JPH0147587B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規な長繊維不織布に関する。さらに
詳しくは、繊維形成可能の重合体から成るブロツ
ク状コンジユゲート型の長繊維からなる不織布で
あり、このブロツク状コンジユゲート型長繊維を
構成する低融点重合体相の結合により形成された
強伸度特性、嵩回復性の優れた経済的に安価な不
織布に関する。

従来、不織布の繊維の接着方式にはバインダー
浸漬法、プリント接着法、スプレー法、粉末添加
法あるいは熱接着繊維混合法等がある。これらの
うち、薬剤の汚染の心配がなく、バインダーの分
散媒（水）を蒸発させるエネルギーが必要でな
く、プロセスが簡単になる等の特徴から熱接着繊
維混合法を採用する例が増加しつつある。

しかしながら、100％低融点成分からなる接着
用繊維は、融点以上の熱処理により容易に該繊維
が形態をなくし、玉状となり、ベースとなる繊維
集合体の接合点に、移動しやすい為に該接着用繊
維とベースとなる繊維との接合点よりも少ない数
の結合点しか得られない。この様に、従来の該接
着用繊維を用いた場合には結合点が少ない為に、
不織構造体の強度が弱く、又、接合点に玉状にな
つて接着固定している為に、不織構造体の風合が
悪くなる。

従つて、高融点成分と低融点成分を複合紡糸し
て作られるコンジユゲート繊維と呼ばれるものが
使用されるようになつた。これによると熱処理の
際も高融点成分が低融点成分を支持し、低融点成
分の玉状化を防ぎ、強度を担う繊維との接合点が
多くなり、不織構造体の強度と嵩回復性が高く、
かつ風合いも良くなる。

このような利点と長繊維からなる利点を兼備し
たものとして、スパンボンド法によるコンジユゲ
ート長繊維からなる不織布が数種実用化された。
しかしながら、これらは、高融点ポリマーと低融
点ポリマーの流路を複雑に配したオリフイス型紡
糸ノズルを使用して製造されるので、ノズルが高
価になると共に極端に融点の差のあるポリマー同
志の複合化は難しいという欠点があつた。

従つて、上記の如くして得られたコンジユゲー
ト長繊維は、複合状態が不満足なため低融点成分
が充分に融けて接着性能を満足に発揮する高温に
まで加熱すると、高融点成分の劣化が起きるとい
う欠点があつた。

また、従来のコンジユゲート長繊維不織布のフ
イラメントは長さ方向に沿つて断面積の大きさの
変化が実質的に無く、また、高融点成分と低融点
成分の断面積の大きさの変化も実質的に無いもの
である。

本発明者らは、前述したコンジユゲート長繊維
不織布の欠点が改良され、より安価で強伸度特
性、嵩回復性、風合いに優れた新規な長繊維不織
布の開発を進めた結果、本発明に到達した。

すなわち、本発明は長繊維からなる不織布であ
つて、 (A) (1) 該不織布を構成する長繊維は繊維形成可
能の重合体からなり、 (2) この長繊維は断面が非円形であつて、且つ
その長さ方向に沿つて不規則な周期的に断面
積の大きさの変化を有しており、 (3) この長繊維の任意の断面の少なくとも50％
は、少なくとも２種の異なる繊維形成可能の
重合体相がそれぞれの少なくとも一部が互い
にこの長繊維の周囲に露出した状態でサイド
バイサイドに合体した少なくとも２つのブロ
ツクを有しており、且つ該ブロツクの形状又
は大きさの異なる断面が少なくとも存在する
ものであり、 (4) この長繊維を構成する少なくとも２種の異
なる繊維形成可能の重合体相は、それらの最
高及び最低融点の差が少なくとも20℃である
少なくとも２種の重合体相から構成され、且
つ該低融点重合相が100〜180℃の温度範囲に
おいて融着性能を発現するものであり、 (B) 該不織布は主として該長繊維を構成する低融
点重合体相を介して該長繊維同志が互いに接合
しており、且つ見掛け密度が0.002〜1.0g／cm³
の範囲にある、 ことを特徴とする長繊維から実質的になる不織布
である。

