JPH0319952A - ポリウレタン弾性繊維不織布 - 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） 本発明は柔軟性，伸縮性および通気性に優れたポリウレ
タン弾性体繊維不織布に関するものである。

（従来の技術および発明が解決しようとする問題点） 従来、各種多様な不織布が提案され多くの分野で使用さ
れているが、これらの不織布は、その殆どが非弾性のボ
リアミド，ポリエステル，ポリオレフインなどの重合体
から構成された不織布であり、ポリウレタン弾性体のよ
うな高い弾性を有する繊維からなる不織布は実用化され
ていない。

ポリウレタン弾性繊維からなる不織布についてはこれま
でにもいくつかの提案がなされている。

たとえば特公昭４３−２６５７８号公報にはポリウレタ
ン弾性繊維の短繊維からなるウエツブをアルデヒド処理
することが述べられている。しかしながら得られた不織
布は繊維間の接合が強固でなく、変形時のパーマネント
セットが大きく、しかもアルデヒドを含有する上に処理
も煩雑となる。

また特公昭４３−２６５９２号公報にはポリウレタン弾
性繊維の短繊維からなるウエツブを加熱加圧処理するこ
とが提案されている。しかしながらこの方法により得ら
れたものは繊維間の結合が強固でなく、これを強固にす
ると表層でフィルム化が起き固い風合のものとなる。し
かも不織布を作ってから加圧加熱するため操作も煩雑と
なり、均一固着も困難となる。更に特開昭５２−８１１
７７号公報には、ポリウレタン弾性体の乾式紡糸におい
て溶媒を含んだ状態でウェップとした後溶媒を除去する
方法が記載されているが、乾式紡糸のため繊維同志が膠
着するため開繊された繊維が得がたく、これより作られ
た不織布は粗剛なものとなる。しかも乾式紡糸のため装
置及び操作は煩雑となる。

特開昭５４−１４７２７４号公報には、メルトブ口一法
において微細な液滴を吹付けたのち補集することによっ
て風合が良好でピンホールのない不織布を製造する方法
が開示されており、実施例４にポリウレタン不織布が例
示されている。この方法によって、ビンホール（　０．
　３　ｍ　ｍφ以上のポリマー塊）の無い不織布を製造
することが可能となったが、液滴の吹付けによる高速気
体流の乱れと液滴との接触による繊維の冷却斑のためか
、繊維どうしが融着して束状になったり、細化されない
極太の繊維が多く混入するという問題点が残り、尚風合
と柔軟性に劣る不織布しか得られない。

本発明者等は、かかる従来の欠陥を排除すべく研究の結
果、本発明を完成した。本発明の目的は柔軟性，伸縮性
および通気性を有するポリウレタン弾性繊維不織布を提
供することにある。他の目的は、不織布構成繊維の繊度
や断面形状並びに繊維密度を適宜変更することにより、
用途目的に応じた性能を有し、非弾性不織布や編織物等
の布帛あるいはその他の成型品との組合わせによって多
様な製品とすることのできる弾性不織布を提供すること
にある。更に他の目的は柔軟性，伸縮性および通気性に
優れたポリウレタン弾性繊維不織布を工業的容易に製造
する方法を提供するにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、溶融紡糸されたポリウレタン弾性フィラメン
トが実質的に集束されず積層され、前記積層されたフィ
ラメントの接触点が該フィラメント自体により接合され
てなり、且つ剛軟度（ｙ）が一般式 ０．　２　ｘ　＋１　０≦ｙ　＜　０．　２　Ｘ　＋　
２　０（ｙは剛軟度（ｍｍ）、Ｘは目付（ｇ／ｍ”）を
表す）で表わされる範囲で、目付１００ｇ／ｍ”当りの
破断強度が０．　４　ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍ以上であるポ
リウレタン弾性繊維不織布である。

