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CN110974540B - 纤维片 - Google Patents

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CN110974540B
CN110974540B CN201911125484.1A CN201911125484A CN110974540B CN 110974540 B CN110974540 B CN 110974540B CN 201911125484 A CN201911125484 A CN 201911125484A CN 110974540 B CN110974540 B CN 110974540B
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sheet
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Abstract

本发明提供一种纤维片及使用了该纤维片的绷带,所述纤维片在将在面内的第1方向上以伸长率50%刚伸长后的伸长应力设为初始伸长应力S0〔N/50mm〕、将在所述第1方向上以伸长率50%伸长了5分钟时的伸长应力设为5分钟后伸长应力S5〔N/50mm〕时,由下式定义的应力松弛率为85%以下:应力松弛率〔%〕=(5分钟后伸长应力S5/初始伸长应力S0)×100。

Description

纤维片
本申请是基于申请日为2016年05月26日、优先权日为2015年05月29日、申请号为201680038235.7(国际申请号PCT/JP2016/065596)、发明名称为“纤维片”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及能够适于用作绷带等的纤维片。
背景技术
绷带不仅用于缠绕在患部等应用部位而直接保护应用部位、或用于将其它保护材料(纱布等)固定于应用部位,而且,在具有伸缩性的情况下,也用于通过利用了其伸缩性的缠绕时的压迫力进行创伤部的止血、或用于促进血液流动而改善浮肿。另外,绷带也适用于下肢静脉瘤的治疗、改善等通过压迫患部而进行治疗的压迫疗法。
作为对绷带赋予伸缩性的方法,目前已知有:1)将以由橡胶为代表的弹性体等伸缩性原材料制成的丝织入坯布、2)将由弹性体等伸缩性原材料形成的层与非伸缩性的坯布组合、或者在非伸缩性的坯布中含浸伸缩性原材料,有很多使用了这样的方法的伸缩性绷带在销售。
例如,日本专利第3743966号说明书(专利文献1)中记载了通过在经线(经纱)中使用弹性丝而赋予了长度方向上的伸缩性的伸缩绷带。另外,日本专利第5600119号说明书(专利文献2)中记载了一种弹性非织造纤维网,所述弹性非织造纤维网通过使非织造纤维与处于伸长状态的弹性长丝抱合后再使弹性长丝的伸长状态松弛的方法赋予了伸缩性。日本特表2014-515320号公报(专利文献3)中记载了一种具有使弹性体高分子结合剂含浸于弹性复合物品而得到的伸缩性及自粘性的复合物品,所述弹性复合物品包含非织造纤维性覆盖网(cover web)、织造薄纱(scrim)、及配置在其间的多个弹性丝。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第3743966号说明书
专利文献2:日本专利第5600119号说明书
专利文献3:日本特表2014-515320号公报
发明内容
发明要解决的课题
组合有橡胶丝等弹性体原材料而成的以往的伸缩性绷带在长时间缠绕于应用部位时,存在阻碍血液流通、感到疼痛的不良情况。这样的不良情况可以通过减小构成绷带的材料的拉伸应力来抑制。但是,如果使用拉伸应力小的绷带,则存在为了牢固地固定在应用部位而强力拉伸并缠绕的倾向,因此存在反而加重上述不良情况的隐患。
另外,在将绷带应用于关节部这样的进行弯曲伸展的部位的情况下,绷带具有伸缩性在提高关节部的易弯曲性(活动容易性)方面确实是有利的。但是,关节部的易弯曲性、特别是手指等小关节部的易弯曲性仍然具有改善的余地。
此外,尽管绷带能够适用于身体的所有部位,但以往的绷带即使具有伸缩性,例如在缠绕于关节部这样的具有表面凹凸的部位时,虽然在凸部顶附近能够沿着表面进行缠绕,对该表面的密合性良好,但在其周围(凹陷部分)缠绕的绷带不能充分地贴着表面,有时绷带会从该表面上浮起。在本说明书中,将在将绷带等片缠绕于具有表面凹凸的部位的情况下能够沿着该表面凹凸的形状进行缠绕的性质称为“凹凸贴合性”。
如果凹凸贴合性差,则如上所述缠绕的绷带会发生浮起,在该情况下,变得松散而容易解开,或无法获得希望的压迫力。另外,在为了使其贴着表面凹凸而强力拉伸并缠绕时,因缠紧而发生阻碍血液流通、或感到疼痛的不良情况。
本发明的第1目的在于提供即使长时间缠绕于应用部位也能够抑制阻碍血液流通、感到疼痛这样的不良情况的伸长性纤维片、及使用了该伸长性纤维片的绷带。
本发明的第2目的在于提供即使缠绕于关节部这样的进行弯曲伸展的部位也不易妨碍该部位的弯曲动作的纤维片、及使用了该纤维片的绷带。
本发明的第3目的在于提供一种在以适度的强度进行缠绕时也能够沿着表面凹凸的形状进行缠绕的凹凸贴合性良好的纤维片、及使用了该纤维片的绷带。
解决课题的方法
为了实现上述第1目的,本发明提供以下所示的纤维片及绷带。
[1]一种纤维片,其中,将在面内的第1方向上以伸长率50%刚伸长后的伸长应力设为初始伸长应力S0〔N/50mm〕、将在所述第1方向上以伸长率50%伸长了5分钟时的伸长应力设为5分钟后伸长应力S5〔N/50mm〕时,由下式定义的应力松弛率为85%以下,
应力松弛率〔%〕=(5分钟后伸长应力S5/初始伸长应力S0)×100。
[2]上述[1]所述的纤维片,其中,所述应力松弛率为65%以上。
[3]上述[1]或[2]所述的纤维片,其中,所述初始伸长应力S0为2~30N/50mm以下。
[4]上述[1]~[3]中任一项所述的纤维片,其曲面滑动应力为5~30N/50mm。
[5]上述[1]~[4]中任一项所述的纤维片,其具有长度方向及宽度方向,其中,
所述第1方向为所述长度方向。
[6]上述[1]~[5]中任一项所述的纤维片,其是无纺布片。
[7]上述[1]~[6]中任一项所述的纤维片,其是绷带。
为了实现上述第2目的,本发明提供以下所示的纤维片及绷带。
[8]一种纤维片,其中,
将按照JIS L 1913的A法测定的1片的厚度设为T1〔mm〕、将该条件下测定的3片叠合时的厚度设为T3〔mm〕时,满足下式:
{T3/(3×T1)}×100≤85〔%〕。
[9]上述[8]所述的纤维片,其中,将在面内的第1方向上以伸长率50%伸长时的伸长应力设为50%伸长应力S1〔N/50mm〕、将在面内与所述第1方向正交的第2方向上以伸长率50%伸长时的伸长应力设为50%伸长应力S2〔N/50mm〕时,满足下式:
S2/S1≥3。
[10]上述[9]所述的纤维片,其具有长度方向及宽度方向,其中,
所述第1方向为所述宽度方向。
[11]上述[8]~[10]中任一项所述的纤维片,其单位面积重量为50g/m2以上。
[12]上述[8]~[11]中任一项所述的纤维片,其按照JIS L 1913测定的压缩弹性模量为85%以下。
[13]上述[8]~[12]中任一项所述的纤维片,其曲面滑动应力为3~30N/50mm。
[14]上述[8]~[13]中任一项所述的纤维片,其为无纺布片。
[15]上述[14]所述的纤维片,其包含卷曲纤维。
[16]上述[8]~[15]中任一项所述的纤维片,其为绷带。
为了实现上述第3目的,本发明提供以下所示的纤维片及绷带。
[17]一种纤维片,其具有长度方向及宽度方向,
按照JIS L 1913的柔软度测试仪(Handle-O-Meter)法测定的所述宽度方向上的硬挺度为300mN/50mm以下。
[18]上述[17]所述的纤维片,其中,所述宽度方向上的硬挺度小于所述长度方向上的硬挺度。
[19]上述[17]或[18]所述的纤维片,其按照JIS L 1913测定的压缩弹性模量为85%以下。
[20]上述[17]~[19]中任一项所述的纤维片,其曲面滑动应力为3~30N/50mm。
[21]上述[17]~[20]中任一项所述的纤维片,其为无纺布片。
[22]上述[21]所述的纤维片,其中,构成所述无纺布片的纤维的平均纤度为20dtex以下。
[23]上述[21]或[22]所述的纤维片,其包含卷曲纤维。
[24]上述[17]~[23]中任一项所述的纤维片,其为绷带。
发明的效果
根据本发明,可以提供即使长时间缠绕于应用部位也能够抑制阻碍血液流通、感到疼痛这样的不良情况的伸长性纤维片、及使用了该伸长性纤维片的绷带。
根据本发明,可以提供即使缠绕于关节部这样的进行弯曲伸展的部位也不易妨碍该部位的弯曲动作的纤维片、及使用了该纤维片的绷带。
根据本发明,可以提供凹凸贴合性良好的纤维片、及使用了该纤维片的绷带。
附图说明
图1(a)、(b)是示出制备用于测定曲面滑动应力的样品的方法的示意图。
图2是示出用于测定曲面滑动应力的样品的剖面示意图。
图3是示出曲面滑动应力的测定方法的示意图。
符号说明
1 样品
2 单面胶粘带
3 卷芯
4 鳄鱼夹
5 砝码
6 基点
7 距基点半周的位置
8 切缝
9 夹具
10 夹头
具体实施方式
<第1实施方式>
(1)纤维片的特性
本实施方式的纤维片(以下也简称为“纤维片”)是具有伸长性的纤维片,其除了可以适合用作一般的绷带以外,还能够适合用作止血、压迫疗法等所使用的压迫用绷带等医疗用物品。在本说明书中,“具有伸长性”是指在片的面内的至少一个方向(第1方向)上显示出50%伸长应力,该50%伸长应力优选为0.1N/50mm以上,更优选为0.5N/50mm以上,进一步优选为1N/50mm以上。
上述的50%伸长应力是指在上述第1方向上以伸长率50%刚伸长后的伸长应力,在本说明书中也将其称为“初始伸长应力S0”〔单位:N/50mm〕。初始伸长应力S0可通过基于JIS L 1913“一般无纺布试验方法”的拉伸试验来测定。初始伸长应力S0优选为30N/50mm以下,更优选为20N/50mm以下,进一步优选为15N/50mm以下。初始伸长应力S0为30N/50mm以下在抑制长时间缠绕于应用部位时所导致的阻碍血液流通、感到疼痛这样的不良情况方面是有利的。
纤维片的上述第1方向可以是制造工序中的纤维片的行进方向(MD方向),在纤维片例如像绷带那样具有长度方向及宽度方向的情况下,优选为纤维片的长度方向。在该情况下,作为绷带的纤维片沿着其长度方向伸长并缠绕于应用部位。在纤维片具有长度方向及宽度方向的情况下,与MD方向正交的方向的CD方向优选为宽度方向。
纤维片中的上述第1方向以外的方向(例如CD方向、纤维片如绷带那样具有长度方向及宽度方向的情况下的宽度方向)上的50%伸长应力例如为0.5~50N/50mm,优选为1~30N/50mm。
对于纤维片而言,将在上述第1方向上以伸长率50%伸长了5分钟时的伸长应力设为5分钟后伸长应力S5〔N/50mm〕时,下式所定义的应力松弛率为85%以下。
应力松弛率〔%〕=(5分钟后伸长应力S5/初始伸长应力S0)×100
“在上述第1方向上以伸长率50%伸长了5分钟拉伸时的伸长应力”是指在第1方向上以伸长率50%伸长、并在该状态下保持了5分钟时的伸长应力,与初始伸长应力S0相同,可通过基于JIS L 1913“一般无纺布试验方法”的拉伸试验来测定。
采用应力松弛率为85%以下的纤维片,能够有效地抑制长时间缠绕于应用部位时导致的阻碍血液流通、感到疼痛这样的不良情况。即,根据该纤维片,在缠绕于应用部位的状态下,纤维片的伸长应力随时间而适度松弛,因此不易发生因缠紧而导致的上述不良情况。应力松弛率优选为84%以下,更优选为83%以下。
应力松弛率优选为65%以上,更优选为70%以上,进一步优选为75%以上。应力松弛率为该范围时,在缠绕于应用部位后,缠绕状态逐渐松弛,能够抑制缠绕的纤维片发生错位、剥离。
优选纤维片显示出自粘性。在本说明书中,“自粘性”是指能够通过纤维片表面的纤维彼此叠合(接触)而使它们相互扣合或密合并锁定或固定的性质。在纤维片为绷带等的情况下,具有自粘性是有利的。例如,在纤维片为绷带的情况下,将绷带缠绕于应用部位后,通过将其端部叠合于位于其下方的绷带表面(或撕裂并叠合)的动作,缠绕的纤维片彼此被拉伸并受到按压,纤维片彼此接合而固定,从而表现出自粘性。
通过使纤维片自身具有自粘性,不需要在纤维片表面形成由弹性体、粘合剂等自粘剂形成的层、不需要另外准备用于固定缠绕后的前端部的系紧用具。纤维片优选仅由非弹性体原材料构成,更具体而言,优选仅由纤维构成。例如,日本特开2005-095381号公报(专利文献4)中记载了使绷带基材的至少一面附着作为自粘剂的丙烯酸类聚合物(权利要求1)、胶乳([0004]~[0006]段)。但是,在纤维片表面形成由这样的弹性体形成的层在长时间缠绕于应用部位时有时会发生阻碍血液流通、感到疼痛等不良情况。另外,由弹性体形成的层也存在缠绕于应用部位时诱发皮肤刺激、过敏的隐患。
纤维片的自粘性可以利用曲面滑动应力来评价。从自粘性的观点考虑,纤维片的曲面滑动应力例如为3N/50mm以上,优选为5N/50mm以上,而且优选曲面滑动应力大于断裂强度。另外,从在需要时比较容易解开缠绕的纤维片的观点考虑,曲面滑动应力优选为30N/50mm以下,更优选为25N/50mm以下。曲面滑动应力使用拉伸试验机按照实施例项所记载的方法进行测定(图1~图3)。
纤维片优选具有手撕性。在本说明书中,“手撕性”是指能够通过用手拉伸而使其断裂(切断)的性质。纤维片的手撕性可以通过断裂强度来评价。从手撕性的观点考虑,纤维片在片材面内的至少一个方向上的断裂强度优选为5~100N/50mm,更优选为8~60N/50mm,进一步优选为10~40N/50mm。通过使断裂强度为上述范围,可以赋予能够比较容易用手撕断(切断)的良好的手撕性。断裂强度过大时,手撕性降低,例如变得难以用单手撕断纤维片。另外,断裂强度过小时,纤维片的强度不足,容易断裂,耐久性及操作性降低。断裂强度可通过基于JIS L 1913“一般无纺布试验方法”的拉伸试验来测定。
上述片材面内的至少一个方向是用手撕断纤维片时的拉伸方向,优选为上述的第1方向。该第1方向可以是MD方向,在纤维片像例如绷带那样具有长度方向及宽度方向的情况下,优选为纤维片的长度方向。即,在纤维片被用作绷带的情况下,通常在将绷带沿其长度方向伸长并缠绕于应用部位后,使其在长度方向上断裂,因此第1方向优选为作为拉伸方向的长度方向。
上述片材面内的至少一个方向以外的方向、例如CD方向或者纤维片像绷带那样具有长度方向及宽度方向的情况下的宽度方向的断裂强度例如为0.1~300N/50mm,优选为0.5~100N/50mm,更优选为1~20N/50mm。
