不織布及びその製造方法
【課題】剛性向上が抑えられ柔軟性に優れ、また畝部の潰れや倒れ及び開孔の閉塞がない不織布を提供すること。
【解決手段】不織布は、それぞれ一方向に延びる畝部２０と溝部３０を交互に有し、溝部３０に開孔３１を有する。溝部３０に比べて畝部２０の方が繊維量が多くなされている。開孔３１の端部付近に繊維の潰れを有している。不織布１０は、自己融着性繊維を５０重量％以上含み、且つ該繊維どうしが熱融着されている。繊維どうしの融着部分における繊維の中心間距離が、各々の繊維の中心から繊維の外面までの距離を加算した値よりも大きくなっている。
【解決手段】不織布は、それぞれ一方向に延びる畝部２０と溝部３０を交互に有し、溝部３０に開孔３１を有する。溝部３０に比べて畝部２０の方が繊維量が多くなされている。開孔３１の端部付近に繊維の潰れを有している。不織布１０は、自己融着性繊維を５０重量％以上含み、且つ該繊維どうしが熱融着されている。繊維どうしの融着部分における繊維の中心間距離が、各々の繊維の中心から繊維の外面までの距離を加算した値よりも大きくなっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、畝溝構造を有し、溝部に開孔を有する不織布及びその製造方法に関するものである。この不織布は、特に吸収性物品の表面シートとして好適に用いられる。
【背景技術】
【０００２】
従来、畝溝構造を有し溝部に開孔を有する不織布に関する技術としては、例えば加熱したピンと受け構造によって不織布に開孔と波状構造を付与する不織布及びその製造方法が知られている（特許文献１参照）。また、気体によって凹凸構造体の形状にウエブを型押しした後、熱風によって繊維間を結合する不織布及びその製造方法も知られている（特許文献２参照）。さらに、ノズルから高圧水流を吹き付け畝溝構造や開孔を形成する方法も提案されている（特許文献３参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３３０４４３号
【特許文献２】特開平４−２４２６１号
【特許文献３】特開昭５８−１３２１５５号
【０００４】
特許文献１には、加熱した凸状ピンと多列の凹条部により畝溝構造と溝部に開孔が形成された不織布とその製造方法が示されているところ、得られる不織布は波状構造であるため、幅方向に引き伸ばされたり、畝部間が接近し開孔が隠れたりし易かった。また、曲げ等の外力により畝構造が潰れ易く、更にその潰れが回復しづらいものである。開孔に関しては、凸状ピンの先端に不織布が引っかかると、逆側の面に開孔の端部が反り返ることがある。このように、同文献に記載の不織布は、その構造を安定化させにくいものであった。
【０００５】
特許文献２には、支持体（ネット）上にウエブを積繊した後、気体を噴射してウエブに凹凸構造を付与し加熱して得られる不織布とその製造方法が示されているところ、形状付与工程と熱付与工程においてウエブに加わる圧力が異なるため、形状付与工程から熱付与工程の間にウエブの戻りがあり、賦型構造を与えにくい。これを防止する目的で、熱付与工程においてウエブに与える風量を形状付与工程における風量と同程度に増やし、圧力に差が生じないようにすると、熱付与工程においてウエブの構成繊維に熱が十分に伝わらないため、不織布の強度に問題が生じる。
【０００６】
特許文献３では、畝溝構造や独立突起を有する不織布が得られているが、水流のみによる形状付与の過程で繊維間が詰まってしまい、剛性が高くなったり、吸収性物品の表面シートとしては液を保持し易い空間構造となったりしてしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、前述した従来技術が有する欠点を解消し得る不織布及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、畝部と溝部を交互に有し、溝部に開孔を有する不織布であって、溝部に比べて畝部の方が繊維量が多くなされており、開孔の端部付近に繊維の潰れを有する不織布を提供するものである。
【０００９】
また本発明は、畝部と溝部を交互に有し、溝部に開孔を有する不織布の製造方法であって、
繊維集合体を供給し、該繊維集合体の供給方向と直交する方向に波状構造を形成するための流体透過性支持体上に該繊維集合体を導く工程、
該支持体上に位置する該繊維集合体に流体を吹き付けて、その構成繊維をより分け畝溝構造を形成する工程、
引き続き該支持体上に位置する該繊維集合体に再び流体を吹き付けて、畝溝構造が形成された該繊維集合体を不織布化する工程、及び
該不織布化された繊維集合体に熱を加えて開孔を形成する工程を有する不織布の製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の不織布は、繊維間の詰まりすぎによる剛性向上が抑えられており、柔軟性に優れたものである。また、本発明の不織布は、畝部の潰れや倒れ及び開孔の閉塞がなく明瞭な開孔を有するものである。また、本発明の不織布の製造方法によれば、畝溝構造の形状付与及び形状の安定性に優れ、高強度の不織布を簡便に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。図１には、本発明の不織布の一実施形態の要部拡大図が示されている。図２は、図１におけるII−II線断面図である。本実施形態の不織布は、主に吸収性物品の表面シートとしての使用を想定したものである。したがって、以下の説明では、本実施形態の不織布を「表面シート」とも言う。
【００１２】
図１及び図２に示す表面シート１０は、第１の面１０ａと、これに対向する第２の面１０ｂとを有する。第１の面１０ａは、表面シート１０が、生理用ナプキンや使い捨ておむつ等の吸収性物品に組み込まれたときに、着用者の肌側を向く面である。第２の面１０ｂは、吸収性物品の吸収体側を向く面である。表面シート１０は、それぞれ一方向Ｙに延びる畝部２０及び溝部３０を有する。畝部２０及び溝部３０は、それらの延びる方向Ｙと直交する方向Ｘにわたって交互に配列されている。畝部２０は、表面シート１０における相対的に厚みの大きな部位から構成されており、溝部３０は、表面シート１０における相対的に厚みの小さな部位から構成されている。その結果、畝部２０の実質厚みは、溝部３０の厚みよりも大きい。ここで実質厚みとは、表面シート１０の裏面から各々の最上部までの長さ（見掛け厚み）ではなく、表面シート１０の繊維が存在する部分の長さを意味する。
【００１３】
図２に示すように、畝部２０は、その延びる方向と直交する方向（図中、Ｘで示す方向）での断面において、第１の面１０ａの側は、上に凸の滑らかな曲線を描く輪郭となっている。第２の面１０ｂの側は、下に凸の滑らかでかつ緩やかな曲線を描く輪郭となっている。畝部２０における第１の面１０ａの側は、第２の面１０ｂの側よりも高く盛り上がっており、これが周期的に連続している。これによって第１の面１０ａの側は、Ｘ方向に沿って波形形状になっている。したがって、表面シート１０の第１の面１０ａ側が着用者の肌と接する場合には、畝部２０の頂部及びその近傍の領域が部分的に接触することになり、全面接触に起因する蒸れによるべたつき感や、こすれに起因する刺激感が低減される。また、着用者から排泄された液が、着用者の肌に付着しづらくなる。
【００１４】
畝部２０の形状は上述の形状に限られず、例えば図３（ａ）に示すように、第２の面１０ｂの側が、上に凸の滑らかでかつ緩やかな曲線を描く輪郭となっている場合や、図３（ｂ）に示すように、第２の面１０ｂの側が平坦である場合もある。このような形状の相違は、主として表面シート１０の製造条件に依存する。
【００１５】
畝部２０は、表面シート１０の構成繊維で満たされている。つまり畝部２０内には空洞は存在していない。同様に、溝部３０のうち、後述する開孔３１が形成されていない部位は、表面シート１０の構成繊維で満たされている。但し、後述するように、畝部２０の繊維量と、溝部３０の繊維量とは相違している。
【００１６】
図２に示すように、畝部２０は、Ｘ方向での断面において、第１の面１０ａ側に頂部２１を有し、この部位において実質厚みが最も大きくなっている。そして、Ｘ方向に関し、頂部２１から離れるに連れ実質厚みが漸減している。したがって、表面シート１０は、そのＸ方向に沿ってみたときに、実質厚みが周期的に変化したものとなっている。図には示していないが、畝部２０は、その延びる方向（図２中、紙面と直交する方向）において、頂部２１における実質厚みが何れの位置においてもほぼ同じになっている。本実施形態の表面シート１０において、畝部２０と溝部３０との間に明確な境界部は存在せず、一般に、Ｘ方向に関して隣り合う２つの頂部２１間に位置する最も実質厚みの小さい部位及びその近傍の部位が溝部３０となる。畝部２０と溝部３０との境界を明確に定義する場合には、畝部２０の頂部２１における見掛け厚みの１／２の厚みの位置を、畝部２０と溝部３０との境界部とする。
【００１７】
畝部２０の見掛け厚みは、表面シート１０の肌触りを良好にする観点から、好ましくは０．３〜５ｍｍであり、更に好ましくは０．５〜２．５ｍｍである。畝部２０と溝部３０との高低差Ｄ（図２参照）は、表面シート１０のクッション性及び通気性を高め、更に液の拡散を制御する観点から、０．１〜３ｍｍが好ましく、０．３〜２ｍｍがより好ましい。畝部２０及び溝部３０の厚みや高低差Ｄは、マイクロスコープＶＨ‐８０００（キーエンス製）を用い、表面シート１０の断面を５０倍〜２００倍に拡大観察して測定する。断面は、フェザー剃刀（品番ＦＡＳ‐１０、フェザー安全剃刀（株）製）を用い、表面シート１０を切断して得る。
【００１８】
表面シート１０のＸ方向における畝部２０の幅は、肌触りと吸収性の観点から、１〜１０ｍｍが好ましく、２〜５ｍｍがより好ましい。同様の観点から、表面シート１０のＸ方向における溝部３０の幅は、０．５〜７ｍｍが好ましく、１〜３ｍｍが好ましい。本実施形態においては、畝部２０と溝部３０は同じ幅で形成されているが、これに限られず例えば表面シート１０のＸ方向の中央域における畝部２０の幅を、側部域における畝部２０の幅よりも広くしてもよい。あるいは、畝部２０及び溝部３０の幅をランダムにするなど、所望の形態とすることができる。
【００１９】
畝部２０の実質厚みは、見掛け厚みの６０〜１００％、特に７０〜１００％であることが好ましい。畝部２０の実質厚みそれ自体は、最も大きい部位（頂部２１）において０．２〜４ｍｍ、特に０．３〜３ｍｍであることが好ましい。畝部２０がこのような厚みであると、畝部２０が倒れにくくなり、表面シート１０のクッション性が良くなり、更に液の吸収性（液通過性）が良好となる。また、畝部２０の実質厚みが、見掛け厚みより薄い場合、具体的には９０％以下の場合には、表面シート１０を有する吸収性物品の使用時に、該吸収性物品が湾曲形状に変形しても、表面シート１０の開孔部と吸収体との間に隙間が生じることが防止される。また表面シート１０が着用者の肌に柔軟にフィットする。なお、溝部３０の実質厚みは、０．１〜１ｍｍである。
【００２０】
畝部２０と開孔を除く溝部３０では、坪量が異なっている。換言すれば、畝部２０と溝部３０では繊維量が異なっている。具体的には、溝部３０に比べて畝部２０の方が繊維量が多くなっている。畝部２０及び溝部３０がこのように形成されていることで、畝部２０を潰れにくくしつつ、柔軟に変形させることが可能となっている。畝部２０及び溝部３０の繊維量を坪量で表すと、畝部２０の坪量は、３０〜１５０ｇ／ｍ2、特に４０〜１００ｇ／ｍ2であることが好ましい。一方、溝部３０の坪量（但し開孔３１は除く）は、１０〜７０ｇ／ｍ2、特に１５〜５０ｇ／ｍ2であることが好ましい。表面シート１０の全体としての坪量（開孔３１も含む）は、２０〜８０ｇ／ｍ2、特に３０〜８０ｇ／ｍ2であることが柔軟性と不織布強度の観点から好ましい。畝部２０の坪量は、溝部３０を除去した畝部２０の重量と面積から求める。畝部２０と溝部３０との境界は、開孔３１の幅と溝部３０の幅が同程度のときは、開孔３１の幅方向端部を複数連ねて見たときの位置で判断する。溝部３０の幅が開孔３１の幅より広い場合は、測定する表面シート１０の断面形状に基づき、変曲点を基準点（優先）とするか、又は、Ｘ方向に対して接線の傾きが４５°となる位置を基準点とする。この溝部を挟む２つの基準点から断面の厚さ方向に沿った直線で表面シート１０を切断し、畝部２０を得てその重量を測定する。溝部３０の重量は、切断前の表面シート１０の重量と、畝部２０の重量との差で求める。溝部３０の坪量の算出には、開孔３１を含めた溝部３０の面積から開孔３１の面積を差し引いて溝部３０の面積を求める。このため、後述する画像解析装置等を使用して開孔３１を含めた溝部の面積と開孔３１の面積を計測しておく。
