JP7070404B2 - スパンボンド不織布の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ハウスラップ材としての使用に適したスパンボンド不織布に関するものである。

近年の木造住宅等の建築では、外壁材と断熱材との間に通気層を設け、壁体内に侵入した湿気を、通気層を通して外部に放出する通気層工法が普及している。この通気層工法には、建物外部からの雨水の浸入を防止する防水性と、壁体内に生じる湿気を外部に逃がす透湿性とを兼ね備えた、透湿防水シートであるハウスラップ材としてスパンボンド不織布が使用されている。

透湿防水シートは、ポリエチレン有孔フィルムと不織布が積層一体化されてなるハウスラップ材等が普及しており、このシートの強度等を規定しているのが、日本工業規格ＪＩＳ Ａ６１１１：２００４である。ＪＩＳ規格には、引張強力のタテ、ヨコとも１００Ｎ／５ｃｍ以上が規定され、この規格値を満足するには、スパンボンド不織布の引張強力が重要となる。一般的にヨコ引張強力よりもタテ引張強力が強いため、特にヨコ引張強力の向上が要求される。

ハウスラップ材は、つづり針(タッカー用針、ステープルともいう)により下地に固定、施工され、長期間における耐久性や、高温低温条件下での耐候性に優れることと、施工時に簡単に破れたりしない機械的強度とが要求される。

従来、このようなハウスラップ材に用いる不織布として、防水テープとの粘着性を良くするため、一方の表面平滑性とタテ方向に強い引裂強力を有するハウスラップ材が提案されている(特許文献１参照。)。

日本国特開２０１４－４０６７７号公報

しかしながら、この特許文献に記載の発明は、ウェブの進行方向（不織布の長手方向）に対して揺動するノズルの角度を、例えば６０度とすることで、ヨコ配向傾向となりヨコ方向の引張強度を高くする。この結果、移動捕集面上のウェブが捲くれる欠点が発生し、ハウスラップ材用不織布として、安定的に優れた地合や品位を有するものではないという課題があることを本発明者らは見出した。

そこで本発明の目的は、ヨコ引張強力に優れ、且つ、地合や品位が良好なスパンボンド不織布およびその製造方法を提供することにある。

本発明のスパンボンド不織布は、熱可塑性連続フィラメントより構成される部分的に熱圧着されてなるスパンボンド不織布であって、前記不織布のタテ方向に対する前記フィラメントの繊維配向度分布のピークが１０～５０度にあり、前記不織布の引張強力タテ／ヨコ比が１．３～１．８であることを特徴とする、スパンボンド不織布である。

本発明のスパンボンド不織布の好ましい態様によれば、繊維配向度１０～５０度の繊維割合が６０～８０％である。

本発明のスパンボンド不織布の好ましい態様によれば、目付当たりのヨコ引張強力が２．２Ｎ／５ｃｍ／(ｇ／ｍ^２)以上である。

本発明のスパンボンド不織布の好ましい態様によれば、熱可塑性連続フィラメントが、高融点重合体の周りに該高融点重合体の融点よりも低い融点を有する低融点重合体を配した複合型フィラメントである。

本発明のスパンボンド不織布の好ましい態様によれば、面積比率８～３０％の部分的熱圧着部を有する。

本発明のスパンボンド不織布の好ましい態様によれば、前記スパンボンド不織布を用いてハウスラップ材とすることができる。

本発明のスパンボンド不織布の製造方法は、下記（ａ）～（ｄ）を順次実施することを特徴とするスパンボンド不織布の製造方法である。
（ａ）熱可塑性重合体を紡糸口金から溶融押し出し後、これをエアサッカーにより牽引、延伸して熱可塑性連続フィラメントを得る工程
（ｂ）得られたフィラメントをウェブ進行方向に対して、５～２５度の方向に向けた噴射ノズルを±１０～±２５度の範囲内で揺動し、フィラメントを開繊させる工程
（ｃ）開繊したフィラメントを移動するコンベア上に堆積させて繊維ウェブを形成する工程
（ｄ）得られた繊維ウェブに部分的熱圧着を施す工程

本発明のスパンボンド不織布は、優れたヨコ引張強力を備え、地合や品位に優れており、安定的に優れた機械的強度を有している。この結果、本発明のスパンボンド不織布は、ハウスラップ材としての使用において、つづり針により下地に固定、施工された後、強い風が吹き込んだ時等、大きな荷重を受けても簡単に破れてしまうことがない。

本発明のスパンボンド不織布の製造方法によれば、優れたヨコ引張強力を備え、地合や品位に優れており、安定的に優れた機械的強度を有しているスパンボンド不織布を容易に製造することができる。

図１は、本発明の実施形態を示す、スパンボンド不織布の製造工程の概略図である。 図２は、本発明の実施形態の、ウェブ進行方向に対して所定の角度で揺動するノズルの概略図である。

本発明のスパンボンド不織布は、熱可塑性連続フィラメントより構成される部分的に熱圧着されてなるスパンボンド不織布であって、前記不織布のタテ方向に対する前記フィラメントの繊維配向度分布のピークが１０～５０度にあり、前記不織布の引張強力タテ／ヨコ比が１．３～１．８であることを特徴とする、スパンボンド不織布である。

本発明のスパンボンド不織布は、不織布のタテ方向に対する熱可塑性連続フィラメントの繊維配向度分布のピークが１０～５０度にあることが重要である。好ましくは１５～４５度、より好ましくは２０～４０度である。この繊維配向度のピークが１０度よりも小さいと、引張強力のタテ／ヨコ比が大きくなり、ヨコ引張強力を向上することが容易でない。一方、この繊維配向度のピークが５０度よりも大きいと、タテ引張強力が低下する。

