JPS622061B2 - - Google Patents

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JPS622061B2
JPS622061B2 JP58071451A JP7145183A JPS622061B2 JP S622061 B2 JPS622061 B2 JP S622061B2 JP 58071451 A JP58071451 A JP 58071451A JP 7145183 A JP7145183 A JP 7145183A JP S622061 B2 JPS622061 B2 JP S622061B2
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JP
Japan
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sheet
fibers
fine
fiber bundles
nonwoven
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Inventor
Katsutoshi Ando
Eiichi Nishiura
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Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は不織シート及びその製造方法に関する
ものであり、さらに詳しくは均一でかつ平滑なメ
ルトブロー不織布シート及びその製造方法に関す
るものである。
従来、メルトブロー法によつて得られる不織シ
ートは、繊維相互の均一な分離が不十分で、繊維
が太く相互に絡合した無作意なロープ状繊維束が
多く存在し、これが目付ムラ、厚みムラを生じて
いた。またメルトブローイング時に繊維化させな
いで発生する玉状繊維物、即ちシートを構成する
繊維直径の数拾倍から数百倍の直径を有する太い
繊維及びポリマー玉状物がシート表面の均一性と
平滑性を阻害していた。
本発明はかかる従来技術の諸欠点は鑑み創案さ
れたもので、その目的とするところは、シートム
ラが著しく少なく、しかもシート表面の均一性と
平滑性の著しく改善されたメルトブロー不織シー
ト及びその製造方法を提供することにある。
即ち、本発明の要旨とするところは、相互に分
離された方向性をもつて配列された細繊度繊維
と、該細繊度繊維と同方向に配列され、かつ細繊
度繊維が相互に絡合されてなる糸状繊維束とを主
体とする不織シートからなり、かつ上記細繊度繊
維及び糸状繊維束は、シート片表面においては糸
状繊維束が細繊度繊維に比べて多く存在し、シー
ト他表面においては細繊度繊維が糸状繊維束に比
べて多く存在してなる不織シート及びメルトブロ
ー噴射口金を捕集面の接線方向に対して傾斜状に
配置し、メルトブロー噴射流を上記捕集面上に直
接噴射せしめ、該捕集面上で一方向に流れる噴射
流を形成させつつシートを捕集することを特徴と
する不織シートの製造方法にある。
即ち、本発明に係る不織シートは、相互に分離
され方向性をもつて配列されたメルトブロー繊維
からなる細繊度繊維と該細繊度繊維と同方向に配
列され、かつ細繊度繊維が相互に絡合されてなる
糸状繊維束とを主体とする堆積シートであつて、
上記細繊度繊維と糸状繊維束とはシート全層に亘
つて混在しているが、シート片表面においては糸
状繊維束が細繊度繊維に比べて多く、かつ玉状繊
維物を埋没可能に存在しており、シート他表面に
おいては細繊度繊維に比べて糸状繊維束が多く存
在している。
ここで細繊度繊維とはメルトブロー繊維からな
る有限長繊維であり、又糸状繊維束はメルトブロ
ー繊維が相互に絡合してできた糸状の繊維束で、
その平均直径は1.5mm以下であり、該繊維束の構
成本数は数本から数百本である。この糸状繊維束
は不織シート内で、相互に分離されて一方向に配
列された細繊度繊維と同一方向に配列されてお
り、従来のメルトブロー不織シートに見られた無
