JPH02182961A - 長繊維不織布およびその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、特定のポリエチレン樹脂と合成樹脂からなる
、特定の構造を有する連続フィラメント（長繊維）不織
布とその製造方法に関するものである。

本発明の不織布は、良好な熱シール特性を有するもので
あり、医療衛生分野、一般生活資材、−般工業資材、農
業土木資材等広い分野で使用される。

［従来の技術］ 近年、不織布は広範囲な分野に進出しつつある。

しかし、不織布の製造方法にも多種、多様のプロセス、
条件が用いられ、それらによって制限されてくる製品特
性が利用上の制約を加えていることも否定できない。

例えば、ステーブルによる不織布では、各種の原料・形
状を変えた短繊維が容易に提供され得て、汎用的な繊維
では不織布への加工は比較的容易であると言えるが、構
成繊維が短繊維であることから製品の強靭性、耐久性な
どの機械的実用特性面から何らかの制約を受けているの
が実情である。

また、特殊な繊維では容易には入手をすることができな
く、かつ、一般には、開綿、ウェッブ形成加工工程の難
易性が高いことから特異な機能や特定性質を付与させる
ことは難しい。

一方、連続フィラメントから不織布を作る方法は、原料
樹脂から一挙にシート状物を作り上げることから経済的
な製造方法であるばかりでなく、単繊維の加工困難さを
も解消できるので、容易に厚いものから薄いものまで作
り得るという利点があり、強靭性な不織布、特殊機能性
を持つ不織布としての開発に力が注がれてきている。

このようなフィラメントからなる特異な機能性を有する
不織布を工業的に安価に作ろうとすると、スパンボンド
工程は多岐の工程にわたる特異な製造手段を使用してい
ることから、特に高生産性下での高速紡糸性、フィラメ
ントの開繊・分散性などの不織布の基本形態を左右する
問題点を引起こしやすいものである。

不織布の基本形態を左右する問題に関わる発明として、
例えば、バイメタル型複合繊維からなる不織布において
は、例えば特公昭４５−２３４５号公報に記載されてい
るように巻縮発現による嵩高性付与、接着成分複合によ
る接着性能付与をすることが提案されているが、このよ
うな方法は、短繊維としてカーデイングなどによりウェ
ッブを形成する方法では実用化されているものの、フィ
ラメントからなるスパンボンド不織布においては、一般
に繊維が束になった状態となってコイル状態のケン縮が
発現する傾向にあるため、所望通りの特徴を有していて
、かつ実用に足りるような製品は未だ見当らない。。

また、最近、接着性能を向上させる目的で、特定のポリ
エチレンを用いた繊維が特開昭６３−９２７２３号公報
に提案されているが、該公報に提案されている発明では
、オクテン共重合のような特定のポリエチレンを用いな
ければならない上、しかも、具体的には芯鞘複合繊維状
態での実用化が提案されているものの、そのような芯鞘
複合繊維では熱シール性能を上げるためには鞘成分を肉
厚にする必要があり、不織布としての主性能を支配する
芯成分の比率が限定され、その結果として製糸性が損ね
られたり、繊維特性、不織布特性に欠点を招くという問
題があった。

特に、熱シール特性を与えることを目的としている不織
布においては、良好な熱シール性を得るために不織布構
成繊維が凝集することなく、個々の繊維に十分に開繊さ
れていることが重要な要件となる。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、上述のような点に鑑み、経済的に安価
で高生産性下で良好な熱シール特性を有する連続マイラ
メント不織布を製造せんとするものであって、特に、バ
イメタル型の複合繊維による連続フィラメントが凝集す
ることなく個々のフィラメントに良く開繊されて、非常
に均一性に富んでいて、それにより良好なソフト性を具
備するとともに、良好な熱シール特性を保有せしめられ
ている長繊維不織布とその製造方法を提供せんとするも
のである。

［課題を解決するための手段］ 上記した目的を達成する本発明の長繊維不織布は、繊維
形成性熱可塑ポリマー成分と密度が０゜９５以上のポリ
エチレン成分からなり、ポリエチレン成分が断面外周の
大部分を取巻き、繊維形成性熱可塑ポリマーが断面外周
の一部分に露出しているバイメタル型複合構造を有し、
かつ、少なくともポリエチレン成分の全断面積に占める
割合いは２０％以上９０％以下であるフィラメント繊維
から構成されている長繊維不織布であって、かつ、前記
ポリエチレン成分によって構成フィラメント相互が接合
されていて、目付１０　ｇ／ｍ２から３０Ｑｇ／ｙｙ？
以下であることを特徴とする長繊維不織布である。

