JPH11256465A - ポリエステル不織布およびその製造方法 - Google Patents

ポリエステル不織布およびその製造方法

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JPH11256465A
JPH11256465A JP10059873A JP5987398A JPH11256465A JP H11256465 A JPH11256465 A JP H11256465A JP 10059873 A JP10059873 A JP 10059873A JP 5987398 A JP5987398 A JP 5987398A JP H11256465 A JPH11256465 A JP H11256465A
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JP
Japan
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nonwoven fabric
polyester
fiber
fiber diameter
orientation parameter
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JP10059873A
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English (en)
Inventor
Katsunori Futai
克典 二井
Masakado Takahashi
正矩 高橋
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィルター性能、ワイピング性能、柔軟性等
に優れながら、なおかつ、機械強度に優れ、取り扱い性
の良好な不織布を提供する。 【解決手段】 構成するポリエステル繊維のレーザーラ
マン分光法により求めた配向パラメーター(R)の平均
値が1.22〜10.00、平均繊維径が0.1〜5μ
mであること、あるいは、構成するポリエステル繊維の
うち、レーザーラマン分光法により求めた配向パラメー
ター(R)の値が、1.7〜10.00である繊維と該
配向パラメーター(R)の値が1.00〜1.70であ
る繊維の比率が8:2〜2:8の間にあり、平均繊維径
が0.1〜5μmであるポリエステル不織布。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、細繊維径でありな
がら機械特性に優れるポリエステル不織布に関するもの
である。さらに詳しくいえば、フィルター性能、ワイピ
ング性能に優れながら、なおかつ十分な機械的強度を有
するポリエステル不織布に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来細繊維径の不織布としてメルトブロ
ー不織布が知られている。たとえば、特開平8−605
15号公報には最大引張強力を示す時の伸度が5〜10
0%、熱収縮率が15%以下、引張強力の縦横比が0.
5〜4であるメルトブロー不織布が示されている。従来
このような低伸度の不織布を得るためには、実施例中に
記載があるように、いったん巻き取った不織布をクリッ
プテンター等で延伸する必要であった。この方法は延伸
工程を追加することによるコストの増加および、破れる
ことなく不織布を延伸するという技術的問題を有してい
る。また、このような後延伸を行った不織布では風合い
の堅いものしか得られない。特開平8−60514号公
報には平均繊維径が7〜40μm、繊維径変動率30%
以下、かつ実質的に無配向である不織布が示されてい
る。このようなメルトブロー不織布は繊維が無配向であ
るため低強度であり、単独で使用するには非常に弱いも
のである。また、繊維径が太いことからフィルター用
途、ワイパー用途には適さないものである。特開平4−
91267号公報には平均繊維径が5μm以下、繊維径
斑が30%以下、実質的に連続した繊維よりなり、引張
強度が一定値以上の不織布が示されている。このような
繊維径斑が小さく連続した繊維からなる均一な不織布は
一定の大きさのゴミあるは粒子を捕獲し、保持すること
はできるが、様々な大きさの混ざったゴミあるいは粒子
等を捕獲し、保持する目的には適さない。さらに、繊維
が連続であることから、繊維末端による洗浄効果あるい
は捕獲効果も有さない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、フィルター
性能、ワイピング性能、柔軟性等に優れながら、なおか
つ、機械強度に優れ、取り扱い性の良好な不織布を提供
せんとするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため、本発明は下記の構成からなる。
【0005】すなわち、本発明の不織布は、構成するポ
リエステル繊維の平均繊維径が0.1〜5μm、レーザ
ーラマン分光法により求めた配向パラメーター(R)の
平均値が1.2より大きく10.0より小さいこと、あ
るいは、構成するポリエステル繊維のうち、レーザーラ
マン分光法により求めた配向パラメーター(R)の値
が、1.7〜10.0である繊維と該配向パラメーター
(R)の値が1.0〜1.7である繊維の比率が8:2
〜2:8の間にあり、平均繊維径が0.1〜5μmであ
ることを特徴とするものである。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに具体的に説
明する。