本発明の不織布を構成するポリウレタン弾性体としては
、公知の溶融紡糸可能な熱可塑性ポリウレタン弾性体が
適用される。このようなポリウレタン弾性体は、通常分
子量５００〜６０００の低融点ボリオール（たとえばジ
ヒドロキシポリエーテル，ジヒドロキシポリエステル，
ジヒドロキシボリカーボネート，ジヒドロキシポリエス
テルアミド等）と、分子量５００以下の有機ジイソシア
ネート（たとえばｐ，ｐ’−ジフエニルメタンジイソシ
アネート．トリレンジイソシアネート，イソホロンジイ
ソシアネート，水素化ジフエニルメタンジイソシアネー
ト．キシリレンジイソシアネ−ト．２．６−ジイソシア
ネートメチルカブロエート，ヘキサメチレンジイソシア
ネート等）と、分子量５００以下の鎖伸長剤（たとえば
グリコール，アミノアルコール或はトリオール）との反
応により得られるボリマーである。これらのボリマーの
うち、特に良好なものはボリ才一ルとしてポリテトラメ
チレングリコール、またはボリε一カブロラクトン或は
ポリブチレンアジペートを用いたポリウレタンである。

ボリオールとしてポリエチレングリコールを用いると親
水性が向上するため特殊の用途に用いられる。また有機
ジイソシアネートとしてはｐ．ｐ’−ジフエニルメタン
ジイソシアネートが好適である。また鎖伸長剤としては
、ｐ＋　　ｐ／−ビスヒドロキシェトキシベンゼンおよ
び１．４−ブタンジオールが好適である。

ポリウレタン弾性体は、上記の如くボリオールと有機ジ
イソシアネートと鎖伸長剤とから合成されるものである
が、本発明に於て好適に使用されるのはポリオール成分
が全体の６５重量％以上であり、特に好ましいのは６８
重量％以上である。

ボリオール戒分の含有量が少ない場合は得られる不織布
の伸度および伸長回復性が低いものとなる。

これらのポリウレタン弾性体が可塑剤顔料，安定剤等を
含有することは差支えない。

本発明の不織布は、構威するポリウレタン弾性体フィラ
メントが実質的に糸条の全長に亘って接合することなく
開繊して積層されたものである。

モノフィラメントが開繊されずに集束された状態で接合
されていると、不織布の柔軟性が著るしく損われる。ま
たこのモノフィラメントの直径は通常平均３０ミクロン
以下、好ましくは平均２５ミクロン以下、特に好ましい
のは２０ミクロン以下である。モノフィラメントの直径
はバラツキがあることが考えられるが、最大の場合でも
５０ミクロン以下が望ましい。モノフィラメントの繊径
が大きくなると不織布が粗剛になる。

本発明の不織布を構成するポリウレタン弾性繊維の断面
形状は、円形，異形，中空等の各種形状をとり得るか、
不織布としての後加工性，シート形成性及び伸縮性の面
から円形断面のものが好ましい。

本発明の不織布はポリウレタン弾性体フィラメントが積
層され、この積層体を構成する繊維相互の接触点が繊維
自体により接合されたものである。

このような接合状態はポリウレタン弾性繊維相互を熱に
より融着させることにより達成できる。溶媒を用いる方
法、或は他の接着剤を用いる方法は、不織布の通気性，
柔軟性を減少するため好ましくない。しかしながら、こ
れらの特性を損わない範囲で接着剤を併用することは差
支えない。

本発明の不織布の重要な特長の一つは、不織布の破断強
度．伸度が極めて大きく、弾性的性能が優れていること
である。これは不織布を構或するポリウレタン弾性繊維
の性能そのまま反映しているためであり、従来公知の非
弾性重合体からなる不織布やポリエステルエーテル弾性
体などの弾性的性能の劣る重合体からなる不織布では得
られない性能である。本発明の不織布は破断伸度が通常
３００％以上、好ましくは５００％以上である。

破断強度は、不織布の厚さにより異なるものであるが、
通常目付１００ｇ／ｍ”当り０．４ｋｇ／ｃｍ以上、好
ましくは０．６　ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍ以上である。

またｌ（１０％伸長時の回復率は通常８５％以上、好ま
しくは９０％以上である。不織布の強度．伸度および伸
長回復率は、不織布を構成する繊維相互の接触点の接着
強度によって変動するものであるが、本発明の不織布が
、上記の強度，伸度および伸長回復率を示すことは接触
点の接合が充分に行われていることを示すものである。

