JPH06192953A - ポリオレフイン系極細繊維不織布及びその製造方法 - Google Patents

ポリオレフイン系極細繊維不織布及びその製造方法

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JPH06192953A
JPH06192953A JP4359557A JP35955792A JPH06192953A JP H06192953 A JPH06192953 A JP H06192953A JP 4359557 A JP4359557 A JP 4359557A JP 35955792 A JP35955792 A JP 35955792A JP H06192953 A JPH06192953 A JP H06192953A
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polyolefin
polymer
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high pressure
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Koichi Nagaoka
Nobuo Noguchi
So Yamaguchi
創 山口
信夫 野口
孝一 長岡
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Unitika Ltd
ユニチカ株式会社
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 ポリオレフイン系重合体からなる平均繊維径
が0.1〜10.0μmの極細繊維から構成され,かつ
構成繊維同士が三次元的に交絡していることを特徴とす
るポリオレフイン系系極細繊維不織布。 【効果】 機械的特性,寸法安定性,柔軟性が優れ,産
業資材用や衣料用の素材として好適である。

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【産業上の利用分野】本発明は,ポリオレフイン系重合
体からなり,機械的特性,寸法安定性,柔軟性が優れ,
産業資材用や衣料用の素材として好適なポリオレフイン
系極細繊維不織布と,それを効率良く製造する方法に関
するものである。

【0002】

【従来の技術】従来から,例えばポリプロピレンに代表
されるポリオレフイン系重合体を用いメルトブローン法
により製造されたポリオレフイン系極細繊維不織布が知
られている。メルトブローン法とは,溶融紡糸口金が溶
融ポリマを吐出すると同時に高温の高圧空気流により溶
融紡出されたポリマ流を牽引・細化して極細繊維を得る
方法で,例えばインダストリアル アンド エンジニア
リング ケミストリの第48卷第8号第1342〜13
46頁(1956年)にはメルトブローン法の基本的な
装置及び方法が開示されており,このメルトブローン法
は,極めて細い繊維を得ることができるため各種の素材
を得るに関して適用されている。しかしながら,このメ
ルトブローン法により得られた前記ポリオレフイン系極
細繊維不織布は,各種の生活関連素材や産業資材用素材
として広範に用いられているものの,機械的特性が劣る
という問題を有していた。一方,通常の繊維形成性熱可
塑性重合体を用いメルトブローン法により製造された極
細繊維不織布に熱エンボスローラを用いて構成繊維間に
部分熱圧着処理を施すことにより,不織布の機械的特性
を向上させ得ることが知られている。しかしながら,こ
の熱エンボスローラを用いて構成繊維間に部分熱圧着処
理を施して得た不織布は,機械的特性は向上するもの
の,柔軟性が損なわれるという問題を有していた。

【0003】

【発明が解決しようとする課題】本発明は,前記問題を
解決し,機械的特性,寸法安定性,柔軟性が優れ,産業
資材用や衣料用の素材として好適なポリオレフイン系極
細繊維不織布と,それを効率良く製造することができる
方法を提供しようとするものである。

【0004】

【課題を解決するための手段】本発明者らは前記問題を
解決すべく鋭意検討の結果,本発明に到達した。すなわ
ち,本発明は,ポリオレフイン系重合体からなる平均繊
維径が0.1〜10.0μmの極細繊維から構成され,
かつ構成繊維同士が三次元的に交絡していることを特徴
とするポリオレフイン系系極細繊維不織布,を要旨とす
るものである。また,本発明は,メルトブローン法によ
りポリオレフイン系極細繊維不織布を製造するに際し,
ポリオレフイン系重合体を溶融紡出し,溶融紡出された
ポリマ流を溶融温度より20〜50℃高い温度の高圧空
気流により牽引・細化し,冷却した後,移動する捕集面
上に捕集・堆積させてウエブとし,次いで得られたウエ
ブに高圧液体流処理を施して構成繊維同士を三次元的に
交絡させることを特徴とするポリオレフイン系極細繊維
不織布の製造方法,を要旨とするものである。

