JPH02191759A - 高強力シート - 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、極細熱維を含む高強力シート状物に関する。

より詳しくは、フィルター性能、バクテリアバリアー性
、吸塵性、吸液性、断熱性に優れると同時に高強力なシ
ートに関し、特に各種フィルター、ワイパー、ラップ類
、断熱材等の用途に好適な極細繊維高強力シートに関す
る。ただし本明細書でいうシートは実質的に不織布に該
当するので、以下においては不織布で説明する。

〔従来の技術〕

極細繊維からなる不織布、特にメルトブロー法により得
られる極細繊維不織布は、フィルター性能、バクテリア
バリアー性、吸塵性、吸液性、断熱性等にぼれ、この特
長を活かし種々の用途に用いられてきている。

メルトブロー法については、インダストリアル・アンド
・エンジニアリング・ケミスｌリ−（１０ｄｕｓＬｒｉ
ａｌ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｒｉｅｅｒｉｎｇ　Ｃｈｅｓｉ
ｓｔｒｙ）　４８巻、第８号（Ｐ、　１３４２〜１３４
６）　、１９５６年に基本的な装置および方法が開示さ
れている。また、特公昭５６−３３５１１号公報および
特開昭５５−１４２７５７号公報にポリオレフィン、ポ
リエステル等の極細繊維の製造法が開示されている。

一方、極細繊維に太い短ｉｕｔを混合した不織布につい
ては以下のものが知られている。すなわち、特公昭６１
−３００６５号公報には、極細繊維とこれより径の大き
い捲縮ステ・−プルファイバーを混合した少なくとも３
０ｄ／ｇの嵩高さを有する熱絶縁体用弾性繊維質ウェブ
が開示されている。

また、特開昭５５−３０４９８号公報および特開昭５９
−１８３７２３号公報には、極ａｔ繊維と捲縮した太い
短繊維を含むワイパーが開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

極細繊維のみからなる不織布、特にメルトブロー法で得
られた極細繊維ウェブは、非常に小さなポアサイズを持
つ良質な多孔質体であるため、フィルター性能、バクテ
リアバリアー性、吸塵性、吸液性、断熱性等に優れると
いう特長があるが、反面、強力が低く用途が大きく限定
されるという問題があった。そのため、メルＩ・ブロー
ウェブ単独で使われることは極めて少なく、−ａ的には
、スパンボンド法不織布等のような高強力の不織布、ま
たは織編物等と張り合わせて用いられており、性能面、
コスト面で問題があった。

一方、前述の特公昭６１−３００６５号公報において、
太いＩを縮ステーブルファイバーを極細繊維に混合する
目的はウェブの嵩高化（高空隙率化）にあり、これによ
り断熱性を高め得たものである。また、特開昭５５−３
０４９８号公報、特りｎ昭５９−１８３７２３号公報は
いずれも太い捲縮短繊維の混合する目的が、ウェブの空
隙率向上（嵩高化）にあり、これによりワイパーとして
の特性である吸塵性、吸液性を高めることにあった。こ
のように、公知技術の短繊維混合の狙いは、嵩高化によ
る空隙率向」二にあったものである。

また、特開昭５５−３０４９８号公報の不織布の場合、
その実施例から明らかなように、極細繊維としてポリプ
ロピレン、ポリエチレン、アクリル系ポリマーを用い、
混合する極太繊維としてはポリエチレンテレフタレート
、ナイロン、ナイロン６．６といった異素材を用いてい
る。この２種の繊維どうしに相溶性がないため、熱結合
しても極細繊維と極太繊維の結合が充分ではなく、実質
的には極細繊維相互の熱結合となっている。このため極
細繊維のもつ特長がｔ貝なわれるのみならず、極太繊維
の補強効果が殆ど発現されないため強力向」二効果が不
充分であった。

また、この極細繊維相互の熱結合が主体の場合は、極細
繊維のもつ性能の低下が起こるのみならず、硬化したり
もろくなったりして特に引裂強力が低下するという問題
があった。また、特開昭５９−１．８３７２３号公報の
不織布の場合でも同様な問題が見られる。

