JPS63182462A - 開繊不織布 - 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、構成繊維のサイズ・形状特性及び構造を特定
することによって、殊に保温材として高性能を発揮する
不織布に関するものである。

（従来の技術） 高機能性材料の需要が高まり、細デニール繊維を用いた
不織布が実用化されている。殊に、ジェット紡糸方法等
によりランダムに単繊維を開繊した極細繊維を用いた不
織布が得られている。例えば、特公昭４４−２２５２５
号公報、特公昭４４−９５８７０号公報および特公昭４
４−２５８７２号公報に記載された不織布はその１例で
ある。ところがこれらの方法で得られる不織布は、均、
質なものが得られるものの、保温性、嵩高性、ソフト感
等の面で溝足できるものではない。こうした問題を対処
する他の提案として極細繊維を用いた不織布が提案され
（特公昭５３・−４１５７７号公報や特開昭５４−１３
４１７７号公報等）、熱絶縁性等の向上が期待されてい
る。ところがこれらの方法で得られる不織布は、製造上
、玉の発生をさけることが困難であり、風合の低下をも
たらす傾向にあり、しかも不織布製品としてでき上った
後の収縮防止や構造保持のために行なわれる熱固定処理
によって繊維のモジュラスは更に低下し、更に不織布と
しての抗圧縮性が悪化するという問題もある。

他の不織布の提案として、フラッシュ紡糸によりバース
トファイバーとして扁平異形断面糸化する提案され（特
開昭４８−９３７２５号公報、特開昭５０−１０１６０
９号公報および特開昭５２−４２９１７号公報等）でい
る。ところがこれらの方法で得られる不織布は、製造上
、切断単繊維化したものであり、構造がペーパーライク
であって保温特性から見た場合、著しく保温性は低位な
ものとなるという問題もある。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は上記の様な問題点に若目してなされたものであ
って、その目的は、従来の技術で得られる細デニール繊
維に見られる多数本のｎａｆの集束構造、所謂未開繊部
分による単繊維相互間の閉塞構造に起因する保温性低下
を防止し、不織布とした場合における形態保持特性を向
上するための形態保持特性を向上するための低収縮化を
高め、且つフェルト化を防止し嵩高性と抗圧縮性を持続
し得る様な不織布を提供しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成することのできた本発明不織布の構成
は、単繊維の繊度が０．１デニール以下、単繊維の下式
で与えられる表面積増加比Ｆが１．１５以上の異形断面
を何する合成繊維からなり且つ単繊維が開繊されている
ところに要旨を育するものである。

Ｆ＝Ｑ／７τ７３− （作用） 本発明に係る不織布を構成する合成繊維の単糸繊度は０
．１デニール以下でなければならず且っ単糸断面は異形
を有し表面増加比が１．１５以上、好ましくは１．３０
以上である。かかる合成繊維は開繊された状態で不織布
を構成している点に特徴があり、この３つの条件の相乗
効果により、嵩高で保温性が著しく良好でかっ、耐久性
も好ましい特性を発現する。

本発明に係る不織布を構成する合成繊維の繊度は、０．
１デニールより太くなると空気との境界層が低下し、保
温性が劣ると共に異形断面効果によりドレープ性、ソフ
トさも劣るので好ましくない。繊度か細くなり過ぎると
構造体を構成する単繊維自体が弱い力で容易に変形を生
じやすくなるため、異形断面化による曲は剛士の効果が
付与されても高耐久性が若干低下してくるのでより好ま
しくは、０．０５デニールから０．００５デニールであ
る。本発明に係る不織布を構成する合成繊維の断面は、
異形断面化されていることにより丸断面繊維に比べて、
増加する表面積増加比が１．１５以上、好ましくは１．
３０以上であり１゜１５より少ない表面積増加比では、
丸断面繊維にくらべ保温性の向上が少ないので好ましく
ない。