本発明の不織布に使用されるコンジユゲート構
造の長繊維は、本発明者らの一部が先に出願した
特願昭56−168571号（昭和56年10月23日出願）明
細書に記載された方法に従つて極めて容易に得ら
れる。

また前記コンジユゲート構造の長繊維は、種々
の方法で開繊したり、または延展してウエブとな
し、これを加熱（熱風処理、熱プレスなどが使用
される）することによつて本発明の不織布とする
ことができる。

殊に前記長繊維を開繊するに当つては、特公昭
50−10962号公報明細書または特公昭45−33845号
公報明細書に記載された装置および方法によつて
行なうこともできるし、また静電気を利用した開
繊法、特に本発明者らの一部が先に提案した特願
昭56−56304号、特願昭56−131597号、特願昭56
−144733号、特願昭56−157560号および昭和57年
５月４日付で出願した“繊維束の開繊方法”の明
細書に記載された静電気による開繊法を使用して
行なうこともできる。

本発明の不織布の代表例の１つとしてポリエチ
レンテレフタレートからなる高融点重合体とポリ
プロピレンからなる低融点重合体からなるコンジ
ユゲート長繊維により作られる不織布の製造法を
のべる。２つの異なる押出機によつて、一方から
50重量％のポリエチレンテレフタレートを押出
し、もう一方の押出機より50重量％のポリプロピ
レンを押出し、配管にて合体化されたアダプター
部に、静止混合器（例えば、Kenics型スタテイ
ツクシキサン２〜20エレメント）を挿入して、溶
融ポリエチレンテレフタレート重合体と、溶融ポ
リプロピレンとを適当な大きさの出来るだけ層状
状態に混合し、この溶融混合体をそのままＩ型ダ
イスに送る。このＩ型ダイス内にも静止混合器
が、例えが縦にKenics型スタテイツクミキサー
２〜10エレメントが直列されたものが多数一列に
配列されており、混合状態を調整しながら矩形の
繊維成形領域に、溶融混合重合体が送られる。

該繊維成形領域は、凹凸多孔口金（例えば、１
枚のメツシユ金網〔メツシユサイズ；８メツシユ
〜70メツシユ〕からなる口金）からなり、該口金
は溶融混合重合体の仕切部材として用いられる。
該凹凸多孔口金より押出された溶融混合重合体の
無数の細流は該口金の近傍上部にある冷却装置か
ら噴射される冷却風によつて冷却されながら、下
から上方へとドラフトをかけながら１ｍ／分〜20
ｍ／分ぐらいで引きとられて繊維化されて、均一
な高密度に配列された繊維束となる。

この様にして得られた数万本から数十万本の繊
維は、そのまま数本の加熱されたステンレススチ
ール製バーによつて、シート状配列のまま２〜５
倍程に直延伸され、同時に正の数10KVの静電気
を帯びて、正の数10〜50KVの高電圧が印加して
ある、回転している、片側のローラに螺旋状の溝
が掘つてある一対のニツプローラに導入され、該
ローラを離脱すると直ちに静電気反撥力により開
繊し、接地または負の高電圧が印加してある隙間
のある１対のゆつくり回転しているドラムにオー
バーフイード率２〜20程度で堆積しウエブとな
る。

ついでこのウエブは連続的に接地またはさらに
絶対値の大きい負の高電圧が印加してあるプレー
トを裏側に配置したベルトにオーバーフイード率
0.2〜５程度で移され、該ベルトをはさんでいる
熱風処理ボツクス（下部ボツクスのスリツトから
熱風を吹き出し、上部ボツクスの吸気口で熱風を
回収する）の温度が180〜220℃、風速が0.2〜10
ｍ／secの熱風に約数10秒曝露し、繊維のポリプ
ロピレン層を融解し、ポリプロピレン相を介して
該長繊維同志を互いに接合し、不織布(A)を得るこ
とができる。

