JP2000504791A - 粒子含有繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 不織布の製造に適する繊維又はフィラメントであって、ポリオレフィン又はそれらのコポリマーと0.01〜20重量％の無機粒子から基本的に成り、前記無機粒子の実質的に全てが約５未満、好ましくは約２未満のモース硬度を有し、前記無機粒子の少なくとも90重量％は10μｍ未満の粒度を有する繊維又はフィラメント。タルク粒子が特に好ましい。本発明に係る粒子含有ステープルファイバーは、連続的に高速でウェブに形成され、サーマルボンディングされて不織布になることができるものであって、広いボンディング領域、減少した静電気及び減少した摩擦係数を有する。

Description

【発明の詳細な説明】 粒子含有繊維 本発明は、サーマルボンド不織布に使用した場合に改良された特性を示す粒子 含有ポリオレフィン繊維及びフィラメントに関する。本発明は、そのような粒子 含有ポリオレフィン繊維又はフィラメントから製造される不織布にも関する。 発明の背景 不織布は、繊維又はフィラメントをボンディング（bonding）させることによ り製造される多孔質シートである。不織布は平板状又は塊状であることができ、 それらを製造する方法に依存して種々の異なる特性を有することができる。不織 布は、服飾品、建築材、室内装備品、ヘルスケア用製品、工学製品、工業製品及 び消費製品の部材等として種々の用途で使用されている。１つの重要な用途は、 使い捨ておむつ、女性用衛生用製品及び大人用失禁用製品のような衛生用吸収性 製品の種々の部材の製造にある。 不織布の基礎となる繊維ウェブ中の繊維又はフィラメントのボンディングは、 ウェブに強度を与え、概してその特性に影響を及ぼす。そのような繊維ウェブを ボンディングさせるために広く使用されている１つの方法は、熱によって、熱可 塑性繊維又はフィラメント、例えばポリオレフィン又はポリエステルの熱可塑性 繊維又はフィラメントをボンディングさせるものである。不織布の製造方法は、 種々の刊行物、例えば“The Nonwovens Handbook”(The Association of the No nwoven Industry，1988)及び“Encyclopaedia of Polymer Science and Enginee ring”，Volume 10，Nonwoven Fabrics （John Wiley and Sons，1987）に記載されている。 不織布製品の増加する消費量は、製造速度の増加による生産能力の向上を強い てきた。しかしながら、例えば、カレンダーボンディング（calender bonding） 速度を増加させる場合には、ボンディングの特質を維持するために昇温せねばな らないという問題が存在する。この問題は、カレンダーに不織布が粘着する問題 をさらに生じさせる。 概して、プラスチック産業において種々の目的のために無機粒子が使用されて おり、従来技術の繊維には不織布用の無機粒子含有繊維の数多くの例がある。 例えば、特開平4-194026号及び特開平4-170463号明細書には、成核剤として無 機不活性粒子、例えばタルク又はシリカを0.01〜3.0重量％含むポリエステル繊 維が開示されている。 ヨーロッパ特許出願公開明細書第569860号には、成核剤として１μｍ以下の粒 度を有するヒュームドシリカを0.1〜0.3重量％含む例えばポリプロピレン又はポ リエチレンのスパンボンド熱可塑性フィラメントを含む不織布が開示されている 。 ヨーロッパ特許出願公開明細書第539890号には、湿潤可能な不織ウェブ用の繊 維の製造のための、ポリシロキサン及び疎水性ヒュームドシリカを含む溶融押出 可能な熱可塑性ポリオレフィン組成物が開示されている。 特開平3-69675号には、遠赤外線を放射する酸化物セラミック粒子を３〜30重 量％含むポリプロピレン又はポリエチレンの合成繊維が開示されている。前記粒 子は、例えばＡｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＳｉＯ₂、ＺｒＯ₂又はＴｉＯ₂であって、好ま しくは１μｍ未満の粒径を有する。これらの繊維の表面は、シロキサン化合物に より処理された。 特開平2-169718号には、ポリエステルのコアとポリオレフィンのシース（shea th）を有するシース−コア複合繊維であって、前記シースが0.3〜10重量％の0.0 5〜５μｍの平均直径を有する無機粒子、例えばＴｉＯ₂又はタルクを含む複合繊 維が開示されている。前記無機粒子は、より良好な柔軟性及び不透明度のウェブ が得られるように導入される。 特開平1-266216号には、例えばポリプロピレン又はポリエステルの高融点成分 と、例えばポリエチレンの低融点成分を有し、前記高融点成分が高融点成分の0. 1〜13重量％の、シート状の粒子形態にあり、粒度が110μｍ以下の例えばタルク 、マイカ又はアルミナの無機充填剤を含む複合繊維が開示されている。 特開昭61-155437号には、連続フィラメント不織布の製造のための樹脂組成物 であって、ポリプロピレンと、0.05〜0.5重量％の成核剤、例えば粒度が５μｍ 未満のアルミナ又はシリカである成核剤とを含む樹脂組成物が開示されている。 