JPH11315460A

JPH11315460A - 耐候性長繊維不織布

Info

Publication number: JPH11315460A
Application number: JP10118374A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Kihara; 幸弘木原
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 1998-04-28
Filing date: 1998-04-28
Publication date: 1999-11-16

Abstract

(57)【要約】【課題】耐候性が要求される分野、特に土木資材、建
築資材あるいは農業資材等の素材として好適な耐候性長
繊維不織布を得る。【解決手段】ポリエステルを芯成分とし、かつポリオ
レフインを鞘成分とする芯鞘型複合長繊維からなる不織
ウエブが部分的に熱圧接されて所定の形態を保持してい
る不織布であって、前記ポリオレフインからなる鞘成分
中には下記（ａ）〜（ｃ）を満足する耐候剤が含有され
ている。（ａ）シリカ又はタルクに酸化セリウムが晶出されてな
る粒状体であること。（ｂ）表面が不定形シリカで被覆されていること。（ｃ）平均粒径が０．０５〜３μｍであること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐候性が要求され
る分野、特に土木資材、建築資材あるいは農業資材等の
素材として好適な耐候性長繊維不織布に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、土木資材、建築資材あるいは
農業資材等の素材としてポリエステルやポリオレフイン
等の熱可塑性重合体からなる種々の不織布が使用されて
いる。ところが、近年、使い捨てを行っていた一部の用
途、例えば農業用ハウスの保温用内張りシート等の農業
資材用等においても２年乃至３年の繰り返し使用が求め
られるようになってきた。これに伴い、これら従来の不
織布よりもさらに優れた耐候性を具備した不織布が要望
されている。

【０００３】従来、耐候性を向上させること、特に太陽
光中の紫外線暴露による素材の劣化を防止することを目
的に、ベンゾトリアゾール系あるいはベンゾフエノン系
の有機系紫外線吸収剤、酸化チタンあるいは酸化亜鉛の
微粒子からなる無機系紫外線遮断剤等の種々添加剤が採
用されている。しかしながら、このような有機系紫外線
吸収剤を添加する方法では、広範囲の紫外線をカツトす
ることができない、紫外線吸収効果が長時間持続しない
といった問題が生じ、農業資材や建築資材において高度
な耐候性が要求される分野で使用するのに十分な耐候性
が得られず、しかも耐熱性にも劣る。一方、このような
無機系紫外線遮断剤を添加する方法では、添加剤自体の
分散性や透明性に劣るという問題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題を解決するもので、優れた耐候性を具備し、特に紫
外線暴露による素材の劣化を防止する機能に優れた耐候
性長繊維不織布を提供することを目的とするものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決しようとするものであって、以下の構成をその要旨と
するものである。ポリエステルを芯成分とし、かつポリ
オレフインを鞘成分とする芯鞘型複合長繊維からなる不
織ウエブが部分的に熱圧接されて所定の形態を保持して
いる不織布であって、前記ポリオレフインからなる鞘成
分中には下記（ａ）〜（ｃ）を満足する耐候剤が含有さ
れていることを特徴とする耐候性長繊維不織布。（ａ）シリカ又はタルクに酸化セリウムが晶出されてな
る粒状体であること。（ｂ）表面が不定形シリカで被覆されていること。（ｃ）平均粒径が０．０５〜３μｍであること。

【０００６】

【発明の実施の形態】まず、本発明の耐候性長繊維不織
布を構成する長繊維について説明する。本発明に適用さ
れる長繊維は芯鞘型複合構造を有するものであって、そ
の芯成分を形成するポリエステルとしては、ポリエチレ
ンテレフタレートあるいはポリブチレンテレフタレート
が挙げられ、またはこれらを主体とするポリエステルで
あって、酸成分としてイソフタル酸、アジピン酸等のカ
ルボン酸等及び／又はジオール成分としてテトラメチレ
ングリコール、ネオペンチルグリコール等を含む共重合
ポリエステルであってもよい。共重合ポリエステルを用
いる場合、エチレンテレフタレート単位あるいはブチレ
ンテレフタレート単位が８０モル％以上であることが、
重合体素材自体の耐熱性や得られた不織布の強力の点か
ら、好ましい。本発明において適用されるポリエステル
としては、極限粘度が０．５以上、好ましくは０．６以
上のものが、製糸性や得られる長繊維の強力の点から、
好ましい。

