JP2872542B2 - 熱接着不織布及びその製造方法 - Google Patents

熱接着不織布及びその製造方法

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JP2872542B2
JP2872542B2 JP5214705A JP21470593A JP2872542B2 JP 2872542 B2 JP2872542 B2 JP 2872542B2 JP 5214705 A JP5214705 A JP 5214705A JP 21470593 A JP21470593 A JP 21470593A JP 2872542 B2 JP2872542 B2 JP 2872542B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリオレフィン系の細
繊度で芯鞘型の複合短繊維からなる熱接着不織布および
その製造方法に関するものである。この不織布は、強力
が高く、極めて柔軟性があり、しかも地合いが良く、良
好な肌ざわりを持っている。このため、使い捨ておむ
つ、生理用ナプキン等の医療衛生材用途に特に適してい
る。また耐薬品性を持ちしかも保水性に優れているた
め、乾電池セパレ−タとしても特に適したものとなる。
そのほかには、農芸園芸資材、生活関連資材としての包
装材やフィルタ−等、広範囲の用途に好適に用いること
ができるものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、熱接着短繊維不織布は、衣料
用、産業資材用、土木建築資材用、農芸園芸資材用、生
活関連資材用、医療衛生材用等、種々の用途に使用され
ている。
【0003】近年急激に需要量が増大している使い捨て
おむつや生理用吸収体の被覆紙等の医療衛生材用不織布
においては、肌ざわりのよいソフトな風合いが要求され
る。また、電気電子関連機器に不織布の需要が拡大して
おり、この分野では、不織布に耐薬品性が良好でかつ保
水性が優れていることも要求される。これらの要求品質
をできる限り満足させるために、主として、サ−マルス
ル−タイプやエンボスタイプの熱接着法による不織布の
生産方式が取られている。
【0004】これらの不織布は、融点を異にする繊維形
成性重合体を複合成分とする複合繊維を用いて得られ、
特開昭57−167442号公報、特開昭59−137
552号公報、特公昭52−12830号公報、特公昭
61−10583号公報等において公知である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来から用いられてい
る不織布用複合型熱接着繊維の低融点成分には、通常、
ポリエステルや、ポリエチレンが用いられている。ポリ
エチレンを低融点成分とする複合型熱接着繊維からなる
不織布においては、ポリエチレン独特のヌメリ感が発生
し、人によっては違和感を持つといった問題や、ポリエ
チレン自体が曳糸性が劣っているため細繊度の繊維が得
られないという問題点があった。
【0006】また、本発明者らは、先に特開平03−1
93958号において、極細のポリオレフィン系の芯鞘
型複合短繊維からなるスパンレ−ス不織布を提案した。
該不織布は、スパンレ−ス法で処理されるため柔らかさ
は損なわれないが、穴あきの不織布となるため、乾電池
セパレ−タ−やその他の用途で不適となるなど用途が限
定される問題点があった。
【0007】本発明の目的は、上記問題点を解決し、極
めて地合いが良く、肌ざわりの良好な不織布であって、
しかも実用的な性能を有し、かつ耐薬品性、保水性のす
ぐれたポリオレフィン系の熱接着不織布を提供すること
にある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
点を解決すべく鋭意研究した結果、本発明に到達したも
のである。すなわち、本発明は、 (1) エチレン系重合体とプロピレン系重合体とのブ
レンド構造体にて形成された鞘部と、この鞘部の重合体
よりも高融点のプロピレン系重合体の芯部とを有して、
単糸繊度が0.2〜1デニ−ルの芯鞘型複合短繊維から
なり、部分的に点圧着区域を持って構成されたことを特
徴とする熱接着不織布と、 (2) プロピレンが共重合されたエチレン系重合体に
て形成された鞘部と、この鞘部の重合体よりも高融点の
プロピレン系重合体の芯部とを有して、単糸繊度が0.
2〜1デニ−ルの芯鞘型複合短繊維からなり、部分的に
点圧着区域を持って構成されたことを特徴とする熱接着
不織布と、 (3) エチレン系重合体とプロピレン系重合体とのブ
レンド構造体にて形成された鞘部と、この鞘部の重合体
よりも高融点のプロピレン系重合体の芯部とを有して、
単糸繊度が0.2〜1デニ−ルの芯鞘型複合短繊維から
なるカ−ドウェブを、下式が満足するようにエンボス加
工することを特徴とする熱接着不織布の製造方法と、 圧着面積率a(%) 4≦a≦50 圧着点密度b(個/cm2 ) 7≦b≦100 線圧 p(kg/cm) 5≦p≦70 加工温度 T(℃) Tm1−10≦T≦Tm2−10 Tm1:鞘部のエチレン系重合体の融点 Tm2:芯部のプロピレン系重合体の融点 (4) プロピレンが共重合されたエチレン系重合体に
て形成された鞘部と、この鞘部の重合体よりも高融点の
プロピレン系重合体の芯部とを有して、単糸繊度が0.