この不織布(A)は割合接合点数の少ないものであ
り、嵩高で嵩回復性に優れ、繊維径が小さい場合
は保温性に優れるので軽量保温詰綿等に利用出来
る。

ついでこの不織布(A)を厚いゲージをとり、１分
〜５分間、前記条件の熱風に曝すと嵩高で圧縮抵
抗が大きく、嵩回復性に優れた不織布(B)を得るこ
とができる。この不織布(B)は接合点数の多いもの
であり、上記特長を有するので、各種フイルタ
ー、土木資材等に利用出来る。

さらに、不織布(A)または不織布(B)を数10Kg／cm²
の圧力、170〜210℃の温度で加熱ロールでプレス
すると密度の高い（目付当りの厚みが小さい）シ
ート状の不織布(C)を得ることができる。該不織布
(C)は強伸度特性がすぐれ、引裂き強力も大きいの
で各種基布として使用出来る。

かくの如く、不織布(A)，(B)，(C)は非常に単純な
工程で作られるにもかかわらず、その性能は優れ
たものである。前述した不織布(A)，(B)，(C)は本発
明の不織布の一例である。

本発明の不織布を構成するフアイバーは、断面
が非円形である。これは繊維断面における異形係
数（Ｄ／ｄ）が少なくとも1.1であることを意味
する。異形係数（Ｄ／ｄ）は、本発明者等の一部
が先に出願した特願昭55−38993号（昭和55年３
月28日出願；特開昭56−140110）の明細書におい
て記載された定義と同じである。

本発明の長繊維不織布を構成する長繊維は、そ
の長さ方向に沿つて不規則な周期的に断面積の大
きさの変化を有しており、このフアイバーの断面
積変動係数〔CV(F)〕は上述の特願昭55−38993号
の明細書において記載された定義と同じものであ
り、該断面積変動係数〔CV(F)〕が0.05〜1.0の範
囲、好ましくは0.08〜0.7、更に好ましくは0.1〜
0.5の範囲のものが好適である。

該長繊維の任意の断面の少なくとも50％、好ま
しくは80％以上、更に好ましくは90％以上、最も
好ましくは95％以上は少なくとも２種の異なる繊
維形成可能の重合体相が、それぞれの少なくとも
一部が互いに該フアイバーの周囲に露出した状態
で、サイドバイサイドに合体した少なくとも２つ
のブロツクを有しており、且つ該ブロツクの形状
又は大きさが異なる断面が少なくとも存在するこ
とを特徴としている。

該長繊維の断面における該ブロツクの状態は、
前述の特願昭56−168571号の明細書に記載された
ものと同じである。

本発明の該長繊維は、その繊維断面において該
ブロツク数が２〜10ケの範囲、好ましくは２〜５
ケ、更に好ましくは２〜３ケの範囲にあることを
特徴としている。

本発明の該長繊維は、それを構成する少なくと
も２種の異なる繊維形成可能の重合体相がそれら
の最高及び最低融点差が少なくとも20℃ある少な
くとも２種の重合体相から構成され、且つ、該低
融点重合体相が100〜180℃の温度範囲において融
着性能を発現することを特徴としている。本発明
の該不織布の耐熱性が高く評価される分野では、
160〜180℃の温度範囲において、また、あまり耐
熱性が要求されない分野では140〜160℃未満の温
度範囲において、また該不織布が日常生活品の分
野に応用される場合には、120〜140℃未満の温度
範囲において、また沸水温度よりもはるかに低い
温度で該不織布が用いられる分野では100〜120℃
未満の温度範囲において、融着性能を発現する様
に、本発明の該接着性繊維の該低融点重合体相を
選択し、制御できることが特徴である。

一方高融点重合体相は、低融点重合体相よりも
20℃以上、好ましくは30℃以上高い融点を有して
いればよい。

本発明の該長繊維は、その平均繊度が0.5〜
500de範囲、好ましくは0.5〜400de、更に好まし
くは1.0〜300deの範囲にあり、且つ、該フアイバ
ーの繊維長（li）と該フアイバーの平均繊維直径
（ｉ）との比〔li／ｉ〕が5000より大きく実
質的に長繊維であることを特徴としている。