作意な方向性のない太いロープ状繊維束（２〜５
mm直径）とは明らかに異なるものである。
また玉状繊維物とは、メルトブローイング時に
細く繊維化されず、構成シートの平均繊維直径の
数拾倍から数百倍の太い繊維物及び／又は玉状物
が繊維の末端あるいは繊維の中間点に存在するも
のである。
本発明の不織シートにおいては、細繊度繊維と
糸状繊維束とが、シート内で順序よく一方向に混
在配列されているため均一でシートムラの少な
い、しかも引張強度の大きい不織シートが得られ
るうえ、細繊度繊維と糸状繊維束とは、シート片
表面においては、糸状繊維束が細繊度繊維に比べ
て多く存在し、かつこれらは玉状繊維物を埋没す
るように配置されているため、シート表面の平滑
性を極めて優れたものとなすことができる。一方
シート他表面においては、細繊度繊維が糸状繊維
束に比べて多く存在するもので、玉状繊維物の埋
没効果を有するが、シート片表面に比べると若干
劣るものである。
本発明の不織シートは、シート配向度が２以
上、好ましくは３以上であり、又シートムラ変動
率が12％以下、好ましくは９％以下となすことが
望ましい。
ここでシート配向度とは、細繊度繊維と糸状繊
維束の配列方向のシート引張強力Ａと、それに直
角な方向のシート引張強力Ｂとの比（A/B）によ
り求めたものである。
なお、不織シートに絡合処理や樹脂接着等の処
理を施さない場合の細繊度繊維及び糸状繊維束の
配列の方向性は、10倍程度の実体顕微鏡で観察す
ることによつて配列の方向性を明確に知ることが
できる。また、さらに詳しくその配列程度を知る
には、不織シート内の配列方向にほぼ平行に正方
形（タテ２cm×ヨコ２cm）の不織シートの小片を
サンプリングして、対向する両辺を同時に通つて
いる繊維及び糸状繊維束本数を求めることによつ
て知ることができる。
また、シートムラ変動率とは、不織シートから
１m2の大きさのシート片を切り出し、これをタテ
10cm×ヨコ10cmの小片に細分して各小片の重量を
測定し、次式により求めたものである。
シートムラ変動率（％）＝標準偏差／平均値×100 第１図は本発明不織シート１を表面側４から観
察した図で、メルトブロー繊維が相互に分離して
高度に一方向に配列した細繊度繊維２と、該繊維
が相互に絡合して細い糸状繊維束３を形成し、か
つ上記細繊度繊維と同方向に高度に配列した糸状
繊維束とからなり、これら細繊度繊維２と糸状繊
維束３によつて玉状繊維物５が埋没されている。
第２図は、第１図の本発明不織シートを裏面側
６から見た図であり、メルトブロー繊維が相互に
分離して一方向に配列した細繊度繊維２と、メル
トブロー繊維が相互に絡合し、かつ上記細繊度繊
維と同方向に配列した糸状繊維束３とからなり、
これら細繊度繊維２及び糸状繊維束３が玉状繊維
物５を埋没するよう構成された均一な不織シート
であるが、表面側に比較して糸条繊維束が少なく
また玉状繊維物５の露出が多くなつている。
本発明の不織シートは、細繊度繊維、糸状繊維
束間及びこれら相互の自己融着乃至絡合によつて
シート形態を保持しているが、さらに接合を強固
にするため、ウオーターパンチングなどの三次元
絡合処理や樹脂接着、ステツチ接合、エンボス接
着処理などの接合処理を施したり、不織シート同
志又は他のシート状物、例えば織物、編物、ネツ
ト、不織布などと積層して使用することができ
る。
第３図は、第１図に示した本発明の不織シート
を積層した例を示すもので、例えば玉状繊維物の
露出の多い片面同志を接合することにより均一で
両表面が平滑性に富む不織シートが得られる。勿
論、両面の細繊度繊維及び糸状繊維束の配列が、
直交するように積層することも可能である。
第４図は不織シート１と織物７とを積層した例
を示す概略図である。
次に本発明の不織シートの製造方法につき説明
する。第５図は本発明方法を説明する概略図、第
６Ａ図及び第６Ｂ図はそれぞれ噴射口金の一例を
示す断面図である。第５図及び第６図において、
１１は捕集用コンベア、８はコンベア捕集面１
１′に対して所定の傾斜角度をもつて設けられた
長方形状噴射口金、１４Ａ及び１４Ｂはオリフイ
