JPS6269875A - 収縮性不織シ−トとその製造方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はポリエチレンテレフタレートに代表されるポリ
エステル長繊維不織シート及びその製造方法に関する。

更に詳しくは潜在熱収縮性能を有し、かつシートの片面
の耐摩耗特性が優れしかも目付斑の小さいポリエステル
長繊維不織シート及びその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来潜在熱収縮性を有するシートとして熱収縮フィルム
が知られており、収縮包装材その他に多く用いられてい
る。すなわち被包装キイに沿わせてこれらの潜在熱収縮
性を有するフィルムで覆い、これを加熱することによっ
て被包装材との密着包装が可能となる性質を利用して生
鮮食料品、清涼飲料水のボトルその他の包装等に多く用
いられている。しかるにフィルムの場合には引裂強度が
弱いこと、通気性に乏しいこと、クッション性に欠ける
こと等の問題点を有しているためにその使用範囲も自≠
から限定されるものであった。一方、不織シートをこの
ような熱収縮包装材料等に利用する試みは過去にみられ
なかった。

本発明者らは熱収縮フィルムのもつ前記問題点を解決す
るために潜在熱収縮性を有する不織シートの利用を試み
た。すなわち耐熱性、耐候性等に優れかつ潜在熱収縮性
を有するポリエステル不織ウェブを活用し、フィルムの
問題点である低い引裂強度、通気性の不足、低クッショ
ン性等を改良すべく試みた。具体的にはポリエチレンテ
レフタレートを公知のスパンボンド方式にて溶融紡糸し
、Δｎが０．０２〜０．０７の潜在熱収縮性を有するウ
ェブを形成し、これを公知のエンボスロールを用いて部
分熱圧着を施すことにより潜在熱収縮性を有する不織シ
ートを得ることを試みた。しかるにこの際部分熱圧着温
度あるいは圧力が低いと高温下で収縮するいわゆる潜在
熱収縮性を存する不織シートとなるが、反面部分熱圧着
部の繊維間接合が十分でないために表面の耐摩耗性が劣
り毛羽立ちやな繊維間接合により表面の耐摩耗性に優れ
た不織シートが得られるが同時に結晶化が進む結果いわ
ゆる潜在熱収縮性に乏しい不織シートとなった。

本発明者らは長繊維不織シートのもつ強力、通気性、ク
ッション性等を活用しかつ潜在熱収縮性と表面の耐摩耗
性とを具備させることに着目して鋭意検討した結果、分
子配向と結晶性の低い潜在熱収縮性と低い軟化温度を有
する半延伸ポリエステル長繊維から成る不織ウェブを用
いてこれに適切な加工を施すことにより前述の問題点を
解決し得ることを見い出し本発明に到達した。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は潜在熱収縮性を有し、片面の耐摩耗特性に優れ
かつ目付斑の小さい均一性に優れたポリエステル長繊維
不織シートとその不織シートを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〕

本発明の目的はポリエステル半延伸糸を用いて作られた
長繊維不織シートであって該不織シートのタテ、ヨコ両
方向の湧水収縮率が２０％以上であり、かつ片面から他
面に向けて繊維密度が減少し、最も繊維密度の低い側の
層における繊維のΔｎが０．０７以下であることを特徴
とするポリエステル長繊維不織シートによって達成され
る。

また前記不織シートはΔｎが０．０２以上０．０７以下
である多数本のポリエステル長繊維から成る不織ウェブ
を形成するステップと、少なくとも一方の表動が拘束さ
れるように仮エンボスするステップとその後前記仮エン
ボスの温度より高い温度が不織シートの片面に与えられ
るロールと仮エンボスの温度より低い温度が不織シート
の他面に与えられるロールとから成る少なくとも一方の
表面にエンボス模様を有する一対のロールを用いて本エ
ンボス加工するステップとから成ることを特徴とする不
織シートの製造方法を用いることによって製造すること
ができる。

本発明に用いられるポリエステルは繊維形成可能なポリ
エステルであり、二次転移温度が室温以上で実質的に非
品性の半延伸糸が安定に製造できるポリマーであること
が必要である。かかるポリエステルとしてはポリエチレ
ンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、及
びイソフタル酸、メチルテレフタル酸、スルホイソフタ
ル酸、セパチン酸等の二塩基酸、又はオキシ酸、エチレ
ングリコール、プロピレングリコール、１．６ヘキサン
ジオール、ポリエチレングリコールなどの二価アルコー
ルを共重合成分とした共重合ポリエステルを挙げること
ができるが、なかでもポリエチレンテレフタレートが耐
熱性、耐候性、強度等の面で本発明の目的に特に適して
おり、優れた結果をもたらす。また前記ポリエステルに
通常用いられる添加剤、例えば艶消し剤、制電剤、難燃
剤、顔料等を含んでもよい。さらに本発明の目的を損な
わない範囲で前記ポリエステルに少量の他のポリマー、
例えばポリアミド、ポリオレフィン等を混合することも
可能であるばか繊維形状としては円形断面繊維のばか異
形糸であっても差しつかえない。以下本発明の詳細につ
いてはポリエチレンテレフタレートを中心に説明する。