【０００７】本発明において適用される前記長繊維の鞘
成分を形成するポリオレフインとしては、高密度ポリエ
チレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、線
状低密度ポリエチレン、結晶性ポリプロピレン等が挙げ
られる。結晶性ポリプロピレンの場合、その製糸性を向
上させるために、ポリプロピレンにエチレンをランダム
共重合させたものを用いてもよい。本発明においては、
鞘成分として適用されるポリオレフインがポリエチレン
の場合、ＡＳＴＭ−Ｄ−１２３８（Ｅ）に記載の方法に
準じて測定したメルトインデツクス値が１０〜４０ｇ／
１０分であることが好ましい。また、鞘成分として適用
されるポリオレフインがポリプロピレンの場合、ＡＳＴ
Ｍ−Ｄ−１２３８（Ｌ）に記載の方法に準じて測定した
メルトフローレート値が４０〜１００ｇ／１０分である
ことが好ましい。これらの好適な溶融粘度範囲の上限超
えると、溶融粘度が低過ぎるために繊維の均斉度が劣る
こととなり、しかも得られる長繊維不織布にムラが生じ
易くなる。逆に、好適な溶融粘度範囲の下限未満である
と、溶融粘度が高過ぎるために高速製糸性に劣る結果と
なり、好ましくない。

【０００８】本発明に適用される耐候剤は、シリカ（粒
状体の表面を被覆する不定形シリカを除く。）又はタル
クに酸化セリウムが晶出されてなる粒状体であって、紫
外線を吸収することにより紫外線暴露による素材の劣化
を防止する機能を有する。酸化セリウムのシリカ乃至タ
ルクに対する重量比は、１５／８５〜５０／５０のもの
が好適である。酸化セリウムのシリカ乃至タルクに対す
る重量比が１５未満であると、得られる長繊維不織布に
おいて紫外線を吸収して耐候性を向上させる機能が不十
分となり、逆に、酸化セリウムのシリカ乃至タルクに対
する重量比が５０を超えると、得られる長繊維不織布の
明度が低下する。また、この耐候剤は、上述したように
粒状体の表面が不定形シリカで被覆されているものであ
って、不定形シリカの酸化セリウムとシリカとからなる
粒状体あるいは酸化セリウムとタルクとからなる粒状体
に対する重量比は、１５〜２５重量％とするのが好適で
ある。この重量比が１５重量％未満であると、この粒状
体自体の機械的強度が低く、また表面活性が強くなって
触媒作用が生じたりし、逆に、この重量比が２５重量％
を超えると、得られる長繊維不織布において紫外線を吸
収して耐候性を向上させる機能が不十分となる。さら
に、この耐候剤では、平均粒径が０．０５〜３μｍであ
ることが必要で、平均粒径が０．０５μｍ未満である
と、芯鞘型複合長繊維の鞘成分中での分散性が低下し、
逆に、平均粒径が３μｍを超えると、得られる長繊維不
織布において紫外線を吸収して耐候性を向上させる機能
が不十分となり、しかも不織布の色調が悪化する。

【０００９】本発明においては、芯鞘型複合長繊維の鞘
成分中に耐候剤として上記（ａ）〜（ｃ）を満足する耐
候剤が含有されていることが必要である。何故ならば、
太陽光は繊維表面層から吸収されるため、鞘成分にかか
る耐候剤を集中的に含有させた方が効果的に耐候性能を
発現し得るからである。また、本発明において、鞘成分
に加えて芯成分中にも同じ耐候剤を含有させると、より
優れた耐候性能を発現し得ることとなる。何故ならば、
芯成分にまで到達した一部の太陽光を芯成分に含有され
た耐候剤により完全に吸収することによって、重合体の
劣化を効率良く抑制することができるからである。した
がって、たとえ芯成分のみにこの耐候剤を含有させて
も、本発明の効果を得ることはできない。

