JP2995938B2

JP2995938B2 - 不織布およびフィラメント束の開繊方法および不織布の製造方法

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Publication number: JP2995938B2
Application number: JP21718691A
Authority: JP
Inventors: 知司佐伯; 泰義堀口; 耕治岡田
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1991-08-28
Filing date: 1991-08-28
Publication date: 1999-12-27
Anticipated expiration: 2014-12-27
Also published as: JPH0559653A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、優れた開繊性を実現す
るフィラメント束の開繊方法と、さらに、該フィラメン
ト束の開繊法を利用して製造される不織布、および該不
織布の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性樹脂系繊維は、種々の紡糸、加
工方法により各種用途に用いられている。中でも最近長
繊維（フィラメント）不織布による製品が注目され、広
い分野で用いられている。その不織布はフィラメントが
充分に開繊されていることが要求される。ここで、その
開繊とは、単一紡糸口金ノズルから紡出したフィラメン
トがより細かい単位、例えば１本１本の繊維（単糸）に
分かれることをいう。不織布においてフィラメントの開
繊の程度が低ければ得られるウエブの目付が不均一にな
るとともに、特に低目付の不織布が得られないという問
題が生ずる。

【０００３】これに対して、従来からフィラメント束を
開繊させる方法として、フィラメント束を摩擦体に衝突
させてそのフィラメントに帯電を付与し、その静電気反
発力を利用して開繊させる方法が知られている。具体的
にはフィラメントを帯電列的に異なる物質に接触させる
方法や、鉛を主体とする金属から成る摩擦体を用いる方
法などがある（特公昭３７−４９９３号公報、特開昭５
７−８９６３５号公報など）。しかし、一般的に、この
ような帯電を付与するための摩擦体材料は、耐摩耗性、
加工性等に問題があり、工業的規模において使用するこ
とは問題があった。また、開繊性も充分ではなく目付ム
ラ、生産性低下という問題もある。

【０００４】これに対して、特開平１−２７２８１５号
公報では酸金属塩などの開繊剤を熱可塑性樹脂に含有さ
せ、フィラメントに帯電を付与することが開示されてい
るが、このような酸金属塩を樹脂に含有させると、酸金
属塩が樹脂中で異物化して糸切れを起こしたり、樹脂特
性の悪化、ガスの発生等の問題が生じる。

【０００５】そこで本発明者らは、上記の問題点を改良
し、開繊性に優れ、糸切れの少ないフィラメントを得る
ために鋭意検討した結果、熱可塑性樹脂系フィラメント
に有機高分子粒子を含有させることにより本発明の目的
を達成できるという知見を得た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
したような点に鑑み、優れた開繊性を実現しうるフィラ
メント束の開繊方法を提供すること、さらに、該フィラ
メント束の開繊方法を利用して製造される不織布、およ
び該不織布の製造方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、以下の如き構成を有する。

【０００８】すなわち、本発明のフィラメント不織布
は、フィラメント重量中０．０１〜５重量％の有機高分
子粒子を含有していてかつ開繊された熱可塑性樹脂系フ
ィラメントよりなることを特徴とするフィラメント不織
布である。

【０００９】また、本発明のフィラメント束の開繊方法
は、フィラメント重量中０．０１〜５重量％の有機高分
子粒子を含有してなる熱可塑性樹脂系フィラメント束を
摩擦帯電させ、該帯電によるフィラメント相互間の電気
的反発力により該フィラメント束を開繊せしめることを
特徴とするフィラメント束の開繊方法である。

【００１０】また、本発明の不織布の製造方法は、フィ
ラメント重量中０．０１〜５重量％の有機高分子粒子を
含有してなる熱可塑性樹脂系フィラメント束を摩擦帯電
させ、該帯電によるフィラメント相互間の電気的反発力
により該フィラメント束を開繊せしめ、該開繊されたフ
ィラメント束をシート状物として捕集し不織布に形成せ
しめることを特徴とする不織布の製造方法である。

【００１１】

【作用】以下、さらに詳しく本発明について説明をす
る。本発明のフィラメントの基体として用いられる熱可
塑性樹脂は、特に限定されるものではないが、汎用性、
実用性の点でポリエステル系、特にポリエチレンテレフ
タレート系、ポリアミド系、ポリオレフィン系樹脂等が
用いられる。また、各樹脂において、その共重合体、変
性体を用いることが可能である。中でもポリエチレンテ
レフタレートが好ましい。