2〜1デニ−ルの芯鞘型複合短繊維からなるカ−ドウェ
ブを、下式が満足するようにエンボス加工することを特
徴とする熱接着不織布の製造方法 圧着面積率a(%) 4≦a≦50 圧着点密度b(個/cm2 ) 7≦b≦100 線圧 p(kg/cm) 5≦p≦70 加工温度 T(℃) Tm1−10≦T≦Tm2−10 Tm1:鞘部のエチレン系重合体の融点 Tm2:芯部のプロピレン系重合体の融点 とを要旨とするものである。
【0009】次に、本発明を詳細に説明する。まず、本
発明の不織布を構成する芯鞘型複合短繊維に関して説明
する。この芯鞘型複合短繊維の鞘部は、エチレン系重合
体を主成分とするものであり、具体的には、エチレン系
重合体とプロピレン系重合体とのブレンド構造体か、あ
るいはプロピレンを共重合されたエチレン系の共重合体
にて構成される。
【0010】例えば低密度ポリエチレンの単一成分で鞘
部を構成した場合には、不織布にヌメリ感が発生して問
題となる。また高密度ポリエチレンの単一成分で鞘部を
構成した場合には、曳糸性が低下して細繊度の繊維を得
ることができにくくなる。これに対し本発明のようにブ
レンド構造あるいは共重合構造とすることにより、低密
度ポリエチレンを適用してもポリプロピレンの影響でヌ
メリ感の発生を防止することができ、また、高密度ポリ
エチレンを適用しても曳糸性を向上することができるた
め細繊度の繊維を得ることができるのである。
【0011】一般にエチレン系重合体は、同一紡糸速度
の場合、プロピレン系重合体よりも伸長特性が低い。し
たがって、プロピレン系重合体を芯部に配するとともに
エチレン系重合体を鞘部に配した芯鞘構造の複合繊維を
紡糸延伸する場合には、鞘部が芯部における紡糸延伸応
力に追従しにくく、このため芯鞘層の剥離が発生しやす
く、それを原因とした糸切れが発生しやすいため、曳糸
性が良くない。このような事情のもとで、本発明におい
て鞘部がブレンド構造である場合には、鞘部のエチレン
系重合体にプロピレン系重合体をミクロにブレンド分散
することで、芯部に紡糸延伸応力が発生しているときの
鞘部の伸長特性が改善され、その結果、芯鞘層の剥離を
解消できて、しかも曳糸性を向上でき、このため細繊度
の繊維からなる不織布を得ることができる。
【0012】エチレン系重合体としては、線状低密度ポ
リエチレン、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレ
ン、高密度ポリエチレン、あるいはエチレンを主体とす
る共重合エチレン等が挙げられる。
【0013】プロピレン系重合体としては、ポリプロピ
レン、あるいはプロピレンを主体とする共重合プロピレ
ン等が挙げられる。前記ブレンド物のエチレン系重合体
(aとする)とプロピレン系重合体(bとする)との混
合比(重量比)すなわちブレンド比a/bは、99.5
/0.5〜75/25が好ましい。プロピレン系の重量
割合が高くなるとプロピレン系重合体の特質が強くなっ
てしまうことと曳糸性が低下することのためよくない。
一方プロピレン系重合体が上記範囲よりも少なくなる
と、均一な混合が困難となり、曳糸性が向上せず細繊度
糸を得ることが困難になるばかりでなく、芯部との剥離
が生じたり、ポリエチレン独特のヌメリ感が現れて用途
が限定されるためよくない。したがって、この混合比は
95/5〜80/20がより好ましい。
【0014】鞘部が共重合体である場合は、共重合に際
しては、いわゆるランダム共重合とするのが曳糸性向上
の点で好ましい。この共重合体の場合は、曳糸性が向上
する理由は定かでないが、プロピレンが共重合されてい
ることにより、重合体自身の紡糸延伸時の伸長特性が改
善されるためと考えられる。また鞘部とプロピレン系重
合体の芯部との界面においてこれら鞘部と芯部との親和
性が向上し、それによって芯鞘層の剥離が解消できる。
その結果、曳糸性を向上することができ、細繊度の繊維
を得ることができるのである。
【0015】このエチレン系共重合体は、プロピレン
0.2重量%以上を共重合させればよい。プロピレンの
共重合量が余り多くなると、曳糸性が低下したり、ポリ
プロピレンの特性が強くなり過ぎたり、また融点が大き
く低下するため、好ましくない。またプロピレンの共重
合量が少なくなり過ぎると、ポリエチレンの特性が強く
なってヌメリ感が現れたり、鞘部と芯部の層間が剥離を
生じるため、好ましくない。したがって、好ましくは
0.5〜5重量%とするのがよい。
【0016】一方、鞘部がブレンド構造体と共重合体と
のいずれの場合についても、芯部を構成するプロピレン
系重合体としては、ポリプロピレン、あるいはプロピレ
ンを主体とする共重合プロピレン等が挙げられる。
【0017】芯鞘型複合繊維の複合比(重量比)は、鞘
部/芯部=3/1〜1/3が必要である。鞘部の重量比
が大きくなると、熱接着成分が多くなって繊維強度が低
くなり、また熱接着不織布に展開した場合に、風合いが
硬くなったり嵩高性に欠けたりするので好ましくない。
また、芯部の重量比が大きくなると、繊維強度は高くな
るが、熱接着不織布に展開した場合に繊維間の接着不足
が生じ、不織布強力が低下する問題が発生するので好ま
しくない。複合形態は、一般的な同心円型芯鞘構造、偏
心円型芯鞘構造あるいは異形断面型であってもよい。
【0018】本発明に係る繊維の単糸繊度は、1デニ−
ル以下であることが必要である。これは、単糸繊度を小
さくするほど、構成不織布あたりの繊維本数が増加し
て、嵩高性と柔軟性を向上することができるためであ
る。下限としては、現状の紡糸口金精度から0.2デニ
−ル程度である。
【0019】また、芯鞘型複合繊維は、鞘部と芯部の複
屈折が共に0.030以上であり、繊維の最大熱収縮応
力が0.015g/デニール以下であることが好まし
い。繊維の複屈折は、繊維自体の結晶配向度合いを意味
し、値が大きいほど高配向であることを示す。鞘部およ
び芯部ともに、複屈折が0.030未満となると繊維の
配向が少なくなるため、繊維強度や繊維モデュラスが低
下して、嵩高でかつ強力の高い熱接着不織布が得られな
くなる。このことから複屈折が0.035以上であると
更に好ましい。なおここでいう複屈折は、カ−ルツァイ
スイエナ干渉顕微鏡を用い、封入剤として流動パラフィ
ンとα−ブロムナフタリンとの混合液を用いて処理を行
い、複合繊維の鞘部の重合体成分と芯部の重合体成分と
のそれぞれの複屈折を測定したものである。
【0020】次に繊維の最大熱収縮応力は、熱処理時の
収縮力の指標となるもので、値が大きいほど繊維の収縮
が高いことを意味する。特に熱接着不織布用の繊維は、
熱接着時に収縮力が高いと得られる不織布の地合い、厚