从手撕性的观点考虑,纤维片优选仅由非弹性体原材料构成,更具体而言,优选仅由纤维构成。在纤维片表面形成由弹性体形成的层等时,手撕性会降低。
对于纤维片而言,片材面内的至少一个方向的断裂伸长率例如为50%以上,优选为60%以上,更优选为80%以上。断裂伸长率为上述范围在提高纤维片的伸缩性方面是有利的。另外,在将纤维片用作绷带的情况下,可以提高将其应用于关节等动作大的部位时的跟随性。上述片材面内的至少一个方向的断裂伸长率通常为300%以下,优选为250%以下。断裂伸长率也可以通过基于JIS L 1913“一般无纺布试验方法”的拉伸试验来测定。
上述片材面内的至少一个方向优选为上述的第1方向。该第1方向可以是MD方向,在纤维片像例如绷带那样具有长度方向及宽度方向的情况下,优选为纤维片的长度方向。
上述片材面内的至少一个方向以外的方向、例如CD方向或者纤维片如绷带那样具有长度方向及宽度方向的情况下的宽度方向的断裂伸长率例如为10~500%,优选为100~350%。
对于纤维片而言,在片材面内的至少一个方向伸长50%后的恢复率(50%伸长后恢复率)优选为70%以上(100%以下),更优选为80%以上,进一步优选为90%以上。50%伸长恢复率为该范围时,对伸长的跟随性提高,例如,在作为绷带使用的情况下,不仅充分地跟随使用部位的形状,而且有利于提高因叠合的纤维片彼此的摩擦而带来的自粘性。在伸长恢复率过小的情况下,在使用部位具有复杂的形状时、或在使用中移动时,无纺布无法跟随该动作,另外,因身体的动作而发生变形的部位不复原,缠绕的纤维片的固定变弱。
上述片材面内的至少一个方向优选为上述的第1方向。该第1方向可以是MD方向,在纤维片像例如绷带那样具有长度方向及宽度方向的情况下,优选为纤维片的长度方向。
对于50%伸长后恢复率而言,在基于JIS L 1913“一般无纺布试验方法”的拉伸试验中,将伸长率达到50%后立即除去负载时的试验后的残留应变(%)设为X时,以下式进行定义。
50%伸长后恢复率(%)=100-X
上述片材面内的至少一个方向以外的方向、例如CD方向或者纤维片像绷带那样具有长度方向及宽度方向的情况下的宽度方向的50%伸长后恢复率例如为70%以上(100%以下),优选为80%以上。
纤维片的单位面积重量优选为30~300g/m2,更优选为50~200g/m2。纤维片的厚度例如为0.2~5mm,优选为0.3~3mm,更优选为0.4~2mm。单位面积重量及厚度为该范围时,纤维片的伸缩性与柔软性、手感及缓冲性的平衡变得良好。纤维片的密度(体积密度)可以是与上述单位面积重量及厚度相对应的值,例如为0.03~0.5g/cm3,优选为0.04~0.4g/cm3,更优选为0.05~0.2g/cm3
利用费雷泽(Frazier)法得到的纤维片的透气度优选为0.1cm3/(cm2·秒)以上,更优选为1~500cm3/(cm2·秒),进一步优选为5~300cm3/(cm2·秒),特别优选为10~200cm3/(cm2·秒)。透气度为该范围内时,透气性良好而不易闷捂,因此更适于绷带等用于人体的用途。
(2)纤维片的结构及制造方法
本实施方式的纤维片只要由纤维构成即可,没有特别限制,可以是例如织物、无纺布、针织物(针织布)等。纤维片的形状可以根据用途来选择,优选为胶带状或带状(长条状)那样的具有长度方向及宽度方向的矩形片状。纤维片可以是单层结构,也可以是由2层以上的纤维层构成的多层结构。
作为对纤维片赋予伸缩性、伸长性的方法,可以列举:1)对织物、无纺布、针织物等纤维片基材实施褶裥加工的方法、2)使用卷曲成线圈的卷曲纤维作为构成无纺布的纤维的至少一部分的方法等。如上所述,将由橡胶为代表的弹性体等伸缩性原材料形成的丝织入纤维片中、将由弹性体等伸缩性原材料形成的层与非伸缩性的纤维片基材组合、含浸伸缩性原材料的方法在长时间缠绕于应用部位时,会导致阻碍血液流通、感到疼痛的不良情况。
从自粘性、手撕性、缠绕于关节时的关节易弯曲性、缠绕于关节等凹凸部位时贴合凹凸部位的性质(贴合性)等的观点考虑,纤维片优选由无纺布构成,即优选为无纺布片,更优选由包含卷曲成线圈状的卷曲纤维的无纺布构成,进一步优选由包含上述卷曲纤维且未实施褶裥加工的无纺布构成。特别优选无纺布片仅由上述卷曲纤维构成。
由包含卷曲纤维的无纺布构成的纤维片优选具有以下结构:构成其的各纤维实质上不熔粘,卷曲纤维主要通过它们的卷曲线圈部互相抱合而进行限制或锁定。另外,优选大多数(大部分)卷曲纤维(卷曲纤维的轴芯方向)相对于片材面基本平行地取向。在本申请说明书中,“相对于面方向基本平行地取向”是指:例如,如利用针刺进行的抱合那样,不重复存在多数卷曲纤维(卷曲纤维的轴芯方向)局部地沿厚度方向取向的部分的状态。
在由包含卷曲纤维的无纺布构成的纤维片中,优选卷曲纤维在片材面内的某个方向(例如上述的第1方向、优选为长度方向)上取向,邻接或交叉的卷曲纤维彼此通过它们的卷曲线圈部相互抱合。另外,在纤维片的厚度方向(或倾斜方向),也优选卷曲纤维彼此轻度地进行抱合。卷曲纤维彼此的抱合可以伴随着使作为纤维片的前体的纤维网收缩的过程而产生。
卷曲纤维(卷曲纤维的轴芯方向)在片材面内的某个方向取向并抱合的无纺布在该方向上显示出良好的伸缩性(包含伸长性)。在上述某个方向为例如长度方向的情况下,该伸缩性无纺布在长度方向上赋予张力时,抱合的卷曲线圈部伸长、且想要恢复成原来的线圈,因此可以在长度方向上显示出高伸缩性。另外,通过无纺布厚度方向上的卷曲纤维彼此的轻度抱合,可以表现出厚度方向上的缓冲性及柔软性,由此,无纺布可以具有良好的触感及手感。另外,卷曲线圈部容易通过某种程度压力下的接触而与其它卷曲线圈部进行抱合。可以通过该卷曲线圈部的抱合而表现出自粘性。
对于由包含卷曲纤维的无纺布构成的纤维片而言,在卷曲纤维的取向方向(例如上述的第1方向、优选为长度方向)上赋予张力时,抱合的卷曲线圈部因弹性变形而伸长,进一步赋予张力时,最终解开,因此切断性(手撕性)良好。
如上所述,可构成纤维片的无纺布优选包含卷曲成线圈的卷曲纤维。卷曲纤维优选主要在无纺布的面方向取向,另外优选在厚度方向上基本均匀地卷曲。卷曲纤维可以由热收缩率(或热膨胀系数)不同的多种树脂形成了相结构的复合纤维构成。
构成卷曲纤维的复合纤维是因多种树脂的热收缩率(或热膨胀系数)不同而通过加热产生卷曲的、具有非对称或层状(所谓的双金属)结构的纤维(潜在卷曲纤维)。多种树脂通常软化点或熔点不同。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(聚乙烯醇缩乙醛树脂等);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、聚对苯二甲酸1,3-丙二醇酯树脂、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这样的脂肪族聚酰胺类树脂、半芳香族聚酰胺类树脂、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等);聚碳酸酯类树脂(双酚A型聚碳酸酯等);聚对亚苯基苯并双
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唑树脂;聚苯硫醚树脂;聚氨酯类树脂;纤维素类树脂(纤维素酯等)等热塑性树脂。另外,在上述各种热塑性树脂中也可以含有能够共聚的其它单元。
其中,从即使用高温水蒸气进行加热处理发生熔融或软化而纤维也不熔粘的观点考虑,上述多种树脂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),例如聚丙烯类树脂、聚酯类树脂、聚酰胺类树脂,特别是从耐热性、纤维形成性等的平衡优异的观点考虑,优选芳香族聚酯类树脂、聚酰胺类树脂。至少露出于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对构成无纺布的复合纤维(潜在卷曲纤维)进行处理,该纤维也不熔粘。
构成复合纤维的多种树脂只要热收缩率不同即可,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,构成复合纤维的多种树脂优选为相同类型的树脂的组合。在相同类型的树脂的组合的情况下,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度、熔点或软化点等的共聚性单体共聚而进行改性,可使结晶度低于均聚物、或者成为非晶性而使熔点或软化点等低于均聚物。由此,通过使结晶性、熔点或软化点发生变化,可以在热收缩率上设置差异。熔点或软化点之差例如可以为5~150℃,优选为40~130℃,更优选为60~120℃。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%,进一步优选为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质量比可以根据纤维的结构来选择,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。
从容易制造潜在卷曲性的复合纤维方面考虑,复合纤维优选为芳香族聚酯类树脂的组合,特别是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。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)与链烷二醇成分(乙二醇、丁二醇这样的C2-6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,通常使用特性粘度0.6~0.7的用于通常的PET纤维的PET。
另一方面,在改性聚亚烷基芳酯类树脂(b)中,作为使必须成分聚亚烷基芳酯类树脂(a)的熔点或软化点、结晶度降低的共聚成分,可列举例如: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、比聚亚烷基芳酯类树脂(a)的链烷二醇的链长更长的链烷二醇成分和/或具有醚键的二醇成分。共聚成分可以单独使用,或者组合使用2种以上。在这些成分中,作为二羧酸成分,可广泛使用非对称型芳香族二羧酸(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)等,作为二醇成分,可广泛使用链烷二醇(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)等。其中,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亚烷基二醇等。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,相对于构成改性聚亚烷基芳酯类树脂(b)的二羧酸成分的总量,用于使熔点或软化点降低的二羧酸成分(例如,间苯二甲酸等)的比例例如为1~50摩尔%,优选为5~50摩尔%,更优选为15~40摩尔%。另外,相对于构成改性聚亚烷基芳酯类树脂(b)的二醇成分的总量,用于使熔点或软化点降低的二醇成分(例如,二乙二醇等)的比例例如为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布的形态稳定性及伸缩性降低。另一方面,共聚成分的比例过高时,表现卷曲的性能升高,但难以稳定地纺丝。
改性聚亚烷基芳酯类树脂(b)可以根据需要可以含有偏苯三酸、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作为单体成分。
复合纤维的横截面形状(与纤维的长度方向垂直的截面形状)并不限定于通常的作为实心截面形状的圆形截面、异型截面[偏平状、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],也可以为中空截面状等,但通常为圆形截面。
作为复合纤维的横截面结构,可列举由多种树脂形成的相结构,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、无规复合型等的结构。其中,从容易通过加热而表现出自发卷曲方面考虑,优选为相部分相邻的结构(所谓的双金属结构)、相结构非对称的结构,例如偏芯芯鞘型、并列型结构。
需要说明的是,在复合纤维为偏芯芯鞘型这样的芯鞘型结构的情况下,只要与位于表面的鞘部的非湿热性粘接性树脂具有热收缩差且可卷曲,则芯部可以由湿热粘接性树脂(例如,乙烯-乙烯醇共聚物、聚乙烯醇这样的乙烯醇类聚合物等)、具有低熔点或软化点的热塑性树脂(例如,聚苯乙烯、低密度聚乙烯等)构成。
复合纤维的平均纤度例如为0.1~50dtex,优选为0.5~10dtex,更优选为1~5dtex。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,难以显现出良好的线圈卷曲。另一方面,纤度过大时,纤维变得刚直而难以表现出充分的卷曲。
复合纤维的平均纤维长度例如为10~100mm,优选为20~80mm,更优选为25~75mm。平均纤维长度过短时,难以形成纤维网,而且在表现出卷曲时卷曲纤维彼此的抱合变得不充分,难以确保无纺布的强度及伸缩性。平均纤维长度过长时,难以形成单位面积重量均匀的纤维网,而且在形成网时较多地表现出纤维彼此的抱合,在表现出卷曲时相互妨碍而难以表现出伸缩性。平均纤维长度在上述范围时,由于在无纺布表面卷曲的纤维的一部分适度地露出于无纺布表面,因此能够提高无纺布的自粘性。另外,上述范围的平均纤维长度在获得良好的手撕性方面也是有利的。
上述复合纤维为潜在卷曲纤维,通过实施热处理而表现出(或显现出)卷曲,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。
如上所述,构成无纺布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例如为10~250μm,优选为20~200μm,更优选为50~160μm。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,在卷曲数少时,卷曲纤维彼此的抱合也减少,难以对线圈形状的变形进行形状恢复,因此,在表现出充分的伸缩性能方面不利。在平均曲率半径过小时,卷曲纤维彼此未充分进行抱合,难以确保网强度,而且线圈形状变形时的应力过大,断裂强度过度地增大,难以得到适度的伸缩性。
在卷曲纤维中,线圈的平均间距(平均卷曲间距)例如为0.03~0.5mm,优选为0.03~0.3mm,更优选为0.05~0.2mm。平均间距过大时,每1根纤维能够表现出的线圈卷曲数会减少,不能发挥足够的伸缩性。平均间距过小时,卷曲纤维彼此未充分地进行抱合,难以确保无纺布的强度。