ここで、上記の「繊維配向度」とは、タテ方向に対するフィラメントの平均的な傾斜角度(鋭角)をいう。より具体的には、例えば、不織布からランダムに小片サンプル１５個を採取し、走査型電子顕微鏡で１００～１０００倍の写真を撮影し、各サンプルから１５本ずつ、計２２５本の繊維について、タテ方向を０度とし、ヨコ方向を９０度とした時の傾斜角度（鋭角）を測定し、それらの平均値の小数点以下第一位を四捨五入して求められる。上記で測定した繊維一本一本の傾斜角度の小数点以下第一位を四捨五入して、整数表記の傾斜角度とし、横軸に繊維の傾斜角度、縦軸に度数をとってグラフ化し、最も度数の多い傾斜角度を「繊維配向度分布のピーク」とした。

本発明のスパンボンド不織布のタテ方向とは、幅なりの不織布あるいは幅なりの方向が既知である不織布においては、幅方向（ヨコ方向）と直交する方向を指す。カットサンプル等でヨコ方向（幅なりの方向）とタテ方向（幅なりの方向と直交する方向）の両方向の位置はわかっても、いずれがヨコ方向でいずれがタテ方向であるかの区別がつかない場合には、スパンボンド不織布では一般的にタテ方向の方がヨコ方向よりも引張強力が強いことから、引張強力が強い方をタテ方向とすることができる。さらに、カットサンプル等で幅なりの方向が全くわからない場合には、以下の方法でタテ方向を確定することができる。

まずカットサンプルについて、４５°おきに４通りの引張試験を実施する。続いて、これらのうち最も強い２つの方向の間で１５°おきに引張試験を実施する。さらに最も強い２つの方向の間で５°おきに引張試験を実施する。最後に最も強い２つの方向で１°おきに引張試験を実施し、最も引張強力の強い方向をタテ方向とする。

本発明スパンボンド不織布の引張強力タテ／ヨコ比は１．３～１．８であることが重要であり、好ましくは１．３２～１．７５、より好ましくは１．３５～１．７０である。引張強力タテ／ヨコ比とは、タテ方向の引張強力をヨコ方向の引張強力で除して求められる。

本発明のスパンボンド不織布は、ヨコ方向(不織布の幅方向)の引張強力(以下、ヨコ引張強力ともいう。)が９０Ｎ／５ｃｍ以上であることが好ましい。ヨコ引張強力を９０Ｎ／５ｃｍ以上、より好ましくは９５Ｎ／５ｃｍ以上とすることで、ハウスラップ材用途に適した優れた機械的強度が得られ、つづり針により下地に固定、施工された後、強い風が吹き込んだ時の荷重に耐えられず容易に破れてしまうことが防止される。

また、ヨコ引張強力は１５０Ｎ／５ｃｍ以下が好ましく、より好ましくは１４５Ｎ／５ｃｍ以下とすることで、タテ、ヨコ共にハウスラップ材用途に適した優れた機械的強度が得られる。なお、上記のヨコ引張強力は、ＪＩＳ Ｌ １９１３：２０１０「一般不織布試験方法」の６．３「引張強さ及び伸び率」の６．３．１「標準時」に準拠して測定される。

本発明のスパンボンド不織布の繊維配向度１０～５０度の繊維割合は６０～８０％であることが好ましく、より好ましくは６０～７５％、さらに好ましくは６０～７０％である。上記、繊維配向度１０～５０度の繊維割合を６０～８０％とすることにより、タテ、ヨコ共に優れた機械的強度が得られ、且つ、地合や品位が良好なスパンボンド不織布を得ることができる。

本発明のスパンボンド不織布の目付当たりのヨコ引張強力は２．２Ｎ／５ｃｍ／(ｇ／ｍ^２)以上であることが好ましく、より好ましくは２．３(Ｎ／５ｃｍ)／(ｇ／ｃｍ^２)以上、さらに好ましくは２．４(Ｎ／５ｃｍ)／(ｇ／ｃｍ^２)以上である。目付当たりのヨコ引張強力とは、ヨコ引張強力を目付で除して求められる。

目付当たりのヨコ引張強力が２．２Ｎ／５ｃｍ／(ｇ／ｍ^２)以上とすることにより、ハウスラップ材用途に適した優れた機械的強度が得られる。また、目付当たりのヨコ引張強力が３．８(Ｎ／５ｃｍ)／(ｇ／ｃｍ^２)以下であることが好ましく、より好ましくは３．７(Ｎ／５ｃｍ)／(ｇ／ｃｍ^２)以下とすることにより、ハウスラップとしての使用において、実用に供しうる機械強度と取扱い性を両立させることができる。

本発明のスパンボンド不織布を構成する熱可塑性連続フィラメントは、高融点重合体の周りに該高融点重合体の融点よりも低い融点を有する低融点重合体を配した複合型フィラメントであることが好ましい。そうすることにより、熱圧着により熱可塑性連続フィラメントが不織布内において強固に接着し、毛羽立ちを抑制することができる。また、ハウスラップ材としての使用に適した機械的強度を付与することができる。また、このような複合型フィラメントとすることにより、不織布を構成するフィラメント同士が強固に接着することに加え、低融点重合体からなる繊維を混繊させたものに比べ不織布における接着点の数も多くなるため、スパンボンド不織布としての寸法安定性、耐久性も向上させることができる。

上記の熱可塑性連続フィラメントを形成するポリマーとしては、例えばポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、あるいはこれらの混合物や共重合体等を挙げることができる。なかでもポリエステルが、より機械的強度や耐熱性、耐水性、耐薬品性等の耐久性に優れることから好ましい。

ポリエステルは酸成分とアルコール成分とからなる。酸性分としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸などの芳香族カルボン酸、アジピン酸、セバシン酸などの脂肪族ジカルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸などを用いることができる。また、アルコール成分としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコールなどを用いることができる。ポリエステルの例としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート、また、これらの共重合体等を挙げることができる。

また上記の熱可塑性連続フィラメントを形成するポリマーとしては、生分解性樹脂も、用済み後の廃棄が容易であり環境負荷が小さいことから好ましい。生分解性樹脂の例としては、ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート、ポリカプロラクトン、ポリエチレンサクシネート、ポリグリコール酸、ポリヒドロキシブチレート等が挙げられる。なかでもポリ乳酸は、石油資源を枯渇させない植物由来の樹脂であり、力学特性や耐熱性も比較的高く、製造コストも低いので好ましい。