【0007】本発明者らが、鋭意検討を進めた結果、メ
ルトブロー不織布の機械特性は不織布を構成する繊維の
レーザーラマン分光法により求めた配向パラメーターに
強く依存し、その値をある範囲に制御することにより、
優れた機械特性、フィルター性能、ワイピング性能およ
び柔軟性等を兼ね備えることができることを見出した。
またそのようなメルトブロー不織布を得るためには、口
金温度および熱風の噴出速度を特定の条件に制御する必
要があることを明らかにしたのである。
【0008】ここで、レーザーラマン分光法により求め
られる配向パラメーター(R)は、繊維の分子配向に関
連した値であることが知られている。不織布を構成する
ポリエステル繊維の、レーザーラマン分光法により求め
た配向パラメーター(R)の平均値が小さすぎる場合、
不織布の機械強度が不足する。一方配向パラメーター
(R)の平均値が大きすぎる場合、不織布の風合いが堅
くなり柔軟性に劣ったものになる。このため、本発明に
おいては、不織布を構成する繊維の配向パラメーター
(R)の平均値は1.2より大きく10.0より小さい
必要があり、1.3より大きく8.0より小さいことが
好ましい。また、配向パラメーター(R)の繊維間ばら
つきが大きい場合は、配向パラメーター(R)の値が
1.7〜10.0である繊維本数と、配向パラメーター
(R)の値が1.0〜1.7である繊維本数の比率が
8:2〜2:8の間にあることが必要である。配向パラ
メーター(R)の値が1.0〜1.7の繊維の比率が8
0%より大きい場合は強度等の機械特性が劣り、比率が
20%より小さい場合は柔軟性に劣ったものとなる。
【0009】本発明におけるポリエステルとは、たとえ
ばポリエチレンテレフタレート、エチレンテレフタレー
トとエチレンイソフタレートとの共重合体、エチレンテ
レフタレートとエチレンナフタレートとの共重合体、ヘ
キサメチレンテレフタレートとシクロヘキサンジメチレ
ンテレフタレートとの共重合体、ポリエチレンテレフタ
レートとポリブチレンテレフタレートとのブレンド等を
挙げることができる。
【0010】また、繰り返し単位の25%を上限として
第3成分を添加あるいは共重合したものであっても良
い。添加可能な第3成分としては特に限定されないが、
たとえば酸化チタンに代表される無機粒子、ドデシルベ
ンゼンスルホン酸ナトリウムなどに代表される制電剤等
があげられる。延伸加工性の点および延伸加工後の物性
の点からポリエチレンテレフタレート、あるいはエチレ
ンテレフタレートとエチレンイソフタレートとの共重合
体が特に好ましい。
【0011】不織布としては短繊維不織布、長繊維不織
布が知られているが、機械特性の面から長繊維不織布が
好ましく、配向パラメーター(R)を目的の範囲に制御
するためにはメルトブロー法により得られる不織布であ
ることが最も好ましい。
【0012】不織布を構成するポリエステル繊維の平均
繊維径が5μmより太い場合、フィルター性能、ワイピ
ング性能が劣ったものとなる。一方、平均繊維径が0.
1μmより細い場合、製造上の問題から、コストアップ
すること、および、ショット等の糸切れ欠点が多発する
こと等の問題が生じる。このため不織布を構成するポリ
エステル繊維の平均繊維径は0.1〜5μmである必要
があり、0.5〜3μmであることがさらに好ましく、
0.5〜1μmであることがより好ましい。また、不織
布を構成するポリエステル繊維の繊維径変動率が25%
より小さい場合、繊維の空隙および、表面状態が均一な
ものとなり、様々な大きさの粒子を捕捉するためのフィ
ルターおよびワイパー等には適さない。このため、繊維
径変動率は25%以上であることが好ましく、32%以
上であることがさらに好ましい。不織布の固有粘度(I
V)が小さすぎる場合、不織布の強度、耐疲労性等の機
械特性や耐熱性が低下し、大きすぎる場合は繊維径を細
くすることが困難になる。このため不織布の固有粘度は
0.45〜0.75であることが好ましく、0.45〜
0.65であることがより好ましく、0.50〜0.6
0であることがさらに好ましい。
【0013】不織布の見かけ密度が低すぎる場合、強度
等の機械特性が劣り、見かけ密度が高すぎる場合柔軟性
が劣る。このため、不織布の見かけ密度は0.06〜
0.30g/cm3であることが好ましい。また、不織
布を構成する繊維の交点に水掻き状の膜が存在する場
合、柔軟性が低下し、フィルターとした場合に目詰まり
を起こしやすくなるため、水掻き状の膜は存在しないこ
とが好ましい。
【0014】本発明のポリエステル不織布は、前記ポリ
エステルをメルトブロー法により繊維化することにより
得ることができる。本発明の不織布の製造方法の一例に
ついて図1を用いてさらに詳しく説明する。すなわち、
図1に示すように列状に配列した複数個のオリフィス
(1)から溶融したポリエステルを吐出するとともに、
吐出した溶融ポリエステルに前記オリフィス列の両側面
に沿って加熱空気を導入し、口金下部の噴出スリットか
ら溶融ポリエステルとともに噴出し、繊維状に細化しな
がら下方の捕集コンベア面(2)にシート状に捕集して
不織布(3)を得ることができる。
【0015】本発明者らは、不織布を構成するポリエス
テル繊維の配向パラメーター(R)を上述の範囲に設定
するためには、噴射空気の温度、速度、量、口金の温度
をある特定の範囲に設定することが肝要であることを見
出した。具体的には、口金温度Td(℃)と熱風の噴出
速度Va(m/分)を下記式を満たす範囲に設定するこ
とにより本発明の不織布を好適に得ることができる。