【００２１】
また、畝部２０は、その頂部２１における繊維密度が、溝部３０の繊維密度、特に開孔３１の端部の繊維密度と異なっている。詳細には、畝部２０の頂部２１に比較すると、溝部３０、特に開孔３１の端部の方が繊維密度が高くなされている。その結果、着用者から排泄された液は、畝部２０の頂部２１から溝部３０の開孔３１の端部へと導かれ易くなっている。畝部２０の頂部２１における繊維密度は０．０１〜０．１ｇ／ｃｍ3であることが好ましく、開孔３１の端部の繊維密度は０．０５〜０．５ｇ／ｃｍ3であることが好ましい。それぞれの部位の繊維密度は次の方法で測定する。先ず、畝部２０の密度を見掛け厚み及び坪量から算出する。次に表面シート１０の切断面を電子顕微鏡を用いて拡大観察（１５０〜５００倍）し、繊維の断面１０個が含まれる部分の面積（最外繊維の外面を直線で結んだ面積）を、後述する画像解析装置を使用して、畝部２０及び開孔３１の端部で計測する。これらの計測値と、先に算出された畝部２０の繊維密度の値を用い、比例計算によって開孔３１の端部の繊維密度を算出する。繊維の断面１０個が含まれる部分の面積の占める面積が低いほど繊維密度は高いことになる。
【００２２】
図１に示すように、溝部３０には開孔３１が多数形成されている。開孔３１は溝部３０の延びる方向に沿って一定の間隔をおいて規則的に形成されている。したがって、表面シート１０には、そのＹ方向に沿って一定の間隔をおいて配置された多数の開孔３１からなる開孔列が、表面シート１０のＸ方向にわたって多列に形成された状態になっている。すべての開孔列における開孔３１の配置のピッチは同じになっている。隣り合う２つの開孔列においては、表面シート１０のＸ方向に関して開孔３１が同位置に位置している。そして、シート１０のＸ方向に沿ってシート全域を見たときに、必ず開孔３１が形成されていない部位が存在するように該開孔３１は配置されている。更に、表面シート１０全体で見ると、開孔３１は、シート１０のＸ方向において多列の列をなし、かつＹ方向においても多列の列をなすように分散配置されている。開孔３１がこのように配置されていることで、開孔３１が例えば千鳥格子状に配置されている場合に比較して、繊維のより分けによる開孔３１の形成を効率的に行うことができる。
【００２３】
開孔３１は、好適には、後述するように、表面シート１０の構成繊維に熱ピンによる熱が加えられて形成されている。そして、開孔３１の端部付近の構成繊維には、畝部２０の構成繊維と異なり、繊維断面が扁平になる等の繊維の潰れが生じている。また、熱ピンでの熱変形に起因して樹脂がフィルム化した膜状構造が、開孔３１の端部付近に形成されている場合がある。これに起因して、開孔３１内に繊維が入り込むことが殆どなく、開孔３１の閉塞が生じにくいので、開孔３１は明瞭になっている。このことに起因して、表面シート１０は液の透過性に優れたものとなる。また、前記の膜状構造は、開孔３１の端部付近の全周に連続して形成されておらず、開孔３１の端部付近には繊維の潰れによって繊維間の隙間が残っている。したがって開孔３１の端部付近は液が通過する構造になっており、開孔３１の端部付近に液が溜まることがない。なお、表面シート全体として見ると、その構成繊維は、基本的に繊維どうしが交絡しているか、又は繊維どうしが融着している。これによって不織布の形態が維持されている。
【００２４】
開孔３１は、表面シート１０の平面視において種々の形状をとり得る。例えば円形、長円形、楕円形、三角形、四角形、六角形等の形状、又はこれらの組み合わせの形状が挙げられる。開孔３１の形状や大きさは、表面シート１０の具体的な用途に応じて適宜決定すればよい。例えば、吸収性物品の表面シートに用いる場合には、開孔３１の大きさは、表面シート１０の平面視における投影面積で表して、０．５〜５ｍｍ2程度であることが、液の透過性及び表面シート１０の強度維持の観点から好ましい。開孔３１の大きさは、画像解析システムを使用して計測する。具体的には、光源〔サンライト ＳＬ−２３０Ｋ２；ＬＰＬ（株）社製〕、スタンド〔コピースタンドＣＳ−５；ＬＰＬ（株）社製〕、レンズ〔２４ｍｍ／Ｆ２．８Ｄニッコールレンズ〕、ＣＣＤカメラ〔（ＨＶ−３７；日立電子（株）社製）Ｆマウントによるレンズとの接続〕及びビデオボード〔スペクトラ３２００；カノープス（株）社製〕を用いて、表面シート１０の裏面１Ｂ側の画像を取り込む。取り込まれた画像をＮＥＸＵＳ社製の画像解析ソフトＮＥＷ ＱＵＢＥ（ｖｅｒ．４．２０）によって開孔３１の部分を二値化処理する。二値化処理された画像から得られる個々の面積の平均値を開孔の大きさとする。
【００２５】
開孔３１はその端部が、表面シート１０の第２の面１０ｂ側に突出して、突出部からなる導液管を形成していてもよい。上述のとおり、開孔３１の端部は剛性が低いので、かかる突出部を形成することで、表面シート１０のクッション性が一層高くなる。また、突出部を形成することで、表面シート１０の下側に位置する吸収体の構造によらず、表面シート１０と吸収体との接触を維持できることから、着用者から排泄された液が、表面シート１０から吸収体へ効率よく伝達される。
【００２６】
表面シート１０を構成する繊維は、上述のとおり、繊維どうしが交絡しているか、又は繊維どうしが融着している。繊維どうしが融着している場合、当該繊維は、図４に示すように、離間しており、かつ溶融によって引き伸ばされた樹脂の固化で形成された橋渡し構造Ｂによって結合されていることが好ましい。このような結合状態であることによって、表面シート１０の柔軟性が一層向上する。橋渡し構造の結合状態を実現するには、例えば後述する方法に従い表面シート１０を製造すればよい。
【００２７】
上述の橋渡し構造の連結状態を有する表面シート１０においては、繊維どうしが熱融着されており、該繊維どうしの橋渡し構造の融着部分における該繊維の幅が、各々の繊維の融着部分の径を加算した値よりも大きい部分を有している。この場合、構成繊維として自己融着性繊維を５０重量％以上含むことが、確実な橋渡し構造の連結状態を実現する観点から好ましい。このような特徴的な構造を有する表面シート１０は、本発明者らが初めて見出した極めて新規なものである。この状態は、電子顕微鏡等の観察から計測できる。各々の繊維の融着部分の径は、接合している繊維から計測することが望ましいが、複数種の繊維が配合されている場合でも、各々の繊維１０〜２０本程度の繊維から平均繊維径より求めても良い。
【００２８】
橋渡し構造は、表面シート１０の電子顕微鏡による拡大観察において、ランダムに５０〜１００程度の交点を計測した場合、５〜２０％存在することが、柔軟性とクッション性、及び表面シート１０の強度の観点から好ましい。
【００２９】
表面シート１０を構成する繊維としては、天然繊維、半天然繊維、合成繊維等、当該技術分野において従来用いられている繊維を特に制限なく用いることができる。繊維間の詰まりすぎを起こさず、表面シート１０に柔軟性を付与する観点から、合成繊維を用いることが好ましい。合成繊維の配合量は、表面シート全体の５０重量％以上が好ましく、７０％重量以上がより好ましい。もちろん、合成繊維１００％から表面シート１０を構成してもよい。表面シート１０が合成繊維１００％からなる場合、着用者の体圧が加わった状態下でも畝溝構造が潰れ難くなるので、溝部３０に沿った通気性が良好となる。
【００３０】
使用する合成繊維としては、例えば自己融着性繊維である芯鞘構造繊維やサイドバイサイド型繊維が挙げられる。この他に、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル等の単繊維や複合繊維を用いることができる。畝溝構造及び開孔形状の成形性や、橋渡しの結合形の成による柔軟性の向上の観点から、ポリエチレンを鞘成分に有する芯鞘構造繊維や、ポリエチレン部分を有するサイドバイサイド型繊維を用いることが好ましい。繊維の（平均）繊度は、１〜６ｄｔｅｘの範囲が好ましい。
【００３１】
合成繊維として捲縮繊維を用いると、表面シート１０のクッション性が一層向上するので好ましい。捲縮繊維としては、二次元に捲縮した繊維及びコイル状の三次元に捲縮した繊維の何れも用いることができる。特に熱の付与によってコイル状に三次元捲縮した繊維を表面シート１０に含まれていることが好ましい。このような繊維は、潜在捲縮繊維を原料として用いることで、表面シート１０に含ませることができる。潜在捲縮繊維は、例えば収縮率の異なる２種類の熱可塑性樹脂を成分とする偏心芯鞘型複合繊維又はサイドバイサイド型複合繊維からなる。その例としては、特開平９−２９６３２５号公報や特許２７５９３３１号明細書に記載のものが挙げられる。
【００３２】
合成繊維として、熱の付与によって伸長する繊維を用いても表面シート１０のクッション性が一層高まるので好ましい。この理由は、表面シート１０の製造中に付与された熱に起因する繊維間の詰まりが防止されるからである。そのような繊維としては、例えば本出願人の先の出願に係るＷＯ２００７／６６５９９が挙げられる。
【００３３】
上述の捲縮繊維及び熱伸長性繊維の何れを用いる場合にも、それらの繊維は、表面シート１０中に合計で３０〜７０重量％配合されていることが好ましい。
【００３４】
表面シート１０の構成繊維は、その繊維長に特に制限はなく、ステープルファイバ及び連続フィラメントの何れも用いることができる。２種以上の繊維を用いる場合、それらの繊維の繊維長は同じでもよく、又は異なっていてもよい。異なる繊維長の繊維を２種以上組み合わせて用いる場合、これらの繊維を表面シート１０中に偏在させることが好ましい。具体的には、畝部２０における第１の面１０ａ側は、開孔３１の端部に比べて繊維長が長い繊維を多く有していることが好ましい。これによって、表面シート１０の表面における短繊維の毛羽抜け易さや毛羽たち易さを抑えて、滑らかな感触を得ることができる。また、畝溝構造や開孔３１の明瞭性を向上させることができる。さらに、開孔３１に液を導き易くすることができる。例えば、異なる繊維長の繊維を２種類用いる場合、長い方の繊維の繊維長は４０〜８０ｍｍであることが好ましく、短い方の繊維の繊維長は２〜１５ｍｍであることが好ましい。異なる繊維長の繊維を上述のように偏在させるためには、例えば、長い繊維を含む層と短い繊維を含む層とからなる多層構造のウエブを用いて表面シート１０を製造したり、長い繊維を含むウエブと短い繊維を含む不織布とを組合せて表面シート１０を製造したりすればよい。
【００３５】
異なる繊維長の繊維を２種以上組み合わせて用いる場合、表面シート１０は、繊維長が長い繊維と短い繊維が交絡している部分を有することが好ましい。これによって、交絡部分に起因する強度向上と、表面シートとして畝部２０からの液の移動を容易にできるという有利な効果が奏される。繊維長が長い繊維と短い繊維が交絡している部分は、表面シート１０における溝部３０や開孔３１の周縁の部分であることが好ましい。このような部分的な交絡部を形成するには、例えば、長い繊維を含む層と短い繊維を含む層とからなる多層構造のウエブを用いて表面シート１０を製造したり、長い繊維を含むウエブと短い繊維を含む不織布とを組合せて表面シート１０を製造したりすればよい。
