JP3082791B2 - 熱可塑性樹脂不織布及びその製造方法 - Google Patents

熱可塑性樹脂不織布及びその製造方法

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は特に包装材料用として好
適な軽量、薄肉の熱可塑性樹脂不織布及びその製造方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より熱可塑性樹脂の不織布は、その
特徴を生かして、農業用、土木用、衣料用、衛生材料、
包装材料用等に使用されている。特に包装材料用の場合
は不織布が水を透過させることから、水切り用包材、特
にゴミ処理用包材として好評である。このような包材は
処分時に焼却あるいは埋め立てるため、最近は地球資
源、環境の問題から、できるだけ軽量、薄肉で、かつ好
ましくは高強度であることが要求されてきている。目付
け(単位面積当りの重量)が10g/m2 以下で平均繊
維径が10μm以下の軽量、薄肉の不織布を製造しよう
とする試みはこれまでにもなされているが、未だ満足す
る方法は得られていない。
【0003】一方、強度を向上させるために、不織布を
延伸する方法は、これまでに多く提案されている。例え
ば、特公昭49−43506号公報には不織布をロール
延伸する方法が記載されている。しかし、この方法は、
スパンボンド法不織布を延伸して強度を向上するという
目的は達成できるものの、軽量、薄肉化は達成できな
い。特開昭61−138764号公報や特開昭62−2
06076号公報には、ポリエチレンをフラッシュ紡糸
して不織布を作り、この不織布をロール延伸する技術が
記載されている。この方法でも延伸後の不織布の目付け
は100g/m2程度で、軽量、薄肉の不織布を製造す
る技術については記載されていない。
【0004】また、例えばメルトブロー法で薄肉の不織
布を得るために、ダイからの繊維の吐出速度を遅らせ、
移動捕集面である引き取りロールの回転速度を速くすれ
ば、理論上は薄肉の不織布を得ることは可能であるが、
実際には、このような方法をとると不織布に厚い部分と
薄い部分ができて、外観、強度とも劣ったものになり実
用に供し得ない。
【0005】特公昭60−25541号公報には、メル
トブロー法で製造した繊維集合体(ウエブ)をロール延
伸する技術が示されているが、この技術で製造される不
織布の目付けも実施例に記載されるように10g/m2
を越えるものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の点に鑑
みなされたもので、その目的は従来よりも軽量、薄肉、
高強度でしかも厚さむらも少ない熱可塑性樹脂不織布及
びその製造方法を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的は、縦横2軸
向に延伸してあり、平均繊維径が10μm以下で、単位
面積当りの重量が10g/m2 以下で、かつJIS L
1096に従って縦横2軸方向に引張試験を行った時の
縦横2軸方向の最大抗張力における伸びが20%以下で
あることを特徴とする熱可塑性樹脂不織布を提供するこ
とによって達成できる。
【0008】また、このような熱可塑性樹脂不織布の製
造方法は、メルトブローダイから移動捕集面に向けて、
熱可塑性樹脂繊維群を平均繊維径10μm以下で、単位
面積当りの重量が40g/m2 以下の繊維集合体が形成
されるように吹き付け、次いでこの繊維集合体を縦横2
軸方向に面積比で1.5倍以上延伸することにより単位
面積当りの重量を10g/m2以下にすることを特徴と
するものである。
【0009】
【作用】まず、本発明の熱可塑性樹脂不織布について説
明すると、この不織布は平均繊維径が10μm以下、好
ましくは3〜6μmで、単位面積当りの重量(以下目付
けという)が10g/m2 以下、好ましくは3〜10g
/m2 で、また前記最大抗張力での伸びが20%以下、
好ましくは5〜15%のものである。ここで、平均繊維
径が10μmを越えるか、目付けが10g/m2 を越え
るか、或は最大抗張力での伸びが20%を越えた場合
は、不織布の軽量化、薄肉化及び高強度化のいずれかが
達成できなくなる。なお、繊維長については特に制限は
なく、連続したものでも、10cm以上の長繊維でも、
或は1〜10cmの短繊維でもよい。
【0010】以上のような不織布を構成する熱可塑性樹
脂としては、紡糸できるものであればいかなるものでも
よく、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィ
ン;エチレン・塩化ビニル共重合体などのエチレン・ビ
ニル化合物共重合体;スチレン系樹脂;ポリ塩化ビニ