上記の高融点重合体と低融点重合体との融点の差としては１０～１４０℃が好ましい。融点の差を１０℃以上、より好ましくは２０℃以上、さらに好ましくは３０℃以上とすることで、所望の熱接着性を得ることができる。また、１４０℃以下、より好ましくは１２０℃以下、さらに好ましくは１００℃以下とすることで、熱圧着時に熱圧着ロールに低融点重合体成分が融着し生産性が低下することを抑制することができる。

また、上記複合繊維における高融点重合体の融点としては、１６０～３２０℃が好ましい。１６０℃以上、より好ましくは１７０℃以上、さらに好ましくは１８０℃以上とすることで、熱が加わる加工工程においても形態安定性に優れる。また、３２０℃以下、より好ましくは３００℃以下、さらに好ましくは２８０℃以下とすることで、長繊維不織布製造時に溶融するための熱エネルギーを多大に消費し生産性が低下するのを抑制することができる。

かかる高融点重合体および低融点重合体の組み合わせ（高融点重合体／低融点重合体）の具体例としては、ポリエチレンテレフタレート／ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート／ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート／ポリ乳酸、ポリエチレンテレフタレート／共重合ポリエチレンテレフタレート等が挙げられる。共重合ポリエチレンテレフタレートの共重合成分としては、イソフタル酸等が好ましい。

かかる複合繊維における低融点重合体の占める割合としては、１０～７０質量％が好ましい。１０質量％以上、より好ましくは１５質量％以上、さらに好ましくは２０質量％以上とすることで、所望の熱接着性を得ることができる。また、７０質量％以下、より好ましくは６０質量％以下、さらに好ましくは５０質量％以下とすることで、融着が進みすぎて引裂強力が低下することを抑制することができる。

かかる複合繊維の複合形態としては例えば、同心芯鞘型、偏心芯鞘型、海島型、バイメタル型等を挙げることができる。なかでも同心芯鞘型が、熱圧着により繊維同士を強固に接着させることができる点で好ましい。

また、熱可塑性連続フィラメントの断面形状としては、円形、扁平、多角形、Ｘ型やＹ型等の多葉型、中空型等を挙げることができる。前記のような複合繊維で異形型の断面形状を採用する場合は、低融点重合体成分が熱圧着に寄与できるように繊維断面の外周部近傍に存在するのが好ましい。

本発明のスパンボンド不織布には、結晶核剤や艶消し剤、滑剤、顔料、防カビ剤、抗菌剤、難燃剤、親水剤等を添加してもよい。特に長繊維不織布の熱圧着成形の際、熱伝導性を増すことで長繊維不織布の接着性を向上させる効果がある酸化チタン等の金属酸化物や、熱圧着ロールとウェブ間の離型性を増すことで接着安定性を向上させる効果があるエチレンビスステアリン酸アミド等の脂肪族ビスアミド、および／またはアルキル置換型の脂肪族モノアミドを添加することが好ましい。これら各種の添加剤は、熱可塑性連続フィラメント中に存在させてもよいし、熱可塑性連続フィラメントの表面に存在させてもよい。

本発明において、熱可塑性連続フィラメントの繊維径としては１０～２４μｍが好ましい。１０μｍ以上、より好ましくは１２μｍ以上とすることで、目付均一性、および機械的強度に優れた不織布を得ることができる。また、２４μｍ以下、より好ましくは２２μｍ以下とすることで、ハウスラップ材を製造する際に、ポリエチレン有孔フィルムとの貼り合わせに使用するホットメルト樹脂の不織布内部への過浸透を抑制することが可能であり、フィルムと不織布の接着強度も良好であり、ハウスラップ材として好ましいものである。尚、複数種類の繊維が混繊されている場合は、それぞれの繊維の平均単繊維径が上記範囲内であるのが好ましい。

本発明のスパンボンド不織布は、部分的に熱圧着されてなることが重要である。部分的に熱圧着されてなることで、繊維同士を一体化させ、ハウスラップ材としての使用において長期の使用に耐え得る機械的強度が得られる。

本発明のスパンボンド不織布は、面積比率８～３０％の部分的熱圧着部を有することが好ましい。面積比率を８％以上、より好ましくは９％以上、さらに好ましくは１０％以上とすることで、不織布の強度が向上し、また表面の毛羽立ちを抑えることができる。また面積比率を３０％以下、より好ましくは２８％以下、さらに好ましくは２４％以下とすることで、繊維間の空隙を適度に残し、不織布の引張伸度と引裂強力の低下を抑制することができる。

ここで部分的熱圧着部とは、少なくともシート片面がくぼみを形成しており、不織布を構成する熱可塑性連続フィラメント同士が熱と圧力によって融着して形成されている。すなわち、他の部分に比べて熱可塑性連続フィラメントが融着して凝集している部分が部分的熱圧着部である。

部分的熱圧着部の面積比率とは、スパンボンド不織布の表面全体における部分的熱圧着部の割合であり、繰り返し単位が配列することで部分的熱圧着部がパターン模様を形成している場合、１つの繰り返し単位に含まれる部分的熱圧着部の面積を、繰り返し単位の面積で除して求められるものである。部分的熱圧着部の面積比率は、走査型電子顕微鏡によるスパンボンド不織布の表面観察画像を用いたり、形状解析レーザ顕微鏡や３Ｄ形状測定機等の非接触式の形状測定機器による表面形状データを用いたりして算出することができる。部分的熱圧着部の面積比率は、少なくとも５箇所以上の繰り返し単位で測定した面積比率を平均して求められる。