上記引用文献の全てに、不織布用の種々の粒子含有繊維又はフィラメントが開 示されているが、これら引用文献のいずれにも、強度及び均質性の観点で優れた 特性を有する不織布製品を生じる例えば200〜250ｍ／分以下の高速で連続的にウ ェブに形成され、カレンダーボンディングされうる不織布、例えば衛生産業での 使用に適する不織布の高速製造のために特別に改良された繊維又はフィラメント を提供することに関する問題は扱われていない。 意外にも、比較的少量の微細なタルクのような軟らかい無機粒子を含むポリオ レフィン系繊維及びフィラメントは、ボンディング温度を上昇させることなく強 度特性を保ちつつ高いウェブ形成速度及びボンディング速度を用いて不織布を製 造できること、及び／又はウェブ形成速度、例えばカーディング速度とボンディ ング速度とを 低下させずに改良された強度を得ることができることを含む多くの利点をもたら すことができる。 発明の簡単な説明 本発明の１つの目的は、連続的に高速でウェブに形成され、そしてサーマルボ ンディングされて不織布となった場合に、前記粒子を含まない対応する繊維又は フィラメントを用いて同様な方法で製造された不織布の強度よりも高い不織布強 度（ボンディング指数（bonding index））をもたらす粒子含有ポリオレフィン 繊維又はフィラメントを提供することである。 本発明のもう１つの目的は、前記粒子を含まない対応する繊維又はフィラメン トよりも広いボンディング領域（bonding window）を有する粒子含有ポリオレフ ィン繊維又はフィラメントを提供することである。 本発明のもう１つの目的は、前記粒子を含まない対応する繊維又はフィラメン トよりも少ない静電気を有する粒子含有ポリオレフィン繊維又はフィラメントを 提供することである。 本発明のさらなる目的は、前記粒子を含まない対応する繊維又はフィラメント よりも小さい摩擦係数を有する粒子含有ポリオレフィン含有繊維又はフィラメン トを提供することである。 本発明のこれらの目的及び他の目的は以下の記載から明らかになるであろう。 一態様において、本発明は、不織布の製造に適する繊維又はフィラメントであ って、ポリオレフィン又はそれらのコポリマーと0.01〜20重量％の無機粒子から 本質的に成り、無機粒子の実質的に全てが約５未満のモース硬度を有し、無機粒 子の少なくとも90重量％が10μｍ未満の粒度を有する繊維又はフィラメントに関 する。 発明の詳細な説明 本明細書及び請求の範囲において、用語「ボンディング指数」は、機械方向（ ＭＤ）でのボンディング強度と横方向（ＣＤ）でのボンディング強度の積の平方 根として定義され、N/5cm単位で表される。このボンディング指数は、不織布の 強度を表すものである。機械方向（ウェブ／不織布の移動方向に平行）での強度 は往々にして横方向での強度と異なるため、ボンディング指数はこれらの両方の 関数である。最適な場合において、ＭＤ強度とＣＤ強度の比はほぼ１である。 用語「ボンディング領域」は、許容可能なボンディング指数が得られる特定の 温度区間を意味する。本文脈において「ボンディング領域」は、ボンディング指 数が最大ボンディング指数（ＢＩ_max）とＢＩ_maxの15％以下の差がある温度区間 （ケルビンで表される）として定義される。衛生用吸収性製品用の典型的な優れ た品質の不織布の場合に、これはＢＩ_maxに比して約３N/5cmのボンディング指数 の差に相当する。 広いボンディング領域は、カレンダー表面に対して温度が種々に及ぶカレンダ ーシステムを使用する場合又はより高いボンディング速度若しくはより低いボン ディング温度を使用する場合であっても、均質な製品を得ることができるより高 い可能性を不織布の製造者に与える。 本発明者は、不織布用の新規かつ改良されたポリオレフィン含有繊維及びフィ ラメントを提供する。これは、繊維又はフィラメント中に無機粒子を導入するこ とによって得られ、この導入によって繊維又はフィラメントの物理的特性は、例 えば不織布用の凝集性ウェブ中に導入された場合に繊維又はフィラメントのサー マルボンディング特性に関して有利であることが意外にも示されるように変化す る。以下の説明において、簡便性のために「繊維」という用語を引用するが、本 発明が、繊維、例えばステープルファイバー、及びフィラメント、例えば連続ス パンボンドフィラメントの両方に対して適用できることは理解されるべきである 。 特に、本発明の繊維及びフィラメントは、タルク、カオリン（水和ケイ酸アル ミニウム）、炭酸カルシウム、マイカ（ケイ酸アルミニウム鉱物）、ウォラスト ナイト（ケイ酸カルシウム）、硫酸カルシウム、硫酸バリウム等のような「軟ら かい」無機粒子がそれらの中に導入された場合に有利な特性を示す。粒子の硬さ に関し、粒子が約６以下、好ましくは約５以下、特に約４以下、さらに約３以下 のモース硬度（１〜１０の範囲にわたる当初のモース硬度スケールに基づく）を 有することが好ましい。タルク及びカオリンは繊維又はフィラメント中に導入す るのに特に適し、それらのモース硬度は往々にしてかなり低く、例えば２以下又 は１の場合もある。無機粒子の少なくとも一部がタルク粒子であることが好まし く、特に興味ある態様において実質的に全ての粒子がタルク粒子である。比較的 硬い粒子、例えば７のモース硬度を有するシリカを含む繊維は、おそらくはそれ らを不織布の製造に適するものにする特性を有するが、硬い、研摩作用のある粒 子は繊維製造装置に損傷を与える傾向がある理由から軟らかい無機粒子が好まし い。このことは、モース硬度スケールで最も軟らかい鉱物であるタルクがなぜ本 発明の目的に対して好ましい種類の無機粒子であるかの１つの理由でもある。 