JPH09170152A - 不織布の製造方法、該方法により製造される不織布並びに不織布の製造装置 - Google Patents

不織布の製造方法、該方法により製造される不織布並びに不織布の製造装置

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JPH09170152A JP7289198A JP28919895A JPH09170152A JP H09170152 A JPH09170152 A JP H09170152A JP 7289198 A JP7289198 A JP 7289198A JP 28919895 A JP28919895 A JP 28919895A JP H09170152 A JPH09170152 A JP H09170152A
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ギポーイ フィリップ
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリマーを使用して不織布を製造するプロセ
スを提供する。 【解決手段】 ポリマーを使用して不織布を製造するプ
ロセスは、ポリマーの紡糸手段、ベルト上で繊維を冷
却、延伸、配置する手段と、繊維で不織布(15)を作
るためにカレンダリングによって繊維を結合する手段を
含み、さらに不織布を構成する繊維中の結晶数及び内部
張力を設定/調整する手段(13、14)を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリラクチドをベ
ースとする不織布の製造プロセスに関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】乳酸の
ような生物分解性の化合物を使用する不織布は今のとこ
ろ安定性や機械的性質の制御が難しいので、多くの不織
布は、非生物分解性のポリマーの繊維を使用する溶融紡
糸(SB)と称する製造プロセスによって製造されてい
る。また今日、世界中で、固形廃棄物の破棄用地が急速
に飽和状態に陥っている。この種の廃棄物には、赤ん坊
や大人用のおむつから女性の衛生用品(生理用ナプキ
ン)、使い捨ての保護服、農業や多くの他製品に使用さ
れている不織製品までの多量の不織布製品が含まれてい
る。
【0003】最近、破棄用地への廃棄過程で堆肥になる
もの選別することによって、廃棄物の量を減少させよう
とする動向がある。しかしながら、上述の不織製品の全
ては、ポリオレフィン、PE(ポリエチレン)、PP
(ポリプロピレン)とそれらの配合物、あるいは堆肥に
なりえない他のポリマーから製造されたものである。こ
れについての解決策としては、生物分解性のポリマーを
生産、使用して、それらの分解を市当局が固形廃棄物堆
肥化システムで行うことである。
【0004】幾つかの生物分解性ポリマーが、市場に存
在している。例えば、酪酸エステル/吉草酸エステルの
水酸基ポリマー(PHB/V)ベースの共重合体(Ze
necaBioProducts:BIOPOL)、ポ
リカプロラクトン(PCL)(Union=Carbi
de:TONE、Interox=Chemical
s:CAPA)、澱粉または澱粉の誘導体ベースのポリ
マー(Warner=Lambert:NOVON)、
ポリグリコリック酸(PGA)ベースのポリマー、ポリ
ラクチド(PLA)に基づくポリマー(Boehrin
ger=Ingelheim:RESOMER)及びそ
の他の生物分解性ポリエステルがある。1993年4月
19日出願の欧州特許93303009.9号(出願
人:昭和電工株式会社)は、使い捨てのおむつ(不織布
部分)の材料として使用し得る生物分解性の脂肪酸ポリ
エステルに関する。
【0005】ポリラクチド(PLA)やその誘導体(L
型、D型または共重合体)は、最も分解可能性のあるポ
リマーである。何故ならば優れた機械的特性を有しなが
ら完全に分解できるからである。分解できる生成物は自
然物質であり、分解時間は様々である。原料は砂糖大根
糖や乳漿などのように再生可能な資源あり、何の問題も