【００１０】本発明において、芯鞘型複合長繊維の鞘成
分中に含有される上記耐候剤の含有比は、０．０５〜１
０重量％の範囲とするのが好適である。鞘成分中に含有
される耐候剤の含有比が０．０５重量％未満であると、
得られる長繊維不織布において十分な耐候性が得られ
ず、逆に、耐候剤の含有比が１０重量％を超えると、長
繊維を溶融紡出するに際し耐候剤の粒子が凝集して製糸
性が悪化し、特に紡糸速度２５００ｍ／分以上のスパン
ボンド法で本発明の不織布を製造するに際して糸切れが
多発することとなり、好ましくない。また、鞘成分に加
えて芯成分中にも同じ耐候剤を含有させる場合には、芯
成分中に含有される耐候剤の含有比を０．０５〜１０重
量％の範囲とするのが好適である。芯成分中に含有され
る耐候剤の含有比が５重量％を超えると、長繊維を溶融
紡出するに際し耐候剤の粒子が凝集して製糸性が悪化す
るからである。このことから、鞘成分と芯成分の両成分
中に耐候剤を含有させる場合には、芯成分中に含有され
る耐候剤の含有比を０．０５〜５重量％とし、併せて鞘
成分中に含有される耐候剤の含有比を高々５重量％とす
るのが、さらに好適である。

【００１１】本発明の長繊維不織布が優れた耐候性を発
現する理由は明確ではないが、本発明者は、酸化セリウ
ムを含有した耐候剤によって紫外線エネルギーが吸収さ
れてラジカルの発生が抑制されるため、芯成分のポリエ
ステルが紫外線を吸収して劣化するのが防止されること
によると推定している。なお、酸化セリウムとシリカと
からなる耐候剤あるいは酸化セリウムとタルクとからな
る耐候剤は、表面活性が不安定で耐光性や耐熱性が不十
分であるが、その粒状体の表面が不定形シリカで被覆さ
れることにより粒子表面が緻密化し、その結果、耐光性
や耐熱性が向上している。

【００１２】本発明においては、芯成分を形成するポリ
エステル及び／又は鞘成分を形成するポリオレフイン中
には、必要に応じて、例えば艶消し剤、顔料、結晶核
剤、難燃剤あるいは酸化防止剤等の各種添加剤が、本発
明の効果を損なわない範囲であれば添加されていてもよ
い。

【００１３】本発明の不織布を構成する芯鞘型複合長繊
維は、比較的融点の高い重合体であるポリエステルを芯
成分とし、一般的にポリエステルよりも融点の低い重合
体であるポリオレフインを鞘成分とするものであり、本
発明では、比較的融点の低い重合体であるポリオレフイ
ン中に上記耐候剤を含有させ、これを鞘成分とすること
により主たる耐候性を発現させ、必要に応じて芯成分中
にも上記耐候剤を含有させることにより、鞘成分を透過
した太陽光を完全に吸収して主たる耐候性を補完し、不
織布に優れた耐候性を具備させることができる。

【００１４】本発明の不織布を構成する芯鞘型複合長繊
維において、その芯成分と鞘成分の複合比は、用途に応
じて適宜決定すればよいが、鞘成分が少な過ぎると十分
な耐候性が得られず、したがって通常は、芯成分に対す
る鞘成分の重量比が約０．５〜３．０の範囲で選択する
のが好ましい。

【００１５】本発明の不織布を構成する芯鞘型複合長繊
維において、その単糸繊度は、用途に応じて適宜決定す
ればよいが、通常は、２．０〜１０デニールの範囲で選
択するのが好ましい。単糸繊度が２．０デニール未満で
あると、製糸時に糸切れが多く、紡糸操業性に劣ること
となる。逆に、単糸繊度が１０デニールを超えると、得
られる不織布の風合いが硬く柔軟性に劣ることとなる。

【００１６】次に、本発明の耐候性長繊維不織布につい
て説明する。本発明の不織布は、かかる芯鞘型複合長繊
維からなる不織ウエブが部分的に熱圧接されて所定の形
態を保持しているものである。この不織ウエブの部分的
熱圧接は、エンボス加工処理又は超音波融着処理によっ
て構成長繊維同士が部分的に熱圧接された点状融着区域
を形成するものであり、かかる重合体の芯鞘型複合長繊
維により構成されるので、部分的熱圧接により形態保持
されているにもかかわらず、優れた柔軟性を有するもの
となる。この不織布の部分的熱圧接においては、不織ウ
エブの全面積に対する全点状融着区域の面積の比すなわ
ち圧接面積率が４〜５０％とするのが好適である。圧接
面積率が４％未満であると、点状融着区域が少な過ぎ
て、得られる不織布の強力や寸法安定性が劣り、しかも
毛羽が立ち易くなる。逆に、圧接面積率が５０％を超え
ると、得られる不織布の風合いが硬く柔軟性に劣ること
となる。

