JPH03249257A - スパンボンド不織布及びその製造方法 - 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】

ｒ産業上の利用分野】 本発明はポリプロピレン長繊維糸で構成されたスパンボ
ンド不織布及びその製造方法に関するものである。

【従来の技術】

現在、スパンボンド不織布（長繊維不織布）は、衛生材
料２工業用資材、土木用資材或いは一般生活用資材等と
して幅広（使用されている。 スパンボンド不織布は、実質的に無端連続長繊維糸が堆
積されてなるものであるため、ステーブルファイバーの
如き短繊維が堆積されてなる、いわゆる短繊維不織布に
比べて、強度の面で優れている。特に、ポリプロピレン
長繊維糸のみから形成された。スパンボンド不織布（以
下、ｒＰＰスパンボンド」と言う。）は、強度の面で非
常に優れており、高強力が必要とされる用途分野への適
用が盛んである。 このＰＰスパンボンドの製造方法としては、例えば特公
昭４８−３８０２５号公報に記載されている方法が採用
されている。この方法は、紡糸口金より空気中に溶融紡
糸された、多数のポリプロピレン長繊維糸をエアーサッ
カー内に導入して牽引し、エアージェットの作用により
延伸と送出作用をポリプロピレン長繊維糸に与え、その
後コンベヤ上にポリプロピレン長繊維糸を堆積させると
いうものである。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、この方法は以下の如き問題点を有してい
た。即ち、ポリプロピレン長繊維糸を紡糸するためには
、比較的高い紡糸温度を採用しなければならず、紡糸口
金より紡糸されたポリプロピレン長繊維糸を、短い距離
で冷却固化することが困難であった。例えば、十分に冷
却固化していないポリプロピレン長繊維糸をエアーサッ
カー内に導入すると、ポリプロピレン長繊維糸が相互に
融着していわゆる密着糸が発生したり、或いはポリプロ
ピレン長繊維糸とエアーサッカーとの摩擦抵抗が増大し
十分に延伸できないということがあった。このような欠
点を回避することなく、ＰＰスパンポンドを得ると、外
観上地合が不均一で、且つ機械的強度の弱いものしか得
られなかった。 上記の欠点を回避するためには、紡糸口金とエアーサッ
カーとの距離を長くし、ポリプロピレン長繊維糸の冷却
時間を長くとる方法が考えられる。 しかし、この方法は装置の設置スペースが大きくなり、
例えば建屋スペースを高くしなければならないという新
たな欠点を生じるに到る。また、ポリプロピレン樹脂の
紡糸孔よりの吐出量を少なくして、ポリプロピレン長繊
維糸を冷却しやすくするということも考えられるが、こ
の方法も生産性の低下という新たな欠点を惹起する。 一方、各種の方法でポリプロピレン樹脂の溶融粘度を低
下させることにより、紡糸温度を低下させてポリプロピ
レン長繊維糸の冷却時間を短縮させることが試みられて
いる（例えば、特公平１−２２３７４号公報）、これに
より、ポリプロピレン長繊維糸を十分に冷却固化した後
エアーサッカーに導入し、地合が良好で且つ機械的強度
も高いＰＰスパンボンドが得られると考えられる。しか
しながら、ポリプロピレン樹脂の溶融粘度を低下させる
と、以下の如き新たな欠点が発生する。即ち、紡糸機自
体の吐出能力が低下すること、紡糸機と連結されている
パイプラインで滞留ポリマーが生じること、及び紡糸口
金内でも滞留ポリマーが生じること、という欠点が発生
し、これによってポリプロピレン長繊維糸の糸切れが生
じ、結局機械的強度の低いＰＰスパンボンドしか得るこ
とができなかったのである。 そこで、本発明は、ポリプロピレン長繊維糸の横断面形
状を工夫することによって、ポリプロピレン長繊維糸の
冷却固化時間を短縮化し、もって十分に冷却された後に
ポリプロピレン長繊維糸をエアーサッカーに導入し、地
合に優れ且つ機械的強度の高いＰＰスパンボンドを得る
ことに成功したのである。 また、予期せぬことに、ポリプロピレン長繊維糸の横断
面形状をある特定のものとしたことにより、開繊性が良
好となり、非常に地合に優れ、外観品位の良好なＰＰス
パンボンドを得ることができたのである。