本発明のスパンボンド不織布の、引張強力や引裂強力などの機械的強度は、不織布の目付によっても異なる。本発明のスパンボンド不織布の目付としては、特定の値に限定されないが、３０～６０ｇ／ｍ^２が好ましい。目付を３０ｇ／ｍ^２以上、より好ましくは３５ｇ／ｍ^２以上とすることで、機械的強度に優れ、ハウスラップ材としての使用に適したスパンボンド不織布を得ることができる。また、目付を６０ｇ／ｍ^２以下、より好ましくは５５ｇ／ｍ^２以下とすることで、ハウスラップ材として使用する場合、施工時に作業者が手に持って作業する際に適した重量となり、不織布の剛性が強すぎず、施工時の取り扱い性に優れたものとなる。また、風の吹き込み時に大きな音が出ることを抑制できる。

本発明のスパンボンド不織布の目付均一性は、熱可塑性連続フィラメントの繊維径によっても異なる。本発明のスパンボンド不織布の目付ＣＶは、１４．０％以下が好ましい。目付ＣＶを１４．０％以下、より好ましくは１３．０％以下、さらに好ましくは１２．０％以下とすることで、地合と機械的強度に優れ、物性のばらつきが少なく、ハウスラップ材としての使用に必要な物性を安定して満足するスパンボンド不織布を得ることができる。また、目付ＣＶは２．０％以上が好ましく、より好ましくは２．５％以上、さらに好ましくは３．０％以上とすることで、製布工程におけるフィラメント噴射ノズルの幅方向の間隔を極端に狭くしたり、煩雑な開繊装置を導入したりして製造工程が煩雑化することを防ぐことができる。

本発明のスパンボンド不織布の製造方法は、下記（ａ）～（ｄ）を順次実施することを特徴とするスパンボンド不織布の製造方法である。
（ａ）熱可塑性重合体を紡糸口金から溶融押し出し後、これをエアサッカーにより牽引、延伸して熱可塑性連続フィラメントを得る工程
（ｂ）得られたフィラメントをウェブ進行方向に対して、５～２５度の方向に向けた噴射ノズルを±１０～±２５度の範囲内で揺動し、フィラメントを開繊させる工程
（ｃ）開繊したフィラメントを移動するコンベア上に堆積させて繊維ウェブを形成する工程
（ｄ）得られた繊維ウェブに部分的熱圧着を施す工程

本発明のスパンボンド不織布の製造方法は、例えば図１に示すように、熱可塑性重合体を紡糸口金１から溶融押し出し後、これをエジェクター２とエアサッカー３により牽引、延伸して熱可塑性連続フィラメントとし、これをノズル４から送り出して帯電手段５で帯電開繊したのち、移動捕集面６上に堆積させる。これにより、上記のフィラメントで繊維ウェブ７に形成される。

上記熱可塑性連続フィラメントの紡糸速度は、３５００ｍ／分以上が好ましい。紡糸速度を３５００ｍ／分以上、より好ましくは３８００ｍ／分以上、さらに好ましくは４０００ｍ／分以上とすることで、熱圧着時にシートが収縮したり、シワが発生したり、ロールにシートが取られて搬送性が悪化したりすることを防ぐことができる。また、紡糸速度は６０００ｍ／分以下が好ましく、より好ましくは５５００ｍ／分以下、さらに好ましくは５０００ｍ／分以下とすることにより、繊維が過度に配向結晶化することを防ぎ、熱接着で実用に供しうる強度を付与することができる。

上記のノズル４は、図２に示すように、ウェブ進行方向(長手方向Ｄ)に対し左右どちらかへ５～２５度の範囲内の角度（α）に向けることが重要である。本発明のスパンボンド不織布の製造方法では、ノズル４を揺動させることでフィラメントを開繊させるが、前記角度αはノズル４を揺動させる際の中心角となる。角度αは５度以上であることが重要であり、好ましくは８度以上、より好ましくは１０度以上とすることにより、繊維配向度分布のピークを１０度以上にし、ヨコ引張強力に優れ、かつ地合や品位の良好な不織布とすることができる。一方、角度αは２５度以下とすることが重要であり、好ましくは２０度以下、より好ましくは１５度以下とすることにより、繊維配向度分布のピークを５０度以下にし、タテ方向の引張強力（以降、タテ引張強力ともいう。）の低下を抑制することができる。

上記のノズル４の角度（α）は、５～２５度の範囲内で個別に設定することができるが、ウェブ進行方向(長手方向Ｄ)と直交する方向にノズルを一列に配列する場合は、全てのノズルの向く方向が右方向または左方向に統一されていることが好ましい。このようにすることにより、フィラメント同士が干渉して地合が悪化することを防ぐことができる。さらに上記のようなノズルを複数列配列する場合は、少なくとも一列のノズルが右方向に向き、かつ少なくとも一列のノズルが左方向に向いていることが好ましい。このようにすることにより、地合や品位の良好な不織布とし、端部の目付が低下したり、ウェブ進行方向(長手方向Ｄ)に対する右斜め方向と左斜め方向の引張強力に差が生じたりすることを抑制することができる。

このとき、上記のノズル４は、図２に示すように、角度αの方向を中心に±１０度以上の所定の角度(θ)で、連続して揺動させることが重要である。上記のフィラメントは、この連続揺動するノズル４を通過したのち上記の帯電手段５で帯電開繊されて繊維ウェブとなるが、揺動角度θを±１０度以上、好ましくは±１３度以上、より好ましくは±１６度以上とすることにより、束状の繊維を少なくし、コンベア上に堆積させた後の繊維ウェブの地合を向上させることができる。これにより、繊維ウェブの機械強度のバラツキを低減させることができる。一方、上記のノズル４の揺動角度θは、角度αに対して±２５度以下、より好ましくは±２３度以下、さらに好ましくは±２０度以下とすることで、移動捕集面上に堆積させて繊維ウェブ７を形成する際に、ウェブが捲れる欠点等の発生を抑制することができる。

