JPH0197256A - 引張強度と引裂強度の高い連続網状繊維不織布 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は特殊素材として各種の面材料として使用しうる
有用な連続網状繊維不識布に関する。よシ詳しくは、高
密度ポリエチレンよシ成る高度にフィブリル化した連続
する網状形態を有する繊維からなる不透明性が高く、被
覆力にすぐれた高強度な不織布に関する。

〔従来の技術〕

三次元網状繊維、及びその繊維より成る不織布は従来か
ら知られている。即ち、 三次元網状繊維を得る技術として、ポリマーと溶剤を高
温・高圧条件からノズルよシ低温・低圧域へ吐出し、溶
剤をフラッシュさせて繊維とするフラッシュ紡糸技術が
知られている。そしてこの繊維は、例えば特公昭４０−
２８１２５号に示されるごとく、三次元状に繊維状の連
続した、単一の、縦軸方向に引き伸ばされ且、本質的に
自由端を含まず、各フィブリルの厚さが２μ以下である
フィブリルから成る網状組織で形成されている。

前記繊維から成る不織シート状物も公知であシ、特公昭
３６−１６４６０号公報に開示されているように短繊維
からシート化した不織布、あるいは特公昭４２−１９５
２０号公報に開示されているように、溶融フィラメント
からシート化した不織布が知られている。特に後者に示
されるフラッシュ紡糸した繊維を邪魔板等にあて、網状
繊維を広げて堆積し不織シートとする方法は好ましい方
法である。即ち、フラッシュ紡糸においては溶剤のフラ
ッシュ力を利用するものであシ、通常その紡糸速度は４
，９００ｍ／分以上で９．０００〜１３，５００ｍ／分
に達することが知られておシ、生産性よく不織シートを
得る方法として極めて有用である。

この紡糸したままの連続した網状繊維を広げて、ランダ
ムな方向に配置した不織シートは、不織布としての形態
の保持、強度の発現やその他目的に応じて熱接着される
。その熱接着された各種不織布も各種も知られておシ、
カレンダーロール、エンボスロールによる接着やフェル
トカレンダーによる接着等によって熱接着されている。

即ち、表面がフラットな紙様表面の不織布、エンボス模
様を有する不織布等であり、微細なフィブリルの網状繊
維から成ることによる不透明性・被覆力や白変、表面の
平滑性、耐毛羽性、あるいは柔軟性、そして一定レベル
の機械的強度を活かしたものとしての活用が期待されて
いる。

又、この網状繊維の不織布となるポリマーとしては、各
種のポリマーが用いられているが、ポリオレフィン、と
シわけ高密度ポリエチレンがフラッシュ紡糸繊維から成
る不織布に適するものとして多くの研究が成されている
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

三次元網状構造を有するフラッシュ紡糸された繊維を用
いる不織布は、その独特の繊維構造による特性を活用し
て、各種用途に用いられている。

そして、その不織布は先述の特公昭４２−１９５２０号
報に示される如く紡糸したままの繊維が用いられる。即
ち、フラッシュ紡糸した繊維を邪魔板等で広げてシート
状にして、熱接着するシンプルなプロセスが採用されて
いる。

三次元網状繊維が有する不透明性・被覆力と機械的強度
をある程度兼ね備えた紙様の不織布が、ＵＳＰ３，５３
２，５８９号公報に開示されている。即ちこの不織布は
シートの厚み方向にわたって配置された層のいずれもが
０，５〜５．Ｏｒｒ？／１１の比表面積を有し且つ、内
層の比表面積がいずれもの外層よりも少なくとも０．３
ｎ？／１１高い値である三次元網状繊維から成る不織布
構造を有する。

しかしながら、本発明者らの検討によれば、このような
構造であっても、その不織布の性能が満足すべきもので
はないことが明らかとなった。また従来公知のいかなる
構造であろうとも、機械的強度と被覆力の双方を満足す
る不織布は得られていない。即ち、三次元網状繊維不織
布として期待される物性でちる。不透明性・被覆力及び
引張強度と引裂強度については極めて不満なものであっ
た。

周知の如く、不織布においては、同じ非接着の繊維シー
トを用いて熱接着を実施した場合、引張強度と引裂強度
は略ね逆相関する。そして、これらの二つの強度の内、
一方の強度を満足させるためＫは他方の強度を犠牲にし
なければならないという問題がある。一般に、非接着の
繊維シートは大きな引裂強力を有しているものの引張強
力が弱く、表面の毛羽も全くとめられていない。これを
熱接着することによって引張強力を高めて表面毛羽も良
好なものとすることができるが引裂強度が低下していく
。そして熱接着の程度を強める程、この傾向が強まる。

一方、網状繊維よシ成る不織布においては、この繊維特
有の高い被覆力を活かした用途も多く、不透明性も重要
な物性である。上記の如く、例えば引張強度の増大を目
指し熱接着の程度を強くしていくことは、この不透明性
を損うことになる。

そしてあまシに強く熱接着することは透明性のあ、るフ
ィルムライクなものとなってしまう。

従って、好ましい引張強度と引裂強度の関係を有し、か
つ不透明性にすぐれた網状繊維不織布が要望されておシ
、特に６０９／ｎ？以下の目付の低い領域で絶対強度が
高く、不透明性・被覆力にすぐれた不織布が待ち望まれ
ておシ、本発明はこのような不織布を提供することを目
的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、このような問題に鑑みて鋭意研究の結果
、本発明の完成に致りた。

即ち、本発明とは高密度ポリエチレン系のフィブリル化
された三次元網状繊維が、ランダムな方向に堆積され、
互いに強固に熱接着された表面層と、表面層よりも弱く
フィルム状繊維層に熱接着された内層とからなる一体化
された不織布において、内層の比表面積が５．０ｒｒ？
／ｇをこえることを特徴とする引張強度と引裂強度の高
い連続網状繊維不識布であシ、その好ましい不織布の強
度は、不織布の引裂強度をＸ　（ｋｌ？１５０　Ｆｌｅ
ｄ−ニレメン　ドルフ法）、引張強度をＹ　（’Ｑ　／
　３　ｃｍ／　５０ｇ／ｍ２）として、（いずれの強度
も不織布の目付けを基準目付５０Ｉ／−に比例換算した
値）、Ｘ≧０．４で、かつ 一２０Ｘ＋２８≦Ｙ≦３０ であることを特徴とする。