本発明は、前述した極細繊維ウェブの特長を出来るだけ
１ｎなわずに、しかもスパンボンドのような他の高強力
不織布との張り合わせ等のような方法によらない一層タ
イブの高強力極細繊維不織布を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の［Ｊ的は、平均繊維径が０．１〜８．０−の極
細繊維と、１．５デニ一ル以上で平均繊維長３０Ｉ以」
二であり、かつ該極細繊維と相溶性をａする繊維とがラ
ンダムに混在して成るシートであって、少なくともこの
太い繊維と前記極細繊維とが部分的に熱結合している高
強力シートによって達成される。

本発明の極細繊維は、ポリプロピレン、ポリエチレン等
のポリオレフィン、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等のポリエステル、ナイロン６
、ナイロン６．６等のポリアミドおよびこれらの共重合
体、ブレンド物、ポリ塩化ビニル、アクリル系およびア
クリル系共重合体、ポリスチレン、ポリアリレーンスル
ファイド、ポリスルホン等がある。本発明においては、
極細繊維は極細繊維と混合される繊維（以下混合繊維と
いう）との熱結合力を高める目的で、熱可塑性繊維、特
に混合繊維と相溶性のある同一種の熱可塑性ポリマー繊
維である。

本発明でいう極細繊維としてはその平均繊維径が０．１
〜８．０−以下の繊維を用いるとよく、好ましくは平均
繊維径が０．５〜６．０ｐ、特に好ましくは１．０〜５
．０−の範囲の平均繊維径を有する繊維であるとよい。

なお平均繊維径が０．１趨以下の場合は柔軟であるが繊
維強力が低くなり、毛羽の脱落があり用途が制限される
ので好ましくない。−方、８．０ｐ以上では、不織布強
力は高くなるが、反面、前記した極細繊維の特長である
フィルター性能、バクテリアバリアー性、吸塵性、吸液
性、断熱性が劣るので好ましくないや 本発明の混合繊維は、極細繊維と相溶性を存する熱可塑
性繊維である。

このような混合繊維としては、ポリプロピレン、ポリエ
チレンのようなポリオレフィン、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ようなポリエス
テル１ナイロン６、ナイロン６．６のようなポリアミド
やポリアクリルニトリルなどの素材から選ばれ、これら
の共重合物、ブレンド物があげれらる。また、素材成分
の数が２種以にあってもよい。

極細繊維と混合繊維とが相溶性を有する組合せとしては
、この２種繊維が同一素材系どうしの場合であり、たと
えば、極Ｉａ繊維（Ａ）がポリオレフィンの時は混合繊
維（Ｂ）もポリオレフィン、Ａがポリエステルの時はＢ
もポリエステル、Ａがポリアミドの時はＢもポリアミド
といった組合せ等であり、これらが共重合体やブレンド
物であってもよい。特に、Ａがポリプロピレンの時はＢ
もポリプロピレン、Ａがポリエチレンテレフタレートの
時はＢもポリエチレンテレフタレート、Ａがナイロン６
の時はＢもナイロン６といった、全く同一素材の組合せ
が熱結合し易く強力の面で最も好ましい。極細繊維と混
合繊維とが相溶性を有する組合せにすることによって、
この２種の繊維間で適度の熱結合が生じ、不織布の引張
り強力、さらに特に引裂強力が大巾に向上するという効
果が生じる。

本発明の混合繊維は捲縮があっても無くてもよいが、捲
縮があった方が極細繊維不織布が嵩高となり、吸塵性、
吸液性が向上しワイパー用途として好ましい。また、Ｉ
畏縮があった方が断熱性も向上するため断熱材として用
いた場合も好ましい。

更には、圧力１Ｒ失、粉塵保持量も向−トするためフィ
ルター用途とした場合も好ましい方向である。

捲縮率は１５％以上が好ましい。

本発明において、混合繊維のデニール（繊維径）、繊維
長は不織布強力に影響し重要である。

混合繊維のデニールは１．５デニ一ル以上、好ましくは
２〜２５デニール、特に３〜２０デニールが好ましい。

１．５デニ一ル未満では引裂強力向上効果が充分ではな
い。混合繊維のデニールは大きいはど引裂強力は高まる
が、２５デニールを超えると不織布が硬く、手触り不良
となり好ましくない。

また、混合繊維の平均繊維長は３０Ｉｌｌｆ１１以上、
好ましくは３５〜１１０＋＋ｕａ、特に５０〜８０１１
１１１が好ましい。

３０ＩＷ未満では引裂強力向上効果が不充分である。

混合繊維の平均繊維長を長くするほど引裂強力が高まる
が、１１０ｍｍ以上長くしても引裂強力は殆んど高まら
ずほぼ飽和状態となる。また混合繊維の・Ｖ均繊維長が
長すぎると極細繊維に均一に分散させることが困難とな
り、場合によっては引裂強力が低下することがある。

