JPS60199961A - 熱収縮のない高伸度を有する不織布 - Google Patents

熱収縮のない高伸度を有する不織布

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JPS60199961A
JPS60199961A JP59050185A JP5018584A JPS60199961A JP S60199961 A JPS60199961 A JP S60199961A JP 59050185 A JP59050185 A JP 59050185A JP 5018584 A JP5018584 A JP 5018584A JP S60199961 A JPS60199961 A JP S60199961A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発明はポリエチレンテレフタレート長繊維不織布に関
する。更に詳しくは部分熱圧着による繊維相互の結合部
を設けた毛羽立ちと層間剥離の発生しにくい、高温下に
於いて伸び易く、且つ、熱〈従来技術〉 最近、毛羽立ちと層間剥離の発生しない、高温下で伸び
易く、熱収縮しない不織布が要望されている。この理由
は、不織布が熱成型によって各種成型加工される用途に
用いられることがあるからである。特に最近は、応用用
途が拡が#)変形量の大なる成型物への加工が展開され
つつある。このために従来の通常の不織布は勿論、さら
に成型用と称して供されている不織布と靴も満足されな
いのが現状である。変形量の大なる熱成型では、50チ
以上不織布が伸ばされても114造破壊の生じないもの
が必要である。伸びの大なる不織、布を得るには破断伸
度の大なる繊細を利用することが鳴動である。かかる伸
びの超大なものとして合成繊維の場合、公知の如く通常
4000 m1mLn以下で紡糸されるポリエステル未
延伸繊維がある。この繊維は100%以上の破断伸度を
有する。公知の如く、この繊維は延伸繊維と比較すると
イ・メ端に熱劣化し易く、且つ、80℃から130℃の
tu JILで成型には用いることができない(特開昭
5l−40475)。
本発明者等は、ポリエステル未延伸繊維の有する高破断
伸度の特徴を活かして、熱劣化と熱収縮の欠点を改善せ
んと試みた。特に/ IJエチレンテレフタレート未延
伸繊維について微細構造面から研究を行なった結果、単
繊維断面の外層部の配向性と結晶性を中心のそれよυ大
にならしめた繊維を用いて不織布を作ることによって熱
劣化の改善がなされると共に高温下に於て伸び易く、且
つ熱収縮の小さい不織布が得られることを見出して本発
明に到達した。
〈発明の目的〉 本発明は毛羽立ちと層間剥離が発生しにくく、高温下に
於いて伸び易く、且つ熱収縮の小さいポリエチレンテレ
フタレート長繊維不織布を提供することを目的とする。
〈発明の構成〉 本発明の目的は雰囲気温度150℃時の収縮率が5%以
下且つ、その温度に於ける破断伸度が70チ以上の部分
熱圧着結合部を有する不織布であって、その構成繊維断
面が半径Rの円形断面を有し、その中心部に於ける平均
屈折率をn11(。)、中心から0.8Rの距離の部分
における平均屈折率をn11(o、6)とすると1,6
0≦n1l(o)≦1.67で、且つ、(nll(g、
6)’ n1l(o))≧5×10−を満たすポリエチ
レンテレフタレート長繊維不織布によって達成される。
〈構成の具体的説明〉 本発明に於いて、ポリエチレンテレフタレートからなる
長繊維とは公知の重合法で得ることがでキ、又、通常ポ
リエチレンテレフタレートに使用される添加剤、例えば
、艶消し剤、制電剤、難燃剤、顔料等を含んでも良い。
また、重合度については通常の繊維形成用の範囲であれ
ば特に制限はなく、又、本発明の目的を損なわない範囲
内での少量の他の成分との共重合、或は、少量の他のポ
リマー、例、tば、ナイロン、オレフィン等を混合する
