JPH0816306B2 - ポリブチレンテレフタレート系ポリエステル繊維ウエブの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、良好な目付均一性と加熱時形態安定性を有
するメルトブローン法によるポリブチレンテレフタレー
ト系ポリエステル繊維ウエブを安定に製造する方法に関
するものである。

［従来の技術］ 熱可塑性樹脂を熱オリフイス状のノズルから溶融吐出
させ、これを、そのノズル近傍から噴出する高温高速の
気体によつて繊維化し、ついでシート状に捕集して不織
布を製造する方法は、特開昭49-10258号公報、特開昭49
-48921号公報、特開昭50-121570号公報等でメルトブロ
ーン法として種々提案されている。

また、ポリエステル樹脂をメルトブローン法で不織布
化する方法についても特公昭63-53309号公報や、特開昭
53-65471号公報等で提案されている。

特公昭63-53309号公報に開示される方法は、固有粘度
が0.50〜0.90のポリエステル重合体を加熱溶融後、紡糸
オリフイスから0.05〜0.50g/分／オリフイスの吐出量で
吐出させ、このオリフイス開口端近傍から、290〜350℃
に加熱されたガスを1.8〜6.0kg/cm²Ｇの高圧で噴出せし
めることにより、前記吐出ポリエステル重合体を牽引細
化して、固有粘度が0.45〜0.80でかつ下記一般式を満た
す平均繊維径0.8μから5.0μの極細繊維群を形成し、オ
リフイスからの距離20〜90cmの位置に設けた移動する捕
集面上でランダムウエブを形成するポリエステル極細繊
維ウエブの製造法である。尚一般式は 繊維の固有粘度≧重合体の固有粘度−0.2である。

この技術思想は明細書中にも記載されている如くポリ
エステル極細繊維ウエブ、特に強力と染色性に優れポリ
マー玉の発生が少なく、しかも巾方向における目付量分
布が均一なポリエステル極細繊維ウエブを製造すること
にある。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明者らの検討によれば前記のような従来技術に
は、次のような重要な問題点のある事が分つた。

すなわち、メルトブローンに供するポリエステル樹脂
がポリエチレンテレフタレート系ポリエステルである場
合においては、ほとんど問題とならないのであるが、ポ
リブチレンテレフタレート系ポリエステルである場合に
おいては、その融点が低く、結晶化速度が速い事による
と考えられる問題点がある。

噴出する気体温度が290℃以上の場合は、噴出口の近
傍にあるノズルオリフイス及びその導入部の温度も必然
的に290℃以上となつてポリマーの熱分解による重合度
低下が大きく、経時的な微小な温度変化によつてもポリ
マーの溶融粘度変化が大きく、メルトブローン調子がそ
れに応じて変化してしまう。例えば溶融粘度が小さくな
ればポリマー流の細化が進み、逆に溶融粘度が大きくな
れば細化が進みにくくなり、前者では平均的に繊度が小
さく、後者では大きくなる。そのため得られるウエブの
目付斑等の地合や風合、強力、染色性等が変動して、安
定な製造が困難となる。

また、噴出する気体圧力が1.8kg/cm²Ｇ以上と高いた
め、気体流速が速く、周囲から吸い込む２次エア量が大
きく、そのため吐出ポリマー流が繊維化して一旦シート
を形成してウエブ状に捕集されても、高速で多量に流れ
る気体流や吸い込み２次エアによつて、ウエブ表面の繊
維が乱されたり、場合によつてはウエブを切断してしま
つたりして均一なウエブ状での捕集が実質的に不可能と
なつてしまう。

これはポリブチレンテレフタレート系ポリエステルの
結晶化速度が速いためポリマー流が繊維化すると同時に
結晶化を完了するため、ポリマー流が高温高速の気体に
よつて繊維化する時に接触しても相互の融着の形成がポ
リエチレンテレフタレート系のポリエステルのように結
晶化速度の遅いものに比べると少なく、ウエブの形態安
定性が劣るためと考えられ、ポリブチレンテレフタレー
ト系ポリエステルに特有の現象である。

本発明の目的は、従来のポリエステル樹脂をメルトブ
ローン法でウエブ化する方法における前記の問題点を解
決して繊度斑による不織布性能の不均一さを生じること
なくまた、噴射される気体流（一般には空気流である）
や周囲から吸引によつて流れ込んでくる２次エア流によ
つて阻害される事なく、良好な目付均一性を有するポリ
ブチレンテレフタレート系ポリエステル繊維ウエブをメ
ルトブローン法によつて安定に製造する方法を提供する
ことにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明者らはポリエステル樹脂をメルトブローン法で
ウエブ化する方法、とりわけポリブチレンテレフタレー
ト系ポリエステル樹脂をメルトブローン法でウエブ化す
る方法について鋭意検討した結果本発明に到達したもの
である。

