JP2020196956A

JP2020196956A - 毛羽立ちの少ない柄付き不織布の製造方法

Info

Publication number: JP2020196956A
Application number: JP2019101678A
Authority: JP
Inventors: 辰太森岡; Tatsuta Morioka
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 2019-05-30
Filing date: 2019-05-30
Publication date: 2020-12-10
Anticipated expiration: 2039-05-30
Also published as: JP7298880B2

Abstract

【課題】不織布全体に亙って毛羽立ちが少なく、凹みによる任意の柄付けが可能な柄付き不織布の製造方法を提供する。【解決手段】この毛羽立ちが少ない柄付き不織布の製造方法は、以下の四つの工程からなる。第一工程は、横断面が扁平であって、短径と長径の比が１：３以上である熱可塑性繊維を無作為に集積して繊維ウェブを製造する工程である。第二工程は、繊維ウェブを、クリアランスを設けた一対の加熱ロール間に通して繊維フリースを製造する工程である。第三工程は、繊維フリースの厚み方向全体に亙って樹脂結合剤を付与して、不織布を得る工程である。第四工程は、不織布を、加熱凹凸ロールと非加熱平滑ロールの間を通す工程である。これにより、加熱凹凸ロールの凸部が当接した不織布の部位に凹みを生じ、この凹みによる柄を形成した毛羽立ちが少ない柄付き不織布を得る。【選択図】なし

Description

本発明は、表面に任意の柄が形成されてなる毛羽立ちの少ない柄付き不織布の製造方法に関するものである。

従来より、横断面が円形の熱可塑性繊維を集積してなる繊維ウェブを、エンボス型熱圧着装置に搬送して加熱凹凸ロールと平滑ロール間に通し、凹凸ロールの凸部で熱可塑性繊維相互間を圧着し、該繊維相互間を結合してなる不織布が知られている。かかる不織布は圧着部において、強固に繊維相互間が結合しており、圧着部における毛羽立ちの少ないものである（特許文献１、段落０００４）。しかしながら、圧着部における毛羽立ちは少ないが、非圧着部又は非圧着部と圧着部の境界では毛羽立ちが生じやすいものであった。なぜなら、非圧着部の表裏面には、横断面が円形の熱可塑性繊維が露出しているため、凸凹で平滑性のない高摩擦抵抗の面となっているからである。また、凹凸ロールの凸部で圧着された部分は凹みとなり、この部分が柄模様となるが、任意の柄付けはできないものであった。なぜなら、凹みの部分で繊維相互間を結合するため、間隔を置いたストライプ状の柄や、間隔の広い格子状の柄を形成すると、不織布の強度低下が生じるからである。

特開２００１−３５５１７６号公報

本発明の課題は、不織布全体に亙って毛羽立ちが少なく、凹みによる任意の柄付けが可能な柄付き不織布の製造方法を提供することにある。

本発明は、横断面が扁平な熱可塑性繊維よりなる繊維ウェブを特定の工程を通した後に、エンボス型熱圧着装置で柄出しすることにより、上記課題を解決したものである。すなわち、本発明は、横断面が扁平であって、短径と長径の比が１：３以上である熱可塑性繊維を無作為に集積して繊維ウェブを製造する第一工程、前記繊維ウェブを、クリアランスを設けた一対の加熱ロール間に通し、該繊維ウェブの表裏層に存在する前記熱可塑性繊維相互間を結合させると共に、該繊維ウェブの中間層に存在する前記熱可塑性繊維相互間を結合させずに繊維フリースを製造する第二工程、前記繊維フリースの厚み方向全体に亙って樹脂結合剤を付与し、前記熱可塑性繊維相互間を結合させて不織布を製造する第三工程、及び、前記不織布を、加熱凹凸ロールと非加熱平滑ロールの間を通し、該加熱凹凸ロールの凸部が当接した前記不織布の部位に凹みを生じさせて、該凹みによる柄を形成する第四工程を具備することを特徴とする柄付き不織布の製造方法に関するものである。

第一工程は、横断面が扁平であって、短径と長径の比が１：３以上である熱可塑性繊維を無作為に集積して繊維ウェブを製造する工程である。横断面が扁平な繊維の代表は、横断面が楕円形のものである。扁平の程度は、短径と長径の比が１：３以上となっている。短径と長径の比が１：３未満であると、不織布全体に亙って毛羽立ちが生じやすくなる。熱可塑性繊維としては、従来公知のものが採用され、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリオレフィン系繊維又はポリアミド系繊維等が用いられる。また、熱可塑性繊維は、芯鞘型複合繊維やサイドバイサイド型複合繊維であってもよい。繊維は、短繊維でも長繊維でも差し支えないが、高強度の不織布を得るためには、長繊維を用いるのが好ましい。熱可塑性繊維の繊度は、２．２〜５．５デシテックス程度である。繊度が２．２デシテックス未満になると、得られる不織布の強度が低下する傾向となる。繊度が５．５デシテックスを超えると、加熱ロールに接触しただけでは軟化しにくく、表裏面の繊維相互間を結合させにくくなる傾向が生じる。熱可塑性繊維を無作為に集積する方法としては、長繊維の場合、溶融紡糸後に公知の方法で開繊して、移動する搬送体上に集積すればよい。また、短繊維の場合は、カード等で開繊した後、移動する搬送体上に集積すればよい。