上記連続揺動するノズル４の１秒あたりの揺動（往復）数は、１．０回以上が好ましく、より好ましくは１．５回以上、さらに好ましくは２．０回以上とすることで、コンベア上に堆積させた後の繊維ウェブの地合を向上させることができる。また、１秒あたりの揺動（往復）数は、６．０回以下が好ましく、より好ましくは５．５回以下、さらに好ましくは５．０回以下とすることで、熱可塑性連続フィラメントがノズルの速度に追従させることができるため、繊維が束状になることを防ぎ地合の悪化を抑制することができる。

上記熱可塑性連続フィラメントの帯電方法は何ら制限されるものではないが、コロナ放電法による帯電や、金属との摩擦帯電による帯電が好ましいものである。

本発明のスパンボンド不織布の製造方法において、上記移動するコンベアの速度は、３ｍ／ｍｉｎ以上が好ましく、より好ましくは４ｍ／ｍｉｎ以上、さらに好ましくは５ｍ／ｍｉｎ以上とすることで、能力が低下し、生産性が低いものになることを防ぐことができる。また、移動するコンベアの速度は、１００ｍ／ｍｉｎ以下が好ましく、より好ましくは９０ｍ／ｍｉｎ以下、さらに好ましくは８０ｍ／ｍｉｎ以下とすることで、移動捕集面上のウェブが捲くれる欠点を抑制したり、ロールにシートが取られて搬送性が悪化したりすることを防ぐことができる。

本発明のスパンボンド不織布の製造方法において、部分的熱圧着部を設ける手段としては、所定温度に加熱したエンボスロールによる接着や、超音波発振装置による接着を好ましく採用することができる。特に所定温度に加熱した熱エンボスロールによる接着は、不織布の強度を向上させる点で好ましい。

エンボスロール９により熱圧着を施す際、エンボスロール９の凸部により熱可塑性連続フィラメントが互いに融着して凝集する部分が熱圧着部となる。このエンボスロール９は、上記の不織布を部分的に熱圧着できるものであればよく、特定の形状や構造の物に限定されない。例えば図１に示すように、上側(または下側)のみに所定のパターンの凸部を有するロール９ａを用い、他のロールは周面に凹凸の無いフラットロール９ｂを用いることができる。この場合においては、熱圧着部とは一方のロール９ａの上記の凸部と他方のロール９ｂのフラットな周面とで熱圧着されて、不織布の熱可塑性連続フィラメントが凝集された部分をいう。

また、上記のエンボスロール９には、例えば、表面に複数の平行に配置された凸条が形成されている一対の上側ロール９ａと下側ロール９ｂからなり、両ロール９ａ、９ｂが互いに対面する熱圧着位置では、その上側ロール９ａの凸条とその下側ロール９ｂの凸条とが互いに交叉するように設けられているものを用いることができる。この場合、部分的熱圧着部とは上側ロール９ａの凸条と下側ロール９ｂの凸条とで熱圧着されて不織布の熱可塑性連続フィラメントが凝集された部分をいう。この場合、上側ロール９ａの凸条と下側ロール９ｂの凹溝、あるいは上側ロール９ａの凹溝と下側ロール９ｂの凸条とで挟持される部分は、ここでいう熱圧着部には含まれない。この、表面に複数の凸条を備えた一対のロール９ａ、９ｂからなるエンボスロール９を用いた場合、上側ロール９ａの凸条と下側ロール９ｂの凸条とで平行四辺形や矩形の熱圧着部を形成することが、不織布を剥離することなく良好に接着させることができるので、好ましい。

上記のエンボスロール９の加熱温度としては、熱可塑性連続フィラメントを形成する重合体のうち最も融点の低いものの融点に対して、融点－６０℃～融点－５℃とすることが好ましい。このエンボスロール９の加熱温度を上記の融点－６０℃以上、より好ましくは上記の融点－５０℃以上とすることで、熱接着を効率良く行うことができ、ヨコ引張強力を向上させることができる。一方、エンボスロール９の加熱温度を上記の融点－５℃以下、より好ましくは上記の融点－１０℃以下とすることで、不織布製造時に繊維がエンボスロール９に融着することで発生するロール汚れの抑制が可能であり、また、部分的熱圧着部以外の不織布表面繊維の融着を抑制できる。これにより、ハウスラップ材として用いた際に風合いが堅すぎず、施工時の取り扱い性に優れたものとなり、また、適度のしなやかさを備えるので、風の吹き込み時に大きな音が発生することを抑制できる。

熱圧着部の形状としては、円形、三角形、四角形、平行四辺形、楕円形、菱形などのほか、任意の形状を採用することができる。また熱圧着部の配列としては、等間隔に規則的に配されたもの、ランダムに配されたもの、異なる形状が混在したものでもよい。なかでも不織布の均一性の点から、熱圧着部分が等間隔に配されたものが好ましい。

本発明のスパンボンド不織布の製造方法では、得られた繊維ウェブに部分的熱圧着を施す前に、搬送性を改善することなどを目的に、図１に示すように、一対のフラットロール８ａ、８ｂにより圧接処理を施しても良い。

上記のフラットロール８ｂによる圧接処理は、フラットロール８ｂを繊維ウェブ７に接触させるものであれば何ら制限されるものではないが、加熱したフラットロール８ｂを繊維ウェブ７に接触させる熱処理加工が好ましい。

この熱処理加工におけるフラットロール８ｂの表面温度は、繊維ウェブ７の表面に存在するフィラメントを構成する、最も融点の低い重合体の融点より３０～１２０℃低いことが好ましい。即ち、この融点を(Ｔｍ)とした場合、フラットロール８ｂの表面温度は、(Ｔｍ－３０)～(Ｔｍ－１２０)℃が好ましく、(Ｔｍ－４０)～(Ｔｍ－１１０)℃がより好ましく、(Ｔｍ－５０)～(Ｔｍ－１００)℃が最も好ましい。フラットロール８ｂの表面温度が(Ｔｍ－１２０)℃よりも低い場合は、繊維ウェブ(７)の熱処理が不十分となって、目的のシート厚さが得られない問題や、接着が不十分となり、搬送性改善の効果が得られず好ましくない。また、フラットロール８ｂの表面温度が(Ｔｍ－３０)℃よりも高い場合には、熱処理が強くなりすぎ、表層部の構成繊維が融着状態となり、十分な機械的強度を得られず好ましくない。