また、本発明の長繊維不織布の製造方法は、繊維形成性
熱可塑ポリマーと密度０．９５以上のポリエチレン成分
からなり、繊維形成性熱可塑ポリマー成分が繊維断面外
周の一部に露出しているバイメタル型複合構造を呈する
複合フィラメント繊維を噴射空気流に随伴させて毎分３
０００ｍ以上の速度で牽引しつつ紡糸し、さらに、該紡
糸フィラメント繊維束を衝突板に衝突させて開繊させた
後、該噴射フィラメント群を多孔性移動面上に捕集し、
さらに、捕集されたフィラメント群に対して温度５０℃
ないし１２０℃の熱加圧処理することを特徴とする長繊
維不織布の製造方法である。

［作用］ 以下、さらに詳細に本発明について、添附の図面等にし
たがって説明する。

第１図は、本発明の長繊維不織布の製造方法の一実施態
様を示す工程概要図であり、１と２はエクストルーダー
押出機であり、ギヤーポンプ２０を介して両押自機１４
．２に連結されているスピンブロック３、その中のフィ
ルター・口金パック４を介してそれぞれの押出機からの
溶融したポリマーはろ過された後、口金細孔からフィラ
メント繊維状に吐出される。こうして吐出される好まし
くは少なくとも２０本の吐出糸条５は大気中を走行し、
口金下２０ｃｍから２００ｃｍ下方の位置に設置された
空気アスピレータ−６に吸引され噴出せしめられる。そ
して、噴出フィラメント群７を邪魔板８により衝突させ
、噴流１０の方向変換と開繊性の向上、広がり性の向上
を促進させる。噴流は好ましくは邪魔板８の下方１０ｃ
ｍないし１００ｃｍの位置に設置された吸引ダクト１２
を有する金網コンベアー１１の上に所望の目付重量のウ
ェッブ１６になるよう捕集されて、その下流で加熱、加
圧されたカレンダーロール９で加圧され巻き取られる。

第２図は、吐出部口金の詳細態様を示す部分断面図で、
上部板１３および下部板１４とからなり、上部板に穿設
された孔１５から繊維形成性熱可塑ポリマー成分を加圧
流下させ、下部板１４に穿設したポリエチレン成分の通
路１７と会合させるものである。ここで一つの態様では
、会合部は上部板１３からの融液の流れ方向に対し一部
の横方向から直接に会合されるように間隙１８を設ける
方法があり、あるいは、別の態様では上部板からの融液
の流れ方向に直接合流するよう管などを設ける方法など
も採用され得るものである。

第３図は、本発明で用いられる繊維の断面構造の一例を
示したものである。いずれの断面においても、繊維形成
能を有するエチレン重合体以外の熱可塑ポリマー成分と
密度０．９５以上のポリエチレン成分がバイメタル型複
合構造を有しているものである。ここで言うポリエチレ
ンとは、繊維形成能を有するエチレン重合体を指し、密
度が０゜９５以上であれば種々の共重合体あるいはそれ
らの一部を混合したもの、またポリエチレンの基本的性
状を損なわない程度に他の有機合成重合体あるいは無機
物を混合したものを用いてもよい。好適には、一般に線
状高密度ポリエチレンと言われる範躊の樹脂が複合性能
、紡糸性能、製布性能、製品実用特性などの複数面で格
別の効果を発揮する。この場合、口金から吐出されるポ
リエチレン成分の温度は、融点以上少なくとも２０℃以
上はあることが重要で、好適には重合体の融点よりも５
０℃から１４−０℃程度高いぐらいまでの条件では、口
金からの吐出の際、くの字型になる曲りなどによる紡糸
不安定性を改良でき好ましい。温度が高く、長時間の紡
糸安定性が損なわれる場合は、公知の酸化防止剤、熱分
解抑制物質などの添加により軽減、解消できるので、こ
れらの添加についても考慮されるべきであり、むろん、
それら添加物が含まれても本発明の範囲に含まれる。