本発明に従って使用される用語「タルク」は、ケイ酸マグネシウム含有量の高 い（例えば、ＭｇＯ＋ＳｉＯ₂約90％以上に相当する）広範囲に及ぶ天然鉱物を 意味する。殆どの市販されているタルクの品位は、本発明に従って使用すること に適するものであると考えられるが、小さな粒度及び均一な粒度分布を有するも のが好ましい （好ましい粒度については下記を参照されたい）。 無機粒子は、繊維の製造に通常使用されるポリマー顆粒の調製前にポリマー塊 中に導入されても、ポリマーメルト中に直接導入されてもよい。無機粒子の含有 量を調節することができると同時に繊維製品中の粒子の均一な分布が得られるよ うに例えば30重量％、40重量％又は50重量％の高い粒子含有量を有するポリマー 顆粒のマスターバッチを調製し、所望の粒子濃度が得られるように押出機内でポ リマーメルトの調製前にマスターバッチ顆粒と粒子を含まない常用のポリマー顆 粒とを混合することが往々にして都合良い。 ポリオレフィン含有繊維中の無機粒子の含有量に関して、十分な量の粒子が繊 維表面の付近に存在すべきであるから（粒子がポリマーメルト中に実質的に均一 に分布し、そのため繊維中に均一に分布するであろうことを考慮）、この含有量 は少なすぎてはならず、また繊維の機械的強度が損なわれるべきではないため（ 10％未満、例えば５％未満の繊維強度の減少は殆どの目的に対して許容可能であ ろう）及び過剰な粒子含有量は紡糸工程において問題を生じさせうるために、こ の量は多すぎてはならない。以下で説明する多くの最も適切なポリマー種に対し 、繊維重量の0.01〜20重量％、典型的には0.1〜15重量％、より典型的には0.2〜 10重量％、特に0.5〜５重量％、例えば1.0〜2.5重量％の無機粒子の含有量が適 切であろう。この量は、粒子の粉末度及び粒度分布（より微細な粒子ほどより多 量で導入することができる）並びに繊維又はフィラメントを不織布に団結する際 の速度を含む種々の因子によって変わりうる（粒子の効果はより高い不織布製造 速度であるほど特に強調されることが見出された。そのため高い製造速度に対し ては粒子含有量を増加させることが有利であろう。）。 無機粒子の品質に関し、粒度は繊維の断面寸法に適合するもので なくてはならないと考えられる。しかしながら、繊維が比較的粗い場合であって も、比較的滑らかな表面を有する繊維が望ましいために粒度は大きすぎてはなら ない。例えば、衛生産業用の不織布の製造に典型的に使用される繊維の繊維寸法 （すなわち、以下でさらに説明するように、概して約0.5〜７dtexの範囲内にあ る繊維直径）に関し、粒子は、粒子の少なくとも90重量％が10μｍ未満の粒度（ 最大寸法）を有するような粒度及び分布を好ましくは有するべきである。粒子は 、可能な限り小さいことが好ましく、粒子の少なくとも90重量％が８μｍ未満、 より好ましくは６μｍ未満、最も好ましくは４μｍ未満の粒度を有することが好 ましい。 繊維紡糸工程の安定性が阻害されないように及び大きな不均質性による繊維の 切断を防止するために、粒度分布が比較的狭いことも好ましい。例えば、粒度分 布は、90（重量）％百分順位の粒度と10（重量）％百分順位の粒度の比が最大で も約20：１、より好ましくは最大でも約15：１、最も好ましくは最大でも約10： １となるべきで、特に、最大でも約８：１程度の狭いものになるべきである。 本発明の繊維及びフィラメント中のポリオレフィンは、ポリオレフィンホモポ リマー又はコポリマーを含んでよい。適切なポリオレフィンは、例えば、アイソ タクチックポリプロピレンホモポリマー、及びそれらとエチレン、１−ブテン、 ４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキサン等とのランダムコポリマー、並びに高 密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン及び線状低密度ポリエチレンのような種 々の密度を有する線状ポリエチレンである。好ましいポリオレフィンはプロピレ ンのホモポリマー、又は他のα−オレフィン、例えばエチレン、１−ブテン、４ −メチルペンテン若しくは１−ヘキセンを10重量％以下含むそれらのコポリマー である。繊維の製造のための出発原料としてのそのようなポリマーにとって適切 な溶融流量（ MFR)は500g/10分未満、例えば25g/10分である。ポリオレフィン系繊維を製造す るために使用される溶融体は、ステアリン酸カルシウム、酸化防止剤、加工安定 剤、並びにＴｉＯ₂のような白色体質顔料及び着色剤を包含する顔料等のような 種々の常用の繊維添加剤を含んでもよい。 上記のように、本発明は、繊維、例えばカーデッドウェブに使用されるステー プルファイバー、及びスパンボンドフィラメントのような連続フィラメントの両 方に向けられたものである。ステープルファイバーに関し、ステープルファイバ ーは単成分繊維又は二成分繊維であってよい。後者の二成分繊維は、例えば、コ アが偏心的（中心から離れている）又は同心的（実質的に中心にある）に配置さ れているシース−コア型二成分繊維である。二成分繊維は、典型的にはそれぞれ ポリプロピレン／ポリエチレン、高密度ポリエチレン／線状低密度ポリエチレン 、ポリプロピレンランダムコポリマー／ポリエチレン、又はポリプロピレン／ポ リプロピレンランダムコポリマーからなるコア及びシースを有する。