JPH0355580B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ポリエステル系の弾性重合体からな
る柔軟で高い伸縮性を示す新規な不織布の製造技
術にかかり、さらに詳しくは、ポリブチレンテレ
フタレートとポリテトラメチレンテレフタレート
とを主成分とするポリエステル系エラストマから
なり、柔軟性に富み、くり返し伸長に対して高度
の伸長回復性を示し、優れた形態安定性を有する
弾性不織布の製造方法に関する。

［従来の技術］ 従来、各種多様な不織布が提案され、多くの分
野で市販、実用化されているが、これらの不織布
は、そのほとんどが非弾性のポリアミド、ポリエ
スおよびポリアクリルなどの重合体からなるゴム
性弾性を有しない繊維から構成された不織布であ
り、ポリウレタンのような高い弾性を示す繊維か
らなる編織物に匹敵する不織布は知られていな
い。

近年、ポリブチレンテレフタレートとポリテト
ラメチレングリコールとからなるポリエステル系
共重合体がゴム弾性を示すことを着目して、たと
えば該共重合エラストマを製膜技術により多数の
ランダムな亀裂を有するフイルムとし、このフイ
ルムを拡巾、延展することによつて網状の不織布
代替品として利用する試みが提案されている（特
開昭55−98956号公報）。しかしながら、この網状
不織布状物は、構成繊維が一定の太さ、形状並び
に繊維物性を有していないフイブリル状繊維であ
り、完全に割繊されていないフイルム断面が残存
し、リン片状の光沢を示し外観が悪いほか、不織
布の特長の１つである耐引き裂き性の良さが必ず
しも得られなく、同特性は低いものであつた。し
たがつて、該網状不織布状物は汎用非ゴム状弾性
繊維不織布にくらべてゴム状弾性があるというだ
けで、不織布として必ずしも満足すべきものでは
なく、その用途展開に当つて多くの改良が望まれ
ている。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明者らは、上記ポリエステル系エラストマ
の有する弾性的特性を最大限に活用し、しかも不
織布としての外観、性能を反映した新規な不織布
の製造について鋭意、研究、開発を行つた結果、
本発明を見出すに到つたものである。

すなわち、本発明の目的とするところは、その
不織布構造において、従来周知の非弾性不織布と
同様に均一な繊度と断面形状を有する繊維がその
長さ方向に沿つて実質的に接合しておらず開繊、
積層されてなる均一で、安定した構造を有し、し
かも該繊維を構成するポリエステル系エラストマ
の弾性的特性が不織布に実質的にそのまま反映さ
れた弾性不織布であつて、かつさらにその特徴と
して不織布構成繊維の繊度や断面構造に加えて、
構成繊維密度を適宜変更することにより、用途目
的に応じた特性を有し、汎用の非弾性不織布や編
織物等の布帛あるいはその他の成形品との組合せ
によつて多様な製品を提供することのできる弾性
不織布を再現性よく商業的に製造する方法を提供
するにある。

［課題を解決するための手段］ このような目的を達成する本発明の柔軟で高い
伸縮性を有する弾性不織布の製造方法は、ポリブ
チレンテレフタレートとポリテトラメチレングリ
コールを主成分とするポリエステル系エラストマ
を加熱、溶融し、該ポリエステル系エラストマの
融点プラス40℃以上の温度で口金孔から吐出し、
該吐出されたマルチフイラメント糸条を少なくと
も30倍のドラフト率で約1000m／分以上の高速流
体に随伴させて噴射して、伸長弾性回復率が少な
くとも30％の糸条を形成せしめ、次いで該糸条を
シート状に堆積、捕集し、さらに該シート状物の
構成フイラメント相互間の接合処理を施すことを
特徴とする柔軟で高い伸縮性を有する弾性不織布
の製造方法である。

かかる本発明の方法で得られる弾性不織布は、
構成繊維を形成する弾性重合体として、ポリブチ
レンテレフタレート（ポリテトラメチレンテレフ
タレートとも言うものであるが、以下、これを
PBTと略す）とポリテトラメチレングリコール
（以下、PTMGと言う）とを主成分とするポリエ
ステル系エラストマからなる伸長弾性回復率が少
なくとも30％の繊維糸条がその長さ方向に沿つて
実質的に接合されることなく開繊されて積層され
ており、この積層体が構成フイラメント相互の接
触点または交叉点で接合されてなるものである。

