JPS6352145B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はポリエステルとポリオレフインからな
る高引裂強力不織布及びその製造法に関する。さ
らに詳しくはポリオレフインとポリエステルから
なる複合糸を用いたポリエステル系不織布及びそ
の製造法に関するものである。 従来、ポリエステル長繊維からなる不織布は、
長繊維を開繊しただけのウエブでは繊維間の接着
がない為不織布として形態固定できないことから
必ず何らかの方法で繊維間の接着をはかつてい
る。一番簡単な方法として単一のポリマーからな
る長繊維ウエブをエアサツカーあるいはトウを開
繊する方法により製造したのち、凹凸を有するエ
ンボスロールを用いて加熱圧着させることにより
形態固定するノーバインダー法が知られている。 この方法は素材としてポリアミド（例えばナイ
ロン６）、ポリオレフイン（例えばポリプロピレ
ン）など各種知られており、そのいくつかは既に
企業化されているがポリエステル、特にポリエチ
レンテレフタレートの場合、他のポリアミド（特
にナイロン６）に比較して、融点が高く、かつ熱
圧着させにくい欠点がある。 また、ウエブ化時に高融点、低融点ポリマーの
組合せで複合、あるいは混繊紡糸する方法が提案
されている。 この場合、不織布の強力は高融点成分のフイラ
メント強力により、不織布としての形態固定は低
融点成分の接着性により保持されるものである。 高融点、低融点ポリマーの組合せ方として例え
ば、それぞれ別個の吐出孔から押出して各ポリマ
ー単独からなるフイラメントの混合ウエブを製造
し熱圧着させる方法（特公昭50−6583号公報）が
ある。この方法では高融点および低融点ポリマー
がそれぞれ独立のフイラメントを形成する為、製
造する為の紡糸口金の構造が簡単で保守がやりや
すいという利点があるが、一般には同一のスピン
ヘツド（スピンヘツドを別個にして、エアサツカ
ー以後で混繊する方法もある）を用いる為、紡糸
条件を高融点成分にそろえざるを得ず、この事は
低融点ポリマーを最適紡糸条件より高く設定して
紡糸する結果となる。すなわち、低融点ポリマー
からなるフイラメントは、単糸切れ、ポリマー劣
化の為の着色が発生しやすい。又低融点ポリマー
は接着剤として用いる為、多量に用いると不織布
としての引張強力など機械的物性が低下し、逆に
少量の場合、不織布表面の毛羽発生を防止するこ
とが困難であり、高融点ポリマーと同時に紡糸で
きるポリマーの選択と混合割合の選択が難かしい
などの欠点を有する。 低融点ポリマーを接着成分としてより効果的に
利用する方法として高融点および低融点ポリマー
からなる複合繊維で構成された不織布が知られて
いる。複合繊維の断面形状として鞘芯型（特公昭
45−2345号公報）、貼合せ型（特公昭42−21318号
公報）などがある。これらは複合繊維の表面の一
部を構成する低融点ポリマーがフイラメント間の
接着剤としての役割を果たしている。当然なが
ら、これらの複合系と高融点ポリマーとの混繊も
可能であり、不織布の高強力化に効果が認められ
る。しかしこれらの複合紡糸による方法では、２
種類のポリマーを紡糸口金内で分配・接合する
為、紡糸口金の形状が必然的に複雑になり、紡糸
口金が高くなり、複雑な形状により整備に手間が
かかるなどの欠点を有する。これら複合紡糸の場
合には必ず、２本の押出機を必要とし、生産設備
費として見た場合高いものになり、得られた不織
布は高価なものであつた。 本発明者らは、かゝる現状に鑑み、上記のよう
な複合鞘芯型紡口を用いずに引裂強力の優れたポ
リエステル系不織布を得るべく鋭意研究を重ねた
結果、本発明を完成するに至つた。 本発明の要旨は次の通りである。すなわち、本
発明の第１は、ポリエステル97〜80重量％と、該
ポリエステルよりも30℃以上低い融点を有するポ
リオレフイン３〜20重量％のブレンドからなるフ
イラメントで構成される不織布であつて、フイラ
メントの横断面における中央部は主としてポリエ
ステル、外周部は主としてポリオレフインに相分
離し、その界面に明確な境界面を持たず、かつフ
イラメント間の結合がフイラメント外周部のポリ