本発明の不織シートを構成する繊維はポリエステルを２
．０００〜４．０００ｍ／分の紡糸速度で溶融紡糸する
ことによって得られるΔｎ０．０２〜０．０７の半延伸
糸を使用したものであり前記範囲のΔｎであることが本
発明の潜在熱収縮性を有し、かつ片面の耐摩耗特性に優
れた不織シートを得るために必要である。

得られたウェブを構成する繊維のΔｎが０．０２を下回
る場合には後述の加熱下における部分熱圧着時にウェブ
が脆化して引張強度、引裂強度の低い不織シートしか得
られない。一方、Δｎが０．０７を上回る場合には繊維
中の配向結晶化が進む結果、潜在熱収縮性が低下するた
めに得られた不織シートも潜在熱収縮性の低いものとな
るほか、部分熱圧着部の繊維間接合も十分でなくなり表
面耐摩耗性に劣ることとなる。これを改良するためによ
り高い温度と圧力で部分熱圧着を施すと結晶化が一層進
み、得られた不織シートはさらに潜在熱収縮性に劣るも
のとなる。

本発明者らはかかる範囲のΔｎを有する潜在熱収縮性ウ
ェブを使用し、不織シートの表面耐摩耗性と潜在熱収縮
性という相反する性質を兼備させるべく鋭意検討した結
果、シート片面の繊維接合を大とし他面に向けて繊維密
度が減少する構造となし、最も繊維密度の低い側の層に
おける繊維のΔｎを０．０７以下とすることによってこ
れらの性質の一方の表面の繊維間接合を強化し繊維密度
を大ならしめることによってこの面の耐摩耗性の向上が
図られるとともに他面の繊維は極力熱履歴を受けること
なしに保つことによって本来有しているウェブとしての
潜在熱収縮性が発現し、シートとしても潜在熱収縮性を
存するものが得られる。なお収縮包装材料等に使用され
る場合には沸水収縮率がタテ、ヨコそれぞれ少なくとも
２０％であることが必要であり、さらに少なくとも一方
の表面の耐摩耗性が後述の単振型摩擦試験機にて測定し
た場合Ｂ級以上であることが重要である。

次に本発明の不織シートを得るための具体的方法につい
て詳述する。

すなわちまず公知のスパンボンド方式にてポリエチレン
テレフタレートを紡出しΔｎが０．０２〜０．０７の長
繊維からなる不織ウェブを形成する。次にこの不織ウェ
ブに少なくとも一方の表面にエンボス模様を有する一対
のロールにて具体的には表面温度が二次転移温度以上、
二次転移温度＋３０℃以下になるよう部分熱圧着を施す
仮エンボスのステップ（第１ステツプ）と次いでこれに
さらに少なくとも一方の表面にエンボス模様を有する一
対のロールにて前記仮エンボスの温度より高い温度、具
体的には二次転移温度＋５０℃以上、融点−６０℃以下
、他方の温度が仮エンボスの温度より低い温度、すなわ
ち二次転移温度以下で本エンボスするステップ（第２ス
テツプ）に分けて熱処理を実施する。これにより得られ
た不織シートは片面の繊維接合が大となり、他面に向け
て繊維密度が減少する構造となり本発明の目的とするタ
テ、ヨコ２０％以上の沸水収縮率を有し、片面の耐摩耗
性が優れかつ目付斑の小さい均一なものとなる。

ここで部分熱圧着を２段階に分けて行なう理由を説明す
る。すなわち空気流により長繊維を開繊させて形成され
たスパンボンド不織ウェブはウェブ形成段階で多少なり
とも海島状の目付斑が発生する。一方、スパンボンド方
式にて得られたΔｎが０．０２〜０．０７のポリエチレ
ンテレフタレート繊維は２０〜６０％の沸水収縮率を有
している。このような高い潜在熱収縮性を有する繊維か
ら成り、多少なりとも海島状の目付斑の存在する不織ウ
ェブに一挙に第２ステツプのごとく高温の熱処理を行な
うと繊維間接合がほとんどゼロに等しいウェブに急激な
収縮力が働く結果、目付の厚薄部分に収縮力の差が生じ
目付の厚い部分は一層高目付となり・逆に目付の薄い部
分は一層低目付となる現象すなわち目付斑の拡大が生じ
、特に８０　ｇ　／　ｍ以下の比較錦低い目付の場合に
それが顕著となり、極端な場合には局部的に全く繊維が
存在しない部分が生じることもあり、外観品位上あるい
は実用特性上、収縮包装材料等としての使用が難しい。

