JPH07278944A - 熱接着可能な繊維の製造法 - Google Patents

熱接着可能な繊維の製造法

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JPH07278944A
JPH07278944A JP7064086A JP6408695A JPH07278944A JP H07278944 A JPH07278944 A JP H07278944A JP 7064086 A JP7064086 A JP 7064086A JP 6408695 A JP6408695 A JP 6408695A JP H07278944 A JPH07278944 A JP H07278944A
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fiber
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    • D01F6/02Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
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    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 改良された熱接着力を有する繊維の製造法を
提供する。 【構成】 溶融ポリマーを、少なくとも1つのオリフィ
スを含む紡糸口金を有する紡糸口金面を通して押出し、
流動溶融ポリマーが該オリフィスからの出現後に凝固さ
れて繊維とする際に、溶融ポリマーフィラメントを、オ
リフィスからの出現後直ちに、1×10-4〜100W/cm2の電
磁エネルギーに暴露する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、繊維の製造法、特に、
繊維材料の熱接着可能な繊維の、改良された製造法に関
するものである。
【0002】
【従来技術】幾つかの熱可塑性材料の繊維は、不織布等
の熱接着製品を製造する際に、種々な方法により、広範
に使用されている。カレンダリング及びスパンボンディ
ング等の前記方法には、繊維が、その繊維のもとである
特定のポリマーの融点よりも低い温度で熱接着する能力
を有すること、並びに繊維及びそれから製造された製品
が、老化、ガス退色により起こる黄変及び変色、及び酸
化に対する抵抗性を有することが必要とされる。添加剤
を繊維ポリマーに導入すること、紡糸温度を上げるこ
と、2種の成分を含む繊維を形成すること及び繊維表面
を改質すること等の、繊維の熱接着力を改良する種々な
試みが行われている。例えば、Pellegriniらによる米国
特許第4,473,677 号には、3,3',4,4'-ベンゾフェノンテ
トラカルボン酸二無水物又はそのアルキル誘導体をポリ
オレフィンに添加し、それから製造された繊維の熱接着
の改良が開示されている。しかしながら、高温での紡糸
の間には重大な問題点が生じ、比較的ゆっくりした紡糸
速度が要求される。
【0003】他の方法は、繊維ポリマーに、オリゴマー
及びワックス等の低融点の材料を添加することである。
この方法の不利な点は、その方法が、ゲルが繊維中に形
成されないように材料の十分な混合を確保するように変
更されなければならないことである。繊維を2種の異な
るポリマーから形成する方法において、繊維の一方の成
分は、他方の成分よりも融点が低く、かつより高い融点
を有する他方の成分の表面を覆う。一般に、これらの繊
維は、“シース−コア”又は“並列(side by side)”の
二成分繊維と呼ばれている。融点が低い方の成分が、繊
維コアの融点よりも低い温度での熱接着を可能にする。
【0004】他の方法は、形成された繊維の表面を改質
することである。典型的には、これらの繊維は、“スキ
ン繊維”等のただ1種の繊維ポリマーを含む。その繊維
表面の改質は、照射、プラズマ処理、オゾン処理、コロ
ナ放電処理及び化学処理等の種々の方法を用いて行うこ
とができる。典型的な溶融紡糸方法において、ポリマー
を押出機中においてその融点まで加熱し、その溶融ポリ
マーを、一定の速度で、加圧下において、所望の直径を
有する1以上のオリフィスを含む紡糸口金を通して押出
し、それにより、溶融ポリマーのフィラメントが製造さ
れる。その溶融ポリマーフィラメントは、紡糸口金面か
ら下方の、ガス(一般には空気)冷却流中に供給され
る。溶融ポリマーフィラメントを冷却により凝固させ
て、繊維を形成する。用いた紡糸方法により、例えばス
パンボンド法においては、繊維は散布されて、繊維ウェ
ブが形成され、直接接着される。あるいはまた、ロング
スピン法(long spin method)においては、繊維が集めら
れ、必要な場合には延伸されて、その分子構造が配向さ
れ、その後、ボビン上に巻かれる。その後、接着又はカ
レンダリングが、別の段階において行われる。一般に、
化学処理又は照射処理による表面改質等の、フィラメン
ト又は繊維に処理されるなんからのタイプの改質を行う
場合、フィラメント又は繊維の改質は、溶融ポリマーを
