JP2002180366A

JP2002180366A - 成型性に優れた長繊維不織布

Info

Publication number: JP2002180366A
Application number: JP2000382616A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Makino; 広行牧野; Takao Nakano; 貴夫中野
Original assignee: Asahi Kasei Corp
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 2000-12-15
Filing date: 2000-12-15
Publication date: 2002-06-26
Anticipated expiration: 2020-12-15
Also published as: JP4851644B2

Abstract

(57)【要約】【課題】スキンクロス用途として好適であり、低モジ
ュラスかつ高伸度で、成型性に優れた長繊維不織布を提
供する。【解決手段】極限粘度［η］が０．４〜２．０のポリ
トリメチレンテレフタレートを用いた長繊維のウェブを
連続的に熱圧着加工や柱状流加工、またはその両方の組
合せによりシート化することにより得られ、タテ方向の
破断伸度が６０％以上で、５％伸長時応力が６Ｎ／３ｃ
ｍ以下である不織布。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、低モジュラスかつ
高伸度で成型性に優れた長繊維不織布に関する。

【０００２】

【従来の技術】テレフタル酸またはテレフタル酸ジメチ
ルに代表されるテレフタル酸の低級アルコールエステル
とトリメチレングリコール（１，３−プロパンジオー
ル）とを重縮合させて得られるポリトリメチレンテレフ
タレートは、優れた弾性回復性、低弾性率、易染性とい
ったポリアミドに類似した性質と、耐光性、熱セット
性、寸法安定性、低吸水率といったポリエチレンテレフ
タレートに類似した性能を併せ持つ画期的なポリマーで
あり、その特徴を生かしてＢＣＦカーペット、ブラシ、
テニスガット等に応用されている（特開平９−３７２４
号公報、特開平８−１７３２４４号公報、特開平５−２
６２８６２号公報）。

【０００３】また、既存の代表的な長繊維不織布である
スパンボンド不織布においては、ポリアミド、ポリエス
テル、ポリオレフィン等のポリマーからなる不織布が上
市されており、これらは一般的にフィラメントを熱圧着
することにより構成され、引張強度や引裂強度が大きい
という特徴がある。さらに、適度な伸縮性、ソフトな風
合い、均一な目付を有するポリトチレメチレンテレフタ
レートからなる長繊維不織布も提案されている（特開平
１１−１００７６８号公報）。これらの不織布は、使い
捨てカイロ用包材、風呂敷、テーブルクロス等の生活資
材、使い捨てオムツ等の衛生材料、土木資材等の用途に
有用なものである。

【０００４】しかしながら、これらの長繊維不織布で
は、フィラメントの接合に熱圧着が用いられるため、破
断伸度が低く、風合いが固くてドレープ性に欠けるとい
う欠点が有る。従って、不織布を深絞り加工する場合
や、ある形状の物体に隙間無く貼り合わせたりするよう
な成型用途では、モジュラスが高い場合は不織布が突っ
張って隙間が発生し、また、伸度が低い場合は応力のか
かる部分が破断してしまうという問題があった。

【０００５】特に、裏打布（スキンクロス）と呼ばれる
鉄道車輌・自動車車輌・船舶等の乗り物用座席のクッシ
ョン材（ウレタンフォーム等）に貼り合わせて補助用に
用いられる布帛用途には、複雑で高度な成型性が要求さ
れている。また、その他の要求される特性として、強力
が大きいこと、糸のホツレや裁断時の糸屑発生の少ない
こと、表皮への追従性が優れること、安価なこと等が望
まれており、現状では、代表的な素材としてトリコット
織物が使用されている。

【０００６】トリコット織物は、その製法の特徴から、
低い応力で伸長し（即ち、低モジュラスであり）、伸度
が高いため、表皮の追従性に優れており、広くスキンク
ロスとして使用されている。しかしながら、織物である
が故に、裁断時の糸のホツレは避け難く、また高価であ
る。一方、不織布は、裁断時の糸のホツレは無く、生産
性が高いため安価ではあるものの、モジュラスが高くて
伸長しにくい等の欠点を有することから、これらの欠点
を克服し、トリコット織物に匹敵するような成型性に優
れた不織布が要望されている。

