JPH0147585B2

JPH0147585B2 -

Info

Publication number: JPH0147585B2
Application number: JP58180561A
Authority: JP
Inventors: Shunsuke Fukada; Kyoshi Aihara; Seishiro Ichikawa
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1983-09-30
Filing date: 1983-09-30
Publication date: 1989-10-16
Also published as: JPS6075657A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は寸法安定性にすぐれ、しかも柔軟で緻
密な極細フイラメントからなる不織布とその製造
方法に関する。

従来紡織用ステープルを原料とする不織布は原
綿の開綿、梳綿工程を経て、ランダムに或いはパ
ラレルな繊維配向を持つウエツブに形成され、ニ
ードルパンチ絡合や外部からの接着成分の添加、
加工処理により形態の安定化が達成されている。
これらの不織布は通常嵩高で柔軟性に乏しく、粗
な構造であるため特定の用途には使えない。一般
的に柔軟性を改良するため極細の繊維原料を使う
試みがなされているが、繊度0.8デニールを下ま
わると開繊工程の通過性が下り工業的に生産加工
は困難になる。このため一般に生産加工工程での
繊度を確保するため、多芯構造の繊維を用い不織
布を形成したのち、必要に応じ薬液で処理するな
どの複雑な工程をとらざるを得ない。また、これ
ら芯／鞘繊維ウエツブの結合処理は通常ニードル
パンチの方法によるが、処理中に鞘部の損傷、芯
部の露出、切断などの不都合が生じ、交絡手段の
設定には多大な労力を要して来た。

また紡織用ステープルを原料とする困難さを克
服するため、繊維の形成工程と直結してウエツブ
を作る、いわゆるスパンボンド法が提案実用化さ
れるに至つているが、一般には適当な接合手段が
ないため、硬いペーパー状の不織布が得られるの
が普通である。また構成する繊維の繊度を下げる
ためメルトブローの手段もとられるが、一般に溶
融重合体が加熱気流で吹き出される方式であるた
め、太さの不均一、短繊維の混入など優れた品位
を保持することはむつかしい。

本発明ではこれら従来の技術で対処できなかつ
たすぐれた柔軟性と寸法安定性を具えた緻密な不
織布を提供する。

すなわち、本発明の不織布は、繊度が0.5デニ
ール以下のフイラメントからなり、お互いのフイ
ラメントは三次元的にもつ、れ合い、交絡し、密
度が0.1ｇ／c.c.ないし0.7ｇ／c.c.で目付（ｇ／m²）
当たり50ｇ／５cm幅の荷重下で40％以下の伸度を
示す形態安定性を有することを特徴とする極細フ
イラメントからなる不織布である。

また、本発明の不織布の製造方法は、お互いに
非相溶性の２成分以上の重合体を芯／鞘構造の長
繊維に成型し、フイラメント束を開繊してウエツ
ブ形態とし、次いで多孔板上にウエツブを積載
し、上面から圧力20Kg／cm²以上に加圧された水流
の直径0.3mm以下の柱状流で衝撃処理を行ない、
鞘構造の破壊、フイラメント束の開繊、交絡を同
時に行なわしめることを特徴とする極細フイラメ
ントからなる不織布の製造方法である。

本発明によれば、構成する繊維は0.5デニール
以下の長繊維であり、外部からの接合剤を添加す
ることなく、お互いのフイラメントの３次元的な
もつれ合い、絡合により、密度が0.1ｇ／c.c.ない
し0.7ｇ／c.c.以下の緻密な構造と目付（ｇ／m²）
当たり40ｇ／５cm幅荷重下で伸度が40％以下であ
るという物性である、変形に耐える不織布が提供
できるのである。

これらの不織布は次のようにして始めて作りう
るのである。

使用する重合体は繊維形成能のある任意の重合
体が用いられる。その選定に関しては非相溶性で
あることを要件とし、芯／鞘構造を作るための紡
糸工程でお互いに混合し境界を形成しないような
配合は避けなくてはいけない。通常これらの成分
はポリエステル、ポリアミド、ポリオレフイン、
ポリビニル系重合体が代表的であるがポリスチレ
ン、ポリビニリデンとかその他有機重合体と他の
材料との混合物であつてもよい。

