向８０針、長さ方向に４０列
パンチング回数 ：１分間に２００回
シート移動速度 ：１分間に１．２ｍ
該短繊維をカード機に通過させてウエブを形成し、このウエブにニードルパンチを施し短繊維を絡合させて、目付３１２ｇ／ｍ２の不織布を製造した。
【００６７】
（プレス加工）
プレス加工装置として、油圧式３本カレンダー（由利ロール株式会社製、型式：Ｈ３ＣＭ、ＮｏＭ−１７３８）設備を用いた。
【００６８】
直径が約２２ｃｍの金属加熱ロールと直径が約３０ｃｍのペーパーロール、長さ６０ｃｍの一対のロールの間に前記短繊維不織布を表１に示した搬送速度およびロール圧力にて通過させ処理した。
【００６９】
［実施例５、６、７、８］
実施例２の条件をを基本とし、プレス加工の加熱温度条件変更（実施例５、６）、または、プレス線圧を変更（実施例７、８）した。
【００７０】
（高機能性繊維）
実施例２と同一。
【００７１】
（ウエブ加工）
実施例２と同一。
【００７２】
（ニードルパンチ加工工程）
実施例２と同一。
【００７３】
（プレス加工）
プレス加工装置として、実施例２と同様の油圧式３本カレンダー（由利ロール株式会社製、型式：Ｈ３ＣＭ、ＮｏＭ−１７３８）設備を用いた。
【００７４】
直径が約２２ｃｍの金属加熱ロールと直径が約３０ｃｍのペーパーロール、長さ６０ｃｍの一対のロールの間に前記短繊維不織布を表２に示したプレス加工条件にて通過させた。
【００７５】
［比較例１］
比較例１として、低目付の場合を示した。
【００７６】
（高機能性繊維）
高機能性繊維として繊度が１．６４ｄｔｅｘ、繊維長さ５．０８ｃｍのポリパラフェニレンテレフタルアミド（東レ・デユポン株式会社製「ケブラー（登録商標）」）短繊維ファイバーを用いた。
【００７７】
（ウエブ加工）
カード機によりウエブを製造し積層したシートを得た。
【００７８】
（ニードルパンチ加工工程）
上記シートに、下記条件でニードルパンチ加工を施し、目付が６７．８ｇ／ｍ２、の不織布を得た。
【００７９】
（ニードルパンチ加工条件）
有限会社大和機工製：上針間欠型装置
ニードル種類 ：９バーブニードル（オルガン社製 ＦＰＤ−１）
ニードル間隔 ：１０ｍｍ間隔１列に幅方向８０針、長さ方向に４０列
パンチング回数 ：１分間に５０回
シート移動速度 ：１分間に０．５ｍ
該短繊維をカード機に低速で通過させてウエブを形成し、このウエブに低回転数のニードルパンチを施し短繊維を絡合させて、目付７０．０ｇ／ｍ２の不織布を製造した。
【００８０】
（プレス加工）
プレス加工装置として、油圧式３本カレンダー（由利ロール株式会社製、型式：Ｈ３ＣＭ、ＮｏＭ−１７３８）設備を用いた。
【００８１】
直径が約２２ｃｍの金属加熱ロールと直径が約３０ｃｍのペーパーロール、長さ６０ｃｍの一対のロールの間に前記不織布を表１に示した搬送速度およびロール圧力にて通過させ処理した。
【００８２】
［比較例２］
比較例２として、プレス加工を施さない場合を示した。
【００８３】
（高機能性繊維）
実施例２と同一。
【００８４】
（ウエブ加工）
実施例２と同一。
【００８５】
（ニードルパンチ加工工程）
実施例２と同一。
【００８６】
［比較例３］
比較例３として、高温・高圧プレス加工を施した場合を示した。
【００８７】
（高機能性繊維）
実施例２と同一。
【００８８】
（ウエブ加工）
実施例２と同一。
【００８９】
（ニードルパンチ加工工程）
実施例２と同一。
【００９０】
（プレス加工）
プレス加工装置として、油圧式３本カレンダー（由利ロール株式会社製、型式：Ｈ３ＣＭ、ＮｏＭ−１７３８）設備を用いた。
【００９１】
直径が約２２ｃｍの金属加熱ロールと直径が約３０ｃｍのペーパーロール、長さ６０ｃｍの一対のロールの間に前記短繊維不織布を表２の比較例３に示した搬送速度およびロール圧力にて通過させ処理した。
【００９２】
［比較例４］
比較例４として、高目付の場合を示した。
【００９３】
（高機能性繊維）
実施例２と同一。
【００９４】
（ウエブ加工）
実施例２と同一。
【００９５】
（ニードルパンチ加工工程）。
【００９６】
ニードルパンチ後の目付が３１５０ｇ／ｍ２の不織布を得た。
【００９７】
（プレス加工）
プレス加工装置として、油圧式３本カレンダー（由利ロール株式会社製、型式：Ｈ３ＣＭ、ＮｏＭ−１７３８）設備を用いた。
【００９８】
直径が約２２ｃｍの金属加熱ロールと直径が約３０ｃｍのペーパーロール、長さ６０ｃｍの一対のロールの間に前記短繊維不織布を表２の比較例４に示した搬送速度およびロール圧力にて通過させ処理した。
【００９９】
［評価結果］
実施例１、２、３、４で得られた表面硬質不織布と比較例１で得られた薄葉状不織布に対して、前記の方法により諸特性を測定し、表１各物性を示した。
【０１００】
実施例は比較例に比べて突き刺し抵抗値、圧縮率、圧縮弾性率は極めて高く、さらに、耐通気度が優れている。これは、不織布の目付が大きく嵩高いので、不織布の表面のみが硬質化され、内層に嵩高性能を保持しているためである。また、比較例は目付が極度に小さく、嵩高性能はなく薄葉状の布帛であった。