在无纺布(纤维网)中,除了上述复合纤维之外,还可以含有其它纤维(非复合纤维)。非复合纤维的具体例子除了由上述的非湿热粘接性树脂或湿热粘接性树脂构成的纤维以外,还包括由纤维素类纤维[例如,天然纤维(木棉、羊毛、绸、麻等)、半合成纤维(三乙酸酯纤维这样的乙酸酯纤维等)、再生纤维(人造丝、波里诺西克(Polynosic)、铜氨(Cupra)纤维、莱赛尔纤维(例如,注册商标名:“Tencel”等)等)]等构成的纤维。非复合纤维的平均纤度及平均纤维长度可以与复合纤维相同。非复合纤维可以单独使用或组合使用2种以上。
优选适当调整复合纤维与非复合纤维的比例(质量比)而使得纤维片的应力松弛率为上述的范围内。该比例例如为复合纤维/非复合纤维=50/50~100/0,优选为60/40~100/0,更优选为70/30~100/0,进一步优选为80/20~100/0,特别优选为90/10~100/0。可以通过对非复合纤维进行混棉来调整无纺布的强度与伸缩性或柔软性的平衡。
无纺布(纤维网)可以含有惯用的添加剂,例如可以含有稳定剂(热稳定剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧剂等)、抗菌剂、除臭剂、香料、着色剂(染料、颜料等)、填充剂、防静电剂、阻燃剂、增塑剂、润滑剂、结晶化速度延迟剂等。添加剂可以单独使用,或者组合使用2种以上。添加剂既可以负载于纤维表面,也可以包含于纤维中。
由包含卷曲纤维的无纺布构成的纤维片可以优选通过包含以下工序的方法来制造:将含有上述复合纤维(潜在卷曲纤维)的纤维进行成网化的工序(成网化工序),对纤维网进行加热而使复合纤维卷曲的工序(加热工序)。
作为成网化工序中的纤维网的形成方法,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。其中,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而得到的网,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。
在加热工序之前可以实施使纤维网中的至少一部分纤维抱合的抱合工序。通过实施该抱合工序,可以在接下来的加热工序中得到卷曲纤维适度抱合的无纺布。抱合方法可以为机械性抱合的方法,优选通过水的喷雾或喷射(喷吹)而使其抱合的方法。通过水流使纤维抱合在利用加热工序的卷曲而提高抱合的密度方面是有利的。喷雾或喷射的水可以从纤维网的一面进行喷吹,也可以从两面进行喷吹,从高效地进行牢固的抱合的观点考虑,优选从两面进行喷吹。
设定抱合工序中的水的喷出压力,使得纤维抱合为适度范围,例如为2MPa以上,优选为3~12MPa,更优选为4~10MPa。喷雾或喷射的水的温度例如为5~50℃,优选为10~40℃。
作为喷雾或喷射水的方法,从简便性等观点考虑,优选使用具有规则的喷雾区域或喷雾图案的喷嘴等来喷射水的方法。具体而言,对于利用环形传送带等传送带输送的纤维网,可以在载置于传送带上的状态下喷射水。传送带可以为透水性,可以从纤维网的背面侧使水穿过透水性的传送带而喷射于纤维网。需要说明的是,为了抑制水的喷射导致的纤维飞散,可以预先用少量的水润湿纤维网。
用于喷雾或喷射水的喷嘴只要使用给定的喷口在宽度方向连续排列的板或模头,并将该板或模头配置成喷口排列在所供给的纤维网的宽度方向即可。喷口列可以是一列以上,也可以多列平行排列。另外,还可以并列设置多台具有一列喷口列的喷嘴模头。
在上述抱合工序之前,可以设置使纤维网中的纤维在面内不均匀化的工序(不均匀化工序)。通过实施该工序,可在纤维网中形成纤维密度变得稀疏的区域,因此,在抱合工序为水流抱合的情况下,能够高效地将水流喷射至纤维网内部,不仅在纤维网的表面,而且在内部也容易实现适当的抱合。
不均匀化工序可以通过对纤维网喷雾或喷射低压力水来进行。对纤维网喷雾或喷射低压力水可以是连续的,但优选间歇性或周期性地喷雾。通过间歇性或周期性地将水喷雾于纤维网,可以周期性地交替形成多个低密度部和多个高密度部。
优选不均匀化工序中的水的喷出压力为尽可能低的压力,例如为0.1~1.5MPa,优选为0.3~1.2MPa,更优选为0.6~1.0MPa。喷雾或喷射的水的温度例如为5~50℃,优选为10~40℃。
作为间歇性或周期性地喷雾或喷射水的方法,只要是可以在纤维网中周期性地交替形成密度梯度的方法即可,没有特别限定,从简便性等观点考虑,优选隔着具有由多个孔形成的规则的喷雾区域或喷雾图案的板状物(多孔板等)来喷射水的方法。
在加热工序中,纤维网由高温水蒸气加热而卷曲。在用高温水蒸气进行处理的方法中,纤维网暴露于高温或过热水蒸气(高压蒸汽)流,从而在复合纤维(潜在卷曲纤维)中产生出线圈卷曲。由于纤维网具有透气性,因此,即使是来自一个方向的处理,高温水蒸气也可渗透至内部,在厚度方向上表现出基本均匀的卷曲,从而纤维彼此均匀地进行抱合。
纤维网在高温水蒸气处理的同时发生收缩。因此,供给的纤维网在即将暴露于高温水蒸气之前,优选根据目标无纺布的面积收缩率而过量进料。过量进料的比例相对于目标无纺布的长度为110~300%,优选为120~250%左右。
为了向纤维网供给水蒸气,可使用惯用的水蒸气喷射装置。水蒸气喷射装置优选为能够以希望的压力和量在纤维网整个宽度范围内基本均匀地喷吹水蒸气的装置。水蒸气喷射装置可以仅设置在纤维网的一面侧,也可以进一步在另一面侧也设置水蒸气喷射装置,由此可一次性地对纤维网的表面和背面进行水蒸气处理。
由于从水蒸气喷射装置中喷射出的高温水蒸气为气流,因此,与水流抱合处理、针刺处理不同,不使纤维网中的纤维大幅移动而进入纤维网内部。通过水蒸气流对该纤维网中的进入作用,水蒸气流能够高效地覆盖存在于纤维网内的各纤维的表面,可以进行均匀的热卷曲。另外,与干热处理相比,可以对纤维网内部充分地传热,因此,面方向及厚度方向的卷曲程度基本上变得均匀。
用于喷射高温水蒸气的喷嘴也与上述水流抱合的喷嘴同样地使用给定的喷口在宽度方向连续排列的板或模头,该板或模头配置成喷口排列在所供给的纤维网的宽度方向即可。喷口列可以是一列以上,也可以多列平行排列。另外,还可以并列设置多台具有一列喷口列的喷嘴模头。
使用的高温水蒸气的压力可以在0.1~2MPa(例如0.2~1.5MPa)的范围选择。在水蒸气的压力过高的情况下,有时形成纤维网的纤维进行过多的移动而产生质地杂乱、有时纤维过度地进行抱合。在压力过弱的情况下,无法对纤维网赋予表现出纤维卷曲所需要的热量、水蒸气无法通过纤维网而容易使厚度方向的纤维卷曲表现变得不均匀。高温水蒸气的温度取决于纤维的材质等,可以从70~180℃(例如80~150℃)的范围选择。高温水蒸气的处理速度可以从200m/分以下(例如0.1~100m/分)的范围选择。
在如上所述表现出纤维网内的复合纤维的卷曲后,有时在无纺布中残留水分,因此可以根据需要设置使无纺布干燥的干燥工序。作为干燥方法,可以列举:使用转筒式干燥机、拉幅机这样的干燥设备的方法;远红外线照射、微波照射、电子束照射这样的非接触法;喷吹热风、使其在热风中通过的方法等。
作为在以上这样的纤维片的制造方法中将应力松弛率调整为上述范围的方法,可以列举例如:调整复合纤维与非复合纤维的含有比例的方法;调整加热工序中使用的高温水蒸气的条件(特别是温度和/或压力)的方法;调整干燥工序中的干燥温度的方法等。
<第2实施方式>
(1)纤维片的特性
本实施方式的纤维片(以下也简称为“纤维片”)除了可以适用于一般的的绷带以外,还能够适合用作止血、压迫疗法等所使用的压迫用绷带等医疗用物品。在将基于JIS L1913的A法(负载:0.5kPa)测定的1片的厚度设为T1〔mm〕、将该条件下测定的3片叠合时的厚度设为T3〔mm〕时,纤维片满足下述式[A]。
{T3/(3×T1)}×100≤85〔%〕 [A]
满足上述式[A]的纤维片即使缠绕在关节部这样的弯曲伸展的部位也不易妨碍该部位的弯曲动作。该部位为例如位于手指等的小关节部的情况下,缠绕了绷带时的活动困难变得特别明显,但采用满足上述式[A]的纤维片,即使在缠绕于这样的小关节部的情况下,也能够有效地抑制弯曲动作受到阻碍。从缠绕于弯曲伸展的部位时该部位的易弯曲性的观点考虑,上述式[A]的左边优选为84%以下,更优选为83%以下。上述式[A]的左边通常为50%以上,更有代表性的是60%以上。
作为用于抑制妨碍弯曲动作的其它方法,可以考虑减小纤维片的单位面积重量。但是,如果减小单位面积重量,则纤维片的强度降低,例如缠绕于应用部位时露出于外侧的部分的耐磨损性降低、伸长时容易断裂等,而难以获得足够的耐久性。与此相对,采用满足上述式[A]的纤维片,不管是否调整单位面积重量,均可能抑制妨碍弯曲动作。因此,根据本实施方式的发明可以提供能够抑制妨碍弯曲动作、且耐久性良好的纤维片。
从缠绕于弯曲伸展的部位时该部位的易弯曲性的观点考虑,纤维片优选具有伸长性。如上所述,在本说明书中,“具有伸长性”是指在片材面内的至少一个方向(第1方向)上显示出50%伸长应力。50%伸长应力是指以伸长率50%伸长时的(刚伸长后的)伸长应力,可通过基于JIS L 1913“一般无纺布试验方法”的拉伸试验进行测定。
纤维片是例如具有长度方向及宽度方向的绷带,在预想将绷带缠绕于位于手指等的关节部的情况下,一般的绷带以其宽度方向与手指的长度方向平行或基本上平行的方式缠绕。在该情况下,为了提高指关节部的易弯曲性,优选绷带至少在宽度方向上的伸长性良好。从上述观点考虑,在纤维片像例如绷带那样具有长度方向及宽度方向的情况下,上述第1方向优选为纤维片的宽度方向。该宽度方向可以是与制造工序中的纤维片的行进方向(MD方向)正交的方向、即CD方向。
由此,纤维片优选在片材面内的至少一个方向(第1方向)、更优选在宽度方向上的伸长性优异,具体而言,在将第1方向上以伸长率50%伸长时的伸长应力设为50%伸长应力S1〔N/50mm〕、将在面内与第1方向正交的第2方向上以伸长率50%伸长时的伸长应力设为50%伸长应力S2〔N/50mm〕时,优选满足下述式[B]。
S2/S1≥3 [B]
上述式[B]的左边优选为5以上。上述式[B]的左边通常为20以下。采用具有满足上述式[B]的第1方向的纤维片,在以其第1方向与例如手指的长度方向平行或基本平行的方式进行缠绕的使用方式中,能够更有效地抑制妨碍弯曲动作。从在第2方向上也赋予较好的伸长性的观点考虑,上述式[B]的左边优选为10以下。
第1方向上的50%伸长应力S1优选为0.1~20N/50mm,更优选为0.5~15N/50mm,进一步优选为1~12N/50mm。
在纤维片具有长度方向及宽度方向的情况下,在面内与第1方向正交的第2方向优选为长度方向。长度方向可以是制造工序中的纤维片的行进方向(MD方向)。第2方向上的50%伸长应力S2、及第1方向以外的其它方向上的50%伸长应力优选为0.5~60N/50mm,更优选为1~45N/50mm,进一步优选为2~40N/50mm。
纤维片优选显示自粘性。如上所述,在本说明书中,“自粘性”是指通过纤维片表面的纤维彼此叠合(接触)而使它们相互扣合或密合,从而能够锁定或固定的性质。具有自粘性在纤维片为绷带等的情况下是有利的。例如,在纤维片为绷带的情况下,将绷带缠绕于应用部位后,通过将其端部与位于其下方的绷带表面叠合(或撕裂并叠合)这样的动作,缠绕的纤维片彼此被拉伸并受到按压,纤维片彼此接合而固定,从而表现出自粘性。
通过使纤维片自身具有自粘性,不需要在纤维片表面形成由弹性体、粘合剂等自粘剂形成的层、不需要另外准备用于固定缠绕后的前端部的系紧用具。例如,日本特开2005-095381号公报(专利文献4)中记载了使绷带基材的至少一面附着作为自粘剂的丙烯酸类聚合物(权利要求1)、胶乳([0004]~[0006]段)。在纤维片表面形成由胶乳等弹性体形成的层在提高自粘性方面是有效的。
但是,本实施方式的纤维片优选仅由非弹性体原材料构成,更具体而言,优选仅由纤维构成。在纤维片表面形成由这样的弹性体形成的层时,纤维片表面的空隙被弹性体密封,从而在将纤维片彼此叠合时不易发生纤维彼此的啮合,因此将3片纤维片叠合时的厚度T3没有充分减少,其结果是存在比较难以满足上述式[A]的倾向。另外,由弹性体形成的层也存在缠绕于应用部位时诱发皮肤刺激、过敏的隐患。
纤维片的自粘性可通过曲面滑动应力来评价。从自粘性的观点考虑,纤维片的曲面滑动应力例如为3N/50mm以上,优选为5N/50mm以上,而且优选曲面滑动应力大于断裂强度。另外,从在需要时比较容易解开缠绕的纤维片的观点考虑,曲面滑动应力优选为30N/50mm以下,更优选为25N/50mm以下。曲面滑动应力使用拉伸试验机按照实施例项所记载的方法进行测定(图1~图3)。
纤维片优选具有手撕性。如上所述,在本说明书中,“手撕性”是指能够通过用手拉伸而使其断裂(切断)的性质。纤维片的手撕性可以通过断裂强度来评价。从手撕性的观点考虑,纤维片在片材面内的至少一个方向上的断裂强度优选为5~100N/50mm,更优选为8~60N/50mm,进一步优选为10~40N/50mm。通过使断裂强度为上述范围,可以赋予能够比较容易用手撕断(切断)的良好的手撕性。断裂强度过大时,手撕性降低,例如变得难以用单手撕断纤维片。另外,断裂强度过小时,纤维片的强度不足,容易断裂,耐久性及操作性降低。断裂强度可通过基于JIS L 1913“一般无纺布试验方法”的拉伸试验来测定。
上述片材面内的至少一个方向是用手撕断纤维片时的拉伸方向,优选为上述的第2方向。该第2方向可以是MD方向,在纤维片像例如绷带那样具有长度方向及宽度方向的情况下,优选为纤维片的长度方向。即,在纤维片被用作绷带的情况下,通常在将绷带沿其长度方向伸长并缠绕于应用部位后,使其在长度方向上断裂,因此第2方向优选是作为拉伸方向的长度方向。
上述片材面内的至少一个方向以外的方向(例如第1方向(CD方向)、纤维片像绷带那样具有长度方向及宽度方向的情况下的宽度方向)上的断裂强度例如为0.1~300N/50mm,优选为0.5~100N/50mm,更优选为1~20N/50mm。
从手撕性的观点考虑,纤维片优选仅由非弹性体原材料构成,更具体而言,优选仅由纤维构成。在纤维片表面形成由弹性体形成的层等时,手撕性能够降低。
对于纤维片而言,片材面内的至少一个方向上的断裂伸长率例如为50%以上,优选为60%以上,更优选为80%以上。断裂伸长率为上述范围在提高纤维片的伸缩性方面是有利的。上述片材面内的至少一个方向上的断裂伸长率通常为300%以下,优选为250%以下。断裂伸长率也可以通过基于JIS L1913“一般无纺布试验方法”的拉伸试验来测定。
从在缠绕于关节部等弯曲伸展的部位时该部位的易弯曲性的观点考虑,上述片材面内的至少一个方向优选为上述的第1方向。该第1方向可以是CD方向,在纤维片像例如绷带那样具有长度方向及宽度方向的情况下,优选为纤维片的宽度方向。