本発明の不織布について、添付図面を参照して以下に詳
細に説明する。

本発明の不織布は、高密度、ｆ？　ＩＪエチレン系の三
次元連続網状繊維よシ成っておシ、これらはランダムに
配置され、堆積されている。即ちフラッシュ紡糸された
実質的に末端を含まない三次元網状繊維が広げられて各
繊維要素が全方向に対して、おおむね均一になるように
配置され、堆積されて不織状となっている。

そして紙様の不織布としての形態保持、あるいは機械的
強度の発揮のために、表面層において繊維が熱接着され
ている。この表面層の熱接着は強固であシ、表面を指で
強く摩擦しても毛羽立つことは々い。そして、この強固
に接着された層は、表面及び裏面の両面、又はいずれか
−面を形成している。

本発明の不織布は、その表面層とは熱接着程度の異なる
内層を有している。即ち、内層では、熱接着程度が該表
面層に較べてゆるやかであシ、繊維形態をよシ多く残し
ているフィルム状繊維層である。そして、この表面層と
内層が一体となって不織布構造を形成している。

このような不織布の断面構造自体は公知のものであシ、
先述のＵＳＰ　３，５３２，５８９号報にも示されてい
る。

しかし、本発明の不織布は従来公知の紙様の三次元網状
繊維不織布よりも、各層の比表面積が高いことを特徴と
しておシ、それにも拘らず、かつてない高い機械的物性
を有するものである。

本発明でいう内層のフィルム状繊維層とは、−部がフィ
ルム状で一部が繊維状である層をいい、無理に他の層と
剥離された層において、剥離によシ露出した繊維状物の
一端部を把持し、繊維として剥離しようとしても、１０
〜数１０ｃｒｎ以上の長さを有する独立した三次元網状
繊維の連続体としては採取できず途中で切断される程度
の熱接着をうけた層を言う。

本発明に３いては、この内層の比表面積が５．０ｒｌ／
１１をこえることを特徴としている。即ち、紙様の三次
元網状繊維不織布を構成する層として従来にない高い比
表面積を有し、不透明性・被覆力にすぐれた不織布であ
る。

即ち、三次元網状繊維状物において、大きな比表面積は
、光の乱反射を生じ、不透明性・被覆力や白皮を増加さ
せるからである。

本発明において、層の比表面積は、表面層と内層を機械
的に剥離し、剥離時に眉間Ｋまたがるフィルム状物、又
は繊維状物をあまシ強く引きはがさず、カッター等で切
断して層に分離し、各層の比表面を測定することで求め
られる。本発明ではこの比表面積の測定は窒素吸着のＢ
ＥＴ法によって実施し、カルロエルバ社製ツーブトマチ
ック１８００を用いて測定した。

本発明において好ましくは、不織布の内層・表面層を剥
離するとと々〈測定した不織布の比表面積が５．　Ｏｔ
７？７．９以上である〇本発明の不織布は、このような
比表面積を有しているにも拘らず、従来にない高い機械
的強度を有している。三次元網状繊維の不織布において
、比表面積が大きいことは繊維間の接着が不十分であシ
、機械的強度は期待できないものであるが、本発明にお
いては、この両者が同時に達成されておシ驚くべきこと
である。

即ち、不織布の機械的強度を代表する引張強度と引裂強
度の関係がかってなく良好な不織布である。

即ち、引張強度Ｙ（ｋｇ／３ｃｒ１１巾１５０１ｇ／ｍ
２）とエレメンドルフ、引裂強度Ｘ　（ｋｇ１５０１ｇ
／ｍ２）の間に、　Ｘ≧０．４ 一２０Ｘ＋２８≦Ｙ≦３０　の関係を有している。

ここにおいて、不織布の強度は基準目付に比例換算した
値で６．Ｄ、本発明では基準目付を５０ｇ／ｎ？とじて
いる。即ち１本発明の不織布の目付は１５〜２００１／
ｎ？であってよいが、好ましくは２０〜１２０９／ｌｒ
？であシ、中心となる目付が５０１７？であるためであ
る。

この引張強度と引裂強度の関係は第１図に示される。

即ち、本発明の範囲はＸ＝Ｏ８４，Ｙ＝３０とＹ＝−２
０Ｘ＋２８及びＸ＝Ｏにかとまれる領域でちることを示
す。

本発明の範囲に記されたプロットは実施例で示すデータ
であシ、同一繊維を用いたものは同一の印でプロットし
たものである。

一方、本発明の範囲外の点線及び−点鎖線は比較例にあ
げた繊維を用いたデータでの関係を示している。

不織布は１通常方向性があるために、その機械的物性を
測定するに訃いて、タテ方向及びヨコ方向、そして必要
に応じて斜め方向が測定される。

本発明の不織布は、先述の如く網状繊維の各繊維要素が
全方向に対しておおむね均一になるように配置されてい
るため、タテ方向とヨコ方向の物性を測定し、その平均
が採用されてよい。そして、このタテ／ヨコの物性比は
本発明においては１．３／１−１／１．３の範囲に含ま
れる。

また、不織布中の繊維の方向性忙りいては、各方向に対
するマイクロ波偏波の透過率からも比較的容易に求める
ことが可能で本発明の不織布の方向に対する均一性を確
認できる。そして、マイクロ波から求められる方向性と
機械的強度、特に引張強度の方向性はほぼ一致する。

このマイクロ波による不織布の方向性は、例えば神崎製
紙社製「マイクロ波分子配向計ＪＭＯＡ−２００１Ａを
用いて測定できる。

本発明において、不織布の引張強度はＪＩ’５−Ｌ−１
０６８によって測定し、これを基準目付５０１１／−に
比例換算したものをＹ　（ｋｇ７３　ｃｍ巾１５０１ｇ
／ｍ２）とした、又、不織布のエレメンドルフ引裂強度
は、ＪＴＳ−Ｌ−１０８５によって測定し、同じく基準
目付に換算したものをＸＣｋｇ１５（１／ｍ”）とした
。

