JPS6030772B2 - 多層嵩高性不織布の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は繊維の種類、織度を相違させて形成した二層以
上の複数層の繊維ウェブに対し熱硬化性樹脂を形成する
初期ないし中期反応物ヱマルジョンに硬化剤、触媒等を
配合した結合剤を適用し浸贋法によって処理して多層嵩
高性不織布を製造する方法に関するものである。

従釆より行なわれている多層嵩高性不織布の製造方法の
一つとしては構成繊維の種類、級度をそれぞれ変えて関
織展開してゥェブに形成しこれを所定層積み重ねて多層
ウェブとなし、次に上下金鋼に挟持して浸債槽に導き、
熱可塑性樹脂ェマルジョンを主体とする結合剤液に含浸
し絞りロールを用いて過剰の液を除去し乾燥、熱処理す
ることが行なわれる。

しかしこの場合は多層の積層繊維ウェブは形成時の嵩高
性を全く失い、絞りロールで加圧された厚さのま）仕上
ることとなり、嵩高で厚さの方向にみかけ密度ないし空
隙が段階的に変化するような密度勾配をもった不織布或
は各層別に密度が異なるように構成されるサンドイッチ
構造の不織布を得ることが出釆ない。従って従来か）る
多層嵩高性不織布を製造するには各層別に繊維の種類、
織度を変えた比較的繊維量の少し、ゥェブを形成し、結
合剤液をその表面から散布してウェブの形成時の嵩高性
をそのま）保った状態にしてウェブの繊維を接合固定し
一旦巻き取る。次にこれを適宜複数枚積み重ねた上、合
成ゴム又は熱可塑性樹脂ェマルジョンを主体とする結合
剤液に含浸して各層間を一体的に接合して多層嵩高性不
織布とする方法が考えられている。しかしこの製造方法
は連続的でなく、作業が複雑で結合剤液の散布工程では
機械の汚れ、材料の損失がひどく、積層時にしわが入り
やすく、表面の平滑性がよくないため製品の不良率も高
い等の問題があり、また嵩性を保つために、一旦上記結
合剤の散布により仮止めされたウェブを積層して一体に
結合するため結合剤液で含浸処理するが、この積層層間
の結合は予め仮止めされていた表面に多く固着している
結合剤に加え、層間を結合する含浸結合剤の付着により
、各繊維層の内部よりも積層面に結合剤が多く固着する
ところとなり、目視により積層層間がはっきりと区分さ
れる薄層が生じ、櫨過性能に影響を及ぼす等の問題点が
ある。従って比較的簡単なる製造工程として１工程で連
続的に製造できる浸贋法による連続的製造方法が強く望
まれていた。本発明はかかる問題点を解決し製造工程簡
単にして安価で、１工程で連続的に製造され嵩高にして
多層構造であり、且各層密度の異なる各積層層‐間に結
合剤の集合による区分層を生じない嵩高に嵩高性不織布
の製造法を提供するものである。

即ち本発明者は多層嵩高性不織布構成繊維として各層を
構成する単層の繊維ウェブが１種又は２種以上の単一又
は混合繊維を使用し、且つそれぞれ級度が同一か又は異
なって構成した繊維ウェブを２層以上積層してなる多層
ウェブに、熱硬化性樹脂を形成する初期ないし中間反応
物ェマルジョンとしてビスフヱ／−ルＡグリシジルェー
テル型ェポキシ樹脂ェマルジョンに硬化剤、触媒等を添
加配合した結合剤を含浸、飽充し次し、て乾燥、熱処理
を施して結合剤の固化と同時に繊維相互を結合すること
によって嵩高、多孔性であり又各層の繊維、級度を任意
に変えて形成することにより一体的に接着形成する嵩高
不織布のみかけ密度、空隙を漸次相違させて構成するこ
とが出来浸贋法による多層嵩高不織布の連続製造方法を
可能となしたものである。かかる嵩高多層不織布を製造
する上で最も留意すべき点は、従来の単層で均一に混合
された繊維ウェブを使用して不織布を形成する場合と異
なり、嵩高多層構造に織度或は繊維種の異る繊維ウヱブ
を複数層積層するための結合剤の含浸後乾燥工程に於て
結合剤のマィグレーション現象の発生に対する結合剤の
均一分布を得ること、即ち各ウェブ層間の繊維相互の接
着性が問題となる。従って結合剤の分布が均一で各層間
が明瞭に区別できず良好な層間接着の多層嵩高不織布を
得る為には各層間の繊維の織度の差は１：５倍以内好ま
しくは１：３以内にある事が必要で、且つ又積層ウェブ
が複数層を形成する、例えば、ＡＢ２層からなる場合は
Ａ層の繊維ウヱブ中にＢ層に使用した繊維を混入し又Ｂ
層の繊維ウェブ中にもＡ層の繊維を混合した繊維ゥェブ
を使用することが好ましい。