冷却により凝固させて、繊維を形成した後に、即ち予備
成形された繊維自体に行われる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題及びその課題を解決する
ための手段】繊維の熱接着力は、フィラメント及び繊維
の形成後にそれらを処理するのではなく、フィラメント
の形成の間に繊維ポリマーを処理することにより強化さ
れ得ることが見出された。本発明の方法は、ロングスピ
ン、ショートスピン、スパンボンド及びメルトブロー繊
維製造法等の、具体的な繊維製造法に限定されない。ま
た、前記紡糸方法は、酸素又は窒素の存在、不存在等
の、特定の紡糸環境において行われるようには限定され
ていない。本出願人は、改良された熱接着力を有する繊
維は、溶融繊維ポリマーフィラメントを紡糸口金オリフ
ィスからの出現後直ちに電磁線で照射することにより、
低紡糸温度及び高紡糸速度で製造することができること
を見出した。従って、本発明により、前記溶融ポリマー
フィラメントを、紡糸口金面において、1×10-4〜100W
/cm2の電磁エネルギーに暴露することを含む、改良され
た、熱接着可能な繊維の製造法が提供される。
【0006】以下、本発明について、図面を参照しなが
ら、更に詳細に説明する。ここで用いる“紡糸口金面”
という表現は、紡糸ラインの上方部分、及び紡糸口金に
存在する、所望の直径を有する1以上のオリフィスから
の溶融材料の出口を含むものであることを意図するもの
である。ここで用いる“繊維ポリマー”という表現は、
紡糸されてフィラメントとなり、繊維が生産され得る全
てのポリマーを意味する。本発明に従って繊維を製造す
る際に使用される典型的な溶融紡糸装置である図1を参
照すると、繊維ポリマーは、ホッパー1に装填され、そ
の後、公知又は従来の型の押出機2の中に供給される。
前記押出機は、一軸又は多軸スクリューを含み、かつポ
リマーがその融点まで加熱される、バレルの長さに沿っ
た帯域におけるバレル温度を調節する装置を備えつけた
ものである。その後、溶融ポリマーは、一定の速度で、
1以上のオリフィスを含む加熱された紡糸口金4に送り
込まれる計量ポンプ3に供給される。紡糸口金面から下
向に押出された流動溶融ポリマーフィラメントを、照射
源5からの電磁線に暴露させる。前記照射源は、その源
が紡糸口金面を取り囲むように位置している。その後、
溶融ポリマーフィラメントを冷却により凝固させて、繊
維6を形成する。
【0007】典型的に、本発明の方法により製造された
フィラメントは、結合されて、1以上の種々の太さの繊
維になる。一般に、1種のフィラメントから製造された
繊維はモノフィラメント繊維と呼ばれ、1種よりも多く
のフィラメントから製造された繊維はマルチフィラメン
ト繊維と呼ばれる。本発明の方法に従って製造された繊
維のスパンデニールは、1〜50dpf (フィラメントあた
りのデニール)である。デニールとは、繊維9000m あた
りの重量(g) である。
【0008】典型的に、本発明において有用な繊維形成
ポリマーは、繊維を製造するために使用される全てのポ
リマーであってもよい。好ましくは、繊維ポリマーは、
ポリエチレン、ポリプロピレン、プロピレンとエチレン
とのランダムコポリマー、ポリイソブチレン、ポリアミ
ド、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポ
リアクリレート及びそれらの混合物である。最も好まし
いのは、ポリプロピレン、及びプロピレンとエチレンと
のランダムコポリマーである。本発明の工程において、
電磁線は、紫外線、可視線及び赤外線であってもよい。
輻射照度として言及された、フィラメントに到達する電
磁エネルギーの全量は、照射源とフィラメントの間の距
離を変えること、その源から放出される波長を変えるこ
と、及びその源の電力、強度を変えることにより調節す
ることができる。本発明において、フィラメントに到達
する電磁エネルギーの全量は、1×10-4〜100W/cm2、好
ましくは1×10-2〜50W/cm2 、最も好ましくは1×10-1
〜10W/cm 2 である。従来の添加剤を繊維形成ポリマーと
ブレンドして、本発明の熱接着可能な繊維を製造しても
よい。そのような添加剤として、安定剤、酸化防止剤、
滑り防止剤、帯電防止剤、難燃剤、核剤、顔料、汚染防
止剤及び光増感剤等がある。本発明は、以下の実施例を
参照することにより、より詳細に説明されるであろう。
【0009】
【実施例】実施例1 100ppm重量のイルガノックス1010 (テトラキス [メチレ
ン(3,5- ジ-tert-ブチル-4- ヒドロキシヒドロシンナメ
ート)]メタン安定剤) 、1000ppm 重量のイルガホス168
(トリス-(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル) ホスフィット
安定剤) 及び1000ppm 重量のステアリン酸カルシウムに
より安定化したプロファックスP-165(プロピレンホモポ
リマー) の繊維を製造するために、該ポリマー組成物を
窒素ブランケット下においてホッパー中に装填した。次
いで、前記ポリマーを、一軸スクリュー押出機中に供給