次に本発明の三次元網状繊維不織布を得る好適な例を示
す。

通常、熱接着不織布を製造するにおいて、不織布の物理
的性質は基本的にそれを構成する繊維の性質によってい
ることは明らかである。即ち、繊維を広げてシート化す
る方法、あるいはそのシートを熱接着する方法にいかに
工夫をこらしても得られる不織布の物理的な性質は、構
成する繊維の機械的性質、熱的性質、光学的性質等に依
存している。例えば、熱接着された不織布の機械的性質
は、構成する繊維の機械的性質及び熱的性質によってい
ること、また、不織布の光学的性質は、繊維の光学的性
質及び熱的性質によっていること等は容易に理解される
であろう。

フラッシュ紡糸繊維シートを熱接着する方法は各種公知
の方法が採られる。そして、高密度ポリエチレンでは、
不織布としての強度の発現や形態保持、そして表面毛羽
止めのためには結晶融点に近い温度で接着される。従っ
て、熱接着不織布を考える場合、繊維間の熱接着性が強
固であると共に、熱接着時に収縮が生じにくいこと、接
着温度近傍の高温で繊維の機械強度が高いこと等が繊維
として要求される。

このような意味から、従来公知の紡糸したままの三次元
網状繊維で満足すべき繊維は知られていない。即ち、機
械的強度が劣っている、接着温度近辺での劣化が大きい
、そして熱接着不織布とした場合の機械的強度（引張・
引裂等）が悪い、白変・被覆力が不十分である、斑が目
立つ等の問題点を有していた。

そして、本発明者らは、熱接着不織布に適する三次元網
状繊維を得るに至り、本発明に示される新規な三次元網
状繊維不織布を完成したのである。

本発明の不織布を得る繊維は、高密度ポリエチレン系の
ポリマーから構成された繊維である。そして、多数の微
細なフィブリルよシ成シ、本質的に自由端を含まない連
続した三次元網状繊維である。

このような三次元網状繊維は前述の如く、フラッシュ紡
糸から得られることは公知である。しかし、本発明の三
次元網状繊維は、繊維の微細構造において、そして フィブリル形態の細かさ及び機械的強度において、従来
公知の繊維とは異なる三次元網状繊維である。それ故に
、機械的な強度及び高温時の特性や接着住処すぐれたも
のである。

この繊維は、微細構造上、繊維軸方向の長周期構造に特
徴を有している。そして、このことはＸ線小角散乱を測
定することによって明確にされる。

第２図にこの繊維の小角散乱写真を模式的に図示する。

直射ビーム１の近くの赤道線上にフィブリルやはイドの
存在を示す散乱像２を示すと共Ｋ、子午線上に層線状散
乱像３を提する。一般に高分子物質の長周期のＸ線小角
散乱像として、円環状散乱、層線状散乱、層線様二点散
乱、層線状四点散乱等が知られており、この繊維は、通
常の紡糸・延伸を経る延伸糸の長周期構造に類似してい
ることが判る。

そして、子午線方向の位置敏感型比例計数管（ｐｓｐｃ
）による測定での散乱ピークの解析によれば、この網状
繊維は１５０〜２００Ｘの長周期を有している。さらに
、長周期による散乱強度が大きくないという予想外の特
徴を児い出した。即ち、長周期の散乱強度の意味から考
えれば、散乱強度が小さいということは、長周期構造が
不均一である、あるいは明確でないと考えられ、繊維の
微細構造としては機械的物性上、又熱的特性上杆ましく
ないことが予想された。しかし意外にもこの構造故に融
点近辺の高温特性にすぐれており、熱接着不織布に適す
る三次元網状繊維となっている。

長周期及びその散乱強度比は次のように定量される。

子午線方向のｐｓｐｃによる、実測散乱強度対角度プロ
ットを第３図に示す。

散乱強度曲線のピーク又はショルダーの部分の極大を示
す位置を長周期散乱角変（２θ）とし、この値をＭとす
る。この位置が求めにくい場合は、実測散乱強度にしｏ
ｒｅｎｔｚ因子Ｌ＝　（２しｓｉｎθ／λ２）をかけて
求めたＩｎｖａｒｉａｎｔ強度のプロット、即ちＩｎｖ
ａｒｉａｎｔプロットより求めた。

そして、第３図における長周期散乱ピーク又はショルダ
ーの両端の変曲部の共通接線Ｐを描く。

角度Ｍの実測散乱強度値をＡとし、線Ｐ上の値をＢとす
る。一方角度（２θ）２．５°の実測散乱強度（ブラン
ク）の値をＣとして、散乱強度比りをＤ＝　（Ａ−Ｂ）
／Ｃとして求める。

ノ このようにした本発明の三次元網状繊維は長周期が１５
０〜２００人であり、長周期散乱強度比は４０以下であ
る。

このＸＮｊＡ小角散乱は、次に示す装置・方法を用いて
測定された。ＸｖＡ回折装置は理学電機社製ＲＶ−２０
０−ＰＬ、　Ｘ線はＣｕ　−Ｋｄで１．５４人、ピンホ
ールスリットとしては１ｓｔ　５ＬＩＴ０．５　＊ｍφ
、２ｎｄ　５ＬＩＴＯ１３龍φを用いた。測定電圧は４
．５ｋＶ、電流は１４０ｍＡで照射時間は２　Ｘ　１０
”ｓｅｃとした。測定用のサンプルは、綱状繊維を揃え
て照射部分のサンプル巾が約２．５　ｍ１１になるよう
に作った。

