JPH02182960A - 長繊維不織布およびその製造方法 - 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
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。

本発明の不織布は、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、一般工業資材、農業土木
資材など広い分野で使用され得るものである。

［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、その不織布に利用上の制限を加えていることも否
定できない。

例えばステープ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、かつ不織布への加工
は比較的容易であると言えるが、強靭性、耐久性などの
機械的実用特性面から、また、その製造加工工程の難易
性から用途面での制限をどうしても受けている。

また、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
な製造方法として注目されており、それらは特に強靭性
を生かした分野への進出が活発になっている。

一方、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、芯鞘型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、捲
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
する方向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所望の特徴を発揮
させるに足りる製品は見当らない。

また、最近、接着性能を向上させる目的で、特定のポリ
エチレンを鞘成分に用いた繊維が特開昭６３−９２７２
３号公報にて提案されているが、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、具体的には短繊維
状態での実用化が提案されているごとく、いずれも長繊
維不織布については前述の低紡糸性、低開繊性からくる
低生産性、低品位の点から実用化に問題が残されている
。

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になる。

［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フィラ
メント不織布を製造せんとするものであって、特に、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
によ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にある。

［課題を解決するための手段］ 上記する目的を達成する本発明の長繊維不織布は、熱可
塑性ポリマーを芯成分とし、密度０．９５以上のポリエ
チレンを鞘成分とし、繊維軸に直交する繊維断面積に占
める鞘成分ポリエチレンの割合いが２０％以上９０％以
下である芯鞘構造フィラメントを構成フィラメントとし
てなり、目付がＬｏｇ／ｍ２以上３００ｇ／ｍ２以下で
あることを特徴とする長繊維不織布である。

また、上記する目的を達成する本発明の長繊維不織布の
製造方法は、熱可塑性ポリマー芯成分とし、密度０．９
５以上のポリエチレンを鞘成分としてなる芯鞘構造フィ
ラメント繊維の束を噴射空気流に随伴させて毎分３００
０ｍ以上の速度で牽伸しつつ紡糸し、さらに、噴射フィ
ラメント繊維束を開繊させた状態で多孔性移動面上にウ
ェブ状に捕集し、該捕集されたウェブを温度５０℃以上
１１０℃で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、図面等に基づいて本発明についてさらに詳しく説
明をする。

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を介して両押出機１．
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２００
ｃｍ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
くは邪魔板の８下方１０ｃｍ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になるよう捕集され、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
られるものである。

第２図、第３図は、吐出部口金の詳細態様を示す断面図
であり、それぞれ上部板１３および下部板１４からなり
、上部板１３に穿設された細孔１５またはパイプ１６か
ら芯成分の融液を加圧流出させ、下部板に穿設した鞘成
分の通路１７と会合させる。ここで、第２図に示したよ
うに一態様では、会合部は上部板からの融液の流れ方向
に対し横方向から直接に被覆するように間隙１８を設け
る方法があり、または、第３図に示したような別の態様
では、上部板１３からの融液の流れ方向と同方向の流れ
を作り、被覆する二重管１９を形成させる方法が採れる
。後述するように適当に偏芯させ、かつ口金吐出面での
曲りを解消するためには前者の第２図の構造が特に有効
である。

第４図は、本発明で構成繊維として用いられる繊維の断
面の一例を示す。いずれの断面においても被覆成分とし
て密度０．９５以上のポリエチレンを用いるものである
。本発明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、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
が混合されていてもよい。一般には高密度ポリエチレン
と言われる範晴の樹脂が好適に使用できる。

第６図Ａ、Ｂは、金網コンベアー上に捕集されてさらに
熱加圧エンボス処理をされてなる不織布の顕微鏡写真（
３０倍）であり、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場合のものであり、個々の繊維
に良く開繊されて被覆性能に優れる外観が一目瞭然なも
のである。−方、同図Ｂは、密度０．９４のポリエチレ
ンを用いた場合のものであり、個々の繊維は束なった状
態であってこのようなものは不織シート状にしたとして
も被覆性に欠け、物理特性にも劣り非常に非実用的なも
のである。