［作用］ 以下、本発明の方法で製造される弾性不織布の
構造などについても説明を加えながら、本発明に
ついて更に詳しく説明する。

本発明に用いられるポリエステル系エラストマ
はPBTとPTMGとを主成分とするゴム弾性を示
すポリエステル系共重合体であり、さらに具体的
には、特公昭53−19638号公報や特公昭55−27097
号公報に記載されているように、テレフタル酸を
ジカルボン酸成分とし、ブタンジオールをジオー
ル成分とするPBTとポリテトラメチレングリコ
ールからなる共重合ポリエステルであり、通常は
約90〜20％、好ましくは80〜40％のPBTと、約
10〜80％、好ましくは20〜60％のPTMGとから
なる共重合体を用いるのがよい。これら主成分に
加えて、第３成分としてイソフタル酸、アジピン
酸、ジエチレングリコールなど各種の共重合成分
を、得られるポリエステル系共重合体のゴム弾性
を損わない範囲で共重合することができ、また着
色、光沢、耐候性、耐熱性などの改良を目的とし
て、顔料、艶消し剤、耐候・耐熱剤などを少量配
合することができる。

一般に、ゴム状弾性を示すポリエステル系共重
合体において、比較的ソフトセグメントが長いも
のは押出し成形やカレンダー加工による織物や不
織布への被覆加工が可能であるが、繊維のような
細くて長く、相互に接合していないマルチフイラ
メント糸条とすることが難しく、また、ソフトセ
グメントに対し、ハードセグメントを長くするこ
とにより繊維形成性を改良することができるが、
この場合は得られる繊維のゴム弾性の低下をまぬ
がれない。また、ポリウレタン系弾性繊維で知ら
れているように、ゴム弾性を有する繊維は通常の
非弾性繊維に比べて、紡編織が容易ではないが、
前記ポリエステル系エラストマは柔軟性または可
撓性が著しく大きく、疑似粘着性ともいうべき粘
着性を示すために、編織物はもちろん、不織布の
場合もフイラメント糸条相互の開繊が難しく、均
一な不織布を形成し難い。特に繊度が小さくなる
につれて布帛形成が難しいという問題がある。

本発明は、通常のモノフイラメントのような太
デニールの単繊維からなる不織布ではなく、通常
の不織布のようにマルチフイラメント糸条が実質
的に糸条の全長に亘つて接合することなく開繊し
て積層された不織布構造を有しているが、これは
前記ポリエステル系エラストマを後述する特定の
不織布製造プロセスおよびその条件を採用するこ
とによりはじめて達成される。

ここで、本発明において不織布を構成するポリ
エステル系エラストマ繊維の繊度は、0.1〜30デ
ニールｄ、好ましくは0.5〜10dがよく、断面形状
は円形、異形、中空等の各種形状をとり得るが、
不織布としての後加工性、シート形成性および弾
性回復性を考慮すると円形断面のものがよい。ま
た不織布形成時のマルチフイラメント糸の単糸本
数は純度にも依存するが少なくとも30本、好まし
くは10本以下の範囲がよく、単糸繊度が太く、し
かも単糸本数が30本以上になると柔軟で、弾性に
富む不織布が得られず、他方、単糸繊度が細く、
単糸本数が多くなると不織布形成時の糸条の開繊
が難しく均一な積層が妨げられ、いずれの場合も
シートむらが著しくなるので好ましくない。

本発明における１つの重要な特長は、該不織布
を構成するポリエステル系共重合体繊維の伸長回
復率、すなわち、試長が約10cmの繊維を100％伸
長した後直ちに除重したとき少なくとも30％、好
ましくは少なくとも50％の長さを回復することが
必要であり、かかる伸長回復率を示す繊維で不織
布を構成することによつて、不織布の繰返し伸長
に対する弾性回復並びに形態安定性が著しく増大
する。このような伸長回復率を有する本発明の不
織布構成繊維糸条は、前記ゴム状弾性重合体から
なるにも拘らず、その長さ方向に亘つて構成単繊
維が相互に溶着することなく、互いに分離して不
織布を構成しているために、不織布としての弾性
を著しく大きいものになし得るのである。

すなわち、本発明によつて得られる不織布は、
マルチフイラメント糸条が十分開繊され、単繊維
糸条となつてその相互接触点あるいは交叉点で接
合されており、応力が不織布構成繊維全体に分散
されているので、この不織布としての弾性が相乗
的に増大し、しかも、その柔軟性が失われないの
である。

