JPH02182963A - 熱収縮性長繊維不織シート及びその製法 - 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〕 本発明は熱収縮特性、捲縮発現性と表面耐毛羽性に優れ
た不織シート及びその製法に関する。かかる不織シート
は各種収縮包装材料として利用される。

〔従来の技術〕

包装分野で製品を包装する手段として収縮フィルムを利
用した収縮包装が、複雑な形状の製品をコンパクトに包
装できることと、包装工程の効率化のため急速に普及し
ている。かかる現状に鑑み、収縮包装材料に対する要求
も高度化しており、その一つに製品保護のためのクツシ
ョン性、あるいは製品イメージの高級化の面から加飾、
意匠性に優れた収縮包材が求められている。従来、この
用途には塩化ビニルの収縮フィルムが大量に用いられて
いるが、これらフィルムの場合は引裂強度が弱いこと、
印刷など加飾を施しても外観品位が平板で高級感に欠け
ることなどからその使用範囲が限られていた。

本発明者等は、かかる従来の収縮フィルムのもつ問題点
を解決した新規な包材として特開昭６１−１７４４６３
号公報、同６２−６９８７２号公報、同６２−６９８７
５号公報などで熱収縮性の不織シートを提案している。

これらの提案で得られるシートは、引裂強度、通気性、
結露防止性あるいはファブリツタ調の高級な表面品位な
ど従来のフィルム素材にない特徴をもった収縮包装材料
として高く評価されているが、一方、包装工程での加熱
収縮処理により不織シートの繊維密度が増大し、風合が
硬化、繊維素材のソフトなふくらみのある感触が失われ
るという問題があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕 かかる技術的現状に鑑み、本発明の第一の目的は潜在収
縮性を有し、表面の耐摩耗性に優れ、収縮時の風合硬化
のない不織シートを提供すること、第二の目的は前記し
た性能を有する不織シートの製法を提供することにある
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、熱収縮性の異なる繊維形成性のポリマーをサ
イドバイサイド型、あるいは偏心鞘芯型に複合した複合
繊維が部分熱融着された長繊維不織シートであって、シ
ート中の部分熱融着部を連結する繊維は潜在捲縮性を有
しており、該シートの沸水収縮率がタテ、ヨコ方向の少
なくとも一方向に２０％以上である事を特徴とする熱収
縮性不織シートである。これは、該不織シートにリラッ
クス熱処理を施す事でシート中の繊維自体が熱収縮を起
こすのに加え繊維の有す潜在Ｉ巻縮性が顕在化し、シー
ト全面に点在する繊維の融着部分が微小なコイル状の捲
縮繊維によって連結された構造の不織シートが得られる
ことによるものである。

本発明の不織シートの繊維の融着部分はシートに引張強
度、耐摩擦性などの強度物性を付与、融着部を連結する
繊維群は繊維自体の熱収縮と捲縮発現により収縮包材と
して必要なシートの熱収縮特性を与えている。そのため
繊維自体の熱収縮のみによる従来の熱収縮性不織シート
に比較して収縮包装工程での風合硬化を避ける事が可能
なばかりでなく、ソ”フトな感触、嵩高性、クツション
性、形態追従性、伸長回復性を付与する事が可能となる
。又、本発明の不織シートの構成繊維の熱収縮性と捲縮
発現性を変化させる事で不織シートに目的に応じた熱収
縮特性、収縮処理後の風合などを巾広くコントロール出
来る事も本発明の不織シートの特徴の一つである。

本発明の不織シートをショートループ熱処理機、ピンテ
ンター等の装置を用いてリラックス熱処理する事によっ
て得られたシートは、第３図Ｂのようにシート全面に点
在する繊維の部分熱融着部が微小なコイル状の捲縮繊維
によって連結された構造であるため、従来の無捲縮の長
繊維が部分熱融着結合された不織シートに比べて剪断変
形に対する剛性が小さく、特に剪断角０．５°に於ける
剪断ヒステリシスの値は１ｇｆ／ｃｍ以下（好ましくは
０．５ｇｆ／ｃｍ以下）と編・織物に匹敵するレベルで
あり、従来の長繊維不織布特有のペーパーライク感のな
い極めて柔軟な風合物性のものである事を示している。

