不織布とは
不織布とは、繊維を直接接着または絡み合わせて作られたシート状の素材で、 従来の糸ベースの構造に織ったり編んだりすることなく、 。繊維はウェブ状に配置され、機械的、熱的、または化学的手段によって結合され、糸を紡いで織ったり編んだりする多段階のプロセスではなく、単一の連続生産プロセスで布地のような素材が生産されます。
この製造アプローチにより、不織布は織物や編物に比べて製造が大幅に速くなり、製造コストが低くなります。そのため、不織布は使い捨てのコスト重視の用途、つまり医療用使い捨て製品、衛生製品、包装などの用途だけでなく、その特定の設計特性が従来の織物よりも優れている多くの耐久性のある工業用およびジオテキスタイル用途で主流となっています。
不織布ができるまで
不織布の製造は一般に、繊維の選択とウェブの形成、接着、仕上げの 3 つの段階を経ます。 ウェブ形成により、繊維が緩い未結合のシートになります。 カーディング（繊維を機械的にコーミングして整列させる）、エアレイド（繊維を気流によって浮遊させて堆積させる）、スパンレイド（繊維を溶融ポリマーから直接押し出し、すぐにウェブとして置く）などの方法を使用します。
ウェブが形成されると、結合によって繊維が固定され、密着した布地になります。ここで、不織布製造方法の最も幅広いバリエーションが発生します。熱的、化学的、または機械的など、選択された結合方法が、完成した生地の強度、質感、最終用途への適合性に最も大きな影響を与えるからです。
不織布の製造工程
| ステージ | 何が起こるか |
|---|---|
| 繊維の準備 | 原繊維（天然または合成）が準備され、ウェブ形成のために開かれます |
| ウェブ形成 | 繊維はカーディング、エアレイド、またはスパンレイド法によってルースシートに配置されます。 |
| 結合 | 繊維は熱的、化学的、または機械的な結合によって互いに固定されます。 |
| 仕上げ | 特定の最終用途特性に合わせて、生地を処理、コーティング、印刷、またはカレンダー加工することができます。 |
| 巻き取り・切断 | 完成した生地はロール状に巻かれるか、出荷用のサイズにカットされます。 |
不織布の種類
- スパンボンド: 連続フィラメントを押し出してウェブに直接配置し、熱結合させます。強くて耐久性のある
- メルトブローン: 細くて短い繊維が高速空気によって押し出され、優れた濾過特性を備えた柔らかく高密度の生地が生成されます。
- ニードルパンチ： 有刺針を使用して繊維を機械的にかみ合わせ、厚いフェルト状の生地を生成します。
- スパンレース (水流交絡): 高圧ウォータージェットを使用して繊維を絡み合わせ、柔らかい布のような生地を生成します
- 化学結合: 接着樹脂を使用して繊維を結合しており、拭き取りや衛生用途に優れた吸収性を提供します。
不織布の仕組み
不織布は、織り糸のパターンではなく、結合した繊維ネットワークの物理的構造を通じてその機能を発揮します。その特性は、織物の挙動を定義する織り交ぜパターンではなく、繊維の種類、繊維の直径、ウェブ密度、および結合方法を制御することによって設計されます。 この構造上の柔軟性により、不織布をさまざまな目的に設計することが可能になります。 同様の出発点から、衛生用品用の軽量で通気性のあるスパンボンド生地と、工業用濾過用の高密度のフェルト状のニードルパンチ生地は、どちらも同じベースポリマーから、異なる加工方法で作ることができます。
不織布の性質と特徴
- 通気性: 多孔質繊維構造により、空気と蒸気は通過し、大きな粒子はブロックされます。
- 吸収性: 特に衛生用途や拭き取り用途において、高い液体吸収を実現するように設計できます。
- 濾過能力: 微細繊維構造（特にメルトブローン）が粒子を非常に小さなサイズまで捕捉します
- 強度と耐久性: 柔らかく低強度のワイプ素材から頑丈な工業用フェルトまで、接着方法によって大きく異なります。
- コスト効率: 織物よりも早く、材料集約度の低い生産が可能
不織布のメリット
不織布の実用的な最大の利点は、固定された織りパターンによって制限されるのではなく、その特性を生産プロセスに直接組み込むことができることです。 これにより、強度、柔らかさ、濾過性、吸収性を個別に調整することが可能になります。 、汎用の織物を適合させるのではなく、特定の用途に正確に適合した素材を生産します。
実用的な利点
不織布は糸を紡ぐステップを完全に省略するため、同程度の量の織物や編物よりも生産が速く、一般に低コストです。これが、不織布が使い捨ておよび使い捨て製品カテゴリーで優位を占める主な理由です。
不織布の製造方法
すでに説明したウェブの形成と結合の段階を超えて、速度、コスト、完成した生地の特性のバランスをどのように取るかという点で生産方法が異なります。スパンボンド法とメルトブローン法は、スパンボンド外層の強度とメルトブローン中間層の精密ろ過を組み合わせるために、単一の生産ライン (一般に SMS、スパンボンド-メルトブローン-スパンボンドと呼ばれます) で組み合わされることが多く、この構造は医療用および保護用布地用途で広く使用されています。
ニードルパンチングや水流交絡などの機械的結合方法では、布地への化学結合剤の追加が回避されます。これは、皮膚接触や環境への配慮が必要な用途では問題となる可能性がありますが、熱結合および化学結合方法は一般に、これらの制約が適用されない大量用途では、より速い生産速度とより低いコストを実現します。
スパンボンド不織布とメルトブローン不織布の比較
| 因子 | スパンボンド | メルトブローン |
|---|---|---|
| 繊維構造 | 連続フィラメント | 細くて短い、ランダムな方向に向いた繊維 |
| 強さ | より高い強度と耐久性 | 強度は低く、より柔らかく、より密度が高い |
| ろ過能力 | より低い、より大きな細孔構造 | より高度で微細な繊維構造が小さな粒子を捕捉します |
| 一般的な使用方法 | 外層、構造支持体、バッグ、農業用布地 | ろ材、マスク中間層、吸油材 |
ニードルパンチ不織布の解説
ニードルパンチングでは、熱的または化学的ではなく機械的に繊維を接着します。何千もの有刺針を使用して繊維ウェブを繰り返しパンチし、繊維を物理的に絡ませて高密度のフェルト状の構造にします。 この機械的な連動により、厚みのある、 嵩高性と弾力性に優れた耐久性のある生地 そのため、細かいろ過や柔らかさよりも機械的強度と耐久性が重要となる、ジオテキスタイル、自動車用カーペット、断熱材、工業用フェルトなどの用途に最適です。
化学結合剤や熱に敏感な熱接着が関与していないため、ニードルパンチ生地は、熱的方法では効果的に接着できないリサイクル繊維やブレンドを含む幅広い種類の繊維から製造でき、他の不織布接着方法に典型的な柔らかさよりも原材料の柔軟性とコストを優先する産業用途やジオテキスタイル用途で特に価値があります。