【0005】次に,本発明を詳細に説明する。本発明に
おけるポリオレフイン系重合体とは,炭素原子数2〜1
8の脂肪族α−モノオレフイン,例えばエチレン,プロ
ピレン,ブテン−1,ペンテン−1,3−メチルブテン
−1,ヘキセン−1,オクテン−1,ドデセン−1,オ
クタデセン−1からなるホモポリオレフイン重合体であ
る。脂肪族α−モノオレフインは,他のエチレン系不飽
和モノマ,例えばブタジエン,イソプレン,ペンタジエ
ン−1・3,スチレン,α−メチルスチレンのような類
似のエチレン系不飽和モノマが共重合されたポリオレフ
イン系共重合体であってもよい。また,ポリエチレン系
重合体の場合には,エチレンに対してプロピレン,ブテ
ン−1,ヘキセン−1,オクテン−1又は類似の高級α
−オレフインが10重量%以下共重合されたものであっ
てもよく,ポリプロピレン系重合体の場合には,プロピ
レンに対してエチレン又は類似の高級α−オレフインが
10重量%以下共重合されたものであってもよいが,前
記これらの共重合物の共重合率が前記重量%を超えると
共重合体の融点が低下し,これらの共重合体を用いて得
た不織布を高温条件下で使用したときに,機械的特性や
寸法安定性が低下するので好ましくない。なお,本発明
において,ポリオレフイン系重合体には,必要に応じ
て,例えば艶消し剤,顔料,防炎剤,消臭剤,光安定
剤,熱安定剤,酸化防止剤等の各種添加剤を本発明の効
果を損なわない範囲内で添加することができる。

【0006】本発明における前記ポリオレフイン系重合
体からなる極細繊維は,平均繊維径が0.1〜10.0
μmのものであり,平均繊維径が0.1μm未満である
と製糸性が低下し,一方,平均繊維径が10.0μmを
超えると得られたウエブの風合いが硬くなって柔軟性に
富む不織布を得ることができず,いずれも好ましくな
い。

【0007】本発明における前記極細繊維からなる不織
布は,構成繊維同士が三次元的に交絡しているものであ
る。この三次元的交絡とは,公知のいわゆる高圧液体流
処理により形成されるものであって,これにより不織布
としての形態が保持される。この不織布では,メルトブ
ローン法の製糸工程で紡出繊維間に必然的に生じる融着
部が高圧液体流の作用力により破壊され,繊維間に十分
な三次元交絡が形成されるため,熱圧着部位が存在しな
くても十分な機械的特性と寸法安定性を有し,かつ柔軟
性に富むものとなるのである。

【0008】本発明における前記極細繊維からなる不織
布は,公知のいわゆるメルトブローン法により効率良く
製造することができる。すなわち,ポリオレフイン系重
合体をメルトブローン法で溶融紡出し,溶融紡出された
ポリマ流を溶融温度より20〜50℃高い温度の高圧空
気流により牽引・細化し,冷却した後,移動する捕集面
上に捕集・堆積させてウエブとし,次いで得られたウエ
ブに高圧液体流処理を施して構成繊維同士を三次元的に
交絡させるのである。本発明の製造方法においては,前
記ポリオレフイン系重合体として溶融紡出が可能でかつ
繊維形成性を有するものを採用する。特に,ポリエチレ
ン系重合体の場合には,ASTM D1238(E)に
記載の方法で測定したメルトインデツクスが25g/1
0分以上,好ましくは50g/10分以上のものを採用
するのがよく,また,ポリプロピレン系重合体の場合に
は,ASTM D1238(L)に記載の方法で測定し
たメルトフローレート値が100g/10分以上,好ま
しくは200g/10分以上のものを採用するのがよ
い。このメルトインデツクスが25g/10分未満ある
いはこのメルトフローレート値が100g/10分未満
であると重合体の重合度が高過ぎるために製糸工程にお
いて溶融紡糸口金面でのポリマ玉が発生したりして製糸
性が低下し,極細繊維の形成が困難となり,しかも繊維
形成に要するエネルギが大となるので好ましくない。な
お,ポリプロピレン系重合体の場合,このメルトフロー
レート値が高過ぎると重合度が低過ぎるために紡出繊維
の均整度が低下して安定した製糸性を得ることができ
ず,したがって,このメルトフローレート値が800g
/10分以下,好ましくは700g/10分以下のもの
を採用するのがよい。