特に収縮処理後のシートの風合（柔軟性）を重視した目
的には、熱収縮率が小さく捲縮発現率の大きい繊維を選
択するのが好ましい。

また、繊維の潜在捲縮が顕在化する事で繊維１本あたり
の占有空間が増大するため、シートの熱収縮によって目
付が増す効果以上に大巾にシートの厚みが増し、得られ
たシートは非常に嵩高性、クツション性に富んだものと
なる。本シートに含まれる三次元コイル状の微細捲縮繊
維は、低荷重下においても伸びが大きくかつ優れた伸長
回復性を示す捲縮弾性を有しているため、該繊維から構
成される不織シートも、無捲縮長繊維不織シートに比べ
極めて低応力で伸長し形態追従性に富み、伸長回復性に
優れた特徴も合わせ持っている。

以上のような緒特性を不織シートに与えるためには、シ
ート全面に点在する繊維の部分熱融着部を連結する長繊
維が、隣接する部分熱融着部の間において２個以上（好
ましくは５個以上）のコイル状捲縮を有している事が必
要であるが、この捲縮の個数は、ポリマーの組合せ等の
紡糸条件、及びリラックス熱処理時プロセス、工程張力
等の条件の選択により、用途、目的に応じて調整可能で
ある。

このように本発明の不織シートは、熱処理等の後加工を
施す事により生活資材、衛生材料用途の新規素材として
も高い可能性を有しているといえる。

次に、本発明の熱収縮性長繊維不織シートは、熱収縮率
の異なる繊維形成性ポリマーを、サイドバイサイド型、
あるいは偏心鞘芯型に複合した複合繊維からなる長繊維
不織ウェブを、表面にエンボス模様を有するロールと超
音波発振ホーンの間隙で処理し、エンボス凸部にあたる
繊維を融着固定する事を特徴とする製法によって得られ
る。

本発明の不織シートは複合紡糸を利用したスパンポンド
法により得られる。連続フィラメントを構成する一成分
は繊維形成能を有する熱可塑性ポリマーであり、ポリエ
チレンテレフタレート、ポリアミド、ポリプロピレン、
ポリエチレン等の単独ポリマーが選択されるが、共重合
体、ブレンド物であってもよい。又、他の成分はこれと
は熱収縮性の異なる熱収縮性ポリマーであり、前記単独
ポリマーに対して高い収縮能力をもった共重合体やブレ
ンド物が使用出来る。

そして２種の熱収縮性の異なる熱可塑性ポリマーからな
る複合繊維は、その横断面に於て成分が偏心的に配置さ
れていることが必要であり、サイドバイサイド型や偏心
鞘芯型の配置が好ましい。

潜在捲縮性複合連続フィラメントウェブを得るためには
、二つ以上の押出機を有し、多数のノズルを有する第１
図の如き紡糸口金を用い、溶融した重合体を上記の如き
偏心的配置にして複合構造と成して吐出し、糸条をエア
サッカー２によって高速牽引し、金網ネットコンベア３
上などに分散し長繊維不織ウェブ４として捕集する。こ
こでいう複合繊維の潜在的熱捲縮性は複合繊維を構成す
る成分の組み合せ、繊維の太さや断面形状、繊維での成
分の配置方法や割合、及び紡糸速度等紡糸条件によって
調整することが可能である。

本発明の目的を達成するためには、本発明の不織シート
を構成する繊維が、導水処理後に於いて２０個／インチ
以上、好ましくは３０〜１００個／インチの捲縮を発現
出来るよう上記紡糸条件が選択される。しかし本発明に
おいては、シートを構成する繊維が高い潜在捲縮発現能
力を持つ事と同時に、シート中でそれらの繊維群がその
捲縮発現能力を十分発揮出来る状態に維持されている事
が重要なポイントである。