第二工程は、第一工程で得られた繊維ウェブを、クリアランスを設けた一対の加熱ロール間に通して、繊維フリースを製造する工程である。第二工程において、繊維ウェブの表裏層にのみ存在する熱可塑性繊維相互間を結合させ、繊維ウェブの中間層に存在する熱可塑性繊維相互間は実質的に結合させない。この方法により、横断面が扁平な熱可塑性繊維が、繊維フリースの表裏面において面方向に倒伏した、柔軟な繊維フリースが得られる。すなわち、繊維軸に直交する方向に倒伏した熱可塑性繊維により、表裏面が形成された繊維フリースが得られるのである。一対の加熱ロール間のクリアランス（隙間）は、０．０５〜０．２ｍｍ程度である。クリアランスが０．０５ｍｍ未満になると、繊維ウェブの表裏層のみでなく、繊維ウェブの中間層に存在する熱可塑性繊維相互間も結合される恐れがある。また、クリアランスが０．２ｍｍを超えると、繊維ウェブの厚みが０．２〜０．４ｍｍ程度であるので、繊維ウェブの表裏面の両方に加熱ロールが接触しにくくなり、表裏層に存在する熱可塑性繊維相互間が結合されにくくなる。一対の加熱ロールとしては、たとえば、平滑ロール同士の組み合わせ又は凹凸ロールと平滑ロールの組み合わせが採用される。加熱ロールの表面温度は、使用する熱可塑性繊維の種類によって適宜決定される。具体的には、表裏層に存在する熱可塑性繊維相互間のみが結合し、中間層に存在する熱可塑性繊維相互間は実質的に結合しない程度の温度に設定される。たとえば、ポリエチレンテレフタレート繊維の場合、加熱ロールの表面温度を２３０〜２４０℃程度にするのが好ましい。表面温度が２３０℃未満であると、ポリエチレンテレフタレート繊維が軟化しにくく、表裏層に存在する繊維相互間が結合されにくくなる。また、表面温度が２４０℃を超えると、繊維ウェブの表裏層のみでなく、繊維ウェブの中間層に存在するポリエチレンテレフタレート繊維相互間も結合される恐れがあり、繊維フリースの柔軟性が低下する。

第三工程は、第二工程で得られた繊維フリースの厚み方向全体に亙って樹脂結合剤を付与し、熱可塑性繊維相互間を樹脂結合剤で結合して、不織布を製造する工程である。樹脂結合剤としては、アクリル系結合剤、ウレタン系結合剤、ＮＢＲ系結合剤又はＳＢＲ系結合剤等が公知の樹脂結合剤が用いられる。これらの結合剤の中でも、軟質で弾性に優れたアクリル系結合剤を採用するのが好ましい。繊維フリースの柔軟性を維持するためである。繊維フリースの厚み方向全体に亙って樹脂結合剤を付与する方法としては、樹脂結合剤を分散させた分散液中に、繊維フリースを浸漬する方法が一般的である。また、分散液を、繊維フリースの表面に向けて噴霧すると共に、裏面から吸引することにより、繊維フリースの厚み方向全体に亙って樹脂結合剤を付与することもできる。さらに、分散液を、一対のロール間に滞留させておき、このロール間に繊維フリースを通すことによっても、繊維フリースの厚み方向全体に亙って樹脂結合剤を付与することができる。以上のようにして、繊維フリースに分散液を含浸させた後、乾燥及び／又は硬化させることにより、熱可塑性繊維相互間を樹脂結合剤で結合し、不織布を得る。