ことも可能である。構成繊維の断面形状は真円のtlか
、本発明の目的を損なわない範囲内での偏平円でも、或
は、星形状の凹凸を有する形状でも良い。ここで、本発
明でいう円形断面とは、横断面形状に対する外接円、内
接円の半径をそれぞれR1* R2とすると(真円の場
合はRx=Rt )、その比の値が1.0〜1.1であ
り、又、半径Rとは(R1+R2)/2であυ、中心と
は外接円の中心と内接円の中心を結ぶ直線の中点をいう
構成単繊維の軸に平行な電場ベクトルを有する偏光に対
する構成単繊維中心部の平均屈折率をn11.。)と表
示し、同様に、構成単繊維の中心から半径の0.8倍の
距離の部分における平均屈折率をnil 又1は、n1
1(−8幻と表示する。
(O,a) 本発明の不織布を構成する繊維の第1の特徴は、条件(
A)1.60≦n1l(o)≦1.67、条件(B)(
nll −all(o))≧5X10−3を満たすこと
であ(08) る。
条件(B)は繊維断面の外層部では高配向かつ高結晶性
となり、中心部は、逆に、外層部よりも低配向かつ低結
晶性となっていることを意味している。
と配向性が増大して表面の僅か内側に極大値を有する構
造であり、該繊維構造の形成が、熱劣化の改善に寄与し
ているものと考えられる。本発明で云う熱劣化とは、熱
成型加工に於ける加熱物体、例えば、金型等との加圧加
熱接触によって破断強伸度の低下を意味する。
本発明の不織布を構成する繊維において、条件(B)の
111(。)が1.60以下の場合はきわめて脆い不織
布となり本発明の目的を達成出来ない。又、1.67以
上の場合は破断伸度の大なるものが得られない。条件(
B)を満たさず、条件(A)のみが満たされた構造の場
合加熱時に不発明の目的の一つである高伸度を有する不
織布が得られるがこの際に熱劣化し易いという問題点を
有する。本発明に於いては条件(B)の値が大なるほど
外ノ一部の配向性、結、品性が高まシ熱A化の改善の効
果が大となる。
更に、不発Wk於ける不紗布を構成する繊維の第2の特
徴は局所的な平均屈折率の分布が繊維の中心に関して対
称であることである。すなわち繊維の中心における平均
屈折率n1lfn)と繊維の中心から半径の0.8倍の
距離の部分における平均屈折率n1l(。、8)又はn
ll(−IMl)の間に以下の関係を満足することであ
る。いわゆる繊維の局所的な屈折率の分布が繊維の中心
に関して対称であることが熱劣化を低下させないために
好ましく、且つ、強力伸度の斑も小さい。ここで、局部
的な屈折率の分布が繊維の中心に関して対称であると云
うことは、屈折率の最小値が(nll(。)IOXIO
−3)以上であり、且つ、nll とn11(−8,8
)の差がl0XIO−’以(llL8) 下、より好ましくは、5×10−3以下の場合を云う。
本発明の不織布は、上述の微細構造を有するポリエチレ
ンテレフタレート長繊維からなり、部分熱圧着によって
繊維相互を結合させたものであり、しかも150℃にお
ける収縮率が5%以下であり、かつその温度における破
断伸度が70チ以上であることを特徴とするものである
本発明の不織布は、部分熱圧着により強固に繊維相互が
結合されているために、毛羽立ち、或は層間剥離等の構
造破壊が熱成型加工等の伸長時においても発生しにくい
◎ 次に、本発明の不織布の代表的製造法について添付図面
を参照して具体的に説明する。
第2図は、紡糸口金11から吐出されたフィラメント群
15をエアーサッカー12によって高速気流により牽引
し、移動するコンベアネット13の上でウェブ16を形
成させる様子を示すものである。即ち、本発明の二層構
造を有する未延伸ポリエチレンテレフタレート繊維を得
るには、紡糸直後の比較的短い距離で牽引を終了するこ
と、具体的には、紡糸口金11とエアーサッカー2の距
離を1000mm以内、好ましくは、800m以内にす
ること、並びに、紡糸口金直下400門以内の位置にお
いて冷風チャンバー14から20℃以下、好ましくは、