スパンボンド法で用いられているボンティング方法とし
て、少なくとも一方の表面にエンボス模様を有する一対
の加熱エンボスロールを使用しシートを構成する繊維を
部分的に熱圧着させる部分熱圧着法があるが、この方法
を本発明の繊維ウェブに適用した場合シートを構成する
繊維同志を十分に固定しようとすると少なくとも複合繊
維成分のうち低融点成分の融点近傍の温度条件下で熱圧
着させる事が必要であるが、この際シート中の繊維はエ
ンボス凸部の間で無捲縮の状態で固定されてしまうとと
もに、高温負荷による収縮成分の熱固定効果により繊維
の潜在捲縮発現能力は失われ、得られた不織シートは熱
収縮特性、風合など本発明の目的を満たす事はできない
。繊維の潜在捲縮発現能力を維持するためには出来るだ
け低温度（好ましくは、収縮成分の二次転移温度以下）
でエンボス処理をする事が必要であるが、それではシー
ト中での繊維同志の固定が不十分なため得られる不織シ
ートの引張強度、表面摩擦強度などが劣り、特に包材用
途等で利用価値のないものとなる。

この点に関し、本発明においては、複合長繊維ウェブに
超音波によるボンディングを施すことにより、本発明の
構造の不織シートを効果的に製造する方法を可能にした
ものである。

超音波ボンディングは第２図に示すようなエンボスロー
ルと超音波発振ホーンを組合せた装置（商品名；ピンソ
ニック：日光商事ｋｋ）を用い、エンボスロールと超音
波発振子の間で不織シ一トに超音波エネルギーを印加し
、処理、エンボスロルの凸部模様に当る繊維を超音波エ
ネルギーにより自己発熱、融着させる。このようにして
、得られた不織シートはシート全面に点在する融着部分
で構成繊維が固定され、それら融着部分が潜在捲縮性の
複合繊維で連結された構造を有している。

超音波ボンディング法においては、熱融着部以外の繊維
には実質的に熱覆歴が加わらず、ウェブ化時点での繊維
の潜在捲縮発現能力が維持されたままの状態で繊維が固
定されるため、該シートは、捲縮発現性（熱収縮性）と
引張強度、表面摩擦性などの強度物性を兼ね備えた、本
発明の目的を十分に充すものとなる。

超音波ボンディングの条件はボンディング圧力、圧着面
積、圧着部の形状パターンなどであるが、シートの意匠
性、強度、風合など目的に応じて選択される。ソフトな
風合、感触を狙うためには圧着面積が１〜２０％、好ま
しくは１〜１０％であることが好ましい。

なお、本発明の熱収縮性長繊維不織シートを得るために
は、熱融着部分において、繊維相互が十分な接合強力を
もって固定され、がっ熱融着部以外の繊維に実質的に熱
覆歴の加わらないような方法であれば上記超音波ボンデ
ィング以外の方法をとる事も可能である。

また、この長繊維不織シートの目付は特に限定されるこ
とはないが１０〜１５０ｇ／＋ｄが好ましく、用途に応
じて任意に設定されるべきである。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。

なお、本明細四中で用いられる各種特性値の定義および
測定方法を以下に示す。

〈繊維の湧水収縮率、捲縮率〉 １００　ｍｇ／ｄ荷重下での試料長さをＬｏとし、荷重
を取り除き沸水中で３分間処理した後の２ｍｇ／ｄの荷
重下での繊維長をり８、再度１００ｍｇ／ｄの荷重下で
の繊維長をＬ２とすると、湧水収縮率、捲縮率は、 で表わされる。なお測定はｎ＝５の平均値で求めた。

く繊維の捲縮数〉 繊維に任意区間を２箇所マーキングし、２ｍｇ／ｄ荷重
下の状態で、その区間内にある捲縮の山の数を数え、１
００　ｍｇ／ｄの荷重下で区間長（繊維実長）を測り、
１インチ当たりの捲縮数に換算して求める。

〈目　イ寸〉 試験片３０ｃｍＸ３０ｃｍを取り、その重量を測り、目
付に換算して表わす。

〈厚　み〉 カド−チック味社製、圧縮試験＠　（ＫＥＳ　−１７Ｂ
２）にて、圧力０．５　ｇｆ／ｃｍ下での厚みを少なく
とも５点以上測り、その平均値で表わす。

く不織シートの湧水収縮率〉 シートを３０ｃｍＸ３０ｃｍ角に切り取りタテ、ヨコ各
々２０ｃｍの位置にマーキングして沸水中で３分間処理
した後、試料の寸法変化を測定し収縮率を求める。なお
測定はｎ＝５の平均値で求める。

