JPH03167361A - 特殊な長繊維不織布とその製造方法 - 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、特殊な長繊維不織布とその製造方法に関し、
さらに詳しくは、特に、ポリメチルペンテンを一成分と
して構成され、各種産業用の資材として寸法安定性、耐
熱外はもちろんのこと、耐化学薬品性、電気絶縁性等の
特性に優れ、さらに特異な軽量性を有する特殊な長繊維
不織布とその製造方法に関するものである。

［従来技術］ ポリメチルペンテンについては、４−メチルペンテン−
１を単量体として重合されてなるものであり、密度が０
．　　３ｇ／ｃｍ’程度と極めて低く、加えて透明性、
電気絶縁性、耐熱性、耐薬品ｔ’ｌなどの特性に優れて
いる等の数々の特徴を備えた、他に類例をみない特異な
ポリマーであることが知られている。

本発明者らは、かかるポリメチルペンテンに着目し、単
一成分で不織布とすれば、上述のような諸特仕を兼ね備
えた他に類例をみない特異な不織布を形成することがで
きると考えたが、その繊維強度が０．８ｇ／ｄないし１
．　　５ｇ／ｄであり一般の繊維に比して弱く、それか
ら得られる不織布シートの強度も他の産業資材にかなり
劣るため、用途に制限が加わるという問題があった。

一方、一般に、繊維の強度を高くするという目的あるい
は特性を多様化する目的で、一つの手法として、他の熱
可塑性ポリマーとの複合繊維となす方法が有効であろう
。

たとえば、特開昭５６−１５４１７号公報には、その手
段として、ポリメチルペンテン（高融点成分）と他の熱
可塑性ボリマー（低融点成分）を別個に溶融して、芯／
鞘型あるいはサイドバイサイド型の紡糸口金より押出し
たフィラメントを高速回転のローラに誘導して巻取って
複合繊維を製造することが記載され、さらに、その複合
繊維を切断してローラカードに通して短繊維のウエッブ
となし、接着固定の処理を施すことによって不織布を製
造することが記載されている。

しかしながら、このような不織布は、短繊維から構成さ
れているために、寸法安定性に欠け、かつ低強力である
ために、産業資材用には全く不向きであり、特に耐久性
の点で改善が望まれていた。

また、このような不織布の製造において、接着固定の処
理においては、その低強力という欠点を補うために他の
素材を添加するか、あるいは、他の布帛を積層するとい
う方法などによるのが通常であろうが、この場合、異物
質の混入・混在による諸特性の変化・低下という問題が
あり、特に電気絶縁性の低下を避けるためには、その材
料の厳正な選定を伴わなければならないとともに、繁雑
な工程を組み込まねばならないという問題を有している
ものであった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、上述したような欠点が解決された、高
い強力特性を有し、寸法安定性、耐熱性に良好なことは
もちろんのこと、耐化学薬品↑ｌＬ、電気絶縁性にも優
れ、かつ特異な軽量性を有するポリメチルペンテンを用
いた特殊な長繊維不織布とその製造方法を提供せんとす
るものである。

［課題を達成するための手段］ 上述した目的を達成する本発明の特殊な長繊維不織布は
、互いに隣接しかつ繊維長手方向に連続した重量割合３
０〜９７％のポリメチルペンテンと他の熱可塑性ボリマ
ーとの２種以上が複合された複合長繊維からなり、密度
が０．　　１ｇ／ｃｍ３以上であることを特徴とする長
繊維不織布である。

また、かかる本発明の複合長繊維不織布において、好ま
しくは、実質的に外部接着成分が用いられることなく、
該複合長繊維により自己接着されているものである。

また、本発明のかかる特殊な複合長繊維不織布の製造方
法は、ポリメチルペンテンと、他の少なくともーっの熱
可塑性ポリマーとの２種以上のポリマーを複合紡糸口金
より溶融押出しして、高速で空気流とともに長繊維状で
噴出して受器上に捕集し、さらに、該ウエッブを温度１
１０℃ないし２２０℃で加熱プレス処理に供して密度０
．１ｇ／ＣＩｌ＋’以上にせしめることを特徴とする長
繊維不織布の製造方法である。