上述片材面内的至少一个方向以外的方向(例如第2方向(MD方向)、纤维片像绷带那样具有长度方向及宽度方向的情况下的长度方向)上的断裂伸长率例如为10~500%,优选为100~350%。
对于纤维片而言,在片材面内的至少一个方向上伸长50%后的恢复率(50%伸长后恢复率)优选为70%以上(100%以下),更优选为80%以上,进一步优选为90%以上。50%伸长恢复率为该范围时,对伸长的跟随性提高,例如,在缠绕于关节部等弯曲伸展的部位时,不仅充分地跟随该部位的弯曲动作及形状,而且有利于提高因叠合的纤维片彼此的摩擦而带来的自粘性。在伸长恢复率过小的情况下,无法跟随上述部位的弯曲动作,因该动作而发生的纤维片变形不会复原,缠绕的纤维片的固定变弱。
上述片材面内的至少一个方向优选为缠绕于关节部等进行弯曲伸展的部位时特别要求对该部位的弯曲动作的跟随性的上述第1方向。该第1方向可以是CD方向,在纤维片像例如绷带那样具有长度方向及宽度方向的情况下,优选为纤维片的宽度方向。
对于50%伸长后恢复率而言,在基于JIS L 1913“一般无纺布试验方法”的拉伸试验中,将伸长率达到50%后立即除去负载时的试验后的残留应变(%)设为X时,以下式进行定义。
50%伸长后恢复率(%)=100-X
上述片材面内的至少一个方向以外的方向(例如第2方向(MD方向)、纤维片像绷带那样具有长度方向及宽度方向的情况下的宽度方向)上的50%伸长后恢复率例如为70%以上(100%以下),优选为80%以上。
纤维片的压缩弹性模量Pe优选为85%以下,更优选为80%以下。压缩弹性模量Pe为该范围在满足上述式[A]方面是有利的,进而在实现不易妨碍关节部等的弯曲动作的纤维片方面是有利。压缩弹性模量Pe的下限没有特别限制,例如为50%。压缩弹性模量Pe可基于JIS L 1913“一般无纺布试验方法”、按照下述式[C]来计算。
Pe={(T1’-T)/(T1-T)}×100 [C]
T1是施加了初始负载(0.5kPa)时的厚度〔mm〕,与上述式[A]中的T1含义相同。T是施加了30kPa的负载时的厚度〔mm〕,T1’是恢复到初始负载时的厚度〔mm〕。
纤维片的单位面积重量优选为30~300g/m2,更优选为50~200g/m2。从更有效地抑制妨碍弯曲动作的观点考虑,单位面积重量进一步优选为180g/m2以下。根据本实施方式的纤维片,在单位面积重量大(例如50g/m2以上、70g/m2以上、90g/m2以上、110g/m2以上及130g/m2以上)的情况下,也能够有效地抑制关节部等的弯曲动作受到妨碍。
纤维片的厚度T1(该厚度T1与上述式[A]中的T1含义相同)例如为0.2~5mm,优选为0.3~3mm,更优选为0.4~2mm。单位面积重量及厚度在该范围内时,可使缠绕纤维片时的易弯曲性、伸长性、柔软性、手感及缓冲性的平衡变得良好。纤维片的密度(体积密度)可以是与上述单位面积重量及厚度相应的值,例如为0.03~0.5g/cm3,优选为0.04~0.4g/cm3,更优选为0.05~0.2g/cm3。从更有效地抑制妨碍弯曲动作的观点考虑,密度进一步优选为0.15g/cm3以下。
纤维片的施加了初始负载(0.5kPa)时的厚度T1与施加了30kPa负载时的厚度T之差ΔT优选为0.05mm以上,更优选为0.1mm以上。厚度差ΔT为上述范围在满足上述式[A]方面是有利的,进而在实现不易妨碍关节部等的弯曲动作的纤维片方面是有利的。厚度差ΔT相当于上述式[C]中的(T1-T)。厚度差ΔT的上限没有特别限制,例如为0.8mm。
利用费雷泽法得到的纤维片的透气度优选为0.1cm3/(cm2·秒)以上,更优选为1~500cm3/(cm2·秒),进一步优选为5~300cm3/(cm2·秒),特别优选为10~200cm3/(cm2·秒)。透气度为该范围内时,透气性良好而不易闷捂,因此更适于绷带等用于人体的用途。
(2)纤维片的结构及制造方法
本实施方式的纤维片只要由纤维构成即可,没有特别限制,可以是例如织物、无纺布、针织物(针织布)等。纤维片的形状可以根据用途来选择,优选为胶带状或带状(长条状)那样的具有长度方向及宽度方向的矩形片状。纤维片可以是单层结构,也可以是由2层以上的纤维层构成的多层结构。
作为对纤维片赋予伸缩性、伸长性的方法,可以列举:1)对织物、无纺布、针织物等纤维片基材实施褶裥加工的方法、2)在纤维片中织入由以橡胶为代表的弹性体等伸缩性原材料形成的丝的方法、3)将由弹性体等伸缩性原材料形成的层与非伸缩性的纤维片基材组合、或含浸伸缩性原材料的方法、4)使用卷曲成线圈的卷曲纤维作为构成无纺布的纤维的至少一部分的方法等。
在上述当中,本实施方式的纤维片优选具有上述4)的结构。上述1)的褶裥加工在能够有效地赋予伸缩性方面是有效的,但由于褶裥的起伏形状而较难得到满足上述式[A]的纤维片。根据上述2)的方法可以容易地赋予伸缩性,但由于织入橡胶丝等而存在缠绕纤维片时的易弯曲性降低的隐患。如上所述,上述3)的方法存在比较难以通过利用弹性体进行的纤维片表面密封而满足上述式[A]的倾向。
从缠绕于关节部时的关节部的易弯曲性、自粘性、手撕性、缠绕于关节等凹凸部位时贴合凹凸部位的性质(贴合性)等的观点考虑,纤维片优选由无纺布构成,即优选为无纺布片,更优选由包含卷曲成线圈的卷曲纤维的无纺布构成,进一步优选由包含上述卷曲纤维且未实施上述1)~3)中任意一种以上(优选未实施所有)处理的无纺布构成。特别优选无纺布片仅由上述卷曲纤维构成。
由包含卷曲纤维的无纺布构成的纤维片优选具有以下结构:构成其的各纤维实质上不熔粘,卷曲纤维主要通过这些卷曲线圈部相互抱合而进行限制或锁定。另外,优选大多数(大部分)卷曲纤维(卷曲纤维的轴芯方向)相对于片材面基本平行地取向。如上所述,在本申请说明书中,“相对于面方向基本平行地取向”是指:例如像利用针刺进行的抱合那样,不重复存在多数卷曲纤维(卷曲纤维的轴芯方向)局部地沿厚度方向取向的部分的状态。
在由包含卷曲纤维的无纺布构成的纤维片中,优选卷曲纤维在片材面内的某个方向(例如上述的第2方向、优选为长度方向)上取向,邻接或交叉的卷曲纤维彼此通过那些卷曲线圈部相互抱合。另外,在纤维片的厚度方向(或倾斜方向),也优选卷曲纤维彼此轻度地进行抱合。卷曲纤维彼此的抱合可以伴随着使作为纤维片的前体的纤维网收缩的过程而产生。
卷曲纤维(卷曲纤维的轴芯方向)在片材面内的某个方向取向并抱合的无纺布在该方向上显示出良好的伸缩性(包括伸长性)。在上述某个方向为例如长度方向的情况下,该伸缩性无纺布在长度方向上赋予张力时,抱合的卷曲线圈部伸长、且想要恢复成原来的线圈,因此可以在长度方向上显示出高伸缩性。该伸缩性无纺布在片材面内的与上述某个方向正交的方向(例如宽度方向)上能够显示出优异的伸长性。另外,通过无纺布厚度方向上的卷曲纤维彼此的轻度抱合,可以表现出厚度方向上的缓冲性及柔软性,由此,无纺布可以具有良好的触感及手感。另外,卷曲线圈部容易通过某种程度压力下的接触而与其它卷曲线圈部进行抱合。可以通过该卷曲线圈部的抱合而表现出自粘性。
对于由包含卷曲纤维的无纺布构成的纤维片而言,在卷曲纤维的取向方向(例如上述的第2方向、优选为长度方向)上赋予张力时,抱合的卷曲线圈部因弹性变形而伸长,进一步赋予张力时,最终解开,因此切断性(手撕性)良好。
如上所述,能够构成纤维片的无纺布优选包含卷曲成线圈的卷曲纤维。卷曲纤维优选主要在无纺布的面方向取向,另外优选在厚度方向上基本均匀地卷曲。卷曲纤维可以由热收缩率(或热膨胀系数)不同的多种树脂形成了相结构的复合纤维构成。
构成卷曲纤维的复合纤维是因多种树脂的热收缩率(或热膨胀系数)不同而通过加热产生卷曲的、具有非对称或层状(所谓的双金属)结构的纤维(潜在卷曲纤维)。多种树脂通常软化点或熔点不同。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(聚乙烯醇缩乙醛树脂等);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、聚对苯二甲酸1,3-丙二醇酯树脂、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这样的脂肪族聚酰胺类树脂、半芳香族聚酰胺类树脂、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等);聚碳酸酯类树脂(双酚A型聚碳酸酯等);聚对亚苯基苯并双
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唑树脂;聚苯硫醚树脂;聚氨酯类树脂;纤维素类树脂(纤维素酯等)等热塑性树脂。另外,在上述各种热塑性树脂中也可以含有能够共聚的其它单元。
其中,从即使用高温水蒸气进行加热处理发生熔融或软化而纤维也不熔粘的观点考虑,上述多种树脂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、纤维形成性等的平衡优异的观点考虑,优选为芳香族聚酯类树脂、聚酰胺类树脂。至少露出于复合纤维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对构成无纺布的复合纤维(潜在卷曲纤维)进行处理,该纤维也不熔粘。
构成复合纤维的多种树脂只要热收缩率不同即可,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,构成复合纤维的多种树脂优选为相同类型的树脂的组合。在相同类型的树脂的组合的情况下,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度、熔点或软化点等的共聚性单体共聚并进行改性,可使结晶度低于均聚物、或者成为非晶性而使熔点或软化点等低于均聚物。由此,通过使结晶性、熔点或软化点发生变化,可以在热收缩率上设置差异。熔点或软化点之差例如可以为5~150℃,优选为40~130℃,更优选为60~120℃。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%,进一步优选为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质量比可以根据纤维的结构来选择,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。
从容易制造潜在卷曲性的复合纤维方面考虑,复合纤维优选为芳香族聚酯类树脂的组合,特别是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。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)与链烷二醇成分(乙二醇、丁二醇这样的C2-6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的用于通常的PET纤维的PET。
另一方面,在改性聚亚烷基芳酯类树脂(b)中,作为使必须成分聚亚烷基芳酯类树脂(a)的熔点或软化点、结晶度降低的共聚成分,可列举例如: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、比聚亚烷基芳酯类树脂(a)的链烷二醇的链长更长的链烷二醇成分和/或具有醚键的二醇成分。共聚成分可以单独使用,或者组合使用2种以上。在这些成分中,作为二羧酸成分,可广泛使用非对称型芳香族二羧酸(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)等,作为二醇成分,可广泛使用链烷二醇(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)等。其中,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亚烷基二醇等。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,相对于构成改性聚亚烷基芳酯类树脂(b)的二羧酸成分的总量,用于使熔点或软化点降低的二羧酸成分(例如,间苯二甲酸等)的比例例如为1~50摩尔%,优选为5~50摩尔%,更优选为15~40摩尔%。另外,相对于构成改性聚亚烷基芳酯类树脂(b)的二醇成分的总量,用于使熔点或软化点降低的二醇成分(例如,二乙二醇等)的比例例如为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布的形态稳定性及伸缩性降低。另一方面,共聚成分的比例过高时,表现卷曲的性能升高,但难以稳定地纺丝。
改性聚亚烷基芳酯类树脂(b)可以根据需要可以含有偏苯三酸、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作为单体成分。
复合纤维的横截面形状(与纤维的长度方向正交的截面形状)并不限定于通常的作为实心截面形状的圆形截面、异型截面[偏平状、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],也可以为中空截面状等,但通常为圆形截面。
作为复合纤维的横截面结构,可列举由多种树脂形成的相结构,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、无规复合型等的结构。其中,从容易通过加热而表现出自发卷曲方面考虑,优选为相部分相邻的结构(所谓的双金属结构)、相结构非对称的结构,例如偏芯芯鞘型、并列型结构。
需要说明的是,在复合纤维为偏芯芯鞘型这样的芯鞘型结构的情况下,只要与位于表面的鞘部的非湿热性粘接性树脂具有热收缩差且可卷曲,则芯部可以由湿热粘接性树脂(例如,乙烯-乙烯醇共聚物、聚乙烯醇这样的乙烯醇类聚合物等)、具有低熔点或软化点的热塑性树脂(例如,聚苯乙烯、低密度聚乙烯等)构成。
复合纤维的平均纤度例如为0.1~50dtex,优选为0.5~10dtex,更优选为1~5dtex。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,难以显现出良好的线圈卷曲。另一方面,纤度过大时,纤维变得刚直而难以表现出充分的卷曲。
复合纤维的平均纤维长度例如为10~100mm,优选为20~80mm,更优选为25~75mm。平均纤维长度过短时,难以形成纤维网,而且在表现出卷曲时卷曲纤维彼此的抱合变得不充分,难以确保无纺布的强度及伸缩性。平均纤维长度过长时,难以形成单位面积重量均匀的纤维网,而且在形成网时较多地表现出纤维彼此的抱合,在表现出卷曲时相互妨碍而难以表现出伸缩性。平均纤维长度在上述范围时,由于在无纺布表面卷曲的纤维的一部分适度地露出于无纺布表面,因此能够提高无纺布的自粘性。另外,上述范围的平均纤维长度在获得良好的手撕性方面也是有利的。