〈引張強伸度〉 東洋ボールドウィン社製、万能引張試験機（テンシロン
）により、把握長１０ｃｍ、巾３ｃｍの試験片を引張速
度２０ｃｍ／分で測定する。

く耐摩擦性〉 タテ２０ｃｍＸヨコ３ｃＩ１１の試験片を摩擦試験機■
型（学振型）を用いて荷重５００ｇで１００往復摩擦さ
せた後、試験片の外観変化を下記の判定基準に照らして
判定し耐摩擦性を評価する。

判定基準； Ａ級：全く毛羽立ちがない ８級：少し毛羽立ちがあるが目立たない０級：毛羽立ち
が目立つ ０級：毛羽立ちがひどく、はとんど実用に適さない 〈剪断剛性、ヒステリシス〉 カド−チック味製、引張、剪断試験機（ＫＥＳ−ＦＢＩ
）にて、巾２０ｃｍの試験片を把み間隔５　ｃｍで剪断
角２°の剪断変形を与えた際の剪断カー剪断角曲線から
、剪断角０．５°におけるヒステリシスをタテ、ヨコ２
方向について各々求め、その平均値で表わす。

実施例１ 固有粘度０．７８　（０−７００フ工ノール中３５°Ｃ
）のポリエチレンテレフタレー）　（ＰＥＴ）とジオー
ル成分として２，２ビス（４−ヒドロキシエトキシフェ
ニル）プロパンを１０ｍｏ１％含む固在粘度０．７３の
ポリエチレンテレフタレート共重合体（Ｃ。

ＰＥＴ）を用い吐出量比ＣＰＥＴ／Ｃｏ　ＰＥＴ）１／
１のサイドバイサイド型配置として孔当り１．０ｇ／ｍ
ｉｎの吐出量で溶融ポリマーを吐出し、エアサッカーに
て紡速４５００　ｍ／ｍｉｎで拘束牽引し、開繊分散後
金網ウェブコンベア上に捕集して連続フィラメントウェ
ブとした。この繊維は単糸２．３ｄ、強度２．７８／ｄ
、伸度９３％であり、湧水収縮率は２５％、清水処理後
の繊維の捲縮率は７１％、捲縮数６００／ｄンチという
潜在捲縮性を有す複合長繊維であった。このウェブを、
超音波発振ホンと直径１　ｍｍのピンポイント模様が２
Ｍピッチで彫刻されたエンボスは一ルを組合せた超音波
ボンディング装置（日光商事ＫＫ、製）を用いて部分熱
融着を行ない、目付２０ｇ／ｒ＋ｆ、厚み０．１９　ｍ
ｍの不織シートＡを得た。この不織シートＡは、第１表
に示すシート物性をもち、拡大鏡により不織シート全面
にエンボスロールのピンポイント模様に対応した繊維の
融着部分が点在している状態が確認された（第３図Ａ）
、該シートＡをショートループ熱処理機にて雰囲気温度
１２０℃、処理時間２０ｓｅｃの条件でリラックス熱処
理を施したところ、潜在捲縮の顕在化に伴いタテ方向に
１８％、ヨコ方向に３０％収縮し、目付３５ｇ／ｎ（、
厚み０．７１　ｍｍの非常に柔軟で嵩高性、伸長回復性
、形態追従性に富んだ第１表に示す物性を持った長繊維
不織シートＢが得られた。該シートＢを拡大鏡で観察す
ると、点在する繊維の熱融着部分が、コイル状の極めて
微細な捲縮を有す繊維によって連結されており、隣接す
る熱融着部の間において約１０個の捲縮が存在している
状態が確認できた（第３図Ｂ）。

比較例１ 実施例１で得られた連続フィラメントウェブを直径１胴
のピンポイント柄が２鵬ピツチで彫刻された加熱エンボ
スロールと加熱フラットロールにてＣｏＰＥＴの融点（
２３０’Ｃ）より１０°Ｃ低い温度条件で部分熱圧着を
行い、第１表に示す不織シートＣを得た。該シートＣは
第１表に示すように力学的強度、耐摩擦性には優れてい
るものの、エンボスロールでの熱圧着の際に捲縮発現能
は失われ熱収縮挙動を示さず（沸水収縮率タテ１．３％
、ヨコＯ％）本発明の目的には全く適さないものであっ
た。