なく焼却され得る。それは、フィルムの形態(1992
年5月12日、三井東圧化学出願の欧州特許92304
269.1号)もしくは繊維質の生成物の形態で押し出
しできるし、注入成形もできる。熱安定剤の付加によっ
てリサイクルを可能とし、結局、溶解及び押し出しを可
能にする。その結果、FIBERWEB=SODOCA
社の1983年8月2日の仏国特許9309649号及
び欧州特許944700/86号と、三井東圧化学株式
会社の1993年6月4日出願の日本国特許13442
5号で述べられているように、衛生用途を目的とした不
織布の生産に適する。
【0006】ポリラクチドから誘導したポリマーの特性
は、ポリマーのタイプ(L型かD型)や、モノマー(ラ
クチド)の残留量に依存して、D型、L型の共重合体の
場合ではL型ユニット対するD型ユニットの比率に依存
して変化する。不織布を製造するために最もよく使用さ
れるプロセス(以下SBという)は、「溶融紡糸」と呼
ばれるプロセスである。このプロセスでは、ポリマーを
溶解して単条あるいは2条の押出し機によって押し出
し、紡糸用ポンプ(通常はギアポンプ)に運ぶ。しばし
ば、フィルターと固定ミキサーをポンプの前段に配置す
る。そのポンプを離れるとき、溶解したポリマーの流れ
をフィルタを通して紡糸口金に運ぶ。通常口金は、数千
個の小さな穴(直径0.2〜2.0mm)を有する。ポ
リマーを紡糸口金を通して紡ぎ、冷却部及び延伸部に運
ぶ。冷却は、冷気の強制的循環によって行い、延伸は、
空気の吸入あるいは延伸部を通じた強制通風によって行
う。
【0007】延伸部は、広幅のスリットまたは複数個の
小さいスリットあるいはノズルから構成する。延伸部で
は、繊維の直径を減少させて、配向性を持たせた構造と
する。延伸比率は、概ね1.1〜20倍である。SBプ
ロセスでは、繊維の線密度は、0.5〜20dtexの
オーダーである。紡糸部の次には、繊維をランダムにベ
ルト上に置く積層部が続く。ベルトは、カレンダーへ繊
維を運ぶ。1平方メートル当たりの重量は、ベルトの速
度を変化させることによって調整できる。
【0008】図1は、主に以下の要素から構成される周
知のSBプロセス(例えばS−Texプロセス)を実行
するための装置を示す。図中1はホッパー、2は押出し
機、2’はねじ、3’は紡糸口金、4はベルト、5は結
合カレンダー、6はウェブをガイドし、巻取張力を調整
する手段、7は巻取り手段、9は繊維を冷却する装置、
11は延伸ノズルで、11’は吸引延伸部である。
【0009】SBプロセスにおける紡糸は、極めて配向
性を持たせた構造(速度の高い延伸と急速な冷却)を有
するPLAの繊維を生じさせる。これは非晶相がよく規
制されて、高い内部張力を有し、Tg(ガラス転移温
度)(Ahamad=Y.A.Khan等、「不織布で
のポリ(ラクチド)樹脂に関する融解処理」、TAND
EC、テネシー大学)より高い温度を使用するときは繊
維が縮む傾向を有しているということを意味している。
結晶数と非晶相の状態が、不織布の特性にかなりの影響
を及ぼす。もし結晶数があまりに高レベルならば、不織
布は脆くなり、もし非晶相が内部張力(高レベルの配向
性)以下ならば、不織布は高温で縮むことになる。
【0010】従来の結合プロセス(例えば、滑らかにす
るためのロール機械と加熱エッチングのためのロール機
械のカレンダリングは外部からの圧力調整が必要なの
で、結合表面域は7%から25%までである)は、縮み
のために70℃から100℃の間の温度では実行できな
いし、低い温度では結合が最適に実行できないという問
題点がある。また、満足し得る結合が低い温度でなし得
るならば、製品の安定性に問題があることが分かる。非
常に湿気が多い環境下においては、不織布は40℃以下
の温度で縮む。
【0011】PLAは70℃から100℃の間の温度に
おいて粘着傾向を有する。PLAの粘着性が縮みと同時
に起こったときには、カレンダリングロール機上に置か
れたPLAを取り除くことは難しい。高温(>100
℃)でのカレンダリングは結晶数をかなり増大させ(非
常に遅い冷却)、伸びが低くなる。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の主な目的は、ポ