【００３６】
表面シート１０は親水化されていることが好ましい。親水化の方法としては、例えば疎水性不織布を親水化剤で処理する方法が挙げられる。また、親水化剤を練り込んだ繊維から不織布を製造する方法が挙げられる。更に、本来的に親水性を有する繊維、例えば天然系や半天然系の繊維を使用する方法が挙げられる。不織布の製造後に、界面活性剤を塗工することでも親水化を行うことができる。
【００３７】
表面シート１０の親水性に関し、畝部２０の頂部２１においては、第１の面１０ａ側の親水性が弱親水性から疎水性であることが好ましい。一方、開孔３１の端部付近における第１の面１０ａ側の表面が少なくとも弱親水性以上の親水性を有していることが好ましい。そして、これら両者に関して、開孔３１の端部付近の方が、畝部２０の頂部２１よりも親水性が高くなっていることが好ましい。親水性の程度にこのような差を設けることで、第１の面１０ａ側から第２の面１０ｂ側への液の引き込み性が促進され、第１の面１０ａ側に液残りが生じにくくなり、第１の面１０ａ側のドライ感が高まる。親水性の程度にこのような差を設けるためには、例えば繊維表面を親水性となす界面活性剤のうち、水への溶解性が高いものを用いて、高温（４０〜８０℃）多湿（８０％ＲＨ程度）の条件で表面シート１０を処理すればよい。あるいは、溶解性が異なる複数の界面活性剤によって表面シート１０を処理したり、ブリードアウト可能な界面活性剤を、繊維を構成する樹脂内に添加したりすればよい。表面シート１０の各部位における親水性の程度は、既知の表面張力が異なる試験液を使用して液滴法（５箇所以上計測）で評価する。なお、本明細書において、親水性とは接触角が５０度以下、弱親水性とは接触角が５０度より大きく８０度以下、疎水性とは、接触角が９０度以上１００度程度の範囲のことをいう。接触角の測定は、特開２００５−３２４０１０号公報の「初期接触角の測定」に記載の方法で行うことができる。
【００３８】
図１及び図２に示す表面シート１０は、単層の構造のものであったが、これに代えて表面シート１０を２層以上の多層構造とすることもできる。表面シート１０が、例えば第１の面１０ａを含む上層及び第２の面１０ｂを含む下層からなる２層構造のものである場合、上層に比べ下層の毛管勾配を高めることが好ましい。これによって、第１の面１０ａ側から第２の面１０ｂ側への液の引き込み性が促進される。毛管勾配を高める方法としては、例えば上層よりも下層の繊維の繊維径を小さくする方法が挙げられる。この場合、上層の繊維を２〜８ｄｔｅｘとし、下層の繊維を０．１〜６ｄｔｅｘとすることが好ましい。また、上層よりも下層の親水性を高めることでも、毛管勾配を高めることができる。あるいは、これら両方の手段を採用してもよい。
【００３９】
表面シート１０が少なくとも２層構造からなる場合、最表層の構成繊維と、該最表層に隣接する層の構成繊維とが交絡していることが好ましい。ここで言う最表層とは、表面シート１０における肌対向面を構成する層のことである。繊維が交絡していることによって、層間に界面が存在しなくなるので、上述した毛管勾配に起因する液の引き込み性を一層効果的なものとすることができる。
【００４０】
次に、図１に示す表面シート１０の好ましい製造方法について説明する。表面シート１０は、図５及び図６に示す流体交絡装置並びに図７に示す開孔装置を用いて製造される。これらの装置を用いた製造方法は、（イ）繊維集合体を供給し、該繊維集合体の供給方向と直交する方向に波状構造を形成するための流体透過性支持体上に該繊維集合体を導く工程、（ロ）該支持体上に位置する該繊維集合体に流体を吹き付けて、その構成繊維をより分け畝溝構造を形成する工程、及び（ハ）引き続き該支持体上に位置する該繊維集合体に再び流体を吹き付けて、畝溝構造が形成された該繊維集合体を不織布化する工程、（ニ）不織布化された該繊維集合体に熱ピンによって熱を加え開孔を形成する工程を有する。
【００４１】
図５に示す装置４０は、流体透過性支持体５０及び第１噴射ノズル５１及び第２噴射ノズル５２を備えている。流体透過性支持体５０はロール状のものであり、その周面はメッシュ等の流体透過性材料で構成されている。図６に示すように支持体５０の周面には、ロールの回転方向に沿って延びる凸部５５と凹部５６とが、ロールの軸方向Ａに交互に形成されている。これによって、表面シート１０の原料である繊維集合体５３に、その供給方向と直交する方向Ａに波状構造を形成することができる。
【００４２】
第１噴射ノズル５１及び第２噴射ノズル５２は、支持体５０の周面に対向するように配置されている。各ノズル５１，５２は、支持体５０の全幅にわたり流体を噴射できるような構造になっている。ノズル５１，５２は、表面シート１０の原料である繊維集合体５３の供給方向に関し、第１噴射ノズル５１が上流側に位置し、第２噴射ノズル５２が下流側に位置している。
【００４３】
（イ）の工程においては、繊維集合体５３は、図５中、矢印の方向に回転している流体透過性支持体５０へ供給され、該支持体５０の周面に抱かれた状態で搬送される。繊維集合体としては、カードウエブ等の繊維の結合や絡合が生じていないか、又はその程度が低いものや、不織布等の繊維の結合や絡合が生じているものを用いることができる。特に、不織布としては、繊維長が３０ｍｍ以下であり、かつバインダー成分をそれ自体が有しない繊維を含む不織布、具体的には、パルプ繊維の繊維間がバインダー（接着成分）によって固定されている乾式パルプシートを用いることが好ましい。
【００４４】
次いで（ロ）の工程において、支持体５０の周面上で、第１噴射ノズルから噴射された流体が繊維集合体５３に吹き付けられる。この流体の吹き付けによる圧力で、繊維集合体５３は、図６に示すように、支持体５０の周面に形成されている凸部５５の位置において、構成繊維のより分けが生じる。このより分けによって、構成繊維は、凸部５５間に位置する凹部５６内へ移動していく。つまり、繊維の分配が起こる。
【００４５】
この工程で用いられる流体としては、水等の液体及び空気等の気体を使用することが可能である。流体の種類は、支持体５０上に導く繊維集合体によって選択する。例えば、カードウエブのように結合又は交絡のない繊維集合体を用いる場合には、空気流又は水蒸気流（スチームジェット）を使用することが好ましい。エアスルー不織布のように、繊維交点で結合を有する繊維集合体を用いる場合には、水流又は水蒸気流（スチームジェット）を使用することが好ましい。後者の場合、繊維交点での結合を部分的に剥離し、繊維交絡の程度を低く抑えつつ、繊維の移動によって畝溝構造を形成することができる。また、繊維間を詰まらせすぎないようにすることができる。このように、本工程は、繊維の移動・分配による畝溝構造の形成が主たるものであり、繊維の交絡の程度は低く抑えられている。
【００４６】
上述の水流とは、水等の完全な液体流を意味する。水蒸気流（スチームジェット）とは、液体状態でない水の流体流をいう。液体水流又は水蒸気流（スチームジェット）を使用した場合、繊維交絡は突起部５５の近傍に位置する繊維ほど進行し、その部分の繊維密度が高める傾向にある。特に、繊維集合体として不織布を用いた場合（すなわち再不織布化する場合）、凸部５５では繊維交絡がほとんど行われないので、不織布が本来的に有するクッション感が維持される。一方、凹部５６及び突起部５５の近傍に位置する繊維には交絡が生じ、凸部５５に位置する繊維に対して相対的に毛管勾配（密度勾配）が大きくなる。
【００４７】
（ロ）の工程である第１噴射ノズル５１からの流体の吹き付けによって畝溝構造及び開孔が形成されたら、次いで（ハ）の工程である第２噴射ノズル５２からの流体の吹き付けによって繊維交絡が生じ、繊維集合体が不織布化（繊維集合体として不織布を用いた場合には再不織布化）される。この場合に使用する流体としては、液体水流又は水蒸気流を用いることが好ましい。これらの流体を用いることで、繊維交絡を効率的に行うことができる。なお、上述の再不織布化とは、繊維集合体として不織布を用いた場合に、前工程である畝溝構造及び開孔の形成工程において、繊維の切断又は融着部分が剥離した繊維を再度融着又は再度交絡させて不織布としての形態を維持させることを言う。
【００４８】
（ロ）の工程及び（ハ）の工程で繊維集合体５３に吹き付ける流体を、支持体５０の凸部５５に集中すると、支持体５０の凹部５６に比べて凸部５５の流体圧を高めることができるので好ましい。
【００４９】
（ハ）の工程において流体として水蒸気流を使用した場合、第２噴射ノズル５２からの水蒸気流を比較的低い温度である１００〜１５０℃（ウエブ上で繊維融着温度よりも低い温度）とすることで、繊維交絡のみが行われる。水蒸気流は液体水流に比べるとエネルギー（噴射圧）が低い（流体流の分散が大きい）ので、繊維集合体として不織布を用いる場合よりも、ウエブへ吹き付けるときに用いることが好ましい。ウエブの方が不織布よりも繊維の移動が容易だからである。しかしながら、繊維集合体として不織布を用いた場合であっても、（ロ）の工程によって形成された畝溝構造が回復しない程度の弱い繊維交絡状態となる噴射圧を水蒸気流によって与えることができる。さらに、水蒸気流の温度が、ウエブ上で繊維融着温度よりも高くなる１６０〜２００℃程度の場合、仮に繊維融着温度より２０℃以上高い温度であっても、繊維集合体中の繊維に加わる熱量は、繊維を構成する樹脂が溶融して甚だしく流動するほどではなく、またすべての繊維の交点で樹脂の流動がおこり融着が生じるとは限らない程度であるので、繊維集合体全体を硬化させ風合いを低下させるほどのものではない。したがって水蒸気流の噴射圧が高い状態にあり、繊維同士がかなり接近した状態であっても、繊維の目詰まりを起こさせずに、繊維交点で融着を行うことができる。
【００５０】
この融着は、第２噴射ノズル５２から吹き付けられた水蒸気流によって行われるので、公知の不織布製造技術であるエアスルー法に比べると、短時間で強い圧力が繊維集合体に加わっている。そのため、繊維交点での融着が安定する前、すなわち互いの繊維の表面で広がって強固な融着点となる繊維鞘成分樹脂の流れ出しが固定化する前に圧力が取り除かれる。その結果、繊維が離間して、先に説明した図４に示すような橋渡し構造Ｂが形成される。このような橋渡し構造は、２本の繊維のうち一方の繊維の鞘成分樹脂が伸ばされて起こっていると推定される。なぜならば、この融着工程は、繊維融着を起こす状態ではあっても、熱の付与は比較的短時間で終了するので、繊維融着を起こす各繊維を構成する樹脂どうしが融合して樹脂間の界面が消失する状態ではなく、繊維融着を起こす各繊維を構成する樹脂の界面が存在する状態と考えられるからである。また、繊維融着を起こした融着部分である樹脂間の界面近くで伸長が起こると、該界面が引っ張られて融着部分が減少して、該界面で樹脂どうしが剥離してしまうと考えられるからである。このため、橋渡し構造は接合部分の面積は大きいものの、樹脂が伸ばされて細くなった部分を有している。その結果、得られた表面シート１０は、その構成繊維の自由度が向上し、柔軟性及びクッション性が良好になる。一方、エアスルー法よりも強い圧力を受けて製造されるので、２本より多い繊維の多交点が一層作られやすくなっている。このような構造によって、表面シート１０の強度が向上する。
【００５１】
橋渡し構造と多交点が併せて形成されていることによって、本製造方法によって製造される表面シート１０は強度が高く、柔軟性とクッション性が良好になっている。また、多交点に関わる繊維構造は、表面シート１０の厚みを抑える方向に繊維が配置されやすいので、橋渡し構造による部分が表面に一層露出しやすくなり、それによって柔軟性とクッション性を一層高めやすくなる。多交点構造は、第２噴射ノズル５２に近い面で起こりやすい。橋渡し構造は、第２噴射ノズル５２から遠い面で起こりやすい。
【００５２】