【０００７】したがって、従来の不織布よりも高強度
で、かつ、ソフトな風合いを有する不織布を提供するた
めに検討が行われており、例えば、ポリトリメチレンテ
レフタレート繊維から構成され、柱状流により交絡され
た、目付量が３０〜２００ｇ／ｍ²の不織布が提案され
ている（特開平１１−１０７１４９号公報）。しかし、
該公報に記載されている不織布の成型性は、いまだ必ず
しも充分とは言えない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、裏打
布（スキンクロス）などのように複雑で高度な成型性が
要求される用途に適した、成型性に優れた長繊維不織布
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、長繊維不
織布の伸長特性を改良すべく、不織布の構造設計の観点
から詳細に検討を行った結果、特定のポリトリメチレン
テレフタレートからなる長繊維を用いることにより、上
記課題が解決されることを見出し、本発明に到達した。

【００１０】即ち、本発明は、極限粘度［η］が０．４
〜２．０のポリトリメチレンテレフタレートからなる長
繊維で構成され、タテ方向の破断伸度が６０％以上で、
５％伸長時応力が６Ｎ／３ｃｍ以下であることを特徴と
する長繊維不織布、及び、該長繊維不織布で構成された
スキンクロスである。本発明に用いるポリトリメチレン
テレフタレートの極限粘度［η］は０．４〜２．０、好
ましくは０．５〜１．５、更に好ましくは０．６〜１．
２である。この範囲であれば、強度、紡糸性に優れた繊
維を得ることができる。極限粘度が０．４未満の場合
は、ポリマーの溶融粘度が低すぎるため紡糸が不安定と
なり、得られる繊維の強度も低く満足できるものではな
い。極限粘度が２．０を越える場合は、溶融粘度が高す
ぎるために紡糸時にメルトフラクチャーや紡糸不良が生
じる。

【００１１】本発明の長繊維不織布は、タテ方向の破断
伸度が６０％以上で、５％伸長時応力が６Ｎ／３ｃｍ以
下である。タテ方向の破断伸度は、長繊維不織布をスキ
ンクロスとして成型する際の複雑で高度な変形に対して
形態追従する性能に関係する。タテ方向の破断伸度が６
０％未満では、スキンクロスとしての複雑で高度な成型
性には不十分である。また、タテ方向の破断伸度が３０
０％を超えると、成型の際にスキンクロス表面が斑にな
りやすい。そのため、タテ方向の破断伸度は８０〜３０
０％が好ましく、１３０〜２５０％がさらに好ましい。

【００１２】タテ方向の５％伸長時応力は、長繊維不織
布をスキンクロスとして成型した製品の美麗さに関係す
る。タテ方向の５％伸長時応力が６Ｎ／３ｃｍを越える
と、成型した製品の屈曲部の凹部が丸みを帯び、鋭利な
形態が損なわれる。また、タテ方向の５％伸長時応力が
０．２Ｎ／３ｃｍ未満であると、成型した製品のスキン
クロス表面が皺になりやすい。そのため、タテ方向の５
％伸長時応力は０．２〜５Ｎ／３ｃｍが好ましく、０．
５〜２Ｎ／３ｃｍがさらに好ましい。

【００１３】本発明の長繊維不織布を構成するフィラメ
ントの繊度は、好ましくは０．５〜５ｄｔｅｘである。
５ｄｔｅｘより大きい場合は、冷却が不十分となるため
に、得られる不織布が堅いものとなる傾向がある。ま
た、０．５ｄｔｅｘよりも小さい場合は、紡糸時にエジ
ェクターの張力にフィラメントが十分に耐えることがで
きず、フィラメントの一部が切れる場合がある。フィラ
メントの繊度は、好ましくは１〜４ｄｔｅｘである。ま
た、不織布の目付は１０〜１００ｇ／ｍ²であることが
好ましい。

【００１４】本発明において、ポリトリメチレンテレフ
タレートとは、トリメチレンテレフタレート単位を主た
る繰り返し単位とするものをいい、トリメチレンテレフ
タレート単位が約５０モル％以上、好ましくは７０モル
％以上、さらに好ましくは８０モル％以上、特に好まし
くは９０モル％以上のものをいう。従って、第３成分と
しての他の酸成分及び／又はグリコール成分の合計量が
約５０モル％以下、好ましくは３０モル％以下、さらに
好ましくは２０モル％以下、特に好ましくは１０モル％
以下の範囲で含有されたポリトリメチレンテレフタレー
トを包含する。