【００１７】本発明の不織布において、その目付けは、
使用目的により選択されるため一概に決定されるもので
はないが、一般に１０〜１５０ｇ／ｍ²の範囲が好まし
い。目付けが１０ｇ／ｍ²未満であると、強力等の機械
的性能に劣ることとなり、逆に、目付けが１５０ｇ／ｍ
²を超えると、得られる不織布の風合いが硬く柔軟性に
劣ることとなる。

【００１８】次に、本発明の耐候性長繊維不織布の製造
方法について説明する。本発明の不織布は、いわゆるス
パンボンド法によって効率良く製造することができる。
すなわち、鞘成分として上記の重合体チツプに上記耐候
剤をマスターバツチ法又はドライブレンド法で混合する
ことによって所定量を含有させ、芯鞘型複合断面となる
紡糸口金装置を用いて溶融紡糸し、得られた紡出糸条を
従来公知の横型吹付けや環状吹付け等の冷却装置を用い
て冷却した後、目的繊度となるようにエアーサツカー等
の牽引装置を用いて牽引細化して引取り、公知の開繊装
置を用いて開繊維した後、スクリーンからなる移動堆積
装置上に堆積させてウエブとし、加熱されたエンボスロ
ールとフラツトロールとからなる熱圧接装置を用いて部
分的に熱圧接することによって、本発明の芯鞘型複合長
繊維からなる不織布を得ることができる。

【００１９】

【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるも
のではない。なお、以下の実施例における各特性値は、
次のようにして求めた。（１）ポリエステルの固有粘度：フエノールと四塩化エ
タンの等重量混合物を溶媒とし、試料濃度０．５ｇ／１
００ｃｃ、温度２０℃の条件で測定した。（２）ポリエチレンのメルトインデツクス値（ｇ／１０
分）：ＡＳＴＭＤ−１２３８（Ｅ）に記載の方法に準
じて測定した。（３）融点（℃）：パーキンエルマー社製の示差走査熱
量計ＤＳＣ−２型を使用し、昇温速度２０℃／分の条件
で測定した。（４）不織布の目付け（ｇ／ｍ²）：標準状態の試料か
ら、経１０ｃｍ×緯１０ｃｍの試料片１０点を作成し平
衡水分に至らしめた後、各試料片の重量を秤量して得た
値の平均値を単位面積当たりに換算し、目付け（ｇ／ｍ
²）とした。（５）不織布の引張り強力（ｋｇ／５ｃｍ幅）：合成長
繊維不織布試験法に準じて測定した。すなわち、東洋ボ
ールドウイン社製の定速伸長型引張り試験機テンシロン
ＵＴＭ−４−１００型を用い、試料幅５ｃｍ、試料長２
０ｃｍの試料片を把持し、把持間隔１０ｃｍ、引張り速
度１０ｃｍ／分の条件で測定し、測定個数１０点の平均
値を求め、引張り強力（ｋｇ／５ｃｍ幅）とした。（６）不織布の強力保持率（％）：不織布の耐候性を次
の強力保持率（％）で評価した。すなわち、不織布を屋
外にて暴露させ、４カ月後の引張り強力を標準状態で測
定し、暴露前の引張り強力初期値に対する暴露後の引張
り強力値の比率を強力保持率（％）とした。強力保持率（％）＝（４カ月後の引張り強力／引張り強
力初期値）×１００ ○：強力保持率が７０％以上で、耐候性は良好である。 ×：強力保持率が７０％未満で、耐候性は不良である。（７）長繊維の製糸性：紡糸口金装置より吐出した紡出
糸条を目視にて観察し、糸切れが生じた回数により下記
の３段階にて製糸性を評価した。 ○：糸切れ回数が、０回／１紡糸錘・２４時間 △：糸切れ回数が、１〜２回／１紡糸錘・２４時間 ×：糸切れ回数が、３回以上／１紡糸錘・２４時間