非相溶性は対象とする２種の重合体を貼合せ構
造になるよう紡糸し、延伸して強度を増加させた
後、お互いの成分を指で剥離できることで容易に
判定できる。

繊維の形成は繊維断面形状が芯／鞘構造である
こと、好適には多芯構造であることが本発明の柔
軟性、緻密度、寸法安定性に有効である。第１図
は、かかる本発明に使用することのできるフイラ
メントの構造例を示した概略モデル図であり、多
芯構造の芯鞘フイラメント３が、芯成分１と鞘成
分２よりなつている状態例を示したものである。
通常、芯の繊度は0.5デニール以下、本数は数本
ないし数千本の芯が平行に存在するようにする。
かかる繊維はある種の複合紡糸や混合紡糸の技術
により容易に得られる。芯成分の材料は鞘成分の
材料によつても決まるが、好適にはそれぞれ単成
分で同じ条件で繊維化したとき、繊維のもろさが
芯成分より鞘成分の方が大きいように組合せるの
が好ましい。好適にはポリエステル、ポリアミ
ド、ポリオレフイン、ポリアクリルの芯成分であ
るとき、鞘成分はポリスチレン、或いは変成した
各重合体である。特に好適な例は構成する芯／鞘
成分の重合体の吸水、膨潤性能に差をもたせるこ
とである。この組合せでは高圧水流による芯成分
と鞘成分の剥離処理を特に円滑に進行させ、交絡
効果を向上させる。具体的にはＮ−６、Ｎ−66そ
の他共重合ポリアミドとポリスチレン系の重合体
である。

また別の効果たとえば、芯成分に例えばカーボ
ンを混合したポリマーを、鞘成分に通常の単成分
ポリマーを用いて高圧水流処理と組合せることに
より鞘成分の一部を剥離し、芯成分を露出させて
電導性を発揮する不織布も容易に作りうる。一般
にこれらの繊維は芯／鞘形成用の紡糸口金を用い
て作られるが、非相溶性のポリマーを組合せた場
合、特別な口金を用いなくても、通常の混合紡糸
により使用する重合体の重量比が少ない成分は芯
成分に、多い方は鞘成分として配置する。

通常紡糸吐出された芯／鞘フイラメントは実用
的な強伸度、収縮特性に達するまで延伸、熱処理
を行なう。ここで実用的強度は少なくとも２ｇ／
デニールの破断強度で150％以下の破断時伸度、
沸騰水収縮率30％以下の諸元を満足させることが
好ましい。これらの繊維は上記延伸処理により損
傷を受けることが多いため、好適には機械的延伸
を行なわず、紡糸速度を上げることによりドラフ
ト効果を与え、強伸度を実用領域にまで上げる方
法がより好ましい。この時の紡糸速度は芯／鞘の
量的割合、フイラメントの太さにもよるが、毎分
2500ｍ以上、好適には3500ｍ／分以上、ドラフト
率70以上の条件が必要となる。このように高速紡
糸されたフイラメント束は、静電的或いは空気力
学的に開繊され、ランダムな均一なうすいウエツ
ブとして捕集し、引き続き、水流加工処理を円滑
に進行させうる要素となる。

実際にウエツブは金網などの捕集面上に捕集さ
れ搬送されるが、捕集工程に直結し、あるいはい
つたん巻上げたのち次の水流処理工程に移る。水
流処理に入る前に捕集されたウエツブをいつたん
加圧し、必要なれば熱を加える工程を加えること
は、いつたん巻上げ処理を行なうためのウエツブ
安定化に寄与することは勿論、加圧により芯、鞘
構造を水流衝撃で分割をし易くするための応力を
付加する役割を演ずる。加熱処理も同様に寄与す
るばかりでなく、加圧効果と組合せ繊維の軸方向
と直角方向へのせん段変形を行ない、引き続く如
工工程の効果を向上させるのである。

これらの効果をより顕著に発揮せしめるため
に、繊維に捲縮が付加される加工を施すことは好
ましい。例えばしわつけ加工、あるいは収縮繊維
の混繊による芯／鞘繊維の捲縮化は引き続き行な
う水流衝撃処理による交絡効果を増加する。