（ロ）の工程及び／又は（ハ）の工程で、液体水流を用いる場合には、親水性を付与するために用いられる界面活性剤が繊維表面から流れ落ちるおそれがあるので、繊維内へ界面活性剤を練りこんだものや、天然系／半天然系の親水性繊維を使用することが好ましい。あるいは、後工程において界面活性剤を塗布することが好ましい。これに対して、水蒸気流を用いると、繊維表面の界面活性剤が流れ落ちにくく、繊維の密度が高い部位に一部界面活性剤を集まりやすくすることができるという利点がある。その結果、水蒸気流を用いると、繊維集合体５３における支持体５０の凹部５６に位置する部位の繊維密度が高められるので、必然的にこれら部位の親水度を高めることができる。この効果の応用例として、繊維表面に塗布する界面活性剤又は繊維に練り込む界面活性剤として２種以上のものを使用し、その界面活性剤の耐水性を異ならせる手法が挙げられる。この手法によれば、親水勾配を一層容易に設計できるので有利である。
【００５３】
本製造方法における繊維集合体としてウエブのみを用いる場合には、（ロ）の工程では、空気流又は水蒸気流を用い、（ハ）の工程では、水蒸気流を用いることが好ましい。この理由は、繊維間の目詰まりを防ぎ、繊維交点の融着による不織布化による柔軟な構造ができるからである。一方、（ロ）の工程で水蒸気流を用いると、繊維の飛散等が抑えられ流体圧を空気流より高くすることが容易なため、繊維の寄り分けをしやすく、図２の断面形状を得やすくなり、クッション性等の柔軟性を高め易くなる。
【００５４】
本製造方法においては、（ロ）及び（ハ）の工程で水流を使用する場合には、繊維交点に融着点を有する不織布を用いることが好ましい。この理由は、繊維交点の剥離部分による繊維の移動（密度向上部分の形成）と残存する融着点によって繊維の目詰まりを防ぐことができるからである。この場合、（ロ）の工程では、不織布の全体に略均一となるように水流を施して支持体形状に不織布を適合させ、（ハ）の工程では、溝部３０に、畝部２０よりも強い水流を吹き付けることで交絡を行い易くし、（ロ）よりも（ハ）の工程の水圧を高めることが、融着点の剥離を促し再交絡を行い易くする観点から好ましい。また、繊維集合体５３として、ウエブと不織布との積層体を用いるか、又はウエブと不織布とを供給しつつ両者を積層して繊維集合体５３を供給する方法を採用すると、（ロ）及び（ハ）の工程で両者の一体化を進めることができる。このようにして製造された不織布は、畝部２０の頂部２１から開孔３１の端部まで液を導きやすい構造（一体化構造）となる。この場合、ウエブと不織布のうち、水流が直接吹き付けられるのは、ウエブでの繊維の目詰まりを防ぐ観点から、不織布とすることが好ましい。このように（ロ）及び（ハ）の工程で水流を使用すると、図３（ｂ）のような断面形状を得やすくなる。
【００５５】
繊維集合体５３として不織布を用い、該不織布が（ロ）の工程の前で別途支持体上に導かれる場合には、得られる不織布の柔軟性及びクッション性を高めることができる。また、繊維集合体５３として不織布を用いる場合、該不織布における繊維間の結合や交絡が強いと、（ロ）の工程における繊維移動が起こりにくいことがあるので、（ロ）の工程の前に、不織布における支持体５０の凹部５６に位置すべき部位にスリット処理を施すことも好ましい。
【００５６】
（ハ）の工程よって繊維集合体５３に畝溝構造が形成されたら、次いで、該繊維集合体５３を図７に示す開孔装置６０に導入する。繊維集合体５３の開孔装置６０への導入は、繊維集合体５３に対して畝溝構造を形成した後に引き続き行ってもよい。あるいは畝溝構造が形成された繊維集合体５３を一旦ロール状に巻き取り、時間及び／又は場所を変えて、このロールから繊維集合体５３を繰り出して、開孔装置６０へ導入してもよい。
【００５７】
開孔装置６０は、それぞれ周方向に延びる複数本の突条部７１を有する第１のロール７０と、第１のロール７０の突条部７１，７１間に挿入される穿孔ピン８１を有する第２のロール８０とを具備している。第１のロール７０における隣り合う突条部７１間には、穿孔ピン８１が嵌入する程度の隙間が設けられている。この隙間の長さは、畝溝構造が形成された繊維集合体における溝部の幅とほぼ一致している。第１のロール７０の突条部７１は、該ロール２の回転軸７２の周囲に固定された円板７３の周縁部から形成され、突条部７１間の隙間は、円板７３と円板７３との間にスペーサ７４を介在させることで形成されている。円板７３及びスペーサ７４の中央部には、回転軸７２の挿通孔（図示せず）が形成されており、円板７３及びスペーサ７４自体は環状に形成されている。円板７３及びスペーサ７４は、回転軸７２の軸長方向に重ね合わされ、該回転軸７２に、図示しない公知の固定手段（締結部材等）によって固定されている。
【００５８】
第２のロール８０は、畝溝構造が形成された繊維集合体５３を挟んで第１のロール７０と対向して配される。第２のロール８０における穿孔ピン８１は、第２のロール８０の周方向に直列に多数配されており、その列が、ロール３の軸長方向に多列に形成されている。穿孔ピン８１は、図示しないが、周縁部に多数の穿孔ピンを一定間隔に形成したピン円板を、第２のロール８０の回転軸８２の周囲に固定することにより設けられている。ピン円板は、第１のロールの回転軸７２に対する前記円板７３の固定と同様に、ピン円板間にスペーサを介在させて固定する。第２のロール８０の回転軸８２には、カートリッジヒータの挿入孔（図示せず）が形成され、カートリッジヒータの加熱により適宜ピン円板を加熱可能になされている。ロールの軸長方向に隣り合う穿孔ピン８１間の距離は、畝溝構造が形成された繊維集合体における隣り合う溝部間のピッチとほぼ一致している。
【００５９】
開孔装置６０に関して特に説明しない点については、本出願人の先の出願に係る特開平６−３３０４４３号公報及び特開平１０−１３１０１４号公報の記載が適宜適用される。例えば、繊維集合体５３の搬送方向に沿って開孔３１を間欠的に形成したい場合には、第１のロール７０における突条部７１を構成する円板７３として、特開平１０−１３１０１４号公報の記載されている切り欠き部分を有する円板を用いればよい。
【００６０】
図７に示すように、第１及び第２ロール７０，８０を互いに噛み合わせた状態下に、両ロール７０，８０を、図７中の矢印Ｐで示す方向に回転させる。そして、回転する両ロール７０，８０間に、畝溝構造が形成された繊維集合体５３を導入する。この場合、繊維集合体５３における畝溝構造が形成された側が、第２のロール８０の周面に対向するように繊維集合体５３を導入する。また、繊維集合体５３における溝部が、第１のロール７０における隣り合う突条部７１間に位置するように繊維集合体５３を導入する。
【００６１】
第１及び第２ロール７０，８０間に導入された繊維集合体５３の溝部には、第１のロール７０の突条部７１と、該突条部７１，２１間に挿入される第２のロールの穿孔ピン８１とによる押圧により、多数の開孔３１が形成される。この場合、第２ロール８０の加熱条件を調節することで、開孔３１の周縁に導液管を形成することができる。また、開孔３１の端部付近の繊維を扁平にすることができる。更に、開孔３１の端部付近の繊維を溶融・フィルム化させて、膜状構造を形成することができる。具体的には、穿孔ピン８１の温度を９０℃以上で、合成繊維の樹脂融点より２０℃高い温度までの間の条件を採用することで、開孔３１の端部付近の繊維を扁平にすることができ、穿孔後導液管突出側を加熱ロール上に接触させる、あるいは十分な間隔を有する加熱ロールと冷却ロールの間に通す手段、または、不織布化温度よりも低い熱風処理手段を採用することで、開孔３１の端部付近に膜状構造を繊維と繊維の間隔が狭い部分に繊維樹脂が移動し形成することができる。
【００６２】
本製造方法においては、（ハ）の工程の後である（ニ）の工程で開孔を有するので、（イ）の段階で開孔する必要がない。その結果、繊維集合体に畝溝構造を極めて明確に形成しやすいという利点がある。また（ロ）の工程でも、開孔の閉塞等を懸念することなく繊維集合体５３の不織布化の処理を行うことができる。その結果、良好なクッション性と強度を表面シート１０に付与することができる。さらに（ニ）の工程によって開孔を行うことで、吸収性に優れた表面シート１０を得ることができる。
【００６３】
本製造方法で開孔の対象となる繊維集合体５３には畝溝構造が形成されており、この畝溝構造においては、流体交絡装置４０による繊維の分配に起因して、畝部の方が溝部よりも繊維量（坪量）が多くなっている。したがって、開孔装置７０を用いた開孔において、繊維集合体５３の搬送中の振れによって開孔ピン８１が意図せずに畝部に貫入したとしても、畝部が繊維量が多くなっているので、該畝部に開孔を与えるに足る十分な熱量や圧力が該畝部に与えられない。その結果、開孔ピン８１がうまく畝部を貫通せず、あるいは貫通したとしても開孔の形状を維持することができないので脱ピン後に開孔が閉塞するので、畝部に意図せずに開孔が形成されることが防止される。
【００６４】
このようにして、目的とする不織布（表面シート）が得られる。この表面シートは、典型的には液不透過性又は撥水性の裏面シートとともに用いられ、両シート間に液保持性の吸収体を挟持して吸収性物品となされる。そのような吸収性物品としては、例えば生理用ナプキンや使い捨ておむつなど当該技術分野において知られている種々の製品が挙げられる。
【００６５】
以上、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は前記実施形態に制限されない。例えば前記実施形態は、本発明の不織布を吸収性物品の表面シートに適用した場合のものであるが、本発明の不織布はそれ以外の用途にももちろん使用することができる。そのような用途としては、例えば清掃用シート等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の不織布の一実施形態の要部を拡大して示す模式図である。
【図２】図１におけるII−II線断面図である。
【図３】本発明の不織布の他の断面の状態を示す図（図２相当図）である。
【図４】本発明の不織布における繊維の融着状態を示す模式図である。
【図５】図１に示す不織布を製造する装置の一例を示す模式図である。
【図６】図５における流体透過性支持体を示す斜視図である。
【図７】図５に示す装置を用いた不織布の製造過程を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０ 不織布（表面シート）
２０ 畝部
３０ 溝部
３１ 開孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、畝溝構造を有し、溝部に開孔を有する不織布及びその製造方法に関するものである。この不織布は、特に吸収性物品の表面シートとして好適に用いられる。
【背景技術】
【０００２】
従来、畝溝構造を有し溝部に開孔を有する不織布に関する技術としては、例えば加熱したピンと受け構造によって不織布に開孔と波状構造を付与する不織布及びその製造方法が知られている（特許文献１参照）。また、気体によって凹凸構造体の形状にウエブを型押しした後、熱風によって繊維間を結合する不織布及びその製造方法も知られている（特許文献２参照）。さらに、ノズルから高圧水流を吹き付け畝溝構造や開孔を形成する方法も提案されている（特許文献３参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３３０４４３号
【特許文献２】特開平４−２４２６１号
【特許文献３】特開昭５８−１３２１５５号
【０００４】
特許文献１には、加熱した凸状ピンと多列の凹条部により畝溝構造と溝部に開孔が形成された不織布とその製造方法が示されているところ、得られる不織布は波状構造であるため、幅方向に引き伸ばされたり、畝部間が接近し開孔が隠れたりし易かった。また、曲げ等の外力により畝構造が潰れ易く、更にその潰れが回復しづらいものである。開孔に関しては、凸状ピンの先端に不織布が引っかかると、逆側の面に開孔の端部が反り返ることがある。このように、同文献に記載の不織布は、その構造を安定化させにくいものであった。