み、幅が変動するため問題となる。したがって、最大熱
収縮応力が小さいほど安定した品質の良い不織布が得ら
れることになる。このことから、より好ましくは0.0
10g/デニール以下とするのがよい。
【0021】次に上記芯鞘型複合繊維の製造方法を説明
する。この繊維は溶融複合紡糸にて製造することがで
き、この溶融複合紡糸は、通常の複合紡糸装置を用いて
行うことができる。溶融複合紡糸に際しては、芯鞘型の
紡糸口金を用い、一般的には200℃〜280℃の紡糸
温度で複合紡糸を行えばよい。
【0022】鞘部がブレンド構造体である場合におい
て、鞘成分である前記ブレンド物の一成分のエチレン系
重合体(a)としては、前記したごとく線状低密度ポリ
エチレン、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、
高密度ポリエチレン、あるいはエチレンを主体とする共
重合エチレン等が挙げられる。このエチレン系重合体
(a)のメルトインデックス値は、10〜50g/10
分であることが必要である。10g/10分未満である
と、溶融粘度が高すぎるため曳糸性が低下する。また、
紡糸温度を上げて見掛けの溶融粘度を低下させる手段に
おいては、煙が多量に発生し、作業環境が悪くなるので
好ましくない。更にまた、プロピレン系重合体とブレン
ドする時にミクロ分散できなくなる問題が生じる。一
方、メルトインデックス値が50g/10分を超える
と、溶融粘度が低過ぎることになり、繊維の強度低下を
生じたり、曳糸性が低下するため問題となる。
【0023】また、前記鞘成分のブレンド物としてのも
う一方の成分であるプロピレン系重合体(b)として
は、前記したごとくポリプロピレン、あるいはプロピレ
ンを主体とする共重合プロピレン等が挙げられる。この
プロピレン系重合体(b)のメルトフロ−レ−ト値は、
5〜45g/10分であることが必要である。この範囲
でないとエチレン系重合体との均一なミクロブレンド構
造体とならない。すなわち、メルトフロ−レ−ト値が5
g/10分未満であるとエチレン系重合体中への分散性
が低下する。また、45g/10分を超えるとプロピレ
ン系重合体中へのエチレン系重合体の分散性が低下す
る。これは要するに互いに相溶性のない重合体の組み合
わせであるからである。したがって、5〜45g/10
分とするが、より好ましくは10〜40g/10分がよ
い。
【0024】前記鞘成分のブレンド物のエチレン系重合
体(a)とプロピレン系重合体(b)との混合比(重量
比)a/bは、前述の繊維自体の場合と同様に99.5
/0.5〜75/25が好ましく、95/5〜80/2
0がより好ましい。
【0025】鞘部が共重合体の場合には、鞘成分である
エチレン系共重合体としては、前記したごとくプロピレ
ンが共重合されたエチレン系共重合体を用いることが必
要である。すなわち、ポリエチレンのヌメリ感を防止し
て、曳糸性を向上させるために、プロピレンの共重合が
必要である。曳糸性を向上することができるため、より
細繊度の繊維を得ることができるのである。また、鞘成
分のエチレン系重合体と芯成分のプロピレン系重合体と
は互いに相溶性がない成分の組み合わせであるが、プロ
ピレンを共重合することにより、親和力が付与され、芯
成分との間すなわち芯鞘層間の剥離が解消できるため、
複合繊維としての曳糸性及び物性を向上できる。
【0026】このエチレン系共重合体は、上記繊維自体
の場合と同様に、プロピレン0.2重量%以上を共重合
させればよく、より好ましくは0.5〜5重量%とする
のがよい。このプロピレンの他に、ブテン、ペンテン、
ヘキセン、オクテン等を本発明を疎外しない範囲内で共
重合してもよい。
【0027】またこの鞘成分のエチレン系共重合体の密
度は、特に限定しないが、0.92〜0.96g/cm
3 であればよい。この鞘成分のエチレン系重合体のメル
トインデックス値は、10〜50g/10分であること
が必要である。10g/10分未満であると、溶融粘度
が高すぎるため曳糸性が低下する。また、紡糸温度を上
げて見掛けの溶融粘度を低下させる手段においては、煙
が多量に発生し、作業環境が悪くなるので好ましくな
い。一方、メルトインデックス値が50g/10分を超
えると、溶融粘度が低過ぎるため、繊維の強度低下が生
じたり、曳糸性が低下するため問題となる。
【0028】一方、芯成分としては、鞘部がブレンド構
造体と共重合体とのいずれの場合についても、前記プロ
ピレン系重合体を適用すればよい。すなわち、適用する
重合体としては、ポリプロピレン、あるいはプロピレン
を主体とする共重合プロピレン等が挙げられる。このプ
ロピレン系重合体のメルトフロ−レ−ト値は、5〜45
g/10分であることが必要である。
【0029】この範囲以外では、繊維の鞘部と芯部との
層間でバラス効果の違いによって曳糸性が低下するとい
った問題が生じる。すなわち、メルトフロ−レ−ト値
が、5g/10分未満であると、溶融粘度が極めて高く
なるため曳糸性が低下する。紡糸温度を高めて見掛け上
の溶融粘度を低下させても、鞘部の溶融粘度も大きく低
下するため同じことが言え、しかも発煙性が増加し、紡
糸室の環境を悪化させたりするので問題となる。また、
45g/10分を超えると、繊維のモデュラスが低下し
て腰のない繊維しか得られない。また熱接着不織布に適
用した場合には嵩高性が大きく低下する問題がある。し
たがって、5〜45g/10分とするのがよく、10〜
40g/10分とするのがより好ましい。
【0030】また、複合紡糸に際しては、前記鞘成分の
エチレン系重合体成分(a)の溶融後のQ値(重量平均
分子量/数平均分子量)を8以下とすることが好まし
い。このQ値とは、ゲルパーミエイションクロマトグラ
フ法により求められる重合体の重量平均分子量と数平均
分子量の比のことであり、個別に溶融計量された重合体
を複合紡糸する前に個別に採取し、冷却した重合体を試
料として測定した値である。熱可塑性重合体は溶融紡糸
時に受ける熱及び剪断力の影響で劣化しやすく、溶融紡
糸後のQ値は紡糸前のそれに比べ低下することが知られ
ている。Q値は分子量分布の幅を示すものであり、複合
繊維の製造適正と加工適正に大きく影響するものであ
る。すなわち、Q値が大きく分子量分布の幅が広いと、
安定した複合繊維を得ることができ、しかも熱接着不織
布用途に展開した場合には熱処理温度領域が広くなり、
品質の安定した不織布を得ることができる。しかしなが
ら、Q値が大きくなって分子量分布の幅が広くなりすぎ
ると、溶融紡糸時の糸条冷却が悪くなって曳糸性が低下
する。したがって、このQ値は8以下が好ましく、7.