本発明の特徴は次にのべる高圧水流による衝撃
処理によつて著しく向上される。

200Kg／cm²以下の範囲に加圧した水を多数のオ
リフイスが設けられたノズルプレートを介して、
直径が0.05〜0.3mmの柱状流として噴出させる。
オリフイスの形状にもよるが、真円に近い穴から
の水流はシヤープな柱状を示し、その衝撃力はノ
ズル下方60cmにも及ぶ。本発明ではこの領域に多
孔性または平板の支持材上に前記ウエツブを載
せ、該水流の衝撃を受ける。驚くべきことに多フ
イラメントの集合ウエツブは部分的に三次元状の
もつれ、交絡を生じさせ、かつ多芯構造の芯部の
みがとり残された極細フイラメントからなる不織
布を作るのである。しかも芯成分フイラメントは
水流の強烈な衝撃力にもかかわらず切断が回避さ
れ、十分なもつれ合い、くくりつける力を発揮し
緻密化、安定化に寄与する。

本発明の不織布にはシート表面あるいは内部に
繊度0.5デニール以下のフイラメントが三次元的
にもつれ合い、からまり合つた結合点を保有す
る。この構造はあたかも釣糸がもつれ合つたよう
に、外力を加えた時、解舒することなく有効な接
合点として寄与する。本発明では構成する繊維が
細いため、もつれ合いの効果を助長し、しかも曲
げに対する抵抗が少ないため耐久性のある緻密で
微細な交絡点を形成する。この結果、柔軟性、耐
摩耗性が向上することは勿論、外観が平滑で機械
的特性においては従来のステープルからなる不織
布やスパンボンド不織布に比べて顕著な安定性が
得られるものである。

以上、本発明の絡合構造に関して説明したが、
本発明においては、フイラメントの全てが切断し
ていないことが必須要件ではなく、むろん本発明
の目的を阻害しない範囲において、切断部分また
は毛羽を有していても何らさしつかえない。たと
えば交絡点に把持された毛羽はしつかりと固着さ
れ、強度を損わないばかりか、むしろビロード状
の風合さえ付与する。

通常水流処理は予備処理的に衝撃処理を付加す
るため最初は低圧噴流で５Kg／cm²以上50Kg／cm²以
下の範囲で行なう。これは未拘束のフイラメント
が水の衝撃力によつて散り飛ばされ、不織布の不
均一化に対する防衛上の見地からと、動き易いフ
イラメントがいきなりウエツブの面の上下方向へ
の部分的な移動をすることを抑制するにある。上
記予備処理に引き続き行なう本処理においてはウ
エツブが例えば100ｇ／m²以下の低目付である場
合には20〜100Kg／cm²の比較的低水圧条件で目的
が達成される。逆に例えば300〜400ｇ／m²のよう
な高目付ウエツブに対しては100〜200Kg／cm²の高
水圧条件が必要である。高目付ウエツブの水流処
理加工は、シートの厚さ方向に交絡性が異なる構
造のものを所望する場合に好適である。すなわ
ち、水流が直接衝突した表面が交絡性に富み、内
層は交絡度の低いシートが得られる。このような
製品は各種流体のドレン材料、材などに有効で
ある。また処理する面が片側のみの繰返しである
場合は片面が優先的に交絡し、片面が比較的ルー
ズな繊維拘束状態のシートを作ることができる。
このものは比較的低密度であり0.1ｇ／c.c.ないし
0.5ｇ／c.c.の範囲にある。

予備的処理による他の効果は構成する芯／鞘成
分の重合体の芯がポリアミド、鞘がポリスチレン
の場合特にポリアミド成分の吸収膨潤により芯成
分の剥離分割性に寄与する。ポリアミドの好適な
例ではナイロン６、ナイロン66およびこれらの共
重合ポリマがあげられる。

引き続き行なう高圧噴流処理は圧力10Kg／cm²な
いし200Kg／cm²の範囲で処理する。この処理によ
り予備処理で形成された交絡の部分がより強固
に、よりもつれ、芯成分の分割剥離を増大せしめ
る。このようにして作つた不織布は湿潤状態下で
も寸法安定性に富むことは勿論であるが脱水乾燥
により実用に供する。本発明の不織布は繊度0.5
デニール以下のフイラメントが三次元的にもつれ
合い、からまり合つて交絡し、密度が0.1ｇ／c.c.
ないし0.7ｇ／c.c.の所望の不織布で、耐摩耗性が
よく、毛羽が少なく抜け出にくく、目付（ｇ／
m²）当たり40ｇ／５cm幅の荷重下で40％以下の伸
度を示すという形態安定性がよい柔軟な不織布を
作る。