ス、２１Ａ及び２１Ｂは流体スリツト又は流体通
路、１６Ａ及び１６Ｂはオリフイス直下に形成さ
れた細孔又はスリツト、１３は捕集面上の流速を
コントロールするためのサクシヨンである。
本発明においては、噴射口金８から噴射された
メルトブロー噴射流の中心線９とコンベア捕集面
１１′とのなす角度α（以下単に噴射角度αとい
う）が15〜75゜、好ましくは30〜60゜の範囲とな
るように噴射口金を設けると共に該捕集面上に一
方向、即ち矢印１２方向に流れる噴射流が形成さ
れるようにして不織シートを形成させることが重
要である。ここでメルトブロー噴射流の中心線９
とは、オリフイス１４Ａ，１４Ｂから吐出された
溶融ポリマー１５Ａ，１５Ｂが、その直下の細孔
１６Ａあるいはスリツト１６Ｂから噴射した加熱
流体１７Ａ，１７Ｂによつてポリマーが細繊化す
る時に、噴射流は空気中へある角度が拡がるの
で、この時の噴射流の中心軸を中心軸１８Ａ又は
１８Ｂという。また噴射口金当りの噴射孔が一列
でなく多列の場合も、その中心軸を中心線とす
る。
通常、中心線９は噴射口金面に対して垂直な線
となる。
噴射角度が15゜以下では噴射流による堆積ウエ
ブの飛散が著しく、良好な不織シートを得ること
ができないため好ましくない。また噴射角度が75
゜以上ではメルトブロー噴射流の捕集面との衝突
によつて生ずる反射流のため、メルトブロー繊維
の絡合生長が著しく太いロープ状繊維束が多発す
るうえ、ウエブ乱れが生じ、シートムラとなるの
で好ましくない。
捕集面上を流れる一方向の噴射流は、分離され
た細繊度繊維の形成と、細繊度繊維の軽度の交絡
による糸状繊維束の形成を並行して進めると共に
これらの細繊度繊維と糸状繊維束とを順序よく捕
集面上に噴射流方向に混在配列させる。その上、
細繊度繊維及び糸状繊維束は、玉状繊維物をシー
ト内方に埋没するように働く。
これは、第７図に示すように、捕集面１１′上
を流れる噴射流によつて堆積されるウエブ表面の
細繊度繊維２が、噴射流の方向に浮き上つて分離
しつつ配列されると共に細繊度繊維同志でも絡合
して糸状繊維束３となるためである。そしてこれ
らの表面上に浮き上つた細繊度繊維及び糸状繊維
束がウエブ表面に固着している玉状繊維物５を覆
つて埋没させることができる。一方、ウエブ底面
側ではコンベアとの摩擦が非常に大きいため糸状
繊維束になりにくく細繊度繊維が多くなる。
このため本発明で得られる不織シートでは前記
したような傾向の強いシート表面と、この傾向の
弱い裏面とで構成の差が生じる。
即ち、噴射流が流れる表面側では糸状繊維束の
発生が多く、分離された細繊度繊維に比べてリツ
チとなり、玉状繊維物の埋没効果が優れているも
のであり、一方裏面（捕集面）側では糸状繊維束
の発生が表面側に比べて少なく、裏面側では分離
された細繊度繊維が糸状繊維束に比べてリツチと
なり、玉状繊維物の埋没効果がやや劣る。
これらの条件を満たすため捕集面上の噴射流の
流速は５ｍ／sec以上が好ましく、さらに好まし
くは10ｍ／sec以上が望ましい。捕集面上の噴射
流速は、捕集面下のサクシヨンによつて制御でき
るが、勿論サクシヨンガンを省略できることは云
うまでもない。
捕集面としては、金網や平板などによる水平面
をもつたコンベアや球面をもつたドラムなどが使
用できる。
また捕集面の移動方向は、噴射流と同方向また
は反射方向のいずれでもよいが、好ましくは同方
向がよい。
噴射口金８の捕集面に対する位置関係は、第８
Ａ図に示すようにシート進行方向に対して直角に
配置してもよいし、また第８Ｂ図のように斜目に
配置することも可能である。
次に捕集距離は５〜80cm、望ましくは10〜50cm
とするのが好ましい。ここで捕集距離とは、噴射
口金と噴射流の中心線が、捕集面と接する位置と
の間の距離である。
捕集距離が５cm以下では、溶融ポリマーが十分
に冷却していないため、繊維相互の分離及び配列
効果が不良であり、また80cm以上では、繊維が失
速して無作意なロープ状繊維束を生じるため均一
なシートが得られないし、また配列効果も十分で