繊維の表面積増加比が大きくなると超極細化との相乗効
果で繊維と空気との境界層が著しく増加し、保温性が著
しく向上する。特に異形断面化による単繊維の専有体積
が大きくなるので嵩高性も付与されるため、保温層の空
気含を率も大きくなり、相乗効果で保温性は向上する。

ここで表面積増加比Ｆは大きければ大きい程好ましいが
、製造の面より１０程度が限界と推測される。

合成繊維の断面形状は特に限定されないが、？型、ワ型
、間型、Ｙ型、Ｘ型、士型など断面二次モーメントが高
くなる形状のものは、抗圧縮性が優れていると共に、着
用によるもみ効果や、洗濯、クリーニングなどによるも
み効果を外力として与えても、繊維同志がカラミ、フェ
ルト状化することが防げるので耐久性が著しく向上する
ので特に好ましい。

本発明に係る不織布を構成する繊維は、個々に開繊され
ている必要がある。開繊されることにより、含気量、増
大と境界層の有効利用率が向上し、保温性が著しく向上
する。

多数本が集束された海島繊維や、剥離型繊維は、本発明
と同一繊維で構成されていても境界層の利用率低下と、
含気率の低下により、保温性が著しく低下するので好ま
しくない。好ましい開繊吠態は、単繊維間隔が５μｍ以
下に集束された多数の本（５本以上）の繊維束が長さ１
００μｍ以上連続したものがｔｏｏｏｏμ♂当り１０本
以下である。

連続繊維で構成された不織布においてこのような好まし
い繊維吠態を得る方法は、メルトブロー法においてのみ
達成が可能である。

本発明に係る不織布を構成する合成繊維は、ポリエステ
ル、ポリアミドポリオレフィン、ポリアクリルニトリル
、ポリ塩化ビニール等溶融紡糸が。

可能な合成高分子であれば特に限定されないが、好まし
くは、ポリエステル、ポリアミド、全芳香族高分子など
の比較的高モジュラス化、耐熱性、耐薬品性、耐候性な
どの特性が付与できるものが例示される。

本発明に係る不織布を構成する繊維の好ましい他の特性
は、抗圧縮性を保持できるため初期引張抵抗度が１５ｇ
／デニール以上より好ましくは２０ｇ／デニール以上で
ある。

又、構造は、シース部が配向結晶化し、内部が非晶化し
たもので、比重、配向度共低く、高い結晶サイズのもの
が好ましい。このことにより、ウェブ化したときの熱収
縮が低く、寸法安定性が良好でかつ熱収縮によるモジェ
ラス低下が発生せず、耐久性に優れ、加えて、軽量化も
可能となる。単繊維デニールが１０．１デニ一ル以上の
太デニール糸含有率は５％以下が好ましく、１０％以上
含育するものは、空隙率の増加による含気率は増加する
が単位質量当りの空気層との境界層が低下し保温性が低
下するので好ましくない。

本発明不織布の好ましい他の特性として、嵩高でソフト
かつドレープ性が良好な性質が付与できるためにできる
限り単繊維同志が接着されていない形態を有するのがよ
い。必要に応じて接着する場合、嵩高性、ソフトさ、ド
レープ性を保持で、きるように最小の接着を行うのが好
ましい。