【０００５】
特許文献２には、支持体（ネット）上にウエブを積繊した後、気体を噴射してウエブに凹凸構造を付与し加熱して得られる不織布とその製造方法が示されているところ、形状付与工程と熱付与工程においてウエブに加わる圧力が異なるため、形状付与工程から熱付与工程の間にウエブの戻りがあり、賦型構造を与えにくい。これを防止する目的で、熱付与工程においてウエブに与える風量を形状付与工程における風量と同程度に増やし、圧力に差が生じないようにすると、熱付与工程においてウエブの構成繊維に熱が十分に伝わらないため、不織布の強度に問題が生じる。
【０００６】
特許文献３では、畝溝構造や独立突起を有する不織布が得られているが、水流のみによる形状付与の過程で繊維間が詰まってしまい、剛性が高くなったり、吸収性物品の表面シートとしては液を保持し易い空間構造となったりしてしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、前述した従来技術が有する欠点を解消し得る不織布及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、畝部と溝部を交互に有し、溝部に開孔を有する不織布であって、溝部に比べて畝部の方が繊維量が多くなされており、開孔の端部付近に繊維の潰れを有する不織布を提供するものである。
【０００９】
また本発明は、畝部と溝部を交互に有し、溝部に開孔を有する不織布の製造方法であって、
繊維集合体を供給し、該繊維集合体の供給方向と直交する方向に波状構造を形成するための流体透過性支持体上に該繊維集合体を導く工程、
該支持体上に位置する該繊維集合体に流体を吹き付けて、その構成繊維をより分け畝溝構造を形成する工程、
引き続き該支持体上に位置する該繊維集合体に再び流体を吹き付けて、畝溝構造が形成された該繊維集合体を不織布化する工程、及び
該不織布化された繊維集合体に熱を加えて開孔を形成する工程を有する不織布の製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の不織布は、繊維間の詰まりすぎによる剛性向上が抑えられており、柔軟性に優れたものである。また、本発明の不織布は、畝部の潰れや倒れ及び開孔の閉塞がなく明瞭な開孔を有するものである。また、本発明の不織布の製造方法によれば、畝溝構造の形状付与及び形状の安定性に優れ、高強度の不織布を簡便に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。図１には、本発明の不織布の一実施形態の要部拡大図が示されている。図２は、図１におけるII−II線断面図である。本実施形態の不織布は、主に吸収性物品の表面シートとしての使用を想定したものである。したがって、以下の説明では、本実施形態の不織布を「表面シート」とも言う。
【００１２】
図１及び図２に示す表面シート１０は、第１の面１０ａと、これに対向する第２の面１０ｂとを有する。第１の面１０ａは、表面シート１０が、生理用ナプキンや使い捨ておむつ等の吸収性物品に組み込まれたときに、着用者の肌側を向く面である。第２の面１０ｂは、吸収性物品の吸収体側を向く面である。表面シート１０は、それぞれ一方向Ｙに延びる畝部２０及び溝部３０を有する。畝部２０及び溝部３０は、それらの延びる方向Ｙと直交する方向Ｘにわたって交互に配列されている。畝部２０は、表面シート１０における相対的に厚みの大きな部位から構成されており、溝部３０は、表面シート１０における相対的に厚みの小さな部位から構成されている。その結果、畝部２０の実質厚みは、溝部３０の厚みよりも大きい。ここで実質厚みとは、表面シート１０の裏面から各々の最上部までの長さ（見掛け厚み）ではなく、表面シート１０の繊維が存在する部分の長さを意味する。
【００１３】
図２に示すように、畝部２０は、その延びる方向と直交する方向（図中、Ｘで示す方向）での断面において、第１の面１０ａの側は、上に凸の滑らかな曲線を描く輪郭となっている。第２の面１０ｂの側は、下に凸の滑らかでかつ緩やかな曲線を描く輪郭となっている。畝部２０における第１の面１０ａの側は、第２の面１０ｂの側よりも高く盛り上がっており、これが周期的に連続している。これによって第１の面１０ａの側は、Ｘ方向に沿って波形形状になっている。したがって、表面シート１０の第１の面１０ａ側が着用者の肌と接する場合には、畝部２０の頂部及びその近傍の領域が部分的に接触することになり、全面接触に起因する蒸れによるべたつき感や、こすれに起因する刺激感が低減される。また、着用者から排泄された液が、着用者の肌に付着しづらくなる。
【００１４】
畝部２０の形状は上述の形状に限られず、例えば図３（ａ）に示すように、第２の面１０ｂの側が、上に凸の滑らかでかつ緩やかな曲線を描く輪郭となっている場合や、図３（ｂ）に示すように、第２の面１０ｂの側が平坦である場合もある。このような形状の相違は、主として表面シート１０の製造条件に依存する。
【００１５】
畝部２０は、表面シート１０の構成繊維で満たされている。つまり畝部２０内には空洞は存在していない。同様に、溝部３０のうち、後述する開孔３１が形成されていない部位は、表面シート１０の構成繊維で満たされている。但し、後述するように、畝部２０の繊維量と、溝部３０の繊維量とは相違している。
【００１６】
図２に示すように、畝部２０は、Ｘ方向での断面において、第１の面１０ａ側に頂部２１を有し、この部位において実質厚みが最も大きくなっている。そして、Ｘ方向に関し、頂部２１から離れるに連れ実質厚みが漸減している。したがって、表面シート１０は、そのＸ方向に沿ってみたときに、実質厚みが周期的に変化したものとなっている。図には示していないが、畝部２０は、その延びる方向（図２中、紙面と直交する方向）において、頂部２１における実質厚みが何れの位置においてもほぼ同じになっている。本実施形態の表面シート１０において、畝部２０と溝部３０との間に明確な境界部は存在せず、一般に、Ｘ方向に関して隣り合う２つの頂部２１間に位置する最も実質厚みの小さい部位及びその近傍の部位が溝部３０となる。畝部２０と溝部３０との境界を明確に定義する場合には、畝部２０の頂部２１における見掛け厚みの１／２の厚みの位置を、畝部２０と溝部３０との境界部とする。
【００１７】
畝部２０の見掛け厚みは、表面シート１０の肌触りを良好にする観点から、好ましくは０．３〜５ｍｍであり、更に好ましくは０．５〜２．５ｍｍである。畝部２０と溝部３０との高低差Ｄ（図２参照）は、表面シート１０のクッション性及び通気性を高め、更に液の拡散を制御する観点から、０．１〜３ｍｍが好ましく、０．３〜２ｍｍがより好ましい。畝部２０及び溝部３０の厚みや高低差Ｄは、マイクロスコープＶＨ‐８０００（キーエンス製）を用い、表面シート１０の断面を５０倍〜２００倍に拡大観察して測定する。断面は、フェザー剃刀（品番ＦＡＳ‐１０、フェザー安全剃刀（株）製）を用い、表面シート１０を切断して得る。
【００１８】
表面シート１０のＸ方向における畝部２０の幅は、肌触りと吸収性の観点から、１〜１０ｍｍが好ましく、２〜５ｍｍがより好ましい。同様の観点から、表面シート１０のＸ方向における溝部３０の幅は、０．５〜７ｍｍが好ましく、１〜３ｍｍが好ましい。本実施形態においては、畝部２０と溝部３０は同じ幅で形成されているが、これに限られず例えば表面シート１０のＸ方向の中央域における畝部２０の幅を、側部域における畝部２０の幅よりも広くしてもよい。あるいは、畝部２０及び溝部３０の幅をランダムにするなど、所望の形態とすることができる。
【００１９】
畝部２０の実質厚みは、見掛け厚みの６０〜１００％、特に７０〜１００％であることが好ましい。畝部２０の実質厚みそれ自体は、最も大きい部位（頂部２１）において０．２〜４ｍｍ、特に０．３〜３ｍｍであることが好ましい。畝部２０がこのような厚みであると、畝部２０が倒れにくくなり、表面シート１０のクッション性が良くなり、更に液の吸収性（液通過性）が良好となる。また、畝部２０の実質厚みが、見掛け厚みより薄い場合、具体的には９０％以下の場合には、表面シート１０を有する吸収性物品の使用時に、該吸収性物品が湾曲形状に変形しても、表面シート１０の開孔部と吸収体との間に隙間が生じることが防止される。また表面シート１０が着用者の肌に柔軟にフィットする。なお、溝部３０の実質厚みは、０．１〜１ｍｍである。
【００２０】
畝部２０と開孔を除く溝部３０では、坪量が異なっている。換言すれば、畝部２０と溝部３０では繊維量が異なっている。具体的には、溝部３０に比べて畝部２０の方が繊維量が多くなっている。畝部２０及び溝部３０がこのように形成されていることで、畝部２０を潰れにくくしつつ、柔軟に変形させることが可能となっている。畝部２０及び溝部３０の繊維量を坪量で表すと、畝部２０の坪量は、３０〜１５０ｇ／ｍ2、特に４０〜１００ｇ／ｍ2であることが好ましい。一方、溝部３０の坪量（但し開孔３１は除く）は、１０〜７０ｇ／ｍ2、特に１５〜５０ｇ／ｍ2であることが好ましい。表面シート１０の全体としての坪量（開孔３１も含む）は、２０〜８０ｇ／ｍ2、特に３０〜８０ｇ／ｍ2であることが柔軟性と不織布強度の観点から好ましい。畝部２０の坪量は、溝部３０を除去した畝部２０の重量と面積から求める。畝部２０と溝部３０との境界は、開孔３１の幅と溝部３０の幅が同程度のときは、開孔３１の幅方向端部を複数連ねて見たときの位置で判断する。溝部３０の幅が開孔３１の幅より広い場合は、測定する表面シート１０の断面形状に基づき、変曲点を基準点（優先）とするか、又は、Ｘ方向に対して接線の傾きが４５°となる位置を基準点とする。この溝部を挟む２つの基準点から断面の厚さ方向に沿った直線で表面シート１０を切断し、畝部２０を得てその重量を測定する。溝部３０の重量は、切断前の表面シート１０の重量と、畝部２０の重量との差で求める。溝部３０の坪量の算出には、開孔３１を含めた溝部３０の面積から開孔３１の面積を差し引いて溝部３０の面積を求める。このため、後述する画像解析装置等を使用して開孔３１を含めた溝部の面積と開孔３１の面積を計測しておく。
【００２１】
また、畝部２０は、その頂部２１における繊維密度が、溝部３０の繊維密度、特に開孔３１の端部の繊維密度と異なっている。詳細には、畝部２０の頂部２１に比較すると、溝部３０、特に開孔３１の端部の方が繊維密度が高くなされている。その結果、着用者から排泄された液は、畝部２０の頂部２１から溝部３０の開孔３１の端部へと導かれ易くなっている。畝部２０の頂部２１における繊維密度は０．０１〜０．１ｇ／ｃｍ3であることが好ましく、開孔３１の端部の繊維密度は０．０５〜０．５ｇ／ｃｍ3であることが好ましい。それぞれの部位の繊維密度は次の方法で測定する。先ず、畝部２０の密度を見掛け厚み及び坪量から算出する。次に表面シート１０の切断面を電子顕微鏡を用いて拡大観察（１５０〜５００倍）し、繊維の断面１０個が含まれる部分の面積（最外繊維の外面を直線で結んだ面積）を、後述する画像解析装置を使用して、畝部２０及び開孔３１の端部で計測する。これらの計測値と、先に算出された畝部２０の繊維密度の値を用い、比例計算によって開孔３１の端部の繊維密度を算出する。繊維の断面１０個が含まれる部分の面積の占める面積が低いほど繊維密度は高いことになる。
【００２２】
図１に示すように、溝部３０には開孔３１が多数形成されている。開孔３１は溝部３０の延びる方向に沿って一定の間隔をおいて規則的に形成されている。したがって、表面シート１０には、そのＹ方向に沿って一定の間隔をおいて配置された多数の開孔３１からなる開孔列が、表面シート１０のＸ方向にわたって多列に形成された状態になっている。すべての開孔列における開孔３１の配置のピッチは同じになっている。隣り合う２つの開孔列においては、表面シート１０のＸ方向に関して開孔３１が同位置に位置している。そして、シート１０のＸ方向に沿ってシート全域を見たときに、必ず開孔３１が形成されていない部位が存在するように該開孔３１は配置されている。更に、表面シート１０全体で見ると、開孔３１は、シート１０のＸ方向において多列の列をなし、かつＹ方向においても多列の列をなすように分散配置されている。開孔３１がこのように配置されていることで、開孔３１が例えば千鳥格子状に配置されている場合に比較して、繊維のより分けによる開孔３１の形成を効率的に行うことができる。