このような潜在熱収縮性を有する不織ウェブであるがた
めの前記問題点を解決するために第１ステツプの熱処理
が必要であることを見い出した。

すなわち第１ステツプの熱処理の目的は第２ステツプの
高温熱処理時に目付斑の拡大を生じさせないためにウェ
ブ形成段階で生じた厚薄斑の大きさの単位よりかなり小
さいピッチでウェブに部分熱圧着を施し、この部分で繊
維間の動きを規制することにある。この目的のためにエ
ンボスロールの圧着面積率は５〜５０％、圧着部がロー
ル全面にわたりできるだけの均等に分布しており、いず
れの圧着部においても隣接する圧着部までの距離が１０
ｍｍ以下であることが好ましい。

また、第１ステツプの部分熱圧着温度はポリマーの二次
転移温度以上、二次転移温度＋３０℃以下であることが
重要である。このステップでの部分熱圧着温度が二次転
移温度を下回るとウェブ中の繊維間の動きの規制が不十
分となり、第２ステツプでの構造変化が抑制できずに目
付斑が拡大することとなる。一方この温度が二次転移温
度＋３０℃を上回るとこの段階でウェブの構造変化、す
なわち目付斑の拡大が生じてしまい、２段階に分けて熱
処理を行なう本発明の効果が発揮できない。なお部分熱
圧着の圧力は不織シートの目付、デニール等により適宜
設定されるが５〜９０ｋｇ／ｃｍが好ましい。

第２ステツプの熱処理では第１ステツプで得られた不織
シートにさらに少なくとも一方の表面にエンボス模様を
有する一対のロールを用いてロール間に温度差をつけて
一方のロール温度がポリマーの二次転移温度＋５０℃以
上、融点−６０℃以下、他方のロール温度が二次転移温
度以下となるようにして部分熱圧着を施すことが重要で
ある。

これにより得られた不織シートは一方の面の繊維間接合
が大となり他面に向けて繊維密度が減少する構造となり
最も繊維密度の低い側の層における繊維のΔｎが０．０
７以下であるところの片面の耐摩耗性に優れ、かつタテ
、ヨコ両方向の沸水収縮率が２０％以上である目付均一
性に優れたシートとなる。この際に使用されるエンボス
ロールの圧着面積率は５〜５０％、部分熱圧着の圧力は
５〜９０ｋｇ／ｃｍであることが好ましい。

第２ステツプにおいて高温側のロール温度がポリマーの
二次転移温度＋５０℃を下回るとこのロール側の不織シ
ート表面の繊維間接合が不十分となり耐摩耗性の劣った
不織シートとなり、一方この温度が融点−６０℃を上回
ると不織シートの硬化あるいは脆化を生ずることとなり
いずれも実用面で問題となる。さらに高温側のロール温
度がポリマーの二次転移温度＋５０℃以上、融点−６０
℃以下の範囲において低温側のロール温度が二次転移温
度を上回ると沸水収縮率の小さいすなわち潜在熱収縮性
に乏しい不織シートとなる。なお第２ステツプのエンボ
ス面は第１ステツプのエンボス面と同一面でも反対面で
もよく、また第２ステツプではエンボスロール側を高温
にすることが表面耐摩耗性を向上させる上で好ましいが
これに限定されるものではない。

本発明の不織シートを構成する繊維の繊度は３０デニー
ル以下、好ましくは０．５〜１０デニールである。又必
要に応じて本発明の不織シートに接着剤等による樹脂加
工、コーティング、フィルム、編物など他案材とのラミ
ネートなどの加工を行なってもよい。

〔実施例〕

以下本発明を実施例をあげて具体的に説明する。

なお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。

■　繊維の沸水収縮率 ０．１ｇ／ｄ荷重下での試料長をＬｏとし、荷重を取除
き導水中で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、沸水収縮率はで表わされる。な
お測定はｎ＝５の平均値で求める。

■　不織シートの沸水収縮率 シートを２５ｃｍ　Ｘ　２５ｃｍ角に切り取りタテ、コ
コ各々２０ｃｍの位置にマーキングして湧水中で１分間
処理した後試料の寸法変化を測定し収縮率を求める。

なお測定はｎ＝５の平均値で求める。

■　耐摩耗性 タテ２０ｃｍＸヨコ３ｃｍの試験片を摩擦試験機■型（
単振型）を用いて荷重５００ｇ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準に照らして判定
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。