不織布構成繊維の相互の接触点または交叉点の
接合は、第３成分としての接着剤を噴霧、含浸な
どにより付着させ、これによつて接合してもよい
が、好ましくは、不織布を構成する繊維自身の接
着によるものが製造上も品質上も優れている。さ
らに好適には、前記ポリエステル系共重合体より
も約20℃以上融点が低い熱可塑性重合体からなる
繊維状のバインダーを混在させ、この繊維状バイ
ンダーのみを加熱溶融させ、繊維の接触点または
交叉点の一部ないし大部分を接合するのがよい。
繊維状バインダーを形成する熱可塑性重合体とし
ては任意のものでよいが、好ましくは前記ポリエ
ステル系共重合体において第３共重合成分の共重
合量を大きくし、融点を低くしたポリエステル系
共重合体がよい。また、繊維の相互接触点または
交叉点の接合割合は、たとえば繊維状バインダー
の場合、不織布重量当りのバインダー量で約0.5
〜20重量％、好ましくは約２〜15重量％の範囲で
適宜選択するのがよい。

本発明によつて得られる弾性不織布は、単独で
その優れた弾性、柔軟性を活かした用途に使用さ
れ得るが、各種の非弾性繊維製品、たとえばポリ
エチレンテレフタレート、ナイロン６、66、610、
ポリオレフイン、ポリアクリロニトリル系重合体
およびセルロース、その他天然繊維などからなる
繊維製品（編織物、網地、不織布、紙など）と組
合せて多様な製品とすることができる。しかしな
がら、本発明によつて得られる弾性不織布と前記
非弾性重合体からなる短繊維の非接合、非接着フ
リースとの積層体をニードルパンチし、該弾性不
織布に非接合・非接着フリースを一体的に積層し
た不織布は、該弾性不織布の優れた弾性と柔軟性
を保持した嵩高性繊維布帛であり、繊維製品とし
ての機能を格段に向上する。すなわち、本発明に
よつて得られる弾性不織布は構成繊維が著しく柔
軟性で剛性またはヤング率が低く、いわゆる腰が
なく、しかも、その優れたゴム弾性のために任意
の布帛と積層してニードリングを行つても、積層
されたシート間を十分に絡合することが困難であ
るが、前記非弾性短繊維フリースに限り、このフ
リースと積層、ニードリングを行うと、該フリー
ス構成繊維がニードリングによつて弾性不織布層
に移動し、一体的に絡合し、該フリースに基づく
嵩高性、剛性などの布帛特性を反映した不織布を
形成する。

このような非弾性短繊維フリースとしては、用
途目的に応じて適宜選択すればよいが、好ましく
は繊度が0.1〜30d、特に0.5〜5d、繊維長が約15
〜150mm、好ましくは20〜100mm、目付が約20〜
250ｇ／m²、好ましくは30〜200ｇ／m²の範囲内の
ものから選ぶのがよい。

このように非弾性繊維からなる不織布と同様な
不織布構造を有する本発明によつて得られる弾性
不織布は、その柔軟性あるいはドレープ性および
ゴム状弾性が著しく優れており、前記公知の各種
布帛などの風合、布帛物性を損うことなく、積
層、被覆し、一体化でき、これら布帛の変形に対
して優れた追従性を示し、強い変形に対してもそ
の不織布構造が破壊されることがない。したがつ
て、本発明によつて得られる弾性不織布は、その
優れた弾性、成形、接着および防振性などを利用
してクツシヨン、建装寝材、インテリヤ、くつ、
かばん類、ベルト、ひも、パツキンなど、中入
綿、芯地類など衣料用も含めて広範囲の用途に使
用することができる。

このような本発明にかかる高弾性、高伸縮性不
織布は、前記ポリエステル系共重合体を加熱、溶
融して、該共重合体の融点プラス40℃の温度より
も高い温度条件下に口金孔から吐出し、該吐出糸
条を少なくとも30倍のドラフト率で約1000m／分
以上の高速流体に随伴させて噴出することによつ
て、伸長時弾性回復率が少なくとも30％以上の糸
条を形成せしめ、しかる後、該糸条をシート状に
堆積、捕集せしめることにより工業的に得ること
ができる。

すなわち、本発明の不織布製造における第１の
要件は、溶融重合体の吐出温度にあり、該吐出温
度がポリエステル系重合体の融点プラス40℃より
も低い温度になると吐出糸条の走行中に糸条が伸
縮され、連続的な噴射とシート形成が困難にな
り、高速流体の噴射力の調整を行つても安定に不
織布を製造することができなくなるため、溶融点
プラス40℃以上の温度で吐出する必要がある。

第２の要件としては、前記吐出糸条を少なくと
も30倍のデラフト率、すなわち、、噴射される吐
出糸条の速度を該吐出糸条の口金孔における吐出
線速度で割つた値であり、このドラフト率が30倍
よりも小さくなると、得られる繊維糸条は定応力
伸長領域を有する強伸度曲線を示し、伸長弾性回
復率の小さい糸条しか得られず、本発明の目的と
する弾性不織布が形成されないし、吐出糸条の糸
ゆれが著しくなり、単繊維が十分に分離した糸条
形成あるいは紡糸安定性が損われるので好ましく
ない。