【0016】 200≦20000/Td+Va/100≦340 また、次式を満たすことがより好ましい。
【0017】 250≦20000/Td+Va/100≦320
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例をあげてさらに具体的
に説明する。
【0019】なお、実施例に示す物性値は以下の測定方
法で求められるものである。
【0020】<不織布の目付(g/m2 )>20cm×2
0cm四方のサンプルの重量を測定し、1m2 当りの重
量に換算した。
【0021】<不織布の厚さ(mm)>株式会社テクロ
ック製のダイヤルシックネスゲージを用い、10点につ
き測定し、その平均値を用いた。
【0022】<不織布の見掛け密度(g/cm3)>次
の計算式で計算した。
【0023】不織布の見掛け密度=0.001×(不織
布の目付(g/m2 ))/(不織布の厚さ(mm)) <繊維の配向パラメーター(R)>レーザーラマンマイ
クロプローブ法によって、繊維の長さ方向に偏光したレ
ーザー光を照射し、繊維の長さ方向に偏光した散乱光を
検出して得られたラマンスペクトルの1615cm-1
ンドのピーク強度をIyyとし、繊維の直径方向に偏光
したレーザー光を照射し、繊維の直径方向に偏光したラ
マン散乱光を検出して得られたラマンスペクトルの16
15cm-1バンドのピーク強度をIxxとしたとき、下
記式で求めた。
【0024】配向パラメーター(R)=Iyy/Ixx また、測定には、Jovin Yvon/愛宕物産
(株)製”RamanorT−64000”(光源:日
本電気(株)GLG3300 Ar+レーザー 51
4.5nmを用いた。測定はシングルモードで行い、分
散には1800gr/mmのグレーティングを用いた。
【0025】なお、不織布を構成するポリエステル繊維
の平均値は、不織布中の任意の20本の繊維について測
定を行い、その平均値を求めた。配向パラメーター
(R)の値が、1.70〜10.00である繊維と、
1.00〜1.70である繊維の比率は、不織布中の任
意の50本の繊維について測定を行い、その繊維本数の
比率で示した。
【0026】<平均繊維径(μm)>(株)TOPCO
N製走査型電子顕微鏡により不織布の任意の部分につい
て観察した像のデータを、(株)ピアス製パーソナル画
像解析システムLA−525に取り込み、任意に100
本の繊維を選び繊維径を測定し、その平均値を計算し
た。
【0027】<固有粘度IV>温度25℃においてオル
ソクロロフェノール(以下OCPとする)10mlに対
し試料0.8gを溶解し、オストワルド粘度計を用いて
相対粘度(ηr)を下式により求め、さらにIVを算出
した。
【0028】ηr=η×η0=(t×d)/(t0×d0) IV=0.0242ηr+0.2634 η :ポリマ溶液の粘度 η0:溶液の粘度 t :溶液の落下時間(秒) d :溶液の密度(g/cm3) t0:OCPの落下時間(秒) d0:OCPの密度(g/cm3) <熱風噴出速度 Va(m/分>室温で測定した口金部
に供給する元圧空の風量を、口金下部での噴出エア噴出
スリットからの噴出直後の状態(口金温度、大気圧)に
換算し、エア噴出スリット部の面積で除することにより
求めた。
【0029】<不織布の強度の評価方法>東洋ボールド
ウイン(株)製テンシロンUTM−III を用い、巻き取
り方向に幅5cm、長さ10cmのサンプルの強度
(T)、伸度曲線を測定した。下式を用い、1cm幅、
1g/m2 当たりの不織布の強度を計算した。
【0030】不織布の強度(g/cm幅/(g/
2 ))=サンプルの強度(Tg)/5(cm幅)/目
付(g/m2 ) 実施例1〜5、比較例1〜6 口金1cmあたり10本のオリフィスと1.5mm幅の
エア噴出スリット間隙を有するメルトブロー噴射装置を
備える紡糸機を用い、ポリエチレンテレフタレートポリ
マーを溶融してオリフィスより押し出し、加熱された高
圧空気とともに捕集コンベア上に噴射しメルトブロー不
織布を得た。得られた不織布の製造条件と特性を表1に
まとめる。
【0031】実施例1〜5はフィルター性能、ワイピン
グ性能に優れながら、機械的強度も充分有した不織布で
あった。例えば、実施例1では不織布の強度は18.5
g/cm幅/(g/m2 )であった。その中でも実施例
2および5は特に優れた性能バランスを有していた。
【0032】比較例1、3および6は繊維径が太く、フ
ィルター性能、ワイピング性能に劣るものであった。比
較例2および5は不織布の機械的強度が低く、比較例4
は機械的強度は十分であったが、風合いが堅く、ワイパ
ー等の用途には適さないものであった。例えば、比較例
1では不織布の強度は6.3g/cm幅・(g/m2
であった。
【0033】
【表1】
【0034】
【発明の効果】本発明の不織布は繊維の配向パラメータ
ーと繊維径を同時に一定の範囲とすることで、優れたフ
ィルター特性、ワイピング性能を有しながら、風合いに
優れ、かつ機械的特性にも優れるという従来の不織布で
は成し得なかった特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この図は、本発明の製造工程の1例を示す工
程概略図である。
【符号の説明】
1:メルトブロー口金 2:捕集コンベア 3:メルトブロー不織布

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 不織布を構成するポリエステル繊維の平
    均繊維径が0.1〜5μmであり、レーザーラマン分光
    法により求めた配向パラメーター(R)の平均値が1.