オレフイン間の熱融着によつてのみ固定化されて
いることを特徴とするポリエステル系不織布にあ
る。 本発明の第２は、ポリエステル97〜80重量％と
該ポリエステルより融点が30℃以上低い、メルト
フローレート（ASTM―Ｄ―1238：230℃、2.16
Kgでの測定による）が５ないし20のポリオレフイ
ン３〜20重量％からなる混合ポリマーを、ポリエ
ステルの融点よりも30℃以上高い温度で押出し、
３Km/min以上の速度で引取り、開繊・ウエブ化
したのち、ポリオレフインの融点よりも20℃低い
温度以上で熱圧着することを特徴とするポリエス
テル系不織布の製造方法にある。 以下、本発明の構成、実施態様及び作用効果に
ついて更に詳しく説明する。 本発明においては、高融点のポリエステルとポ
リエステルに相溶性を示さずかつ融点の低いポリ
オレフインを混合・紡糸し、ポリオレフインの熱
融着性を利用してフイラメント間を接着し、不織
布としての形態固定を行なうものであり、上記ポ
リエステルとポリオレフインを特定条件の組合せ
により、特定の条件で紡糸することにより、高融
点ポリエステルが芯、ポリオレフインが鞘の鞘芯
構造に似た新規なフイラメントの断面構造を有す
るフイラメントからなる不織布が得られる。 本発明に用いるポリエステルはポリエチレンテ
レフタレートあるいは、イソフタレート、アジペ
ート、あるいはポリエチレンテレフタレートに対
しイソフタル酸、アジピン酸、フマル酸を共重合
したもの、あるいはブレンド体、あるいはポリブ
チレンテレフタレートあるいはその共重合体など
であつてもよい。不織布としての優れた耐熱性を
生かす為には融点が200℃以上であることが好ま
しいが、200℃未満であつてもポリオレフインと
の融点差が30℃以上ありかつ耐熱性を不織布とし
て要求されない用途に用いることは何らさしつか
えない。 本発明に用いるポリオレフインとしてはポリプ
ロピレン、ポリエチレンなどがよいが特にアイソ
タクテツクポリプロピレンが好ましい。ここで用
いるポリプロピレンは、メルトフローレートが
ASTM―Ｄ―1238：230℃、2.16Kgでの測定値が
５ないし20の範囲が好ましい。メルトフローレー
トが５未満の場合はポリオレフインの混入割合が
10重量％を超えると紡糸時の曳糸性が極端に低下
し、糸切れが多発する為好ましくなく、メルトフ
ローレートが20を超えると紡糸性は変化しない
が、ポリエステルとポリオレフインが相分離せ
ず、均一混合状態に近ずく為好ましくない。 ポリオレフインの混合割合は３〜20重量％が好
ましく、特に７〜12重量％が紡糸安定性から見て
好ましい。ポリオレフインの混合割合はブレンド
紡糸の安定性とウエブ化した後の熱融着性により
決まり、ポリオレフインの混合割合が３重量％未
満の場合にはウエブ化したあとの熱圧着時の接着
効果が認められない。すなわち毛羽を押える為に
必要なパーシヤルプレスロールの温度はポリエス
テル100％の場合と大差ない。 ポリオレフインの混合割合が20重量％を超える
場合は、ブレンドポリマーの紡糸性が極端に悪く
なり、不織布として必要な強力を出すのに必要な
高速紡糸が困難となり、曳糸時に単糸切れが生じ
好ましくない。当然この場合でも紡糸速度を下げ
ての紡糸で、ウエブ化は可能であるが、ポリエス
テルに充分延伸・配向がかかつておらず、熱圧着
時に極端に収縮する為好ましくない。 本発明は従来のポリエステル100％の不織布と
は異なり、ポリエステルに対し相溶性を示さずか
つ融点の低いポリオレフインをブレンドして紡糸
し、さらに紡糸後に得られたフイラメントはポリ
エステルが芯、ポリオレフインが鞘の鞘芯構造に
似た点に特徴がある。ポリエステルに対し相溶性
を示すポリマーの組合せ、例えば、ポリエチレン
テレフタレートを高融点ポリマーとし、イソフタ
ル酸を20モル％共重合したポリエチレンテレフタ
レート／イソフタレートポリマーを低融点ポリマ
ーとした組合せでは融点差は30℃以上あつても、
ブレンド紡糸した場合には、エステル交換反応速
度も速く、又相溶性がある為にあまりにも均一に
分散・混合してしまう為、低融点ポリマーを混合
したことによる接着効果は見出せない。このこと
はDSCによる融点ピークが単一化してしまうこ
