JPH0424459B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はポリプロピレン不織布の製造方法に関
する。さらに詳しくはポリプロピレンを溶融紡糸
し一定倍率に延伸した長繊維からなる不織布の製
造方法において、より高倍率の延伸した高強力繊
維を用いて熱収縮なく熱圧着することによりノー
バインダー高強力不織布を製造する方法を提供す
るものである。 従来、熱可塑性ポリマーを溶融紡糸し、エアー
サツカーで牽引、細化並びに開繊、堆積して長繊
維からなるウエブとしたのちエンボスロールにて
加熱、圧着させる方法は公知である。上記方法は
一般にスパンボンド法と称し、ポリマ素材として
は、ポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレン
等が既に企業化されている。スパンボンド法では
エアーサツカーにより高速で牽引する事により糸
物性を通常の延伸糸に近ずける手法を用いている
のが一般的である。これに対し、エアーサツカー
だけではなく回転ロールにて牽引したのちエアー
サツカーで開繊させる方法も例えば特公昭42−
23988号公報に開示されている。一般に素材とし
てポリプロピレンを用いた場合、熱圧着可能な不
織布の製造法としてはエアーサツカーのみで高速
紡糸した糸条は良好な熱接着性を有する。しかし
ながらポリプロピレンの糸の物性としては、例え
ば繊維学会誌３３（６）T255（1977）で知られる
如く１，000〜７，000ｍ／分で巻取つた糸は通常
の延伸糸と比較して強度が低く、伸度が大きい。
すなわちPOYに近い物性を示す。すなわち、ポ
リプロピレンにおいては、他のポリエステルと異
なり、単に高速紡糸（エアーサツカーでの紡糸を
含めて）するだけでは延伸糸に近い糸物性を示し
難い欠点がある。不織布としての布物性を考えた
場合、布を構成する単糸の強伸度は布物性に影響
を与えることは明白であり、強度の近い糸条から
構成される不織布は高強力が期待できない。 従つて、高強力なノーバインダーポリプロピレ
ン不織布を製造する為には何らかの方法で糸の強
度をあげる事が必須である。例えば特公昭45−
19427号公報にはポリプロピレンの未延伸糸と延
伸糸とを混繊してノーバインダー不織布を製造す
る方法が開示されている。この方法では未延伸糸
の有する熱接着性と延伸糸の有する高強度とをう
まくミツクスした技術であろうと考えられるが、
混繊という方法を採用する以上、多数の紡糸口金
からの糸条を数多くのロールに分けて糸通しを行
なう必要があり、生産性を考えると、ある程度太
デニールであればまだしも、細デニール多フイラ
メントの様な場合、糸条の混合状態に問題を生
じ、部分的に接着性が不良となる場合が多い。ノ
ーバインダー化の一つの方法として特開昭47−
740号公報に共重合ポリアミドを接着成分とする
ポリプロピレン糸不織布の製造法が開示されてい
るが、この方法では２種類のポリマーを用いた複
合紡糸を必要とし、生産設備が２本の押出機を有
する等、複雑化すると共に、他のポリマーと比較
して融点の低いポリプロピレンに対し、さらに低
融点のポリマーを接着成分に用いる為、耐熱性が
さらに低下し、用途が限定される欠点を有する。
本発明者らは、ポリオレフイン、特にポリプロピ
レンのノーバインダー高強力不織布の製造法に関
し、鋭意検討した結果、特定の延伸倍率の範囲内
にあれば未延伸糸とほぼ同等に熱接着性を満足さ
せ、かつ分散のきれいな高強力不織布を安価に製
造できる事を見い出し、既に特願昭55−124023号