上述复合纤维为潜在卷曲纤维,通过实施热处理而表现出(或显现出)卷曲,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。
如上所述,构成无纺布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例如为10~250μm,优选为20~200μm,更优选为50~160μm。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,在卷曲数少时,卷曲纤维彼此的抱合也减少,难以对线圈形状的变形进行形状恢复,因此,在表现出充分的伸缩性能方面不利。在平均曲率半径过小时,卷曲纤维彼此未充分进行抱合,难以确保网强度,而且线圈形状变形时的应力过大,断裂强度过度地增大,难以得到适度的伸缩性。
在卷曲纤维中,线圈的平均间距(平均卷曲间距)例如为0.03~0.5mm,优选为0.03~0.3mm,更优选为0.05~0.2mm。平均间距过大时,每1根纤维能够表现出的线圈卷曲数会减少,不能发挥足够的伸缩性。平均间距过小时,卷曲纤维彼此未充分地进行抱合,难以确保无纺布的强度。
在无纺布(纤维网)中,除了上述复合纤维之外,还可以含有其它纤维(非复合纤维)。非复合纤维的具体例子除了由上述的非湿热粘接性树脂或湿热粘接性树脂构成的纤维以外,还包括由纤维素类纤维[例如,天然纤维(木棉、羊毛、绸、麻等)、半合成纤维(三乙酸酯纤维这样的乙酸酯纤维等)、再生纤维(人造丝、波里诺西克(Polynosic)、铜氨(Cupra)纤维、莱赛尔纤维(例如,注册商标名:“Tencel”等)等)]等构成的纤维。非复合纤维的平均纤度及平均纤维长度可以与复合纤维相同。非复合纤维可以单独使用,或者组合使用2种以上。
优选适当调整复合纤维与非复合纤维的比例(质量比)而使得纤维片满足上述式[A]。该比例例如为复合纤维/非复合纤维=50/50~100/0,优选为60/40~100/0,更优选为70/30~100/0,进一步优选为80/20~100/0,特别优选为90/10~100/0。可以通过对非复合纤维进行混棉来调整无纺布的强度与伸缩性或柔软性的平衡。
无纺布(纤维网)可以含有惯用的添加剂,例如可以含有稳定剂(热稳定剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧剂等)、抗菌剂、除臭剂、香料、着色剂(染料、颜料等)、填充剂、防静电剂、阻燃剂、增塑剂、润滑剂、结晶化速度延迟剂等。添加剂可以单独使用或组合使用2种以上。添加剂既可以负载于纤维表面,也可以包含于纤维中。
由包含卷曲纤维的无纺布构成的纤维片可以优选通过包含以下工序的方法来制造:将含有上述复合纤维(潜在卷曲纤维)的纤维进行成网化的工序(成网化工序),对纤维网进行加热而使复合纤维卷曲的工序(加热工序)。
作为成网化工序中的纤维网的形成方法,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。其中,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而得到的网,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。
在加热工序之前可以实施使纤维网中的至少一部分纤维抱合的抱合工序。通过实施该抱合工序,可以在接下来的加热工序中得到卷曲纤维适度抱合的无纺布。抱合方法可以为机械性抱合的方法,优选通过水的喷雾或喷射(喷吹)而使其抱合的方法。通过水流使纤维抱合在利用加热工序的卷曲而提高抱合的密度方面是有利的。喷雾或喷射的水可以从纤维网的一面进行喷吹,也可以从两面进行喷吹,从高效地进行牢固的抱合的观点考虑,优选从两面进行喷吹。
设定抱合工序中的水的喷出压力,使得纤维抱合为适度范围,例如为2MPa以上,优选为3~12MPa,更优选为4~10MPa。喷雾或喷射的水的温度例如为5~50℃,优选为10~40℃。
作为喷雾或喷射水的方法,从简便性等观点考虑,优选使用具有规则的喷雾区域或喷雾图案的喷嘴等来喷射水的方法。具体而言,对于利用环形传送带等传送带输送的纤维网,可以在载置于传送带上的状态下喷射水。传送带可以为透水性,可以从纤维网的背面侧使水穿过透水性的传送带而喷射于纤维网。需要说明的是,为了抑制水的喷射导致的纤维飞散,可以预先用少量的水润湿纤维网。
用于喷雾或喷射水的喷嘴只要使用给定的喷口在宽度方向连续排列的板或模头,并将该板或模头配置成喷口排列在所供给的纤维网的宽度方向即可。喷口列可以是一列以上,也可以多列平行排列。另外,还可以并列设置多台具有一列喷口列的喷嘴模头。
在上述抱合工序之前,可以设置使纤维网中的纤维在面内不均匀化的工序(不均匀化工序)。通过实施该工序,可在纤维网中形成纤维密度变得稀疏的区域,因此,在抱合工序为水流抱合的情况下,能够高效地将水流喷射至纤维网内部,不仅在纤维网的表面,而且在内部也容易实现适当的抱合。
不均匀化工序可以通过对纤维网喷雾或喷射低压力水来进行。对纤维网喷雾或喷射低压力水可以是连续的,但优选间歇性或周期性地喷雾。通过间歇性或周期性地将水喷雾于纤维网,可以周期性地交替形成多个低密度部和多个高密度部。
优选不均匀化工序中的水的喷出压力为尽可能低的压力,例如为0.1~1.5MPa,优选为0.3~1.2MPa,更优选为0.6~1.0MPa。喷雾或喷射的水的温度例如为5~50℃,优选为10~40℃。
作为间歇性或周期性地喷雾或喷射水的方法,只要是可以在纤维网中周期性地交替形成密度梯度的方法即可,没有特别限定,从简便性等观点考虑,优选隔着具有由多个孔形成的规则的喷雾区域或喷雾图案的板状物(多孔板等)来喷射水的方法。
在加热工序中,纤维网由高温水蒸气加热而卷曲。在用高温水蒸气进行处理的方法中,纤维网暴露于高温或过热水蒸气(高压蒸汽)流,从而在复合纤维(潜在卷曲纤维)中产生出线圈卷曲。由于纤维网具有透气性,因此,即使是来自一个方向的处理,高温水蒸气也可渗透至内部,在厚度方向上表现出基本均匀的卷曲,从而纤维彼此均匀地进行抱合。
纤维网在高温水蒸气处理的同时发生收缩。因此,供给的纤维网在即将暴露于高温水蒸气之前,优选根据目标无纺布的面积收缩率而过量进料。过量进料的比例相对于目标无纺布的长度为110~300%,优选为120~250%左右。
为了向纤维网供给水蒸气,可使用惯用的水蒸气喷射装置。水蒸气喷射装置优选为能够以希望的压力和量在纤维网整个宽度范围内基本均匀地喷吹水蒸气的装置。水蒸气喷射装置可以仅设置在纤维网的一面侧,也可以进一步在另一面侧也设置水蒸气喷射装置,由此可一次性地对纤维网的表面和背面进行水蒸气处理。
由于从水蒸气喷射装置中喷射出的高温水蒸气为气流,因此,与水流抱合处理、针刺处理不同,不使纤维网中的纤维大幅移动而进入纤维网内部。通过水蒸气流对该纤维网中的进入作用,水蒸气流能够高效地覆盖存在于纤维网内的各纤维的表面,可以进行均匀的热卷曲。另外,与干热处理相比,可以对纤维网内部充分地传热,因此,面方向及厚度方向的卷曲程度基本上变得均匀。
用于喷射高温水蒸气的喷嘴也与上述水流抱合的喷嘴同样地使用给定的喷口在宽度方向连续排列的板或模头,该板或模头配置成喷口排列在所供给的纤维网的宽度方向即可。喷口列可以是一列以上,也可以多列平行排列。另外,还可以并列设置多台具有一列喷口列的喷嘴模头。
使用的高温水蒸气的压力可以在0.1~2MPa(例如0.2~1.5MPa)的范围选择。在水蒸气的压力过高的情况下,有时形成纤维网的纤维进行过多的移动而产生质地杂乱、有时纤维过度地进行抱合。在压力过弱的情况下,无法对纤维网赋予表现出纤维卷曲所需要的热量、水蒸气无法通过纤维网而容易使厚度方向的纤维卷曲表现变得不均匀。高温水蒸气的温度取决于纤维的材质等,可以从70~180℃(例如80~150℃)的范围选择。高温水蒸气的处理速度可以从200m/分以下(例如0.1~100m/分)的范围选择。
在如上所述表现出纤维网内的复合纤维的卷曲后,有时在无纺布中残留水分,因此可以根据需要设置使无纺布干燥的干燥工序。作为干燥方法,可以列举:使用转筒式干燥机、拉幅机这样的干燥设备的方法;远红外线照射、微波照射、电子束照射这样的非接触法;喷吹热风、使其在热风中通过的方法等。
作为在以上这样的纤维片的制造方法中满足上述式[A]的方法,可以列举例如:调整复合纤维与非复合纤维的含有比例的方法;调整加热工序中使用的高温水蒸气的条件(特别是温度和/或压力)的方法;调整干燥工序中的干燥温度的方法等。
<第3实施方式>
(1)纤维片的特性
本实施方式的纤维片(以下也简称为“纤维片”)除了可以适用于一般的的绷带以外,还能够适合用作止血、压迫疗法等所使用的压迫用绷带等医疗用物品。纤维片为例如胶带状或带状(长条状)这样的具有长度方向及宽度方向的矩形片状。
纤维片在宽度方向上的硬挺度为300mN/200mm以下,优选为290mN/200mm以下,进一步优选为280mN/200mm以下。对于宽度方向上的硬挺度为300mN/200mm以下的纤维片而言,例如在以其长度方向为缠绕方向进行缠绕时,在以适当的强度缠绕于具有表面凹凸的部位(位于关节部等因内部存在的骨而凸出的部位等)的情况下,也能够沿着表面凹凸的形状进行缠绕,凹凸贴合性优异。从纤维片的强度的观点考虑,宽度方向上的硬挺度通常为30mN/200mm以上,优选为50mN/200mm以上。
需要说明的是,“以长度方向为缠绕方向进行缠绕”是指将绷带这样的长条物品缠绕于被包裹物体时的通常方式,例如,列举被包裹物体为手指的情况作为例子,是指以绷带的宽度方向与手指的长度方向平行或基本平行的方式将长条的绷带缠绕于手指。
目前已知用各种方法在长度方向上赋予了伸缩性的绷带,但经过本发明人的研究可知,仅仅提高长度方向的伸缩性或提高长度方向的伸缩性是无法充分改善凹凸贴合性的。对于这一点,本发明是基于以下见解而完成的:着眼于宽度方向而不是长度方向,该宽度方向上的硬挺度出人意料地成为用于提高凹凸贴合性的重要因素。
减小宽度方向上的硬挺度,使其为上述范围,另一方面使长度方向上的硬挺度大于宽度方向上的硬挺度,这在实现纤维片的凹凸贴合性、强度、及耐久性之间的良好平衡方面是有效的。两者的硬挺度之差例如为10mN/200mm以上,优选为30mN/200mm以上,更优选为50mN/200mm以上。纤维片的长度方向上的硬挺度例如为40~400mN/200mm,优选为60~300mN/200mm。
纤维片的硬挺度可按照JIS L 1913的柔软度测试仪法进行测定。按照该JIS标准,可使用宽度200mm的纤维片作为试样。
纤维片的压缩弹性模量Pe优选为85%以下,更优选为80%以下。压缩弹性模量Pe为该范围在提高凹凸贴合性方面是有利的,进而在实现不易妨碍关节部等的弯曲动作的纤维片方面是有利。压缩弹性模量Pe的下限没有特别限制,例如为50%。压缩弹性模量Pe可基于JIS L 1913“一般无纺布试验方法”、由下述式[C]来计算。
Pe={(T1’-T)/(T1-T)}×100 [C]
T1是施加了初始负载(0.5kPa)时的厚度〔mm〕,T是施加了30kPa的负载时的厚度〔mm〕,T1’是恢复到初始负载时的厚度〔mm〕。
在纤维片具有伸长性时,可以提高在例如用作绷带时的功能性。通过使纤维片具有伸长性,例如,在为了将纱布等保护材料固定于应用部位而使用纤维片的情况下,可以提高固定力,或者在为了通过缠绕对应用部位赋予压迫力而使用纤维片的情况下,可以提高其压迫力。而且,在将纤维片应用于关节部等进行弯曲伸展的部位时,如果纤维片具有伸长性,则弯曲伸展的动作变得容易。另外,纤维片具有伸长性对于提高凹凸贴合性也是有利的。
从以上方面考虑,纤维片优选具有伸长性。如上所述,在本说明书中,“具有伸长性”是指在片材面内的至少一个方向(第1方向)上显示出50%伸长应力。50%伸长应力是指以伸长率50%伸长时的(刚拉伸后的)伸长应力,可通过基于JIS L 1913“一般无纺布试验方法”的拉伸试验进行测定。
从凹凸贴合性及弯曲伸展动作的容易性的观点考虑,优选纤维片至少在作为上述第1方向的宽度方向上的伸长性良好。该宽度方向可以是与制造工序中纤维片的行进方向(MD方向)正交的方向,即可以是CD方向。纤维片的横向上的50%伸长应力优选为0.1~20N/50mm,更优选为0.5~15N/50mm,进一步优选为1~12N/50mm。
另一方面,在提高纤维片的固定力、压迫力方面,优选纤维片在长度方向上的伸长性良好。纤维片的长度方向上的50%伸长应力优选为0.1~50N/50mm,更优选为0.5~30N/50mm,进一步优选为1~20N/50mm。提高长度方向上的50%伸长应力对于提高凹凸贴合性是有利的。纤维片的长度方向可以是制造工序中纤维片的行进方向(MD方向)。宽度方向及长度方向以外的方向上的50%伸长应力分别优选为0.5~60N/50mm,更优选为1~45N/50mm,进一步优选为2~40N/50mm。
纤维片优选显示自粘性。如上所述,在本说明书中,“自粘性”是指通过纤维片表面的纤维彼此叠合(接触)而使它们相互扣合或密合,从而能够锁定或固定的性质。具有自粘性在纤维片为绷带等的情况下是有利的。例如,在纤维片为绷带的情况下,将绷带缠绕于应用部位后,通过将其端部与位于其下方的绷带表面叠合(或撕裂并叠合)这样的动作,缠绕的纤维片彼此被拉伸并受到按压,纤维片彼此接合而固定,从而表现出自粘性。
通过使纤维片自身具有自粘性,不需要在纤维片表面形成由弹性体、粘合剂等自粘剂形成的层、不需要另外准备用于固定缠绕后的前端部的系紧用具。例如,日本特开2005-095381号公报(专利文献4)中记载了使绷带基材的至少一面附着作为自粘剂的丙烯酸类聚合物(权利要求1)、胶乳([0004]~[0006]段)。在纤维片表面形成由胶乳等弹性体形成的层在提高自粘性方面是有效的。
但是,本实施方式的纤维片优选仅由非弹性体原材料构成,更具体而言,优选仅由纤维构成。在纤维片表面形成由这样的弹性体形成的层时、在将弹性体含浸于纤维基材时,存在比较难以使宽度方向上的硬挺度为上述范围的倾向。另外,由弹性体形成的层也存在缠绕于应用部位时诱发皮肤刺激、过敏的隐患。
纤维片的自粘性可通过曲面滑动应力来评价。从自粘性的观点考虑,纤维片的曲面滑动应力例如为3N/50mm以上,优选为5N/50mm以上,而且优选曲面滑动应力大于断裂强度。另外,从在需要时比较容易解开缠绕的纤维片的观点考虑,曲面滑动应力优选为30N/50mm以下,更优选为25N/50mm以下。曲面滑动应力使用拉伸试验机按照实施例项所记载的方法进行测定(图1~图3)。