本発明の不織布の最大の特長は極めて柔軟性が大きいこ
とである。不織布の剛軟度（ＪＩＳ　　Ｌ−１０９６の
４５度カンチレバー法）は、該不織布の目付が大きくな
ると増加するものであるが、本発明の不織布は目付をｘ
（ｇ／ｍ２）、剛軟度をｙ　（ｍｍ）としたとき ０．　２　ｘ　＋　１　０≦ｙ　＜　０．　２　ｘ　＋
　２　０の範囲のものである。この特長はポリウレタン
弾性体の物性と上述の如き本発明の不織布の構造と構成
繊維の直径が小さいことと相俟って得られるものであり
、従来公知の湿式法或いは乾式法によるポリウレタン弾
性繊維のウエツブでは達成することが出来なかったもの
である。

次に、本発明の不織布の製造方法について説明する。

前記の熱可塑性ポリウレタン弾性体を溶融したとえば特
公昭４１−７８８３号公報に記載された紡糸装置を用い
紡糸口金から吐出し、たとえばノズルの両側から噴出す
る加熱気体流（加熱温度はボリマー温度より低いポリウ
レタンの融点程度が好ましい）によりフィラメントを細
化せしめる。

細化されたフィラメントは実質的に集束されることなく
、たとえば移動するコンベアネット等の捕集装置上で気
体流と分離され、該ネット上に積層される。積層された
フィラメントは自己の有する熱により積層された状態で
フィラメントの接触点が該フィラメント自体により接合
される。捕集装置上に積層後冷却固化する前又は後にロ
ーラー等を用い加熱加圧して接合せしめてもよい。フィ
ラメント相互間の接触点の接合を強固にするためには紡
糸口金から捕集装置上に積層する位置までの間隔は余り
長くない方がよく、たかだかｌｍ，好ましくは５０ｃｍ
以下である。口金と捕集装置の間に気体流の誘導通路を
設けることも出来るが、なくても差支えない。

本発明の不織布はポリマーとして前記の熱可塑性ポリウ
レタン弾性体を用いるものであるが、更に好適には、溶
融したポリウレタン弾性体にポリイソシアネート化合物
を添加し、混練した後紡糸ノズルから吐出すればよい。

（発明の効果） 本発明のポリウレタン弾性繊維からなる不織布は、その
すぐれた弾性．柔軟性，通気性を活かし単独で各種の用
途に使用されるが、他の素材と組合わせることにより更
に多様な製品とすることもできる。このような素材とし
ては非弾性重合体、たとえばポリエステル，ナイロン，
ポリオレフィン，アクリルなどの合繊或はセルロース，
羊毛などの天然繊維からなる編織物，網地，不織布，ウ
エツブなどを挙げることが出来る。また、ポリウレタン
等のフィルム，発泡シート等も用いられる。

このような製品，用途としては、伸縮性を要求されるス
ポーツウエア，ファンデーション等の各種衣料の素材と
して又、その芯地，中綿，補強剤，ストレッチテーブ，
バンド等がある。また各種形状へのフィット性，クッシ
ョン性，戒型性を有するためパッキン類．クッション材
，充填物，成型材料として有用である。またポリウレタ
ン弾性体特有の摩擦係数，耐摩耗性を活かした用途とし
ては靴の内張材料などの各種の滑り止めがある。

（実施例） 以下実施例により本発明を説明する。

なお各種の物性値の測定は以下の方法で行なった。

破断強度および伸度：巾２ｃｍの試料をＪＩＳｌ０９６
に準じ、つかみ間隔を５ｃｍ，引張速度１０ｃｍ／ｍｉ
ｎとして伸長し、破断時のｌｃｍ巾当りの強度と伸度を
測定する。

１００％伸長回復率：巾２ｃｍの試料をつかみ間隔５ｃ
ｍ引張速度１０ｃｍ／ｍｉｎとして１００％伸長し、直
ちに同じ速度で原長まで回復させる。記録した荷重一伸
長曲線から残留伸び率ｌ　（％）を求め次式により１０
０％伸長回復率を算出する。