    2より大きく10.0より小さいことを特徴とするポリ
    エステル不織布。
  2. 【請求項2】 不織布を構成するポリエステル繊維のレ
    ーザーラマン分光法により求めた配向パラメーター
    (R)の平均値が1.3より大きく8.0より小さいこ
    とを特徴とする請求項1に記載のポリエステル不織布。
  3. 【請求項3】 不織布を構成するポリエステル繊維のう
    ち、レーザーラマン分光法により求めた配向パラメータ
    ー(R)の値が、1.7〜10.0である繊維本数と、
    該配向パラメーター(R)の値が1.0〜1.7である
    繊維本数の比率が8:2〜2:8の間にあり、平均繊維
    径が0.1〜5μmであることを特徴とするポリエステ
    ル不織布。
  4. 【請求項4】 不織布を構成する繊維の繊維径変動率が
    25%以上であることを特徴とする請求項1乃至は3の
    いずれか1項に記載のポリエステル不織布。
  5. 【請求項5】 不織布を構成するポリエステル繊維の平
    均繊維径が0.5〜3μmであることを特徴とする請求
    項1乃至は4のいずれか1項に記載のポリエステル不織
    布。
  6. 【請求項6】 不織布を構成するポリエステル繊維の繊
    維径変動率が32%以上であることを特徴とする請求項
    1乃至は5のいずれか1項に記載のポリエステル不織
    布。
  7. 【請求項7】 不織布の固有粘度(IV)が0.45〜
    0.75であることを特徴とする請求項1乃至は6のい
    ずれか1項に記載のポリエステル不織布。
  8. 【請求項8】 不織布の見かけ密度が0.06〜0.3
    g/cm3であることを特徴とする請求項1乃至は7の
    いずれか1項に記載のポリエステル不織布。
  9. 【請求項9】 不織布を構成するポリエステル繊維の交
    点に水掻き状の膜が存在しないことを特徴とする請求項
    1乃至は8のいずれか1項に記載のポリエステル不織
    布。
  10. 【請求項10】 ポリエステルをメルトブロー法により
    繊維化してポリエステル不織布を製造するに際して、口
    金温度と熱風の噴出速度を調節して、不織布を構成する
    ポリエステル繊維の平均繊維径が0.1〜5μmであ
    り、レーザーラマン分光法により求めた配向パラメータ
    ー(R)の平均値が1.2より大きく10.0より小さ
    いポリエステル不織布を得ることを特徴とする、ポリエ
    ステルメルトブロー不織布の製造方法。
  11. 【請求項11】ポリエステルをメルトブロー法により繊
    維化してポリエステル不織布を製造するに際して、口金
    温度Td(℃)と熱風の噴出速度Va(m/分)を下記
    式を満たすよう設定することを特徴とする、ポリエステ
    ルメルトブロー不織布の製造方法。 200≦20000/Td+Va/100≦340
JP10059873A 1998-03-11 1998-03-11 ポリエステル不織布およびその製造方法 Pending JPH11256465A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019142718A1 (ja) * 2018-01-18 2019-07-25 東レ株式会社 可染性ポリオレフィン繊維およびそれからなる繊維構造体
US11603606B2 (en) 2016-05-30 2023-03-14 Es Fibervisions Co., Ltd. Thermo-fusible conjugate fibers and method for producing same, and nonwoven fabric using same

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