本発明では、吐出繊条を高速気流に随伴させ毎
分1000m以上の速度で噴射させる。この要件はい
わば空気ガイドの役目を果すように、伸縮性繊維
を気流で取り巻いて加速配向せしめるのである。
高速気流への随伴の手段は、紡糸口金の下方に空
気エジエクターを配置して繊維束を引きのばし噴
射させる例があげられる。他の態様では口金細孔
の近くに加熱空気の噴出孔を設け、同方向に空気
とポリマーを噴出させる方式もとり得る。いずれ
の手段にせよ、高速に加速された繊維束は随伴気
流に保護され、異常な伸縮、ひきつれ、ねじれを
起こすことなく、連続的に安定な繊維化を可能に
する。本発明では噴射された繊維群をシート状に
形成面で捕集し、所望の厚さ、フイラメント配列
を有する不織布を作る。たとえば噴射流を２枚の
平板で挾むことにより、フイラメントはその隙間
方向に配列し、この状態で捕集することにより任
意方向に配列したシートが得られる。このシート
は、フイラメントの配列方向の弾性回復が高く、
シートを裁断してテープ、バンド、ヒモ類を作る
のに適している。また、異方性を回避するには噴
流を充分に減衰させた後、ネツトコンベヤーに捕
集するか、円錐状の噴射流を損なわない方式の捕
集によりランダム配列の不織布が作れる。

本発明では噴射した繊維群が均一に積層されな
ければならない。実際的にこの手段は、繊維の噴
出速度の1/10以下の速度で捕集面を移動させると
いう手段をとること等によつて幾層にも重なり合
つた均斉な不織布が得られる。好適な条件下では
均斉度の目安として10cm平方に切りとつた多数の
シート片の重量のバラツキを求め、変動係数にし
て15％以下のものが実用上好適である。不織布を
テープ状に裁断して利用する場合には変動係数の
値を10％以下にするのが好適である。

本発明で、積層された繊維相互の接触部におい
て接合されることが要件であるが、特定の条件下
においては噴射口から捕集面までの距離を選択す
ることによつても該接合状態の一部を得ることが
きる。詳しくは、該特定条件とすることと、さら
に、たとえば紡糸温度を上げること、フイラメン
ト繊度を太くすること、フイラメント数を増すこ
と、噴射速度を上げること、フイラメント繊度に
バラツキをもたせること、重合体の融点を下げこ
と、随伴気流の温度を上げること等があるもので
ある。捕集距離は一般的に1.5メートル以内で短
縮するほど接合の効果は高くなる。もしも捕集距
離が短い場合、噴流の拡がりが少なく、広幅のシ
ート形成が困難に遭遇したり、あるいは捕集時の
接合が弱い場合、捕集シートを加熱雰囲気中を通
過させるか、加熱および加圧操作を加える。一般
的に共重合体の融点以下10℃の温度以下の処理が
好ましい。また、上記の熱処理手段が強烈で実用
上の制限が加えられる場合、他の実施態様とし
て、繊維シート中に各種のエマルジヨン、溶液、
粉体などの接着剤を分散させる方法をとり得る。
あるいは、さらに別の態様として、別の低融点重
合体からの繊維を混繊させ、不織布を形成した
後、混在させた低融点繊維を溶融させるという手
段もとり得る。

［効果］ 以上述べた本発明の方法により得られる不織布
は、繊維の接触部が一部分または大部分が接合さ
れ、該不織布を弾性回復を示す領域まで伸長し、
ゆるめる操作を複数回、好適には数回以上繰返し
ても、不織布形態を損なわないという優れた特徴
を有する。

こうして得られる不織布は、弛緩あるいは定長
熱処理を施すことにより、伸長弾性回復率および
最高伸長率を増大させることができるので有利で
ある。

［実施例］ 実施例 １ テレフタル酸とイソフタル酸のモル比を70対30
にしたポリブチレンチレフタレート／イソフタレ
ートに対し分子量1000のポリテトラメチレングリ
コール50部を共重合した融点147℃の共重合体を
110℃真空中で12時間乾燥し、220℃で0.3mmの６
箇の細孔から単孔当り毎分0.5ｇの割合で溶融吐
出した。この糸条を口金下方60cmの位置においた
空気アスピレーターに導き、３Kg／cm²Ｇの加圧空
気とともに噴射した。このとき得られた単繊維の
太さは2.8デニールで、紡速は毎分1600m、100％
伸長後弛緩したときの回復率は84％であつた。