【課題を解決するための手段及び作用】即ち、本発明は
、実質的に無作為に配置されたポリプロピレン長繊維糸
で構成され、前記ポリプロピレン長繊維糸の横断面は少
なくとも葉数３以上の多葉形で且つ中空であることを特
徴とするスパンポンド不織布、及びその製造方法に関す
るものである。 本発明に係るスパンポンド不織布を製造するには、まず
ポリプロピレン樹脂を準備する。このポリプロピレン樹
脂は、−船釣に市販されているものが用いられる。ポリ
プロピレン樹脂中には、適宜潤滑剤、顔料、安定剤、難
燃剤等が含有されていてもよい。 このポリプロピレン樹脂を溶融させて、紡糸口金を用い
て紡糸する。このポリプロピレン樹脂からは、横断面が
葉数３以上の多葉形であって且つ中空のポリプロピレン
長繊維糸が紡糸されるのであるから、紡糸口金における
紡糸孔は、例えば井桁形状等の紡糸孔が用いられる。 紡糸口金から紡糸されたポリプロピレン長繊維糸は、エ
アーサッカー内に導入される。この際、ポリプロピレン
長繊維糸の冷却固化長は、一般のポリプロピレン長繊維
糸に比べて、比較的短くなっているので、紡糸口金から
約２００Ｃ１１未満の短い距離にエアーサッカーを設置
することができる。 エアーサッカーの設置位置を決定するためには、本発明
におけるポリプロピレン長繊維糸の冷却固化長を測定し
なければならない。ここで、冷却固化長の測定方法につ
いて、以下に説明する。 まず、紡糸孔より吐出されているポリプロピレン長繊維
糸を、セラミック製の３点接触型のガイドに導く、なお
、ガイドの接触部材は、走行する長繊維糸に対して９０
°の角度で対向している。その後、この長繊維糸をエア
ーサッカー内に導入する。そして、前記ガイドを紡糸孔
に徐々に近づけてゆき、長繊維糸が切断する点を求める
。この切断点を冷却固化点とする。そして、この冷却固
化点から紡糸孔までの長さを冷却固化長とする。本発明
におけるポリプロピレン長繊維糸の冷却固化長は、比較
的短く、２００Ｃ１１未満程度である。 本発明において、このようにポリプロピレン長繊維糸の
冷却固化長が短くなっているのは、その横断面が少なく
とも葉数３以上の多葉形で且つ中空となっているからで
ある。即ち、まずポリプロピレン長繊維糸の横断面を多
葉形にすることにより、表面積の拡大を図り、空気との
接触面積を増大させ、もってポリプロピレン長繊維糸を
冷却させやすくしたのである。葉数が３未満即ち２以下
であると、ポリプロピレン長繊維糸の横断面が単に偏平
になっただけで、長繊維糸の表面積の拡大が図れず、冷
却されにくくなるため、好ましくない。更に、得られた
スパンポンド不織布のポリウム感が劣り、好ましくない
。また、本発明において多葉形の異形度は、任意に決定
しうる事項であるが、好ましくは２５〜７０％であり、
更に好ましくは３０〜６０％であり、最も好ましくは３
５〜５５％である。ここで、異形度とは、（１−ｃｌ／
Ｄ）　ｘｔｏ。 （％）で表されるものである。但し、Ｄは多葉形の外接
円の直径であり、ｄは多葉形の内接円の直径である。異
形度が２５％未満であると、ポリプロピレン長繊維糸の
表面の凹凸の程度が少なく、表面積の拡大が十分に図れ
ず、冷却効果が低下する傾向が生じる。また、異形度が
７０％を超えると、ポリプロピレン長繊維糸の引張強度
等が低下し、糸切れが生じる傾向となる。 また、本発明におけるポリプロピレン長繊維糸の横断面
は中空となっている。即ち、本発明におけるポリプロピ
レン長繊維糸は中空繊維なのである。中空繊維は、繊維
内に空洞を持つため冷却されやすく、従ってポリプロピ
レン長繊維糸は速やかに冷却され、冷却固化長が短くな
るのである。 ポリプロピレン長繊維糸の中空度は、任意に決定しうる
事項である。ここで、中空度とは、（ａ／Ａ）　Ｘ１０
０　　（％）で表されるものである。但し、ａはポリプ
ロピレン長繊維糸の横断面における中空部の面積を示し
、Ａはポリプロピレン長繊維糸の横断面における全体の
面積、即ち中空部を含有した多葉形の面積を示す。本発
明においては、中空度が５〜２５％であるのが好ましく
、更に好ましくは８〜２２％であり、最も好ましくは１
０〜２０％である。ポリプロピレン長繊維糸の中空度が
、５％未満であると、冷却効果に乏しく、冷却固化長が
短くなりにくいという傾向がある。また、中空度が３０
％を超えると、紡糸工程や後工程においてポリプロピレ
ン長繊維糸がフィブリル化しやすくなるという傾向が生
じる。 以上のように、ポリプロピレン長繊維糸の横断面を、少
なくとも葉数３以上の多葉形にし且つ中空とすることに
より、ポリプロピレン長繊維糸の冷却固化長を短くし、
紡糸口金からエアーサッカーまでの距離を短くして、不
織布製造装置の設置スペースを合理化、即ち不織製造装
置の建屋スペースを低くしてＰＰスパンボンドを得るこ
とができたのである。 エアーサッカーは、ポリプロピレン長繊維糸の冷却固化
点近傍に設置し、ポリプロピレン長繊維糸を牽引する。 そして、エアーサッカーからポリプロピレン長繊維糸を
送出した後、ポリプロピレン長繊維糸を摩擦板等と接触
させて摩擦させる方法等で、ポリプロピレン長繊維糸に
静電気を起こさ廿、即ちポリプロピレン長繊維糸に電荷
を付与し、この電荷の相互の反発力で開繊させる。開繊
後、コンベヤベルト上にポリプロピレン長繊維糸を堆積
させてスパンボンド不織布を得るのである。 この開繊に際して、ポリプロピレン長繊維糸の横断面は
多葉形になっているので、開繊性が良好である。即ち、
ポリプロピレン長繊維糸の表面が凹凸状になっているの
で、種々の方向に反発力が作用し、比較的無作為な開繊
状態となるのである。 本発明によって形成されたスパンボンド不織布中におけ
るポリプロピレン長繊維糸の単糸繊度は、１８５〜１２
ｄ（デニール）であるのが好ましい。単糸繊度が１．５
デニ一ル未満のポリプロピレン長繊維糸を紡糸するので
あれば、比較的冷却固化長が短く、本発明の如き方法に
よらなくても良い場合が多い。また、単糸繊度が１２デ
ニールを趨えると、得られるスパンボンド不織布の風合
が低下するｔ頃向が生じる。 以上の如きスパンボンド不織布は、高強力であって、且
つ風合や柔らかさの点で優れている。従って、本発明に
係るスパンボンド不織布は、衛生材料用や工業用資材等
に限られず、その他の用途にも広く使用しうるちのであ
る。