公報として出願した。この方法はポリプロピレン
を1.5〜2.5倍延伸を実施する事により糸条の高強
力化と熱接着性とを同時に満足したものであつた
が、2.5倍を超えて延伸した場合、当然ながら糸
条は高強度化するが、熱圧着性が悪くなる傾向に
あり、ノーバインダーで毛羽を止める為には熱圧
着を実施する温度を上げなければならない。加熱
延伸した繊維は熱圧着性が不良になる傾向であ
る。冷延伸した繊維の場合、2.5倍を超すと、エ
ンボスロールから出る時に熱収縮を起し、熱収縮
を実質上押え、毛羽の止つたノーバインダーポリ
プロピレン不織布を製造する事は不可能であつ
た。 本発明者らはノーバインダーポリプロピレン不
織布の製造法に関し、鋭意検討した結果、従来不
可能であつた熱圧着時の収縮防止と高強力化に関
し、熱圧着方法を工夫する事により、より高倍率
延伸を実施したポリプロピレン繊維であつても熱
収縮なしで熱圧着可能である事を見出し、発明を
完成したものである。 すなわち、本発明は、ポリプロピレンを紡糸、
延伸した長繊維からなる熱圧着不織布の製造方法
において、押出分子量が10万〜15万のポリプロピ
レンを延伸倍率2.5倍〜３倍で延伸した長繊維を
用い、長繊維からなるウエブを熱圧着ロールによ
り熱圧着し、引続いて熱圧着した不織布を収縮防
止ロールを用いて熱圧着ロール上を沿わせながら
熱圧着ロール上で0.2秒以上熱セツトした後巻取
ることを特徴とするポリプロピレン不織布の製造
方法、である。 ここにおいて代表的には前記の熱セツトは熱圧
着ロールのニツプ線の下流側で熱圧着ロールの周
面に熱圧着後の不織布を接触下に走行させること
により行なうことができる。 本発明に用いるポリプロピレンの溶液粘度平均
分子量（Mη）が20万を超える高分子量のポリマ
ーを溶融紡糸して、押出分子量が10〜15万とする
ことが必要である。ここでいうMηは135℃デカ
リン溶媒中での固有粘度〔η〕より 〔η〕＝1.10×10^-4×Mη^0.80 なる関係式よりMηを計算したものである。 高分子量のポリプロピレンから押出分子量を10
〜15万に低下させるには、一般には高温紡糸によ
る分解作用によるが、有機スズ系、リン・イオン
系の分子量低下剤を添加して溶融紡糸する事によ
り分子量分布のシヤープなポリプロピレンが得ら
れ紡糸性、物性から見ても好ましい。押出分子量
が15万を超えると、延伸に伴ない急激に熱圧着性
が低下し、ノーバインダー熱圧着が不可能となる
為に好ましくない。押出分子量が10万未満の場
合、熱圧着性には問題はないが、分子量の低い事
に起因する為か延伸によつても高強力な糸条が得
られず、不織布としての高強力化は期待できない
為好ましくない。押出分子量を最適範囲に設定す
る方法としては分子量低下剤の添加量と溶融紡糸
温度のコントロールで行なうのが一般的である。 溶融紡糸、延伸、ウエブ化に用いる製造装置の
一例を第１図に示す。１はチツプホツパー、２は
押出機、３はスピンヘツドである。この場合用い
る紡糸口金は矩型であつても、丸型紡口を多数並
列に配置しても良い。紡出したポリプロピレン糸
条５は冷風チヤンバー４からの冷却風により冷却
固化される。６，７は糸条を引取るロール群であ
り、６と７との間に回転速度差をつける事により
延伸を実施する。ノーバインダーポリプロピレン
不織布製造の場合、一般に冷延伸が好ましく、熱
延伸あるいは熱セツトした糸条は結晶化が進む為
熱圧着性が低下し、より高温での熱圧着を実施し
たとしても接着性が不充分で好ましくない。 延伸装置としては第１図に示す装置以外にも
１，000〜10，000ｍ／分での周速でのネルソンタ