リオレフィンをベースとする従来の不織布と全く同一の
特性を有し、生物分解できるポリラクチドをベースとす
る不織布を紡糸結合(SB)で製造するためのプロセス
を提供することである。特に、本発明によるプロセス
は、ポリラクチドをベースとする不織布の機械的特性を
改良して、高温が原因で起こる縮みを防ぐために、機械
的特性を安定させることを目的とする。
【0013】この目的のため、本発明によるプロセス
は、PLAをベースとする不織布を構成している繊維の
結晶数と内部張力の程度を設定または調整することを可
能にする。
【0014】本発明によるプロセスは、専らポリラクチ
ドからなる、即ち繊維がすべて乳酸から誘導されるポリ
マー乳酸誘導されるポリマーの配合体あるいは乳酸から
誘導される共重合体からなる不織布の溶融紡糸を用いた
製造に適用する。ポリマーは、L型またはD型の乳酸か
ら誘導したものであることが好ましい。ポリマーの配合
は、L型酸から誘導するポリマーとD型酸から誘導する
ポリマーの配合であることが好ましい。不織布の糸状体
は、L型乳酸とD型乳酸(共重合体)から誘導すること
が好ましい。
【0015】特に、本発明によるプロセスは、不織布を
構成する繊維の結晶数と内部張力の程度を設定または調
整する処理を含む。設定/調整処理は、カレンダリング
の後で2軸設定からなり、カレンダリング後に低温加熱
と続いて冷却を行う。従って、例えばオーブンあるいは
赤外線の照射のような適切な手段によって目的とする加
熱を行うことが可能である。また、前記の設定/調整処
理は、高温でのカレンダリング直後に急速な冷却を行う
ことによっても実行できる。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明によるプロセスの新規な点
は、PLAベースの不織布を構成する繊維の結晶数と内
部張力の程度を設定または調整するための処理を少なく
とも1つ含むことである。この設定/調整の工程は、
(必ずしも限定されるものではないが)以下の2つ方法
で実行する。 (1)カレンダー16におけるカレンダリングと低温で
の設定12(図2参照)の後に、結合処理されたウェブ
15(2軸方向の張力を有する)を加熱手段13で調節
した温度にさらし、その後冷却手段14で冷却する。低
温(70℃)及び適当な高圧力でカレンダリングを行え
ば、結合は満足できるものを得られるが、伸びと強度の
レベルは低く、高めの温度にさらされるとそれ以後、ウ
ェブは縮む傾向を呈する。この傾向を除去し、機械的特
性を改良するために、ウェブをカレンダリングの後に2
軸性に設定し、80〜150℃に調整した温度で10〜
60秒間オーブンで加熱するか、または数秒間(0.5
〜10秒)にわたり80〜150℃間に調整した温度で
赤外線発生機によって加熱する。これらの処理は、一連
にあるいは処理後に実施する。一つあるいは複数の加熱
手段13による温度調節は、内部張力を緩ませて、結晶
数を増加させる。その結果、より高い伸びとより高い強
度が発現するのでウェブは縮まなくなる。加熱時間と温
度は、高温で生じるウェブの脆さを防ぐために正確に選
定しなければならない。 (2)ウェブ17はカレンダー18でカレンダリング中
の高温で結合させ、そしてすぐに冷却手段19で急速に
冷やす。
【0017】カレンダーに粘着しないことと織物が高温
で安定した特性を有するという優れた機械的特性は、非
常に高いカレンダリング温度(100〜150℃)を使
用し、そしてカレンダリングの後、すぐにウェブに空気
を当てて冷却することによって得られる。この処理が、
満足できる結合と高過ぎない結晶数の程度を作り出す。
ウェブは伸びがあり、満足できる強度を有し、高温にお
いても安定している。理想的な温度は、1平方メートル
当たりの重量、ポリマーの種類、ライン速度及び必要と
される特性に依存する。この方法を使用することで、一
般の値と比較して、伸びは10倍、強度は2倍高いとい
う値が得られる。
【0018】
【実施例】以下本発明の実施例を説明する。なお以下の
実施例で用いられた不織布は、以下の条件下で製造し