15℃以下の温度の冷風をフィラメント群の両側から少
なくとも0.5ル一以上の速度で吹きつけることが必要
である。
この際さらに重要なことは、冷風吹出しゾーンの長さL
Fi少なくとも501以上であり、且つ、フィラメント
群への吹き付は角度、θが2O2以上50°以下、好ま
しくは30°以上40°以下にすることである。冷風を
フィラメント群の両側から均一に吹き付けることが本発
明の局部的な平均屈折率分布が繊維の中心に対して対称
となるために必要であり、且つ、フィラメント群を乱さ
ずに、併も、冷風に近い外側のフィラメントと遠くに位
置する中央部のフィラメントを同じ程度に冷却するため
に前記風速と吹き付は角度が選ばれる。
以上述べたごとく本発明の不織布を構成するフィラメン
トは、紡糸直後の冷却下に於いて急速に延伸することに
より外層部が急冷され結晶性及び分子配向性が中心より
大となって本発明の二層構造となるものと考えられる。
この際かかる本発明の製造条件に於いては、紡糸速度、
吐出葦、圧気鎗、紡口径、紡口ホール数等を相互に調整
する必要がある。さらに冷風吹き付は角度と吹き付は速
度を好ましく調整して各フィラメントの周囲を均一に然
も、同じ程度に冷却させる事が重要である。
前記製造条件で単繊維断面の中心部の屈折率がnll 
≦1.64且つnll nll ≧5 X 10−’を
(0) ((L8) (0) 満たす繊維を紡出し、この繊維を用いて本発明の不織布
をiJJ造する。
次いで紡出された当該Iamからなるウェブを熱エンデ
スロールによって熱圧着して繊維相互の結合を図るがこ
の場合ロール温度70〜130”C1好ましくは90〜
120℃にて締圧5〜9oψ鍾、好ましくは20〜70
kg/cIILの下で行なわれる。なおこの熱圧着はウ
ェブの全面にわたって行なうよりも部分的に行なうこと
が本発明の目的を達成する上で重要であり、しかも部分
熱圧着面枦率は5〜50%であることが好ましい。
さらに本発明の不織布を構成する繊維の繊度は30デニ
ール以下、好ましくは05〜15デニールである。繊維
は同−又は異線度の繊維を混用しても良い。また不織布
の目付は10〜50017m2のものが好ましく用いら
れるが特に限定はない。
本発明の不織布は必要に応じて少量の加工剤例えば接着
剤、制電剤、難燃剤、離型剤等を公知の方法で使用する
こともできる。
次にこのようにeて得た不織布を高温算囲気下において
熱セットする。熱セットは分子の配向性と結晶性を増大
させるために必要であり、熱セツト後においても本発明
の不織布を構成する繊維の構造の特徴、すなわち外層部
と内層部の屈折率の差が保たれることが必要である。
本発明において熱セットは160〜230℃、好ましく
は180〜200℃の温度で60秒以内に緊張下で行な
う。
以上かくして得た本発明のポリエチレンテレフタレート
長繊維不織布はその構成繊維が断面において中心部が低
結晶性を示し、一方その外層部が市結晶性並びに高配向
性を示す構造のものとなり、高温下において高破断伸度
を有するとともに熱劣化の改善されたものとなった◎さ
らに熱セットを行なうことによジ熱収縮の防止がなされ
た。本発明の繊維構造の未延伸ポリエステル繊維からな
る不織布によってはじめてその後の熱処理時における熱
劣化が防止でき、未延伸繊維の特徴である高伸度性を保
持してかつその欠点である熱収縮を防止することが可能
となった。本発明の不織布はいわゆる軟化温度の低い未
延伸繊維ウェブを熱圧着によって繊維相互を結合させた
ものであり、毛羽立ちと層間剥離が極めて生じにくいも
のとなった。
本発明の不織布は前述のように構成されているので、各
種成型劇料に有用に供される。
〈発明の効果〉 本発明による不織布は前述のように毛羽立ちと層間剥離
が発生しに<<、高温下に於いて伸び易く、且ツ熱収縮
の小さいポリエチレンテレフタレート長繊維不織布であ
る。そのために本発明による不織布は熱成型を必要とす
る用途に用いられて優れた性能を発揮する。