次に本発明に於いて使用する熱硬化性樹脂を形成する初
期ないし中間反応物ェマルジョンを主体とする結合剤を
用いた場合と通常の熱可塑性樹脂ェマルジョンを主体と
する結合剤を用いて不織布を製造した場合の仕上がり厚
さの相違を比較してみると、浸糟液として単なる水を用
い一定重量のウェプを絞りロールを通し、乾燥させたと
きの見掛けの厚さを今仮に１とすれば熱可塑性樹脂ェマ
ルジョンを主体とする結合剤を一定量付着させた場合の
厚さは大体０．１〜０．３にとどまり、又本発明の熱硬
化性樹脂を形成する初期ないし中間反応物ェマルジョン
を主体とする結合剤を一定量付着させた場合の厚さは０
．４５〜０．親睦度の比較値で表わせるものである。

即ち熱可塑性樹脂ェマルジョンを主体とする結合剤を用
いた場合の厚さの１．５〜７倍となる。これは熱硬化性
樹脂を形成する初期ないし中間反応物を主体とする結合
剤によるものは接着力の発現がおそく乾燥処理による水
分の乾燥蒸発によりウェブの厚みが回復してから引続き
加熱によりェポキシ樹脂の溶融反応硬化とすると同時に
繊維間の接着が行なわれるためにこのような嵩高さが得
られるのであろう。またこれらの結合剤を用いた場合の
繊維に対する結合剤付着量の割合が５％以下のものは折
角発現した嵩高さが外部から加えられた僅かな圧力で保
持出来ない程不安定であり、一方１００％以上となると
不織布製品が非常に硬くなって風合、触感が好ましくな
いのと同時に結合剤が多量のため接着力が増してきて厚
さの発現も不十分でかえってその点において不利となっ
てくる。

したがって固形分濃度が５〜５０％の場合が適当である
。以下本発明の製造法を実施例によって更に詳しく説明
する。実施例 １ 下層ウェブとしてポリエステル繊維３デニール、カット
長５１肌と、６デニール、カット長５１脚の繊維を混合
比率８０：２０の割合で混線、繊維重量８０多′れの繊
維ウェブとし、この上に中間層ウェブとしてポリエステ
ル繊維３デニール、カット長５１肋と、６デニール、カ
ット長５１側の繊維を混合比率５０：５０の割合で混線
、繊維重量１００夕／〆の繊維ゥェブを薄層し、さらに
その上に上層ゥェブとしてポリエステル繊維３デニール
、カット長５１肋と、６デニール、カット長５１側の繊
維を混合比率４０：６０の割合で混線、繊維重量１００
夕／あの繊維ウェブとしたものを積層させる。

この上、中、下層の各ゥェブ層を順次糟層して積層マッ
トを形成させるこれらの連続的なウェプの構成は通常知
られている積層法によって各層それぞれ異なる繊維構成
になっている繊維のマット状物となし得る。第１図にお
ける１はこれらウェプ３層の積層されたマット状物の断
面を示すもので２は上層ウェブ、３，４は夫々中間層及
び下層のウェブで繊維構成の相違による繊維の積み重な
り具合をあらわすものである。このようにして得た３層
繊維マットは型崩れを防ぐため上、下金網の間にはさみ
熱硬化性樹脂を形成する初期ないし中期反応物ェマルジ
ョンである下記配合の結合剤液に含浸した。

ジグリシジールェーテル．ビスフェノールＡ型ェマルジ
ョン（商品名ＥｐｏｍｉｋＡ一３三井鐘紡ヱポキシＫ．
Ｋ） １０碇部硬化剤変性
ポリアミド．アミン（商品名ＥｐｏｍｉｋＢ一５三井鐘
紡ェポキシＫ．Ｋ） ２２部水全固形濃度
２０％過剰の液は絞りロ
ールで除去して金網コンベアの上にのせて１００〜１１
０ｑ０７分間乾燥、次いで１４０℃６分間熱処理し、第
２図に示すような断面の不織布が得られた。