特に好ましくは、単繊維同志が絡合して不織布を形成し
ものである。

本発明不織布は、そのような集合体においても、低収縮
であるため、寸法安定性もよく、耐久性、耐洗濯性も優
れている。

本発明に係る不織布の見掛嵩密度は、保温性の点で０．
１ｇ／ｃｍ’以下が好ましく０．５以上では、保温性が
劣るので好ましくない。

本発明に係る不織布は以下に説明する方法により製造す
ることが出来る。

本発明に係る不織布はメルトブロー法によって得ること
ができる。メルトブロー法自体はたとえば特開昭５９−
２６５６１号公報に記載されている如く公知であるが、
公知の方法をそのまま適用しても前述の如き要求特性を
滴たす細デニール繊維が得られる訳ではなく、その実施
に当たっては、例えば第２図に示す如く、異形のノズル
孔を有するオリフィスを用いることが必要である。紡糸
条件としては、紡糸温度を原料樹脂の融点より１０±５
℃高い温度に設定すると共に、牽引流体温度も該融点よ
り２０キ５℃高い温度に設定して伸張しなければならず
、牽引流体の流速はマツハ１前後に設定することが望ま
れる。たとえばポリエチレンテレフタレートを原料樹脂
とする場合の最も好ましい条件は紡糸温度が約２７５℃
、牽引流体温度が約２７５℃である。単孔当たりの吐出
量は目標とする繊維径や嵩密度等によって任意に決めれ
ばよいが、２μｍ以下の繊維径のものを得る場合は０．
１〜０．０１ｇ／分、より好ましくは０．０５〜０．０
２ｇ／分とするのがよい。

この様な条件で紡出された繊維群は、吸引されたドラム
またはネット上に３次元的に交差させながら垂下させつ
つ繊維同士を適宜交絡させて不織布とされる。紡出ノズ
ルとドラムまたはネットとの轡離は、繊維同士が密に交
絡してひも状とならな・い距離、即ち同伴する牽引、流
体の拡がりと乱れにより３次元的に交差し合いつつ積尺
されていくのに十分な距離、たとえば３０〜８０ｃｍ程
度に設定される。引取られた不織布は、必要により加熱
ローラ等で軽くプレスしたりエンボス加工を施すことに
よって見掛けの嵩密度を調整することもできる。

以下実施例を挙げて本発明の構成及び作用効果を一層明
確にする。尚本発明で定義される不織布構成繊維の物性
等は、下記の方法で測定した値を言う。

単糸断面積：Ｓ 不織布を構成する繊維を、不織布より３００本以上とり
出して引き揃え、これをエポキシ樹脂又はアクリル樹脂
で包埋してその切片を作成し、該切片を電子顕微鏡によ
って２０００〜５０００倍で撮影し、拡大写真（倍率約
１万〜２万倍）の中から単糸横断面を示すもの１００本
をランダムに選択してその単糸断面積（ｓｌ）を測定し
、次式により平均値として求める。

単糸繊度：Ｄ 上記より求めた平均単糸断面積Ｓと密度勾配管法（３０
℃）にて測定した（ｎ＝５）ｌ、た比重ＳＧの値を用い
、 次式によりＤ（デニール）を求める。

単糸繊度Ｄ＝ＳＸＳＧＸ９０００００　（７’ニール）
表面積増加比二Ｆ 単糸断面積を求めた場合と同様に不織布を構成する繊維
を、３００本以上とり出して引き揃え、これをエポキシ
樹脂又はアクリル樹脂で包埋してその切片を作成し、該
切片を電子顕＠鏡によって２０００〜５０００倍でｔｉ
影し、拡大写真（倍率約１〜２万倍） の中から単糸横断面を示すもの１００本をランダムに選
択して、単糸横断面の外周長（党１）を測定し、次式に
より平均外周長を求める。

次に、前記で求めた平均断面積Ｓの値を用いて次式によ
り表面積増加比Ｆを求める。

Ｆ＝９７．ｒ丁Ｔ丁 開繊状態の評価 不織布を電子顕微鏡によって１０．０〜３０００倍で撮
影し、拡大写真（倍率４０００〜１００００倍）とし、
写真の中から５μｍ以下に集束された５本以上の繊維束
が長さ１００μｍ以上に連続したものが１００００ｕ＋
／当り１ｏ本以下で他は開繊されたものを好ましいもの
（Ａ）、５０本以下で他は開繊されたもの（Ｂ）、はと
んど開繊されず集束されているもの（Ｃ）として、少な
くともＢに入るものを本発明では開繊された状態と言う
。