〈実施例〉 以下本発明を実施例をあげて具体的に説明する。
尚実施例に記載した特性の定義及び測定方法を以下に示
す。
◎平均屈折率(n11・n上)、及び平均複屈折率透過
定量干渉顕微鏡(例えば、東独カールツアイスイエナ社
製干渉顯a鏡インターンアコ)を使用して、干渉縞法に
よって繊維の側面から観察した平均屈折率の分布を測定
することができる。この方法は円形断面を有する繊維に
適用する。
繊維の屈折率は繊維軸に対して平行な電場ベクトルを持
つ偏光に対する屈折率nllと、繊維軸に対し垂直なW
場ベクトルを持つ偏光に対する屈折率n上によって特徴
づけられる。
ここで貌、明する測定は全て緑色光線(波長λ=549
mμ)を使用する。
繊維は光学的にフラットなスラ・イドガラス及びカバー
ガラスを使用し、0.2〜2波長の範囲内の干渉縞のず
れを与える屈折率(N)を有し、且つ、苓浅維に対し不
活性な封入剤中に浸漬される。この封入却1中に数本の
繊維を浸漬し、単糸が互いに接触しないようにする。さ
らに繊維は、その繊維軸が干渉顕微鏡の光軸及び干渉縞
に対して垂直となるようにすべきである。この干渉縞の
パターンを写真操影し、約1500倍に拡大して解析す
る。
第1ν1に示すように、繊維の封入剤の屈折率をN1繊
維の外周上の点s’−s#間の屈折率n11(″またn
上)、S’ −S#間の厚みt、使用光線の波長をλ、
パックグランドの平行縞の間隔(1λに相当)をD1繊
維による干渉縞のずれをdとすると、光路差rは、r=
d/D・λ=(nll (又はn上)−N)−tで表わ
される。
繊維の半径をRとすると、繊維の中心Roから外周Rま
での各位置での光路差から各位数での繊維の屈析出n1
l(又はnl)の分布をめることができる。rを繊維の
中心から各位置までの距Pil#とした時、X=r/R
=0 、即ち、繊維の中心における屈折率を平均屈折率
(n II(。)又はnl(。))という。Xは外周上
において1となり、その他の部分でばO〜1の範囲の値
となるが、例えば、X=08の点に於ける屈折率を”’
(0,8) (又は、n上(。8))と表わす。繊維の
平均屈折率(nll)の内外層差n1l(。) −nl
(。)と表わされる。
◎潜水収縮率 0.1.9/d荷重下での試料長をLoとし、荷重を取
除き潜水中で30分間処理した後、再度、同じ荷重下で
測定した試料長をLとすると、沸水収縮率は で表わされる。
◎強伸度 島津製作所Auto Graph DSS−2000型
万能引張試験機により、把握長10c+++、s引張速
度20〜勺で測犀した。
◎耐摩耗性 タテ20儒×ヨコ3儒の試験片を摩擦試験機■型(学振
型)を用いて荷重500Iで100往復摩擦させた後、
試験片の外観変化を下記の判定基イア!に]+αらして
判定し耐摩耗性の目安とした。
(判定基準) A級:まったく毛羽立ちがない。
8級:少し毛羽立ちがあるが目立たない。
C糾:毛羽立ちが目立つ。
◎熱収縮率 試料25cmX25cmにタテ、ヨコ各々20cFrL
の位i!#にマーキングして、150℃で5分間熱風乾
付1機中に入れて、試料の寸法変化を測り各々の収縮率
を平均値で示す。
◎熱劣化 加熱物体との接触による熱劣化で示1一対の平滑な金属
ロールを用いて、上下温度150℃、線圧20kghI
Lの条件で熱加圧接触させたのち、強伸度を測定、加熱
加圧接触前後の破断伸度の保持率で示す。
本発明による不織布の3つの実施例(10,20゜30
)と4つの比較例(40,50,60,70)を、ウェ
ブ状態での単繊維の物性と不織布の物性とで比較した。
すなわち孔径0.25sa*、孔数1000ケの矩型紡
糸口金を用いて、吐出! 85017m1nで固有粘度
0.75のポリエチレンテレフタレートを溶融温度29
0℃で紡出し、紡糸口金から牽引用エアーサッカー迄の
距Filt(HD)と紡糸速度を変えて金網上に捕集し
て10017m”のウェブを取り出した。
この場合は、紡糸口金直下300闘の位置において第2