イプの回転ロールで延伸してもよい。ポリプロピ
レンを素材とした場合、高速であつても他のポリ
エステル等とは異なり冷延伸可能である。８は引
取、開繊用のエアーサツカーであり、矩型あるい
は丸型のエアーサツカーを用いる。延伸した糸条
はエアーサツカーの前あるいは後でコロナ放電に
よる強制帯電あるいは摩擦帯電により静電荷を与
えられ、ネツトコンベア９上にウエブとして堆積
させる。１０，１０′は凹凸を有する熱圧着ロー
ル、１１は熱圧着ロールに近接して設けた熱セツ
トするための収縮防止ロール、１２は巻取機、１
３は巻取られた不織布を示す。ポリプロピレン繊
維の場合、冷延伸であつても延伸倍率を大きくす
ると共に糸条の単糸強度は増加する。一般に最大
延伸倍率としては４〜７倍程度であり、糸条の単
糸強度は６〜7g／ｄに達する。延伸比を最大延
伸倍率の近傍まで大きくすると、確かに糸条の単
糸強度は大きくなるが、延伸と共に加熱時の熱収
縮率は増大する。熱延伸の場合は既に述べたよう
に熱圧着性が悪くなる為、高強力ノーバインダー
不織布を製造する為には、糸条の熱収縮率が小さ
く、かつ未延伸糸と比較して単糸強度が大きい延
伸倍率が1.5〜2.5倍程度が最適であつたが、本発
明による収縮防止ロールを介して熱圧着スールか
ら不織布をはがす事により延伸倍率が〜３倍程度
迄幅方向の収縮もなく、延伸倍率の高い分だけ単
糸強度の大きい糸条を用いて熱圧着する事が可能
となつたものである。収縮防止ロールとしては上
下１対の熱圧着ロールの出口側に近接して設置す
る。収縮防止ロールはモーターによる駆動あるい
はフリーロールであつても、熱セツト条件を調節
できるものであれば固定バーであつてもよい。収
縮防止ロールは上あるいは下の熱圧着ロールのど
ちら側に設けてもよい。収縮防止ロールの設置位
置として、熱圧着ロールの近傍に設けるとは、ウ
エブがある一定の距離だけ熱圧着ロールの片側上
に密着して走行したのち、収縮防止ロールを介し
て圧着ウエブがロールよりはがされる位置であ
る。通常熱圧着ロールに密着していても良い。し
たがつて、このような作用を達すればよいので、
ロールが回転するものも回転しないものも、当然
に使用できる。不織布が熱圧着ロール上で熱セツ
トされる時間は0.2秒以上必要であり、熱セツト
した不織布をロールから剥がす為に収縮防止ロー
ルを介して巻取るのが好ましい。熱セツト時間は
熱圧着ロールの周速、熱圧着部と収縮防止ロール
との間の距離によりある程度自由に変更する事が
可能であり、熱セツト時間を0.2秒以上となる運
転条件を選択する必要がある。収縮防止ロールを
介する事により従来延伸比が2.5倍程度しか幅方
向の収縮なしには熱圧着できなかつたものが、３
倍程度迄の延伸糸を用いても熱圧着時の熱収縮を
防止する事が出来、高強力不織布が得られるよう
になつたものである。収縮防止ロールを介すると
2.5〜３倍の延伸比を有する冷延伸糸であつても
幅方向に収縮としては、ポリプロピレン延伸糸の
熱収縮応力が小さい事が考えられ、熱圧着直後に
ロールからはがされる場合と比較して熱圧着ロー
ル上に密着している間はポリプロピレンの粘着力
によりロール表面上での収縮が押えられ、かつ、
熱圧着ロールの熱によりセツトされる為、収縮せ
ずに熱圧着できるものと考えられる。延伸倍率が
３倍を超えると、さらにポリプロピレン繊維の熱
収縮応力が大きくなる為か、熱圧着ロール〜収縮
防止ロール間で、ロールからウエブがはがれて収
縮を生ずる現象が観察され、収縮防止効果はな
い。 本発明による不織布はポリプロピレン長繊維か
らなり、延伸糸を用いたノーバインダー高強力不
織布が得られる為、特に細デニール（３デニール