もう一方の繊維形成性熱可塑ポリマーは、ポリエチレン
以外の溶融紡糸可能な全ての重合体が使用できる。これ
らの重合体にはポリエチレンテレフタレートなどのポリ
エステル、ナイロン６などのポリアミド、ポリプロピレ
ンなどのポリオレフィン、ポリフェニレンスルフィドな
どの含硫黄重合体、各種熱可塑性エラストマー、その他
各種の公知の重合体、共重合体が含まれる。それらの重
合体の融点はポリエチレン成分の融点よりも少なくとも
２０℃は高いことが重要で、この条件を満足しない場合
は不織布実用段階での熱シール性能にやや劣る。これら
の重合体の中で特にポリエチレンテレフタレートまたは
それらの共重合体を用いた場合は、紡糸性能が向上する
こと、ポリエチレンの紡糸中の表面結晶化が促進され、
開繊性能向上に著しく寄与する点、また、熱シール特性
に優れる点から好適である。

第５図は不織布の顕微鏡写真（３０倍）である。

同図Ａは本発明の密度０．９５以上のポリエチレンを用
いたた場合で個々の繊維に良く開繊され、被覆性能に優
れていることがわかる。一方、同図Ｂは密度０．９４の
ポリエチレンを用いた場合で繊維は束なった状態を呈し
ており、被覆性に欠け、物理特性も非実用的で劣るもの
である。

ポリエチレン成分および他成分の繊維断面における形状
は、第３図Ａ−Ｄのように円形、非円形を問わないが、
いずれの断面を呈するにせよポリエチレン成分の全断面
積に占める面積比率は、２０％以上９０％以下であるこ
とが重要で、かつ断面外周に占めるボリチレンの外周比
率は断面積比率以上、さらに好ましくは５０％以上９０
％以下を占め、また、他方のポリマー成分が断面外周の
一部に露出していることが重要である。この範囲内では
、構成するフィラメント繊維束の開繊性が優れること、
糸切れなどの紡糸トラブルを軽減または解消できること
や、熱シール性能を期待以上に向上できる。特に好適に
は、第３図Ａのポリエチレンが三日月状で、他方のポリ
マーが円形の場合は、実用上の熱シール性能に非常に優
れることは興味ある事実である。

このような構造のフィラメントを作るためには、第２図
に示すような形状の口金を用い、上板孔から、例えばポ
リエステルを、隙間１８からポリエチレン液を会合させ
る方法が好適で、吐出孔２１からの吐出条は曲りもなく
高速の紡糸にも耐えるものである。

このようにして吐出された糸条は、好ましくは少なくと
も２０フイラメントを一緒にして毎分３０００ｍ以上の
速度になるよう流体流で引張り紡糸するが、本発明によ
れば、フィラメントの繊度が０．１デニールから１０デ
ニールを越えない範囲で良好にウェッブ形成が可能であ
る。本発明の要件を満足させることにより、バイメタル
状複合フィラメントでありながら、束状態になることな
く良く開繊された状態でウェッブが形成が可能である。

第４図は、本発明の不織布の構造の一例を示す模式図で
、シート全面にわたり離散的に存在し押しつぶされ接着
された部分２２と、繊維が無作為に配置されたままの未
拘束の部分２３からなっているものである。部分２２の
面積は０．２ｍ％から１０ｍｒｒｒの範囲がドレープ性
を損なわない点から重要で、かつ熱シール性能を確保す
るにはシートの全体の面積に対し５０％を越えない範囲
、さらに好適には１５％を越えない範囲で拘束部分２２
が点在するようにするのがよい。この理由は、すでに押
圧された部分は複合構造が変形しバイメタル複合特有の
ポリマー成分の綿花構造が消失するので熱シール性能へ
の寄与が減少することによる。

本発明の不織布は、目付１０ｇ／ｒｒｆから３００ｇ７
’ｎ（の厚さに形成されたとき、従来不織布の用いられ
ている分野はもちろんのこと、特に包装被覆資材、フィ
ルター、ワイパー類、衛生・メディカル資材、各種成型
資材、さらにその他の分野でのシートを小物に加工して
利用する分野に好適である。