本発明においては、混合繊維として１．５デニール以ト
であり、平均繊維長が３０聞以上を同時に満たず場合に
引裂強力が最も高まる。

混合繊維の引張り強度は高い程、不織布の引裂協力、引
張り強力が高まる。混合繊維の引張り強度は少なくとも
２ｇ／デニール、特に３〜１０ｇ／デニールが好ましい
。

本発明において引裂強力が向上する現象については必ず
しも明解ではないが、次の様に村えられる。すなわち、
不織布の引裂強力は、極細繊維より強力の高い混合繊維
の切断でほぼ決定されるが、この混合繊維の強力（（デ
ニール当りの強度）×（デニール））が大きいほど不織
布の引裂強力が高まる。更に、この混合繊維が不織糸中
に堅固に固定されており、すり抜は等が起らないことが
、混合繊維の強力を充分発揮させる１−で必要なことで
ある。本発明の不織布は、極細繊維と混合繊維とが相溶
性を有するため、この両者が充分に熱結合し、しかも混
合繊維の繊維長が比較的長いため極細繊維との熱結合に
加え混合繊維相互の熱結合も多く生じ、この結果、混合
繊維が不織布中に堅固に固定されるものと考えられる。

本発明の不織布では、混合繊維が極細繊維中に実質的に
単繊維状にランダムに混合しているのが好ましい。この
ような混合状態により、前記した極細繊維の特長を殆ど
損なわずに高強力化が達成できる。混合繊維の全繊維量
に対する混合割合（重置）は２０〜８０％、好ましくは
３０〜７０％、特に４０〜６０％が好ましい、２０％以
下であると熱結合力が低く充分な強力が得にくい０．一
方、８０％以上であると前述の極細繊維の特長が損なわ
れるので好ましくない。

また、極！［ｉｌ！ＩＩ維も単繊維状にランダムに分散
していると、前記した各種性能が高まり更に好ましい、
また、本発明の不織布は、第３の素材、繊径、形態等の
異なる繊維、粉体等が混合されてあってもよい。

本発明の不織布は、混合繊維として低融点成分を含む腹
合繊維を混合してあってもよい、複合繊維を混在させる
と相乗効果として引裂強力に加え引張り強力も高まり好
ましい。

また、メルトブロー法で得られた極細繊維は極めて小さ
な繊維径を有しているため、繊維の平均長さを推定する
ことが難しいが、３０Ｉ！１１１以上、多くの場合は１
００〜５００ｍａと推定される。

本発明の不織布の日付量は１０〜２００ｇ／ｎｆ、好ま
しくは２０〜１．５０ｇ／ポ、特に２５〜１００　ｇ　
／ボが好ましい。

本発明の極細繊維不織布を得る方法としては、メルトブ
ロー法、フラッシュ紡糸法、スーパードロー法または複
合紡糸法と通常の乾式や湿式不織布法の組合せ等特に限
定されないが、特にメルトブロー法が好ましい。

混合繊維の混合法としては、たとえばメルトブロー法、
フラッシュ紡糸法では、−たん捲縮短繊維のウェブを作
成し、これをリッケリンロール等で紡糸中の極細繊維群
中に飛走させて混合し、シート状物として得る方法、ま
たは、捲縮短繊維を−たんスライバー状としコーミング
ロール（多数の歯の付いたロール状物）で解繊、飛走さ
せて前記と同様に混合し、シート状物を得る方法がある
。

また、スーパードロー法、海島繊維法で得た極細繊維と
混合する短繊維をさらにカットして２種の繊維を混合さ
せたスラリーを作成し抄紙法でシート化する方法がある
。これらの繊維シートは−たん交絡処理を施してあって
もよい。

熱結合方法としては、熱エンボス法、熱カングー法、熱
風法、超音波結合法等があげられる。特に熱風結合法、
超音波結合法は不織布に加圧プレスすることなく熱結合
できるので、嵩高な不織布がＧ）られ、前述の極細繊維
の特長が充分に発揮されるので好ましい。熱結合温度は
熱結合が生じる湯境以上あればよく、−船釣には極細繊
維の軟化意思−Ｌあればよい。一方、極細繊維の融点以
上に高めると、極細繊維の熱結合が多く生じ好ましくな
い、したがって、本発明は、極細繊維の軟化点以上で極
細繊維の融点以下が好ましい。