本発明において、芯成分にはポリエチレン以外の繊維形
成能を有する有機合成重合体が用いられるが、それらの
重合体の融点は、鞘成分に用いられる重合体の融点より
も好ましくは少なくとも２０℃は高いことが重要で、こ
の条件を満足しない場合は、不織布の実用段階での熱シ
ール性能に欠けるので好ましくない。かかる芯成分とし
て好適にはポリエステルが用いられる。すなわち、ポリ
エステルは、芯成分として細くせしめた、後述する如く
扁心させて紡糸しても、紡糸性能が実質的に損なわれな
いこと、また、鞘成分の紡糸中の表面結晶化を促進させ
て開繊性能の向上に著しく寄与するものである。

芯成分却よび鞘成分の繊維断面における形状は、第４図
Ａ−Ｊのように、円形、非円形を問わないが、いずれの
断面を有するにせよ、鞘成分の占める面積比率は２０％
以上９０％以下であることが必要で、これらの範囲を外
れると不織布の製造が困難になるばかりでなく、熱シー
ル性能が著しく阻害されるので好ましくない。

特に、好適には均一な鞘被覆構造よりも不均一な被覆構
造にした場合、実用上の熱シール性能に優れることは興
味ある事実である。これらの手段としては、芯成分を扁
心配置させること、あるいは鞘成分の被覆に厚薄差を持
たせる断面構造とするのがよい。このような扁心構造を
作るためには、例えば第２図に示す形状の口金を用い、
上下細孔の中心をずらせる方法が好適で、隙間１８を流
れるポリエチレン液の粘弾特性によるものか吐出孔２１
からの吐出条は曲りもなく高速の紡糸にも耐える。

このようにして吐出した糸条は、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をする。かかる方法に
より、本発明者らの知見によれば、単繊維の繊度が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。スパンボンド不織布の製造に
おいては生産性の向上が非常に重要な要件であるが、本
発明方法の要件を満足することにより、外側に低融点成
分を配置し芯に高融点成分を使ったとしても、紡糸され
たフィラメントは束状態になることなく、非常に良く開
繊された状態でのウェブの形成が可能である。

第５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０．２ｍｍ２から１０ｍｍ２の範囲がドレープ性
を損なわない点から好ましく、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好ましい。この理由はす
でに押圧された部分は鞘成分が変形し、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Ｌｏｇ／ｍ２から３００ｇ　／
　ｒｒｒの厚さのものに形成したとき、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
用する分野に好適なものである。

本発明の不織布は、容易に熱シールが可能で、一般的に
は、例えば１５０℃、圧力２ｋｇ／ａ（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ができ
る。したがって、これらの実用性を生かした利用はもち
ろん、本発明では鞘成分の特異な光沢、平滑性、電気特
性、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について具体的に説明をする
。

実施例 鞘成分として密度０．９５０、ＪＩＳ　　Ｋ６７６０に
より測定したメルトインデックスが３０ｇ／１０分のポ
リエチレン（昭和電工（株）　製エースポリエチＨＤ）
、芯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の噴射を行なった。

このとき用いた口金は、第２図への構造を有し、上板細
孔は直径０．３ｍｍの円形、下板細孔は直径０．２ｍｍ
の円形、隙間の広い部分は１ｍｍ。

狭い部分は０．５ｍｍである。下板細孔の数は１個の口
金当り６６とした。鞘成分は１８０℃で押し出し、計量
ポンプを経て２８０℃に加熱したスピンブロックへ、一
方の芯成分は温度２８０℃で押出し、同じスピンブロッ
クへ供給されるものである。計量ポンプからは、鞘成分
、芯成分ともに毎分３３ｇ（芯鞘比　５０：５０）を１
個の口金に対して供給した。

口金下ｔ００ｃｍ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８ｍｍ
、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１０ｍｍ、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３ｍｍ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を配置し
た。衝突板はパイプから噴出する繊維群が１ｃｍ接触し
た後に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／ｃＴｉＧＫの圧空を毎分８０
ＯＮ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。

得られたフィラメント繊維は、繊度２．２５デニール、
紡糸速度４０００ｍ／ｍｉｎで強度特性、熱収縮特性な
ども実用上満足できるものであった。

特に、得られた繊維塊は第６図Ａに示したもののように
不織布形成上の最大の要件である開繊性に非常に優れた
ものである。

さらに、上記の条件で噴出された繊維群を衝突板下方４
０ｃｍ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の表面が円形平面状の
突起を５ｍｍ間隔で並べられて彫刻されているエンボス
ロール間に圧力１５ｋｇ／ｃｍ２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、単繊維が非常に良く開繊され均一に散布
されたものであった。