本発明の該長繊維を構成する低融点重合体相
は、例えば (1) ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリビニル
アルコール、アイオソマー樹脂、エチレン酢酸
ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリ
ル酸エステル等からなるポリオレフイン及び／
又はそれらを組み合わされた共重合ポリオレフ
イン (2) ポリウレタン及び／又は共重合ポリウレタン (3) テレフタル酸、イソフタル酸の如き酸成分
と、グリコール、エチレングリコール、ブチレ
ングリコール及びポリテトラメチレングリコー
ルの如き多価アルコールを組み合わされたアル
コール成分とからなるポリエステル共重合体 (4) Ny−６，Ny−66，Ny−10，Ny−12の如く
のポリアミド成分を組み合わされたポリアミド
共重合体 (5) セルロースアセテート 等の群から選ばれた及び／又はそれらを組み合わ
された組成から成る。

本発明の該長繊維を構成する高融点重合体相と
しては、繊維形成良好な熱可塑性重合体であつ
て、低融点重合体相を形成する重合体よりも20℃
以上高い融点を有する重合体が用いられる。特
に、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレン
テレフタレートの如き線状ポリエステル重合体、
Ny−６，Ny−66の如き線形ポリアミド重合体が
好適である。

本発明の該長繊維を構成する低融点重合体相
と、高融点重合体相の混合比は、重量で80対20か
ら10対90の範囲、好ましくは60対40から20対80の
範囲が好適である。

本発明の不織布は主として該長繊維を構成する
低融点重合体相を介して該長繊維同志が互いに接
合している。このような接合は該低融点重合体相
の融点近傍の温度又はそれ以上の温度に、該フア
イバーが構成するウエブを加熱することで形成さ
れる。その加熱条件はポリマーの種類目的とする
見掛密度によつて異なるが、同業者であれば簡単
な実験によつて容易に求め得るものである。高融
点層をポリエチレンテレフタレートとし、低融点
層をポリプロピレンとした場合の条件は前述し
た。

本発明の不織布の強度をより向上する為にニー
ドルパンチングあるいは水流噴射（スパンレー
ス）等の繊維の絡合手段を併用してもよい。

本発明の不織布を構成する長繊維は、断面が非
円形で長さ方向に沿つて不規則な周期的に断面積
の大きさの変化を有しているので、該長繊維同志
が接触する確率が高くなり、おそらくその為に強
固な接合を得ることが出来て、強伸度特性や嵩高
性の優れた不織布を得ることが出来ると考えられ
る。

また、該長繊維の断面は長さ方向に不規則性を
有するとともに、異なる重合体がサイドバイサイ
ドに合体しているので、延伸あるいは熱処理によ
り容易に該長繊維が捲縮する。数個〜20個／イン
チ程度の捲縮数に捲縮させると、長繊維同志の絡
合点が更にふえ、熱処理により接合点をふやすこ
とが出来、強伸度特性、嵩回復性が優れたものと
なる。しかも存在する捲縮の効果により、ドレー
プ性も優れる。

本発明の不織布の見掛密度は0.002〜1.0g／cm³
の範囲にある。ここに見掛密度とは0.05g／cm³の
荷重を加えた時の厚みから計算される体積で、同
体積中に占める該不織布の重量を除したものをい
う。

見掛密度が比較的大きく、例えば0.3〜1.0g／
cm³程度の不織布は包装材、建材、カーペツト基
布、芯地、生理用ナプキンや紙おむつのカバース
トツク、キルトの吹出防止材、フイルター材等に
使われる。

見掛密度が中程度、例えば0.1〜0.3g／cm³程度
の不織布は土木資材、油吸着材、各種フエルト、
フイルター等に使われる。

見掛密度の比較的小さい、例えば0.1g／cm³未満
の不織布は軽量保温綿等に使われる。

以下、本発明を実施例により説明するが、これ
らは本発明を限定するものではない。なお、実施
例中用いる「不規則コンジユゲート繊維」という
用語は本発明の不織布を構成する長繊維を意味す
る。