【００１２】本発明でいう有機高分子粒子は、樹脂中で
実質的に不溶、不融のものであれば特に限定はされない
が、分子中に唯一個の脂肪族の不飽和結合を有するモノ
ビニル化合物（Ａ）と、架橋剤として分子中に２個以上
の脂肪族の不飽和結合を有する化合物（Ｂ）との共重合
体である架橋高分子粒子などを用いることができる。化
合物（Ａ）の例としては、スチレン、エチルビニルベン
ゼンなどの芳香族モノビニル化合物、アクリロニトリル
などのシアン化ビニル化合物、ブチルアクリレート、２
−エチルヘキシルアクリレートなどのアクリル酸エステ
ルモノマー、ブチルメタクリレートなどのメタクリル酸
エステルモノマー、アクリル酸メタクリル酸などのモノ
またはジカルボン酸およびジカルボン酸の無水物を用い
ることができる。化合物（Ｂ）の例としては、ジビニル
ベンゼン化合物、多価アクリレートおよびメタクリレー
トなどが挙げられる。これら化合物（Ａ）、（Ｂ）はそ
れぞれ２種以上を混合して用いることもできる。

【００１３】本発明の有機高分子粒子の組成として好ま
しいものを例示すると、スチレン−ジビニルベンゼン共
重合体、エチルビニルベンゼン−ジビニルベンゼン共重
合体が用いることができ、これらは耐熱性の点で特に好
ましい。

【００１４】本発明の有機高分子粒子の製法は公知の方
法によって得られるが、例えば架橋高分子粒子の公知の
製造方法としては、以下のような例えば乳化重合による
方法がある。

【００１５】(1) ソープフリー重合法、すなわち乳化剤
を使用しないか、あるいは極めて少量の乳化剤を用いて
重合する方法。

【００１６】(2) 乳化重合に先だって重合系内へ重合体
粒子を添加しておいて乳化重合させるシード重合法。

【００１７】(3) 単量体成分の一部を乳化重合させ、そ
の重合系内で残りの単量体を重合させるコアーシェル重
合法。

【００１８】(4) 特開昭５４−９７５８２号公報、およ
び特開昭５４−１２６２８８号公報に示されているユー
ゲルスタート等による重合法。

【００１９】(5)(4)の方法において膨潤助剤を用いない
重合方法。

【００２０】上記のうち、特に(3) および(4) の方法が
均一な粒度分布等を持つ架橋高分子粒子を得ることがで
き、フィラメントの糸切れ性が良くなるので好ましい。

【００２１】本発明では、熱可塑性樹脂量に対して上記
有機高分子粒子を０．０１〜５重量％、好ましくは０．
０５〜２重量％含有させることにより、摩擦体に接触さ
せた時の帯電量を増加させることができ、その結果、優
れた開繊性をフィラメントに付与することができる。有
機高分子粒子の含有量が０．０１重量％未満ではフィラ
メントを開繊させるのに充分な帯電量を付与することが
一般にむずかしい。また、５．０重量％を越えると付与
される帯電量は頭打ち状態となり、開繊性の向上は認め
られないばかりか、溶融紡糸においては紡糸性の悪化、
単糸強力の低下など生産品質上、工程上好ましくない問
題が生じてくる。

【００２２】本発明では、有機高分子粒子の粒径が０．
０１〜５μｍであることが好ましく、さらに好ましくは
０．０５〜２μｍである。

【００２３】本発明に用いられる有機高分子粒子は、耐
糸切れ性、紡糸性向上などの点から粒子形状が球形状で
均一な粒度分布のものが好ましい。

【００２４】すなわち、体積形状係数が０．３５〜０．
５２のものが好ましく、さらには０．４５以上のものが
好ましい。［ただし、体積形状係数ｆは次式で表わされ
る値である。ｆ＝Ｖ／Ｄ³、ここで、Ｖは粒子体積（μ
ｍ³）、Ｄは粒子の投影面における最大径（μｍ）であ
る。］また、開繊性向上の点から粒子製造時、ドデシル
ベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウ
ムなどのアニオン系界面活性剤、ポリオキシエチレンノ
ニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールモノス
テアレートなどのノニオン系界面活性剤、ポリビニルア
ルコール、カルボキシルメチルセルロース等の保護剤を
使用することが好ましい。