さらに、前 記二成分繊維は、ポリエステルである高融点成分とポリプロピレン若しくはそれ らのコポリマー又はポリエチレンである低融点成分の二成分繊維であってもよい 。 本発明の範囲内で、少なくとも低融点成分（シース）は無機粒子を含む。 衛生用吸収性製品用の不織布に使用される繊維及びフィラメントの目的に関し 、繊維又はフィラメントは典型手金は0.5〜７dtex、例えば１〜７dtex、より典 型的には1.5〜５dtex、例えば1.7〜3.3dtexの範囲内にある繊度を有する。 本発明に係る繊維の紡糸は、「短繊維紡糸」工程により又は慣用的な溶融紡糸 （「長繊維紡糸」として周知）により実施される。こ れらの紡糸工程は共に当該技術分野において周知である。慣用的な紡糸は２段階 工程であり、第１工程は溶融体の押出及びフィラメントの実際の紡糸であって、 非常に高速で実施され、第２工程は紡糸されたフィラメントの延伸、その後のク リンプ加工、乾燥及びステープルファイバーを形成するため切断する工程である 。短繊維紡糸は、１回の操作で繊維の紡糸及び延伸の両方がなされる１段階工程 である。これらの紡糸方法は、例えば、Ahmed，“Polypropylene Fibers-Scienc e and Technology”，1982に記載されている。衛生用吸収性製品用の不織布での 使用に適するポリオレフィン系繊維の製造のための長繊維紡糸方法は、例えば、 国際公開番号WO89/10989号、WO93/01334号、WO94/20664号、WO95/19465号及びWO 96/33303号公報に記載されている。スパンボンド方法は、例えば“Spunbond Tec hnology Today ２-Onstream in the 90's”，Miller Freeman，1992に記載され ている。紡糸工程中にフィラメントは適切な界面活性剤、帯電防止剤等により処 理されてもよい。 上記記載から明らかなように、本発明は、ここに記載の無機粒子含有繊維又は フィラメントを含む不織布にも関する。 本発明は、さらに、ステープルファイバーから不織布を製造する方法であって 、(a)ここに記載の繊維特性に従うステープルファイバーを含む繊維ウェブを形 成する工程、及び(b)繊維ウェブをボンディングさせる工程、を含む方法に関す る。特に、前記ボンディング方法は、好ましくは少なくとも150m/分、より好ま しくは少なくとも200m/分、最も好ましくは少なくとも250m/分の速度で実施され る。ボンディングは、好ましくはサーマルボンディング、例えばカレンダーボン ディング若しくは熱風接着、赤外線接着又は超音波接着により実施される。 本発明は、フィラメントから不織布を製造する方法であって、（a ）ここに記載のフィラメント特性に従うフィラメントを含むウェブを形成する工 程、及び(b)繊維ウェブをボンディングさせる工程、を含む方法に関する。上記 方法（ステープルファイバーに関する）で言及した態様は、フィラメントが使用 される方法にも適用される。 前述のように、本発明の新規の粒子含有繊維又はフィラメントは、繊維又はフ ィラメントがウェブを形成し、そして無機粒子を含まない対応する繊維よりも高 速でサーマルボンディングされる繊維又はフィラメントの性能を含む多くの驚く べき利点をもたらすことが見出された。いかなる理論にも束縛されないが、この ことは、繊維又はフィラメント上の粒子の数多くの有利な効果の組合わせによる ものであると考えられる。主な利点のうちの１つは、繊維又はフィラメントの熱 力学的特性の向上であると考えられ、特に、増加した熱伝導度である。この増加 した熱伝導度は、より高速、すなわち無機粒子を含まない対応する繊維又はフィ ラメントが不十分なボンディングをもたらし、従って不十分な品質の不織布をも たらす速度で、繊維をサーマルボンディング、例えばカレンダーボンディングで きることの原因であると考えられる。従って、本発明の繊維は、広いボンディン グ領域、すなわち所定の条件下で十分なボンディングが起こるより広い温度領域 を有することが見出された。このことは当然のことながら重要であり、特に、強 度等の観点で十分な特性を有する不織布が得られるように、より慎重に調節され た条件を必要とするより高い製造速度で重要である。 本発明の繊維に見出されるもう１つの利点はカーディング工程を容易にする静 電気の減少であり、より高速での繊維のカーディングを可能にする。少なくとも 、現在のところ好ましい種類の無機粒子であるタルクを含む繊維において、摩擦 が減少することが見出され た。このこともカーディング工程を容易にし、結果として得られる不織布の品質 を損なわずにより高い製造速度の実現を促進する。さらに、タルク含有ポリオレ フィン繊維は、濡れるように設計されている不織布において貴重な性質でありう る低い疎水性を有することが見出された。 従って、粒子の総合的な効果には、まず第１に、ウェブの均質性を損なわずに 高速で本発明に係るステープルファイバーのカーディングを可能にする静電特性 及び摩擦特性の改良、そして第２に、ボンディング温度を上昇させる必要なしに より高速でのサーマルボンディング、例えばカレンダーボンディングを可能にす る熱的性質の改良の２つの側面がある。不織布の製造方法は、連続製造ラインで は実質的に同一でなくてはならないウェブ形成速度、例えばカーディング速度と ボンディング速度の両方に依存するため、品質を実質的に損なうことなく生産性 が著しく改良される、すなわちより高い製造ライン速度が得られる。より高い不 織布ライン速度は唯一のありうる利点ではない。