【０１０１】
実施例５、６、７、８は加熱プレス条件を変更したものであるが、加熱温度が低いと突き刺し抵抗値が低く、高いと嵩高特性は下がる。また、プレス圧力が低いと突き刺し抵抗値が低く、高いと嵩高特性は下がり、加熱温度と同様の傾向になる。
【０１０２】
【表１】
【０１０３】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】実施例２の表面の表層部を、走査型電子顕微鏡（通称ＳＥＭ）にて３００倍に拡大して撮影した写真である。本発明の表（おもて）面表層部であって加熱プレス加工した部分であり、その短繊維径は図２の短繊維径に比べてやや太く、さらに、短繊維が交錯した部分の繊維径はさらに太くなっている。また、太くなった短繊維が交絡しているので表面は裏面に比べて短繊維間の隙間が狭く緻密化された構造である。
【図２】実施例２の裏面の表層部を、走査型電子顕微鏡（通称ＳＥＭ）にて３００倍に拡大して撮影した写真である。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明の不織布は、前記したように耐突き刺し抵抗値や耐通気度特性が高いことや、裏面や内層部は嵩高特性に優れていることから、ガラス工場などの作業手袋、帽子や前掛けなどに用いられる。
【０１０６】
ガラス工場以外では、溶接の火花や金属加工片の飛散防護、釘・ミシン針工場などのテキスタイル防護布帛や、旅行カバン、荷物運搬ケース、敷物のクッション、スペーサー、濾材、電池セパレータなどの資材用途に最適な材料である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高機能性繊維を主成分とする目付が１００〜３０００ｇ／ｍ２の短繊維不織布であって、突き刺し抵抗値が１００〜１０００ｇ、圧縮率が１５〜５０％、通気性が０．１〜３０ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃであることを特徴とする不織布。
【請求項２】
前記高機能性繊維がパラ系アラミド繊維からなることを特徴とする請求項１に記載の不織布。
【請求項３】
前記短繊維不織布の表（おもて）面に位置する短繊維の一部または全部が扁平化されていることを特徴とする請求項１または２に記載の不織布。
【請求項４】
前記短繊維不織布の表（おもて）面に位置する短繊維の繊維径が内層あるいは裏面に位置する短繊維の繊維径の１．３〜３．０倍であることを特徴とする請求項３に記載の不織布。
【請求項５】
請求項１〜４のずれかに記載の不織布の製造方法であって、高機能性繊維を主成分とする短繊維不織布に、ロール温度が室温〜３００℃、ロール線圧力が１０〜１００ｋｇ／ｃｍにて片面または両面に加熱プレス加工することを特徴とする不織布の製造方法。
【請求項１】
高機能性繊維を主成分とする目付が１００〜３０００ｇ／ｍ２の短繊維不織布であって、突き刺し抵抗値が１００〜１０００ｇ、圧縮率が１５〜５０％、通気性が０．１〜３０ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃであることを特徴とする不織布。
【請求項２】
前記高機能性繊維がパラ系アラミド繊維からなることを特徴とする請求項１に記載の不織布。
【請求項３】
前記短繊維不織布の表（おもて）面に位置する短繊維の一部または全部が扁平化されていることを特徴とする請求項１または２に記載の不織布。
【請求項４】
前記短繊維不織布の表（おもて）面に位置する短繊維の繊維径が内層あるいは裏面に位置する短繊維の繊維径の１．３〜３．０倍であることを特徴とする請求項３に記載の不織布。
【請求項５】
請求項１〜４のずれかに記載の不織布の製造方法であって、高機能性繊維を主成分とする短繊維不織布に、ロール温度が室温〜３００℃、ロール線圧力が１０〜１００ｋｇ／ｃｍにて片面または両面に加熱プレス加工することを特徴とする不織布の製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−４７８５７（Ｐ２０１０−４７８５７Ａ）
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１１４４７（Ｐ２００８−２１１４４７）
【出願日】平成２０年８月２０日（２００８．８．２０）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【出願人】（０００２１９２６６）東レ・デュポン株式会社 (288)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２０日（２００８．８．２０）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【出願人】（０００２１９２６６）東レ・デュポン株式会社 (288)
【Ｆターム（参考）】
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