この繊維は、特有の微細繊維構造を有しており、融点近
傍でめ熱機械物性や接着性にすぐれている。

繊維の熱的な性質は各種方法の測定で知ることが出来る
。そして、この熱物理的な測定は、不織布としての使用
を想定し、撚りのない状態で行なわれる。

この網状繊維は熱接着温度近傍での熱ＪＲ械特性が良好
で加熱時の伸長率が小さいことに特徴を存している。即
ち、熱機械試験機（ＴＭＡ）の試験において、デニール
の１／１０の一定荷重下で昇温する時の１３０℃での伸
長率が好ましくは３％以下であり、さらに好ましくは２
％以下である。測定は、真空理工社製ｒＴＭ−３０００
Ｊを用いて、２℃／分の昇温速度で測定された。

又、パイブロンによる測定においても、熱的及び動的性
質を知ることが出来る。即ち、本発明の綿状繊維は、高
温でも高い動的弾性率を示し、例えば動的弾性率が１０
　”ｏｆｙｈ／ｃｊになる温度は、１１５℃以上が好ま
しい。

さらに、高温時の結晶の安定性はｔａｎδの結晶分散の
開始温度で評価される。そして、この繊維は結晶分散の
開始温度が好ましくは１２３℃以上、さらに好ましくは
１２５℃以上の高い値を示し、接着温度近傍での結晶の
安定性にすぐれていることが判る。これらの測定は、動
的粘弾性測定装置を用いて実施され、本発明では東洋ボ
ールドウィン社製ｒ　ＲＩＩＥＯＶ［Ｂ　ＲＯＩＪ　Ｄ
ＯＶ−Ｕ−ＥＡＪを用い、周波数１１０Ｈｚ、昇？ＪＬ
１℃／分で行った。

この綿状繊維は、また高度に配向された繊維であり、こ
のことはＸ線回折による結晶配向角を測定することによ
り明らかになる。即ち、Ｘ線による配向度は３０°以下
が好ましい、さらに好ましくは２０°以下である。

また、赤外吸収二色性からも高分子の結晶部と非晶部の
配向が測定されることが知られており、二色化配向係数
ＦＨＩ）で評価される。ポリエチレンの平行二色性バン
ドである２０１７ｃｍ−’での繊維の二色化配向係数は
０．３以上であることが好ましい。

ここでは、日本電子社製ｒ　ＪＩｌ？−１００ＪのＦＴ
−ＩＲ装置を使用し、ＡＴＲ結晶としてＫＨ２−５を用
いる方法で測定した。

さらに、マイクロ波による繊維の複屈折測定も分子の配
向の程度を現わすものとして用いることが出来る。不織
布中の繊維の配向方向の評価に用いたのと同じ神崎製紙
社製ｒマイクロ波分子配向計Ｊ　　ＭＯＡ−２００１＾
型による４　ＧＨｚの複屈折において、この綿状繊維は
好ましくは０．１３以上の複屈折の値を示す。

三次元綱状繊維は、極めて１ａ械的強度がすぐれている
。三次元網状繊維は、網状に分岐しており、そのままで
糸の強伸度を測定する場合、繊維要素間ですり抜は等が
生じ値のバラツキが大きくなる。

従って、引張試験において、４回／ｃｓの撚りをかけて
測定した。このような測定における繊維は、初期モジュ
ラスが２０〜５Ｑｇ／ｄであり、好ましくは２０〜５０
　ｇ　／　ｄ　ｉ？あり、破断強度は４．０　ｇ　／　
ｄ以上、好ましくは７．０ｇ／ｄ以上である。

この三次元網状繊維は、そのフィブリル化の形態におい
て、極めて微細なフィブリルから成っていることが好ま
しい、そして、この三次元網状繊維の比表面積が３０ｎ
ｆ／ｇ以上であることが好ましい。

本発明者らは、この三次元網状繊維を次のようなフラッ
シュ紡糸機構よシ得た。即ちポリマーの均一溶液に瞬間
的な活性化を与え、従来公知の一液相から二液相への変
化による相分離構造とは異なった活性化構造とした後、
紡糸ノズルより紡出し、その活性化構造に基づ（繊維構
造を形成させることにある。ここでいう「活性化」とは
、減圧オリフィスと通過する際の圧力損失を大きくする
ことであり、少なくとも８０ｋｙ／ｄ、さらに好ましく
は１２０ｋｇ／ｃｒＩ以上の圧力損失とすることによっ
て活性化を行うことにある。この活性化は、密度や濃度
の大きなゆらぎによって生じるものであり、溶液に極め
て微細に相分離したかの如き構造を一時的に与える。

そして、この状態で紡糸ノズルよシ吐出することによっ
てこの三次元網状繊維が得られる。即ちこの微細な活性
化構造から低圧・低温域に開放された溶剤が急激に気化
し、膨脹しようとするフラッシュ力が凝固をはじめるポ
リマーに配向を与えることになり、高度に配向した三次
元網状繊維を形成する。

この活動化は瞬間的なものであり、静的平衡状態で測定
される相図の一液相領域内からの紡糸でも好ましい三次
元網状繊維を得ることが出来る。

従って、この活性化構造から得られる繊維は、従来公知
の繊維とは異なり、比表面積が３０ｒｌ／１１以上の極
めて微細なフィブリルよシ成っている。

そして、独特の長周期構造を有する高強度な三次元網状
繊維である。

そして、とのポリマーと溶剤から成る溶液の活性化は、
重合度が大きく、かつ分子量分布の狭いポリマーに対し
て、上記の圧力損失を大きくすることが有効に作用する
ことが本発明者らの研究で明らかにされた。

上記の如く、極めて微細なフィブリルよシ成シ、長周期
に独特の構造を有し、かつ高温特性にすぐれた網状繊維
から成る熱接着布が本発明の不織布であシ、その高い機
械的強度によって特徴づけられる。

三次元網状繊維不織布については、前述の特公昭４２−
１９５２０号報、特公昭４３−２１１１２号報をはじめ
、多くの研究が成され、すでに一部は商品として市販（
Ｌｕ　Ｐｏｎｔ社：　Ｔｙｖ−ｅｋ■）されている。そ
れにも拘らず本発明に示される如く良好な機械的物性を
有するものは知られていない。