第四工程は、第三工程で得られた不織布を、加熱凹凸ロールと非加熱平滑ロールの間を通して、不織布に凹みによる柄を形成させ、柄付き不織布を製造する工程である。この工程によっても、横断面が扁平な熱可塑性繊維の倒伏状態が進行する。加熱凹凸ロールと非加熱平滑ロールの間には、クリアランスが設けられていないのが好ましい。クリアランスが設けられていると、凹みによる柄を形成させにくくなる傾向が生じる。凹みによる柄の部位は、その他の部位に比べて、凹みによって繊維密度が高くなっている。したがって、凹みと繊維密度の高さにより、柄が形成される。また、この凹み部位では、熱可塑性繊維相互間の熱接着による結合が進行しており、高強度の柄付き不織布を得ることができる。加熱凹凸ロールの表面温度は、第二工程で用いる加熱ロールの表面温度よりも若干低い温度であるのが好ましい。したがって、熱可塑性繊維としてポリエチレンテレフタレート繊維を用いた場合は、２２５〜２３５℃程度である。加熱凹凸ロールの表面温度が低過ぎると、凹みによる柄を形成させにくくなる傾向が生じる。また、加熱凹凸ロールの表面温度が高過ぎると、表裏層の熱可塑性繊維相互間が熱接着が進行し、得られる柄付き不織布が剛直になる傾向が生じる。加熱凹凸ロール表面の凸部の形状は任意であるが、線状になっているのが好ましい。たとえば、加熱凹凸ロール表面の凸部がらせん状に設けられているもの、複数の凸部が輪状に平行に設けられているもの又は複数の線状の凸部が軸方向に平行に設けられているもの等を採用することができる。この場合、得られる柄付き不織布には、線状の凹みが形成され、斜めストライプ柄、縦ストライプ柄又は横ストライプ柄となる。加熱凹凸ロールは一般的に金属製であり、非加熱平滑ロールは一般的にゴム製、繊維製又は樹脂製のものが採用される。

第四工程の後、所望により、任意の工程を付加することができる。たとえば、染色、捺染或いはプリント工程、紙やフィルム等の他の層を積層するラミネート工程又は表面や裏面に樹脂を塗布して樹脂層を形成するコーティング工程を付加することができる。得られた柄付き不織布は、任意の用途に用いられる。たとえば、壁紙、フィルター材、包装材料、農業用遮光材、カーテン、ブラインド又は車用天井材や車用サンシェード等として用いることができる。

本発明に係る方法で得られた柄付き不織布は、第二工程において、繊維ウェブ中の横断面扁平な熱可塑性繊維が面方向に倒伏状態となり、第三工程において、その倒伏状態で樹脂結合剤が付与され、熱可塑性繊維の扁平面同士が密着して結合される。すなわち、熱可塑性繊維同士が面結合されているので、横断面円形の熱可塑性繊維同士が点結合又は線結合されている場合に比べて、繊維同士の結合が強固である。したがって、得られた柄付き不織布が高目付でも嵩高であっても、厚み方向における剥離が生じにくいという効果を奏する。また、横断面扁平な熱可塑性繊維の倒伏状態は、その後の第四工程においても進行し、得られた柄付き不織布の表裏面は平滑で摩擦抵抗が低くなっており、毛羽立ちが生じにくいという効果を奏する。さらに、本発明に係る方法においては、構成繊維である熱可塑性繊維を結合した強度のある不織布を得た後に、第四工程で加熱凹凸ロールと非加熱平滑ロールの間を通して凹みを生じさせるものである。すなわち、第四工程は主として凹みによる柄付けをするものであるから、任意の柄付けが可能であるという効果を奏する。

実施例１
紡糸孔が扁平である紡糸口金を用いて、融点２５５℃のポリエチレンテレフタレートを溶融紡糸して、繊度３．３デシテックスで横断面が楕円形（短径：長径＝１：４）の長繊維を得ると共に、コンベア上に長繊維を無作為に集積して、目付９０ｇ／ｍ²の繊維ウェブを得た。この繊維ウェブを、表面温度２３５℃に加熱された一対のスチール製加熱ロール間（クリアランス約０．１ｍｍ）に通して、繊維フリースを得た。この繊維フリースをアクリルエマルジョン（ＤＩＣ社製、商品名「ボンコート」）に浸漬した後、マングルロールで絞り、次いで約１００℃で乾燥させた後、約１５０℃で熱処理してアクリル系結合剤を硬化させ、目付１００ｇ／ｍ²の不織布を得た。この不織布を、表面温度２３０℃に加熱されたスチール製加熱凹凸ロールと非加熱の樹脂ロールの間を通し、柄付き不織布を得た。なお、加熱凹凸ロールの凸部はらせん状に設けられており、加熱凹凸ロールと樹脂ロール間にはクリアランスを設けていないものである。得られた柄付き不織布は、鮮明な斜めストライプ柄を持つものであった。

実施例２
ロール周面上に、複数の線状の凸部が軸方向に直交に設けられている加熱凹凸ロールを用いる他は、実施例１と同一の方法により、柄付き不織布を得た。この柄付き不織布は、鮮明な縦ストライプ柄を持つものであった。