しかしながら、本発明によって 、例えば速度の増加の代わりに（又は場合によっては速度の増加に加えて）、強 度を低下させずに基本重量がより少ない不織布という観点での利点を得ることも できる。 従って、不織布の製造者にとって、拡大されたボンディング領域、改良された ボンディング指数並びに静電気及び摩擦の減少を含みうる本発明に係る繊維の上 記の改良された特性は、以下に概略する製造パラメーターの改良による製造費の 減少をもたらす： 不織布の強度を維持しながら、増加した製造速度で変わらない基本重量を有す る不織布を変わらないサーマルボンディング温度で製造できること； 不織布の強度を維持しながら、変わらない製造速度及びサーマル ボンディング温度で減少した基本重量を有する不織布を製造できること； 不織布の強度を維持しながら、変わらない製造速度及びサーマルボンディング 温度で減少したカレンダー圧力を使用することにより不織布を製造できること； 不織布の強度を維持しながら、変わらない製造速度及び減少したサーマルボン ディング温度 で変わらない基本重量を有する不織布を製造できること。 これらの場合において、原価を低減する適用される態様にも関わらず、本発明 によって不織布の強度及び品質を保つことができる。 例えば、本発明の一態様において、ポリオレフィンとその少なくとも90重量％ が10ミクロン未満の粒度を有する無機粒子0.1〜20重量％とを含む繊維は、前記 無機粒子を含まない対応する繊維を用いて同様な方法で製造された不織布のボン ディング領域よりも少なくとも10％、好ましくは少なくとも20％、より好ましく は少なくとも30％広いボンディング領域内で100m/分の速度で連続的にウェブに 形成され、カレンダーボンディングされうるものである。前記ボンディング領域 は、ボンディング指数がＢＩ_maxよりも15％以下小さい温度区間として定義され る。 本発明のさらなる態様において、ポリオレフィンとその少なくとも90重量％が 10ミクロン未満の粒度を有する無機粒子0.1〜20重量％とを含む繊維は、100m/分 の速度で連続的にウェブに形成され、カレンダーボンディングされうるものであ り、前記無機粒子を含まない対応する繊維を用いて同様な方法で製造された不織 布のボンディング指数よりも少なくとも10％、好ましくは少なくとも20％、より 好ましくは少なくとも30％高いボンディング指数と20g/m²の基本重量とを有する 不織布を生じる。 本発明のさらなる態様において、ポリオレフィンとその少なくとも90重量％が 10ミクロン未満の粒度を有する無機粒子0.1〜20重量％とを含む繊維は、100m/分 の速度で連続的にウェブに形成され、カレンダーボンディングされうるものであ り、不織布ロール上３cmで測定される静電気の数値が前記無機粒子を含まない対 応する繊維から同様な方法で製造された不織布に対して測定されるものよりも少 なくとも20％、例えば少なくとも30％、好ましくは少なくとも40％、より好まし くは少なくとも50％、特に少なくとも70％低く、20g/m²の基本重量を有する不織 布を生じる。 上記態様（ボンディング領域、ボンディング指数及び静電気）に対して選ばれ るポリオレフィンに関し、（上記のような）ポリプロピレン又はそれらのコポリ マーが好ましい。より低い製造費のために単成分繊維又はフィラメントが概して 好ましいが、特別な場合において二成分繊維又はフィラメントが単独で又は単成 分繊維若しくはフィラメントとの組み合わせで使用される。 本発明のより興味のある態様においても、ボンディング領域、ボンディング指 数及び静電気に関する上記特性は、175m/分、200m/分若しくは250m/分、さらに は300m/分又は350m/分のようなかなり高いボンディング速度を使用する場合でも 得られる。 上記のように、繊維又はフィラメントの摩擦の減少は、軟らかい無機粒子の導 入によって得ることができる。明らかに、この摩擦の減少によって、繊維又はフ ィラメント及びこれらの繊維又はフィラメントから製造される不織布を製造する ために使用される装置の摩耗が減少し、それによって機械の部品の交換及びエネ ルギー消費量に関する費用が減少するであろう。本発明の一態様において、粒子 含有繊維又はフィラメントは、前記無機粒子を含まない対応する繊維又はフィラ メントに比して少なくとも10％、例えば少なくとも20 ％、好ましくは少なくとも30％、より好ましくは少なくとも40％、特に50％減少 した摩擦係数を有する。 試験方法 ボンディング指数の決定 引張強さは、EDANA 70.2-89に従って、機械方向（ＭＤ）及び横方向（ＣＤ） で決定される。N/5cm単位で表示されるボンディング指数（ＢＩ）は、種々のボ ンディング温度で計算される。このボンディング指数は、機械方向強度と横方向 強度の積の平方根として定義されるものである。20g/m²標準的な不織布基本重量 に対する標準的なボンディング指数（ＢＩ₂₀：ここでは単純にＢＩと表す）を得 るために、所定の試料について計算されたボンディング指数に20をかけ、そして g/m²で表される実際の基本重量で割り、それによって不織布の強度が基本重量に 伴って変化することを補償する。ＢＩ_maxはボンディング温度の範囲内での最大 ボンディング指数を意味する。 ボンディング領域の決定 繊維又はフィラメントがカレンダーに粘着する上限温度とボンディングが起こ らない下限温度により限定される温度区間内の幾つかの温度でボンディング指数 を測定した。