第１図におけるウェブを積層した繊維マットのときの嵩
張りからはかなり減少しているが、なお十分な多孔性な
いし空隙を保有しており、上層６と中間層７の層間はウ
ェブのときのように明瞭に区別できなくなっており、下
層８はかなり厚さがウェブのときより減少して上、中間
層との差がはっきりとみられるようになっている。この
ものは乾燥樹脂付着量が２０％で、製品重量は３３６夕
／〆全体の厚さは１８側であった。ここで結合剤の付着
量はどの層においても均等であるとすると上、中間層の
厚さは大体１６肋であるので、この層のみかけ密度は０
．０１５多／ｃｃ、これに対して下層部の厚さは約２肌
程度であるのでその密度は０．０４８夕／ｃｃと概算出
来、二層の密度の異なったかさばり性の多才Ｌ性不織布
である。この製品をエヤーフィルターとして使用した場
合、初期の通気抵抗は１２伽Ａｑ／２肌／ｓｅｃ、風速
２ｗ／ｓｅｃで変色度法で測定した場合の平均収塵効率
は５６％であった。

なお第３図は比較のため上例で述べたと同じ繊維積層マ
ットを熱可塑性樹脂ェマルジョンであるブタジェソース
チレン共重合体ェマルジョンを主体とする下記配合の結
合剤液に含浸させ同様に熱処理をほどこしたものである
。ブタジヱンースチレン共重合体ェマルジョン（商品名
クロスレンＳＡ−２伍我田薬品Ｋ．Ｋ） １０庇部水
溶性メラミン樹脂（商品名スミテツクスＭ一３住友化学
工業Ｋ．Ｋ） １＄都触媒（商品
名スミテックスアクセレレーターＡＣＸ住友イｂ学工業
Ｋ．Ｋ） １部得られた製品は重量３
３６夕／で、厚さ５柵、密度０．０６Ｗ／ｃｃ、断面は
第３図のように上中間層と下層の密度の差異が目立たず
偏平で繊密な層を形成し、初期の通気抵抗は斑肌Ａｑ／
２肌／ｓｅｃとなりエヤーフィルターとしては不適であ
る。実施例 ２ 下層ウェブとしてポリエステル繊維３デニ−ル、５１助
力ツト長のもの８０％、６デニール５１助力ット長のも
の２０％を混線機を通してよく混合した後カード機で繊
維量８０夕／あのウェプを形成させ、上層部ウェブとし
てポリエステル繊維３デニール、カット長５１肋のもの
５０％、６デニール、５１助力ツト長のもの５０％、繊
維量１００夕／あのウェブを上記下層ウェブの上に積層
させ下記配合の結合剤液に含浸した。

ジグリシジールェーテル．ビスフェノールＡ型ェマルジ
ョン（商品名ＥｐｏｍｉｋＡ−３三井鐘紡ェポキシＫ．
Ｋ） １０の部硬化剤変性
ポリアミド．アミン（商品名ＥｐｏｍｉｋＢ一５三井鐘
紡ェポキシＫ．Ｋ） ２２部水全固形濃度
ゑ部過剰の液を絞りロ
ールで除去して金網コンベア−上にのせて１００〜１１
０ｑ０７分間乾燥、次いで１４０℃６分間熱処理した。

乾燥樹脂付着量（Ｄ．Ｐ．Ｕ）３０％、製品重量２３４
夕／〆、厚さ１４肋の中上層部の厚さが約１２側で密度
が０．０１１タ′ｃｃ下層部の厚さが約２肌で密度が０
．０５２夕／ｃｃと密度の異なったかさばり性のある、
積層眉間に結合剤の集合による区分層のない不織布が得
られた。通気抵抗１１．仇舷／２ｍ／ｓｅｃでビル、工
場用塵挨炉過用フィルターとして好適なものが得られた
。なおこの構成のものは熱可塑性樹脂配合によって上記
と同様に処理したものは製品重量２３４夕／で、厚さ７
凧でかさばり性はなかった。実施例 ３ 下層ウェブとしてポリエステル繊維６デニール、５１助
力ツト長のもの５０％、３デニール５１助力ット長のも
の５０％を混線機を通してよく混合した後カード機で繊
維量１００タ′あのウェブを形成させ、中間層ウェブと
してナイロン繊維２０デニ−ル、カット長斑肋、繊維量
１００夕／あのウェプを形成し、更に上層ゥェブは下層
ウェブと同じ繊維のもので１００２／あのウェプとなし
積層する。