すなわち、本発明はポリブチレンテレフタレート系ポ
リエステルをオリフイス状ノズルから吐出させ、該ノズ
ル近傍から噴出する高温高速の気体によつて、繊維化し
ついでこれをシート状に捕集してウエブ化する方法にお
いて、溶融押出し温度を290℃以下とし、噴出する高温
高速気体の温度を250℃以上290℃未満かつ噴出圧力を0.
3kg/cm²Ｇ以上1.8kg/cm²Ｇ未満とすることを特徴とする
ポリブチレンテレフタレート系ポリエステル繊維ウエブ
の製造方法である。

本発明におけるポリブチレンテレフタレート系ポリエ
ステルとはテレフタル酸を主たる酸成分としブチレング
リコールを主たるグリコール成分とするポリエステルで
ある。その繰返し単位の少くとも80モル％がブチレンテ
レフタレートであるものをいう。好ましいものは、ブチ
レンテレフタレートのみからなるすなわちポリブチレン
テレフタレート（以下PBTと略記する。）である。これ
は、PBTがポリエステルの内でポリエチレンテレフタレ
ート系ポリエステル例えばポリエチレンテレフタレート
（以下PETと略記する）に比べ結晶化速度が非常に速い
からである。メルトブローン法においては高温高速の気
体で、溶融吐出されたポリマー流を吹き飛ばすことによ
つて細化・繊維化するものであるため細化時のポリマー
を非常に低粘度にする必要があつて、そのため低重合度
ポリマーが使われかつ、高温下で細化がなされる。した
がつて細化はスーパードロー的に急速に進むものの、分
子配向は進みにくく逆に配向緩和は容易に起るため比較
的分子配向の低い繊維化がなされている。このようなメ
ルトブローンに結晶化速度の遅いポリエステルであるPE
Tを適用すると、得られるメルトブローンウエブを形成
する繊維が結晶性の低いものであるため、ガラス転移点
以上の温度の熱が加わると大きく収縮して実用価値のな
いものとなつてしまう。PETについても配向結晶化を進
めてこのような熱収縮の少ないメルトブローンウエブを
得ることも不可能ではないが、その場合、一定ポリマー
流量に対する熱風流量を非常に大きくすることが先ず第
１に必要で、これは経済的に効率が悪いものとなつてし
まう。また過大な熱風によつて吹き飛ばされた繊維は短
い長さに切れて、メルトブローン部周辺に飛び散り、
“風綿”とか“フライ”と呼ばれるものが発生してシー
ト状に捕集されず安定な製造が事実上不可能になつてし
まう。

それに対してPBTは溶融状態から冷却固化する過程で
の結晶化速度が速いためメルトブローンにおけるような
繊維化条件でも充分に結晶化がなされるため、得られた
ウエブは加熱されてそのガラス転移点はもちろん融点近
傍までの温度においても大きな収縮の発生がない。これ
らが、本発明でポリブチレン系ポリエステルが用いられ
る理由である。

次に本発明において用いるメルトブローン装置の一例
について、その主要なダイ部分を第１図に示してメルト
ブローンによる繊維形成とウエブ作製について説明す
る。

エクストルーダー等で溶融押出しされたポリマー流は
適当なフイルター（第１図には図示せず）によつて濾過
された後、メルトブローンダイ（１）の溶融ポリマー導
入部（２）へ導びかれついで、オリフイス状ノズル
（３）から吐出される。これと同時に加熱気体導入部
（４）に導入された加熱気体は、メルトブローンノズル
ダイ（１）とリツプ（６）により形成された加熱気体噴
出スリツト（５）へ導かれここから噴出されて、前記吐
出ポリマー液に当つてこれを細化して繊維形成する。つ
いでこれをシート状に捕集してウエブを作成するもので
ある。

本発明においてポリマーを溶融押出する温度は290℃
以下としなければならない。すなわちPBT系ポリエステ
ルは溶融温度が290℃を越えると溶融時、熱や水分によ
つて、熱分解や加水分解を生じて容易にその重合度を低
下して、溶融粘度を大きく低下させかつその温度変化に
よる変動がしやすくなる。溶融粘度はメルトブローンに
おいては細化の進行に極めて大きく影響し、これが変動
しやすいため得られる繊維の繊度が変化してしまい、そ
れによつて形成されるウエブは目付斑等の地合、風合、
強力、染色性等が変化をしやすく、安定な製造が困難と
なつてしまう。