ない。
次に噴射風量であるが、捕集以前に繊維の失速
によつてロープ状繊維束を生じないため、また捕
集上でのシートの均一効果、平滑効果を上げるた
め、単位ポリマー吐出量当り（１ｇ／分）、3N
／分以上が好ましい。
本発明において使用される合成有機重合体は、
溶融紡糸可能な重合体、例えばポリオレフイン、
ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、弗素
系ポリマー、イオン系ポリマーなどが使用でき
る。
本発明の製造方法で得られた不織シートは、そ
のままでも使用できるが、その用途、目的に応じ
てウオーターパンチング、樹脂接着、エンボス接
着、ステツチ接着などの交流、接合処理を加えて
各種基材として使用することができる。第９図は
ウオーパンチングマシン２０による交絡処理を施
す例を示す。
また得られる不織シート同志を適宜積層して使
用したり、他の不繊シート、編織物等と貼り合せ
て使用することもできる。
さらに接合したシートに弾性樹脂を含浸せしめ
て、その後バツフイング加工またはコーテイング
加工を行なつて合成皮革を製造することも可能で
ある。
本発明不織シートは、均一にして平滑かつ引張
強度が大であるため、フイルター、保温材料、各
種産業用基材、メデイカル資材、合成皮革基材、
電池セパレーターなどに使用できる。
以下本発明を実施例により説明する。尚以下の
説明で玉状繊維物の確認は、不織シートをロール
で圧着した後、染色し、次いで実体顕微鏡で観察
して数えたものである。
実施例 １ 第５図に示す装置において、125cm長さの噴射
口金を、噴射口金面が捕集面に対して噴射角度で
45゜になるよう設置して、300℃温度でポリブチ
レンテレフタレートを、オリフイス孔１mm直径、
ピツチ14mm、オリフイス孔数90個から吐出し、
340℃温度加熱エアーと共にオリフイス孔数と同
数のエアー孔よりメルトブローイングを行ない、
１ｍ／分速度の移動コンベアー上に捕集して本発
明の不織シートを得た。
このときの噴射角度45゜、捕集距離15cm、捕集
面上の風速27ｍ／sec、噴射風量93N／分（単
位ポリマー吐出量１ｇ／分当り）であつた。
得られた不織シートは、繊維平均直径３μｍ、
糸状繊維束の平均直径0.2mm、目付150ｇ／m2、シ
ートムラ変動率4.9％、シート配向度5.1で繊維及
び糸状繊維束が高度にシート長手方向に配列した
均一な不織布を得た。
糸状繊維束と細繊度繊維の関係は、不織シート
の表面（コンベア−に接しない面）では前者が多
く、裏面では後者が多くなつていた。
また玉状繊維物は表面では殆ど埋没していた。
裏面では、12個／cm2の玉状繊維物が認められた。
得られた不織シート内の細繊度繊維及び糸状繊
維束の配列状態を確認するため、配列方向（シー
ト長手方向）に２cm×２cmの正方形シートをサン
プリングして実体顕微鏡を用いて対向する両辺
（シート長手方向に対応する両辺）を同時に通過
する繊維本数を調べた結果、配列方向に直交する
両辺を通過する繊維及び糸状繊維束は殆ど認めら
れなかつた。即ち、サンプルの配列方向にある両
辺を通過する繊維は殆ど細繊度繊維及び糸状繊維
束であつた。
実施例 ２ 第５図に示す装置図において、125cm長さの噴
射口金を、噴射口金面が捕集面に対して噴射角度
30゜になるよう設置して、320℃に加熱したポリ
プロピレンを、オリフイス孔１mm直径、ピツチ14
mm、オリフイス孔数90個から吐出し、350℃の加
熱エアーと共に、オリフイス孔数と同数のエアー
孔よりメルトブローイングを行ない、１ｍ／分速
度の移動コンベア上に捕集した後、ウオーターパ
ンチングを施した。
このときの噴射角度30゜、捕集距離25cm、捕集
面上の風速24ｍ／sec、噴射風量60N／分（単
位ポリマー吐出量１ｇ／分当り）であつた。
得られた本発明の不織布は、繊維平均直径５μ
ｍ、糸状繊維束の平均直径0.23mm、目付150ｇ／
m2、シートムラ変動率5.8％、シート配向度4.6、
で細繊度繊維及び糸状繊維束が高度にシート長手