上記のフラットロール８ｂと接触させる方法としては、図１のように繊維ウェブをフラットロール８ｂに連続的に接触させて熱処理する方法や、一対のフラットロールに挟み込んで熱処理する方法などを用いることができる。

次に、実施例により、本発明のスパンボンド不織布をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に記載のものに限定されるものではない。なお、実施例と比較例における各特性値は、次の測定方法により測定した。

（１）融点（℃）
パーキンエルマ社製示差走査型熱量計ＤＳＣ－２型を用い、昇温速度２０℃／分の条件で測定し、得られた融解吸熱曲線において極値を与える温度を融点とした。また示差走査型熱量計において融解吸熱曲線が極値を示さない樹脂については、ホットプレート上で加熱し、顕微鏡観察により樹脂が完全に溶融した温度を融点とした。

（２）固有粘度ＩＶ
ポリエチレンテレフタレート樹脂の固有粘度ＩＶは以下の方法で測定した。
オルソクロロフェノール１００ｍｌに対し試料８ｇを溶解し、温度２５℃においてオストワルド粘度計を用いて相対粘度η_ｒを下記式により求めた。
η_ｒ＝η／η_０＝（ｔ×ｄ）／（ｔ_０×ｄ_０）
ここで、η：ポリマー溶液の粘度
η_０：オルソクロロフェノールの粘度
ｔ：溶液の落下時間（秒）
ｄ：溶液の密度（ｇ／ｃｍ^３）
ｔ_０：オルソクロロフェノールの落下時間（秒）
ｄ_０：オルソクロロフェノールの密度（ｇ／ｃｍ^３）
である。
ついで、得られた相対粘度η_ｒから下記式
ＩＶ＝０．０２４２η_ｒ＋０．２６３４
により、固有粘度ＩＶを算出した。

（３）平均単繊維径（μｍ）
不織布からランダムに小片サンプル１０個を採取し、走査型電子顕微鏡で５００～７０００倍の写真を撮影し、各サンプルから１０本ずつ、計１００本の繊維の直径を測定し、それらの平均値の小数点以下第一位を四捨五入して求めた。

（４）目付（ｇ／ｍ^２）
５０ｃｍ×５０ｃｍの不織布を３個採取して、各試料の重量をそれぞれ測定し、得られた値の平均値を単位面積当たりに換算し、小数点以下第一位を四捨五入した。

（５）繊維配向度（度）
不織布からランダムに小片サンプル１５個を採取し、走査型電子顕微鏡で５００倍の写真を撮影し、各サンプルから１５本ずつ、計２２５本の繊維について、タテ方向を０度とし、ヨコ方向を９０度とした時の角度を測定し、それらの平均値の小数点以下第一位を四捨五入して繊維配向度を求めた。

（６）引張強力（Ｎ／５ｃｍ）
ＪＩＳ Ｌ １９１３：２０１０「一般不織布試験方法」の、６．３「引張強さ及び伸び率」の６．３．１「標準時」に準拠し、以下の方法で引張強力を測定した。不織布のタテ方向、ヨコ方向について、長さ３００ｍｍ×幅５０ｍｍの試験片を１０点採取した。試験片を定速伸長型引張試験機にて、つかみ間隔２００ｍｍ、引張速度２００±１０ｍｍ／ｍｉｎで引張試験を実施し、破断するまでの最大荷重時の強さ(Ｎ)を０．１Ｎの位まで求め、これを引張強力(Ｎ／５ｃｍ)とした。

（７）目付ＣＶ（％）
タテ方向、ヨコ方向に５ｃｍ×５ｃｍの小片をそれぞれ１６個ずつ、合計２５６個採取して、各試料（不織布）の質量をそれぞれ測定し、得られた値の平均値を単位面積当たりに換算し、小数点以下第一位を四捨五入し、不織布の目付を求めた。この目付をもとに、以下の式によりＣＶ値を計算し、小数点以下第二位を四捨五入した。
・目付ＣＶ（％）＝（目付の標準偏差）／（目付の平均値）×１００。

（８）品位評価
幅方向２００ｃｍ、長手方向１０００ｍのロールにおいて、捲くれる欠点の発生個数を目視でカウントし、以下のような判断基準で表面品位を評価した。判定基準は「◎」と「○」を合格とした。捲くれる欠点とは、移動するコンベア上に堆積させた繊維ウェブが搬送中に気流などの影響を受け、表層のみが捲くれ上がり、折り返された状態で熱圧着されることによって、目付の濃い部分と目付の薄い部分が隣接して発生する欠点である。
◎：捲くれる欠点の発生なし
○：捲くれる欠点の発生個数が１個
△：捲くれる欠点の発生個数が２個以上３個以下
×：捲くれる欠点の発生個数が４個以上

［実施例１］
（繊維ウェブ）
固有粘度ＩＶ０．６５、融点２６０℃であり、酸化チタンを０．３質量％含むポリエチレンテレフタレート樹脂を水分率５０ｐｐｍ以下に乾燥したものを芯成分とした。また、固有粘度ＩＶ０．６６、イソフタル酸共重合率１０モル％、融点２３０℃であり、酸化チタンを０．２質量％含む共重合ポリエチレンテレフタレート樹脂を水分率５０ｐｐｍ以下に乾燥したものを鞘成分とした。

上記の芯成分を２９５℃、鞘成分を２８０℃で溶融し、芯／鞘の複合比を質量比で８０／２０として円形断面の同心芯鞘型に複合し、口金温度３００℃で細孔より紡出した後、エアサッカーにより紡糸速度４３００ｍ／分で紡糸して、熱可塑性連続フィラメントとした。そしてこのフィラメントを、ウェブ進行方向に対し角度αを１５度の右方向に向け、角度αを中心に±１８度の角度θで揺動するノズルに通過させ、ノズル出口に設置された金属衝突板へフィラメントを衝突させて摩擦帯電により繊維を帯電して開繊させ、移動するコンベア(移動捕集面)上に、繊維ウェブとして捕集した。このとき捕集した繊維ウェブが目付４０ｇ／ｍ^２となるように、コンベアの移動速度を調整した。