【実施例】 実施例１〜３ ポリプロピレン樹脂として、密度が０．９１０　ｇ　／
ｄ、メルトフローレート値がＡＳＴＭ−Ｄ−１２３８（
Ｌ）法で測定して４０　ｇ　／１０分、Ｑ値（Ｍｗ／Ｍ
ｎ）が２．８０゜融点がＤＳＣで測定して１６２°Ｃの
ものを使用した。 なお、融点の測定方法は、パーキンエルマー社製ＤＳＣ
Ｚ型の示差走査熱量計を用い、昇温速度２０”Ｃ／分で
測定した融解吸熱ピークが最大値を示す温度を融点とし
た。 このポリプロピレン樹脂を用い、長繊維糸断面が三角形
状で且つ中空となるようなスリットタイプの紡糸孔を７
２個具備した紡糸口金で、溶融紡糸温度２４０℃にて紡
糸し、ポリプロピレン長繊維糸を得た。そして、単糸繊
度が２．５ｄ　（実施例１）。 ５、Ｏｄ　（実施例２）、１０ｄ（実施例３）となるよ
うに吐出量を調整した。このように吐出量を変更すると
、同一紡糸孔であっても、異形度や中空度は変化する。 なお、その他の製造条件等は第１表の１に示したとおり
である。 この後、エアーサッカーをポリプロピレン長繊維糸の冷
却固化点近傍に置いて、ポリプロピレン長繊維糸を牽引
した。エアーサッカーよりポリプロピレン長繊維糸を送
出した後、帯電装置で強制帯電させて、ポリプロピレン
長繊維糸を均一に開繊させ、ベルトコンベヤ上に堆積さ
せた。その後、圧接面積重工５％１表回加熱温度１４５
℃のエンボスロールを使用して、線圧力３０ｋｇ／ｃ１
１１で熱圧着し、目付５０ｇ／％のスパンボンド不織布
を得た。このスパンボンド不織布の物性等を第２表に示
した。 第２表から明らかなように、実施例に係る方法で得られ
たスパンボンド不織布は、高強力であると共に優れた柔
らかさを持っていることが判る。また、縦・横の強力比
の差が少なく、地合が均一であり、更に外観品位も良好
であることが判る。 比較例１ 紡糸孔を丸型として、横断面が略丸形状であるポリプロ
ピレン長繊維糸（単糸デニール５．０デニール）を得、
スパンボンド不織布を製造した。紡糸孔とエアーサッカ
ーとの位置関係は実施例２と同一にして行った。そして
、紡糸孔よりの吐出量は第１表の２に示すとおり、実施
例２よりも少なくした。これは、吐出量を実施例２と同
一にすると、冷却固化長が２８０ｃｍになりエアーサッ
カー内で長繊維糸同士が密着し、また長繊維糸を延伸す
ることができなくなるからである。 このようにして得られたスパンボンド不織布は、第２表
に示すとおり、引張強力に劣り、縦・横の強力比も大き
く、地合が悪く、外観品位も不良であった。 比較例２ 紡糸孔を丸型として、横断面が略丸形状であるポリプロ
ピレン長繊維糸（単糸デニール１０デニル）を得、スパ
ンボンド不織布の製造を試みた。 紡糸孔とエアーサッカーとの位置関係及び紡糸孔よりの
吐出量は、実施例３と同一にして行フた。 しかし、エアーサッカー内でポリプロピレン長繊維糸が
融着、密着し、スパンボンド不織布を得ることはできな
かった。 （注） １）Ｑｈは紡糸孔よりの吐出量を示したものである。単
位はｇ／１ｌｉｎ、である。 ２）Ｌはポリプロピレン長繊維糸の冷却固化長を示した
ものである。 第１表の２ （注） １）。 ２）は第１表の１と同じ。 （以下余白） 第２表 （注） ３）引張強力は、ＪＩＳ　Ｌ〜１０９６に記載されたス
トリップ法に準拠し、幅３ａａ及び長さ１０１の試験片
を用いて最大引張強力を測定した。 ４）強力比は、スパンボンド不織布の長尺方向を縦とし
、幅方向を横とした。そして、前記３）の方法で縦及び
横の引張強力を測定し、その比（縦／横）を測定した。 ５）引張伸度は、前記３）の引張強力を測定する際の伸
度である。 ６）トータルハンドとは柔らかさを数値化したものであ
り、ＪＩＳ　Ｌ−１０９６に記載されたハンドルオメー
タ法に準拠し、スロット幅１０ｍ１で測定した。 ７）外観品位は、スパンボンド不織布を目視にて観察し
、密着糸や収束糸（単糸２〜３本が収束している糸）等
の欠点が少なく、地合の良好なものを高品位（○）とし
、前記欠点があり地合の悪いものを低品位（×）とした
。