［作用コ 以下、本発明の特殊な長繊維不織布とその製造方法につ
いて、さらに詳しく説明する。

本発明における繊維用として供されるポリメチルペンテ
ンとは、前述の通り４−メチルペンテン１を単量体とし
て重合されてなるものであって、特に、２６０℃におけ
るメルトフローレイトが、１０ないし１００程度のもの
であることが好ましい。

複合長繊維を形成するポリメチルペンテン以外の他の熱
可塑性ポリマーには、ポリオレフィン、ポリエステル、
ポリアミド等から選ばれた１種以上のものが適宜用いら
れる。

まず、本発明の長繊維不織布を製造するプロセスから説
明すると、上述のようなポリメチルペンテンと、選ばれ
た他の熱可塑性ポリマーは、たとえば、通常の溶融押出
機により２７０℃以上の温度でそれぞれ別個に溶融され
、さらに計殴ボンプを経て、芯／鞘型あるいはサイドバ
イサイド型等の複合紡糸口金内で合流されて、多数の細
孔から各構成ボリマーが長平方向に連続しかつ断面方向
には隣接し合った糸条として吐出されるものである。

該細孔の形状は、通常は直径０．１ｍｍから０．５ｍｍ
程度の円形であり、該細孔が、１個の口金あたり通常は
１０ないし３００個程度、多い場合には２０００個程度
に配置されるものである。

吐出量は、細孔１個あたり通常は、毎分０．１ｇないし
１０ｇ１好適には毎分０．２ｇないし２ｇ程度のもので
あるが、特に、ポリメチルペンテンの特性を生かした製
品を所望する場合には、その吐出量を大にした複合割合
に定めることもむろんできる。

本発明において、ポリメチルペンテンと他の熱可塑性ポ
リマーとの複合形態は、それらポリマーが、実質的に互
いに隣接しかつ繊維長手方向に連続しているものであれ
ばよく、サイドバイサイド型、芯鞘型ミ海島型、多層積
層型、オレンジの横断面ライク型などの各種の複合形態
を適宜とることができる。

複合割合は、ポリメチルペンテンの特徴を良好かつ効果
的に発揮させる上で、複合繊維全体の重量に対して３０
〜９７重量％がポリメチルペンテンであることが重要で
あり、３０重量％未満ではポリメチルペンテンポリマー
の特徴を十分に発揮させることが難しく、また、９７重
量％を越える場合には、一般には紡糸を安定して行なう
ことが難しく安定した複合繊維の製造は難しい。ただし
、紡糸、製糸さえうまく安定していくのであれば、ポリ
メチルペンテンが９９．５重量％程度までの高串で入っ
ているものでも本発明の初期の効果をもちろん得ること
ができる。

上述のような複合紡糸口金から押出しされた糸条は、空
気エジエクタ−（以下、エジエクターと略称）等によっ
て高速で吸引させて、さらに、細化したフィラメント流
として噴出させて下方に配置した受器上にウエッブとし
て捕集する。

かかるポリメチルペンテンの長繊維からなるウエッブを
、本発明の方法においては、特に温度１１０℃ないし２
２０℃の加熱下でプレス処理に供することにより、繊維
相互間の圧着と熱安定化処理を行なわしめるものである
。

上記のような繊維からなるウエッブ状物は、■８０℃の
加熱雰囲気中で面積収縮率が１ないし１０％でであり、
非常に低いという特徴を有するものである。該ウエッブ
状物の日付は、１０ないし１　０　０　ｇ／ｒｔ？とす
ることが、実際的で良好な長繊維不織布を得る上で好ま
しい。