【0009】メルトブローン法で溶融紡出するに際し,
溶融紡出されたポリマ流を牽引・細化する高圧空気流
は,その温度をポリマ流の溶融温度より20〜50℃高
い温度とし,この温度がポリマ流の溶融温度より+20
℃未満であると繊維構造の形成時に細化が不十分で極細
繊維の形成が困難となり,一方,この温度がポリマ流の
溶融温度より+50℃を超えると得られた不織布の機械
的特性が低下したり,極端な場合には紡出繊維が高圧空
気流により吹き飛ばされて短繊維化し,いずれも好まし
くない。

【0010】高圧液体流処理を施すに際しては,公知の
方法を採用することができる。例えば,孔径が0.05
〜1.0mm特に0.1〜0.4mmの噴射孔を多数配
列した装置を用い,噴射圧力が5〜150kg/cm2
Gの高圧液体を前記噴射孔から噴射する方法がある。噴
射孔の配列は,ウエブの進行方向と直交する方向に列状
に配列する。この処理は,ウエブの片面あるいは両面の
いずれに施してもよいが,特に片面処理の場合には,噴
射孔を複数列に配列し噴射圧力を前段階で低く後段階で
高くして処理を施すと,均一で緻密な交絡形態と均一な
地合いを有する不織布を得ることができる。高圧液体と
しては,水あるいは温水を用いるのが一般的である。噴
射孔とウエブとの間の距離は,1〜15cmとするのが
よい。この距離が1cm未満であるとウエブの地合いが
乱れ,一方,この距離が15cmを超えると液体流がウ
エブに衝突した時の衝撃力が低下し三次元的な交絡が十
分に施されず,いずれも好ましくない。この高圧液体流
処理は,連続工程あるいは別工程のいずれであってもよ
い。この高圧液体流処理により不織布の構成繊維同士が
三次元的に交絡するのであり,この交絡度の調整は高圧
液体流処理における噴射孔の構造,液体流の圧力と流量
等の諸条件により可能であるが,これら条件の他に,ウ
エブ形成工程の条件によっても可能である。すなわち,
メルトブローン法において紡糸口金から溶融紡出された
ポリマ流を高圧空気流で牽引・細化し,冷却した後,移
動する捕集面上に捕集・堆積させてウエブとするに際
し,紡糸口金と捕集面との間の距離に比例して交絡度は
変化し,例えばこの距離を大きくするにしたがいウエブ
を構成する繊維の自由度が増大して高圧液体流処理の効
果が発揮され易くなって交絡度が増大するのであり,し
たがって,この距離を調整することにより前記交絡度の
調整をすることができるのである。なお,高圧液体流処
理を施すに際し,ウエブを担持するスクリーンのメツシ
ユあるいは織組織を適宜変更することにより,不織布の
組織あるいは柄を変更することもできる。

【0011】高圧液体流処理を施した後,ウエブから過
剰水分を除去し,次いで,乾燥・熱処理して最終製品と
する。この過剰水分を除去するに際しては公知の方法を
採用することができ,例えばマングルロール等の絞り装
置を用いて過剰水分をある程度除去する。また,乾燥を
するに際しても公知の方法を採用することができ,例え
ば連続熱風乾燥機等の乾燥装置を用いて残余の水分を除
去する。さらに,熱処理をするに際しては,連続熱風乾
燥機等の乾燥装置を用いた乾熱処理の他に,必要に応じ
て湿熱処理としてもよい。なお,乾燥・熱処理における
温度と時間等の条件を選択するに際しては,単なる水分
除去にとどまらず必要に応じて不織布に適度の収縮を許
容するように選択することもできる。