方向に配列された均一な不織シートであつた。
糸状繊維束と細繊度繊維の関係は、シート表面
では前者がリツチ、シート裏面では後者がリツチ
であつた。玉状繊維物は、表面に２個／cm2、露出
していたが、残りは埋没していた。又、裏面は10
個／cm2が露光していた。
この確認は、ウオーターパンチングによつて玉
状繊維物が浮き上がるため比較的容易であつた。
シート表面は手で触れても平滑な感触であつた
が、裏面は玉状繊維物による凹凸を感じた。
ウオーターパンチング条件は、孔径0.13mm、孔
径ピツチ0.6mm、口金の振動周期５サイクル／
sec、水圧45Kg／cm2、処理速度１ｍ／minで表裏
２回通した。
実施施 ３ 実施例１において、噴射口金を噴射角度が60℃
になるよう設置し、メルトブローイングを行なつ
て捕集したシートにアクリル樹脂加工を施した。
このときの噴射角度60゜、捕集距離30cm、捕集
面上の風速19ｍ／sec、噴射風量20N／分（単
位ポリマー吐出量１ｇ／分当り）であつた。
得られた本発明不織布は、繊維平均直径７μ
ｍ、糸状繊維束の平均直径0.3mm、目付100ｇ／
m2、シートムラ変動率5.3％、シート配向度3.2、
で細繊度繊維及び糸状繊維束が高度にシート長手
方向に配列された不織シートを得た。
また糸状繊維束は、不織布の裏面に多く存在し
た。玉状繊維物は表面で１個／cm2、裏面では11
個／cm2認められた。
実施例 ４ 第５図に示す装置において、50cm長さの噴射口
金を、噴射口金面が捕集面に対して噴射角度45゜
になるよう設置して、300℃温度のポリブチレン
テレフタレートを、オリフイス孔0.35mm直径、ピ
ツチ１mm、オリフイス孔数500個から吐出し、340
℃の加熱エアーをスリツト孔から噴射してメルト
ブローイングを行ない、１ｍ／min速度の移動コ
ンベア上に捕集して本発明不織布を得た。
この時の噴射角度45゜、捕集距離17cm、捕集面
上の風速26ｍ／sec、噴射風量170N／分、（単
位ポリマー吐出量１ｇ／分当り）であつた。
得られた本発明不織布は、繊維平均直径2.5μ
ｍ、糸状繊維束の平均直径0.17mm、目付150ｇ／
m2、シートムラ変動率4.7％、シート配向度5.3で
細繊度繊維及び糸状繊維束が高度にシート長手方
向に順序よく配列された均一な不織布を得た。
糸状繊維束は、本発明不織布の表面（コンベア
に接しない面）の方が裏面より多く存在してい
た。
シートムラ測定時のシート幅は50cm、長さ200
cm採取して、小片は10×10cmで測定した。玉状繊
維物は表面では認められず、裏面では６個／cm認
められた。
細繊度繊維及び糸状繊維束の配列を、配列方向
に併行になるよう２cm×２cm正方形をサンプリン
グして、実体顕微鏡で調べたが、配列方向に直交
する両辺を同時に通過する細繊度繊維及び糸状繊
維束は殆ど認められなかつた。
実施例 ５ 実施例１で得た不織シートの裏面と裏面を合せ
るように積層して、ウオーターパンチングを施し
た。シート配向度は4.8、シートムラ変動率は、
4.5％であつた。
両面に糸状繊維束が多く、かつ玉状繊維物の露
出は殆どない平滑面であつた。ウオーターパンチ
ング条件は実施例２に準ずる。但し水圧のみ75
Kg／cm2で行なつた。
実施例 ６ 実施例１で得た不織シートの裏面と裏面との間
に粗い紗織物を介挿し、ウオーターパンチング処
理を施した。得られたシートは均一な不織シート
で、シートムラ変動率は4.4％であつた。
シート表面の玉状繊維物も、細繊度繊維と糸状
繊維束で埋没され、殆ど露出していない平滑面を
示した。
なお、紗織物としては、タテ糸20d−2f、ヨコ
糸20d×2fでタテ糸密度20本、ヨコ糸密度20本の
ものを使用した。又、ウオーターパンチング条件
は実施例５に準じた。
実施例 ７ 実施例１に示す装置で、噴射口金長さが25cmの
小型口金を用いて以下のテストを行なつた。
噴射角度13゜、捕集距離20cmでその他の条件は
実施例１と同じでメルトブローイングを行なつた
が、堆積繊維は飛散あるいは吹きちぎれ、堆積ウ
エブは得られなかつた。