本発明の不織布は種りの後処理を行うことができる。た
とえば、コロナ放電法などによりエレクトレット化する
ことによりフィルター性能、吸塵力を更に高めることも
可能である。

ｒ実施例〕 以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。

実施例及び比較例中に示される諸物性の定義と測定方法
を下記に示す。

◎平均繊維径（崗） サンプルの任意な１０箇所を電子顕微鏡で倍率２０００
倍で１０枚の写真撮影を行う。１枚の写真につき任意の
１０本の繊維の直径を測定し、これを１０枚の写真につ
いて行う。合計１００本の繊維径測定値を求め平均値を
計算する。

◎厚み（ｆｆｉｌｌ） ビーフ・ンク型厚み針を用い、１３０ｇ／ｃｄの一定荷
重で測定した。

◎引張強力（ｇ／目付） サンプルとして２０ｍ１ｌｔｌｘ　１６０ｍｍ長をとり
、万能型引張試験機（テンシロン）を用い、把持長１０
０ｍｍ、荷重容量１００ｋｇ、引張速度１００ｍ／分で
測定し値を、１ＣＩｌ中当り、単位日付（Ｉｇ／ｎｆ）
当りに換算した。

◎引裂強力（ｇ／目付） サンプルとして６〇−中×６５■長さをとり、サンプル
をサンプル台に止め、ナイフで切れ込みを入れる。エレ
メンドルフ引裂試験機を用い最大振度を読みとる。この
値を単位目付（１ｇ／ｒｙｆ）当りに換算した。

◎捕集効率（％）、圧力損失（ｔａ　Ｈｔ　Ｏ）リオン
に、　　Ｋ社製のパーティクルカウンター（型式にＣ−
０１Ｂ）を用い、大気吸引法で０．３μｍ以上の粉塵を
吸引空気量０．５１／分の条件で測定した。

■　捕集効率 サンプル有と無（ブランク）の粒子数をバーチイルカウ
ンターで読みとり、下記の式で計算する。

■　圧力）置火 サンプル前後の差圧を徴差圧針で読む。

◎ワイピング性能（吸油性） ダストとして、灯油を用いて、アクリル板上に各々を散
布し、実際に拭取った場合の拭取り残渣の大小で評価し
た。

◎捲縮率（％） 繊維の未捲縮長と捲縮長との差を捲縮長で割り１００倍
した値である。

◎混合率（％） 混合された繊維重量を全不滅布重量で割り１００倍した
値である。

ポリプロピレンをメルトブロー法により紡糸して平均繊
維径１．７μの極細繊維群とした。この繊維の融点はＤ
ＳＣで測定したところ１５８°Ｃであった。一方混合繊
維として６デニール、長さ６４１１１ＩＩ、引張り強度
３．５ｇ／デニール、捲縮率４０％のポリプロピレン繊
維を用いこの繊維をスライバー状とし、このスライバー
の多数本をコーミングロールで解繊しながら短繊維を飛
走させ、先の掘細繊維群中に混合させた。下方に設けた
移動するネット面上でこの混合された繊維群を捕集して
２０ｃｍ１１のウェブを得た。このウェブは、捲縮短繊
維の固まりがなく、実質的に単繊維状に分散されており
ランダムで均一なものであった。捲縮短繊維の混合率は
５０％であった。

このウェブを斜め（４５°）ごばん目状の模様の付いた
巾３０ｃｍの熱エンボスロールを通過させて熱結合させ
た。この時の熱ロールの温度は１３０゛Ｃ、プレス圧は
１０ｋｇ／ｃｄＧ、処理スピードは６ｍ／分であった。

この不織布の仕置、物性を表１に示した。比較として、
）在線短繊維を混合しない極細繊維のみの熱結合不織布
（比較品ｌ）、及び、混合させる１在縮短繊維としてポ
リエチレンテレフタレート繊維を用いた以外は実施例１
に記載した方法と全く同様にして得た不織布（比較品２
）の値も表１に併せ示した。