次に、ボンディング指数がＢＩ_maxと15％未満異なる温度区間とし てボンディング領域（ケルビンで表される）を推定した。 粒度分布の決定 無機粒子の粒度分布は、Scandinavian Pulp，Paper and Board Testing Commi ttee（P 115 X第４提議，1998）の勧告に従って、SediGraph 5000 Particle Siz e Analyzer（Micromeritics，Georgia，U.S.A.）のような自動沈降粒度分析器を 使用し、決定することが できる。 静電気の決定 不織布上の静電気の測定は、不織布をロール上に集積させた後、Electrostati c Meter Statiron M，Type 7204，Haug GmbH，Germanyを使用することにより実 施した。 次の実施例により本発明をさらに説明する。 実施例 実施例１〜６ これらの実施例で使用した全てのポリプロピレン品種は、Borealis Polymers Oy，Finlandにより製造されたものである。 不織布は、乾式配列不織布繊維ラインを使用して製造した。カーディング及び カレンダリングに使用した最も重要な装置は、Herget wl Caleneder 410.30であった。前記カレンダーは２つのボウルを備え、シリン ダー直径は400mm、シリンダー幅は600mm、最大材料幅は500mm及びボンディング 面積は21.8％であった。最大速度は350m/分であった。全ての不織布が約20g/m² の基本重量を有していた。 タルクの量は0.5〜20重量％であり、対照材料では０％であった。 実施例１ MFR12を有するポリプロピレンに溶融段階で０％、５％、10％、15％及び20％ のタルク（Finntalc M03，Finnminerals Oy，Finland）を配合した。前記タルク は、以下の粒度分布（重量百分率）： ＜１０μｍ： ９９％ ＜５μｍ： ９６％ ＜２μｍ： ７４％ ＜１μｍ： ４０％ を有していた。 2.5dtexの繊度を有する繊維を、慣用的な紡糸型パイロットラインで充填剤含 有ポリマーから紡糸した。約12クリンプ/cmのレベルまで繊維をけん縮し、40mm のステープルファイバーに切断し、これを使用して不織布を製造した。15％以下 のタルク粒子を含む不織布の強度は、タルクを含まない対照不織布と同程度であ った。しかしながら、粒子含有繊維を使用すると、より広いボンディング領域を 使用してボンディングを達成することができ、カレンダーに不織布が粘着するこ となくより高いボンディング温度を使用することができた。 この実施例において、スピンパックの目詰まりのためにタルク粒子を20％含む 繊維を紡糸することはできなかった。このことは、使用される粒子に関係がある と考えられ、従って、より微細な粒子を使用し、粒子含有量が20％以上の繊維を 紡糸することは可能であると考えられる。 実施例２ MFR8を有するポリプロピレンに溶融している間に０％、0.5％及び1.0重量％の タルク（Micro-Talc I.T．Extra，Norwegian Talc AS，Norway）を配合した。前 記タルクは、以下の粒度分布（重量百分率）： ＜２０μｍ： １００％ ＜１０μｍ： ９９％ ＜５μｍ： ８５％ ＜３μｍ： ６０％ ＜２μｍ： ４３％ を有していた。このかなり白いタルクは、繊維の色に何の影響も及ぼさなかった （実施例１で使用したタルクよりも僅かに大きい粒度のために、紡糸は実施例１ におけるよりも若干困難であった。）。 別のタルク品位、すなわち以下のより小さな粒度： ＜８μｍ： ９７．５％ ＜５μｍ： ８５．４％ ＜２μｍ： ３４．５％ ＜１μｍ： １２．８％ を有するLuzenac Prever-M8（Luzenac，Italy）を１重量％使用してもう１回試 験を行った。 この場合における結果は、Finntalc（実施例１）を使用して得た結果と同様で あった。 実施例３ MFR18を有するポリプロピレンに０％、0.5％及び1.0％のタルク（Finntalc M0 3，Finnminerals Oy，Finland）を配合した。ボンディング領域は、タルクを含 まない対照繊維よりも0.5％又は１％広いことが見出された。 実施例４ MFR15を有するポリプロピレン及びタルク（Finntalc M03，Finnminerals Oy， Finland）からマスターバッチを調製した。このマスターバッチはタルクを40重 量％含んでいた。０重量％、0.5重量％、1.0重量％及び1.5重量％のタルクを含 む繊維を上記のように紡糸し、これらの繊維から100〜295m/分の種々のカーディ ング速度で不織布を製造した。低速では最大ボンディング指数又は領域幅のいず れにも実質的な差がないことが見出された（ボンディング幅は、所定のボンディ ング指数を得ることができる温度区間の幅として定義される。下記表では、領域 幅はそれぞれ少なくとも15及び少な くとも10のボンディング指数に対して示されている）。しかしながら、より高速 では、タルクの量が増加すると、最大ボンディング指数が増加し、領域幅も広く なることが見出された。結果を次の表に示す。 表１．実施例４の結果 実施例５ MFR12を有するポリプロピレンから270℃での紡糸によってタルクを含まない又 は1.5％のタルクを含む繊維を製造した。その後、この繊維を使用し、30m/分の ライン速度及び種々のカレンダーボンディング温度を使用して不織布を製造した 。