纤维片优选具有手撕性。如上所述,在本说明书中,“手撕性”是指能够通过用手拉伸而使其撕断(切断)的性质。纤维片的手撕性可以通过断裂强度来评价。从手撕性的观点考虑,纤维片在片材面内的至少一个方向上的断裂强度优选为5~100N/50mm,更优选为8~60N/50mm,进一步优选为10~40N/50mm。通过使断裂强度为上述范围,可以赋予能够比较容易用手撕断(切断)的良好的手撕性。断裂强度过大时,手撕性降低,例如变得难以用单手撕断纤维片。另外,断裂强度过小时,纤维片的强度不足,容易断裂,耐久性及操作性降低。断裂强度可通过基于JIS L 1913“一般无纺布试验方法”的拉伸试验来测定。
上述片材面内的至少一个方向是用手撕断纤维片时的拉伸方向,优选为长度方向。该长度方向可以是MD方向。即,在纤维片被用作绷带的情况下,通常在将绷带沿其长度方向伸长并缠绕于应用部位后,使其在长度方向上断裂,因此断裂强度为上述范围的方向优选是作为拉伸方向的长度方向。
上述片材面内的至少一个方向以外的方向(例如宽度方向、CD方向)上的断裂强度例如为0.1~300N/50mm,优选为0.5~100N/50mm,更优选为1~20N/50mm。
从手撕性的观点考虑,纤维片优选仅由非弹性体原材料构成,更具体而言,优选仅由纤维构成。在纤维片表面形成由弹性体形成的层等时,手撕性会降低。
对于纤维片而言,片材面内的至少一个方向上的断裂伸长率例如为50%以上,优选为60%以上,更优选为80%以上。断裂伸长率为上述范围在提高纤维片的伸缩性方面是有利的。上述片材面内的至少一个方向上的断裂伸长率通常为300%以下,优选为250%以下。断裂伸长率也可以通过基于JIS L1913“一般无纺布试验方法”的拉伸试验来测定。
从凹凸贴合性及弯曲伸展动作的容易性的观点考虑,上述片材面内的至少一个方向优选为宽度方向。另外,从长度方向的伸长性的观点(例如,上述的固定力、压迫力的观点)考虑,优选为长度方向。上述片材面内的至少一个方向以外的方向上的断裂伸长率例如为10~500%,优选为100~350%。
对于纤维片而言,在片材面内的至少一个方向上伸长50%后的恢复率(50%伸长后恢复率)优选为70%以上(100%以下),更优选为80%以上,进一步优选为90%以上。50%伸长恢复率为该范围的情况下,在缠绕于关节部这样的具有表面凹凸的部位、弯曲伸展的部位时,容易跟随该部位的表面凹凸形状、弯曲动作,有利于提高凹凸贴合性及弯曲伸展动作的容易性,而且有利于提高因叠合的纤维片彼此的摩擦而带来的自粘性。在伸长恢复率过小的情况下,无法跟随上述部位的弯曲动作,因该动作而发生的纤维片变形不会复原,缠绕的纤维片的固定变弱。
从凹凸贴合性及弯曲伸展动作的容易性的观点考虑,上述片材面内的至少一个方向优选为宽度方向。另外,从长度方向的伸长性的观点(例如,上述的固定力、压迫力的观点)考虑,优选为长度方向。
对于50%伸长后恢复率而言,在基于JIS L 1913“一般无纺布试验方法”的拉伸试验中,将伸长率达到50%后立即除去负载时的试验后的残留应变(%)设为X时,以下式进行定义。
50%伸长后恢复率(%)=100-X
上述片材面内的至少一个方向以外的方向上的50%伸长后恢复率例如为70%以上(100%以下),优选为80%以上。
纤维片的单位面积重量优选为30~300g/m2,更优选为50~200g/m2。为了进一步提高凹凸贴合性,优选减小单位面积重量,在该情况下,单位面积重量优选为160g/m2以下。单位面积重量过小时,纤维片的强度及耐久性降低。
纤维片的厚度例如为0.2~5mm,优选为0.3~3mm,更优选为0.4~2mm。单位面积重量及厚度在该范围内时,凹凸贴合性、缠绕时的易弯曲性、伸长性、柔软性、手感及缓冲性的平衡变得良好。纤维片的密度(体积密度)可以是与上述单位面积重量及厚度相应的值,例如为0.03~0.5g/cm3,优选为0.04~0.4g/cm3,更优选为0.05~0.25g/cm3。从进一步提高凹凸贴合性的观点考虑,密度更优选为0.2g/cm3以下。
利用费雷泽法得到的纤维片透气度优选为0.1cm3/(cm2·秒)以上,更优选为1~500cm3/(cm2·秒),进一步优选为5~300cm3/(cm2·秒),特别优选为10~200cm3/(cm2·秒)。透气度为该范围内时,透气性良好而不易闷捂,因此更适于绷带等用于人体的用途。
(2)纤维片的结构及制造方法
本实施方式的纤维片只要由纤维构成即可,没有特别限制,可以是例如织物、无纺布、针织物(针织布)等。如上所述,纤维片为胶带状或带状(长条状)那样的具有长度方向及宽度方向的矩形片状。纤维片可以是单层结构,也可以是由2层以上的纤维层构成的多层结构。
如上所述,纤维片优选具有伸长性。作为对纤维片赋予伸缩性、伸长性的方法,可以列举:1)对织物、无纺布、针织物等纤维片基材实施褶裥加工的方法、2)在纤维片中织入由以橡胶为代表的弹性体等伸缩性原材料形成的丝的方法、3)将由弹性体等伸缩性原材料形成的层与非伸缩性的纤维片基材组合、含浸伸缩性原材料的方法、4)使用卷曲成线圈的卷曲纤维作为构成无纺布的纤维的至少一部分的方法等。
在上述当中,本实施方式的纤维片优选具有上述4)的结构。上述1)的褶裥加工在能够有效地赋予伸缩性方面是有效的,但由于褶裥的起伏形状而较难得到宽度方向上的硬挺度为上述范围的纤维片。根据上述2)及3)的方法可以容易地赋予伸缩性,但柔软性降低,较难得到宽度方向上的硬挺度为上述范围的纤维片。
从凹凸贴合性、缠绕于关节部时的关节部的易弯曲性、自粘性、手撕性等观点考虑,纤维片优选由无纺布构成,即优选为无纺布片,更优选由包含卷曲成线圈的卷曲纤维的无纺布构成,进一步优选由包含上述卷曲纤维且未实施上述1)~3)中任意一种以上(优选未实施所有)处理的无纺布构成。特别优选无纺布片仅由上述卷曲纤维构成。纤维片可以由织物或针织物(针织布)构成,由于构成它们的丝(加捻纱线)的纤度较大,因此较难得到宽度方向上的硬挺度为上述范围的纤维片。关于这一点,如果使用无纺布,则能够由纤度更小的纤维构成片,从而可以进一步提高凹凸贴合性。
从凹凸贴合性的观点考虑,构成由无纺布形成的片的纤维的平均纤度优选为20dtex以下,更优选为15dtex以下。从纤维片的强度及耐久性的观点考虑,该平均纤度优选为0.5dtex以上,更优选为1.0dtex以上。
由包含卷曲纤维的无纺布构成的纤维片优选具有以下结构:构成其的各纤维实质上不熔粘,卷曲纤维主要通过这些卷曲线圈部相互抱合而进行限制或锁定。另外,优选大多数(大部分)卷曲纤维(卷曲纤维的轴芯方向)相对于片材面基本平行地取向。如上所述,在本申请说明书中,“相对于面方向基本平行地取向”是指:例如像利用针刺进行的抱合那样,不重复存在多数卷曲纤维(卷曲纤维的轴芯方向)局部地沿厚度方向取向的部分的状态。
在由包含卷曲纤维的无纺布构成的纤维片中,优选卷曲纤维在片材面内的某个方向(优选为长度方向)上取向,邻接或交叉的卷曲纤维彼此通过那些卷曲线圈部相互抱合。另外,在纤维片的厚度方向(或倾斜方向),也优选卷曲纤维彼此轻度地进行抱合。卷曲纤维彼此的抱合可以伴随着使作为纤维片的前体的纤维网收缩的过程而产生。
卷曲纤维(卷曲纤维的轴芯方向)在片材面内的某个方向取向并抱合的无纺布在该方向上显示出良好的伸缩性(包括伸长性)。在上述某个方向为例如长度方向的情况下,该伸缩性无纺布在长度方向上赋予张力时,抱合的卷曲线圈部伸长、且想要恢复成原来的线圈,因此可以在长度方向上显示出高伸缩性。该伸缩性无纺布在片材面内的与上述某个方向正交的方向(例如宽度方向)上能够显示出优异的伸长性。另外,通过无纺布厚度方向上的卷曲纤维彼此的轻度抱合,可以表现出厚度方向上的缓冲性及柔软性,由此,无纺布可以具有良好的触感及手感。另外,卷曲线圈部容易通过某种程度压力下的接触而与其它卷曲线圈部进行抱合。可以通过该卷曲线圈部的抱合而表现出自粘性。
对于由包含卷曲纤维的无纺布构成的纤维片而言,在卷曲纤维的取向方向(优选为长度方向)上赋予张力时,抱合的卷曲线圈部因弹性变形而伸长,进一步赋予张力时,最终解开,因此切断性(手撕性)良好。
如上所述,可构成纤维片的无纺布优选包含卷曲成线圈的卷曲纤维。卷曲纤维优选主要在无纺布的面方向取向,另外优选在厚度方向上基本均匀地卷曲。卷曲纤维可以由热收缩率(或热膨胀系数)不同的多种树脂形成了相结构的复合纤维构成。
构成卷曲纤维的复合纤维是因多种树脂的热收缩率(或热膨胀系数)不同而通过加热产生卷曲的、具有非对称或层状(所谓的双金属)结构的纤维(潜在卷曲纤维)。多种树脂通常软化点或熔点不同。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(聚乙烯醇缩乙醛树脂等);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、聚对苯二甲酸1,3-丙二醇酯树脂、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这样的脂肪族聚酰胺类树脂、半芳香族聚酰胺类树脂、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等);聚碳酸酯类树脂(双酚A型聚碳酸酯等);聚对亚苯基苯并双
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唑树脂;聚苯硫醚树脂;聚氨酯类树脂;纤维素类树脂(纤维素酯等)等热塑性树脂。另外,也可以在这些各种热塑性树脂中含有能够共聚的其它单元。
其中,从即使用高温水蒸气进行加热处理发生熔融或软化而纤维也不熔粘的观点考虑,上述多种树脂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、纤维形成性等的平衡优异的观点考虑,优选为芳香族聚酯类树脂、聚酰胺类树脂。至少露出于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对构成无纺布的复合纤维(潜在卷曲纤维)进行处理,该纤维也不熔粘。
构成复合纤维的多种树脂只要热收缩率不同即可,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,构成复合纤维的多种树脂优选为相同类型的树脂的组合。在相同类型的树脂的组合的情况下,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度、熔点或软化点等的共聚性单体共聚并进行改性,可使结晶度低于均聚物、或者成为非晶性而使熔点或软化点等低于均聚物。由此,通过使结晶性、熔点或软化点发生变化,可以在热收缩率上设置差异。熔点或软化点之差例如可以为5~150℃,优选为40~130℃,更优选为60~120℃。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%,进一步优选为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质量比可以根据纤维的结构来选择,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。
从容易制造潜在卷曲性的复合纤维方面考虑,复合纤维优选为芳香族聚酯类树脂的组合,特别是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。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)与链烷二醇成分(乙二醇、丁二醇这样的C2-6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,通常使用特性粘度0.6~0.7的可用于通常的PET纤维的PET。
另一方面,在改性聚亚烷基芳酯类树脂(b)中,作为使必须成分聚亚烷基芳酯类树脂(a)的熔点或软化点、结晶度降低的共聚成分,可列举例如: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、比聚亚烷基芳酯类树脂(a)的链烷二醇的链长更长的链烷二醇成分和/或具有醚键的二醇成分。共聚成分可以单独使用,或者组合使用2种以上。在这些成分中,作为二羧酸成分,可广泛使用非对称型芳香族二羧酸(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)等,作为二醇成分,可广泛使用链烷二醇(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)等。其中,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亚烷基二醇等。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,相对于构成改性聚亚烷基芳酯类树脂(b)的二羧酸成分的总量,用于使熔点或软化点降低的二羧酸成分(例如,间苯二甲酸等)的比例例如为1~50摩尔%,优选为5~50摩尔%,更优选为15~40摩尔%。另外,相对于构成改性聚亚烷基芳酯类树脂(b)的二醇成分的总量,用于使熔点或软化点降低的二醇成分(例如,二乙二醇等)的比例例如为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布的形态稳定性及伸缩性降低。另一方面,共聚成分的比例过高时,表现卷曲的性能升高,但难以稳定地纺丝。
改性聚亚烷基芳酯类树脂(b)可以根据需要可以含有偏苯三酸、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作为单体成分。
复合纤维的横截面形状(与纤维的长度方向正交的截面形状)并不限定于通常的作为实心截面形状的圆形截面、异型截面[偏平状、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],也可以为中空截面状等,但通常为圆形截面。
作为复合纤维的横截面结构,可列举由多种树脂形成的相结构,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、无规复合型等的结构。其中,从容易通过加热而表现出自发卷曲方面考虑,优选为相部分相邻的结构(所谓的双金属结构)、相结构非对称的结构,例如偏芯芯鞘型、并列型结构。
需要说明的是,在复合纤维为偏芯芯鞘型这样的芯鞘型结构的情况下,只要与位于表面的鞘部的非湿热性粘接性树脂具有热收缩差且可卷曲,则芯部可以由湿热粘接性树脂(例如,乙烯-乙烯醇共聚物、聚乙烯醇这样的乙烯醇类聚合物等)、具有低熔点或软化点的热塑性树脂(例如,聚苯乙烯、低密度聚乙烯等)构成。
复合纤维的平均纤度例如为0.1~20dtex,优选为0.5~10dtex,更优选为1~5dtex。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,在表现出卷曲的工序中,难以显现出良好的线圈卷曲。另一方面,纤度过大时,难以将宽度方向上的硬挺度调整为上述范围,而且难以表现出充分的卷曲。