また、このときのドラフト率は、 ［ドラフト率＝紡糸速度／口金部の吐出速度］ の計算式で求まるものであるから、この式に、 ［口金部の吐出速度（cm／分） ＝吐出量（c.c.／分）／吐出孔面積（cm²）］ で求まる口金部の吐出速度を代入して求められ
て、該ドラフト率は205である。

これらの繊維群を30メツシユ金網上に捕集し、
50ｇ／m²の不織布を得た。この不織布を表面温度
130℃のカレンダーにはさみ、繊維の接合部分を
接合した。得られたシートをさらに無拘束の状態
で135℃の熱処理を行なつた。このシートは、そ
の構造が破壊されることなく50％の繰返し伸長が
可能で、張力を開放した際、瞬間的に70％の回復
復をみた。シート中の繊維はその接触部の一部が
表面で接触していることが確められた。このシー
トは各種の基材、たとえば合皮、衣料内張材など
伸縮性を要する部分に用いると有効なものであつ
た。

実施例 ２ ポリブチレンテレフタレートとイソフタレート
の比が75／25であり、さらにポリテトラメチレン
グリコールの共重合対比を20部とした融点164℃
の共重合体を実施例１の手段で紡糸温度を185℃
（比較例）、200℃（比較例）、230℃（本発明例）
と変えて不織布を作つた。185℃の場合は空気ア
スピレーター上のフイラメントが極度に振動し、
ねじれ合つて高頻度で糸切れを起こした。200℃
の場合は糸切れには至らなかつたが、捕集した不
織布は不均一な繊維の塊が混在した。230℃の場
合は全て順調であり、得られたシートは組織を破
壊することなく30％の伸長が可能で、張力解放時
60％の伸縮回復をみた。

実施例 ３ 実施例２の条件のうち230℃の場合について200
ｇ／m²の不織布を採取し、温度150℃のカレンダ
ーで処理した。この不織布は非常に柔軟で高伸縮
性に富み50％の伸長に耐え、かつ70％の伸張回復
を示した。構成する繊維100％の伸張回復率は80
％であつた。このシートはクツシヨン材、つめ綿
類、芯地、各種含浸・コーテイング材、テープ、
バンド、パッキン類に伸縮能を生かす点に非常に
有用であつた。

実施例 ４ 実施例１の重合体、その他の条件のうち、溶融
重合体の吐出量をドラフト率20、40、100、500と
なるように変更し、空気アスピレーターの噴射圧
をそれぞれの最高に選んで設定した。ドラフト率
20の条件では空気アスピレーターへの付着、繊維
のひきつれが発生し、シート状採取が不能であつ
た。ドラフト率40および100のものは単繊維が300
ないし400％伸張可能で、100％伸張回復率はそれ
ぞれ82％、85％を示した。ドラフト率500のもの
は単繊維150％の伸張率を有し、100％伸張回復率
は85％を示した。これらの繊維からのカレンダー
処理シートはドラフト率20のものを除き、シート
構造を破壊することなく50％の繰返し伸張が可能
で50％以上の弾性回復を示した。

実施例 ５ 実施例１で得られた弾性不織布に、レーヨン
（３デニール×51mm）30％とポリエチレンテレフ
タレートステープル（2.5デニール×76mm）70％
を混綿、開繊し、梳綿機で目付約100ｇ／m²のフ
リースを積層し、フリースの上面から毎m²当り80
本のニードルパンチ処理をした。得られたニード
ルパンチ不織布は、伸縮性に富み、柔軟でカサ高
かつ形態安定性に優れたものが得られた。

この不織布を衣料用中入綿として用いたとこ
ろ、側地の風合を損なうことなく保温性に優れ、
着用時の人体に対する追従性に優れていた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ポリブチレンテレフタレートとポリテトラメ
   チレングリコールを主成分とするポリエステル系
   エラストマを加熱、溶融し、該ポリエステル系エ
   ラストマの融点プラス40℃以上の温度で口金孔か
   ら吐出し、、該吐出されたマルチフイラメント糸
   条を少なくとも30倍のドラフト率で約1000m／分
   以上の高速流体に随伴させて噴射して、伸長弾性
   回復率が少なくとも30％の糸条を形成せしめ、次
   いで該糸条をシート状に堆積、捕集し、さらに該
   シート状物の構成フイラメント相互間の接合処理
   を施すことを特徴とする柔軟で高い伸縮性を有す
   る弾性不織布の製造方法。