本発明の不織布は不透明性にすぐれていることもその特
徴である。即ち、従来公知の熱接着方法によっても、本
来その網状繊維が有する比表面積が大きいために光を乱
反射しやすくすぐれた不透明性を有する。さらに機械的
強度が高く、高温特性が良好であるため、熱接着によっ
て繊維が損傷されることが少なく、接着程度を高くせず
とも機械的強度が発現されることと相まって、不透明性
にすぐれた不織布となっている。

この不織布の不透明性は、包材、筒封、衣料等の被覆材
として非常に重要な性質であシ、肉眼での観察結果と合
致する方法として、Ｈｅ−Ｎｅレーザー透過光量を測定
する方法が推奨される。この測定は暗室中で出力５ｍＷ
ビーム径２．５顛φのレーザー光を不織布に照射させ、
不織布を透過する光量をレーデ−パワメーターで測定し
、この位置を連続してずらして平均すること釦よって求
めた。

当然不織布の目付によって透過光量が変化し、目付が増
加すれば光量は減少する。本発明の不織布においては、
目付けが２５Ｉ／−で２５μＷ以下の光量であシ、４０
９／ｒｒ？では２０μＷ以下、５０．９／ＦＦＩ’では
１８μＷ以下、６０Ｉ／イでは１６μＷ以下であシ、比
較的低い目付においても従来にない良好な被覆力を示し
ている。さらに、２５９７−で２２μＷ以下、４０１／
−で１６μＷ以下、５０Ｉ／−で１４μＷ以下、６０Ｉ
／イで１２μＷ以下であることが好ましい。

又、本発明の不織布は、上記の如き機械的強度と不透明
性を保持しつつ、その他の有用な物性を有することがで
きる。

即ち、如何なる接着方法を採るかによって、これらのバ
ラエティ−を持たせることが可能である。

即ち、本発明の不織布は、その熱接着において、従来公
知のいかなる方法も採ることが出来る。そしてその不織
布の機械的強度が高いことをめざすため、接着面積を多
くできる熱接着法が採用される。即ち、フラットロール
を用いる。１０００個／ｃ９ｉ上の浅いエンビスロール
、あるいはサンドプラストロールヲ用いるロールプレス
法やロールカレンダー法、そしてフェルトカレンダー法
が採られてよい。これらから得られる本発明の不織布は
接着表面は平滑な外観を提する。

そしてこれらから付与できるその他の物性として、１０
００　ｒｎｚ　１２０以上５０００１ｍＨ２Ｏ以下の耐
水圧や１〜１０　・本１５０−の範囲のガーレー・ヒル
透気度の不織布であシ、各種の用途に使いうるＯ 耐水圧の測定はＪＩＳ　　Ｌ１０９２に従って測定した
。又ガーレー・ヒル透気度はＢ型ガーレ式デンソメータ
−で測定した。

本発明９不織布は、高密度ポリエチレン系より成ってい
る。′主として用いられる高密度ポリエチレンに特に制
限はなく密度０．９４以上の高密度ポリエチレンでよい
。又、１００％エチレン単位から成るものの外、１０モ
ルチ以内のエチレン以外のモノマー成分をランダム又は
ブロックで共重合したポリマーであってもよい。（当然
、ポリマー中に添加剤が含まれることも任意であシ、熱
安定剤、紫外線安定剤、滑剤や顔料等も本発明を損わな
い範囲の景で含まれていてよい）又、この高密度ぼりエ
チレンと他のポリマーをブレンドして成ることも当然可
能であシ、目的に応じて用いることが出来る。特にこの
三次元網状繊維はその特殊な構造故に高強度であシ、従
来高密度ポリエチレンに他ノボリマーをブレンドするこ
とで強度低下を生じ実用できなかった種類のポリマーを
ブレンドすることも可能である。高密度ポリエチレンと
ブレンドされるポリマーとしては、低密度ポリエチレン
、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノ、−、ポリ
プロピレン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート
等が挙げられる。

本発明の網状繊維不織布を成す高密度ポリエチレンは、
重合度は高いことが好ましい。紡出され不織布化された
繊維のメルトインデックス（ＭＩ　）は１以下であるこ
とが好ましい。さらに好ましくは０．５以下である。（
ＭＩの測定はＡＳＴＭ　Ｄ−１２３８−５７Ｔ秦件Ｅに
よる）そして、不織布を構成するポリマーの分子量分布
が狭いことも重要である。即ち、同様のＭＩであっても
分子量分布が広ければ、本発明の不織布よりも性能の劣
ったものになる。本発明の不織布の分子量分布はＭｗ／
Ｍｎで１５以下、さらに好ましくは１０以下である。当
然ながら本発明の繊維を得るために用いる原料ポリマー
のｔＩは、本発明の繊維のＭＩと等しいか、それ以下の
ポリマーが用いられる。

本発明の不織布は、フラッシュ紡糸されたままの三次元
網状繊維を広げて繊維要素がランダムな方向に配置され
堆積された非接着シートを先述の如く熱接着したもので
ある。この非接着シートを得るためのプロセスは従来公
知の任意のプロセスが選定されてよい。

本発明の不織布を構成する繊維を得るための溶解プロセ
スは、特に制限されることはなく、従来公知の溶解プロ
セスを用いることが出来る。この繊維は、高分子量で分
子量分布の狭い高密度ポリエチレンから成っておシ、原
料ポリマーを短時間で溶剤に溶解し、紡糸してポリマー
の変質を防止することが必要でｓｂ、又、紡糸機構から
高圧での溶解を必要としている。これらの意味から、本
発明者らがすでに出願している特願６１−９１２５４゜
及び特願６１−９６８２６に示される如きプロセスが、
本発明の実施に適している。

又、そのために用いる溶剤も特に制限されることなく、
従来公知の溶剤が用いられてよい。好ましくは、トリク
ロロフルオロメタンでアシ、塩化メチレン、トリクロロ
トリフルオロエタン等のハロゲン化炭化水素、シクロヘ
キサン等の炭化水素が用いられる。