図のごとくフィラメント群の両側に配置した冷風チャン
バーより13℃の冷風を、吹出しゾーン長(t) 70
 +mm、吹出し角度(θ)35°の条件下で冷風速度
0.8ル気で均一に吹き付けた。
得られたウェブを構成する繊維の微細棺造上のtI’j
+徴と物性の関係を第1表に示す。実施例1.2および
3の繊維は本発明の不織布の実施例10゜20.30に
それぞれ用いられる繊維、すなわち熱圧着および熱処理
前のウェブ中の繊維であり、比較例4 、5 、6 、
7Fiそれぞれ比較例の不織布40.50.60.70
に用いられる繊維である。
ただし比較例4,5.7では特に冷風を使用せずにII
 、 Dとエアーサッカ圧着量を適宜変化させて所定の
紡糸速度のウェブを得た場合の繊維であり、比較例6の
繊維は冷風チャンバを片側だけに配置することにより前
述の非対称の構造を有する繊維であ6° リ、下余白 第1表の特性を有する各繊維から成るウェブを取りdし
て熱圧着を行ない繊維どうしの結合を行なった6熱圧着
は、上部が凸部を有するエンデスロールと表面が平滑な
下部ロールとの間で熱圧着した。熱圧着条件は熱圧着部
の比率(熱圧着率)を12チ、上下ロール温度120”
C,線圧2゜kg/crILである。
次いで、ピンテンターを用いて、熱処理温度180℃、
30秒間の熱処理を行ない、その不織布の特性と熱劣化
を併せて第2表に示す。
但し比較例50は上下ロール温度230 ”Cで熱圧着
した従来から用いられている長繊維不織布である。
以下余白 第2表から言えることは、(nll(na)−nll(
o))の値が大きいほど熱劣化しないことがわかる。又
熱n11(。)≦1.67で、(nll(aa) ”’
(0)’≧5 X 10−’を満足している。更に、熱
収縮率も5チ以下でほとんど起きていない。又、熱劣化
が70%以上の高い保持車を示し熱劣化の少ない繊維で
あることが判明した。
一方比較例40i1:強張強伸度が低く熱劣化の大なる
不織布であり、比較例50は引張強伸度は高いが耐摩耗
性が劣り、比較例60および70は熱劣化が劣υ、何れ
も本発明の不織布の如く総合特性を有しないものである
次に、第3表に、150℃算囲気中での第2表の実施例
10.20.30および比較例50の応力と伸度の関係
を示す。
その結果、本発明による不織布は初期モジュラスが低く
、熱成型性の良いことが判明した。又、きい成型加工に
も耐え得る成型材料として有用であることが判明した。
一方比較例5oは150”c中Ki−いても破断伸度が
きわめて低く、シたがって成型性が悪h0以下余白
【図面の簡単な説明】
第1図は繊維の断面半径方向屈折率(n11又はnu)
分布の測定に用いた干渉縞のパターンの一例を示す図面
である。第2図は本発明の不織布を得るための代表的な
製造装置を模式的に示す略示正面図である。 1・・・繊維、2・・=封入剤による干渉縞、3・・・
繊維による干渉縞、11・・・紡糸口金、12・・・エ
アーサッカー、13・・・コンベアネット、14・・・
冷風チャンバ、15・・・フィラメント群、16・・・
ウェブ、L・・・吹出し幅、θ・・・吹出し角度。 特許出願人 旭化成工業株式会社 特許出願代理人 弁理士 青 木 朗 弁理士 西 舘 和 之 弁理士 山 口 昭 之 第10 (a) (b) 第2回 手続補正書(自発) 昭和60年6月79日 特許庁長官 志 賀 学 殿 1、事件の表示 昭和59年特許願第50185号 2、発明の名称 熱収縮の々い高伸度を有する不織布 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 (003)旭化成工業株式会社 4、代理人 住所 〒105東京都港区虎ノ門−丁目8番1o号5、
補正の対象 (1)明細書の「特許請求の範囲」の欄(2)明細書の
「発明の詳細な説明」の欄(3) 明細書の「図面の簡
単な説明」の1M1′・−、+ 7 6、補正の内容 (1) 特許請求の範囲を別紙のとおシ補正する。 (2)「発明の詳細な説明」の欄について■ 明細書第