本発明を応用することにより多くの付加効果を
上げることができる。構成する芯／鞘成分のフイ
ラメントのうち、鞘成分の一部をそのまま残すこ
とにより、絡合性を制御し、柔軟性、かさ高、感
触を変更することができる。また鞘成分の破壊し
た一部を本発明の不織布の中に残留させることに
より、屈曲性、感触を変更あるいは助長すること
もできる。その場合、該不織布中に少なくとも
0.1重量％の鞘成分を含有させることが好ましい。
特に鞘成分にポリスチレンを用いた場合は、重量
％にして0.5％以上の形態不定な粉状残留物を留
めることにより適度なソフト性、弾性を示す不織
布が得られ、さらに熱処理によりこれら残留させ
た粉状体と融着に寄与せしめることも可能であ
る。

本発明は他の不織布と貼合せ、積層したもので
あつてもよい。特に好適には比較的太い0.6〜３
デニールの繊維から成る不織布ウエツブに積層し
て加工するとき、極細繊度のフイラメント成分の
絡合作用は太い繊維層にまで及び、全体としては
著しく形態の安定化、表面の平滑性を増す。

この場合、繊度が0.5デニール以下のフイラメ
ント群と繊度が0.6デニール以上のフイラメント
群とが混在してなり、お互いのフイラメントは三
次元的にもつれ合い、交絡し、密度が0.1ｇ／c.c.
ないし0.7ｇ／c.c.で目付（ｇ／m²）当たり50ｇ／
５cm幅の荷重下で40％以下の伸度を示す形態安定
性を有する極細フイラメントからなる不織布が得
られるものである。

さらに本発明の極細繊維の交絡では強度の高圧
水流での衝撃処理により、交絡時での繊維の切断
を起こさせることで交絡を増加させると共に実用
的に抜け出ない毛羽を有する不織布も得られる。

本発明の不織布は実用的に合成皮革として従来
のバインダー含有量を著しく減らすか無くしたも
のとしてすぐれている。また無塵衣料など毛羽、
繊維屑の出ない工業的或いは医療分野に、また衛
生面から小児用ダイヤパーに好適である。更に微
細なフイラメントが絡合してなるため食品、過
をはじめその他のミクロフイルターとして工業的
価値が見出されている。

以下実施例について説明する。

なお、実施例中の測定方法は以下に示す方法に
よる。

密度：厚さ計（荷重240ｇ／cm²）により測定
した厚さ値と目付値から算出。

引張強力：５cm幅ストリツプ法（引張速度10cm／
分の定速引張試験機使用）引張伸度：同上目付（ｇ／m²）当り50ｇ／５cm幅の荷重下におけ
る伸度：引張強力・伸度測定時における
強力−伸度曲線より試料目付×50ｇの強
力値に相当する伸度値を読みとつた。

引裂強力：舌片法（引裂速度10cm／分）剛軟度：45゜カンチレバー法。

耐摩耗性：サイズ５×20（cm²）のシートを平板に
貼り付け、お互いにシートが面接触する
ように２枚のシートを重ねる。上部シー
トに対して面圧24ｇ／cm²をかけながら下
部シートを長手方向にストローク2.5cm、
周期2cpsで往復運動させ、摩擦部分に毛
羽が発生するまでの往復運動回数を読
む。

実施例１芯成分が繊度0.2デニール、本数10のナイロン
６で、鞘成分がポリスチレンである芯／鞘構造の
フイラメントを溶融紡糸−空気エジエクタ引取り
−金網上捕集の方法で目付125ｇ／m²のランダム
配列ウエツブを作製した。この際のフイラメント
数は１口金当たり16本となるような口金を用い、
芯／鞘の複合比は80／20とした。また空気エジエ
クタによるフイラメントの引取り速度は4550ｍ／
分であつた。

このウエツブを常温の平滑な金属ローラ間で
100Kg／cm²の圧力で加圧して巻取つた。次に100メ
ツシユの金網から成る速度0.7ｍ／分のコンベア
に載せ高圧水流による衝撃処理と実施した。その
ときの条件は、孔数400、ピツチ0.5mmのノズルを
ウエツブ支持金網の垂直線上45mmの位置に配し、
直径0.15mmの高圧柱状水流を噴出させたものであ
り、孔配置は該ウエツブの幅方向に２列であり、
かつ該ノズルを幅方向に周期1cps、ストローク２
mmで揺動させて処理した。高圧水流処理は予備処
理として１回目30Kg／cm²、２回目は裏返して同圧
力で実施した。さらに引き続き水圧を100Kg／cm²
に保ち表・裏面交互に水流処理を４回実施した。
続いてゴムローラに挟んで脱水処理後温度105℃
の熱風中で乾燥した。