【００２３】
開孔３１は、好適には、後述するように、表面シート１０の構成繊維に熱ピンによる熱が加えられて形成されている。そして、開孔３１の端部付近の構成繊維には、畝部２０の構成繊維と異なり、繊維断面が扁平になる等の繊維の潰れが生じている。また、熱ピンでの熱変形に起因して樹脂がフィルム化した膜状構造が、開孔３１の端部付近に形成されている場合がある。これに起因して、開孔３１内に繊維が入り込むことが殆どなく、開孔３１の閉塞が生じにくいので、開孔３１は明瞭になっている。このことに起因して、表面シート１０は液の透過性に優れたものとなる。また、前記の膜状構造は、開孔３１の端部付近の全周に連続して形成されておらず、開孔３１の端部付近には繊維の潰れによって繊維間の隙間が残っている。したがって開孔３１の端部付近は液が通過する構造になっており、開孔３１の端部付近に液が溜まることがない。なお、表面シート全体として見ると、その構成繊維は、基本的に繊維どうしが交絡しているか、又は繊維どうしが融着している。これによって不織布の形態が維持されている。
【００２４】
開孔３１は、表面シート１０の平面視において種々の形状をとり得る。例えば円形、長円形、楕円形、三角形、四角形、六角形等の形状、又はこれらの組み合わせの形状が挙げられる。開孔３１の形状や大きさは、表面シート１０の具体的な用途に応じて適宜決定すればよい。例えば、吸収性物品の表面シートに用いる場合には、開孔３１の大きさは、表面シート１０の平面視における投影面積で表して、０．５〜５ｍｍ2程度であることが、液の透過性及び表面シート１０の強度維持の観点から好ましい。開孔３１の大きさは、画像解析システムを使用して計測する。具体的には、光源〔サンライト ＳＬ−２３０Ｋ２；ＬＰＬ（株）社製〕、スタンド〔コピースタンドＣＳ−５；ＬＰＬ（株）社製〕、レンズ〔２４ｍｍ／Ｆ２．８Ｄニッコールレンズ〕、ＣＣＤカメラ〔（ＨＶ−３７；日立電子（株）社製）Ｆマウントによるレンズとの接続〕及びビデオボード〔スペクトラ３２００；カノープス（株）社製〕を用いて、表面シート１０の裏面１Ｂ側の画像を取り込む。取り込まれた画像をＮＥＸＵＳ社製の画像解析ソフトＮＥＷ ＱＵＢＥ（ｖｅｒ．４．２０）によって開孔３１の部分を二値化処理する。二値化処理された画像から得られる個々の面積の平均値を開孔の大きさとする。
【００２５】
開孔３１はその端部が、表面シート１０の第２の面１０ｂ側に突出して、突出部からなる導液管を形成していてもよい。上述のとおり、開孔３１の端部は剛性が低いので、かかる突出部を形成することで、表面シート１０のクッション性が一層高くなる。また、突出部を形成することで、表面シート１０の下側に位置する吸収体の構造によらず、表面シート１０と吸収体との接触を維持できることから、着用者から排泄された液が、表面シート１０から吸収体へ効率よく伝達される。
【００２６】
表面シート１０を構成する繊維は、上述のとおり、繊維どうしが交絡しているか、又は繊維どうしが融着している。繊維どうしが融着している場合、当該繊維は、図４に示すように、離間しており、かつ溶融によって引き伸ばされた樹脂の固化で形成された橋渡し構造Ｂによって結合されていることが好ましい。このような結合状態であることによって、表面シート１０の柔軟性が一層向上する。橋渡し構造の結合状態を実現するには、例えば後述する方法に従い表面シート１０を製造すればよい。
【００２７】
上述の橋渡し構造の連結状態を有する表面シート１０においては、繊維どうしが熱融着されており、該繊維どうしの橋渡し構造の融着部分における該繊維の幅が、各々の繊維の融着部分の径を加算した値よりも大きい部分を有している。この場合、構成繊維として自己融着性繊維を５０重量％以上含むことが、確実な橋渡し構造の連結状態を実現する観点から好ましい。このような特徴的な構造を有する表面シート１０は、本発明者らが初めて見出した極めて新規なものである。この状態は、電子顕微鏡等の観察から計測できる。各々の繊維の融着部分の径は、接合している繊維から計測することが望ましいが、複数種の繊維が配合されている場合でも、各々の繊維１０〜２０本程度の繊維から平均繊維径より求めても良い。
【００２８】
橋渡し構造は、表面シート１０の電子顕微鏡による拡大観察において、ランダムに５０〜１００程度の交点を計測した場合、５〜２０％存在することが、柔軟性とクッション性、及び表面シート１０の強度の観点から好ましい。
【００２９】
表面シート１０を構成する繊維としては、天然繊維、半天然繊維、合成繊維等、当該技術分野において従来用いられている繊維を特に制限なく用いることができる。繊維間の詰まりすぎを起こさず、表面シート１０に柔軟性を付与する観点から、合成繊維を用いることが好ましい。合成繊維の配合量は、表面シート全体の５０重量％以上が好ましく、７０％重量以上がより好ましい。もちろん、合成繊維１００％から表面シート１０を構成してもよい。表面シート１０が合成繊維１００％からなる場合、着用者の体圧が加わった状態下でも畝溝構造が潰れ難くなるので、溝部３０に沿った通気性が良好となる。
【００３０】
使用する合成繊維としては、例えば自己融着性繊維である芯鞘構造繊維やサイドバイサイド型繊維が挙げられる。この他に、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル等の単繊維や複合繊維を用いることができる。畝溝構造及び開孔形状の成形性や、橋渡しの結合形の成による柔軟性の向上の観点から、ポリエチレンを鞘成分に有する芯鞘構造繊維や、ポリエチレン部分を有するサイドバイサイド型繊維を用いることが好ましい。繊維の（平均）繊度は、１〜６ｄｔｅｘの範囲が好ましい。
【００３１】
合成繊維として捲縮繊維を用いると、表面シート１０のクッション性が一層向上するので好ましい。捲縮繊維としては、二次元に捲縮した繊維及びコイル状の三次元に捲縮した繊維の何れも用いることができる。特に熱の付与によってコイル状に三次元捲縮した繊維を表面シート１０に含まれていることが好ましい。このような繊維は、潜在捲縮繊維を原料として用いることで、表面シート１０に含ませることができる。潜在捲縮繊維は、例えば収縮率の異なる２種類の熱可塑性樹脂を成分とする偏心芯鞘型複合繊維又はサイドバイサイド型複合繊維からなる。その例としては、特開平９−２９６３２５号公報や特許２７５９３３１号明細書に記載のものが挙げられる。
【００３２】
合成繊維として、熱の付与によって伸長する繊維を用いても表面シート１０のクッション性が一層高まるので好ましい。この理由は、表面シート１０の製造中に付与された熱に起因する繊維間の詰まりが防止されるからである。そのような繊維としては、例えば本出願人の先の出願に係るＷＯ２００７／６６５９９が挙げられる。
【００３３】
上述の捲縮繊維及び熱伸長性繊維の何れを用いる場合にも、それらの繊維は、表面シート１０中に合計で３０〜７０重量％配合されていることが好ましい。
【００３４】
表面シート１０の構成繊維は、その繊維長に特に制限はなく、ステープルファイバ及び連続フィラメントの何れも用いることができる。２種以上の繊維を用いる場合、それらの繊維の繊維長は同じでもよく、又は異なっていてもよい。異なる繊維長の繊維を２種以上組み合わせて用いる場合、これらの繊維を表面シート１０中に偏在させることが好ましい。具体的には、畝部２０における第１の面１０ａ側は、開孔３１の端部に比べて繊維長が長い繊維を多く有していることが好ましい。これによって、表面シート１０の表面における短繊維の毛羽抜け易さや毛羽たち易さを抑えて、滑らかな感触を得ることができる。また、畝溝構造や開孔３１の明瞭性を向上させることができる。さらに、開孔３１に液を導き易くすることができる。例えば、異なる繊維長の繊維を２種類用いる場合、長い方の繊維の繊維長は４０〜８０ｍｍであることが好ましく、短い方の繊維の繊維長は２〜１５ｍｍであることが好ましい。異なる繊維長の繊維を上述のように偏在させるためには、例えば、長い繊維を含む層と短い繊維を含む層とからなる多層構造のウエブを用いて表面シート１０を製造したり、長い繊維を含むウエブと短い繊維を含む不織布とを組合せて表面シート１０を製造したりすればよい。
【００３５】
異なる繊維長の繊維を２種以上組み合わせて用いる場合、表面シート１０は、繊維長が長い繊維と短い繊維が交絡している部分を有することが好ましい。これによって、交絡部分に起因する強度向上と、表面シートとして畝部２０からの液の移動を容易にできるという有利な効果が奏される。繊維長が長い繊維と短い繊維が交絡している部分は、表面シート１０における溝部３０や開孔３１の周縁の部分であることが好ましい。このような部分的な交絡部を形成するには、例えば、長い繊維を含む層と短い繊維を含む層とからなる多層構造のウエブを用いて表面シート１０を製造したり、長い繊維を含むウエブと短い繊維を含む不織布とを組合せて表面シート１０を製造したりすればよい。
【００３６】
表面シート１０は親水化されていることが好ましい。親水化の方法としては、例えば疎水性不織布を親水化剤で処理する方法が挙げられる。また、親水化剤を練り込んだ繊維から不織布を製造する方法が挙げられる。更に、本来的に親水性を有する繊維、例えば天然系や半天然系の繊維を使用する方法が挙げられる。不織布の製造後に、界面活性剤を塗工することでも親水化を行うことができる。
【００３７】
表面シート１０の親水性に関し、畝部２０の頂部２１においては、第１の面１０ａ側の親水性が弱親水性から疎水性であることが好ましい。一方、開孔３１の端部付近における第１の面１０ａ側の表面が少なくとも弱親水性以上の親水性を有していることが好ましい。そして、これら両者に関して、開孔３１の端部付近の方が、畝部２０の頂部２１よりも親水性が高くなっていることが好ましい。親水性の程度にこのような差を設けることで、第１の面１０ａ側から第２の面１０ｂ側への液の引き込み性が促進され、第１の面１０ａ側に液残りが生じにくくなり、第１の面１０ａ側のドライ感が高まる。親水性の程度にこのような差を設けるためには、例えば繊維表面を親水性となす界面活性剤のうち、水への溶解性が高いものを用いて、高温（４０〜８０℃）多湿（８０％ＲＨ程度）の条件で表面シート１０を処理すればよい。あるいは、溶解性が異なる複数の界面活性剤によって表面シート１０を処理したり、ブリードアウト可能な界面活性剤を、繊維を構成する樹脂内に添加したりすればよい。表面シート１０の各部位における親水性の程度は、既知の表面張力が異なる試験液を使用して液滴法（５箇所以上計測）で評価する。なお、本明細書において、親水性とは接触角が５０度以下、弱親水性とは接触角が５０度より大きく８０度以下、疎水性とは、接触角が９０度以上１００度程度の範囲のことをいう。接触角の測定は、特開２００５−３２４０１０号公報の「初期接触角の測定」に記載の方法で行うことができる。
【００３８】
図１及び図２に示す表面シート１０は、単層の構造のものであったが、これに代えて表面シート１０を２層以上の多層構造とすることもできる。表面シート１０が、例えば第１の面１０ａを含む上層及び第２の面１０ｂを含む下層からなる２層構造のものである場合、上層に比べ下層の毛管勾配を高めることが好ましい。これによって、第１の面１０ａ側から第２の面１０ｂ側への液の引き込み性が促進される。毛管勾配を高める方法としては、例えば上層よりも下層の繊維の繊維径を小さくする方法が挙げられる。この場合、上層の繊維を２〜８ｄｔｅｘとし、下層の繊維を０．１〜６ｄｔｅｘとすることが好ましい。また、上層よりも下層の親水性を高めることでも、毛管勾配を高めることができる。あるいは、これら両方の手段を採用してもよい。