本発明の不織布は、容易に熱シールが可能で、−船釣に
は例えば１５０℃、圧力２ｋｇ／ｃｄの加熱ヘッドの間
に１秒ないし２秒間程度抑圧するのみでシールできる。

特に強調できることは、同じ組成のポリマーを用いてい
る芯鞘複合フィラメントからなる不織布に比べ、本発明
の構造をとることにより熱シール品のシール強度が高い
ことは工業的価値が著しく高いものである。これらの熱
シール性能を生かした利用はもちろん、本発明品では構
成フィラメントの微細な巻縮発現により特異な光沢、平
滑性、電気特性、柔軟性を有し、これらの性能が生かさ
れる分野は勿論のこと、その他物理的、化学的特性を生
かした分野に有効な素材である。

［実施例コ 以下、実施例により本発明の説明を行う。

実施例１ 一成分として密度０．９５０、ＪＩＳ　　Ｋ６７６０に
より測定したメルトインデックスが３０　ｇ／１０分の
ポリエチレン（昭和電工（株）エースポリエチＨＤ）、
他成分としてオルソクロロフェノール溶液で測定した固
有粘度０．６２のポリエチレンテレフタレートを用いて
、第１図の装置により繊維噴射を行なった。このとき用
いた口金は第２図の構造を有し、上板孔は直径２．０ｍ
ｍの円形、下板細孔は直径０．２ｍｍの円形、隙間は１
ｍｍで孔の半周にわたって２成分が会合するようになっ
ている。下板細孔の数は１個の口金当り６６個である。

ポリエチレン成分は１８０℃で押出し、計量ポンプを経
て２８０℃に加熱したスピンブロックへ、一方のポリエ
ステル成分は温度２８０℃で押出し、同じスピンブロッ
クへ供給される。

計量ポンプからは両成分ともに毎分３３ｇを１個の口金
に対して供給した。口金下１００ｃｍの位置へ空気アス
ピレータ−を設置した。アスピレータ−の構造は糸条吸
引口の直径３ｍｍ、圧縮空気噴出環状スリットの外直径
８，１ｍｍで、その下方に内径ｌＱｍｍ、長さ５０ｃｍ
のパイプを連結したものである。該パイプの先端に３ｍ
ｍの距離を隔てて、パイプの軸と３０度の鈍角になるよ
う衝突板が配置された。衝突板はパイプから噴出する繊
維群が１ｃｍ接触した後大気中に放出される構造になっ
ている。これらの装置で圧力２．５ｋｇ／ｃｄＧの圧空
を毎分８０ＯＮリツトルで供給し、口金からの吐出糸条
をアスピレータ−に吸引し、その出口から噴出させた。

得られた繊維は、繊度２．２５デニール、紡糸速度４０
００ｍ／ｍｉｎでフィラメントの全断面積に占めるポリ
エチレンの面積比率は５５％、同全断面周長さに対する
ポリエチレン成分の占める周長比率は８０％で、強度特
性、熱収縮特性なども実用上満足するものであった。か
かる条件で噴出した繊維群を衝突板下方４０ｃｍの位置
で移動する金網上に捕集した。このとき捕集位置の下方
にサクションファンを設置し、金網上へのウェッブの形
成に乱れが無いようにした。走行する金網上のウェッブ
は１１０℃に加熱された平滑カレンダーロールと同じ温
度で直径１ｍｍの表面が円形平面の突起を５ｍｍ間隔で
並べて彫刻したエンボスロール間に圧力１５ｋｇ／ｃｍ
で挟み接合した。

得られたシートは、優雅な光沢を有し、表面が滑らかで
柔軟性に富み、単繊維が良く開繊され均一に散布された
ものであった。また、得られた不織布は第５図Ａのもの
のように個々のフィラメントがよく開繊され、均一性に
富む実用的なものが得られた。

この不織布を５ｃｍ角に裁断しそれぞれの重量を測定し
た。個々の切片のデーターから求めた平均目付は５０ｇ
／ｒｒ？、変動係数は４％であった。

こうして採取したシートをＪＩｓ　Ｚ−１７０７の方法
により熱シールテストを行った。ここでシール温度は１
５０℃、圧力は１ｋｇｆ／ｃｄ、加圧時間は３秒とした
。得られた値は３．５２ｋｇ／１５ｍｍで各種包装材料
として好適なものであった。