また噴射角度を80゜、捕集距離15cmでメルトブ
ローイングしたが、80ｇ／m2目付で、シートムラ
変動率が13％で、かつ表面繊維及び糸状繊維束の
配向が認められず、また玉状繊維物の埋没は認め
られず、裏面の玉状繊維物の個数と同じで12個／
cm2であつた。
実施例 ８ 実施例７の装置を用いて、捕集距離４cmでメル
トブローイングしたが、繊維が融着して配列が得
られず、また玉状繊維物の埋没効果も得られなか
つた。また、捕集距離100cmでメルトブローイン
グしたが、無作意なロープ状繊維束が生じ、100
ｇ／m2目付でシートムラ変動率は14％で、不均一
なシートであつた。この場合のロープ状繊維束の
径は３mmであつた。
実施例 ９ 実施例２で得られた不織シートの引張破断強度
と、比較例として実施例２において噴射角度のみ
90゜、即ち、コンベア面に対して垂直に噴射して
捕集した比較用不織シートの引張破断強度を比較
した。実施例２の本発明による不織シートは、タ
テ9.3Kg／５cm、ヨコ2.0Kg／５cm、比較用不織シ
ートは、タテ3.5Kg／５cm、ヨコ2.8Kg／５cmであ
つた。
本発明の不織シートは特にタテ方向の引張破断
強度が大きい。これはタテ方向の細繊度繊維及び
糸状繊維束が配列し、かつ長く拡がつているため
で、有効に応用を分担している。これに対して比
較用不織シートは細繊度繊維及びロープ状繊維束
の配列がランダムであること及びこれらの拡がり
が小さく応力分担が有効になされないため、シー
トの構造破壊が生じ易く、引張破断強度が小さく
なる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の不織シートの表面側概略図、
第２図は同じく裏面側概略図、第３図は本発明の
不織シート同志を積層した例を示す概略図、第４
図は本発明の不織シートと他の布帛との積層シー
トを示す概略図、第５図は本発明の製造方法を説
明する概略図、第６図は本発明で使用する噴射口
金を例示する断面図、第７図は本発明製造方法に
おける捕集面上の細繊度繊維及び糸状繊維束の状
況を示す図、第８図は噴射口金と捕集面の位置関
係を例示する平面図、第９図は本発明の不織シー
トにウオーターパンチング処理する例を示す概略
図である。 １；不織シート、２；細繊度繊維、３；糸状繊
維束、玉状繊維物、８；噴射口金、１１；コンベ
ア。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 相互に分離され方向性をもつて配列された細
    繊度繊維と、該細繊度繊維と同方向に配列され、
    かつ細繊度繊維が相互に絡合されてなる糸状繊維
    束とを主体とする不織シートからなり、かつシー
    ト片表面においては糸状繊維束が細繊度繊維に比
    べて多く存在し、シート他表面においては細繊度
    繊維が糸状繊維束に比べて多く存在してなる不織
    シート。 ２ シートムラ変動率が12％以下である特許請求
    の範囲第１項記載の不織シート。 ３ メルトブロー噴射口金を捕集面の接線方向に
    対して傾斜状に配置し、メルトブロー噴射流を上
    記捕集面上に直接噴射せしめ、該捕集面上で一方
    向に流れる噴射流を形成させつつシートを捕集す
    ることを特徴とする不織シートの製造方法。 ４ メルトブロー噴射流の中心線と捕集面の接線
    方向とのなす噴射角度が15〜75゜である特許請求
    の範囲第３項記載の不織シートの製造方法。 ５ 捕集面上を流れる噴射流の流速が５ｍ／sec
    以上である特許請求の範囲第３項記載の不織シー
    トの製造方法。 ６ メルトブロー噴射流量が単位ポリマー吐出量
    １ｇ／分当り5N／分以上である特許請求の範
    囲第３項記載の不織シートの製造方法。 ７ 噴射口金と捕集面との距離が10〜50cmである
    特許請求の範囲第３項記載の不織シートの製造方
    法。
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