【００３９】
表面シート１０が少なくとも２層構造からなる場合、最表層の構成繊維と、該最表層に隣接する層の構成繊維とが交絡していることが好ましい。ここで言う最表層とは、表面シート１０における肌対向面を構成する層のことである。繊維が交絡していることによって、層間に界面が存在しなくなるので、上述した毛管勾配に起因する液の引き込み性を一層効果的なものとすることができる。
【００４０】
次に、図１に示す表面シート１０の好ましい製造方法について説明する。表面シート１０は、図５及び図６に示す流体交絡装置並びに図７に示す開孔装置を用いて製造される。これらの装置を用いた製造方法は、（イ）繊維集合体を供給し、該繊維集合体の供給方向と直交する方向に波状構造を形成するための流体透過性支持体上に該繊維集合体を導く工程、（ロ）該支持体上に位置する該繊維集合体に流体を吹き付けて、その構成繊維をより分け畝溝構造を形成する工程、及び（ハ）引き続き該支持体上に位置する該繊維集合体に再び流体を吹き付けて、畝溝構造が形成された該繊維集合体を不織布化する工程、（ニ）不織布化された該繊維集合体に熱ピンによって熱を加え開孔を形成する工程を有する。
【００４１】
図５に示す装置４０は、流体透過性支持体５０及び第１噴射ノズル５１及び第２噴射ノズル５２を備えている。流体透過性支持体５０はロール状のものであり、その周面はメッシュ等の流体透過性材料で構成されている。図６に示すように支持体５０の周面には、ロールの回転方向に沿って延びる凸部５５と凹部５６とが、ロールの軸方向Ａに交互に形成されている。これによって、表面シート１０の原料である繊維集合体５３に、その供給方向と直交する方向Ａに波状構造を形成することができる。
【００４２】
第１噴射ノズル５１及び第２噴射ノズル５２は、支持体５０の周面に対向するように配置されている。各ノズル５１，５２は、支持体５０の全幅にわたり流体を噴射できるような構造になっている。ノズル５１，５２は、表面シート１０の原料である繊維集合体５３の供給方向に関し、第１噴射ノズル５１が上流側に位置し、第２噴射ノズル５２が下流側に位置している。
【００４３】
（イ）の工程においては、繊維集合体５３は、図５中、矢印の方向に回転している流体透過性支持体５０へ供給され、該支持体５０の周面に抱かれた状態で搬送される。繊維集合体としては、カードウエブ等の繊維の結合や絡合が生じていないか、又はその程度が低いものや、不織布等の繊維の結合や絡合が生じているものを用いることができる。特に、不織布としては、繊維長が３０ｍｍ以下であり、かつバインダー成分をそれ自体が有しない繊維を含む不織布、具体的には、パルプ繊維の繊維間がバインダー（接着成分）によって固定されている乾式パルプシートを用いることが好ましい。
【００４４】
次いで（ロ）の工程において、支持体５０の周面上で、第１噴射ノズルから噴射された流体が繊維集合体５３に吹き付けられる。この流体の吹き付けによる圧力で、繊維集合体５３は、図６に示すように、支持体５０の周面に形成されている凸部５５の位置において、構成繊維のより分けが生じる。このより分けによって、構成繊維は、凸部５５間に位置する凹部５６内へ移動していく。つまり、繊維の分配が起こる。
【００４５】
この工程で用いられる流体としては、水等の液体及び空気等の気体を使用することが可能である。流体の種類は、支持体５０上に導く繊維集合体によって選択する。例えば、カードウエブのように結合又は交絡のない繊維集合体を用いる場合には、空気流又は水蒸気流（スチームジェット）を使用することが好ましい。エアスルー不織布のように、繊維交点で結合を有する繊維集合体を用いる場合には、水流又は水蒸気流（スチームジェット）を使用することが好ましい。後者の場合、繊維交点での結合を部分的に剥離し、繊維交絡の程度を低く抑えつつ、繊維の移動によって畝溝構造を形成することができる。また、繊維間を詰まらせすぎないようにすることができる。このように、本工程は、繊維の移動・分配による畝溝構造の形成が主たるものであり、繊維の交絡の程度は低く抑えられている。
【００４６】
上述の水流とは、水等の完全な液体流を意味する。水蒸気流（スチームジェット）とは、液体状態でない水の流体流をいう。液体水流又は水蒸気流（スチームジェット）を使用した場合、繊維交絡は突起部５５の近傍に位置する繊維ほど進行し、その部分の繊維密度が高める傾向にある。特に、繊維集合体として不織布を用いた場合（すなわち再不織布化する場合）、凸部５５では繊維交絡がほとんど行われないので、不織布が本来的に有するクッション感が維持される。一方、凹部５６及び突起部５５の近傍に位置する繊維には交絡が生じ、凸部５５に位置する繊維に対して相対的に毛管勾配（密度勾配）が大きくなる。
【００４７】
（ロ）の工程である第１噴射ノズル５１からの流体の吹き付けによって畝溝構造及び開孔が形成されたら、次いで（ハ）の工程である第２噴射ノズル５２からの流体の吹き付けによって繊維交絡が生じ、繊維集合体が不織布化（繊維集合体として不織布を用いた場合には再不織布化）される。この場合に使用する流体としては、液体水流又は水蒸気流を用いることが好ましい。これらの流体を用いることで、繊維交絡を効率的に行うことができる。なお、上述の再不織布化とは、繊維集合体として不織布を用いた場合に、前工程である畝溝構造及び開孔の形成工程において、繊維の切断又は融着部分が剥離した繊維を再度融着又は再度交絡させて不織布としての形態を維持させることを言う。
【００４８】
（ロ）の工程及び（ハ）の工程で繊維集合体５３に吹き付ける流体を、支持体５０の凸部５５に集中すると、支持体５０の凹部５６に比べて凸部５５の流体圧を高めることができるので好ましい。
【００４９】
（ハ）の工程において流体として水蒸気流を使用した場合、第２噴射ノズル５２からの水蒸気流を比較的低い温度である１００〜１５０℃（ウエブ上で繊維融着温度よりも低い温度）とすることで、繊維交絡のみが行われる。水蒸気流は液体水流に比べるとエネルギー（噴射圧）が低い（流体流の分散が大きい）ので、繊維集合体として不織布を用いる場合よりも、ウエブへ吹き付けるときに用いることが好ましい。ウエブの方が不織布よりも繊維の移動が容易だからである。しかしながら、繊維集合体として不織布を用いた場合であっても、（ロ）の工程によって形成された畝溝構造が回復しない程度の弱い繊維交絡状態となる噴射圧を水蒸気流によって与えることができる。さらに、水蒸気流の温度が、ウエブ上で繊維融着温度よりも高くなる１６０〜２００℃程度の場合、仮に繊維融着温度より２０℃以上高い温度であっても、繊維集合体中の繊維に加わる熱量は、繊維を構成する樹脂が溶融して甚だしく流動するほどではなく、またすべての繊維の交点で樹脂の流動がおこり融着が生じるとは限らない程度であるので、繊維集合体全体を硬化させ風合いを低下させるほどのものではない。したがって水蒸気流の噴射圧が高い状態にあり、繊維同士がかなり接近した状態であっても、繊維の目詰まりを起こさせずに、繊維交点で融着を行うことができる。
【００５０】
この融着は、第２噴射ノズル５２から吹き付けられた水蒸気流によって行われるので、公知の不織布製造技術であるエアスルー法に比べると、短時間で強い圧力が繊維集合体に加わっている。そのため、繊維交点での融着が安定する前、すなわち互いの繊維の表面で広がって強固な融着点となる繊維鞘成分樹脂の流れ出しが固定化する前に圧力が取り除かれる。その結果、繊維が離間して、先に説明した図４に示すような橋渡し構造Ｂが形成される。このような橋渡し構造は、２本の繊維のうち一方の繊維の鞘成分樹脂が伸ばされて起こっていると推定される。なぜならば、この融着工程は、繊維融着を起こす状態ではあっても、熱の付与は比較的短時間で終了するので、繊維融着を起こす各繊維を構成する樹脂どうしが融合して樹脂間の界面が消失する状態ではなく、繊維融着を起こす各繊維を構成する樹脂の界面が存在する状態と考えられるからである。また、繊維融着を起こした融着部分である樹脂間の界面近くで伸長が起こると、該界面が引っ張られて融着部分が減少して、該界面で樹脂どうしが剥離してしまうと考えられるからである。このため、橋渡し構造は接合部分の面積は大きいものの、樹脂が伸ばされて細くなった部分を有している。その結果、得られた表面シート１０は、その構成繊維の自由度が向上し、柔軟性及びクッション性が良好になる。一方、エアスルー法よりも強い圧力を受けて製造されるので、２本より多い繊維の多交点が一層作られやすくなっている。このような構造によって、表面シート１０の強度が向上する。
【００５１】
橋渡し構造と多交点が併せて形成されていることによって、本製造方法によって製造される表面シート１０は強度が高く、柔軟性とクッション性が良好になっている。また、多交点に関わる繊維構造は、表面シート１０の厚みを抑える方向に繊維が配置されやすいので、橋渡し構造による部分が表面に一層露出しやすくなり、それによって柔軟性とクッション性を一層高めやすくなる。多交点構造は、第２噴射ノズル５２に近い面で起こりやすい。橋渡し構造は、第２噴射ノズル５２から遠い面で起こりやすい。
【００５２】
（ロ）の工程及び／又は（ハ）の工程で、液体水流を用いる場合には、親水性を付与するために用いられる界面活性剤が繊維表面から流れ落ちるおそれがあるので、繊維内へ界面活性剤を練りこんだものや、天然系／半天然系の親水性繊維を使用することが好ましい。あるいは、後工程において界面活性剤を塗布することが好ましい。これに対して、水蒸気流を用いると、繊維表面の界面活性剤が流れ落ちにくく、繊維の密度が高い部位に一部界面活性剤を集まりやすくすることができるという利点がある。その結果、水蒸気流を用いると、繊維集合体５３における支持体５０の凹部５６に位置する部位の繊維密度が高められるので、必然的にこれら部位の親水度を高めることができる。この効果の応用例として、繊維表面に塗布する界面活性剤又は繊維に練り込む界面活性剤として２種以上のものを使用し、その界面活性剤の耐水性を異ならせる手法が挙げられる。この手法によれば、親水勾配を一層容易に設計できるので有利である。
【００５３】
本製造方法における繊維集合体としてウエブのみを用いる場合には、（ロ）の工程では、空気流又は水蒸気流を用い、（ハ）の工程では、水蒸気流を用いることが好ましい。この理由は、繊維間の目詰まりを防ぎ、繊維交点の融着による不織布化による柔軟な構造ができるからである。一方、（ロ）の工程で水蒸気流を用いると、繊維の飛散等が抑えられ流体圧を空気流より高くすることが容易なため、繊維の寄り分けをしやすく、図２の断面形状を得やすくなり、クッション性等の柔軟性を高め易くなる。
【００５４】
本製造方法においては、（ロ）及び（ハ）の工程で水流を使用する場合には、繊維交点に融着点を有する不織布を用いることが好ましい。この理由は、繊維交点の剥離部分による繊維の移動（密度向上部分の形成）と残存する融着点によって繊維の目詰まりを防ぐことができるからである。この場合、（ロ）の工程では、不織布の全体に略均一となるように水流を施して支持体形状に不織布を適合させ、（ハ）の工程では、溝部３０に、畝部２０よりも強い水流を吹き付けることで交絡を行い易くし、（ロ）よりも（ハ）の工程の水圧を高めることが、融着点の剥離を促し再交絡を行い易くする観点から好ましい。また、繊維集合体５３として、ウエブと不織布との積層体を用いるか、又はウエブと不織布とを供給しつつ両者を積層して繊維集合体５３を供給する方法を採用すると、（ロ）及び（ハ）の工程で両者の一体化を進めることができる。このようにして製造された不織布は、畝部２０の頂部２１から開孔３１の端部まで液を導きやすい構造（一体化構造）となる。この場合、ウエブと不織布のうち、水流が直接吹き付けられるのは、ウエブでの繊維の目詰まりを防ぐ観点から、不織布とすることが好ましい。このように（ロ）及び（ハ）の工程で水流を使用すると、図３（ｂ）のような断面形状を得やすくなる。