【００２５】さらに、本発明では、有機高分子粒子以外
の粒子を熱可塑性樹脂に含有させてもよく、ステアリン
酸金属塩などの酸金属塩を組み合わせて用いてもよい。

【００２６】本発明のフィラメントとは、樹脂単成分か
らなるもの、またはその樹脂がフィラメント表面の全部
もしくは一部に露出してる複合フィラメント、例えば、
鞘芯構造、サイドバイサイド構造のようなものをいう。
また、フィラメント一種でなく多種からなるもの、例え
ば混繊のような場合も含む。ポリエチレンテレフタレー
トを例に挙げれば、ポリエチレンテレフタレートと低融
点化変性ポリエチレンテレフタレートの混繊などが挙げ
られる。

【００２７】有機高分子粒子の添加方法については、特
に限定されるものではなく、フィラメント中に均一に分
散、混合されていればよい。例えば、有機高分子粒子を
樹脂合成反応時に添加したり、熱可塑性樹脂重合後に一
軸押出機あるいは二軸押出機、ベントタイプ二軸押出機
等により樹脂に練り込む方法、あるいは、有機高分子粒
子を含むマスターチップを紡糸時に有機高分子粒子を含
まないチップあるいはパウダーに添加する方法などを用
いることができる。

【００２８】また、本発明において、摩擦体の材質、形
状およびフィラメントを摩擦体に接触させる方法等につ
いては特に限定はされない。たとえば、特公昭３７−４
９９３号公報、特開昭５７−８９６３５号公報に記載さ
れている方法等を用いることができる。

【００２９】本発明では、熱可塑性樹脂系フィラメント
を摩擦体に接触させて、そのフィラメントを帯電させ開
繊するに際して、そのフィラメントを構成する樹脂に有
機高分子粒子を特定量含有させることにより、そのフィ
ラメントに高帯電量が付与され、さらに、一般に、有機
高分子粒子は熱可塑性樹脂に対して親和性が良好で、か
つ球状で粒度分布が均一であるため粒子脱落による耐糸
切れ性が向上する。その結果、単糸開繊性の優れた目付
の均一なウエブが得られ、品質安定性が向上する。さら
に、低目付の不織布を作ることが可能となる。

【００３０】不織布を製造するには、前述の特公昭３７
−４９９３号公報、特開昭５７−８９６３５号公報等に
記載された方法等、従来知られている方法によって製造
することができる。

【００３１】また、本発明によるフィラメント束の開繊
方法は、不織布を製造する場合のみならず、特に開繊状
態で混繊させる混繊糸の製造に際しても用いることがで
きる。

【００３２】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を詳細に説明す
る。ここではポリエチレンテレフタレートフィラメント
をウエブにする場合を例として説明するが、一般のフィ
ラメントを開繊する場合にも適用できることは言うまで
もない。

【００３３】なお、得られたフィラメントの各特性値の
測定は次の方法に従って行なった。（Ａ）粒子の粒径平均粒径は、粒子の電子顕微鏡写真によって測定した５
０体積％の点にあたる粒子等価球直径により求めた。等
価球直径とは、粒子と同じ体積を有する球の直径であ
る。

【００３４】（Ｂ）体積形状係数ｆ体積形状係数ｆは、走査型電子顕微鏡を用いて粒子体積
Ｖ（μｍ³）および粒子の投影面における最大径Ｄ（μ
ｍ）を測定し、本文中に記載した計算式により求めた。

【００３５】（Ｃ）電荷量フィラメントに付与された電荷量は、春日電機（株）製
静電電荷量計ＫＱ−４３１Ｂ型を用い、ファラデーケー
ジ法により飽和するまでの帯電量を求め、それをフィラ
メント表面積当りの量として求めた。

【００３６】（Ｄ）目付変動率ＣＶ値ＣＶ値は、不織布の均一性評価の尺度を表わすもので、
幅５０mm、長さ５０mmの大きさの切片を１００ケ所から
サンプリングして各サンプルの重量を測定し次式により
求めた。

【００３７】ＣＶ（％）＝（標準偏差）／（平均値）×１００尚、ＣＶ値が５％より小さければ開繊性が良好で、４％
より小さければ特に優れていることが言える。

【００３８】（Ｅ）単糸切れ回数単糸切れ状態を６０分間測定し、その回数を求めた。

【００３９】（Ｆ）評価工程適性、品質特性を総合評価して表わした。

【００４０】◎：特に優れ、本発明の目的を達成する。

【００４１】○：優れており、本発明の目的を達成す
る。

【００４２】×：不良であり、本発明の目的を達成しな
い。

【００４３】実施例１８０個の紡糸孔を有する丸型紡口より平均粒径０．６μ
ｍのスチレン−ジビニルベンゼン共重合体粒子（体積形
状係数：０．５１）を０．５重量％含むポリエチレンテ
レフタレートを紡糸し、高速気流により牽引した後、い
ったん摩擦体に衝突させて捕集し、不織布とした。フィ
ラメントの帯電量が多く開繊性が良好で、単糸切れもな
く、目付の均一な不織布が得られた（表１）。