とでもわかる。ポリエステルに対し相溶性を示さ
ず、かつこれまでに知られているような均一混合
分散したポリエステル／ポリオレフインのブレン
ドではない本発明はこのポリエステルとポリオレ
フインの混合状態に特徴があり、従来知られてい
るような均一混合分散系あるいは、ポリエステル
を芯、ポリオレフインを鞘とするような鞘芯構造
でもない。本発明のフイラメントの特徴は断面構
造がフイラメントの中央部が主としてポリエステ
ル、外周部は主としてポリオレフインに相分離
し、その界面に明確な境界面を持たないことにあ
る。第１図に本発明のフイラメントの代表的な断
面構造を示す。 第１図に示すように、フイラメントの中央部は
主としてポリエステル、外周部はポリオレフイン
であり、その間には明確な境界面がない。 又、外周部はポリオレフインを海、ポリエステ
ルを島とした海島構造をとつており、ポリエステ
ルがフイラメント長方向にスジ状に分散してい
る。このフイラメント構造は、不織布とした時
に、形態固定に必要な繊維間の接着は繊維の外周
部すなわち表面に存在するポリオレフインの熱融
着により、不織布としての機械的物性、特に引張
強力は、繊維の中央部に存在するポリエステル
と、外周部に存在するスジ状にポリエステルを含
んだポリオレフインにより保持され、引裂強力は
ポリオレフインの繊維間の熱融着により保持さ
れ、ポリエステル100％の不織布と比較すると、
特に引裂強力が大きい。一方、従来のポリエステ
ルを芯、ポリオレフインを鞘とするフイラメント
からなる不織布と比較すれば、外周部にスジ状の
ポリエステルの効果により、特に手触りが全く異
なつたものとなる。即ち、ポリオレフイン特有の
ヌメリ感がくなり、フイラメント間の接合部がス
ジ状の非接合点によつてさらに小さく分離される
ために柔軟な不織布となる。 本発明により得られる不織布は、マクロに見れ
ば均一（重量的に）に混合されており、デニー
ル・糸物性が比較的そろつたフイラメントから構
成出来るが、ブレンド紡糸の常として経時的な組
成の変動も考えられるが、これらは例えばスパン
ボンド不織布の場合、得られるフイラメントのデ
ニールが変動し、大小直径の異なるフイラメント
になつても差つかえなく高強力不織布が得られ
る。フイラメントデニールは0.5デニールから15
デニールあるいはそれ以上と自由に変更できる
為、不織布としてフイルターとして用途が多く、
かつブレンド比、単糸デニールを変化させること
により、自由にフイルターの空洞の大きさを変更
できる為に各種グレードが製造しやすいという利
点を持つ。当然ながら目付は任意に設定できる
が、異なる組成のウエブの積層、あるいはフイル
ムとのラミネート等も可能である。 本発明のポリエステル系不織布の製造法におい
てスパンボンド製造装置は１本の押出機を有する
装置（例えば特公昭37−4993号公報に記載の装
置）でよい。ポリエステル／ポリオレフインの鞘
芯型複合繊維製造装置のような２本の押出機を有
する複雑な構造のスピンヘツドを必要としないの
で保守が簡単な他、押出クズ、一定の幅に裁断し
た残りの耳部クズは造粒機で再生し、品質を変え
ない一定限度量までブレンドで使用できるのでロ
スがなくメリツトは大きい。ポリエステルとポリ
オレフインとの重量比率（％）は97〜80：３〜20
の範囲であることが必要である。上記の重量比率
は主として紡糸性によるものであり、20重量％を
超えてブレンドした場合には単糸切れが多く高速
索引が困難であり、高強力不織布が得られない。
本発明に用いるポリオレフインはポリエステルよ
り30℃以上低い融点を持つことが必要である。こ
の融点の温度差はウエブを形態固定する為に、ポ
リオレフインのみ熱融着時に、フイラメント間の
接着作用に寄与しポリエステルのフイラメント間
の接着作用を生じさせない為に必要である。不織
布とした後の耐熱性を考えるとポリエチレンテレ
フタレートとポリプロピレンの組合わせが最も好
ましい。 溶融紡糸温度は通常融点より20℃以上高い温度
に設定するが、ポリエステルとポリオレフインの
ブレンド紡糸の場合、ポリエステル単独の紡糸よ
りも若干高め、すなわちポリエステルの融点より