0以下がより好ましい。
【0031】一方、前記鞘成分および芯成分のプロピレ
ン系重合体成分の溶融後のQ値(重量平均分子量/数平
均分子量)は、2以上かつ8以下とすることが好まし
い。このQ値は、前述したように、分子量分布の幅を示
すものであり、複合繊維の製造適正と加工適正に大きく
影響するものである。特に、このプロピレン系重合体成
分は、複合繊維の高融点成分であって繊維モジュラスを
代表するものであり、分子量分布の幅が特に重要であ
る。すなわち、Q値が2未満であると、分子量分布が狭
くなって複合繊維の収縮率が低下するため好ましい方向
であるが、複合繊維に捲縮を付与する場合の捲縮保持性
が低下して、ウェブ形成に最も一般的に用いられるカ−
ド工程を良好に通過させることが困難となる。また、カ
−ド工程通過後の不織ウェブあるいは不織布にエンボス
ロ−ラ−や熱風乾燥機等の熱処理装置を用いて熱処理を
施して繊維を熱接着させる場合の熱処理温度領域が狭く
なり、嵩高性を有し、かつ品位の高い不織布を安定して
得ることが出来ない。さらに、複合繊維のタフネスが低
下するため、嵩高性及び柔軟性に優れた不織布を得るこ
とができない。一方、Q値が8を超えると、重合体の分
子量分布の幅が広くなりすぎて、溶融紡糸時の糸条冷却
が悪くなって曳糸性が低下し、細繊度の複合繊維を得る
ことが困難となる。したがって、このQ値は、2以上8
以下とし、好ましくは3以上7以下とすることがよい。
【0032】芯鞘型複合繊維を製造する時の鞘/芯複合
比(重量比)は、芯鞘複合型繊維自体の場合と同様に、
3/1〜1/3が必要である。さらに、溶融複合紡糸に
際しては、鞘成分におけるエチレン系重合体成分とプロ
ピレン系重合体成分との吐出線速度を、1.7〜5.8
m/分/デニ−ルとすることが好ましい。ここでいう吐
出線速度とは、溶融重合体の単孔吐出量Q(g/分)、
同重合体の溶融密度ρ(g/cm3 )、紡糸孔径d(m
m)、及び目標単糸繊度D(デニ−ル)を用いて次式
(i)により算出されたものである。 なお、上記溶融密
度ρは、東洋精機株式会社製メルトインデクサーを用
い、芯成分重合体または鞘成分重合体を試料とし、温度
条件を適用する紡糸温度に設定して前記両試料ごとに芯
成分重合体の溶融密度と鞘成分重合体の溶融密度とを次
式(ii)によりそれぞれ求め、得られた各試料ごとの
溶融密度を加重平均して求められたものである。
【0033】 吐出線速度(m/分/デニ−ル)=4 Q/(πρd2)/D ………(i) 溶融密度(g/cm3 )=FR×t/s×L ………(ii) FR:紡糸温度で溶融した重合体を試料とし、印加荷重
2160gの条件で測定したときのフローレート値(g/10
分) s :ピストンとシリンダーの平均断面積×600 (c
m2 ) L :ピストンの移動距離(cm) t :ピストンが距離Lを移動するに要する時間(秒) 通常、異種の重合体からなる複合繊維を溶融紡糸するに
際しては、組み合わせる重合体間のメルトフロ−レ−ト
差による可紡域の差と高粘度成分により限定される溶融
温度とにより曳糸性が大きく左右され、重合体の種類に
応じて適当な吐出線速度を選択する必要がある。したが
つて、良好な曳糸性を得るために吐出線速度を1.7〜
5.8m/分/デニ−ルとすることが好ましく、細繊度
の繊維を得る際には、吐出線速度がこの範囲外では曳糸
性が低下する傾向にある。すなわち、1.7m/分/デ
ニ−ル未満では糸切れが発生しやすい。また、5.8m
/分/デニ−ルを超えると、ノズル口金面に汚れが発生
することや、紡糸張力が低下して均一な冷却がしにくく
なることから、曳糸性が低下する。したがって好ましく
は2.0〜5.0m/分/デニ−ル、特に好ましくは
2.5〜4.0m/分/デニ−ルとするのがよい。
【0034】なお、前記鞘と芯の両成分には、通常、繊
維に用いられる艶消し剤、耐光剤、耐熱剤あるいは顔料
等を、本発明の効果が損なわれない範囲であれば、添加
することができる。
【0035】次に、溶融複合紡糸して得られた未延伸複
合繊維を、50℃以上かつ繊維相互が融着しない温度で
熱延伸する。熱延伸は、通常の熱延伸装置を用いて行な
うことができる。通常、熱可塑性合成繊維を延伸する場
合、ガラス転移温度以上で加熱延伸をすることが知られ
ているが、ここではガラス転移温度より相当高い50℃
以上の温度で熱延伸する。延伸温度が50℃未満である
と、延伸張力が高くなりすぎて延伸性が低下する。また
延伸温度は、高くとも繊維相互が融着し始める温度未満
とする。延伸温度が高くなりすぎて繊維相互が融着し始
めると、延伸工程で糸切れが発生して操業性が低下した
り、製品の均一性が低下することによって品位が低下し
たりするので好ましくない。したがって、この延伸温度
は50℃以上かつ繊維相互が融着しない温度とし、好ま
しくは60〜100℃とするのがよい。
【0036】次いで、得られた延伸複合繊維に捲縮付与
処理を施す場合には、通常スタッファ型捲縮付与装置等
の捲縮付与装置を用いる。この捲縮付与処理に引き続
き、繊維に仕上油剤を付与し、乾燥した後、所定長さに
切断して短繊維とする。この場合の繊維長は通常32〜
76mmの範囲が適用される。
【0037】この繊維を製造するためには、複合短繊維
の単繊維繊度を1デニ−ル以下としなければならない。
単繊維繊度が1デニ−ルを超えると、不織布としたとき
に柔軟性が低下したり、あるいは溶融紡糸に際し、エチ
レン系、プロピレン系溶融重合体の冷却が不充分とな
り、フィラメント間に融着が生じて曳糸性が低下したり
するため好ましくない。
【0038】本発明の熱接着不織布は、前記複合繊維が