本発明で言う上述のエジエクターとは、溶融紡糸したポ
リメチルペンテンの糸条を、エジエクター内に送大した
加圧空気を推進力として高速で引取り、細化しかつ高速
空気流に随伴させて噴射する機能をもったユニットを言
い、該エジェクター内でのフィラメント速度は、一般に
２０００ｍ／分ないし６０００ｍ／分に達する。この速
度は、糸条の細化の指標であり、高速になるほど細化が
進み低繊度の繊維となる。また、この速度は主として、
紡糸口金からの吐出量ならびにエジエクターの紡糸口金
下位置と、送入される空気の圧力等の条件選定に支配さ
れるが、紡糸安定性の点からは３０００ｍ／分ないし５
０００ｍ／分が好適である。

かかる本発明の方法において、ウエッブ状物を構成する
フィラメントの繊度が大きい場合においては、エジエク
ターへ導入されるまでに糸条の冷却が部分的に不完全と
なりやすく、融着したウェップ状物となる場合がある。

逆に、該フィラメントの繊度が小さい場合においては、
エジェクターによる張力に耐え切れず、フィラメントの
一部が切断してウェップが形成され、いずれも実用性に
欠けた製品となり、本発明においては、これらの欠点が
起こらない好適な繊度として、０．５デニールないし１
０デニールのものを用いるのが好ましい。

該エジエクター等の出口から空気流とともに噴出される
フィラメント群は、さらに、その下方に設けられた移動
性の多孔外受器、具体的には金属製あるいはプラスチッ
ク製等からなる定速走行をしている網状物上などにウエ
ッブとして捕集される。

このとき、エジエクター等から噴出されるフィラメント
群が、紡糸口金の孔数単位すなわちエジエクターの噴射
単位などでかたまりやすく、かつ捕集されたウエッブの
広がりが狭く、シートとしての均一性および品位が欠け
るような傾向にある場合には、特に、フィラメントが相
互に離れ合った状態で噴出されて捕集されるような工夫
をすることが有効である。このようにフィラメントが相
互に離れ合った状態で噴出されて捕集されるようにする
ために、エジェクター等の下方に衝突部材を設け、該衝
突部材にフィラメントを衝突させて摩擦帯電を起こさせ
る方法、あるいはエジエクターへ誘導する直前にコロナ
放電により強制帯電させる方法等を用いることができる
。なお、これらの繊維帯電手法によっても、捕集された
ウエッブが所望の広がりに達しない場合には、エジエク
ター等の部材あるいは衝突部材に機械的な揺動または回
転する機構等を備えさせることも有効である。

かかるウエッブの捕集に際しては、フィラメントに随伴
して該受器にあたる空気流のために、いったん沈積した
ウエッブが吹き流れてしまい、乱れたものとなる場合が
あり、この現象を防ぐためには、該受器の下方から空気
を吸引する手段を採用することが望ましい。

本発明で言う上記ウエッブ状物の熱プレスは、加熱した
一対の平板を用いて行なうものあるいは加熱ローラ等を
川いて行なうもののいずれであってもよい。ただし、本
発明者らの知見によれば、プレス処理の前後に張力を付
与し、また、プレス処理の後に冷却等の補助操作を加え
ることが製品の品位保持の点から有効であるので、加熱
ローラを用いた連続の処理方式の方が好適である。

該熱プレス処理の温度および圧力は、供給されるウエッ
ブ状物の目付、速度などの条件選択によっても適宜変更
されるべきものであり、一概には言えない点もあるが、
本発明者らの知見によれば、一般に、温度は１１０℃な
いし２２０℃の範囲が好適であり、また圧力は、加熱ロ
ーラにより処理する場合には少なくとも線圧１　０　ｋ
ｇ／ｃｍ以上であることが、得られる長繊維不織布の品
質安定化を図る上で好適なものである。上述の加熱ロー
ラとは、その表面が平滑のもの、あるいは模様に彫刻さ
れたもの等を用いることができ、あるいは、これらの同
種どうしの組合わせまたは異種の組合わせからなる複数
の回転ローラの使用も可能である。