これら上、中、下３層の積層マットを実施例２と同様の
結合剤液に含浸し、熱処理をほどこした。第４図はかく
して得られた不織布の断面を示すもので、上層９と下層
１１に文中間層１０よりも繊密な層が形成され積層層間
に結合剤の集中による区分層のないサンドイッチ様の構
造となった。製品重量は３９０夕／力、厚さ１６側で上
層と下層部分の厚さがそれぞれ約３肋であるので、みか
け密度の概算は上、下層で０．０４３夕／ｃｃ中間層で
厚さがＩＱゆであるから０．０１３夕／ｃｃとなった。
以上の如く本発明は熱硬化性樹脂を形成する初期ないし
中間反応物ェマルジョンに硬化剤、触媒を添加配合して
なる結合剤と繊維の種類、織度、構成比率を相違させて
構成した２層以上の多層ウェブを使用し、浸債飽充、ホ
リゾンタルロール、スプレー飽充等の結合剤浸贋、飽充
方法を用いることにより従釆の熱可塑性高分子ェマルジ
ョンを主体とした結合剤を使用する浸債法による結合剤
適用不織布製造法では得られない嵩高な多層不織布が形
成され、しかも多層の各層間の繊維の種類、織度を任意
に変えて構成することにより各層におけるみかけ密度な
いし空隙を自由に相違させることが出来かつ従釆のスプ
レー法による嵩高不織布又は通常の水溶性或は溶剤型の
熱硬化性樹脂による浸簿結合不織布と異って多層の各層
間ならびに繊維間の接着力がウェブ内層まで均一に強固
に結合された１体化嵩高多層構造の不織布が得られると
共に従来の嵩高不織布製法の如く予めスプレー法によっ
て嵩高を付与し然る後これを数枚積層し浸糟結合すると
いう複雑な工程を要することなく１工程で嵩高多層構造
でしかも層間のみかけ密度の異る不縦布が簡単に連続製
造できるという特徴を有し、なお熱硬化性樹脂を使用し
ているため耐薬品性、耐水性、耐油性に優れており加圧
力に対する反緩性も著しく向上し、多層構造であるため
気体又は液体炉布として塵挨の橘集効率に優れ、内部炉
過容積が大きい為長期使用に耐えるという効果を発揮し
、更に本発明の方法によるときは製造工程節減による経
済的効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製品を得るための繊維の織度を異にす
るウェブを積層した積層マットの断面図を示し、第２〜
４図は結合剤液で処理し得られた不織布製品の断面図で
ある。 １…・・・繊維積層マット（未結合状態）、２・・・・
・・上層ウェプ（未結合状態）、３・・・・・・中間層
ウェフ（未結合状態）、４……下層ウェブ（未結合状態
）、５・・・…二層構造の嵩高多孔不織布、６・・・・
・・上層部分、７・・・・・・中間層部分、８・・・・
・・下層部分、９・・・・・・上層部分、１０・・・・
・・中間層部分、１１・・・・・・下層部分。 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 繊維の種類、繊度、配合比率を組み合わせて夫々形
   成した繊維ウエブを二層以上積層してなる多層ウエブに
   、熱硬化性樹脂を形成する初期ないし中間反応物エマル
   ジヨンとしてビスフエノールＡグリシジルエーテル型エ
   ポキシ樹脂エマルジヨンにアミン系硬化剤、触媒を配合
   した結合剤を含浸付着させ、全繊維重量に対して結合剤
   の固形分付着量が５〜１００％となるように絞りロール
   を通過させたのち、乾燥、加熱処理を施して水分の乾燥
   蒸発に続くエポキシ樹脂の溶融に伴つて繊維層の厚みを
   略元通りに回復させると同時にウエブ構成繊維間相互並
   びに各繊維層間を溶融樹脂の反応硬化により一体に結合
   固定すると共に、上記結合した一体化繊維層の各繊維層
   密度が異なり、層間に結合剤の集合による区分層を生じ
   ない密度勾配を形成せしめることを特徴とする多層嵩高
   不織布の製造方法。