延伸配向された集合体からなる必要がある。複合繊維が
延伸配向されることにより、不織布製造工程での熱処理
による複合繊維の脆化が少なくなり、不織布の品質安定
性につながるからである。
【0039】また、本発明に係る不織布は、部分的に点
圧着区域を持つことが必要である。このことは不織布の
形態保持の関係から必要であり、前記複合繊維からなる
ウェブ集積体の繊維間で部分的に点圧着させるようにす
るためである。この場合の熱圧着時の圧着面積率は、不
織布の風合と強力の関係から4〜50%が必要である。
4%未満では風合はソフトであるが強力が不十分であ
る。逆に圧着面積率が50%を超えると、強力は高くな
るが、風合いが硬い不織布となり、本発明では好ましく
ない。なお、ここでいう不織布の圧着面積率は、以下の
方法で測定したものである。すなわち、不織布の数個の
小片を用い、走査型電子顕微鏡で拡大撮影し、最小繰返
単位面積に対して融着されている部分の面積(圧接面
積)の総和の比率を個々に測定した時の平均値で示した
ものである。
【0040】次に、本発明に係る熱接着不織布の物性に
ついて説明する。まず、不織布強力について説明する。
本発明の不織布は、極細の繊維から構成されるため、単
位目付あたりの構成繊維本数が従来の繊度のものよりも
多くなった状態で、点圧着区域で緻密に接着される。し
かも芯部と鞘部との剥離がないため、鞘部のバインダー
成分が繊維間の接着に十分作用し、不織布強力が大きく
なることが特徴である。したがって本発明では強力が5
kg/2.5cm幅以上とするのがよいが、さらに好ましく
は、6kg/2.5cm幅以上とするのがよい。これは実用
的なことから規制したものであり、5kg/2.5cm幅未
満であると汎用的な用途に支障が出るためである。
【0041】次に、圧縮剛軟度であるが、これは不織布
の柔らかさを示すものであり、値が小さいほど柔らかい
ことを示す。本発明に係る不織布においては、圧縮剛軟
度は100g以下が好ましい。圧縮剛軟度が100gを
超えると、不織布が柔らかくソフトであるとはいえなく
なり、極細繊維から構成された柔らかさが生かされなく
なる。
【0042】最後に、保水性であるが、これは水分を保
持する性能であり、値が高いほど水分を良く保持するこ
とを意味するものである。本発明に係る不織布において
は、保水性が300%以上であることが好ましい。保水
性が300%未満であると保水性が良いとは言えず、例
えば、乾電池セパレーターに適用した場合には電解液の
保持性能が低下し、問題を起こす。
【0043】本発明に係る不織布の目付は、特に規定し
ないが、医療衛生材として用いる場合には150g/m
2 以下、乾電池セパレーターとして用いる場合には10
0g/m2 以下が通常適用される。
【0044】次に、本発明に係る不織布の製造方法につ
いて説明する。まず、前記短繊維を準備し、この短繊維
を開繊、計量してカード機に通し、カードウェブを作成
する。カード機は、ファインデニール用のフラットカー
ド機が望ましい。一般的な針ゲージの荒いカード機で
は、ネップが多く発生し、ウェブの品位が低下するため
である。次にこの繊維ウェブを部分的に点圧着させて、
不織布を作成する。この部分的に点圧着させる方法とし
ては、例えば、熱エンボス機や彫刻ロールに超音波溶着
機構をもったエンボス機等を用いて、熱と圧力によって
構成繊維のウェブをポイント的に接着させる方法を用い
ることが出来る。この点圧着させるための彫刻ロールの
圧着面積率と、圧着点密度と、エンボス機の線圧と、加
工温度とは、強力、風合及び品位等の不織布性能に影響
を与えるため、本発明では、熱エンボス機の場合、下記
の条件が不可欠である。
【0045】圧着面積率a(%) 4≦a≦50 圧着点密度b(個/cm2 ) 7≦b≦100 線圧 p(kg/cm) 5≦p≦70 加工温度 T(℃) Tm1−10≦T≦Tm2
−10 Tm1:鞘部のエチレン系重合体の融点 Tm2:芯部のプロピレン系重合体の融点 なお、ここでいう彫刻ロールの圧着面積率は、以下の方
法で測定したものである。すなわち、彫刻ロールの表面
状態を転写し、それを拡大撮影したものを、最小繰返単
位面積に対して融着相当部分の面積(突起部の面積)の
総和の比率を個々に測定した時の平均値で示したもので
ある。彫刻ロールの融着相当部分の形状は、−型、三角
型、三葉型、四角型、十字型、十葉型、五葉型、六葉
型、卍型、その他の異型や中空形状であってもよい。ま
た圧着点密度は、上記圧着点密度を測定する際に拡大撮
影したものを用いて、最小繰返単位面積に対して融着相
当部分の個数(突起部の個数)の総和の比率を個々に測
定した時の平均値で示したものである。
【0046】圧着面積率が4%未満であると、不織布強
力が低下し、しかも毛羽立ちの発生も生じ、実用的な面
から制約されることになる。逆に圧着面積率が50%を
超えると、強力は高くなるが、風合いの硬い不織布とな
り、極細繊維を使用した本発明の効果が見られなくな
る。従ってより好ましい圧着面積率は、4.5〜40%
であり、最も好ましくは、5〜30%である。
【0047】圧着点密度が7個/cm2 未満であると、不
織布強力が低下するが、毛羽立ちの発生が多くなり、実
用的な面で問題となる。また、圧着点密度が100個/
cm2%を超えると、毛羽立ちの発生は抑えられ、強力が
高くなるが、風合いの硬い不織布となり、極細繊維を使
用した本発明の効果が見られなくなる。また、彫刻ロー
ル部の突起部径が小さくなって、突起部の摩耗が激しく
なり、さらに製作コストが高くなるので、好ましくなく
なる。従ってより好ましい圧着点密度は8〜90個/cm