た。 プロセス:S−Tex 原材料:PLLA 平均分子重量:130,000−140,000 多分散性:1.9 融解温度:160〜165℃ 押出し温度:190〜210℃ 紡糸のための冷却空気:0.3〜1.0m/s、10〜
20℃ 延伸:30〜90mm/Ce ベルト速度:15〜30m/s カレンダー温度:50〜70℃(ウェブが縮まない範囲
でできるだけ高くする)
【0019】
【実施例1】 不織布 初期値 1平方メートル当たりの重量:25g/m2 デニール:2.5dtex 機械的強度:20N/5cm 機械的伸び:5% 熱処理 方法:2軸的設定と加熱オーブン 温度:100℃ 時間:2分 特性改善(%) 機械的強度:100% 機械的伸び:1000%(10倍) 非固定での100℃における縮み:無
【0020】
【実施例2】 不織布 初期値 1平方メートル当たりの重量:65g/m2 デニール:2.5dtex 機械的強度:80N/5cm 機械的伸び:26% 熱処理 方法:2軸的設定と加熱オーブン 温度:100℃ 時間:2分 特性改善(%) 機械的強度:20% 機械的伸び:400% 非固定での100℃における縮み:無
【0021】
【実施例3】 不織布 初期値 1平方メートル当たりの重量:26g/m2 デニール:1.8dtex 機械的強度:27N/5cm 機械的伸び:10% 熱処理 方法:2軸的設定及びS−Texラインでの赤外線ヒー
ターでの加熱 温度:120℃(最大の出力9kW) 時間:2秒 特性改善(%) 機械的強度:40% 機械的伸び:400%(4倍) 非固定での100℃における縮み:4〜6%
【0022】
【実施例4】この実施例では、カレンダリング温度が1
20〜150℃と高温という以外は同じプロセスパラメ
ーターを使用し、カレンダリングの直後にウェブの温度
を20〜60℃に低下させる冷却を行い、このカレンダ
リング後の効率的な冷却によってウェブが縮むことを防
いでいる。 不織布 初期値 1平方メートル当たりの重量:60g/m2 デニール:2.5dtex 機械的強度:65N/5cm 機械的伸び:30% 熱処理 方法:ホットカレンダリングと15〜30℃の温度の空
気の吹きつけることでの即時の冷却 温度:120〜150℃ カレンダリングが実施例1から3に記述された温度で実
行される場合の特性改善(%) 機械的強度:40% 機械的伸び:50% 非固定での100℃における縮み:4〜6%
【0023】本発明によるプロセスを実施するために、
ポリマーを使用して不織布を製造するための一つの設備
を設ける。その設備は、ポリマーの紡糸手段、ベルトの
上で目的とする繊維を冷却し、延伸、配置する手段、繊
維でウェブ15、17を作るためにカレンダリングによ
って繊維を結合する手段を含んだタイプであるが、更に
ウェブ15、17を構成する繊維中の結晶数及び内部張
力を設定/調整するための手段を含む。特に、設定/調
整処理手段は、オーブン、赤外線の照射、あるいは高温
加熱用カレンダー18の直後に位置する急速冷却手段1
9からなる2軸設定手段と加熱手段13で構成される。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の溶融紡糸、即ちSBプロセスを実施する
ための設備を示す図である。
【図2】図1で示す設備に組み合わせる本発明の実施形
態に係る設定/調整処理の全体を示す図である。
【図3】図1で示す設備に組み合わせる本発明の別の実
施形態に係る設定/調整処理全体を示す図である。
【符号の説明】
1 ホッパー 2 押出し機 2’ ねじ 3’ 紡糸口金 4 ベルト 5 カレンダー 6 巻取張力を調整する手段 7 巻取り手段 9 冷却装置 11 延伸ノズルで 11’ 吸引延伸部 13 加熱手段 14 冷却手段 15、17 ウェブ 16 カレンダー 18 高温加熱用カレンダー 19 急速冷却手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 キエーモ ラテンコルバ フランス国 カイセールスバーグ 68240 ル デ バンズ 6

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶解したポリマー繊維の紡糸工程、冷