この熱分解や加水分解は溶融温度だけで一義的にその
進行が決まるものでなく滞留時間の影響をも加味して考
慮しなければならないが、いくら平均的な滞留時間が短
くなつたとしても、どうしても避け難いデツドスペース
に生じる滞留時間の長くなるポリマー分の影響は減るこ
となく、問題となる。

そのため、ポリマーの溶融押出し温度は290℃を越え
ることは許されず、290℃以下としなければならない。

次に本発明では、ポリマー流を吹き飛ばし細化するた
めの噴出する高温高速気体の温度を250℃以上290℃未満
の範囲とすることが重要である。即ちこの温度が290℃
を越えるとこの気体からの伝熱によつてメルトブローン
ダイとりわけ溶融ポリマー導入部（２）やオリフイス状
ノズル（３）の温度も290℃を越えてしまう。その結
果、前述の如く溶融押出しポリマー温度が290℃を越え
ることによる問題が同じように発生する。したがつて、
噴出する高温高速気体の温度は290℃未満でなければな
らない。一方、この温度が250℃より低い場合は吐出ポ
リマー流に対する冷却効果が過大になるため、ポリマー
流の細化が不調になつて得られるメルトブローンウエブ
中にはシヨツトと呼ばれるポリマー粒の混入が急激に増
加して、ウエブ品位を著しく低下させてしまう。そのた
め、噴出する高温高速気体温度は250℃以上でなければ
ならない。

次に本発明において肝要な点として、噴出する高温高
速気体の噴出圧力を0.3kg/cm²Ｇ以上1.8kg/cm²Ｇ未満と
する事がある。尚、噴出圧力は第１図の加熱気体導入部
（４）のリツプ（６）に近い点で測定した値である。

この噴出圧力が0.3kg/cm²Ｇに達しない場合には、気
体速度が遅くなるためか、ポリマー流の細化不良となつ
てしまい、繊維の繊度が太くなつて得られたウエブは繊
維のカバーフアクターが低下して目付斑の目立つ地合不
良な、また、柔軟な風合も失なわれた品位の良くないも
のになつてしまう。

それに対して噴出圧力が1.8kg/cm²Ｇ以上では加熱気
体流速が速くなるためポリマー流の細化は充分進んで繊
維の繊度が充分細くなる。しかしこの場合シート状のウ
エブとして捕集をしようとしても一旦ウエブ状を形成し
たものの、高速で噴出される噴出気体とそれが周囲から
吸引して生じる２次エアによつて、ウエブ表面の繊維が
容易に乱されたり、場合によつてはウエブが切断されて
しまつて均一なウエブ状での捕集が不可能になつてしま
う。

このような現象の正確な理由については判らないが、
PET系ポリエステルでは全く起らない事から次の様に推
定している。

噴出気体の圧力が高くなるにつれて、噴出後気体の断
熱膨張が大きくなるため、噴出気体の温度低下が大きく
なつて実質的には瞬間的な断熱膨張後低温化してポリマ
ー流と接触するためポリマー流は効果的な冷却をうけ
る。しかもPBT系ポリエステルは結晶化速度が速いため
細化中に結晶化がかなり進む。この様な細化ポリマー流
はそれらが互に接触しても相互に融着が形成されること
が少なく、ウエブを構成する繊維は繊維間の融着が少な
くなるため、構成されたウエブは繊維間融着による補強
がほとんどなされないため形態安定性に乏しいものとな
つてしまうためと考えられる。

このため噴出気体の噴出圧力は0.3kg/cm²Ｇ以上1.8kg
/cm²Ｇ未満としなければならない。

また、本発明の方法で製造されるメルトブローンウエ
ブを構成する繊維の繊度は平均直径が５ミクロン以下で
ある事が好ましい。さらに本発明の方法で製造されるメ
ルトブローンウエブの目付は指向する用途によつて決め
られるが一般に５〜200g/m²の範囲である。例えば接着
芯地用に用いる時には低目付を、サージカルガウン、ド
レープ、滅菌ラツプ、衣料用中綿等に用いるときは中目
付、農業用、土木用、産業資材用に用いるときは中目付
ないしは高目付とする。