又、この繊維を得るための紡口アセンブリーは先述の紡
糸機構をとシ得るものであれば制限されることは力い。

即ち、均一溶液を活性化するための減圧用オリフィス、
減圧室やノズル等は従来公知の形状のものが任意に用い
られてよい。

又、この三次元網状繊維を広げて、非接着の不織シート
とする方法としても従来公知の如何なる方法・装置が用
いられてよい。基本的には、紡出される網状繊維を広げ
る衝突装置、衝突して広がった繊維の進行方向を決める
装置、広がった繊維に電荷を与える装置、繊維を受は取
シ堆積させる装置よ構成っている。即ち、特公昭４２−
１９５２０号報、特公昭４４−２１８１７号報やＵＳＰ
３．４５６，１５６号報、さらにそれらの改良等多数の
方法が公知でｓｂ、これらを用いることができ、特に制
限されることはない。

〔実施例〕

以下に実施例をあげて本発明を具体的に説明する。

実施例１ ポリマーを連続して溶融供給する押出機、溶剤を連続注
入する定量ポンプ、及びこれらを連続的に混合するため
の装置よ構成る溶液調整設備と、減圧オリフィス、容積
が約２ｃｃの減圧室、そして紡糸ノズルよ）成る紡口ア
センブリーから連続したフラッシュ紡糸を行う。

高密度プリエチレン（ＭＴ＝０．３１２ＭＷ／Ｍｎ＝４
．８．密度０．９６０）とトリクロロフルオロメタンと
から？リマー濃度９．２　ｗｔ％の均一溶液を調整し、
０．５５　ｍｍφ−５龍りの減圧オリフィス、０．５５
ｎφ−０，５’５　ｖ薦りの孔とそれに続く３朋φ−３
ｒｕｎＬのトンネルフレアーを有する紡糸ノズルから成
る紡口アセンブリーを用いてフラッシュ紡糸を実施した
。

ポリマー流速７．５　ｋｇ　／　Ｈｒ　において、溶液
は１９１℃で３２５　ｋｌｌ　ｃｒｌＧを示し、減圧室
内では温度１９１℃、圧力１１０ｋｉ９／ｆｆ１Ｇに変
化して、紡糸ノズルよシ繊度が１０．１ｄで純白の連続
した三次元網状繊維を得た。

この繊維は、比表面積が４１ｒｒ？／１１であった。

そして、Ｘ線小角散乱による長周期が１６２Ｘで、長周
期による散乱強度比は８．４であった。

撚シ回数が４回／ｃｒｎでの引張試験において、初期モ
ジュラスが３８．５．９／ｄ、破断強度が９．３Ｉ／ｄ
であった。

又、ＴＭＡでの１３０℃での伸長率は１．５％、パイプ
ロンでの動的弾性率が１０　　ｄｙｎ／−である温度は
１２２℃、−δの結晶分散開始温度は１２６℃であった
。

そして、Ｘ線回折による配向角ｆｉ→は１８゜で、波数
２０１７　ｃｍ−１での赤外吸収二色性による配向係数
ｐ　２０は０．４３の値を示した。また、マイクロ波複
屈折は０．１４７である。

この繊維はＭ　’Ｉ　＝　０．３４　、　ＩＶＩｗ／Ｍ
ｎ　＝　４．８であった。

次にこの繊維を、ＵＳＰ　３．４’５６．１５’６号報
に示されるが如き、回転偏向板、コロナ放電装置を有す
る分散装置を用いて、移動するネットコンベア上に捕集
した。この時、紡口から吐出する三次元網状繊維は、巾
が３０〜６０ｍｍＫ広がった状態でネットコンベア上に
連続的に左右に振られながら堆積された。この非接着シ
ートを全面圧着ロール（温度１３５℃）とゴムロールの
間で線圧１３す／ｃｒｎのプレスを表裏各１回、１０ｍ
／分で実施した。

このようにして得られた不織布は内層及び表面層に剥離
した時のそれぞれの比表面が８．６ｒｒ？／９．６、Ｏ
ｒｒ？／Ｉであった。又、層を剥離することなく不織布
全体として測定した比表面積は６．４ｒｒ？／１であっ
た。

この不織布は、目付４０９／ｒｒ？で引張強度がタテ／
ヨコが１３．８／　１４．２　（ｋｌｌ　３ｃｒｎ幅）
、エレメンドルフ引裂強度１．０２／１．０２　（す）
、これを基準目付５０１／ｄに換算した値は引張強度が
タテ／ヨコが１７．３／１７．７　（ｋｇ／３ｃ！ｎ巾
）、エレメンドルフ引裂強度が、１．２８／１．２８（
々）という高強力不織布であった。

又、この不織布のレーデ−透過光量は１３．７μＷであ
シ、十分な不透明性を有していた。

そして、この不織布は、耐水圧３６００１１１１Ｈ２０
で、ガーピーヒル通気度は９　ｐ　Ｑ　ｓｅｃ／　５０
−であったＯ また、不織布のＭＩ及び分子量分布は繊維のそれと変わ
らなかった。

実施例２〜５ 実施例１と同じ方法で声た非接着不織シートを同じブレ
スロールを使用して各種の条件で接着を実施した。接着
は表裏各１回実施し、その結果を表ＩＫ示す。

以下余白 実施例６〜９ 実施例１と同じ溶解装置及び紡ロアセンプＩＪ−を用い
て、高密度ポリエチレンをＭＩ＝０．７８、Ｍｗ／Ｍｎ
　＝　８．０　、密度０．９６２に変更し、トリクロロ
フルオロメタンの１２．４ｗｔ％の溶液を作製して紡糸
を行った。

ポリマー流速９．７　ｋｇ　／　Ｈｒ　で溶液圧力！　
１０　ｋｙ／　ｃｒ！　Ｇから減圧室内圧力８３ｋｇ／
ｉＧに変化しく減圧室温度１９０℃）、紡糸ノズルから
吐出される繊度１４５ｄの純白の連続した三次元網状繊
維を得た。