表　　１ この表から明らかなように、本発明品は強力（特に引裂
強力）が著しく向トし、単独使用が可能であった。しか
も吸油性にも優れたものであることが判った。

実施■又 実施例１と同様にしてポリプロピレンをメルトブローし
極細繊維群を用意し、一方混合するポリプロピレン短繊
維のデニール、繊維長を種々変化させて実施例１と同様
にしてランダムで均一に混繊させた目付５０ｇ／ｒｄの
ウェブを得た。ポリプロピレン短繊維の引張り強度は３
〜６ｇ／デニルであった。捲縮短繊維の混合率は５０％
であった。

このウェブを幅３０ｃｍの熱プレス機（金属／ゴムロー
ル）を用い、金属ロールのｉ度を１４０　’Ｃ、プレス
圧力を１０ｋｇ／ｃｄＧ、処理スピードを６ｍ／分にし
て全面熱接着を行った。

この不織布の物性を表２に示した。

表２ 裂強力が高まることが判る。

尚、実験ｋ１４は強力は優れているが、不織布がやや硬
く、また手触りも若干劣るものであった。

１旅Ｍユ 実施例１において、混合短繊維の混合率を種々変化させ
て、他は全く同様にして混繊不織布を得た。この結果を
表３に示す。

表３ この表２から明らかなように、混合短繊維が１．５デニ
一ル以上、繊維長は３８ｍｍ以上で特に引この表３から
混合短繊維の混合率は２０〜８０％が、不織布の強力と
フィルター性能の両面から好ましいことが判る。

実施１１千− ポリエチレンテレフタレートをメルトブロー法により紡
糸して平均繊維径２．５μ晩の極細繊維群とした。この
繊維の融点は２５８°Ｃであった。一方混合繊維として
、８デニール、長さ３０ｍｍ、捲縮率（１０％のポリエ
チレンテレフタレト繊維をカード法で１．５ｍ中のシー
［とし、このシートをリッケ」ン！：ｌ−ルで解繊、飛
走させて飛走極ｍ繊維群中に均一・に混合し、移動する
ネット面、トでこの繊維群を捕集し１．５ｍ中のランダ
ムに混繊したウェブを得た。捲縮短繊維の混合率は７０
％であった。

ごのつニブを不連続な丸状模様をもつ熱エンボスロール
を用い、ｉｔｏ”ｃで熱接着させた。

得られた不織布の［１付は１．００　ｇ　／　ｘｄ　、
厚みは０．６５ａｍ、引張強力１２．７ｇ／目付、引裂
強力は２０．４８　／　ｏｆであり、フィルター性能に
も優れたものであった。

実＝旋桝五 ポリエチレンテレフタレートをメルトブローして平均繊
維径０．９ｎの極細繊維群（融点２５８°Ｃ）とした、
６デニール、長さ７５閤の捲縮したポリエチレンテレフ
タレート繊維を実施例１と同様にして均一に混繊させた
。混合率は３０％であった。

このウェブを１４．０“Ｃの熱風を用いて熱結合した。

得られた不織布は目付８０ｇ／ｄ、厚み１．１　ｙａ、
引張強力１０．８　ｇ　／目付、引裂強力１３．７　ｇ
　／　［Ｊ付であり、フィルター性能、断熱性にも優れ
たものであった。

［発明の効果］ 本発明の不織布は前述のように構成されているので、極
細繊維不織布の有する（Ｉれた特製であるフィルター性
能、バクテリアバリアー性、吸塵性、吸液性、断熱性を
殆ど１員なうことなく、しかも強力特に引裂強力が著し
く向上しているため、他の高強力シート物の張り合わせ
等の補強を行わずに単独で使用することが可能となる。

このため、各種フィルター、ワイパー、ラップ類、断熱
材のみならず、屋根材、壁材等の土木材、サージカルガ
ウン、シート類、おしめ、ナプキン類のメディカル材や
衛生材等として広く使用可能となった。

しかも、他のシート状物等の張り合わせが不要であり工
程的にも有利であるため、コスト的にも優れたものであ
り、したがってこの発明の工業的意義は大きいものであ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　平均繊維径が０．１〜８．０μｍの極細繊維と、１．
   ５デニール以上で平均繊維長３０ｍｍ以上であり、かつ
   該極細繊維と相溶性を有する繊維とがランダムに混在し
   て成るシートであって、少なくともこの太い繊維と前記
   極細繊維とが部分的に熱結合している高強力シート。