本発明の方法によれば良好なる目付均一性と加熱時形
態安定性を有するPBT系ポリエステル繊維ウエブを安定
に製造する事ができる。

本発明の方法によつて得られた不織布の産業上の利用
例として以下のものを挙げる事ができる。

・建築資材 アスフアルトルーフイング基 布、結露防止シート、ハウス ラツプ基布、保温シート ・農業資材 遮光シート、育苗用シート、 吸排水シート、防根シート、 防草シート ・生活資材 風呂敷、使い捨てカイロ袋、 カーテン、障子紙、防虫シー ト、タフトカーペツト基布、 作業服、デイスポーザブルの 簡易衣料、保温中綿、ワイピ ングクロス、テイーバツク、 芯地 ・工業用資材 エアフイルター、オイルフイ ルター、電線押え巻テープ、 包装材、絶縁用テープ、電池 セパレーター、車輌資材（カ ーマット）、カーシート等） ・医療・衛星資材 紙おむつ、メデイカルガウン、 手術用覆布、パツプ剤基布、 ナプキン ［実施例］ 次に本発明の実施様態を具体的な実施例で説明する
が、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

実施例中［η］はポリエステルをフエノールとテトラ
クロロエタンの等量混合溶剤中で30℃で測定した極限粘
度（dl/g）である。

また、本発明の方法で得られるメルトブローンウエブ
を構成する繊維の平均直径は、メルトブローンウエブを
走査型電子顕微鏡で1000倍に拡大した写真にとり、その
100本の直径を測定し、数平均により求めた。

また、ウエブの目付の変動率は2000mm巾の得られたウ
エブの巾方向の両端部50mmづつを除去したものより、巾
50mmで長さ300mmの短冊状のサンプルを38枚を採取しそ
の目付を測定して、その標準偏差を求め、それを平均値
で除して100倍して％で表示したものである。また乾熱
収縮率はタテ、ヨコ300mmの正方形でサンプリングした
ウエブを140℃の熱風乾燥器中で５分間フリー状態に放
置しその前後のタテ、ヨコ各々の長さの変化をもとに
（１）式で求める。

［実施例１〜３、比較例１〜５］ 第１図に示すようなメルトブローン装置において、直
径0.3mmのオリフイス状ノズルを0.75mmピツチで一列に
配列した、ダイ巾2000mmからなるものを用いてメルトブ
ローンを行なつた。

メルトブローン条件は第１表に示す条件でそれぞれ連
続４日間ずつ行ないそのメルトブローン状況及び得られ
たメルトブローンウエブについて、それを構成する繊維
の繊度、ブローン後PBTの［η］、目付変動率を８時間
毎に測定した平均値と４日間の変動巾を求め、その良否
を判定して、第１表に示した。尚サンプリングウエブは
目標目付70g/m²とした。

本発明の実施である実施例１〜４ではメルトブローン
ウエブの品位は良好であり、また、メルトブローン調子
も安定していた。

それに対して本発明外の例である比較例１〜３、５は
メルトブローンウエブの品位は不良で、メルトブローン
調子も不安定であつた。

更に、比較例４ではメルトブローンウエブが捕集部で
千切れ、安定にサンプリングすることができなかつた。

尚、得られたメルトブローン不織布の乾熱収縮率は小
さく、良好な加熱時形態安定性を有していた。

［発明の効果］ 以上の様に本発明の方法によれば良好な目付均一性と
加熱時形態安定性に優れたPBT系ポリエステル繊維メル
トブローンウエブを安定に製造することができる。

また、得られた、PBT系ポリエステル繊維メルトブロ
ーンウエブは、その良好な目付均一性と、加熱時形態安
定性等を生かした各種用途、例えば湿布薬の基布等に用
いられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法の実施に用いられるメルトブロー
ンダイの一例の主要部の断面図である。 １……メルトブローンダイ ２……溶融ポリマー導入部 ３……オリフイス状ノズル ４……加熱気体導入部 ５……加熱気体噴出スリツト ６……リツプ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリブチレンテレフタレート系ポリエステ
   ルをオリフイス状ノズルから吐出させ、該ノズル近傍か
   ら噴出する高温高速の気体によつて繊維化しついでこれ
   をシート状に捕集してウエブ化する方法において、溶融
   押出し温度を290℃以下とし、噴出する高温高速気体の
   温度を250℃以上290℃未満かつ噴出圧力を0.3kg/cm²Ｇ
   以上1.8kg/cm²Ｇ未満とすることを特徴とするポリブチ
   レンテレフタレート系ポリエステル繊維ウエブの製造方
   法。