初期引張り抵抗値： 単繊維２０本をランダムに抜き出し、糸はりして一本と
した後ＪＩＳ　１１０７４（’６５）に従って測定する
。

糸径斑（ＣＶ） 上記と同様にして求めた、単糸断面積（Ｓｌ）および単
糸繊度りより、下記式によってそのばらつきを求める。

二Σ（ＳｌｘＳＧｘ９０００００−Ｄ）　！糸斑（ＣＶ
）＝　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｘ
１００熱抵抗値 ＡＳＴＭ−Ｄ−１５１８に従って測定 不織布の縦−横方向収縮率 不織布を２５ｃ■×２５ｃ重に切断し、該切断片の周縁
に沿って２０　ｃ＋ｗ　Ｘ　２０　ｃ■の枠を記入する
。該切断片の枠外の１点をクリップで保持して熱風乾燥
型中に吊し、１６０℃で３０分間熱処理した後、３０分
間で室温雰囲気（２０’ｃｘｔ３５％ＲＨ）まで冷却し
、縦方向長さくＩｔ：ａｍ）及び横方向長さくＩＩｌ：
ｃ■）より次式によって縦方向収縮率［Ｓ　ＨＤ　（Ｔ
　）コ及び横方向収縮率［ＳＨＤ（Ｍ）］を算出する。

（実施例） 実施例−１ 第１図に示すメルトブローノズル（図中１はオリフィス
孔、４は温度検出端を示す）を用いて、極限粘度０．６
５のポリエチレンテレフタレートを２７５℃にて（オリ
フィス孔相当径φ０．４■纏、第２図（ホ）に示すＮ型
）単孔当り０．１０ｇ／分孔の吐出量にて紡出せしめ、
検出端４の温度が２７６℃である加熱空気を圧力２．２
ｋｇ／ｃＪで行ない、ノズル吐出端から４０ｃｍ離れた
位置を１ｍ／分の速度で稼働をするネット上に紡出繊維
を捕集し異形断面を有する極細繊維から成る不織布を得
た。

得られた不織布の特性を第１表に示す。熱抵抗値が１３
．５　ｃｌｏ／ａｍでありこの不織布は保温性に優れて
いることが判る。

この不織布はドレープ性に優れ、ソフトでかつ嵩高であ
った。この不織布を中入綿として防寒ジャケットを作成
し、−２０℃の冷凍庫内で長時間管用した結果、優れた
保温性を示し、快適な着用感を得た。

又、繰返しドライクリーニングにも耐え保温性、嵩高性
の低下は認められなかった。

実施例−２ メルトインデックスが１３．０のポリプロピレンを用い
、２６５℃の紡糸温度で、第２図（ハ）に示すオリフィ
ス孔形状（丸相当径φ０．４■＠）のノズルを用い、牽
引流体の温度及び圧力を２８５°Ｃ及び２．０ｋｇ／ｃ
Ｊとした以外は、実施例−１と同様の条件で不織布を作
成した。得られた不織布の特性を第１表に示す。この不
織布は優れた保温性を示し、かつ、ソフトでドレープ性
にも優れていた。

実施例−３ 相対粘度２．０の６・ナイロンを用い、２７０℃の紡糸
温度で第２図に）に示すのオリフィス形状（丸相当径φ
０．４−ｍ）のノズルを用い、牽引流体の温度及び圧力
を２７０℃及び２．０ｋｇ／ｃＪとした以外は、実施例
−１と同様の条件で不織布を作成した。得られた不織布
の特性を第１表に示す。本発明不織布は、優れた保温性
を示す。

この不織布を使った防寒ジャケットは、長期間管用によ
り及び繰返しドライクリーニングにも耐え、保温性、嵩
高性の低下は認められなかった。

比較例−１ オリフィス形状が第２図（イ）に示すものであってφ０
．３１■を用いた以外は実施例１と同様の条件で不織布
を作成した。得られた不織布の特性を第１表に示す。不
織布は保温性が劣るものであった。

比較例−２ 極限粘度０．８のポリブチレンテレフタレートを用い紡
糸温度２８５℃牽引流体の温度及び圧力を２９０℃、及
び１．３ｋｇ／ｃＪとし引取位置をノズル吐出端から１
５ｃｍとした以外は比較例−１と同様の条件で不織布を
作成した。得られた不織布の特性を第１表に示す。この
不織布は融着を起こしているため、嵩が低く、ドレープ
性、ソフト性に劣り、保温性もかなり劣るものであった
。又、熱安定性も劣るものであった。