この繊維は比表面積が３３ｒｒ？／１１であった。

そして、Ｘ線小角散乱での長周期が１７３Ｘで長周期の
強度比が１９．２でｈりた。

この繊維は撚シ回数４回／ｍでの引張試験において、初
期モジュラスが２３．６＃／ｄ、破断強度は７．４９７
ｔｌの値を示した。

また、ＴＭＡ測定の１３０℃での伸長率は１．７チであ
り、パイブロンでの動的弾性率が１０１０ｄｙｎ／ｌａ
になる温度Ｖｉ１１６℃、−δの発散開始温度が１２４
℃の高温特性を有している。

そして、Ｘ線回折による結晶配向角は２７°であり、波
数２０１７　ｃｍ−１での赤外配向係数ＦＤ′。

は０．５１である。また、マイクロ波複屈折は０．１３
３の値を示した。

なお、この紡糸した繊維は、ＭＴ＝０．９４でＭｗ／Ｍ
ｎ＝６．０と測定された。

この繊維を、実施例１と同様にして、３０〜６５訂に広
げながら、左右に振シつつ、ネットコンベア上に捕集し
た。実施例１〜５に使用したロールを用いて熱接着を行
った。表・裏の各１回を処理し１表２の結果を得た。

以下余白 実施例１０〜１３ 実施例６〜９の溶解装置を用い、同じポリマーで濃度１
２．０ｗｔ％のトリクロロフルオロメタン溶液を作製し
て紡糸を行った。但し、との時、減圧オリアイスは０．
６　ｍＷφ−５龍り、紡糸ノズルは０．５龍φ−０，５
ｍｍ　Ｌの孔と４龍φ−４ｍｒｔｒ　Ｌのトンネルフレ
アーから成る紡口アセンブリーを用いた。

ポリマー流速７．４　ｋｇ／　Ｈｒ　において、溶液圧
力２７０ｋｌｉ’／ｃ＋！Ｇから減圧室圧力９８に９／
ｄＧ（温度１８６℃）に減じ、紡糸ノズルよシ吐出され
た繊維は繊度１０６ｄの純白の連続した三次元網状繊維
でちった。

この繊維は、比表面積が３８ｔｒ？／１／であシ、４回
／ｍの撚シでの引張試験で、初期モジュラスが３３．９
／ｄ、破断強度が７．９９７ｄの値を示した。

又、この繊維のＸ線小角散乱から、長周期は１７５Ｘで
長周期散乱強度比は１５．０であることが判った。

そして、ＴＭＡの１３０℃での伸長率は１．５チであシ
、パイブロンで動的弾性率が１０　　ｄｙｎ／ｃＪＫな
る温度は１２０℃、―δの結晶分散開始温度は１２４℃
であった。

この繊維のＸ線回折による配向角は２０°で、赤外での
配向係数ＦＤ２０は０．５３であシ、繊維のＭＩ＝Ｑ、
９３でＭｗ／Ｍｎ　＝　６．３である。

この繊維を実施例１と同様にネットコンベア上に非接着
シートとして捕集した後、同様にロールで両面を接着し
た。この結果を表３に示す。

以下余白 比較例１ 実施例１の溶解装置を用いて、高密度ポリエチレン（Ｍ
　Ｉ　＝　５．’Ｏ、Ｍｔｖ／Ｍｎ　＝　７．０　　密
度０．９６９　）のトリクロロフルオロメタンｌＱｗｔ
％溶液を作成して紡糸した。この際、減圧オリフィスを
０．７龍φ−５闘り、紡糸／ｒルｔ　０．７　ｍｘφ−
０，７龍りの孔とそれに続く４龍φ−４Ｍ、Ｎ　Ｌのト
ンネルフレアーを有する紡口アセンブリーを用いた。

Ｉリマー流速８．８ｋｇ／Ｈｒ　において、溶液圧力１
３０ｋｇ／、！Ｇが減圧室圧力５３ｋｌｉＪ／ｉＧ（温
度１７３℃）に低下し紡糸ノズルよシ、繊度１５７ｄの
連続した三次元網状繊維を得た。

この繊維は、比表面積が１８ｒｒ？／Ｉであり、撚シ回
数４回／ｃＴｎの引張試験での初期モジュラスが１０．
８９／ｄ、破断強度は３．８．９／ｄＫすぎなかった。

又、Ｘ＠小角散乱の測定では、長周期が１３３又で、散
乱強度比は５２．４であった。

そして、Ｔ　ＭＡＦＣよる１３０℃での伸長率は３．６
チであシ、パイプロンでの−δの結晶分散開始温度は１
１３℃で熱的性質が劣るものであった。

この繊維を用いて実施例と同じように非接着ウェブを得
て同様の熱接着を行った。

表面毛羽を止め、引張強力を保有するように接着する場
合引張強度、引裂強度の関係は第１図の破線に示される
領域であり、内層の比表面積は２．５〜４．Ｏｒｄ／ｇ
の値を示した。又、レーザー透過光量による不透明性評
価も劣ったものである。

比較±１ 三次元網状繊維不織布で市販されているＤｕ　Ｐｏｎｔ
社のＴ３１Ｖｅｋ＠の紙様クイプ（１０タイプ）につい
て、本発明の三次元網状繊維不織布と比較した。

以下余白 いずれも内層の比表面積が５．Ｏｒｄ／ｇ未満であり、
レーザー透過光量で示される不透明性や引張・引裂強度
が本発明の不織布に劣ったものであった。

実施玉上土 押出機、第−溶剤注入部、スクリューに付設された機械
的混合部、第二溶剤注入部、静的混合部、紡糸装置から
成る装置を用いて、フラッシュ紡糸を行った。

機械的混合部はスクリュー（径３５ｍｍφ）に連続した
ダルメージ部及びビンミキサ一部から成る。

静的混合素子はスルザー社製ミキサーＳＭＸ型（呼び径
１５麓諷φ）で、形態は金属細片が井桁状に溶接されそ
れらが９０°ずつ角度をずらせて連結されている。この
ものを５０段用いた。