复合纤维的平均纤维长度例如为10~100mm,优选为20~80mm,更优选为25~75mm。平均纤维长度过短时,难以形成纤维网,而且在表现出卷曲时卷曲纤维彼此的抱合变得不充分,难以确保无纺布的强度及伸缩性。平均纤维长度过长时,难以形成单位面积重量均匀的纤维网,而且在形成网时较多地表现出纤维彼此的抱合,在表现出卷曲时相互妨碍而难以表现出伸缩性。平均纤维长度在上述范围时,由于在无纺布表面卷曲的纤维的一部分适度地露出于无纺布表面,因此能够提高无纺布的自粘性。另外,上述范围的平均纤维长度在获得良好的手撕性方面也是有利的。
上述复合纤维为潜在卷曲纤维,通过实施热处理而表现出(或显现出)卷曲,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。
如上所述,构成无纺布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例如为10~250μm,优选为20~200μm,更优选为50~160μm。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,在卷曲数少时,卷曲纤维彼此的抱合也减少,难以对线圈形状的变形进行形状恢复,因此,在表现出充分的伸缩性能方面不利。在平均曲率半径过小时,卷曲纤维彼此未充分进行抱合,不仅难以确保网强度,而且线圈形状变形时的应力过大,断裂强度过度地增大,难以得到适度的伸缩性。
在卷曲纤维中,线圈的平均间距(平均卷曲间距)例如为0.03~0.5mm,优选为0.03~0.3mm,更优选为0.05~0.2mm。平均间距过大时,每1根纤维能够表现出的线圈卷曲数会减少,不能发挥足够的伸缩性。平均间距过小时,卷曲纤维彼此未充分地进行抱合,难以确保无纺布的强度。
在无纺布(纤维网)中,除了上述复合纤维之外,还可以含有其它纤维(非复合纤维)。非复合纤维的具体例子除了由上述的非湿热粘接性树脂或湿热粘接性树脂构成的纤维以外,还包括由纤维素类纤维[例如,天然纤维(木棉、羊毛、绸、麻等)、半合成纤维(三乙酸酯纤维这样的乙酸酯纤维等)、再生纤维(人造丝、波里诺西克(Polynosic)、铜氨(Cupra)纤维、莱赛尔纤维(例如,注册商标名:“Tencel”等)等)]等构成的纤维。非复合纤维的平均纤度及平均纤维长度可以与复合纤维相同。非复合纤维可以单独使用,或者组合使用2种以上。
优选适当调整复合纤维与非复合纤维的比例(质量比)而使得宽度方向上的硬挺度为上述范围。该比例例如为复合纤维/非复合纤维=50/50~100/0,优选为60/40~100/0,更优选为70/30~100/0,进一步优选为80/20~100/0,特别优选为90/10~100/0。可以通过对非复合纤维进行混棉来调整无纺布的强度与伸缩性或柔软性的平衡。
无纺布(纤维网)可以含有惯用的添加剂,例如可以含有稳定剂(热稳定剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧剂等)、抗菌剂、除臭剂、香料、着色剂(染料、颜料等)、填充剂、防静电剂、阻燃剂、增塑剂、润滑剂、结晶化速度延迟剂等。添加剂可以单独使用,或者组合使用2种以上。添加剂既可以负载于纤维表面,也可以包含于纤维中。
由包含卷曲纤维的无纺布构成的纤维片可以优选通过包含以下工序的方法来制造:将含有上述复合纤维(潜在卷曲纤维)的纤维进行成网化的工序(成网化工序),对纤维网进行加热而使复合纤维卷曲的工序(加热工序)。
作为成网化工序中的纤维网的形成方法,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。其中,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而得到的网,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。
在加热工序之前可以实施使纤维网中的至少一部分纤维抱合的抱合工序。通过实施该抱合工序,可以在接下来的加热工序中得到卷曲纤维适度抱合的无纺布。抱合方法可以为机械性抱合的方法,优选通过水的喷雾或喷射(喷吹)而使其抱合的方法。通过水流使纤维抱合在利用加热工序的卷曲而提高抱合的密度方面是有利的。喷雾或喷射的水可以从纤维网的一面进行喷吹,也可以从两面进行喷吹,从高效地进行牢固的抱合的观点考虑,优选从两面进行喷吹。
设定抱合工序中的水的喷出压力,使得纤维抱合为适度范围,例如为2MPa以上,优选为3~12MPa,更优选为4~10MPa。喷雾或喷射的水的温度例如为5~50℃,优选为10~40℃。
作为喷雾或喷射水的方法,从简便性等观点考虑,优选使用具有规则的喷雾区域或喷雾图案的喷嘴等来喷射水的方法。具体而言,对于利用环形传送带等传送带输送的纤维网,可以在载置于传送带上的状态下喷射水。传送带可以为透水性,可以从纤维网的背面侧使水穿过透水性的传送带而喷射于纤维网。需要说明的是,为了抑制水的喷射导致的纤维飞散,可以预先用少量的水润湿纤维网。
用于喷雾或喷射水的喷嘴只要使用给定的喷口在宽度方向连续排列的板或模头,并将该板或模头配置成喷口排列在所供给的纤维网的宽度方向即可。喷口列可以是一列以上,也可以多列平行排列。另外,还可以并列设置多台具有一列喷口列的喷嘴模头。
在上述抱合工序之前,可以设置使纤维网中的纤维在面内不均匀化的工序(不均匀化工序)。通过实施该工序,可在纤维网中形成纤维密度变得稀疏的区域,因此,在抱合工序为水流抱合的情况下,能够高效地将水流喷射至纤维网内部,不仅在纤维网的表面,而且在内部也容易实现适当的抱合。
不均匀化工序可以通过对纤维网喷雾或喷射低压力水来进行。对纤维网喷雾或喷射低压力水可以是连续的,但优选间歇性或周期性地喷雾。通过间歇性或周期性地将水喷雾于纤维网,可以周期性地交替形成多个低密度部和多个高密度部。
优选不均匀化工序中的水的喷出压力为尽可能低的压力,例如为0.1~1.5MPa,优选为0.3~1.2MPa,更优选为0.6~1.0MPa。喷雾或喷射的水的温度例如为5~50℃,优选为10~40℃。
作为间歇性或周期性地喷雾或喷射水的方法,只要是可以在纤维网中周期性地交替形成密度梯度的方法即可,没有特别限定,从简便性等观点考虑,优选隔着具有由多个孔形成的规则的喷雾区域或喷雾图案的板状物(多孔板等)来喷射水的方法。
在加热工序中,纤维网由高温水蒸气加热而卷曲。在用高温水蒸气进行处理的方法中,纤维网暴露于高温或过热水蒸气(高压蒸汽)流,从而在复合纤维(潜在卷曲纤维)中产生出线圈卷曲。由于纤维网具有透气性,因此,即使是来自一个方向的处理,高温水蒸气也可渗透至内部,在厚度方向上表现出基本均匀的卷曲,从而纤维彼此均匀地进行抱合。
纤维网在高温水蒸气处理的同时发生收缩。因此,供给的纤维网在即将暴露于高温水蒸气之前,优选根据目标无纺布的面积收缩率而过量进料。过量进料的比例相对于目标无纺布的长度为110~300%,优选为120~250%左右。
为了向纤维网供给水蒸气,可使用惯用的水蒸气喷射装置。水蒸气喷射装置优选为能够以希望的压力和量在纤维网整个宽度范围内基本均匀地喷吹水蒸气的装置。水蒸气喷射装置可以仅设置在纤维网的一面侧,也可以进一步在另一面侧也设置水蒸气喷射装置,由此可一次性地对纤维网的表面和背面进行水蒸气处理。
由于从水蒸气喷射装置中喷射出的高温水蒸气为气流,因此,与水流抱合处理、针刺处理不同,不使纤维网中的纤维大幅移动而进入纤维网内部。通过水蒸气流对该纤维网中的进入作用,水蒸气流能够高效地覆盖存在于纤维网内的各纤维的表面,可以进行均匀的热卷曲。另外,与干热处理相比,可以对纤维网内部充分地传热,因此,面方向及厚度方向的卷曲的程度基本上变得均匀。
用于喷射高温水蒸气的喷嘴也与上述水流抱合的喷嘴同样地使用给定的喷口在宽度方向连续排列的板或模头,该板或模头配置成喷口排列在所供给的纤维网的宽度方向即可。喷口列可以是一列以上,也可以多列平行排列。另外,还可以并列设置多台具有一列喷口列的喷嘴模头。
使用的高温水蒸气的压力可以在0.1~2MPa(例如0.2~1.5MPa)的范围选择。在水蒸气的压力过高的情况下,有时形成纤维网的纤维进行过多的移动而产生质地杂乱、有时纤维过度地进行抱合。在压力过弱的情况下,无法对纤维网赋予表现出纤维卷曲所需要的热量、水蒸气无法通过纤维网而容易使厚度方向的纤维卷曲表现变得不均匀。高温水蒸气的温度取决于纤维的材质等,可以从70~180℃(例如80~150℃)的范围选择。高温水蒸气的处理速度可以从200m/分以下(例如0.1~100m/分)的范围选择。
在如上所述表现出纤维网内的复合纤维的卷曲后,有时在无纺布中残留水分,因此可以根据需要设置使无纺布干燥的干燥工序。作为干燥方法,可以列举:使用转筒式干燥机、拉幅机这样的干燥设备的方法;远红外线照射、微波照射、电子束照射这样的非接触法;喷吹热风、使其在热风中通过的方法等。
作为在以上这样的纤维片的制造方法中将宽度方向上的硬挺度调整为上述范围的方法,可以列举例如:调整复合纤维与非复合纤维的含有比例的方法;调整加热工序中使用的高温水蒸气的条件(特别是温度和/或压力)的方法;调整干燥工序中的干燥温度的方法等。
实施例
以下,示出实施例更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得到的纤维片(绷带)的各物性值通过下述方法进行测定。
〔1〕机械卷曲数(个/25mm)
按照JIS L 1015“化学纤维短纤维试验方法(化学繊維ステープル試験方法)”(8.12.1)进行了测定。
〔2〕平均线圈卷曲数(个/mm)
从纤维片中抽出卷曲纤维(复合纤维)并注意不拉伸线圈卷曲,与机械卷曲数的测定同样地按照JIS L 1015“化学纤维短纤维试验方法”(8.12.1)进行了测定。
〔3〕平均卷曲间距(μm)
在平均线圈卷曲数的测定时,测定连续并相邻的线圈间的距离,以n数=100的平均值的形式进行了测定。
〔4〕平均曲率半径(μm)
使用扫描电子显微镜(SEM)对纤维片的任意截面拍摄放大至100倍的照片。在拍摄的截面照片所显示的纤维中,对于形成了1周以上螺旋(线圈)的纤维求出沿该螺旋描绘圆时的圆的半径(从线圈轴方向观察卷曲纤维时的圆的半径),将其作为曲率半径(μm)。需要说明的是,在纤维以椭圆状描绘螺旋的情况下,将椭圆的长径与短径之和的1/2作为曲率半径。但是,为了排除卷曲纤维未表现出充分的线圈卷曲的情况、因斜向观察而使纤维的螺旋形状呈现椭圆的情况,仅将椭圆的长径与短径之比进入0.8~1.2范围的椭圆作为测定对象。平均曲率半径(μm)以n数=100的平均值的形式求出。
〔5〕单位面积重量(g/m2)
按照JIS L 1913“一般无纺布试验方法”进行了测定。
〔6〕厚度(mm)及密度(g/cm3)
对于第1实施方式的实施例及比较例(实施例1~4、比较例1)、第3实施方式的实施例及比较例(实施例7~8、比较例5~6),按照JIS L 1913“一般无纺布试验方法”测定了纤维片的厚度,根据该值和用〔5〕的方法测得的单位面积重量计算出密度。
对于第2实施方式的实施例及比较例(实施例5~6、比较例2~4),按照JIS L 1913的A法(负载:0.5kPa)测定了1片的厚度T1。另外,在相同条件下测定了3片叠合时的厚度T3。根据这些测定值计算出上述式[A]的左边{T3/(3×T1)}×100。密度(g/cm3)根据用〔5〕的方法测得的单位面积重量和用上述方法测定得的厚度T1计算。
〔7〕第3实施方式的实施例及比较例(实施例7~8、比较例5~6)中的硬挺度(mN/200mm)
按照JIS L 1913“一般无纺布试验方法”的柔软度测试仪法进行了测定。测定试样的宽度设为200mm。对纤维片的长度方向(MD方向)及宽度方向(CD方向)分别进行了测定。
〔8〕断裂强度(N/50mm)及断裂伸长率(%)
按照JIS L 1913“一般无纺布试验方法”进行了测定。对纤维片的长度方向(MD方向)及宽度方向(CD方向)分别进行了测定。
〔9〕第1实施方式的实施例及比较例(实施例1~4、比较例1)中的初始伸长应力S0(N/50mm)、5分钟后伸长应力S5(N/50mm)及应力松弛率(%)
按照JIS L 1913“一般无纺布试验方法”,测定了初始伸长应力S0、及5分钟后伸长应力S5,并根据上述定义式计算出应力松弛率,所述初始伸长应力S0是在长度方向(MD方向)上以伸长率50%刚伸长时的伸长应力,所述5分钟后伸长应力S5是在长度方向(MD方向)上以伸长率50%伸长、并在该状态下保持了5分钟时的伸长应力。
〔10〕第2实施方式的实施例及比较例(实施例5~6、比较例2~4)、第3实施方式的实施例及比较例(实施例7~8、比较例5~6)中的50%伸长应力(N/50mm)
按照JIS L 1913“一般无纺布试验方法”进行了测定。对纤维片的长度方向(MD方向)及宽度方向(CD方向)分别进行了测定。在第2实施方式的实施例及比较例(实施例5~6、比较例2~4)中,将纤维片的宽度方向(第1方向、CD方向)上的50%伸长应力设为S1,将长度方向(第2方向、MD方向)上的50%伸长应力设为S2
〔11〕50%伸长后恢复率
实施以JIS L 1913“一般无纺布试验方法”为基准的拉伸试验,基于下式求出了50%伸长后恢复率。
50%伸长后恢复率(%)=100-X
式中,X是在拉伸试验中伸长率达到50%后立即去除负载时的试验后的残留应变(%)。对纤维片的长度方向(MD方向)及宽度方向(CD方向)分别测定了50%伸长后恢复率。
〔12〕第2实施方式的实施例及比较例(实施例5~6、比较例2~4)、第3实施方式的实施例及比较例(实施例7~8、比较例5~6)中的压缩弹性模量Pe(%)
按照JIS L 1913“一般无纺布试验方法”,基于上述式[C]进行了计算。
〔13〕第2实施方式的实施例及比较例(实施例5~6、比较例2~4)中的厚度差ΔT(mm)
以上述式[C]中的(T1-T)的形式求出厚度差ΔT。
〔14〕曲面滑动应力(N/50mm)
首先,以MD方向为长度方向的方式将纤维片裁切成50mm宽×600mm长的尺寸,制成样品1。接着,如图1(a)所示,用单面胶粘带2将样品1的一个端部固定于卷芯3(外径30mm×长度150mm的聚丙烯树脂制管形辊),然后,以对于样品1的整个宽度均匀地施加负载的方式使用鳄鱼夹4(夹持宽度50mm,使用时在口部内侧用双面胶带固定有0.5mm厚的橡胶片)将150g的砝码5设置于该样品1的另一端部。
接着,在将固定有样品1的卷芯3以悬挂样品1及砝码5的方式提起的状态下,以砝码5不大幅摇摆的方式使卷芯3旋转5周,将样品1卷起并提起砝码5(参照图1(b))。在该状态下,将缠绕于卷芯3的样品1的最外周部分的圆柱状部分与未缠绕于卷芯3的样品1的平面状部分的切点(向卷芯3缠绕的样品1的部分与因砝码5的重力而成为垂直状的样品1的部分的边界线)设为基点6,以不使该基点6移动而偏移的方式缓慢地取下鳄鱼夹4及砝码5。接着,在沿缠绕于卷芯3的样品1距该基点6半周(180°)的位置7,以不损伤内层的样品的方式用剃刀刃切断样品1的最外周部分,设置了切缝8(参照图2)。