実施例３
繊維ウェブの目付を７０ｇ／ｍ²とした他は、実施例１と同一の方法で柄付き不織布を得た。

実施例４
ロール周面上に、凸部が皮革調に設けられている加熱凹凸ロールを用いる他は、実施例３と同一の方法で柄付き不織布を得た。

実施例５
繊維ウェブの目付を５０ｇ／ｍ²とした他は、実施例１と同一の方法で柄付き不織布を得た。

実施例６
ポリエチレンテレフタレート長繊維の繊度を４．４デシテックスとした他は、実施例５と同一の方法で柄付き不織布を得た。

比較例１
紡糸孔が円形である紡糸口金を用いて、融点２５５℃のポリエチレンテレフタレートを溶融紡糸して、繊度３．３デシテックスの長繊維を得ると共に、コンベア上に長繊維を無作為に集積して、目付５０ｇ／ｍ²の繊維ウェブ（無荷重下での厚みは約０．２ｍｍ）を得た。この繊維ウェブを、表面温度２３０℃に加熱された加熱エンボスロール（表面に格子柄が彫刻されたロール）と表面温度２３０℃に加熱されたスチール製加熱平滑ロール間（クリアランスなし）に通して、繊維ウェブの厚み方向全体に亙って、長繊維相互間を熱接着した不織布を得た。この不織布を、表面温度２３０℃に加熱されたスチール製加熱凹凸ロールと非加熱の樹脂ロールの間を通し、柄付き不織布を得た。なお、加熱凹凸ロールの凸部はらせん状に設けられており、加熱凹凸ロールと樹脂ロール間にはクリアランスを設けていないものである。

比較例２
融点２５５℃のポリエチレンテレフタレートを芯成分とし、融点２３０℃のポリエステル共重合体を鞘成分とし、紡糸孔が円形である紡糸口金を用いて複合溶融紡糸し、繊度３．３デシテックスの芯鞘複合型長繊維を得ると共に、コンベア上に長繊維を無作為に集積して、目付５０ｇ／ｍ²の繊維ウェブ（無荷重下での厚みは約０．２ｍｍ）を得た。この繊維ウェブを、表面温度２０５℃に加熱された加熱エンボスロール（表面に格子柄が彫刻されたロール）と表面温度２０５℃に加熱されたスチール製加熱平滑ロール間（クリアランスなし）に通して、繊維ウェブの厚み方向全体に亙って、長繊維相互間を鞘成分の融着により熱接着した不織布を得た。この不織布を、表面温度２３０℃に加熱されたスチール製加熱凹凸ロールと非加熱の樹脂ロールの間を通し、柄付き不織布を得た。なお、加熱凹凸ロールの凸部はらせん状に設けられており、加熱凹凸ロールと樹脂ロール間にはクリアランスを設けていないものである。

実施例１〜６で得られた柄付き不織布は、比較例１及び２で得られた柄付き不織布に比べて、全体に亙って毛羽立ちの少なく、引張強度等の機械的物性に優れたものであった。

Claims

横断面が扁平であって、短径と長径の比が１：３以上である熱可塑性繊維を無作為に集積して繊維ウェブを製造する第一工程、
前記繊維ウェブを、クリアランスを設けた一対の加熱ロール間に通し、該繊維ウェブの表裏層に存在する前記熱可塑性繊維相互間を結合させると共に、該繊維ウェブの中間層に存在する前記熱可塑性繊維相互間を結合させずに繊維フリースを製造する第二工程、
前記繊維フリースの厚み方向全体に亙って樹脂結合剤を付与し、前記熱可塑性繊維相互間を結合させて不織布を製造する第三工程、及び、
前記不織布を、加熱凹凸ロールと非加熱平滑ロールの間を通し、該加熱凹凸ロールの凸部が当接した前記不織布の部位に凹みを生じさせて、該凹みによる柄を形成する第四工程を具備することを特徴とする毛羽立ちの少ない柄付き不織布の製造方法。
クリアランスが０．０５〜０．２ｍｍである請求項１記載の毛羽立ちの少ない柄付き不織布の製造方法。
樹脂結合剤がアクリル系結合剤である請求項１記載の毛羽立ちの少ない柄付き不織布の製造方法。
繊維フリースをアクリル系結合剤を含む分散液中に浸漬し、その後、該アクリル系結合剤を硬化させて、熱可塑性繊維相互間を結合させて不織布を得る請求項３記載の毛羽立ちの少ない柄付き不織布の製造方法。
凹みの部位は、他の部位よりも繊維密度が高くなっている請求項１記載の毛羽立ちの少ない柄付き不織布の製造方法。
凹みが線状に設けられている請求項１記載の毛羽立ちの少ない柄付き不織布の製造方法。