【００４４】実施例２〜８、比較例１、２ポリエチレンテレフタレートに含有させる有機高分子粒
子の種類、量を変えて実施例１と同様に不織布を得た。
含有させる有機高分子粒子の種類、量が本発明の範囲内
であるものは、フィラメントの帯電量が多く開繊性良好
で、単糸切れがほとんどなく、目付の均一な不織布が得
られた（実施例２〜８、表１）。

【００４５】しかし、含有させる有機高分子粒子の量が
本発明外である場合は、帯電量が少なく、開繊性が不良
で、目付の不均一な不織布であった（比較例１、２、表
２）。

【００４６】比較例３〜５ポリエチレンテレフタレートに含有させる粒子の種類、
ステアリン酸金属塩の種類を変えて、実施例１と同様に
して不織布とした。含有させる粒子、添加剤が本発明外
である場合は、帯電量が少なく、単糸切れ回数が多く、
目付の不均一な不織布であった（表２）。

【００４７】

【表１】

【００４８】

【表２】

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、熱可塑性樹脂系フィラ
メントが特定の粒子を特定量含有するため、このフィラ
メントを摩擦体に接触させて帯電させることにより開繊
性に優れ、単糸切れが少ないフィラメント束の開繊方法
が実現されるものである。

【００５０】かかる本発明のフィラメント束の開繊方法
を用いて、不織布の製造に応用すれば、開繊性に優れ、
単糸切れが少なく、しかも目付が均一で高品質な不織布
を得ることができる。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) D04H 1/00 - 18/00 D02G 1/00 - 3/48 D02J 1/00 - 13/00 D01F 1/00 - 13/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】フィラメント重量中０．０１〜５重量％の
有機高分子粒子を含有していてかつ開繊された熱可塑性
樹脂系フィラメントよりなることを特徴とするフィラメ
ント不織布。
【請求項２】熱可塑性樹脂系フィラメントが、ポリエス
テル系フィラメントであることを特徴とする請求項１記
載のフィラメント不織布。
【請求項３】有機高分子粒子が、ビニル系架橋高分子粒
子であることを特徴とする請求項１記載のフィラメント
不織布。
【請求項４】有機高分子粒子の平均粒径が、０．０１〜
５μｍであることを特徴とする請求項１記載のフィラメ
ント不織布。
【請求項５】有機高分子粒子の体積形状係数が、０．３
５〜０．５２であることを特徴とする請求項１記載のフ
ィラメント不織布。
【請求項６】フィラメント重量中０．０１〜５重量％の
有機高分子粒子を含有してなる熱可塑性樹脂系フィラメ
ント束を摩擦帯電させ、該帯電によるフィラメント相互
間の電気的反発力により該フィラメント束を開繊せしめ
ることを特徴とするフィラメント束の開繊方法。
【請求項７】フィラメント重量中０．０１〜５重量％の
有機高分子粒子を含有してなる熱可塑性樹脂系フィラメ
ント束を摩擦帯電させ、該帯電によるフィラメント相互
間の電気的反発力により該フィラメント束を開繊せし
め、該開繊されたフィラメント束をシート状物として捕
集し不織布に形成せしめることを特徴とする不織布の製
造方法。
【請求項８】摩擦帯電が、フィラメント束を摩擦体に衝
突せしめることにより生ぜしめられるものであることを
特徴とする請求項７記載の不織布の製造方法。
【請求項９】熱可塑性樹脂系フィラメントが、ポリエス
テル系フィラメントであることを特徴とする請求項７記
載の不織布の製造方法。
【請求項１０】有機高分子粒子が、ビニル系架橋高分子
粒子であることを特徴とする請求項７記載の不織布の製
造方法。
【請求項１１】有機高分子粒子の平均粒径が、０．０１
〜５μｍであることを特徴とする請求項７記載の不織布
の製造方法。
【請求項１２】有機高分子粒子の体積形状係数が、０．
３５〜０．５２であることを特徴とする請求項７記載の
不織布の製造方法。