【００１５】ポリトリメチレンテレフタレートは、テレ
フタル酸又はその機能的誘導体とトリメチレングリコー
ル又はその機能的誘導体とを、触媒の存在下で適当な反
応条件下に縮合せしめることにより製造される。この製
造過程において、適当な一種又は二種以上の第３成分を
添加して共重合ポリエステルとしても良い。添加する第
３成分としては、脂肪族ジカルボン酸（シュウ酸、アジ
ピン酸等）、脂環族ジカルボン酸（シクロヘキサンジカ
ルボン酸等）、芳香族ジカルボン酸（イソフタル酸、ソ
ジウムスルホイソフタル酸）、脂肪族グリコール（エチ
レングリコール、１，２−プロピレングリコール、テト
ラメチレングリコール等）、脂環族グリコール（シクロ
ヘキサングリコール等）、芳香族ジオキシ化合物（ハイ
ドロキノンビスフェノールＡ等）、芳香族を含む脂肪族
グリコ−ル（１，４−ビス（β−ヒドロキシエトキシ）
ベンゼン等）、脂肪族オキシカルボン酸（ｐ−オキシ安
息香酸等）等が挙げられる。また、１個又は３個以上の
エステル形成性官能基を有する化合物（安息香酸等又は
グリセリン等）も、重合体が実質的に線状である範囲で
使用できる。

【００１６】さらに、ポリトリメチレンテレフタレート
には、二酸化チタン等の艶消し剤、リン酸等の安定剤、
ヒドロキシベンゾフェノン誘導体等の紫外線吸収剤、タ
ルク等の結晶化核剤、アエロジル等の易滑剤、ヒンダー
ドフェノール誘導体等の抗酸化剤、難燃剤、制電剤、顔
料、蛍光増白剤、赤外線吸収剤、消泡剤等を含有させて
も良い。

【００１７】本発明の長繊維不織布は、例えば、以下の
ような方法で得ることが出来る。ポリトリメチレンテレ
フタレートを多数の紡口から溶融紡糸することにより得
られる多数の連続フィラメントを、エジェクター等の牽
引装置で延伸し、移動する捕集装置上へ分散・堆積させ
てウェブを形成し、次いで、このウェブを、連続的に熱
圧着加工や柱状流加工、またはその両方の組合せにより
シート化することにより、本発明の不織布を得ることが
出来る。

【００１８】溶融紡糸する際の紡糸温度は２３０〜３２
０℃、好ましくは２３５〜３００℃、更に好ましくは２
４０〜２８０℃の範囲が適当である。紡糸温度が２３０
℃未満では、温度が低過ぎて安定した溶融状態になり難
く、得られた繊維の斑が大きくなり、また満足し得る強
度を示さなくなる場合がある。また、紡糸温度が３２０
℃を越えると、熱分解のため、得られた糸は着色し、ま
た満足し得る強度、伸度を示さなくなる傾向がある。用
いる紡口口金の形状については特に制限はなく、円形、
三角、多角形、扁平等のものを用いることが出来、通常
は、直径が０．１〜０．５ｍｍ程度の円形である。

【００１９】ここでエジェクターとは、加圧空気による
高速空気流を推進力として、溶融紡糸されたフィラメン
トを高速で引取り細化し、かつ該高速空気流にフィラメ
ントを随伴させる機能を持った装置を言う。エジェクタ
ーから押し出されるフィラメントの速度、すなわち紡糸
速度は、一般に２０００〜６０００ｍ／ｍｉｎである。
紡糸速度は、フィラメント単糸の細化の指標であり、高
速にするほど単糸の細化が進み低繊度の繊維となる。こ
の紡糸速度は、主として吐出量、エジェクターの位置、
送入される空気の圧力などの条件に支配されるが、好ま
しい紡糸速度の範囲は３５００〜５５００ｍ／ｍｉｎで
ある。３５００ｍ／ｍｉｎ未満では、フィラメントが充
分に延伸されていないために引張強力が必ずしも十分と
は言えず、また、そのフィラメントから得られる不織布
の強力も低くなる傾向がある。紡糸速度が５５００ｍ／
ｍｉｎを越えると、溶融紡糸中に糸切れが発生する場合
があり、不織布の生産性が低下する傾向がある。