4頁第5行のrl、60≦n1l(0)≦1.67Jを
rl、600≦n1l(0)≦1.670Jと補正する
。 ■ 明細書第5頁第14行のrl、60≦n11.。)
≦1.67Jをrl、600≦n11(。、≦1.67
0Jと補正する。 ■ 明細書第6頁第7行、第8行の「繊維において、・
・・1.60以下の」を「繊維において150℃におけ
る収縮率が5−以下であシ1条件(A)のn11(。)
が1.600以下の」と補正する。 ■ 明細書第6頁第10行のrl、6’1以上」をjl
、670以上」と補正する。 ■ 明細書第8頁第10行の「エアーサッカー2」を「
エアーサッカー12」と補正する。 ■ 明細書第8頁第17行、から第9頁第1行迄に記載
の「この際さらK・・・ことである。」をrここで、冷
風吹出しゾーンの長さLは1例えに70III+であシ
、且つ、フィラメント群への吹き付は角度θは、例えば
35’である」と補正する。 ■ 明細書第9頁第19行の「≦1.64Jとr≧5x
io−’ Jを−t−れぞ:hl’≦1.640Jと「
≧5.5X10 Jと補正する。 ■ 明細書第10頁第14行の「・・・ても良い。」と
「″また不織布の・・・」の間に「更に、本発明の目的
を損なわない範囲内で他の繊維からなる繊維を張下で行
なう。」を「熱セットは、例えば、テンターを用いて、
定長下で180℃雰囲気温度で30秒行なう。」と補正
する。 の前に「不織布を」を、第5行の「の条件で」の前に「
、速度10m/分」をそれぞれ加入する。 ■ 明細書第18頁第6行、第7行の「破断伸度の保持
率で示す。」を「破断伸度をそれぞれ5回ずつ測定しそ
の平均値から保持率をめ熱劣化の目安とした。」と補正
する。 0 明細書第18頁の第1表の実施例1と比較例4の屈
折率n11.。、の欄のrl、565Jとrl、528
Jをそれぞれrl、592Jとrl、583Jに補正す
る。 0 明細書第20頁の第2表を 鼠下命日 と補正する。 ■ 明細書第21頁第4行、第5行の rl、60≦n1l(o)≦L67Jをrl、600≦
n11.。)≦1.670Jと補正する。 [株] 明細書第21頁第8行の「繊維であること」を
「不織布であること」と補正する。 O明細書第21頁第10行の「強張強伸度が低く」を「
引張強伸度が低く」と補正する。 (3)「図面の簡単な説明」の欄について明細書第24
頁第5行、第6行の「略示正面図」を「概略図」と補正
する。 7、添附書類の目録 補正特許請求の範囲 1通 2、特許請求の範囲 1.150℃における収縮率が5−以下でその湯度での
破断伸度が70チ以上の部分熱圧着部を有する列?リエ
チレンテレフタレート長ffl[不織布であって、その
構成繊維断面が半径Rの円形断面を有し、その中心部の
平均屈折率をall(o)、中心から0.8Rの距離の
部分における平均屈折率をall とすると1.600
≦n1l(o)≦1.670(O,a) でかつ(nllt。、8.−n11.。))≧5×10
 を満たす不織布。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.150℃における収縮率が5eIb以下で破断伸度
    が70係以上の部分熱圧着部を有する71? IJエチ
    レンテレフタレート長繊維不織布であって、その構成繊
    維断面が半径Rの円形断面を有し、その中心部の平均屈
    折率をn11(。)、中心から0.8Rの距離の部分に
    おける平均屈折率をn11(。8)とすると1.60≦
    n II(。)≦1.67でかつ”It(o、a) n
    +1(。、)≧5×10−5を満たす不織布0
JP59050185A 1984-03-17 1984-03-17 熱収縮のない高伸度を有する不織布 Granted JPS60199961A (ja)

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