【００２０】実施例においては、耐候剤として、日本無
機化学工業社から商品名「セリガード」で市販されてい
るものを使用した。その組成は以下のとおりである。セリガードＴ−３０１８：タルクに酸化セリウムが晶出
されてなる粒状体であって、その表面が不定形シリカで
被覆されている。酸化セリウム：タルク：不定形シリカ
の重量比は、３０：５２：１８である。セリガードＳ−３０１８：シリカに酸化セリウムが晶出
されてなる粒状体であって、その表面が不定形シリカで
被覆されている。酸化セリウム：シリカ：不定形シリカ
の重量比は、３０：５２：１８である。セリガードＳ−２０１８：シリカに酸化セリウムが晶出
されてなる粒状体であって、その表面が不定形シリカで
被覆されている。酸化セリウム：シリカ：不定形シリカ
の重量比は、２０：６２：１８である。

【００２１】実施例１芯成分として融点が２６０℃、固有粘度が０．７０のポ
リエチレンテレフタレートを、鞘成分として融点が１２
０℃、メルトインデツクス値が２０ｇ／１０分の高密度
ポリエチレンを用い、この鞘成分には耐候剤としてマス
ターバツチ法で種々のセリガード（以下の実験例１〜８
のもの。）を所定量混合し、スパンボンド法にて芯鞘型
複合長繊維不織布を製造した。実験例１：Ｔ−３０１８（平均粒径は１．０μｍ）を
２．０重量％含有実験例２：Ｔ−３０１８（平均粒径は１．０μｍ）を
１．０重量％含有実験例３：Ｓ−３０１８（平均粒径は２．０μｍ）を
２．０重量％含有実験例４：Ｓ−３０１８（平均粒径は２．０μｍ）を
１．０重量％含有実験例５：Ｓ−２０１８（平均粒径は１．５μｍ）を
２．０重量％含有実験例６：Ｓ−２０１８（平均粒径は１．５μｍ）を
１．０重量％含有実験例７：Ｔ−３０１８（平均粒径は１．０μｍ）を
０．０２重量％含有実験例８：Ｔ−３０１８（平均粒径は１．０μｍ）を１
５．０重量％含有すなわち、上記重合体チツプを溶融し、これを芯鞘型複
合断面となる紡糸口金装置を用いて溶融紡糸し、得られ
た紡出糸条を冷却装置を用いて冷却した後、エアーサツ
カーを用いて牽引細化して引取り、開繊装置を用いて開
繊維した後、スクリーンからなる移動堆積装置上に堆積
させてウエブとし、温度１３０℃、圧接面積率２０％の
条件のエンボスロールとフラツトロールとからなる熱圧
接装置を用いて部分的に熱圧接し、目付けが４０ｇ／ｍ
²の芯鞘型複合長繊維不織布を得た。得られた不織布の
評価結果を表１に示す。

【００２２】比較例１耐候剤としてベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤である
２−（２^,−ヒドロキシ−５^,−メチルフエニル）ベン
ゾトリアゾールを３．０重量％混合したこと以外は実施
例１と同様にして、目付けが４０ｇ／ｍ²の芯鞘型複合
長繊維不織布を得た。得られた不織布の評価結果を表１
に示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】表１より明らかなように、実施例１の実験
例１〜６で得られた不織布は、鞘成分中に所定の耐候剤
が含有され、耐候性に優れたものであった。また、実施
例１の実験例７で得られた不織布は、鞘成分中の耐候剤
含有比が低く、十分な耐候性が得られなかった。実施例
１の実験例８で得られた不織布は、鞘成分中の耐候剤含
有比が高く、耐候性には優れるものの、製糸性に劣るも
のであった。これに対し、比較例１で得られた不織布
は、耐候性と製糸性の両面で、劣るものであった。

【００２５】

【発明の効果】本発明の耐候性長繊維不織布は、優れた
耐候性を具備し、特に紫外線暴露による素材の劣化を防
止する機能に優れたものである。そのため、例えば土木
資材、建築資材あるいは農業資材等の素材として好適で
ある。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリエステルを芯成分とし、かつポリオ
レフインを鞘成分とする芯鞘型複合長繊維からなる不織
ウエブが部分的に熱圧接されて所定の形態を保持してい
る不織布であって、前記ポリオレフインからなる鞘成分
中には下記（ａ）〜（ｃ）を満足する耐候剤が含有され
ていることを特徴とする耐候性長繊維不織布。（ａ）シリカ又はタルクに酸化セリウムが晶出されてな
る粒状体であること。（ｂ）表面が不定形シリカで被覆されていること。（ｃ）平均粒径が０．０５〜３μｍであること。
【請求項２】鞘成分中の耐候剤含有比が０．０５〜１
０重量％である請求項１記載の耐候性長繊維不織布。