【0012】

【実施例】次に,実施例に基づき本発明を具体的に説明
するが,本発明は,これらの実施例によって何ら限定さ
れるものではない。実施例において,各特性値の測定を
次の方法により実施した。 融点(℃):パーキンエルマ社製示差走査型熱量計DS
C−2型を用い,昇温速度20℃/分の条件で測定し,
得られた融解吸熱曲線において極値を与える温度を融点
とした。 メルトフローレート値(g/10分):ASTM D1
238(L)に記載の方法に準じて測定した。 平均繊維径(μm):試料の電子顕微鏡写真を撮影して
求めた。 引張強力(kg)及び引張伸度(%):JIS−L−1
096Aに記載の方法に準じて測定した。すなわち,試
料長が10cm,試料幅が5cmの試料片10点を作成
し,各試料片毎に不織布の経方向について定速伸長型引
張試験機(東洋ボールドウイン社製テンシロンUTM−
4−1−100)を用い引張速度10cm/分で伸長
し,得られた切断時荷重値(kg)の平均値を引張強力
(kg),切断時伸長率(%)の平均値を引張伸度
(%)とした。 圧縮剛軟度(g):JIS−L−1096に記載のスト
リツプ法に準じて測定した。すなわち,試料長が10c
m,試料幅が5cmの試料片5点を作成し,各試料片毎
にそれぞれ横方向に曲げて円筒体とし,その端部を接合
して圧縮剛軟度測定用試料とし,各測定用試料毎に縦方
向について定速伸長型引張試験機(東洋ボールドウイン
社製テンシロンUTM−4−1−100)を用い圧縮速
度5cm/分で圧縮し,得られた最大荷重(g)の平均
値を圧縮剛軟度(g)とした。

【0013】実施例1 融点が160℃,メルトフローレート値が700g/1
0分のポリプロピレン重合体チツプを用い,メルトブロ
ーン法により不織布を製造した。すなわち,前記重合体
チツプを溶融し,これを紡糸口金から紡糸温度260
℃,単孔吐出量0.2g/分で紡出し,溶融紡出された
ポリマ流を高圧空気流により牽引・細化した。この高圧
空気流として温度300℃,圧力1.2kg/cm2
加熱空気を用いた。牽引・細化に引き続き,ポリマ流を
冷却し繊維に形成した後,紡糸口金から150cm離れ
た位置に配設されかつ速度6.7m/分で移動する金網
製ベルト上に捕集・堆積させてウエブとした。次いで,
得られたウエブを78メツシユの金網上に載置し高圧液
体流処理を施して構成繊維同士を三次元的に交絡させ
た。高圧液体流処理として,孔径0.12mmの噴射孔
が孔間隔0.6mmで3群配列で配設された高圧柱状水
流処理装置を用い,水圧25kg/cm2 の条件でウエ
ブの上方10cmの位置から柱状水流を作用させた。な
お,この処理は,ウエブの表裏から各々3回施した。次
いで,得られた処理ウエブからマングルロールを用いて
過剰水分を除去した後,ウエブに熱風乾燥機を用い温度
98℃の条件で乾燥処理を施し,不織布を得た。得られ
た不織布の特性を表1に示す。本発明の不織布は,表1
から明らかなように機械的特性,柔軟性が優れたもので
あった。

【0014】実施例2 メルトフローレート値を400g/10分,紡糸温度を
280℃,溶融紡出されたポリマ流を温度320℃,圧
力1.4kg/cm2 の加熱高圧空気流により牽引・細
化したこと,ウエブの上方20cmの位置から柱状水流
を作用させたこと以外は実施例1と同様にして,不織布
を得た。得られた不織布の特性を表1に示す。本発明の
不織布は,表1から明らかなように機械的特性,柔軟性
が優れたものであった。

【0015】実施例3 メルトフローレート値を200g/10分,紡糸温度を
295℃,溶融紡出されたポリマ流を温度330℃,圧
力1.5kg/cm2 の加熱高圧空気流により牽引・細
化したこと,水圧40kg/cm2 の条件でウエブの上
方25cmの位置から柱状水流を作用させたこと以外は
実施例1と同様にして,不織布を得た。得られた不織布
の特性を表1に示す。本発明の不織布は,表1から明ら
かなように機械的特性,柔軟性が優れたものであった。