以下）タイプが接着性から見て好ましく、高強力
を利用した包装材料等に用いる事が出来る。 以下本発明を実施例によつて説明する。 実施例 １ ポリプロピレンとしてチツソ社製S5056（22万
５千）を用い、0.23φ×68ホールの紡口を４錘用
い、1Gd（第１ゴテツトロール）速度500ｍ／分、
2Gd（第２ゴテツトロール）速度１，500ｍ／分、
136g／分の全吐出量で280℃で押出し延伸した。 この時の押出分子量は15万であり、強度3.6g／
ｄ、伸度91％を示した。2Gdを出た糸条は矩型ス
リツト型エアーサツカーを通してコロナ放電にて
強制帯電させてネツトコンベア上に積層堆積させ
た。目付が25g／m²になるようネツトコンベアの
速度を調整し、上側が織目調、下側がフラツトの
熱圧着ロールにて148℃／150℃で圧着したのち、
下側の熱圧着ロールに約200mm密着させたまま進
行させた後、フリーロールを通して引きはがした
のち巻取機にて巻取つた。この時不織布は目付
23g／m²、タテ方向の引張強力1.9Kg／３cm幅、伸
度31％、ヨコ方向の引張強力5.2Kg／３cm幅、伸
度23％を示した。 実施例 ２ ポリプロピレンとして旭化成工業製M1300（粘
度平均分子量23万）に分子量低下剤としてジ−ｎ
−ブチルスズマレート200ppm混入させたポリマ
ーを用いて押出分子量を10万とし、実施例１の装
置を用い引取エアーサツカーとして丸型個別サツ
カーを４本用い、コロナ放電と衝突板を用いて分
散させてウエブ化し、目付30g／m²の不織布を得
た。 延伸比を変えた時の不織布の物性を第１表の本
発明Ａ〜Ｄ迄示す。延伸比と共に不織布の引張強
力が増加している事がわかる。延伸比2.5〜3.0倍
では収縮防止ロールを用いない場合、幅方向に収
縮が発生する（比較例Ｅ〜Ｆ）。 延伸比3.5倍の場合、収縮防止ロールを用いて
も幅方向に収縮が生じ（比較例Ｇ）効果は確認で
きなかつた。幅方向に10％以上収縮した場合、風
合の硬いゴワゴワしたものしか得られなかつた。
延伸比を３倍とした時の熱セツト時間による幅収
縮率を第２表に示す。熱セツト時間で0.2秒以上
であれば、ほとんど幅方向の収縮率も見られなか
つた。

【表】

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図に本発明による不織布の製造装置の工程
を示す。図中１はチツプホツパー２は押出機、３
はスピンヘツド、４は冷風チヤンバー、６は第１
引取ロール、７は第２引取ロール、８はエアーサ
ツカー、９はネツトコンベア、１０，１０′は熱
圧着ロール、１１は収縮防止ロール、１２は巻取
機、１３は巻上がつた不織布である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ポリプロピレンを紡糸、延伸した長繊維から
   なる熱圧着不織布の製造方法において、押出分子
   量が10万〜15万のポリプロピレンを延伸倍率2.5
   〜３倍で延伸した長繊維を用い、長繊維からなる
   ウエブを熱圧着ロールにより熱圧着し、引続いて
   熱圧着した不織布を収縮防止ロールを用いて熱圧
   着ロール上を沿わせながら熱圧着ロール上で0.2
   秒以上熱セツトしたのち巻取ることを特徴とする
   ポリプロピレン不織布の製造方法。 ２ ポリプロピレン長繊維が実質的に延伸倍率
   2.5〜３倍の冷延伸繊維を用いることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のポリプロピレン不
   織布の製造方法。