【００５５】
繊維集合体５３として不織布を用い、該不織布が（ロ）の工程の前で別途支持体上に導かれる場合には、得られる不織布の柔軟性及びクッション性を高めることができる。また、繊維集合体５３として不織布を用いる場合、該不織布における繊維間の結合や交絡が強いと、（ロ）の工程における繊維移動が起こりにくいことがあるので、（ロ）の工程の前に、不織布における支持体５０の凹部５６に位置すべき部位にスリット処理を施すことも好ましい。
【００５６】
（ハ）の工程よって繊維集合体５３に畝溝構造が形成されたら、次いで、該繊維集合体５３を図７に示す開孔装置６０に導入する。繊維集合体５３の開孔装置６０への導入は、繊維集合体５３に対して畝溝構造を形成した後に引き続き行ってもよい。あるいは畝溝構造が形成された繊維集合体５３を一旦ロール状に巻き取り、時間及び／又は場所を変えて、このロールから繊維集合体５３を繰り出して、開孔装置６０へ導入してもよい。
【００５７】
開孔装置６０は、それぞれ周方向に延びる複数本の突条部７１を有する第１のロール７０と、第１のロール７０の突条部７１，７１間に挿入される穿孔ピン８１を有する第２のロール８０とを具備している。第１のロール７０における隣り合う突条部７１間には、穿孔ピン８１が嵌入する程度の隙間が設けられている。この隙間の長さは、畝溝構造が形成された繊維集合体における溝部の幅とほぼ一致している。第１のロール７０の突条部７１は、該ロール２の回転軸７２の周囲に固定された円板７３の周縁部から形成され、突条部７１間の隙間は、円板７３と円板７３との間にスペーサ７４を介在させることで形成されている。円板７３及びスペーサ７４の中央部には、回転軸７２の挿通孔（図示せず）が形成されており、円板７３及びスペーサ７４自体は環状に形成されている。円板７３及びスペーサ７４は、回転軸７２の軸長方向に重ね合わされ、該回転軸７２に、図示しない公知の固定手段（締結部材等）によって固定されている。
【００５８】
第２のロール８０は、畝溝構造が形成された繊維集合体５３を挟んで第１のロール７０と対向して配される。第２のロール８０における穿孔ピン８１は、第２のロール８０の周方向に直列に多数配されており、その列が、ロール３の軸長方向に多列に形成されている。穿孔ピン８１は、図示しないが、周縁部に多数の穿孔ピンを一定間隔に形成したピン円板を、第２のロール８０の回転軸８２の周囲に固定することにより設けられている。ピン円板は、第１のロールの回転軸７２に対する前記円板７３の固定と同様に、ピン円板間にスペーサを介在させて固定する。第２のロール８０の回転軸８２には、カートリッジヒータの挿入孔（図示せず）が形成され、カートリッジヒータの加熱により適宜ピン円板を加熱可能になされている。ロールの軸長方向に隣り合う穿孔ピン８１間の距離は、畝溝構造が形成された繊維集合体における隣り合う溝部間のピッチとほぼ一致している。
【００５９】
開孔装置６０に関して特に説明しない点については、本出願人の先の出願に係る特開平６−３３０４４３号公報及び特開平１０−１３１０１４号公報の記載が適宜適用される。例えば、繊維集合体５３の搬送方向に沿って開孔３１を間欠的に形成したい場合には、第１のロール７０における突条部７１を構成する円板７３として、特開平１０−１３１０１４号公報の記載されている切り欠き部分を有する円板を用いればよい。
【００６０】
図７に示すように、第１及び第２ロール７０，８０を互いに噛み合わせた状態下に、両ロール７０，８０を、図７中の矢印Ｐで示す方向に回転させる。そして、回転する両ロール７０，８０間に、畝溝構造が形成された繊維集合体５３を導入する。この場合、繊維集合体５３における畝溝構造が形成された側が、第２のロール８０の周面に対向するように繊維集合体５３を導入する。また、繊維集合体５３における溝部が、第１のロール７０における隣り合う突条部７１間に位置するように繊維集合体５３を導入する。
【００６１】
第１及び第２ロール７０，８０間に導入された繊維集合体５３の溝部には、第１のロール７０の突条部７１と、該突条部７１，２１間に挿入される第２のロールの穿孔ピン８１とによる押圧により、多数の開孔３１が形成される。この場合、第２ロール８０の加熱条件を調節することで、開孔３１の周縁に導液管を形成することができる。また、開孔３１の端部付近の繊維を扁平にすることができる。更に、開孔３１の端部付近の繊維を溶融・フィルム化させて、膜状構造を形成することができる。具体的には、穿孔ピン８１の温度を９０℃以上で、合成繊維の樹脂融点より２０℃高い温度までの間の条件を採用することで、開孔３１の端部付近の繊維を扁平にすることができ、穿孔後導液管突出側を加熱ロール上に接触させる、あるいは十分な間隔を有する加熱ロールと冷却ロールの間に通す手段、または、不織布化温度よりも低い熱風処理手段を採用することで、開孔３１の端部付近に膜状構造を繊維と繊維の間隔が狭い部分に繊維樹脂が移動し形成することができる。
【００６２】
本製造方法においては、（ハ）の工程の後である（ニ）の工程で開孔を有するので、（イ）の段階で開孔する必要がない。その結果、繊維集合体に畝溝構造を極めて明確に形成しやすいという利点がある。また（ロ）の工程でも、開孔の閉塞等を懸念することなく繊維集合体５３の不織布化の処理を行うことができる。その結果、良好なクッション性と強度を表面シート１０に付与することができる。さらに（ニ）の工程によって開孔を行うことで、吸収性に優れた表面シート１０を得ることができる。
【００６３】
本製造方法で開孔の対象となる繊維集合体５３には畝溝構造が形成されており、この畝溝構造においては、流体交絡装置４０による繊維の分配に起因して、畝部の方が溝部よりも繊維量（坪量）が多くなっている。したがって、開孔装置７０を用いた開孔において、繊維集合体５３の搬送中の振れによって開孔ピン８１が意図せずに畝部に貫入したとしても、畝部が繊維量が多くなっているので、該畝部に開孔を与えるに足る十分な熱量や圧力が該畝部に与えられない。その結果、開孔ピン８１がうまく畝部を貫通せず、あるいは貫通したとしても開孔の形状を維持することができないので脱ピン後に開孔が閉塞するので、畝部に意図せずに開孔が形成されることが防止される。
【００６４】
このようにして、目的とする不織布（表面シート）が得られる。この表面シートは、典型的には液不透過性又は撥水性の裏面シートとともに用いられ、両シート間に液保持性の吸収体を挟持して吸収性物品となされる。そのような吸収性物品としては、例えば生理用ナプキンや使い捨ておむつなど当該技術分野において知られている種々の製品が挙げられる。
【００６５】
以上、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は前記実施形態に制限されない。例えば前記実施形態は、本発明の不織布を吸収性物品の表面シートに適用した場合のものであるが、本発明の不織布はそれ以外の用途にももちろん使用することができる。そのような用途としては、例えば清掃用シート等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の不織布の一実施形態の要部を拡大して示す模式図である。
【図２】図１におけるII−II線断面図である。
【図３】本発明の不織布の他の断面の状態を示す図（図２相当図）である。
【図４】本発明の不織布における繊維の融着状態を示す模式図である。
【図５】図１に示す不織布を製造する装置の一例を示す模式図である。
【図６】図５における流体透過性支持体を示す斜視図である。
【図７】図５に示す装置を用いた不織布の製造過程を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０ 不織布（表面シート）
２０ 畝部
３０ 溝部
３１ 開孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
畝部と溝部を交互に有し、溝部に開孔を有する不織布であって、溝部に比べて畝部の方が繊維量が多くなされており、開孔の端部付近に繊維の潰れを有する不織布。
【請求項２】
前記不織布が少なくとも２層構造からなり、最表層の構成繊維と、該最表層に隣接する層の構成繊維とが交絡している請求項１記載の不織布。
【請求項３】
前記不織布は、繊維長の異なる少なくとも２種の繊維を有しており、
繊維長が長い繊維と短い繊維が交絡している部分を有する請求項１又は２記載の不織布。
【請求項４】
前記不織布は、溝部に繊維交絡部分を有し、かつ開孔端部付近に膜状構造を有する請求項２又は３記載の不織布。
【請求項５】
前記不織布は、自己融着性繊維を５０重量％以上含み、かつ該繊維どうしが熱融着されており、該繊維どうしの融着部分における繊維の幅が、各々の繊維の融着部分の径を加算した値よりも大きい部分を有する請求項１ないし４のいずれかに記載の不織布。
【請求項６】
畝部と溝部を交互に有し、溝部に開孔を有する不織布の製造方法であって、
繊維集合体を供給し、該繊維集合体の供給方向と直交する方向に波状構造を形成するための流体透過性支持体上に該繊維集合体を導く工程、
該支持体上に位置する該繊維集合体に流体を吹き付けて、その構成繊維をより分け畝溝構造を形成する工程、
引き続き該支持体上に位置する該繊維集合体に再び流体を吹き付けて、畝溝構造が形成された該繊維集合体を不織布化する工程、及び
該不織布化された繊維集合体に熱を加えて開孔を形成する工程を有する不織布の製造方法。
【請求項１】
畝部と溝部を交互に有し、溝部に開孔を有する不織布であって、溝部に比べて畝部の方が繊維量が多くなされており、開孔の端部付近に繊維の潰れを有する不織布。
【請求項２】
前記不織布が少なくとも２層構造からなり、最表層の構成繊維と、該最表層に隣接する層の構成繊維とが交絡している請求項１記載の不織布。
【請求項３】
前記不織布は、繊維長の異なる少なくとも２種の繊維を有しており、
繊維長が長い繊維と短い繊維が交絡している部分を有する請求項１又は２記載の不織布。
【請求項４】
前記不織布は、溝部に繊維交絡部分を有し、かつ開孔端部付近に膜状構造を有する請求項２又は３記載の不織布。
【請求項５】
前記不織布は、自己融着性繊維を５０重量％以上含み、かつ該繊維どうしが熱融着されており、該繊維どうしの融着部分における繊維の幅が、各々の繊維の融着部分の径を加算した値よりも大きい部分を有する請求項１ないし４のいずれかに記載の不織布。
【請求項６】
畝部と溝部を交互に有し、溝部に開孔を有する不織布の製造方法であって、
繊維集合体を供給し、該繊維集合体の供給方向と直交する方向に波状構造を形成するための流体透過性支持体上に該繊維集合体を導く工程、
該支持体上に位置する該繊維集合体に流体を吹き付けて、その構成繊維をより分け畝溝構造を形成する工程、
引き続き該支持体上に位置する該繊維集合体に再び流体を吹き付けて、畝溝構造が形成された該繊維集合体を不織布化する工程、及び
該不織布化された繊維集合体に熱を加えて開孔を形成する工程を有する不織布の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２１５６６７（Ｐ２００９−２１５６６７Ａ）
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５８７５２（Ｐ２００８−５８７５２）
【出願日】平成２０年３月７日（２００８．３．７）
【出願人】（００００００９１８）花王株式会社 (8,290)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月７日（２００８．３．７）
【出願人】（００００００９１８）花王株式会社 (8,290)
【Ｆターム（参考）】
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