実施例 １ ２基の30φ押出機の一方(A)からポリエチレンテ
レフタレート（軟化点262.3℃、極限粘度0.71）
のチツプを120g／分ずつ定量的に溶融押出し、
他方(B)の押出機から特殊ポリプロピレン（ピカツ
ト軟化点121℃、メルトインデツクス18）のチツ
プ70部と線形低密度ポリエチレン（ピカツト軟化
点92℃、メルトインデツクス18）のチツプ30部と
をホツパー中でチツプ混合してから、80g／分ず
つ定量的に溶融押出し、アダプター部直前にて合
流させ、アダプター部にKenics型スタテイツク
ミキサー８ケを直列につなぎ、Ｉ型ダイス中に同
じスタテイツクミキサーを４ケ直列16列並列に配
列して混合して、仕切材として50メツシユステン
レス製手織金網を用いて、この金網に80Aの電流
を印荷して加熱し、冷却風を吹きつけながら上方
に５ｍ／分の速度で引きとり、平均繊度4.7de、
異形係数（Ｄ／ｄ）が1.4、CV(F)が0.15で平均ブ
ロツク数2.7の長繊維で構成される平行繊維束と
なし、80〜120℃に制御された５本のバーによつ
て約３倍に直延伸して同時に＋50KVの静電気を
発生せしめ、幅13mmのゴムと幅8.8mmの金属が交
互に巻き角度15゜で螺旋状に配されていて、溝の
幅×深さが２mm×0.5mmの溝が片側のローラの螺
旋状ゴム及び金層面の中央部に彫られている直径
21cmの相接したニツプローラに導く。このニツプ
ローラには＋45KVの高電圧が印加されていて、
該導かれた平行繊維束は該ニツプローラを離脱す
ると同時に、繊維同志の静電気反撥力により紡錐
状に開繊し、接地してある該ニツプローラとの最
短距離が15cmである１対の直径30cmの捕集ドラム
上にオーバーフイード率５倍で堆積される。つい
で該捕集ドラムの下方８cmに配してあり、裏面に
−30KVの高電圧が印加されている極板を接触せ
しめたガラス繊維をフツ素樹脂加工したメツシユ
状ベルト上に該捕集ドラム状の堆積物（ウエブ）
をオーバーフイード率６で移す。さらに連続し
て、該メツシユ状ベルトの上下に配置された循環
式熱風処理ボツクス内で熱処理して、接合点を形
成した目付が400g／m²で見掛密度が0.1g／cm³、縦
方向強度が32Kg／５cm巾、横方向強度が30Kg／５
cm巾のバランスのとれた不織布を得た。

なお、熱風処理の条件は下記の通りであつた。

熱風温度 150℃ 熱風速度 ３ｍ／sec 処理時間 60sec 実施例 ２ 仕切材は30メツシユのステンレス製平織金網ミ
キサーはアダプター部６ケ＋ダイス内４ケ直列と
して実施例１と同様の押出機で同様の条件で極限
粘度0.71のポリエチレンテレフタレート50部、高
密度ポリエチレン（三井石油化学製Hizex
2200J）50部からなる平均繊度25de、（Ｄ／ｄ）
が1.3、CV(F)が0.12で平均ブロツク数が3.2の不規
則コンジユゲート繊維の平行繊維束を作り、油剤
を0.2％付与し、連続して60℃〜110℃に制御され
た６本のバーによつて約3.5倍に直延伸してシー
ト状のまま５本のボビンに分巻する。ついで５本
のボビンから該シートをとり出し重ねて、150℃
の温度、25Kg／cm²の圧力で５ｍ／minの22cmφの
ゴムロールに通して、加圧熱融着せしめ、目付が
130g／m²で見掛密度0.4g／cm³、縦方向強度が
3.1g／deである一方向高強度不織布を得た。