2 あり、最も好ましくは、10〜80個/cm2 である。
【0048】次に、エンボス機の線圧であるが、この線
圧を5kg/cm未満とすると、不織布の形態保持の関係か
ら問題を生じる。逆に、線圧70kg/cmを超えると不織
布の圧着部の押し圧が高くなり、穴あきの不織布となっ
て問題が生じる。従ってより好ましい線圧は、7〜60
kg/cmであり、最も好ましくは、10〜50kg/cmであ
る。
【0049】エンボス機の加工温度は、不織布の形態保
持の関係から上記範囲が必要である。なぜなら、鞘部の
エチレン系重合体の融点から10℃低い温度未満で熱接
着させる圧力を付与しても、強固な接着ができずに不織
布強力が向上しないためである。また、芯部のプロピレ
ン系重合体の融点から10℃低い温度を超えた領域の温
度で加工すると、鞘成分が溶融することはもちろんであ
り、芯成分も軟化または溶融して、繊維ウェブの熱収縮
が大きくなったり、エンボスロールに繊維ウェブが取ら
れたりして不織布化が困難となる。従ってより好ましい
加工温度は、鞘部のエチレン系重合体の融点−5℃以上
かつ芯部のプロピレン系重合体の融点−15℃以下であ
り、最も好ましくは、鞘部のエチレン系重合体の融点以
上かつ芯部のプロピレン系重合体の融点−20℃以下で
ある。
【0050】また、超音波融着機構をもったエンボス機
の場合には、目標の不織布強力や風合いを得るように前
述の圧着面積率と圧着点密度が得られる彫刻ロールを用
い、幾分かの押し圧を加え、超音波発信器の周波数を2
0kV程度に設定し、波長を任意に選定すればよい。こ
のエンボス機を使用した場合には、圧着部以外には殆ど
熱の影響を受けないため、極めて柔らかな風合いの不織
布を得ることができる特徴がある。
【0051】
【実施例】以下、実施例をあげて本発明をさらに詳しく
説明する。なお、下記の実施例中に示した物性値の測定
方法は次のとおりである。 (1)メルトインデックス値(以下単にMI値と略
す。) ASTM D1238 (E) に記載の方法により測
定した。 (2)繊維の引張強伸度 東洋ボ−ルドウイン社製テンシロンUTM−4−1−10
0 を用い、試料長20mmの試料を引張速度20mm/分の条件
で測定した。 (3)不織布の引張強力 JIS L−1096に記載のストリップ法に準じ、幅
2.5cm、試料長10cmの試験片を10個準備し、
引張速度10cm/分の条件で最大強力を個々に測定
し、その平均値を引張強力とした。 (4)不織布の引張伸度 上記方法で測定した最大引張強力時の伸度を引張伸度と
した。 (5)不織布の圧縮剛軟度 不織布の柔らかさを示すもので、試料幅(縦方向)50
mm,試料長(横方向)100mmの試料片を5個準備
し、個々の試料片を横方向に曲げて円筒状とし、その端
部を接合して試料とした後、上述のテンシロン型引張試
験機UTM−4−1−100を用い、50mm/分の圧
縮速度で試料を縦方向に圧縮し、その最大荷重時の応力
を測定し、その平均値を目付100g/m2 当たりに換
算して圧縮剛軟度とした。 (6)不織布の保水性 25cm×25cmの試料片を3枚あらかじめ準備し、
この試料片の重量(W0 )を測定した後、蒸留水中に3
時間浸漬した。その後、その試料片を取り出し、1枚ず
つガラス棒により軽くしごき、再び重量(W1 )を測定
した。そして下式に従って保水率を算出し、試料片3枚
の平均値で保水率を表示した。 保水率(%)=100(W1 −W0 )/W0 (実施例)芯鞘型複合短繊維Aとして、予め次のA−1
〜A−8の繊維を準備した。 A−1 密度0.951g/cm3 、融点129℃、Q値4、メ
ルトインデックス値25g/10分であり、プロピレン
が1.5重量%ランダム共重合されたエチレン系共重合
体を鞘成分とし、密度0.920g/cm3 、融点16
2℃、Q値6.5、メルトフロ−レ−ト値30g/10
分であるプロピレン系重合体を芯成分とし、通常のエク
ストル−ダ−型押し出機で溶融した。その後、紡糸孔径
が0.5mm、孔数が390の芯鞘型複合紡糸口金を用
い、単孔吐出量を各々0.11g/分すなわち芯成分と
鞘成分の比(重量比)を1/1として230℃の紡糸温
度で溶融紡糸し、引き取り速度1100m/分で引き取
って、芯鞘型複合フィラメント糸の未延伸糸条を得た。
得られた未延伸糸条を数十本収束してトウとして、熱延
伸をした。延伸に際しては、2段熱ロ−ラ−延伸機を用
い、延伸条件を、延伸速度100m/分、第1ロ−ラ−
温度65℃、第2ロ−ラ−温度90℃,第3ロ−ラ−温
度25℃として、最大延伸倍率の90%の延伸倍率で延
伸を行った。延伸に連続して、延伸トウをスタッファボ
ックスに供給して14個/25mmの捲縮を付与した
後、仕上げ油剤を付与して温度70℃で乾燥して、単繊
維繊度0.6デニ−ル、繊維長38mmの芯鞘型複合短
繊維の原綿を得た。また得られた原綿の強伸度は3.8
g/デニール、88%であった。 A−2 単孔吐出量を各々0.08g/分とした以外はA−1と
同じ条件で紡糸延伸を行い、単繊維繊度0.4デニ−
ル、繊維長32mmの芯鞘型複合短繊維の原綿を得た。
得られた原綿の強伸度は3.6g/デニール、89%で
あった。 A−3 単孔吐出量を各々0.23g/分とした以外はA−1と
同じ条件で紡糸延伸を行い、単繊維繊度1.0デニ−
ル、繊維長38mmの芯鞘型複合短繊維の原綿を得た。
得られた原綿の強伸度は4.5g/デニール、88%で
あった。 A−4 密度0.936g/cm3 、融点125℃、Q値3、メ
ルトインデックス値43の線状低密度ポリエチレンと、
密度0.919g/cm3 、融点163℃、Q値6.