ル、ポリ塩化ビニリデン等の塩化ビニル樹脂;ポリアク
リル酸エステル等のアクリル樹脂;ポリアミド;ポリエ
チレンテレフタレート等のポリエステル、ポリビニルア
ルコール;ポリカーボネート;好ましくはポリプロピレ
ンが例示できる。これらの樹脂は単独又は2種以上混合
して使用される。
【0011】次に、本発明の不織布の製造方法について
説明すると、この方法ではまずメルトブローダイから移
動捕集面に向けて、熱可塑性樹脂繊維群を平均繊維径が
10μm以下、好ましくは3〜6μmで単位面積当りの
重量(以下目付けという)が40g/m2 以下、好まし
くは10〜30g/m2 の繊維集合体(ウエブ)が形成
されるように吹き付ける。この場合、繊維集合体の平均
繊維径が10μmを越えると、外観強度とも不均一とな
り、また繊維集合体の目付けが40g/m2 を越えると
強度が不均一となる。なお、捕集面で形成される繊維集
合体に、前記特定の平均繊維径及び目付けを持たせるに
は、樹脂繊維群の平均繊維径、吐出量、吹き付け速度、
移動捕集面の移動速度等を適宜調整すればよい。
【0012】次にこうして得られた繊維集合体を縦横2
軸方向に面積比で1.5倍以上、好ましくは2.0〜
2.5倍延伸する。これにより、本発明の前記特定の平
均繊維径、目付け及び最大抗張力における伸びを持った
不織布が得られるが、延伸時の面積比(以下延伸倍率と
いう)を1.5倍未満にした場合は高強度化、軽量化が
達成できない。
【0013】なお、延伸時の温度は100〜160℃の
範囲が好ましい。また、延伸は1軸方向よりも縦横の2
軸方向に行う。なお延伸方法は通常の方法でよい。
【0014】
【メルトブロー不織布の製造装置】本発明方法を実施す
る装置としては、一般にメルトブロー法で使用されてい
る装置がそのまま使用できる。このような装置の一例を
図1に示す。この装置は、要するに押出機(図示せず)
の先端にダイ1を設け、このダイ1の樹脂吐出口である
ダイ・オリフィスの周辺(樹脂吐出口としてキャピラリ
ーチューブを用いた場合はその周辺)にガス吹出用オリ
フィス2を設け、このガス吹出用オリフィス2からダイ
・オリフィスに向けて高圧の加熱ガスを吹き出すように
構成し、さらに、その吹き出し方向の先に、このガス流
によって吹き付けられた繊維群を受け止めて捕集する移
動捕集面(この例では回転自在な円筒面)3を所定距離
で配置したものである。なお、移動捕集面3は繊維群を
堆積させつつ移動して、帯状に不織布を形成することが
できるよう移動自在とする。4は溶融熱可塑性樹脂を収
容した樹脂室で、これに複数のキャピラリーチューブ
(毛細管)5が夫々連通している。キャピラリーチュー
ブ5の先端部には、ガス吹出用オリフィス2に連通する
高圧ガス室6があって、樹脂室4から押し出され、キャ
ピラリーチューブ5から吐出する溶融樹脂をオリフィス
2からの加熱高圧ガス(通常、空気)によって、回転円
筒面3上に吹き付けるようになっている。こうして回転
円筒面3上には繊維集合体7が得られる。
【0015】
【不織布の延伸装置】以上の方法で得られた繊維集合体
は、続いて延伸装置で二軸方向に延伸される。
【0016】繊維集合体の延伸装置としては、たとえ
ば、周速度の異なる2組もしくはそれ以上のニップロー
ル等のロール延伸装置、あるいは不織布の両端部をクリ
ップで挟んで横方向に延伸する、いわゆるテンター法延
伸装置等を採用することができる。
【0017】二軸延伸の場合、縦横の延伸は同時にされ
てもよいし、いったん縦方向もしくは、横方向に延伸し
た後、それと直角の方向に延伸する、いわゆる逐次延伸
の方法をとってもよい。本発明の熱可塑性樹脂不織布に
おいては、二軸延伸を行った方が縦横の強度のバランス
が良く、薄い不織布が得られ易く、かつ厚薄むらの少な
い不織布が得られるため、好ましい。
【0018】
【実施例】以下に本発明を実施例によって説明する。
【0019】
【実施例1】図6の装置を用いて以下のように熱可塑性
樹脂不織布を製造した。なお図4中、8は引取り機、9
は縦延伸機、10は予熱ロール、11はテンター、12
は巻取り機である。
【0020】樹脂にはメルトフローレートが800g/
10分(230℃、2160g)のポリプロピレンを使
用し、これを孔径0.5mm、ピッチ0.8mmのキャ
ピラリーチューブからの一本当りの吐出量0.2g/孔
/分、樹脂温度270℃で押出した。高圧ガスには温度
280℃、圧力1.4Kg/cm2の空気を使用し、ダ
イと捕集面との距離は25cmとした。捕集面上に形成
される繊維集合体は平均繊維径4μm、目付20g/c
2とした。
【0021】なお、このときの樹脂繊維群の吹き付け速
度は200m/秒、捕集面の線速度は25m/秒であっ
た。この繊維集合体を150℃に加熱し、縦方向に1.