【0016】比較実施例1 メルトフローレート値を60g/10分,紡糸温度を3
20℃,溶融紡出されたポリマ流を温度360℃,圧力
2.1kg/cm2 の加熱高圧空気流により牽引・細化
したこと,水圧60kg/cm2 の条件でウエブの上方
30cmの位置から柱状水流を作用させたこと以外は実
施例1と同様にして,不織布を得た。溶融紡出されたポ
リマ流を加熱高圧空気流により牽引・細化するに際し,
ポリマの重合度が高過ぎるために製糸工程において溶融
紡糸口金面でのポリマ玉が頻繁に発生して製糸性が低下
し,重合度が高過ぎるため加熱空気の温度と圧力を高め
ても極細繊維を形成することが困難であった。また,得
られた不織布の特性を表1に示す。得られた不織布は,
表1から明らかなように構成繊維同士の交絡が不十分な
ため機械的特性が劣り,しかも柔軟性も劣り,実用に供
することが困難なものであった。

【0017】実施例4 プロピレンにエチレンを4重量%ランダムに共重合した
融点が138℃,メルトフローレート値が200g/1
0分のポリプロピレン系共重合体チツプを溶融し,これ
を紡糸口金から紡糸温度295℃,単孔吐出量0.2g
/分で紡出し,溶融紡出されたポリマ流を温度320
℃,圧力1.5kg/cm2 の加熱高圧空気流により牽
引・細化し,ポリマ流を冷却し繊維に形成した後,紡糸
口金から25cm離れた位置に配設されかつ速度6.7
m/分で移動する金網製ベルト上に捕集・堆積させてウ
エブとし,次いで,得られたウエブを金網上に載置し高
圧液体流処理を施して構成繊維同士を三次元的に交絡さ
せた。高圧液体流処理としては,実施例3で用いたもの
と同じ高圧柱状水流処理装置を用い,同条件で柱状水流
を作用させた。なお,この処理は,ウエブの表裏から各
々3回施した。得られた不織布の特性を表1に示す。本
発明の不織布は,表1から明らかなように機械的特性,
柔軟性が優れたものであった。

【0018】比較例1 実施例2で得た高圧液体流処理を施す前の不織ウエブを
評価した。得られた不織ウエブの特性を表1に示す。こ
の不織ウエブは,表1から明らかなように機械的特性,
柔軟性が劣ったものであった。

【0019】比較例2 実施例2で得た高圧液体流処理を施す前の不織ウエブ
に,温度が110℃で圧接面積率が14.2%の熱エン
ボスローラを用いて部分熱圧着処理を施した。得られた
不織布の特性を表1に示す。得られた不織布は,表1か
ら明らかなように機械的特性は優れるものの,柔軟性が
劣ったものであった。

【0020】

【表1】

【0021】

【発明の効果】本発明のポリオレフイン系極細繊維不織
布は,ポリオレフイン系重合体からなる平均繊維径が
0.1〜10.0μmの極細繊維から構成され,かつ構
成繊維同士が三次元的に交絡しているものであって,機
械的特性,寸法安定性,柔軟性が優れ,産業資材用や衣
料用の素材として好適である。また,本発明のポリオレ
フイン系極細繊維不織布の製造方法によれば,前記不織
布を効率良く製造することができる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリオレフイン系重合体からなる平均繊
    維径が0.1〜10.0μmの極細繊維から構成され,
    かつ構成繊維同士が三次元的に交絡していることを特徴
    とするポリオレフイン系系極細繊維不織布。
  2. 【請求項2】 ポリオレフイン系重合体がポリプロピレ
    ン系重合体である請求項1記載のポリオレフイン系系極
    細繊維不織布。
  3. 【請求項3】 メルトブローン法によりポリオレフイン
    系極細繊維不織布を製造するに際し,ポリオレフイン系
    重合体を溶融紡出し,溶融紡出されたポリマ流を溶融温
    度より20〜50℃高い温度の高圧空気流により牽引・
    細化し,冷却した後,移動する捕集面上に捕集・堆積さ
    せてウエブとし,次いで得られたウエブに高圧液体流処
    理を施して構成繊維同士を三次元的に交絡させることを
    特徴とするポリオレフイン系極細繊維不織布の製造方
    法。
  4. 【請求項4】 ポリオレフイン系重合体としてメルトフ
    ローレート値が100〜800g/10分のポリプロピ
    レン系重合体を用いる請求項3記載のポリオレフイン系
    極細繊維不織布の製造方法。
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