比較例２ エンボスロールでの熱圧着温度条件を７０°Ｃとする以
外は比較例１と全く同じ方法により不織シー）Ｄを得た
。該シー）Ｄを実施例１と同様条件のショートループ熱
処理機でリラックス熱処理を施したところ、タテ方向に
１５％、ヨコ方向に４０％収縮し、目付３９ｇ／ｒｒｆ
の不織シートＥを得た。

該シートＥは、柔軟性、嵩高性、風合などの特徴は不織
シー）Ｂと同等であるが、繊維相互の熱圧着が不十分な
ためシート表面の耐摩擦性に乏しく繊維が毛羽立ち易く
、力学的強度も極めて低く包材用途等への適用は難しい
ものであった。

（以下余白） 実施例２〜６ 第２表に示す複合繊維の構成するポリマーの種類組合せ
を変化させた場合の実施例を数通り総括して示す。ポリ
マーの組合せ、複合形態、紡糸速度の条件以外は全て実
施例１と同一方法によって熱収縮性長繊維不織シートを
得た。さらに本シートをシゴートループ熱処理機を用い
、これも実施例１と同条件にて収縮処理を施した。その
結果を第２表に示す。なお、第２表に示すＰＥＴ、Ｃ。

ＰＥＴ、ＰＥ、Ｎ６は下記のポリマーである。

ＰＥＴ、ポリエチレンテレフタレート：固有粘度０．７
８（０−７００フエノール中３５”Ｃ）ＣｏＰＥＴ；ポ
リエチレンテレフタレート共重合体ニジオール成分とし
て２．２ビス （４−ヒドロキシエトキシフェニル）プロパンｌＱｍｏ
１％含む ＰＥ、高密度ポリエチレン；メルトインデックス２０　
（１９０’Ｃ，２１６ｋｇ）Ｎ６；ナイロン６：相対粘
度２．３　（９９％濃硫酸、　１　％）容ン夜） 〔発明の効果〕 本発明の不織シートは従来の長繊維不織シートでは得ら
れない優れた柔軟性、嵩高性、伸長回復性等を有し、こ
れらの特性と共に長繊維不織シートの本来有する高強度
、耐１性等が加味されて、包装材料、生活資材、衛生材
料等ｌ】広い用途に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の製法を実施するための不織シート製
造装置の一例を示す斜視図である。 第２図は本発明の製法を実施するための超音ボンディン
グ法を示す模式図である。 第３図Ａは本発明の熱処理前の不織シート中の繊維配列
状態を示す写真拡大模写図、第３図Ｂは本発明の不織シ
ートに熱処理を施し、潜在捲縮を顕在化させた不織シー
ト中での繊維の配列状態を示す写真拡大模写図である。 １−紡糸口金、２−エアサッカー　３−金網ネットコン
ベア、４−長繊維不織ウェブ、５−超音波発振ホーン、
６−ニンボスロ〜ル、 第２図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱収縮性の異なる繊維形成性ポリマーを、サイド
   バイサイド型、あるいは偏心鞘芯型に複合した複合繊維
   が部分熱融着された長繊維不織シートであって、シート
   中の部分熱融着部を連結する繊維は潜在捲縮性を有して
   おり、該シートの沸水収縮率がタテ、ヨコ少なくとも一
   方向に２０％以上である事を特徴とする熱収縮性長繊維
   不織シート
2. （２）シート全面に点在する繊維の部分熱融着部を連結
   する長繊維が、隣接する部分熱融着部の間において２個
   以上のコイル状捲縮を有している事を特徴とする長繊維
   不織シート
3. （３）剪断角０．５゜における剪断ヒステリシスが、１
   ｇｆ／ｃｍ以下である事を特徴とする特許請求の範囲第
   ２項記載の長繊維不織シート
4. （４）熱収縮率の異なる繊維形成性ポリマーを、サイド
   バイサイド型、あるいは偏心鞘芯型に複合した複合繊維
   からなる長繊維不織ウェブを、表面にエンボス模様を有
   するロールと超音波発振ホーンの間隙で処理し、エンボ
   ス凸部にあたる繊維を融着固定する事を特徴とする熱収
   縮性長繊維不織シートの製法