して、その融点まで加熱した。続いて、その溶融ポリマ
ーを、計量ポンプ(meter pump)に供給し、一定速度で、
加圧下において、直径0.051cm (0.020インチ) のオリフ
ィスを有する紡糸口金へ送り込んだ。紡糸口金のオリフ
ィスから押出された溶融ポリマーフィラメントは、0.88
W/cm2 の紫外線に暴露した。前記溶融ポリマーフィラメ
ントを、冷却により凝固して、モノフィラメント繊維と
し、ゴデッドの上に集めた。加工条件は、 押出機供給部の温度 220℃ 計量ポンプの温度 300℃ 紡糸口金の温度 300℃ 繊維スパンデニール 2g/9000m ゴデッド巻取り速度 1000m/ 分 とした。その後、上記で製造したモノフィラメント繊維
の接着強さを、下記の手順に従って試験した。前記繊維
を、400mm の長さに切断した。そのサンプルは、重量が
0.160 〜0.170gであった。その後、前記繊維を、機械的
に80回撚り、半分に折った。その束を、手で6回撚り、
それ自体に巻き上るようにした。そのサンプルを、セン
チネル型1212ヒートシーラーにおいて、40psi で、1.50
秒間、所望の温度で接着させた。接着したセグメントを
分離するのに必要な力(g)をインストロン型114 万能
試験機により測定した。結果を下記の表1に記載した。比較例1 繊維を、紡糸口金の面から押出された溶融ポリマーフィ
ラメントを紫外線に暴露しなかった以外は、同一の成分
及び加工条件を用いて、実施例1の方法に従って製造し
た。接着強さ測定用サンプルを、実施例1の方法に従っ
て製造し、試験した。熱接着(thermal bonding) の結果
を下記の表1に記載した。 表1 接着温度 135 ℃ 140℃ 145℃ 150℃ 実施例1 528g 553g 896g 1650g 比較例1 328g 402g 556g 985g 本発明の繊維の接着強さは、低い接着温度の時でさえ、
同一の接着温度での比較例1の繊維の接着強さよりも実
質的に高いことが分かる。
【0010】実施例2 イルガノックス1076 (オクタデシル-3-(3',5'-ジ-tert-
ブチル-4'-ヒドロキシフェニル) プロパノエート) 、10
0ppm重量のイルガノックス1010 (テトラキス [メチレン
(3,5- ジ-tert-ブチル-4- ヒドロキシヒドロシンナメー
ト)]メタン安定剤) 、1000ppm 重量のイルガホス168(ト
リス-(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル) ホスフィット安定
剤) 及び1000ppm 重量のステアリン酸カルシウムにより
安定化した、2.9g/10 分のMFR を有するプロピレンホモ
ポリマーの繊維を、下記加工条件: 押出機供給部の温度 220℃ 計量ポンプの温度 275℃ 紡糸口金の温度 275℃ 繊維スパンデニール 9g/9000m ゴデッド巻取り速度 1000m/ 分 紫外線 2.8W/cm2 を用いた以外は実施例1の方法に従って、製造した。接
着強さ測定用サンプルを、実施例1の方法に従って製造
し、試験した。
【0011】比較例2 繊維を、紡糸口金の面から押出された溶融ポリマーフィ
ラメントを紫外線に暴露しなかった以外は、同一の成分
及び加工条件を用いて、実施例2の方法に従って製造し
た。接着強さ測定用サンプルを、実施例1の方法に従っ
て製造し、試験した。熱接着の結果を下記の表2に記載
した。 表2 接着温度 130 ℃ 140℃ 145℃ 150℃ 実施例2 269g 534g 1033g 1958g 比較例2 160g 236g 271g 492g 本発明の繊維は、比較例2の繊維と比べて、より良好な
接着強さを表した。
【0012】実施例3 イルガノックス1076 (オクタデシル-3-(3',5'-ジ-tert-
ブチル-4'-ヒドロキシフェニル) プロパノエート) 、10
0ppm重量のイルガノックス1010 (テトラキス [メチレン
(3,5- ジ-tert-ブチル-4- ヒドロキシヒドロシンナメー
ト)]メタン安定剤) 、1000ppm 重量のイルガホス168(ト
リス-(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル) ホスフィット安定
剤) 及び1000ppm 重量のステアリン酸カルシウムにより
安定化したプロファックスP-165 プロピレンホモポリマ
ーの繊維を、下記加工条件: 押出機供給部の温度 220℃ 計量ポンプの温度 300℃ 紡糸口金の温度 300℃ 繊維スパンデニール 2g/9000m ゴデッド巻取り速度 4000m/ 分 紫外線 0.88W/cm2 を用いた以外は、実施例1の方法に従って製造した。熱
接着強さ測定用サンプルを、実施例1の方法に従って製
造し、試験した。結果を下記の表3に記載した。
【0013】比較例3 繊維を、紡糸口金の面から押出された溶融ポリマーフィ
ラメントを紫外線に暴露しなかった以外は、同一の成分
及び加工条件を用いて、実施例3の方法に従って製造し
た。接着強さ測定用サンプルを、実施例1の方法に従っ
て製造し、試験した。熱接着の結果を下記の表3に記載