得られた不織シートは芯成分が露出し、シート
表面で三次元的にもつれ合い、からみ合つて解除
が不可能な状態に絡合し、しかも表面が滑らかで
緻密かつ好感触の製品を得た。

また得られた不織シートはポリスチレンが元の
重量に対し95％分離除去していた。得られた特性
は表１に示すごとく柔軟性と機械的特性に優れ、
合成皮革あるいはミクロフイルターなどに好適で
あつた。

（表１）目付：108（ｇ／m²）密度：0.23（ｇ／cm³）引張強力：40.3（Kg／５cm）引張伸度：168（％）目付（ｇ／m²）当たり50ｇ／５cm幅の荷重下で
の伸度：7.8（％）引裂強力：3.5（Kg）剛軟度：33（mm）耐摩耗性：1050（回）実施例２芯成分をポリエチレンテレフタレートとし水流
処理の圧力を予備処理50Kg／cm²２回、水処理150
Kg／cm²４回としたこと以外は実施例１と全く同様
な条件下で不織ウエツブの形成と加圧処理、高圧
水流処理、脱水乾燥処理を実施した。得られた不
織シートはポリスチレンが元の重量に対し88％除
去しており、表２に示すごとく特に機械的特性に
優れ、合成皮革あるいは防塵衣などに好適であつ
た。

（表２）目付：105（ｇ／m²）密度：0.20（ｇ／cm³）引張強力：38.8（Kg／５cm）引張伸度：153（％）目付（ｇ／m²）当たり50ｇ／５cm幅の荷重下で
の伸度：7.2（％）引裂強力：3.3（Kg）剛軟度：45（mm）耐摩耗性：550（回）

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に使用することのできるフイ
ラメントの構造例を示した概略モデル図である。図中、１：芯成分、２：鞘成分、３：フイラメ
ント。

Claims

【特許請求の範囲】１繊度が0.5デニール以下のフイラメントから
なり、お互いのフイラメントは三次元的にもつれ
合い、交絡し、密度が0.1ｇ／c.c.ないし0.7ｇ／c.c.
で目付（ｇ／m²）当たり50ｇ／５cm幅の荷重下で
40％以下の伸度を示す形態安定性を有することを
特徴とする極細、フイラメントからなる不織布。２繊度が0.5デニール以下のフイラメント群と
繊度が0.6デニール以上のフイラメント群とが混
在してなり、お互いのフイラメントは三次元的に
もつれ合い、交絡し、密度が0.1ｇ／c.c.ないし0.7
ｇ／c.c.で目付（ｇ／m²）当たり50ｇ／５cm幅の荷
重下で40％以下の伸度を示す形態安定性を有する
ことを特徴とする極細フイラメントからなる不織
布。３フイラメントがポリアミドフイラメントであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項または
第２項記載の極細フイラメントからなる不織布。４不織布が、不織布に形成後鞘部が除去される
芯／鞘構造フイラメントを出発原料としてなるも
のであり、該不織布中に少なくとも0.1重量％の
鞘成分を含有してなることを特徴とする特許請求
の範囲第１項または第２項記載の極細フイラメン
トからなる不織布。５お互いに非相溶性の２成分以上の重合体を
芯／鞘構造の長繊維に成型し、フイラメント束を
開繊してウエツブ形態とし、次いで多孔板上にウ
エツブを積載し、上面から圧力20Kg／cm²以上に加
圧された水流の直径0.3mm以下の柱状流で衝撃処
理を行ない、鞘構造の破壊、フイラメント束の開
繊、交絡を同時に行なわしめることを特徴とする
極細フイラメントからなる不織布の製造方法。６ウエツブの片面から高圧の水流を打ち当て、
破壊した鞘成分の少なくとも一部は不織布層で
過し、該層内にとどめることを特徴とする特許請
求の範囲第５項記載の極細フイラメントからなる
不織布の製造方法。