も30℃以上高い温度で紡糸する必要がありこれ未
満では安定して紡糸索引できない。ポリオレフイ
ンとしてメルトフローレート（ASTM―Ｄ―
1238：230℃、2.16Kgでの測定値）が５以上が好
ましいが、メルトフローレートが５未満のポリオ
レフインの場合には15〜20重量％は紡糸安定性が
劣る為好ましくない。メルトフローレートは５〜
20、特に好ましくは５〜10の範囲で、本発明のフ
イラメントは鞘芯複合繊維に似た構造となる。紡
糸に用いる紡口はフイラメントのデニールにより
若干変えた方が良いが、通常0.25〜0.50mmφの範
囲が安定紡糸する為に好ましい。紡糸孔よりの吐
出ポリマーはエアサツカーあるいは回転ロールに
て索引・細化させるが、この時、高速索引するこ
とが必要である。通常のポリエチレンテレフタレ
ートの場合、熱融着時の熱収縮を押さえる為には
５Km/minで索引するが、ブレンド紡糸の場合、
３Km/min以上の高速紡糸で鞘芯構造に似た構造
となる。 これは従来知られている均一分散した繊維とは
全く異なる。繊維の熱収縮性から見ると4.5Km/mi
ｎ以上で紡糸索引するのが特に好ましく高強力不
織布が得られるが紡糸時にはフイラメントの融着
を防ぐ為に冷風を用いるのが好ましい。３Km/mi
ｎ、以下の低速紡糸の場合には従来のポリエステ
ル、ポリオレフインが均一に分散したフイラメン
トとなり目的とする相分離したフイラメントから
なる高引裂強力不織布が得られない。本発明の構
成要件において、全く新しい構造のフイラメント
から成る不織布が可能になつたことは予想もしえ
なかつた驚くべきことである。即ち、本質的に相
溶性ではないポリエステルとポリオレフインが、
溶融状態で均一に混ざり合い、紡口ノズル内でシ
エアーを受け、大きな索引力で細化され、冷却さ
れて固化することで本発明の不織布に適する特殊
な構造のフイラメントが得られる。紡糸後、エア
サツカーあるいは回転ロールで索引・細化（回転
ロールで索引の場合はさらにエアサツカーで）開
繊し、コレクター上でウエブ化する。ウエブは公
知のカレンダーロールあるいはエンボスロールに
て熱圧着させるがこの時、ポリオレフインの融点
よりも20℃低い温度以上で熱圧着することが必要
である。これは不織布としての毛羽を止める（毛
羽立つのを押さえる）に必要である。紡糸機内で
のポリマー通路の少なくとも一部に、スタテイツ
クミキサーを挿入するのがフイラメント内でポリ
オレフインとポリエステルが均一に混合させるこ
とに効果があり、好ましい。即ち、本発明におい
ては、一旦均一に混合されたポリエステルとポリ
プロピレンからそれらの相分離性を利用した紡糸
を行うものであり、混合が進むにつれ、分散され
たスジが細くなる。チツプブレンドからの通常の
押出機のみの混合でも、十分に本発明の効果はみ
られるが、この混合程度を制御するためにスタテ
イツクミキサーを用いることが好ましい。本発明
の特徴は、紡糸時に高速索引した時のみ、ポリエ
ステルを芯、ポリオレフインを鞘とするフイラメ
ントに似た構造の相分離構造を示すことである。 このことは、高速索引時に生じる繊維の内層・
外層の剪断速度や冷却速度の差が、ポリエステル
とポリオレフインの粘性と相分離性に寄与してい
ることを示しており、この新規なフイラメント構
造は、成分比率をポリエステル97〜80重量％、ポ
リオレフイン３〜20重量％とすること、メルトフ
ローレートが５〜20のポリオレフインを用いるこ
と。そして、ポリエステルの融点よりも30℃以上
高い温度で押出し、さらに３Km/min以上の速度
で引取ることによつて達成される。 以下実施例にてさらに詳しく説明する。 実施例 １ ポリエステルとしてポリエチレンテレフタレー
ト（固有粘度1.0）とポリオレフインとしてチツ
ソ社製ポリプロピレンK1008（メルトフローレー
ト10）を用い、重量比95/5の割合でチツプブレン
し、一軸押出機にて溶融後、ケニツクス社のスタ
テイツクミキサー５エメレントを内挿した導管を
経て、0.30φ×48ホールの紡口から紡糸温度290℃
でホール当り１ｇ/minの割合で吐出した。この
時紡口下130cmの位置にエアサツカーを設置し、
圧気圧5.0Kg/cm²Gでフイラメントを索引・細化