実施例 ３ 仕切材は45メツシユのステンレス製平織金網、
該ミキサーはアダプター部８ケ＋ダイス内５ケ直
列として実施例１と同様の押出機で、同様の条件
で極限粘度1.1のポリ−ε−カプロラクタム60部、
アイソタクチツクポリプロピレン（宇部興産製Ｓ
−115M）40部からなる平均繊度20de、（Ｄ／ｄ）
が1.3、CV(F)が0.08で平均ブロツク数が2.5の不規
則コンジユゲート繊維のシート状繊維束を作り、
続いて90〜110℃に加熱してある実施例１と同様
のバーより約3.5倍延伸し、＋60KVの静電気を発
生せしめ、実施例１と同様の装置で静電気を利用
して開繊しウエブを得て、該ウエブを温度150℃、
30Kg／cm²、速度５ｍ／minでプレスし、目付
300g／m²縦強度60Kg／５cm巾、横強度66Kg／５
cm巾、縦伸度33％、横伸度42％の不織布を得た。

実施例 ４ 仕切材は45メツシユのステンレス製平織金網、
該ミキサーはアダプター部６ケ＋ダイス内５ケ直
列として実施例１と同様の押出機で、同様の条件
で極限粘度0.71のポリエチレンテレフタレート70
部、共重合ポリエステル（デユポン社製ハイトレ
ル4056）30部からなる平均繊度22de、（Ｄ／ｄ）
が1.2、CV(F)が0.09で平均ブロツク数が3.2の不規
則コンジユゲート繊維のシート状繊維束を作り、
続いて80〜110℃に加熱してある実施例１と同様
のバーにより約4.0倍延伸し、＋55KVの静電気を
発生せしめ、実施例１と同様の開繊装置で静電気
を利用して開繊し、ウエブを得て該ウエブをゲー
ジ厚５mm、熱風温度210℃、熱風風速５ｍ／sec、
処理時間20秒の条件で熱風処理し、ドレープ性に
すぐれた不織布を得た。

実施例 ５ 仕切材は60メツシユのステンレス製平織金網、
該ミキサーはアダプター部10ケ＋ダイス内６ケ直
列として実施例１と同様の押出機で、同様の条件
で極限粘度1.1のポリブチレンテレフタレート80
部、アイソタクチツクポリプロピレン（宇部興産
製Ｓ−115M）20部からなる平均繊度5.1de、
（Ｄ／ｄ）が1.2、CV(F)が0.12で平均ブロツク数
が2.0の不規則コンジユゲート繊維のシート状繊
維束を作り、続いて80〜120℃に加熱してある実
施例１と同様のバーにより約3.2倍延伸し、＋
40KVの静電気を発生せしめ、実施例１と同様の
開繊装置で静電気を利用して開繊し、ウエブを得
て該ウエブをゲージ厚５mm、熱風温度210℃、熱
風風速６ｍ／sec、処理時間15秒の条件で熱風処
理し、目付350g／m²の保温性の優れた不織布を
得た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 長繊維からなる不織布であつて、 (A) (1) 該不織布を構成する長繊維は繊維形成可
   能の重合体からなり、 (2) この長繊維は断面が非円形であつて、その
   長さ方向に沿つて不規則な周期で、かつ断面
   変動係数［CV(F)］が0.05〜1.0の範囲で断面
   積の大きさの変化を有しており、 (3) この長繊維の任意の断面の少なくとも50％
   は、少なくとも２種の異なる繊維形成可能の
   重合体相がそれぞれの少なくとも一部が互い
   にこの長繊維の周囲に露出した状態でサイド
   バイサイドに合体した少なくとも２つのブロ
   ツクをを有しており、且つ該ブロツクの形状
   又は大きさの異なる断面が少なくとも存在す
   るものであり、 (4) この長繊維を構成する少なくとも２種の異
   なる繊維形成可能の重合体相は、それらの最
   高及び最低融点の差が少なくとも20℃である
   少なくとも２種の重合体相から構成され、且
   つ該低融点重合体相が100〜180℃の温度範囲
   において融着性能を発現するものであり、 (B) 該不織布は主として該長繊維を構成する低融
   点重合体相を介して該長繊維同志が互いに接合
   しており、且つ見掛け密度が0.002〜1.0g／cm³
   の範囲にある、 ことを特徴とする長繊維から実質的になる不織
   布。