かかる熱プレス処理に際しては、ウエッブ状物が受器上
に捕集されただけのそのままの状態であれば、繊維は未
拘束状態であるので取扱い時に形態が崩れやすく、その
作業にも困難が生ずることがあり、その場合には予備熱
プレス処理に供することが好ましい。その予備熱プレス
温度は、ウエッブの熱収縮を抑える点から１８０℃を越
えないことが好ましく、より好適には１５０℃以下の温
度で行なうのが望ましい。また、この予備熱プレス処理
は、引き続く上述の高温熱プレス処理時における熱収縮
を生じにくくするのに効果的であり、ひいては品質の改
善にも効果的である。

このようにして得られる本発明の特殊な長繊維不織布に
おいては、特に、上述のように熱プレス処理しているこ
とにより、密度が０．　　１０ｇ／ｃｍ３以上という非
常に緻密なる「紙，状」というべき長繊維不織布が得ら
れ、しかも、該紙状長繊維不織布は、ポリメチルペンテ
ンと他の熱可塑性ポリマーの複合長繊維からなり、その
交点が接合されているために、概して切断強度が０．　
　０　１　５ｋｇ／５ｃｍ／　ｇ／ｒｙ？以上と強く、
かつ、伸度は概して３０９６以下と小さく、さらに、１
８０℃弛緩熱処理時の面積収縮早が１０％以下であると
の各種特徴的な物性を示すものであって、強靭性に加え
て、加熱時の寸法安定性にも優れている点に大きな特徴
がある。

なお、本発明は、ポリメチルペンテンと他の熱可塑性ポ
リマーからなる複合長繊維不織布に関するものであるが
、むろん、本発明で得られる度合長繊維不織布を、他の
素材からなる不織布、フイルム等の他のシート状材料と
の積層体とするとか、あるいはそれらが混在した形とし
て、それらの有する特性をも付加した複合体として活用
することも可能であり、そのような使用態様に供するこ
ともまた望ましいものである。

［実施例］ 以下、実施例により本発明の構成、効果について具体的
に説明する。

実施例１ ポリメチルペンテンを芯成分、ポリプロピレンを鞘成分
とする芯／鞘型複合の長繊維を紡糸してウエツブ形成し
た。用いたポリマーのメルトフローレイトは、それぞれ
３０、２５であり、１対の溶融部を有する溶融押出機に
よりそれぞれ３２０℃、２８０°Ｃで溶融し、３２０℃
に加熱した芯／鞘型複合の紡糸口金から吐出した。ポリ
メチルペンテンとポリプロピレンの吐出量割合は計量ポ
ンプにより２二１とし、直径０．３ｍｍの細孔があけら
れた紡糸口金から毎分単孔あたり１．５ｇの割合で吐出
した。該紡糸口金の下方１５０ｃｍの位置には、空気圧
力２．　　５　ｋｇ／ｃｎｆＧの圧縮空気を毎分４４０
ＮＬ送入するエジエクターを設け、さらに該エジエクタ
ーの出口から２０ｍｍ位置には４５°の角度で固定した
衝突板、さらにその下方４５ｃｍ位置には水平においた
３０メッシュの金網等をそれぞれ配置して、吐出糸条を
該エジエクターに吸引して空気流とともに噴出させ、衝
突板に当てて個々のフィラメントに開繊させた状態で金
網上にウエッブ状に捕集した。

得られたフィラメントの繊度は、２．９デニル、エジエ
クター内のフィラメント速度は４６００ｍ／分であった
。捕集金網は、ウエッブの日付が４５ｇ／ｒｒｆとなる
よう水平に移動し、かつ該金網の下方には吸引装置を設
けて捕集面にあたる空気流を４．　　２ｍ／ｓｅｃの速
度で吸引した。該金網の末端に金属製１対のカレンダー
ローラを配し、温度１１０℃で線圧２　０　ｋｇ／ｃｍ
の予備熱プレスを行ない、次いで温度１９０℃に保たれ
た金属製１対のカレンダーローラで線圧５　３　ｋｇ／
ｃｍの熱圧着処理を行なった。