0、メルトフロ−レ−ト値15g/分のプロピレン系重
合体とを重量比で90/10でブレンドしたものを鞘成
分とし、密度0.920g/cm3 、融点163℃、Q
値6.0、メルトフロ−レ−ト値30g/分であるプロ
ピレン系重合体を芯成分とした。これらを通常のエクス
トル−ダ−型押し出機で溶融した後、紡糸孔径が0.5
mm、孔数が300の芯鞘型複合紡糸口金を用い、単孔
吐出量を各々0.11g/分すなわち芯成分と鞘成分の
複合比(重合比)を1/1として、230℃の紡糸温度
で溶融紡糸し、引き取り速度1100m/分で引き取っ
て芯鞘型複合フィラメント糸の未延伸糸条を得た。得ら
れた未延伸糸条を数十本収束してトウとし、A−1原綿
の方法と同じ方法で熱延伸をして、温度70℃で乾燥し
て後単繊維繊度0.6デニ−ル、繊維長38mmの芯鞘
型複合短繊維の原綿を得た。得られた原綿の強伸度は
3.7g/デニール、90%であった。 A−5 密度0.961g/cm3 、融点136℃、Q値4、メ
ルトインデックス値20の高密度ポリエチレンを鞘成分
とし、密度0.920g/cm3 、融点163℃、Q値
6.0、メルトフロ−レ−ト値30g/分であるプロピ
レン系重合体を芯成分とした。これらを通常のエクスト
ル−ダ−型押し出機で溶融した後、紡糸孔径が0.5m
m、孔数が390の芯鞘型複合紡糸口金を用い、単孔吐
出量を各々0.5g/分すなわち芯成分と鞘成分の複合
比(重合比)を1/1として、230℃の紡糸温度で溶
融紡糸し、引き取り速度1100m/分で引き取って芯
鞘型複合フィラメント糸の未延伸糸条を得た。得られた
未延伸糸条を数十本収束してトウとし、A−1原綿の方
法と同じ方法で熱延伸をし、温度70℃で乾燥して、後
単繊維繊度2デニ−ル、繊維長51mmの芯鞘型複合短
繊維の原綿を得た。得られた原綿の強伸度は4.7g/
デニール、91%であった。 A−6 密度0.936g/cm3 、融点126℃、Q値4、メ
ルトインデックス値43g/10分であるエチレン系重
合体と、密度0.920g/cm3 、融点162℃、Q
値6.5、メルトフロ−レ−ト値15g/10分である
プロピレン系重合体とを重量比で90/10の割合でブ
レンドした成分を鞘成分とした。また、密度0.920
g/cm3 、融点162℃、Q値6.5、メルトフロ−
レ−ト値30g/10分であるプロピレン系重合体を芯
成分とした。これらを通常のエクストル−ダ−型押し出
機で溶融した後、A−1と同じ紡糸条件で芯鞘型複合未
延伸糸を採取した。引き続きA−1原綿に準じて延伸を
行って、単繊維繊度0.6デニ−ル、繊維長38mmの
芯鞘型複合短繊維の原綿を得た。この得られた原綿の強
伸度は3.9g/デニール、89%であった。 A−7 密度0.936g/cm3 、融点126℃、Q値4、メ
ルトインデックス値43g/10分であるエチレン系重
合体と、密度0.920g/cm3 、融点162℃、Q
値6.5、メルトフロ−レ−ト値15g/10分である
プロピレン系重合体とを重量比で98/2の割合でブレ
ンドした成分を鞘成分とした以外はA−6原綿を製造し
た条件を用いて、単繊維繊度0.6デニ−ル、繊維長3
8mmの芯鞘型複合短繊維の原綿を得た。この得られた
原綿の強伸度は3.8g/デニール、88%であった。 A−8 密度0.951g/cm3 、融点135℃、Q値4、メ
ルトインデックス値25g/10分であり、プロピレン
が0.2重量%ランダム共重合体されたエチレン系重合
体を鞘成分とした以外は、A−3原綿を製造した時の条
件を適用して、単繊維繊度1.0デニール、繊維長38
mmの芯鞘型複合短繊維の原綿を得た。この得られた原
綿の強伸度は3.5g/デニール、92%であった。 実施例1〜4、比較例1 芯鞘型複合短繊維としてA−1〜A−5を用い、これら
を池上機械製のカ−ド機(60−32型)に供給し開繊
して、目付50g/m2 のカ−ドウェブを作成した。こ
のカ−ドウエブを、油圧式クリアランスカレンダ−機に
通した。このカレンダ−機は、下部ロールがフラットロ
ールであり、上部ロールが彫刻ロールであった。加工条
件は、圧着面積率が17%、圧着点密度が21個/cm
2 、温度が135℃、線圧が30kg/cm、速度10
m/分とした。得られた不織布の物性を表1に示す。
【0052】
【表1】
【0053】表1から明らかなように、実施例1〜4に
おいては、単繊維繊度が小さくなるほど、強力が高く、
柔軟性に優れた不織布が得られることが分かる。比較例
1では、単繊維繊度が大きいため、不織布を構成する繊
維本数が少なくなることにより、強力が低く、柔軟性に
劣る不織布であった。 実施例5、比較例2〜5 実施例1と同じ様にしてカ−ドウェブを作成した後、加
工温度、線圧を表2の如く変更した以外は実施例1と同
じ条件で不織布を作成した。得られた結果を第2表に示
す。
【0054】
【表2】
【0055】表2に示すように、実施例5のものは、強
力が高く、柔軟性があり、かつ保水性の高い不織布であ
ることが分かる。比較例2では、加工温度が高すぎるた
め、フラットロール面にウェブが全面融着し、不織布化
ができなかった。比較例3では、加工温度が低過ぎるた
め、カードウェブが彫刻ロールに取られ、不織布化がで
きなかった。比較例4では、線圧が低いため、不織布形
態を強固に保持することができず、強力が低下した。比
較例5では、線圧が高すぎるため、圧着部の一部分がフ
ィルム化し、殆どが穴あきとなり、不織布強力が低下し
た。 実施例6〜8、比較例6〜7 実施例1と同じ様にしてカ−ドウェブを作成した後、彫
刻ロールのパタ−ンを表3の如く変更した以外は実施例
1と同じ条件で不織布を作成した。得られた結果を表3
に示す。
【0056】
【表3】
【0057】表3から明らかなように、実施例6〜8に
のものは、強力が高く、柔軟性があり、かつ保水性の高
い不織布であることが分かった。比較例6では、圧着面
積率が大き過ぎるために不織布の柔軟性が低下し、保水
性も低下した。比較例7では、圧着面積率が小さ過ぎる
ために不織布の強力が低下した。 実施例9 芯鞘型複合短繊維としてA−6を用いた以外は実施例1
と全く同じ様にしてカ−ドウェブを作成し、同じ条件で
不織布を作成した。得られた結果を下記に示す。この実
施例9のものは、明らかに強力が高く、柔軟性があり、