溶剤注入部は、二連の定量プランジャーポンプと連結さ
れている。

紡糸装置は、ろ適用フィルター、０．６■１φ、−５璽
■Ｌの減圧用オリフィス、約２ＣＣの減圧室、０．５５
１１φ、０゜５５龍りの了りとそれに続く３璽璽φ、３
璽■Ｌのトンネルフレアーを有する紡糸ノズルの組み合
せとした。

ポリマーとして、高密度ポリエチレン（Ｍ　＋　＝０．
３１Ｍ、　／Ｍ、、＝　４．８　、密度０．９６０）を
押出機のホッパーより供給し、二台の定量ポンプから同
一量のフロン−１１を供給する。ポリマー流速８．．８
　ｋ＋ｒ／Ｈｒにおいてポリマー濃度を１２．０とした
。この時溶液は温度１９０℃、圧力３５０　ｋｇ　／　
ｃｎｌを示し、減圧室内では温度１９０℃で圧力１１０
ｋｒ／ａｄであった。

従って減圧オリフィス前後の圧力差は２４０ｋｇ／ｃｊ
であり、減圧室内の条件は１液相領域内の条件であった
。その結果、紡糸ノズルより高度にフィブリル化した純
白の連続した三次元網状繊維が吐出された。

この繊維は、繊度が１１２ｄで、比表面積は４８ｒｄ／
ｇであった。そして、Ｘ線小角散乱による長周期が１６
５人で長周期による散乱強度比は６．７であった。

撚り回数が４回／口での引張試験において初期モジュラ
スが４０．３　ｇ　／　ｄ、破断強度が９．５ｇ／ｄで
あった。

又、Ｔ　Ｍ　Ａでの１３０℃での伸長率は１．５９’ｒ
、パイブロンでの動的粘弾性率が１０　”ｄｙｎ　／ａ
Ｊである温度は１２３℃、ｔａｎδの結晶分散開始温度
は１２７℃であった。

そして、Ｘ線回折による配向角は１６°で、波数２０１
７ＣＩｍ−’での赤外吸収二色性による配向係数Ｆ２°
は０．５０の値を示した。また、マイクロ波複屈折は０
．１４９である。

この繊維はＭ　Ｉ−０，３５、ＭＷ　／Ｍ、１＝４．６
であった・ この三次元網状繊維から実施例１と同様にして非接着不
織ウェブを得た。この非接着不織ウェブをフェルトカレ
ンダーで両面処理した。１３６℃に加熱したドラムで３
５ｍ／分の高速で処理し、表面が熱接着された紙様の不
織布を得た。

この不織布の内層部の比表面積は５．２ｒｒｒ／ｇであ
った。また、この不織布は目付６０ｇ／ｒ／でレーザー
平均透過光量が８μＷで、ガーレヒル透気度は４４ｓｅ
ｃであり、被覆力にすぐれた通気性のある不織布であり
、封筒、ラベル、通気性包装材、そ、の他多様な祇的用
途に利用しうるちのである。

この不織布のタテ／ヨコの物性は目付５０　ｇ／ｎ？に
換算して引張強力が、１７．１／１７．６　（ｋｇ／　
３　ｃｍ）でエレメンドルフ引裂強力は１．０　／　１
．１　　（ｋｉｒ）であった、第４図（写真）（ａ）は
得られた不織布の長手方向に切断して現われた断面の顕
微鏡写真である。第４図（写真）（ｂ）は後述の比較例
２のＴｙνｅｋｅ　Ｃの同様にして得た断面の顕微鏡写
真である０本実験例の不織布は、比較例と比べて同様の
目付であるにもかかわらず、厚さが大で三次元網状繊維
がより密に詰まっている。これは、二次元網状繊維のフ
ィブリルがより細かいことを示している。

〔発明の効果〕

本発明の紙様の三次元網状繊維不織布は、それを構成す
る繊維の機械特性、熱接着特性から、比表面積の大きな
内層と、大きな機械的強度（引張強度と引裂強度）を有
する新規な不織布である。

そのため、被覆力、均一性、機械的強度の点で従来にな
い性能の展開が可能となり、比較的低口は領域（２５〜
７０ｇ／ｍ）に適用されるのが好ましい。

本発明の不織布の用途としては、封筒、ブックカバー、
壁装材、ハウスラップ・屋根下材等の建材用途、滅菌包
装材、衛生材料等の他、ろ過性能を活かしたフィルター
等に使用でき、非常に有用である。

【図面の簡単な説明】

第１回は本発明の不織布の引張・引裂強度の関係図、 第２図は本発明を得るための繊維のＸ線小角散乱像を示
す模式図、 第３図は本発明を得るための繊維のＸ線小角散乱のｐｓ
ｐｃにおける長周期による散乱強度比を求める方法を説
明するための図。 第４図は不織布の断面を示す顕微鏡写真であって第４図
（ａ）は本発明による不織布、第４図（ｂ）図は、比較
例の不織布の断面をそれぞれ示す。 １・・・直射ビーム、　　　２・・・赤ｉ！ｉ線上の散
乱像、３・・・子午線上の散乱像。 第１図 第２図 ＝２９ 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 　１．高密度ポリエチレン系のフィブリル化された連続
   三次元網状繊維が、ランダムな方向に堆積され、互いに
   強固に熱接着された表面層と、表面層よりも弱くフィル
   ム状繊維層に熱接着された内層とからなる一体化された
   不織布において、内層の比表面積が５．０ｍ＾２／ｇを
   こえることを特徴とする引張強度と引裂強度の高い連続
   網状繊維不識布。
2. ２．不織布の引裂強度をＸ（ｋｇ／５０ｇ／ｍ＾２−エ
   レメンドルフ法）、引張強度をＹ（ｋｇ／３ｃｍ／５０
   ｇ／ｍ＾２）として、（いずれの強度も不織布の目付け
   を基準目付５０ｇ／ｍ＾２に比例換算した値）、Ｘ≧０
   ．４で、かつ −２０Ｘ＋２８≦Ｙ≦３０ である特許請求の範囲第１項記載の連続網状繊維不織布
   。