【００２０】該エジェクター等の出口から空気流と共に
噴出されるフィラメント群は、更にその下方に設けられ
た移動式の多孔性の受器、具体的には金属製あるいは樹
脂製の定速走行している網状物等の上にウエブとして捕
集される。この時、エジェクター等から噴出されるフィ
ラメント群が、固まりやすくかつ捕集されたウエブの広
がりが狭く、シートとしての均一性および品位が欠ける
ような傾向にあるときには、特にフィラメントが相互に
離れあった状態で噴出されて捕集されるような工夫をす
ることが有効である。このためには、例えば、エジェク
ター等の下方に衝突部材を設け、該衝突部材にフィラメ
ントを衝突させて、該フィラメントに摩擦帯電を起こさ
せて開繊させる方法、あるいは、エジェクター等の下方
でコロナ放電により該フィラメントに強制帯電させて開
繊させる方法なども用いることができる。

【００２１】かかるウエブの捕集に際しては、フィラメ
ント群に随伴して該受器に当たる空気流のために、一旦
堆積したウエブが吹き流されて乱れたものになる場合が
あり、この現象を防ぐためには、該受器の下方から空気
を吸引する手段を採用することが好ましい。上記のよう
にして得られたウェブを、連続的に熱圧着加工や柱状流
加工、または両方の組合せによってシート化することに
より、本発明の長繊維不織布を得ることが出来る。

【００２２】熱圧着加工は、例えば８０〜２４０℃の加
熱下でプレス処理に付されることが好ましく、該熱プレ
ス処理により良好な繊維相互間の圧着と熱安定化処理を
行うことができる。加工の方法としては、加熱した平板
を用いることも出来るが、一対の加熱ロール間にウェブ
を通して圧着させる方法が生産性に優れている。処理の
温度及び圧力は、供給されるウエブの目付、速度等の条
件によって適宜選択されるべきものであり、一概には定
められない点もあるが、より好ましい温度は１８０〜２
４０℃、また加熱ローラーにより処理する場合には、圧
力は少なくとも線圧が１０ｋｇ／ｃｍ以上であること
が、得られる長繊維不織布の品質の安定化を図る上で好
ましい。上記の加熱ローラーとしては、その表面が平滑
なものや模様が彫刻されたもの、あるいはこれらの同種
のローラーの組み合わせ、または異種のローラーの組み
合わせからなる複数の回転ローラーの使用も可能であ
る。

【００２３】熱圧着部の全面積は、不織布の全面積に対
して３０％以下とすることが好ましく、より好ましくは
１０〜２０％の範囲にすることが、不織布の柔軟性、嵩
高さを良好に発揮させる上で好ましい。柱状流加工と
は、液体あるいは気体による高速流体をウェブに噴射さ
せ、繊維を三次元的に交絡一体化させるもので、高速流
体としては、取り扱い易さ、コスト、衝突エネルギーの
大きさなどの点から、液体が好ましく、水が最も好まし
い。

【００２４】具体例としては、孔径０．０５〜２ｍｍの
噴射孔が、噴射孔間隔０．０５〜１０ｍｍで一列ないし
複数列に配置された装置を用い、噴射孔から液体を１．
９６×１０³〜９．８１×１０³ｋＰａ〔ｇａｕｇｅ〕の
圧力で噴射させ、支持体に載置したウェブに衝突させ
る。液体の圧力、噴射孔の列数、処理速度、処理回数等
の条件は、不織布の用途等に応じて適宜選択すればよ
い。支持体としては、ウェブと支持体とを高速流体が貫
通する構成のものであればよく、例えば、メッシュスク
リーンや有孔板を用いればよい。メッシュスクリーンの
組織や、メッシュの大きさ等を適宜選択することによ
り、不織布の表面形態を平滑にすることが出来、また、
種々の形状の孔や模様等を付与する事が出来る。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明をさら
に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるも
のではない。なお、測定方法等は下記の通りである。（１）極限粘度極限粘度［η］は、オストワルド粘度管を用い、３５℃
にて、ｏ−クロロフェノールを用いて、比粘度ηｓｐと
濃度Ｃ（ｇ／１００ｍｌ）の比（ηｓｐ／Ｃ）を濃度ゼ
ロに外挿し、下記の式に従って求めた。