かつ保水性の高い不織布であることが分かった。
【0058】記 目付 51g/m2 引張強力 10.7kg/2.5cm 引張伸度 39% 圧縮剛軟度 90g 保水性 860% 実施例10 芯鞘型複合短繊維としてA−7を用いた以外は実施例1
と全く同じ様にしてカ−ドウェブを作成し、同じ条件で
不織布を作成した。得られた結果を下記に示す。この実
施例10のものは、明らかに強力が高く、柔軟性があ
り、かつ保水性の高い不織布であることが分かった。
【0059】記 目付 50g/m2 引張強力 10.6kg/2.5cm 引張伸度 38% 圧縮剛軟度 95g 保水性 860% 実施例11 芯鞘型複合短繊維としてA−8を用いた以外は実施例1
と全く同じ様にしてカードウェブを製造し、同じ条件で
不織布を製造した。得られた結果を下記に示す。この実
施例11のものは、明らかに強力が高く、柔軟性があ
り、かつ保水性の高い不織布であった。
【0060】記 目付 50g/m2 引張強力 10.2kg/2.5cm 引張伸度 37% 圧縮剛軟度 92g 保水性 630%
【0061】
【発明の効果】本発明によれば、特定のエチレン系重合
体、すなわちエチレン系重合体とプロピレン系重合体と
のブレンド構造体またはプロピレンが共重合されたエチ
レン系重合体で鞘部を構成したため、これらブレンド構
造体および共重合体においては鞘部の紡糸延伸時の伸長
特性が改善され、一方共重合体の場合はさらに鞘部に芯
部のプロピレン系重合体との親和性が付与されて、芯鞘
層の剥離が解消され、このため曳糸性が向上することに
なって細繊度の繊維からなる不織布を得ることができ
る。すなわち本発明の熱接着不織布は、ポリオレフィン
系の極細芯鞘型複合短繊維から構成され、このため不織
布強力が高く、柔軟性が極めて優れている。またエチレ
ン系重合体とプロピレン系重合体とのブレンド構造体ま
たはプロピレンが共重合されたエチレン系重合体で鞘部
を構成した繊維を用いているので、ポリエチレン独特の
ヌメリ感を持たず、非常に地合いが良く、良好な肌ざわ
りを持っているため、使い捨ておむつ、生理用ナプキン
の中間シート等の医療衛生材用途に特に適している。ま
た、耐薬品性を持ちしかも保水性に優れているため、乾
電池セパレ−タとしても特に適したものとなる。そのほ
かには、農芸園芸資材、生活関連資材としての包装材や
フィルタ−等、広範囲の用途に適用できるものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野口 信夫 京都府宇治市宇治小桜23番地 ユニチカ 株式会社 中央研究所内 (56)参考文献 特表 平5−505856(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) D04H 1/54 D01D 5/34 D01F 8/06

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エチレン系重合体とプロピレン系重合体
    とのブレンド構造体にて形成された鞘部と、この鞘部の
    重合体よりも高融点のプロピレン系重合体の芯部とを有
    して、単糸繊度が0.2〜1デニ−ルの芯鞘型複合短繊
    維からなり、部分的に点圧着区域を持って構成されたこ
    とを特徴とする熱接着不織布。
  2. 【請求項2】 鞘部のエチレン系重合体とプロピレン系
    重合体との混合比が、重量比で、エチレン系重合体/プ
    ロピレン系重合体=99.5/0.5〜75/25であ
    ることを特徴とする請求項1記載の熱接着不織布。
  3. 【請求項3】 プロピレンが共重合されたエチレン系重
    合体にて形成された鞘部と、この鞘部の重合体よりも高
    融点のプロピレン系重合体の芯部とを有して、単糸繊度
    が0.2〜1デニ−ルの芯鞘型複合短繊維からなり、部
    分的に点圧着区域を持って構成されたことを特徴とする
    熱接着不織布。
  4. 【請求項4】 鞘部の共重合体におけるプロピレンの共
    重合比が、0.2重量%以上かつ5重量%以下であり、
    またエチレン系共重合体の共重合比が99.8重量%以
    下かつ95重量%以上であることを特徴とする請求項3
    記載の熱接着不織布。
  5. 【請求項5】 部分的に点圧着区域を持つ不織布の圧着
    面積率が4〜50%であることを特徴とする請求項1か
    ら4までのいずれか1項記載の熱接着不織布。
  6. 【請求項6】 強力が5kg/2.5cm幅以上、圧縮
    剛軟度が100g以下、保水性が300%以上であるこ
    とを特徴とする請求項1から5までのいずれか1項記載
    の熱接着不織布。
  7. 【請求項7】 エチレン系重合体とプロピレン系重合体
    とのブレンド構造体にて形成された鞘部と、この鞘部の
    重合体よりも高融点のプロピレン系重合体の芯部とを有
    して、単糸繊度が0.2〜1デニ−ルの芯鞘型複合短繊
    維からなるカ−ドウェブを、下式が満足するようにエン
    ボス加工することを特徴とする熱接着不織布の製造方
    法。 圧着面積率a(%) 4≦a≦50 圧着点密度b(個/cm2 ) 7≦b≦100 線圧 p(kg/cm) 5≦p≦70 加工温度 T(℃) Tm1−10≦T≦Tm2−10 Tm1:鞘部のエチレン系重合体の融点 Tm2:芯部のプロピレン系重合体の融点
  8. 【請求項8】 プロピレンが共重合されたエチレン系重
    合体にて形成された鞘部と、この鞘部の重合体よりも高
    融点のプロピレン系重合体の芯部とを有して、単糸繊度
    が0.2〜1デニ−ルの芯鞘型複合短繊維からなるカ−
    ドウェブを、下式が満足するようにエンボス加工するこ
    とを特徴とする熱接着不織布の製造方法。 圧着面積率a(%) 4≦a≦50 圧着点密度b(個/cm2 ) 7≦b≦100 線圧 p(kg/cm) 5≦p≦70 加工温度 T(℃) Tm1−10≦T≦Tm2−10 Tm1:鞘部のエチレン系重合体の融点 Tm2:芯部のプロピレン系重合体の融点
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