对该样品1中的最外层部分与在其下方(内层)缠绕于管形辊3的内层部分之间的曲面滑动应力进行了测定。在该测定中使用了拉伸试验机(株式会社岛津制作所制造的“AUTOGRAPH”)。将卷芯3固定在设置于拉伸试验机的固定侧夹头底座的夹具9上(参照图3),用测力传感器侧的夹头10将样品1的端部(设置有鳄鱼夹4的端部)夹住并以拉伸速度200mm/分进行拉伸,将样品1在切缝8处脱落(分离)时的测定值(拉伸强度)作为曲面滑动应力。
1.纤维片的制作(第1实施方式)
<实施例1>
作为潜在卷曲性纤维,准备了由特性粘度0.65的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂〔成分(A)〕和将间苯二甲酸20摩尔%及二乙二醇5摩尔%共聚而成的改性聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂〔成分(B)〕构成的并排型复合人造短纤维〔可乐丽股份有限公司制造、“SOFITPN780”、1.7dtex×51mm长、机械卷曲数12个/25mm、130℃×1分钟热处理后的卷曲数62个/25mm〕。使用该并排型复合人造短纤维100质量%通过梳棉法制成单位面积重量30g/m2的梳棉网。
使该梳棉网在传送网上移动,并使其在与以直径2mmφ、2mm间距锯齿状开孔(圆形状)的多孔板鼓之间通过,从该多孔板鼓的内部向网及传送网以0.8MPa喷雾状喷射水流,实施周期性地形成纤维的低密度区域和高密度区域的不均匀化工序。
接着,使网以200%左右过量进料,以便不阻碍在接下来的利用水蒸气进行的加热工序中的收缩,同时将该梳棉网输送至加热工序。
接着,向传送带所具备的水蒸气喷射装置导入梳棉网,从该水蒸气喷射装置对梳棉网垂直地喷出0.5MPa、温度约160℃的水蒸气来实施水蒸气处理,使潜在卷曲纤维表现出线圈卷曲,同时使纤维抱合。在该水蒸气喷射装置中,在一台传输机内以隔着传送带向梳棉网喷吹水蒸气的方式设置了喷嘴。需要说明的是,使用了水蒸气喷射喷嘴的孔径为0.3mm、且该喷嘴沿传输机宽度方向以2mm间距排列成1列的装置。加工速度为8.5m/分,喷嘴与抽吸侧的传送带的距离设为7.5mm。最后,在120℃下使其热风干燥1分钟,得到了伸缩性的纤维片。
用电子显微镜(100倍)对得到的纤维片的表面及厚度方向截面进行观察的结果是,各纤维相对于纤维片的面方向基本平行地取向,在厚度方向上基本均匀地卷曲。
<实施例2>
除了将热风干燥的温度设为140℃以外,与实施例1同样地制作了伸缩性的纤维片。用电子显微镜(100倍)对得到的纤维片的表面及厚度方向截面进行观察的结果是,各纤维相对于纤维片的面方向基本平行地取向,在厚度方向上基本均匀地卷曲。需要说明的是,在实施例1、实施例2及后面叙述的比较例1中,使用的梳棉网的单位面积重量相同(30g/m2)。
<实施例3>
将市售的聚氨酯制熔喷无纺布(可乐丽可乐富丽世股份有限公司制造的“Meltblown UC0060”)伸长至1.5倍,并以130℃的处理温度热压花粘接在由纺粘非织造纤维层/熔喷非织造纤维层/纺粘非织造纤维层形成的3层结构的市售的聚酯制纺粘无纺布(东洋纺织株式会社制造的“ECULE 3201A”)的一面,使该伸长松弛,由此实施褶裥加工,制作了伸缩性的纤维片。
<实施例4>
作为构成梳棉网的纤维,使用了实施例1中使用的潜在卷曲性纤维80质量%和热熔粘性纤维(可乐丽股份有限公司制造的“Sofista S220”、3.3dtex×51mm长)20质量%,除此以外,与实施例1同样地制作了单位面积重量30g/m2的梳棉网,并使用了该梳棉网,除此以外,与实施例1同样地制作了伸缩性的纤维片。
<比较例1>
除将热风干燥的温度设为160℃以外,与实施例1同样地制作了伸缩性的纤维片。用电子显微镜(100倍)对得到的纤维片的表面及厚度方向截面进行观察的结果是,各纤维相对于纤维片的面方向基本平行地取向,在厚度方向上基本均匀地卷曲。
2.纤维片的评价(第1实施方式)
对得到的纤维片进行了下述的评价试验。
(1)缠紧感评价试验
使宽2.5cm的纤维片伸长30%并在食指的第2关节部缠绕3周,对经过5分钟后的指尖有无颜色变化进行肉眼观察,并确认了指尖有无痛感。
(2)缠绕稳定性评价试验
使宽2.5cm的纤维片伸长30%并在食指的第2关节部缠绕3周,经过5分钟后,进行10次屈伸食指的动作,确认有无纤维片的松弛(错位、剥离)。
[表1]
Figure BDA0002276698660000501
3.纤维片的制作(第2实施方式)
<实施例5>
作为潜在卷曲性纤维,准备了由特性粘度0.65的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂〔成分(A)〕和将间苯二甲酸20摩尔%及二乙二醇5摩尔%共聚而成的改性聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂〔成分(B)〕构成的并排型复合人造短纤维〔可乐丽股份有限公司制造、“SOFITPN780”、1.7dtex×51mm长、机械卷曲数12个/25mm、130℃×1分钟热处理后的卷曲数62个/25mm〕。使用该并排型复合人造短纤维100质量%通过梳棉法制成单位面积重量30g/m2的梳棉网。
使该梳棉网在传送网上移动,并使其在与以直径2mmφ、2mm间距锯齿状开孔(圆形状)的多孔板鼓之间通过,从该多孔板鼓的内部向网及传送网以0.8MPa喷雾状喷射水流,实施周期性地形成纤维的低密度区域和高密度区域的不均匀化工序。
接着,使网以200%左右过量进料,以便不阻碍在接下来的利用水蒸气进行的加热工序中的收缩,同时将该梳棉网输送至加热工序。
接着,向传送带所具备的水蒸气喷射装置导入梳棉网,从该水蒸气喷射装置对梳棉网垂直地喷出0.5MPa、温度约160℃的水蒸气来实施水蒸气处理,使潜在卷曲纤维表现出线圈卷曲,同时使纤维抱合。在该水蒸气喷射装置中,在一台传输机内以隔着传送带而向梳棉网喷吹水蒸气的方式设置了喷嘴。需要说明的是,使用了水蒸气喷射喷嘴的孔径为0.3mm、且该喷嘴沿传输机宽度方向以2mm间距排列成1列的装置。加工速度为8.5m/分,喷嘴与抽吸侧的传送带的距离设为7.5mm。最后,在120℃下使其热风干燥1分钟,得到了伸缩性的纤维片。
用电子显微镜(100倍)对得到的纤维片的表面及厚度方向截面进行观察的结果是,各纤维相对于纤维片的面方向基本平行地取向,在厚度方向上基本均匀地卷曲。
<实施例6>
除了将热风干燥的温度设为140℃以外,与实施例5同样地制作了伸缩性的纤维片。用电子显微镜(100倍)对得到的纤维片的表面及厚度方向截面进行观察的结果是,各纤维相对于纤维片的面方向基本平行地取向,在厚度方向上基本均匀地卷曲。需要说明的是,在实施例5、实施例6及后述的比较例2中,使用的梳棉网的单位面积重量相同(30g/m2)。
<比较例2>
除了将热风干燥的温度设为160℃以外,与实施例5同样地制作了伸缩性的纤维片。用电子显微镜(100倍)对得到的纤维片的表面及厚度方向截面,进行观察的结果是,各纤维相对于纤维片的面方向基本平行地取向,在厚度方向上基本均匀地卷曲。
<比较例3>
作为构成梳棉网的纤维,使用了实施例5中使用的潜在卷曲性纤维80质量%和热熔粘性纤维(可乐丽股份有限公司制造的“Sofista S220”、3.3dtex×51mm长)20质量%,除此以外,与实施例5同样地制作了单位面积重量30g/m2的梳棉网,并使用了该梳棉网,除此以外,与实施例5同样地制作了伸缩性的纤维片。
<比较例4>
将市售的聚氨酯制熔喷无纺布(可乐丽可乐富丽世股份有限公司制造的“Meltblown UC0060”)伸长至1.5倍,并以130℃的处理温度热压花粘接在由纺粘非织造纤维层/熔喷非织造纤维层/纺粘非织造纤维层形成的3层结构的市售的聚酯制纺粘无纺布(东洋纺织株式会社制造的“ECULE 3201A”)的一面,使该伸长松弛,由此实施褶裥加工,制作了伸缩性的纤维片。
4.纤维片的评价(第2实施方式)
对得到的纤维片进行了下述评价试验。
(纤维片缠绕后的关节部的易弯曲性)
使宽5cm的纤维片伸长30%并在食指的第2关节部缠绕3周,按照下述的5级评分对弯曲第2关节部时施加于手指的支撑感、硬度进行评价,求出5名受试者的平均评分。比较例2~4中,比较例4在弯曲第2关节部时,在关节部内侧纤维片内折叠成褶皱状(起伏状),在外观上看起来也难以弯曲。
评分5:完全未感到支撑感、硬度
评分4:基本上未感到支撑感、硬度
评分3:稍感到支撑感、硬度
评分2:感到较强的支撑感、硬度
评分1:感到极强的支撑感、硬度
[表2]
Figure BDA0002276698660000531
5.纤维片的制作(第3实施方式)
<实施例7>
作为潜在卷曲性纤维,准备了由特性粘度0.65的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂〔成分(A)〕和将间苯二甲酸20摩尔%及二乙二醇5摩尔%共聚而成的改性聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂〔成分(B)〕构成的并排型复合人造短纤维〔可乐丽股份有限公司制造、“SOFITPN780”、1.7dtex×51mm长、机械卷曲数12个/25mm、130℃×1分钟热处理后的卷曲数62个/25mm〕。使用该并排型复合人造短纤维100质量%通过梳棉法制成单位面积重量30g/m2的梳棉网。
使该梳棉网在传送网上移动,并使其在与以直径2mmφ、2mm间距锯齿状开孔(圆形状)的多孔板鼓之间通过,从该多孔板鼓的内部向网及传送网以0.8MPa喷雾状喷射水流,实施周期性地形成纤维的低密度区域和高密度区域的不均匀化工序。
接着,使网以200%左右过量进料,以便不阻碍在接下来的利用水蒸气进行的加热工序中的收缩,同时将该梳棉网输送至加热工序。
接着,向传送带所具备的水蒸气喷射装置导入梳棉网,从该水蒸气喷射装置对梳棉网垂直地喷出0.5MPa、温度约160℃的水蒸气来实施水蒸气处理,使潜在卷曲纤维表现出线圈卷曲,同时使纤维抱合。在该水蒸气喷射装置中,在一台传输机内以隔着传送带而向梳棉网喷吹水蒸气的方式设置了喷嘴。需要说明的是,使用了水蒸气喷射喷嘴的孔径为0.3mm、且该喷嘴沿传输机宽度方向以2mm间距排列成1列的装置。加工速度为8.5m/分,喷嘴与抽吸侧的传送带的距离设为7.5mm。最后,在120℃下使其热风干燥1分钟,得到了伸缩性的纤维片。
用电子显微镜(100倍)对得到的纤维片的表面及厚度方向截面进行观察的结果是,各纤维相对于纤维片的面方向基本平行地取向,在厚度方向上基本均匀地卷曲。
<实施例8>
除了将热风干燥的温度设为140℃以外,与实施例7同样地制作了伸缩性的纤维片。用电子显微镜(100倍)对得到的纤维片的表面及厚度方向截面进行观察的结果是,各纤维相对于纤维片的面方向基本平行地取向,在厚度方向上基本均匀地卷曲。需要说明的是,在实施例7、实施例8及后面叙述的比较例5中,使用的梳棉网的单位面积重量相同(30g/m2)。
<比较例5>
除了将热风干燥的温度设为160℃以外,与实施例7同样地制作了伸缩性的纤维片。用电子显微镜(100倍)对得到的纤维片的表面及厚度方向截面进行观察的结果是,各纤维相对于纤维片的面方向基本平行地取向,在厚度方向上基本均匀地卷曲。
<比较例6>
将市售的聚氨酯制熔喷无纺布(可乐丽可乐富丽世股份有限公司制造的“Meltblown UC0060”)伸长至1.5倍,并以130℃的处理温度热压花粘接在由纺粘非织造纤维层/熔喷非织造纤维层/纺粘非织造纤维层形成的3层结构的市售的聚酯制纺粘无纺布(东洋纺织株式会社制造的“ECULE 3201A”)的一面,使该伸长松弛,由此实施褶裥加工,制作了伸缩性的纤维片。
6.纤维片的评价(第3实施方式)
对得到的纤维片进行了下述评价试验。
(凹凸贴合性)
使宽5cm的纤维片伸长30%并分别在食指、手腕和脚踝缠绕3周,按照下述的5级评分对这些关节部的表面凹凸形状的贴合性进行评价,求出5名受试者的平均评分。
评分5:在凹陷部分也完全未感到纤维片浮起
评分4:基本上未感到上述纤维片浮起
评分3:稍感到上述纤维片浮起
评分2:感到较严重的上述纤维片浮起
评分1:感到极严重的上述纤维片浮起
[表3]
Figure BDA0002276698660000561

Claims (8)

1.一种纤维片,其中,将按照JIS L 1913的A法测定的1片的厚度设为T1、将该条件下测定的3片叠合时的厚度设为T3时,满足下式:
80〔%〕≤{T3/(3×T1)}×100≤85〔%〕
所述T1及T3的单位为mm,
所述纤维片仅包含将潜在卷曲性纤维卷曲成线圈状而成的卷曲纤维,
所述潜在卷曲性纤维为复合纤维,
所述纤维片是通过包含下述工序的方法制造的:
成网化工序,将所述潜在卷曲性纤维进行成网化;
加热工序,对纤维网进行加热而使复合纤维卷曲;以及
干燥工序,
在所述加热工序中,使用高温水蒸气对所述纤维网进行加热及卷曲,所述高温水蒸气的温度为70~180℃。
2.根据权利要求1所述的纤维片,其中,将在面内的第1方向上以伸长率50%伸长时的伸长应力设为50%伸长应力S1、将在面内与所述第1方向正交的第2方向上以伸长率50%伸长时的伸长应力设为50%伸长应力S2时,满足下式:
S2/S1≥3
所述50%伸长应力S1及50%伸长应力S2的单位为N/50mm。
3.根据权利要求2所述的纤维片,其具有长度方向及宽度方向,其中,
所述第1方向为所述宽度方向。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的纤维片,其单位面积重量为50g/m2以上。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的纤维片,其按照JIS L 1913测定的压缩弹性模量为85%以下。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的纤维片,其为无纺布片。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的纤维片,其曲面滑动应力为3~30N/50mm。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的纤维片,其为绷带。
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