剛軟度：ＪＩＳ　　Ｌ−１０９６の４５°カンチレバー
法によった。

通気性：ＪＩＳ　　Ｌ−１０９６のフラジール形試験機
を用いた。

実施例ｌ 脱水した水酸基価１０２のポリテトラメチレングリコー
ル５５４８部（以下部はすべて重量部を意味する。）と
１，４−ビス（β−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン４９
９部とをジャケット付の二−ダーに仕込み、撹拌しなが
ら充分に溶解した後、８５゜Ｃの温度に保ち、これにｐ
．ｐ’−ジフエニルメタンジイソシアネート１９５３部
を加えて反応させた。撹拌を続けると約３０分で粉末状
のポリウレタンが得られ、これを押出機によりペレット
状に成形しジメチルホルムアミド中２５℃で測定した濃
度１ｇ／１００ｃｃの相対粘度が２．５０のポリウレタ
ン弾性体を得た。

このようにして得たポリウレタン弾性体のベレットを原
料とし、１列に配列した直径０．　８　ｍ　ｍのノズル
の両側に加熱気体の噴射用スリットを有する溶融ブロー
紡糸装置を用い溶融温度２４５゜Ｃ，ノズル当り毎分０
．５ｇの割合でボリマーを吐出し、２００″Ｃに加熱し
た空気を３−　５　ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍ　”の圧力でス
リットから噴射して細化した。細化したフィラメントを
ノズル下方２５ｃｍに設置した３ｏメッシュの金網から
なるコンベア上で捕集し、ローラーではさんで引取り不
織布を得た。この不織布はポリウレタン弾性繊維のモノ
フィラメントが開繊されて積層しており、フィラメント
間の交絡点は互に融着により接合されていた。この不織
布の物性値は次のごとくであった。

目付　　　　　　　　　　　　　１８０ｇ／ｍ”破断強
度　　　　　　　　　　　１−　Ｏ　ｋ　ｇ　／　ｃ　
ｍ破断伸度　　　　　　　　　　６８５％１００％伸長
回復率　　　　　　９２％剛軟度　　　　　　　　　　
　　５４ｍｍフィラメント直径　　　　　　　２０ミク
ロン通気性　　　　　　　　　　　１　７　３　ｃｍ’
／ｃｍ”／ｓｅｅこの不織布は、柔軟で伸縮性および通
気性が大きいため伸縮性の布帛と組合わせてスポーツ衣
料．ファンデーション用途に有効であった。

実施例２ 実施例ｌの方法で、ボリマーの吐出量と引取速度を変更
して各種の目付のポリウレタン弾性繊維不織布を製造し
た。フィラメントの直径はいずれも２０〜３０ミクロン
の間であった。各々の不織剛軟度は目付が大きくなると
増大するが、いずれも式（Ｉ）を満す値であった。コン
ベアネットに捕集後直ちに１３０゜Ｃの熱ロールで加圧
すると、更に剛軟度の値は更に低くなった。

比較例１ 比較のため市販のポリウレタン繊維（４０デニール４フ
ィラメント）を８ｍｍに切断し、抄紙機により目付１２
０ｇ／ｍ’のウエツブを作り、１５０゜Ｃで５分間加熱
加圧処理したものの剛軟度は７６であった。また加熱空
気の噴出圧を低くすることによりフィラメントの直径を
５０ミクロンにした目付１２０ｇ／ｍ”のウｊ−ツブを
１５０゜Ｃで加熱，加圧したシートの剛軟度は６５であ
った。

【図面の簡単な説明】

第１図は目付（Ｘ）と剛軟度（ｙ）の関係を示す説明図
である。 目付 （９／ｒｒｌ２）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 溶融紡糸されたポリウレタン弾性フィラメントが実質的
   に集束されずに積層され、前記積層されたフィラメント
   の接触点が該フィラメント自体により接合されてなり、
   且つ剛軟度（ｙ）が一般式（ I ） ０．２ｘ＋１０≦ｙ＜０．２ｘ＋２０（ I ）〔ｙは剛
   軟度（ｍｍ）、ｘは目付（ｇ／ｍ＾２）を表す〕 で表わされる範囲で、目付１００ｇ／ｍ＾２当りの破断
   強度が０．４ｋｇ／ｃｍ以上であるポリウレタン弾性繊
   維不織布。