タルクを含む不織布は、高いカレンダーボンディング温度が使用された場合で あっても非常に柔軟な触感を有していた。種々のボンディング温度での最大ボン ディング指数を下記表２に示す。表２からは、タルク粒子を含まない繊維のカレ ンダーボンディングが可能ではない高いボンディン グ温度で、粒子含有繊維から優れた強度を有する不織布を製造することができる ことが分かる。 表２．実施例５の結果 ^*)カレンダーに粘着 実施例６ MFR12を有するポリプロピレンから270℃で繊維を紡糸し、100m/分のライン速 度及び149℃のボンディング温度で不織布を製造した。 前記無機粒子を含まない繊維から製造された不織布に関し、不織布ロール上３ cmで測定される静電気は-5.0〜-8.0kV（変動は大）の範囲内にあった。 1.0重量％のFinntalc M03を含む繊維から製造された不織布に関し、静電気は+ 2.0〜+3.0kV（変動は小）であった。 実施例７ 市販入手可能なパイロット紡糸及び延伸装置（Fourne，Germany）を使用し、 慣用的な長繊維紡糸方法に従って、Borealis OY製の種々の品種のポリプロピレ ンからステープルファイバーを製造した。紡糸は、本明細書で述べた長繊維紡糸 （慣用的な紡糸）に相当する。実施例７の結果を表３に示す。 表３から、前記粒子を含まない繊維と比較すると、繊維強度特性は、粒子含有 繊維で実質的に保存されることが分かる。 ＤＳＣ分析から、ΔＴ値は前記粒子を含まない繊維と比べて粒子含有繊維で減 少するようである。理論に束縛されるわけではないが、このことは粒子含有繊維 の改良された熱力学的特性を示すものであろう。 実施例８〜９ ２つのドッファーを具備するSpinbau Random CardとRamisch-Kleinewerfers 2 Bowl Calenderとを使用して不織布を製造した。Spinbau Random Card及びRamis ch-Kleinewerfers 2 Bowl Calenderは共に700mmの幅を有していた。カレンダー はプレインロール（直径：250mm）及び彫刻ロール（直径：240mm）を具備してい た。彫刻模様（Type NW 99）はCasarettoにより施されたもので、21.78％（60.1 ポイント/cm²）のボンディング面積に対応する。加工ラインの速度は175m/分で あった。２種の異なる原料（“HD 350 J”及び“HE 350 J”）による実験結果を 表４及び５に示す。 実例から、タルクを含まない対応する繊維を使用した場合と比較してタルクを 含むステープルファイバーを使用した場合に不織布のボンディング指数が増加す ることがわかる。 表３：実施例７の結果 繊維の特性及びDSC分析

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＴ，ＡＵ ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ， ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＫ，Ｅ Ｅ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ， ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ Ｋ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＫ，ＴＪ， ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，Ｙ Ｕ (72)発明者 トゥルネン，オッリ テー. フィンランド国，エフイーエン―06400 ポルボー，ペフトリンティエ ２ (72)発明者 ヒンリフセン，エリザベス イギリス国，バークシャー エスエル４ ６ピーシー，イートン―ウィック，ブロー クン ファーロング 27 (72)発明者 ペテルセン，クルト デンマーク国，デーコー―6851 ヤンデル プ，エスデーエル．ヘボバイ 14

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．不織布の製造に適する繊維又はフィラメントであって、ポリオレフィン又 はそれらのコポリマーと0.01〜20重量％の無機粒子から本質的に成り、これら無 機粒子の実質的に全てが約５未満のモース硬度を有し、前記無機粒子の少なくと も90重量％が10μｍ未満の粒度を有する繊維又はフィラメント。 ２．無機粒子が、タルク、カオリン、炭酸カルシウム、マイカ、ウォラストナ イト、硫酸カルシウム及び硫酸バリウムからなる群から選ばれる請求項１記載の 繊維又はフィラメント。 ３．無機粒子の実質的に全てが約4.0未満、好ましくは約3.0未満、より好まし くは約2.0未満のモース硬度を有する請求項１記載の繊維又はフィラメント。 ３．無機粒子がタルク粒子を含む請求項１記載の繊維又はフィラメント。 ４．無機粒子の実質的に全てがタルク粒子である請求項１記載の繊維又はフィ ラメント。 ５．0.2〜10重量％の無機粒子を含む上記請求項のいずれか１項に記載の繊維 又はフィラメント。 ６．0.5〜５重量％の無機粒子を含む請求項５記載の繊維又はフィラメント。 ７．1.0〜2.5重量％の無機粒子を含む請求項６記載の繊維又はフィラメント。 ８．ポリオレフィン又はそれらのコポリマーがポリプロピレン又はポリプロピ レンコポリマーである上記請求項のいずれか１項に記載の繊維又はフィラメント 。 ９．ポリプロピレン又はそれらのコポリマーが、プロピレンのホ モポリマー、又は別のα−オレフィン、例えばエチレン、１−ブテン、４−メチ ルペンテン若しくは１−ヘキセンを10重量％以下含むコポリマーである請求項８ に記載の繊維又はフィラメント。 10．ステープルファイバー及びスパンボンドフィラメントから選ばれる上記請 求項のいずれか１項に記載の繊維又はフィラメント。 11．無機粒子の90重量％が８μｍ未満、より好ましくは６μｍ未満、最も好ま しくは４μｍ未満の粒度を有する上記請求項のいずれか１項に記載の繊維又はフ ィラメント。 12．単成分繊維である上記請求項のいずれか１項に記載の繊維又はフィラメン ト。 13．ポリプロピレン若しくはそれらのコポリマーからなる高融点成分とポリエ チレン又はそれらのコポリマーからなる低融点成分との二成分繊維であって、少 なくとも低融点成分が無機粒子を含む請求項１〜11のいずれか１項に記載の繊維 又はフィラメント。 14．0.5〜７dtex、１〜７dtex、典型的には1.5dtex、例えば1.7〜3.3dtexの範 囲内の繊度を有する上記請求項のいずれか１項に記載の繊維又はフィラメント。 15．前記無機粒子を含まない対応する繊維又はフィラメントと比べて少なくと も10％摩擦係数が減少した上記請求項のいずれか１項に記載の粒子含有繊維又は フィラメント。 16．前記無機粒子を含まない対応する繊維又はフィラメントと比べて少なくと も20％摩擦係数が減少した請求項15に記載の粒子含有繊維又はフィラメント。 17．不織布の製造に適する繊維であって、ポリオレフィンとその少なくとも90 重量％が10ミクロン未満の粒度を有する無機粒子0.1〜20重量％とを含み、前記 無機粒子を含まない対応する繊維を用いて同様な方法で製造された不織布のボン ディング領域よりも少なく とも10％広いボンディング領域内で100m/分の速度で連続的にウェブに形成され 、カレンダーボンディングされうるものである繊維。 18．ポリオレフィンがポリプロピレン又はそれらのコポリマーからなる請求項 17記載の繊維。 19．不織布の製造に適する繊維であって、ポリオレフィンとその少なくとも90 重量％が10ミクロン未満の粒度を有する無機粒子0.1〜20重量％とを含み、前記 無機粒子を含まない対応する繊維を用いて同様な方法で製造された不織布のボン ディング指数よりも少なくとも10％高いボンディング指数と20g/m²の基本重量と を有する不織布を生じる、100m/分の速度で連続的にウェブに形成され、カレン ダーボンディングされうるものである繊維。 20．ポリオレフィンがポリプロピレン又はそれらのコポリマーからなる請求項 19記載の繊維。 21．前記無機粒子を含まない対応する繊維を用いて同様な方法で製造された不 織布のボンディング指数よりも少なくとも20％高いボンディング指数と20g/m²の 基本重量とを有する不織布を生じる、100m/分の速度で連続的にウェブに形成さ れ、カレンダーボンディングされうるものである請求項20記載の繊維。 22．前記無機粒子を含まない対応する繊維を用いて同様な方法で製造された不 織布のボンディング指数よりも少なくとも30％高いボンディング指数と20g/m²の 基本重量とを有する不織布を生じる、100m/分の速度で連続的にウェブに形成さ れ、カレンダーボンディングされうるものである請求項21記載の繊維。 23．不織布の製造に適する繊維であって、ポリオレフィンとその少なくとも90 重量％が10ミクロン未満の粒度を有する無機粒子0.1〜20重量％とを含み、不織 布ロール上３cmで測定される静電気の平均数値が前記無機粒子を含まない対応す る繊維を用いて同様な方法 で製造された不織布ロールに対して測定されるものよりも少なくとも20％低く、 20g/m²の基本重量を有する不織布を生じる、100m/分の速度で連続的にウェブに 形成され、カレンダーボンディングされうるものである繊維。 24．ポリオレフィンがポリプロピレン又はそれらのコポリマーを含む請求項23 記載の繊維。 25．不織布ロール上３cmで測定される静電気の平均数値が前記無機粒子を含ま ない対応する繊維を用いて同様な方法で製造された不織布ロールに対して測定さ れるものよりも少なくとも30％低い請求項23又は24記載の繊維。 26．不織布ロール上３cmで測定される静電気の平均数値が前記無機粒子を含ま ない対応する繊維を用いて同様な方法で製造された不織布ロールに対して測定さ れるものよりも少なくとも40％低い請求項25記載の繊維。 27．請求項１〜16のいずれか１項に記載の無機粒子含有繊維又はフィラメント を含む不織布。 28．請求項１〜16のいずれか１項に記載のステープル繊維を含む繊維ウェブを 形成すること及び前記繊維ウェブをボンディングさせることを含む不織布の製造 方法。 29．繊維ウェブが少なくとも150m/分の速度でカーディングされ、その後にボ ンディングされる請求項28記載の方法。 30．前記速度が少なくとも200m/分、好ましくは250m/分である請求項29記載の 方法。 31．繊維ウェブがサーマルボンディング、例えばカレンダーボンディング、又 は熱風接着、赤外線接着若しくは超音波接着によりボンディングされる請求項29 又は30記載の方法。 32．請求項１〜16のいずれか１項に記載のフィラメントを含むス パンボンドウェブを形成すること及び前記ウェブをボンディングさせることを含 む不織布の製造方法。