し、42cm幅の目付50ｇ/m²のウエブを採取した。
この時フイラメントは単糸1.9デニールであり紡
糸速度は4.7Km/min相当であつた。ウエブは織目
調の模様を有するエンボスロール180℃で熱圧着
を行なつた。得られた不織布はJIS―Ｌ―1068ス
トリツプ法により引張強力を測定した結果３cm幅
でタテ13.2Kg、ヨコ6.9Kg、ベンジユラム法によ
る引裂強力は1.2Kgを示した。 実施例 ２ 実施例１と同じ方法にてポリエチレンテレフタ
レート（PET）固有粘度0.64とチツソ製ポリプロ
ピレン（PP）S5056（メルトフローレート５）を
用い、ポリプロピレンの重量混合比率を変えて紡
糸・熱圧着した。 その結果を第１表に示す。

【表】

【表】 実施例 ３ 実施例２と同じくポリエチレンテレフタレート
と、チツソ製ポリプロピレン（S5056）を用い9
０／１０の重量割合で押出機で混練押出した。比較例
として1000m/minの低速で索引し、2.9倍に連続
延伸したのちエアサツカーで開繊することにより
製造したものを用いた。

【表】 ル温度
実施例 ４ ポリエチレンテレフタレート（PET）固有粘
度0.64と、チツソ社製ポリプロピレン（PP）、一
般用グレードK1014、K1008、K1800（メルトフロ
ーレート3.5〜20）を用い同様に実験した。重量
比はすべてPFT/PP(88/12)である。実験結果を
第２表に示す。（目付50ｇ/m²）

【表】 実施例 ５ ポリエステルとしてポリエチレンテレフタレー
ト、ポリオレフインとしてチツソ社製ポリプロピ
レンS5056を用い、ポリプロピレンの重量混合比
率を10％として、本発明による不織布と比較例と
して鞘芯複合構造を持つ不織布を実施例１に準じ
て製造し、得られた不織布の物性を第３表に示
す。

【表】 第３表で明らかなように不織布としての機械的
強度の物性は従来の鞘芯 構造フイラメントから
得られた 不織布と変らず、しかも手触りとして
のヌメリ感が少なく、また柔軟な手触りであり、
極めて好ましい結果を示している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の不織布を構成するフイラメン
トの断面構造を示す拡大図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ポリエステル97〜80重量％と、該ポリエステ
   ルよりも30℃以上低い融点を有するポリオレフイ
   ン３〜20重量％のブレンドからなるフイラメトで
   構成される不織布であつて、フイラメントの横断
   面における中央部は主としてポリエステル、外周
   部は主としてポリオレフインに相分離し、その界
   面に明確な境界面を持たず、かつフイラメント外
   周部のポリオレフイン中にポリエステルがフイラ
   メント長方向にスジ状に分散しており、かつフイ
   ラメント間の結合がフイラメント外周部のポリオ
   レフイン間の熱融着によつてのみ固定化されてい
   ることを特徴とするポリエステル系不織布。 ２ ポリエステル97〜80重量％と該ポリエステル
   より融点が30℃以上低い、メルトフローレート
   （ASTM―Ｄ―1238：230℃、2.16Kgでの測定に
   よる）が５ないし20のポリオレフイン３〜20重量
   ％からなる混合ポリマーをポリエステルの融点よ
   りも30℃以上高い温度で押出し、３Km/min以上
   の速度で引取り、開繊・ウエブ化したのち、ポリ
   オレフインの融点よりも20℃低い温度以上で熱圧
   着することを特徴とするポリエステル系不織布の
   製造法。 ３ ポリオレフインとしてポリプロピレンを用い
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
   製造法。 ４ ポリオレフインの混合比率が７〜12重量％で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
   の製造法。 ５ 引取速度が4.5Km/min以上であることを特徴
   とする特許請求の範囲第２項記載の製造法。