    却、延伸及びベルト上への配置工程、ウェブ15、17
    を形成するためのカレンダリングによる繊維結合工程を
    含む不織布の製造方法であって、不織布を構成する繊維
    の結晶生成の度合や、内部張力の設定/調節の処理を含
    むことを特徴とする不織布の製造方法。
  2. 【請求項2】 上記設定/調節処理が、カレンダリング
    後に行う2軸の設定と、冷却前の低温加熱を含むことを
    特徴とする請求項1の不織布の製造方法。
  3. 【請求項3】 上記加熱が、80〜150℃の温度で1
    0〜60秒間にわたるオーブンによる加熱であることを
    特徴とする請求項2の不織布の製造方法。
  4. 【請求項4】 上記加熱が、80〜150℃の温度で数
    秒間にわたる赤外線照射による加熱であることを特徴と
    する請求項2の不織布の製造方法。
  5. 【請求項5】 上記設定/調節処理が、高温でのカレン
    ダリング直後の急速冷却を含む請求項1の不織布の製造
    方法。
  6. 【請求項6】 上記カレンダリングを、100〜150
    ℃の温度で実行することを特徴とする請求項5の不織布
    の製造方法。
  7. 【請求項7】 請求項〜6のいずれかの製造方法によっ
    て形成したポリマー繊維からなるた不織布。
  8. 【請求項8】 全ての繊維が、全て乳酸を原材料とす
    る、ポリマー繊維、ポリマーの共重合体、あるいはポリ
    マーの配合体であることを特徴とする請求項7の不織
    布。
  9. 【請求項9】 上記ポリマーが、L型乳酸あるいはD型
    乳酸の誘導体であることを特徴とする請求項8の不織
    布。
  10. 【請求項10】 上記ポリマーの配合体が、L型乳酸と
    D型乳酸の誘導体のポリマーの配合体であることを特徴
    とする請求項8の不織布。
  11. 【請求項11】 上記繊維が、L型乳酸とD型乳酸の誘
    導体の共重合体であることを特徴とする請求項8の不織
    布。
  12. 【請求項12】 溶解したポリマー繊維の紡糸工程、冷
    却、延伸及びベルト上への配置工程、ウェブ15、17
    を形成するためのカレンダリングによる繊維結合工程を
    含む請求項1〜6のポリマーを使用した不織布の製造方
    法を実施するための装置であって、内部張力の設定/調
    節の処理手段を含むことを特徴とする不織布の製造装
    置。
  13. 【請求項13】 上記設定/調節処理手段が、カレンダ
    リング後に行う2軸の設定手段15と、冷却前の低温加
    熱手段13を含むことを特徴とする請求項12の不織布
    の製造装置。
  14. 【請求項14】 上記設定/調節処理が、高温加熱する
    カレンダリング手段18の直後に位置する急速冷却手段
    19を含むことを特徴とする請求項12の不織布の製造
    装置。
JP7289198A 1994-10-12 1995-10-12 不織布の製造方法、該方法により製造される不織布並びに不織布の製造装置 Pending JPH09170152A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9412332A FR2725731B1 (fr) 1994-10-12 1994-10-12 Procede de fabrication d'un non-tisse a base d'acide lactique et non-tisse obtenu
FR9412332 1994-10-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09170152A true JPH09170152A (ja) 1997-06-30

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ID=9467900

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