比較例 実施例と全く同じ装置と条件を用い、鞘成分に密度０．
９１６、メルトインデックス２３ｇ／１０分のポリエチ
レン（昭和電工（株）製ショウレックス）を用いた。得
られた不織布は第５図Ｂに示すように単繊維が凝集し、
未開繊部分の多いもので、繊維間の隙間が目立つ被覆性
に欠け、著しく不均一で上記のの方法による目付変動率
は２０％を越えた。

この比較例で採取したシートを同一条件下で測定した結
果は、１．２ｋｇ／１５ｍｍで、シール面が破損しやす
いものであった。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、特に製布工程の
設備、条件を複雑に変更することなく、単繊維が良く開
繊された、均一性に富むフィラメント不織布が得られる
。

かかる不織布は、ラミネートや塗布などの手段によらず
とも、熱シールが簡易に可能なものであり、このような
不織布が簡単に得られることは工業上極めて有意義であ
ると言える。かつ、該不織布は、簡易な熱シールにより
、強固な加工性能を保持せしめられているため、実用に
際しての成型手間が削減され、かつクリーンな素材とし
て生活、産業資材として極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の長繊維不織布の製造方法の一実施態
様を示す工程概要図である。 第２図は、吐出部口金の詳細態様を示す部分断面図であ
る。 第３図は、本発明で用いられる繊維の断面構造の一例を
示したものである。 第４図は、本発明の不織布の構造の一例を示する。 １．２：押出機、 ３ニスピンブロツク、　５：吐出糸条、６：アスピレー
タ−８＝衝突板、 ９：カレンダーロール、１ｏ：繊維流、１１：金網、　
　　　　　　１３：上板、１４：下板、　　　　　　１
６：ウェッブ、２１：細孔

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）繊維形成性熱可塑ポリマー成分と密度が０．９５
   以上のポリエチレン成分からなり、ポリエチレン成分が
   断面外周の大部分を取巻き、繊維形成性熱可塑ポリマー
   が断面外周の一部分に露出しているバイメタル型複合構
   造を有し、かつ、少なくともポリエチレン成分の全断面
   積に占める割合いは２０％以上９０％以下であるフィラ
   メント繊維から構成されている長繊維不織布であって、
   かつ、前記ポリエチレン成分によって構成フィラメント
   相互が接合されていて、目付１０ｇ／ｍ＾２から３００
   ｇ／ｍ＾２以下であることを特徴とする長繊維不織布。
2. （２）繊維形成性熱可塑ポリマー成分は実質的に円形状
   の断面形状を呈し、ポリエチレン成分は湾曲状の断面形
   状を呈して両成分が嵌合して円形断面または非円形断面
   の複合構造を呈することを特徴とする特許請求の範囲第
   （１）項記載の長繊維不織布。
3. （３）構成フィラメント繊維の繊度が、０．１デニール
   以上１０デニール以下であることを特徴とする特許請求
   の範囲第（１）項記載の長繊維不織布。
4. （４）不織布の実質的に全面にわたり、ドット状のパタ
   ーンになるエンボス加工が施され、該エンボスパターン
   のドット１個の面積は０．２ｍｍ＾２以上１０ｍｍ＾２
   以下であり、かつ、不織布全面積に占めるドットエンボ
   ス部の割合いが１ないし３０％であることを特徴とする
   特許請求の範囲第（１）項記載の長繊維不織布。
5. （５）繊維形成性熱可塑ポリマーと密度０．９５以上の
   ポリエチレン成分からなり、繊維形成性熱可塑ポリマー
   成分が繊維断面外周の一部に露出しているバイメタル型
   複合構造を呈する複合フィラメント繊維を噴射空気流に
   随伴させて毎分３０００ｍ以上の速度で牽引しつつ紡糸
   し、さらに、該紡糸フィラメント繊維束を衝突板に衝突
   させて開繊させた後、該噴射フィラメント群を多孔性移
   動面上に捕集し、さらに、捕集されたフィラメント群に
   対して温度５０℃ないし１２０℃の熱加圧処理すること
   を特徴とする長繊維不織布の製造方法。