かかるシートを５ｃｍ角に裁断し、それぞれの重量を測
定したところ、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。

上記のようにして採取したシートを、ＪＩＳＺ−１７０
７の方法により熱シールテストを行なった。ここでシー
ル温度は１５０℃、圧力は１ｋｇｆ／ａｄ、加圧時間は
３秒とした。得られた値は、２．５２ｋｇ／１５ｍｍで
各種の包装材料として非常に好適なものであった。

比較例１ 上記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
。得られた繊維塊は第６図Ｂに示すように単繊維が凝集
し、未開繊部分の非常に多いものであった。このものか
ら採取したカレンダー出のウェッブは繊維間の隙間が目
立つものであり被覆性に欠け、著しく不均一で上述方法
による目付変動率は２０％を越えた。

かかる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．　２　ｋ　ｇ／　１５ｍｍであり、シール面
が破損しやすいもので実用上古るものであった。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、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、熱シールが可能なものであり、かかる簡易な手段
によりそのような良好な熱シール特性を有する不織布が
得られることは、工業上極めて有意義である。該不織布
は、簡易な熱シール性能を保持しているため、実用に際
しての成型手間を削減させ、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なものである。

【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、第３図は、第１図に示した態様の方法において
、吐出部口金の態様をそれぞれ示す断面概略図である。 第４図Ａ−Ｊは、本発明の長繊維不織布の構成繊維の断
面構造の一例を示した断面概略図である。 第５図は、本発明の不織布の接着構造の一例を示す模式
図である。 第６図Ａ、Ｂは、金網コンベアー上に捕集されのもので
あり、同図Ｂは本発明外のものである。 １．２：エクストルーダー押出機 ３ニスピンブロツク ４：フィルター・口金パック ２３： 吐出糸条　　　　６：空気アスピレータ−噴出フィラメ
ント群 邪魔板　　　　　９：カレンダーロール噴流　　　　　
　１１：金網コンベアー吸引ダクト　　　１３：上部板 下部板　　　　　１５：細孔 パイプ　　　　　１７：通路 間隙　　　　　　１９：二重管 吐出孔 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 繊維が無作為に配置されたままの未拘束の部分 特許出願大東し株式会社 第４図 第 図 第１！ 第２区 第６　図Ａ 第６図Ｂ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱可塑性ポリマーを芯成分とし、密度０．９５以
   上のポリエチレンを鞘成分とし、繊維軸に直交する繊維
   断面積に占める鞘成分ポリエチレンの割合いが２０％以
   上９０％以下である芯鞘構造フィラメントを構成フィラ
   メントとしてなり、目付が１０ｇ／ｍ＾２以上３００ｇ
   ／ｍ＾２以下であることを特徴とする長繊維不織布。
2. （２）繊維軸に直交する繊維断面における芯成分の断面
   構造が非円形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。
3. （３）繊維軸に直交する繊維断面における鞘成分ポリエ
   チレンの断面外周形状が非円形であることを特徴とする
   特許請求の範囲第（１）項または第（２）項記載の長繊
   維不織布。
4. （４）構成フィラメントの繊度が、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、第（２）項または第（３）項記載の長繊
   維不織布。
5. （５）不織布の実質的に全面にわたりドット状のエンボ
   スパターンであ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１０ｍ
   ｍ＾２以下であり、かつ不織布の全面積に占めるドット
   エンボス部の面積割合が１％以上３０％以下であること
   を特徴とする特許請求の範囲第（１）項、第（２）項、
   第（３）項または第（４）項記載の長繊維不織布。
6. （６）熱可塑性ポリマー芯成分とし、密度０．９５以上
   のポリエチレンを鞘成分としてなる芯鞘構造フィラメン
   ト繊維の束を噴射空気流に随伴させて毎分３０００ｍ以
   上の速度で牽伸しつつ紡糸し、さらに、噴射フィラメン
   ト繊維束を開繊させた状態で多孔性移動面上にウェブ状
   に捕集し、該捕集されたウェブを温度５０℃以上１１０
   ℃で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。