得られたシートは、表面が平滑で、密度が０．５　４　
ｇ／ｃｍ３で緻密性があり、高品位の長繊維不織布であ
った。引張強力は０．　　１　８ｋｇ／５ｃｍ　／ｇ／
ｒｄ，伸度は１２％で強靭性があった。さらに１８０℃
に無張力下で加熱した後の寸法変化を測定すると、面積
収縮率が１．　　７％で、従来にない耐熱性および寸法
安定性が認められた。さらに電気絶縁性、耐薬品性、低
密度等の諸特徴を有しており、耐熱包装材、電気肢覆材
、成型材等の用途に非常に有用であった。

なお、実施例中のシート特性の測定および表示は、以下
に示す方法によったものである。

（１）メルトフローレイト：ボリメチルペンテンはＡＳ
ＴＭ−Ｄ１５０５、ポリプロピレンはＡｓＴＭ−Ｄ　１
　２　３　８による。

（２）繊度：フィラメント長１．８ｍの重眼を測定し計
算により算出した。

（３）　　フィラメント速度：紡糸口金からの毎分吐出
量と、得られたフィラメントの繊度から計算により算出
した。

（４）密度：厚さ計で測定した試料の厚さで、目付を除
した値で表示した。

（５）引張強力および伸度：試料のつかみ間隔ＩＱｃｍ
，ツかみ幅５　ｃｍ，引張速度１　０　ｃｍ／ｍｉｎで
テンシロン引張試験機を用いて測定し、引張強力は用い
た試料の目付１　ｇ／ｎ｛あたりに換算して表示した。

（６）加熱時の而積収縮率：３０ｃｎ＋角の試料中央部
に２５ｃｍ角の線引きをし、１８０℃に加熱されたオー
ブン中に、無張力下でＩＯ分間静置したあと取り出して
、線引きした面積の大きさを測定してその収縮率を算出
した。

［発明の効果］ 本発明で得られる長繊維不織布は、熱的にも非常に安定
であり、たとえば１８０℃の無張力熱処理で面積収縮率
が１０％以下であり、形態変化が少ないという特徴に加
えて、軽量であるとの特異性を有している。

これらの特徴が発揮されるゆえんは、ポリメチルペンテ
ンを主体として構成されていること、該ボリマーの密度
が０．　　８で極めて低いこと、長繊維からなる緻密な
組織であること、構成繊維全てを溶融することなく、そ
の交点を圧着する方法によっている等にある。

このような新規な複合長繊維不織布は、耐熱性、絶縁性
、耐薬品性、低密度性などの諸特性を備えた他には類例
をみないユニークな新規な不織布製品であり、主として
産業用の耐熱包装材、電気絶縁材、成型材等の用途に有
用なものである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに隣接しかつ繊維長手方向に連続した重量割
   合３０〜９７％のポリメチルペンテンと他の熱可塑性ポ
   リマーとの２種以上が複合された複合長繊維からなり、
   密度が０．１ｇ／ｃｍ＾３以上であることを特徴とする
   長繊維不織布。
2. （２）実質的に外部接着成分が用いられることなく、複
   合長繊維により自己接着されてなることを特徴とする請
   求項（１）記載の長繊維不織布。
3. （３）ポリメチルペンテンと、他の少なくとも一つの熱
   可塑性ポリマーとの２種以上のポリマーを複合紡糸口金
   より溶融押出しして、高速で空気流とともに長繊維状で
   噴出して受器上に捕集し、さらに、該ウエッブを温度１
   １０℃ないし２２０℃で加熱プレス処理に供して密度０
   ．１ｇ／ｃｍ＾３以上にせしめることを特徴とする長繊
   維不織布の製造方法。