【００２６】

【数１】

【００２７】（２）引張強力および５％伸長時応力ＪＩＳＬ−１９０６に準じて測定した。（３）目付ＪＩＳＬ−１９０６に規定の方法で測定した。〔実施例１〕極限粘度［η］が０．９２であるポリトリ
メチレンテレフタレートを２６５℃で溶融紡糸し、エジ
ェクターで吸引しながら紡糸速度５０００ｍ／ｍｉｎで
延伸し、移動する多孔質帯状体に捕集・堆積させて長繊
維ウェブを作成した。

【００２８】このウェブに、ノズル径０．１５ｍｍ、ノ
ズルピッチ０．８ｍｍ、列数２列の多数のノズルから水
圧４．９×１０³ｋＰａ〔ｇａｕｇｅ〕の柱状流を噴射
して繊維を交絡させた。ノズルと長繊維ウェブの間隔は
２５ｍｍで、ウェブは１６ｍ／ｍｉｎの速度で移動する
ステンレス製メッシュスクリーンで支持され、メッシュ
スクリーンを通して吸引脱水させた。同様の処理をシー
トの反対側にも施し、目付５０ｇ／ｍ²の長繊維不織布
を得た。

【００２９】この不織布のタテ方向の物性を測定した結
果を、表１に示す。〔実施例２〕実施例１において、紡糸速度３５００ｍ／
ｍｉｎで延伸したこと以外は、実施例１と同様にしてウ
ェブを得た。次いで、実施例１と同様の方法・条件で柱
状流加工を施し、目付５０ｇ／ｍ²の長繊維不織布を得
た。

【００３０】この不織布のタテ方向の物性を測定した結
果を、表１に示す。〔実施例３〕極限粘度［η］が０．６６であるポリトリ
メチレンテレフタレートを２７０℃で溶融紡糸し、エジ
ェクターで吸引しながら紡糸速度４６００ｍ／ｍｉｎで
延伸し、移動する多孔質帯状体に捕集・堆積させて長繊
維ウェブを作成した。次いで、このウェブを一対の金属
製の加熱ロールにより熱圧着させ、目付５０ｇ／ｍ²の
長繊維不織布を得た。加熱ロールの一方は、表面にエン
ボス模様が加工されており、もう一方の表面はフラット
状である。

【００３１】この不織布のタテ方向の物性を測定した結
果を、表２に示す。また、比較の対象として、ポリエチ
レンテレフタレート長繊維不織布（旭化成工業社製「Ｅ
０１０５０」目付５０ｇ／ｍ²）と、ナイロン６長繊維
不織布（旭化成工業社製「Ｎ０１０５０」目付５０ｇ／
ｍ²）のタテ方向の物性を同様に表２に示す。

【００３２】〔比較例１〕ナイロン６ポリマーを用いて
２６５℃で溶融紡糸し、紡糸速度４５００ｍ／ｍｉｎで
延伸したこと以外は、実施例１と同様にしてウェブを作
成し、実施例１と同様に、水圧３．９×１０³ｋＰａ
〔ｇａｕｇｅ〕で柱状流加工を施し、目付５０ｇ／ｍ²
の長繊維不織布を得た。

【００３３】この不織布のタテ方向の物性を測定した。
結果を表１に示す。〔比較例２〕極限粘度［η］が０．７１のポリエチレン
テレフタレートを用いて３００℃で溶融紡糸し、紡糸速
度４４００ｍ／ｍｉｎで延伸したこと以外は、実施例１
と同様にしてウェブを作成し、実施例１と同様に、水圧
４．９×１０³ｋＰａ〔ｇａｕｇｅ〕で柱状流加工を施
し、目付５０ｇ／ｍ²の長繊維不織布を得た。

【００３４】この不織布のタテ方向の物性を測定した結
果を、表１に示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【表２】

【００３７】

【発明の効果】本発明の不織布は、低モジュラスかつ高
伸度で、成型性に優れた長繊維不織布であり、その特徴
を活かしてスキンクロス用途などに有用である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】極限粘度［η］が０．４〜２．０のポリ
トリメチレンテレフタレートからなる長繊維で構成さ
れ、タテ方向の破断伸度が６０％以上で、５％伸長時応
力が６Ｎ／３ｃｍ以下であることを特徴とする長繊維不
織布。
【請求項２】請求項１記載の長繊維不織布で構成され
たスキンクロス。