【発明の効果】

以上述べたように、本発明においては紡糸されるポリプ
ロピレン長繊維糸の横断面の形状を、少なくとも３葉以
上の多葉形とし且つ中空としたので、ポリプロピレン長
繊維糸が速やかに冷却され（冷却固化長が短くなり）、
スパンボンド不織布の製造において紡糸口金とエアーサ
ッカーの距離を短くすることができる。従って、スパン
ボンド不織布の製造装置の建屋スペースを小さくするこ
とができ、合理化しうるという効果を奏する。 また、その横断面が多葉形であるので、ポリプロピレン
長繊維糸に電荷を与えて開繊すると、各長繊維糸は種々
の方向に無作為に分離し、開繊性が良好になる。従って
、各長繊維糸が均一に堆積され、スパンボンド不織布の
地合が良好となる。 更に、ポリプロピレン長繊維糸の横断面が多葉形である
ので、得られるスパンボンド不織布は嵩高で且つ柔かで
あり、更に光の反射も散乱するので柔らかい不透明感を
与えるという効果も奏する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）実質的に無作為に配置されたポリプロピレン長繊
   維糸で構成され、前記ポリプロピレン長繊維糸の横断面
   は少なくとも葉数３以上の多葉形で且つ中空であること
   を特徴とするスパンボンド不織布。
2. （２）ポリプロピレン樹脂を紡糸口金から紡糸して、次
   いでエアーサッカーに導入してポリプロピレン長繊維糸
   を形成し、前記エアーサッカーより送出した後、前記ポ
   リプロピレン長繊維糸に電荷を付与して開繊し、その後
   前記ポリプロピレン長繊維糸を堆積させてスパンボンド
   不織布を製造する方法において、前記ポリプロピレン長
   繊維糸の横断面を少なくとも葉数３以上の多葉形にする
   と共に中空にすることを特徴とする請求項第（１）項記
   載のスパンボンド不織布の製造方法。