（熱圧着）
上記繊維ウェブを上下１対のフラットロールにてフラットロール表面温度１５０℃、線圧６０ｋｇ／ｃｍで熱圧着させた後、一対のエンボスロールにより、表面温度１９０℃、線圧７０ｋｇ／ｃｍの条件で部分的熱圧着を施した。用いたエンボスロールは、表面に複数の平行に配置された凸条が周方向へ環状に形成されている上側のロールと、表面に複数の凸条が螺旋状に形成されている下側ロールからなる。両ロールが互いに対面する熱圧着位置では、上側ロールの凸条と下側ロールの凸条とが交叉させてあり、上側ロールの凸条と下側ロールの凸条とで熱圧着される圧着部の、不織布全体に対する面積比率が１８％となるよう調整してある。

上記の処理により、繊維径１６μｍ、目付４０ｇ／ｍ^２のスパンボンド不織布を得た。得られたスパンボンド不織布は、繊維配向度分布のピークが３５度、ヨコ引張強力が１０６Ｎ／５ｃｍ、引張強力タテ／ヨコ比が１．３７であった。結果は表１に示す。

［実施例２］
ウェブ進行方向に対し角度αを１０度の左方向に向け、角度αを中心に±１８度で揺動するノズルを通過させた以外は実施例１と同様にして、繊維ウェブを捕集した。
その後、実施例１と同様の熱圧着処理により、繊維径１６μｍ、目付４０ｇ／ｍ^２のスパンボンド不織布を得た。得られた実施例２のスパンボンド不織布は、繊維配向度分布のピークが３０度、ヨコ引張強力が９７Ｎ／５ｃｍ、引張強力タテ／ヨコ比が１．５４であった。

［実施例３］
ウェブ進行方向に対し角度αを５度の右方向に向け、角度αを中心に±１８度で揺動するノズルを通過させた以外は実施例１と同様にして、繊維ウェブを捕集した。
その後、実施例１と同様の熱圧着処理により、繊維径１６μｍ、目付４０ｇ／ｍ^２のスパンボンド不織布を得た。得られた実施例３のスパンボンド不織布は、繊維配向度分布のピークが２５度、ヨコ引張強力が９３Ｎ／５ｃｍ、引張強力タテ／ヨコ比が１．６７であった。

［実施例４］
ウェブ進行方向に対し角度αを１０度の右方向に向け、角度αを中心に±２０度で揺動するノズルを通過させた以外は実施例１と同様にして、繊維ウェブを捕集した。
その後、実施例１と同様の熱圧着処理により、繊維径１６μｍ、目付４０ｇ／ｍ^２のスパンボンド不織布を得た。得られた実施例４のスパンボンド不織布は、繊維配向度分布のピークが４０度、ヨコ引張強力が９５Ｎ／５ｃｍ、引張強力タテ／ヨコ比が１．５３であった。

［実施例５］
繊維径が１４μｍとなるよう吐出量を調整し、ウェブ進行方向に対し角度αを１０度の左方向に向け、角度αを中心に±１３度で揺動するノズルを通過させ、また目付が４０ｇ／ｍ^２となるよう繊維ウェブを捕集するコンベアの移動速度を調整した以外は実施例１と同様にして、繊維ウェブを捕集した。
その後、実施例１と同様の熱圧着処理により、繊維径１４μｍ、目付４０ｇ／ｍ^２のスパンボンド不織布を得た。得られた実施例５のスパンボンド不織布は、繊維配向度分布のピークが１５度、ヨコ引強力が１０５Ｎ／５ｃｍ、引張強力タテ／ヨコ比が１．７９であった。

［実施例６］
ウェブ進行方向に対し角度αを１５度の左方向に向け、角度αを中心に±１３度で揺動するノズルを通過させた以外は実施例５と同様にして、繊維ウェブを捕集した。
その後、実施例１と同様の熱圧着処理により、繊維径１４μｍ、目付４０ｇ／ｍ^２のスパンボンド不織布を得た。得られた実施例６のスパンボンド不織布は、繊維配向度分布のピークが２０度、ヨコ引強力が１１０Ｎ／５ｃｍ、引張強力タテ／ヨコ比が１．６８であった。

[実施例７]
ウェブ進行方向に対し角度αを１２度の左方向に向け、角度αを中心に±１５度で揺動するノズルを通過させた以外は実施例５と同様にして、繊維ウェブを捕集した。
その後、上側に円形パターンの規則的な凸部を有するエンボスロール、下側に凹凸の無いフラットロールを用い、熱圧着される圧着部の面積比率を１０％とした熱圧着処理により、繊維径１４μｍ、目付４０ｇ／ｍ^２のスパンボンド不織布を得た。得られた実施例７のスパンボンド不織布は、繊維配向度分布のピークが１５度、ヨコ引張強力が１００Ｎ／５ｃｍ、引張強力タテ／ヨコ比が１．７５であった。

［実施例８］
目付が５５ｇ／ｍ^２となるよう繊維ウェブを捕集するコンベアの移動速度を調整した以外は実施例１と同様にして、繊維ウェブを捕集した。
その後、実施例１と同様の熱圧着処理により、繊維径１６μｍ、目付５５ｇ／ｍ^２のスパンボンド不織布を得た。得られた実施例８のスパンボンド不織布は、繊維配向度分布のピークが３６度、ヨコ引張強力が１３８Ｎ／５ｃｍ、引張強力タテ／ヨコ比が１．６９であった。