この不織布を用いて作成した防寒ジャケットは、耐ドラ
イクリーニング性に劣り、中綿切れを発生している。又
、フェルト化も発生していた。

比較例−３ オリフィス形状が第２図（ハ）に示すものであって丸相
当径φ０．４ｍｓのノズルを用い、紡糸温度２８５℃、
単孔吐出ｆｆ１０．２ｇ／分孔にて紡出し、牽引流体の
温度及び圧力を２８５℃及び１．８ｋｇ／ｃＪとした以
外は、実施例１と同様の条件にて不織布を作成した。得
られた不織布の特性を第１表に示す。この不織布は、ソ
フトさ、ドレープ性がわるく、嵩高性に劣り、保温性も
劣るものであった。この不織布も耐ドライクリーニング
性も劣るものであった。又、フェルト化も発生していた
。

比較例−４ オリフィス形状として第２図（す）に示すノズル（丸相
当径φ０．４−ｍ）を用いた以外は実施例−１と同様の
条件で不織布を作成した。得られた不織布の特性を第１
表に示す。本発明要件を外れるこの不織布は、保温性が
劣るものであった。

比較例−５ 極限粘度０．６５のポリエステルと相対粘度２．０の６
・ナイロンを２８５　’Ｃで複合紡糸ノズルにてナイロ
ン／ポリエステル吐出比率を（０，１ｇ／分・孔）／（
０，１ｇ／分・孔）として紡出し１１３００ｍ／分にて
引取り、加熱ローラー８０℃にて２．５倍に延伸し、ア
スピレータ−にて引取りその１０ｃｍ下方のネットに衝
突積層させ、剥離型繊維より成る不織布を作成した。得
られた不織布特性を第１表に示す。

本発明を外れるこの不織布は、開繊状態が悪く、かつ、
保温性に劣りかつ、ソフト性、ドレープ性、嵩高性も劣
るものであった。

以下余白 （発明の効果） 本発明は以上の様に構成されており、不織布を構成する
繊維の径、横断面形状及び不織布とした時の単繊維の開
繊状態を特定することによって全体に亘り適正で均一な
サイズの自由空間ををし、殊に保温性が著しく優れ、且
つ抗圧縮性を示し、寸法安定性の優れた不織布を提供し
得ることとなった。

また、この不織布は、上記特徴に加えて耐ドライクリー
ニング性、ソフト感およびドレープ性にも優れるもので
、特殊機能保温材、殊に衣料用保温材料として優れた性
能を発揮し得るばかりでなく、各種フィルター用途、コ
ンポジット用途、衛生材料等としても幅広く活用するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例で使用したメルトブローノズルを示す要
部断面図及び平面図である。第２図は、本発明の実施例
で使用したメルトブローノズルのオリフィス形状と対応
する繊維横断面を示す図である。 １ニオリフイス孔 ２：リップ ３：溶融ポリマー導入孔 ４：温度検出端 Ｆ：牽引流体の流入方向

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）単繊維の繊度が０．１デニール以下、単繊維の下
   式で与えられる表面積増加比Ｆが１．１５以上の異形断
   面を有する合成繊維からなることを特徴とする開繊不織
   布。 Ｆ＝ｌ／√（４πＳ） 〔但し、ｌは単糸断面の平均外周長（ｃｍ）であり、Ｓ
   は単糸断面の平均断面積 （ｃｍ＾２）である。〕
2. （２）表面積増加比が１．３０以上である特許請求の範
   囲第１項記載の開繊不織布。
3. （３）合成繊維の初期引張抵抗度が１５ｇ／デニール以
   上である特許請求の範囲第１項又は第２項記載の開繊不
   織布。
4. （４）合成繊維がメルトブロー法によって製造された熱
   可塑性合成繊維である特許請求の範囲第１〜３項のいず
   れかに記載の開繊不織布。