5倍、ついで横方向に1.5倍に延伸した。このように
して目付け9g/cm2の不織布を得た。この延伸不織
布の引張強度、および引張最大荷重伸びをJIS L1
096の方法により測定した。結果を表1に示す。
【0022】
【実施例2】実施例1において、縦横の延伸倍率を変え
る以外は実施例1と同様の操作を行った。結果を表1に
示す。
【0023】
【実施例3】実施例2において、捕集円筒の回転速度を
変えて原反不織布の目付けを30g/m2に変える以外
は実施例2と同様に行った。結果を表1に示す。
【0024】
【実施例4】実施例3において、縦横の延伸倍率を変え
る以外は実施例3と同様の操作を行った。結果を表1に
示す。
【0025】
【実施例5】実施例4において、捕集円筒の回転速度を
変えて原反不織布の目付けを40g/m2に変える以外
は実施例4と同様の操作を行った。結果を表1に示す。
【0026】
【比較例1】実施例1において、捕集円筒の回転速度を
変えて原反不織布の目付けを10g/m2に変え、横延
伸を行わない以外は実施例1と同様な操作を行った。結
果を表1に示す。
【0027】
【比較例2】実施例4において、捕集円筒の回転速度を
変えて原反不織布の目付けを20g/m2に変え、横延
伸を行わない以外は実施例4と同様な操作を行った。結
果を表1に示す。
【0028】
【比較例3】比較例2において、原反熱可塑性樹脂不織
布を延伸することなく巻取った。この不織布の引張強度
および引張最大荷重伸び(%)を測定した。結果を表1
に示す。
【0029】
【比較例4】比較例において、捕集円筒回転速度を変
え原反不織布の目付けを8g/m2に変える以外は比較
と同様な操作を行った。結果を表1に示す。
【0030】
【表1】
【0031】以上の結果から判るように、本発明の不織
布は比較品に比べて軽量であるにも拘らず伸びが少なく
高い強度を有している。
【0032】
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、従来よりも
軽量、薄肉、高強度で、しかも厚さむらの少ない熱可塑
性樹脂不織布を得ることができ、従って本発明の不織布
は水切り用、ゴミ処理用等の包装材料用として特に好適
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の製造方法で繊維集合体の形成に用いら
れる一例のメルトブロー装置の概略断面図
【図2】図1の装置におけるメルトブローダイの正面図
【図3】図2のメルトブローダイの一部拡大図
【図4】本発明の熱可塑性樹脂不織布の製造装置の一例
を示した概略図
【符号の説明】
1・・・メルトブローダイ 3・・・移動捕集面又は回転円筒面 7・・・繊維集合体

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 縦横2軸方向に延伸してあり、平均繊維
    径が10μm以下で、単位面積当りの重量が10g/m
    2 以下で、かつJIS L1096に従って縦横2軸方
    向に引張試験を行った時の縦横2軸方向の最大抗張力に
    おける伸びが20%以下であることを特徴とする熱可塑
    性樹脂不織布。
  2. 【請求項2】 熱可塑性樹脂がポリプロピレンであるこ
    とを特徴とする請求項1記載の熱可塑性樹脂不織布。
  3. 【請求項3】 メルトブローダイから移動捕集面に向け
    て、熱可塑性樹脂繊維群を平均繊維径10μm以下で、
    単位面積当りの重量が40g/m2 以下の繊維集合体が
    形成されるように吹き付け、次いでこの繊維集合体を
    横2軸方向に面積比で1.5倍以上延伸することにより
    単位面積当りの重量を10g/m2以下にすることを特
    徴とする熱可塑性樹脂不織布の製造方法。
  4. 【請求項4】 熱可塑性樹脂がポリプロピレンであるこ
    とを特徴とする請求項3記載の熱可塑性樹脂不織布の製
    造方法。
  5. 【請求項5】 延伸時の温度が100〜160℃である
    ことを特徴とする請求項3記載の熱可塑性樹脂不織布の
    製造方法。
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