［比較例１］
ウェブ進行方向に対し角度αを０度、角度αを中心に±１８度で揺動するノズルを通過させた以外は実施例１と同様にして、繊維ウェブを捕集した。
その後、実施例１と同様の熱圧着処理により、繊維径１６μｍ、目付４０ｇ／ｍ^２のスパンボンド不織布を得た。得られた比較例１のスパンボンド不織布は、繊維配向度分布のピークが５度、ヨコ引張強力が８５Ｎ／５ｃｍ、引張強力タテ／ヨコ比が２．００であった。

［比較例２］
ウェブ進行方向に対し角度αを０度、角度αを中心に±２５度で揺動するノズルを通過させた以外は実施例１と同様にして、繊維ウェブを捕集した。
その後、実施例１と同様の熱圧着処理により、繊維径１６μｍ、目付４０ｇ／ｍ^２のスパンボンド不織布を得た。得られた比較例２のスパンボンド不織布は、繊維配向度分布のピークが８度、ヨコ引張強力が１３０Ｎ／５ｃｍ、引張強力タテ／ヨコ比が１．２２であった。

［比較例３］
繊維径が１４μｍとなるよう吐出量を調整し、ウェブ進行方向に対し角度αを０度、角度αを中心に±１３度で揺動するノズルを通過させ、また目付が４０ｇ／ｍ^２となるよう繊維ウェブを捕集するコンベアの移動速度を調整した以外は実施例５と同様にして、繊維ウェブを捕集した。
その後、実施例１と同様の熱圧着処理により、繊維径１４μｍ、目付４０ｇ／ｍ^２のスパンボンド不織布を得た。得られた比較例３のスパンボンド不織布は、繊維配向度分布のピークが２度、ヨコ引張強力が８９Ｎ／５ｃｍ、引張強力タテ／ヨコ比が２．１３であった。

［比較例４］
ウェブ進行方向に対し角度αを３０度の右方向に向け、角度αを中心に±１８度で揺動するノズルを通過させた以外は実施例１と同様にして、繊維ウェブを捕集した。
その後、実施例１と同様の熱圧着処理により、繊維径１６μｍ、目付４０ｇ／ｍ^２のスパンボンド不織布を得た。得られた比較例４のスパンボンド不織布は、繊維配向度分布のピークが５５度、ヨコ引張強力が１１０Ｎ／５ｃｍ、引張強力タテ／ヨコ比が１．１８であった。

［比較例５］
繊維径が１４μｍとなるよう吐出量を調整し、ウェブ進行方向に対し角度αを３０度の左方向に向け、角度αを中心に±１３度で揺動するノズルを通過させ、また目付が４０ｇ／ｍ^２となるよう繊維ウェブを捕集するコンベアの移動速度を調整した以外は実施例５と同様にして、繊維ウェブを捕集した。
その後、実施例１と同様の熱圧着処理により、繊維径１４μｍ、目付４０ｇ／ｍ^２のスパンボンド不織布を得た。得られた比較例５のスパンボンド不織布は、繊維配向度分布のピークが５０度、ヨコ引張強力が１１５Ｎ／５ｃｍ、引張強力タテ／ヨコ比が１．１７であった。
上記の各実施例と比較例のスパンボンド不織布の特性を、次の表１に示す。

表１に示すように、実施例１～８の各スパンボンド不織布は、いずれも繊維配向度分布のピークが１０～５０度であり、引張強力タテ／ヨコ比は１．３～１．８を満たしているため、優れたヨコ引張強力を有し、また地合や品位が良好なスパンボンド不織布であり、ハウスラップ材として適したものであった。

これに対し、比較例１、３のスパンボンド不織布は、いずれも繊維配向度分布のピークが１０度未満にあり、引張強力タテ／ヨコ比は１．３～１．８を満たすものではなく、ヨコ引張強力が低くハウスラップ材として適したものではなかった。また、比較例２，４，５のスパンボンド不織布は、捲くれる欠点の発生が多く、良好な品位を得られずハウスラップ材として適したものではなかった。

本発明を特定の態様を用いて詳細に説明したが、本発明の意図と範囲を離れることなく様々な変更および変形が可能であることは、当業者にとって明らかである。なお本出願は、２０１６年１０月２７日付で出願された日本特許出願（特願２０１６－２１０３１７）に基づいており、その全体が引用により援用される。

本発明のスパンボンド不織布はヨコ引張強力に優れ地合や品位を併せ持つので、ハウスラップ材として有用である。また、本発明のスパンボンド不織布の用途は、上記に限定されるものではなく、例えば、フィルター、フィルター基材、電線押え巻材等の工業資材、壁紙、屋根下葺材、遮音材、断熱材、吸音材等の建築資材、ラッピング材、袋材、看板材、印刷基材等の生活資材、防草シート、排水材、地盤補強材、遮音材、吸音材等の土木資材、べたがけ材、遮光シート等の農業資材、天井材、およびスペアタイヤカバー材等の車輌資材等に用いることができる。

１…紡糸口金
２…エジェクター
３…エアサッカー
４…ノズル
５…帯電手段
６…移動捕集面
７…繊維ウェブ
８ａ、８ｂ…フラットロール
９…エンボスロール
９ａ…一方のロール（上側ロール）
９ｂ…他方のロール（下側ロール）
１０…不織布
１１…加熱圧接部
α…ノズル角度
θ…揺動角度
Ｄ…ウェブ進行方向（長手方向)

Claims (1)

1. 下記（ａ）～（ｄ）を順次実施することを特徴とするスパンボンド不織布の製造方法。
   （ａ）熱可塑性重合体を紡糸口金から溶融押し出し後、これをエアサッカーにより牽引、延伸して熱可塑性連続フィラメントを得る工程
   （ｂ）得られたフィラメントをウェブ進行方向に対して、左右どちらかへ５～２５度の方向に向けた噴射ノズルを±１０～±２５度の範囲内で揺動し、フィラメントを開繊させる工程
   （ｃ）開繊したフィラメントを移動するコンベア上に堆積させて繊維ウェブを形成する工程
   （ｄ）得られた繊維ウェブに部分的熱圧着を施す工程

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