した。 表3 接着温度 135 ℃ 140℃ 145℃ 150℃ 実施例3 528g 553g 896g 1650g 比較例3 328g 403g 556g 985g 本発明の繊維は、比較例3の繊維と比べて、より良好な
接着強さを表した。
【0014】実施例4 100ppm重量のイルガノックス1010 (テトラキス [メチレ
ン(3,5- ジ-tert-ブチル-4- ヒドロキシヒドロシンナメ
ート)]メタン安定剤) 、1000ppm 重量のイルガホス168
(トリス-(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル) ホスフィット
安定剤) 及び1000ppm 重量のステアリン酸カルシウムに
より安定化したプロファックスP-165(プロピレンホモポ
リマー) の繊維を、下記加工条件: 押出機供給部の温度 220℃ 計量ポンプの温度 250℃ 紡糸口金の温度 250℃ 繊維スパンデニール 2g/9000m ゴデッド巻取り速度 2250m/ 分 紫外線 0.88W/cm2 を用いた以外は、実施例1の方法に従って製造した。熱
接着強さ測定用サンプルを、実施例1の方法に従って製
造し、試験した。結果を下記の表4に記載した。
【0015】比較例4 繊維を、紡糸口金の面から押出された溶融ポリマーフィ
ラメントを紫外線に暴露しなかった以外は、同一の成分
及び加工条件を用いて、実施例4の方法に従って製造し
た。接着強さ測定用サンプルを、実施例1の方法に従っ
て製造し、試験した。熱接着の結果を下記の表4に記載
した。 表4 接着温度 130 ℃ 140℃ 145℃ 実施例4 196g 341g 533g 比較例4 132g 291g 350g 本発明の繊維は、比較例4の繊維と比べて、より良好な
接着強さを表した。
【0016】本発明の方法に従って製造された熱接着可
能な繊維は、スパンボンド法及びメルトブロー法による
不織布製造の際に使用することができる。不織布は、幼
児看護用製品及び成人失禁用製品等の身体衛生製品、手
術用ガウンカバー及び靴カバー等の保護覆い、並びに使
い捨ての医療製品及び衣類製品の生産に有用である。こ
こに開示した本発明の他の特徴、利点及び実施態様は、
上記の開示部分を読むことにより通常の当業者には容易
に明らかとなるであろう。本件に関して、本発明の具体
例をかなり詳細に記載してきたが、記載及び請求された
本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、これらの実
施態様の変更及び改良を加えることが可能である。
【0017】
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、本発明の工程において用いた溶融紡
糸装置の図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 D06M 10/00

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶融ポリマーを、少なくとも1つのオリ
    フィスを含む紡糸口金面を有する紡糸口金を通して押出
    し、そのオリフィスを通して流動溶融ポリマーを出現さ
    せ、その後凝固させて、繊維にする熱接着可能な繊維の
    製造法であって、その溶融ポリマーフィラメントを1×
    10-4〜100W/cm2の電磁エネルギーに暴露することを特徴
    とする製造法。
  2. 【請求項2】 前記熱接着可能な繊維が、ポリエチレ
    ン、ポリプロピレン、プロピレンとエチレンとのランダ
    ムコポリマー、ポリイソブチレン、ポリアミド、ポリエ
    ステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリレ
    ート及びそれらの混合物からなる群から選択されたポリ
    マーを含む請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 電磁エネルギー源が、紫外線、可視線及
    び赤外線から選択される請求項1に記載の方法。
  4. 【請求項4】 電磁エネルギー源が紫外線である請求項
    3に記載の方法。
  5. 【請求項5】 電磁エネルギーが1×10-2〜50W/cm2
    ある請求項1に記載の方法。
  6. 【請求項6】 電磁エネルギーが1×10-1〜10W/cm2
    ある請求項1に記載の方法。
  7. 【請求項7】 請求項1の方法に従って製造された熱接
    着可能な繊維。
  8. 【請求項8】 前記フィラメントが、紡糸口金面から下
    向に出現する請求項1に記載の方法。
  9. 【請求項9】 i)溶融ポリマーを、紡糸口金面を通して
    押出して、複数の溶融ポリマーフィラメント形成するこ
    と、ii) その溶融ポリマーフィラメントを、1×10-4
    100W/cm2の電磁エネルギーに暴露すること、及びiii)そ
    の溶融ポリマーフィラメントを凝固させて、熱接着可能
    な繊維にすることを含む、熱接着可能な繊維の製造法。
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