０級：毛羽立ちが目立つ。

◎　目付変動率 シートのフィラメント分布の均一性を示す目安であり幅
２５ＩＩＩＩ１１、長さ１００ｍｌ１１の大きさに３０
ケ所よりサンプリングし、各サンプルの重量を測定して
によって求める。

なおこの目付変動率が２０％より小さければフィラメン
ト分布の均一性が優れていると言える。

１〜３、　　　４〜５ 孔径０．２５ｍｍ、孔数１０００個の短壁紡糸口金を用
いて吐出量８５０ｇ／分で固有粘度０．７２のポリエチ
レンテレフタレートを溶融温度２９０℃で紡出し、紡口
下１０００ｍｍの位置にある牽引用エアーサッカーにて
エアー流量を変えて紡糸速度２５００ｍ／分、３０００
ｍ／分、３５００ｍ／分で移動するネットコンベア上に
捕集して目付１００ｇ／ｎｆのウェブを形成した。得ら
れたウェブを構成する繊維の特性を第１表に示す。これ
らは本発明の熱処理前のウェブ中の繊維である。比較と
して同様にエアー流量のみを変えて紡糸速度１３００ｍ
／分と５０００ｍ／分で紡糸した繊維からなる同じく目
付１００ｇ／ｒｒｒのウェブを形成した。これらのウェ
ブを構成する繊維の特性を同じく第１表に比較例として
示す。

実力イダ１１〜１３、　較例１４〜１５第１表の特性を
有する繊維から成る目付１００ｇ／ｄのウェブに長辺３
１１ＩＩＩ＋、短辺１＋ｓｍｓ深さ０．６ｍｍ　。

面積率１８％の矩墾状エンボス模様を有する上部ロール
と表面が平滑な下部ロールとの間で上下ロール温度８５
℃、線圧２０ｋｇ／ｃｍ、速度１０ｍ／分の下で部分熱
圧着を施した。（第１ステツプ）次いで深さ０．２ｍｍ
　、面積率２３％の織目状エンボス模様を有する上部ロ
ールと表面が平滑な下部ロールとの間で前記不織シート
に再度部分熱圧着を施した。熱圧着は上部ロール１４０
℃、下部ロール６０℃、線圧４０ｋｇ／ｃｍ、速度１０
ｍ／分の下で行なった。（第２ステツプ） 方　　　２１〜２３、　　　争六　　２４〜２８実施例
２で得られた目付１００ｇ／ｍの不織ウェブを実施例１
１〜１３で用いた第１ステツプの上下ロールにて線圧３
０ｋｇ／ｃｍ、速度１０ｍ／分の下で上下ロールの温度
を適宜変化させて部分熱圧着を施し、不織シートを得た
。次いで同じ〈実施例１１〜１３で用いた第２ステツプ
の上下ロールにて線圧５０ｋｇ／ｃｎ＋、速度１０ｍ／
分の下で上下ロールの温度を適宜変化させて前記不織シ
ートに再度部分熱圧着を施した。得られた不織シートの
特性を第３表に示す。

第２表から判るように実施例１〜３の繊維から成るウェ
ブを用いて実施例１１〜１３にて得られた不織シートは
沸水収縮率がタテ、ヨコ共２０％以上を示し片面の耐摩
耗性に優れ、かつ目付斑の小さい均一な不織シートであ
る。一方比較例４の繊維から成るウェブを用いたものは
比較例１４に示すようにウェブの軟化温度が低いために
第２ステツプの部分熱圧着時に上部ロールに密着してシ
ートとして取り出すことができなかった。さらに比較例
５の繊維から成るウェブを用いて得られた不織たすため
には形成されたウェブを構成する繊維のΔｎは０．０２
〜０．０７の範囲であることが必要であることが判る。

次に第３表より判ることは結晶性と配向性及び軟化温度
が比較的低く、潜在熱収縮性を示す前述の範囲のΔｎを
有する繊維から成るウェブに部分熱圧着を施す場合第１
ステツプを比較的低い温度で熱処理した後第２ステツプ
で上下ロールに温度差を設けて部分熱圧着を施すことに
より、本発明の目的とする片面の耐摩耗性が優れ、かつ
潜在熱収縮性を有し、しかも不織シートとしての均一性
に優れたものが得られる。（実施例２１〜２３）一方比
較例２４では第１ステツプの部分熱圧着が不十分である
がためにウェブ組織の安定化が図れずに第２ステツプで
目付斑が拡大していることが判る。また比較例２５では
第１ステツプの上下ロール温度が高く潜在収縮性が低減
されかつ一挙に熱処理が行なわれているために目付斑が
拡大していることが判る。比較例２６では第１ステツプ
で片面のみの熱処理がなされているために潜在熱収縮性
は有しているものの同様に急激な熱処理によりこれまた
目付斑の大きな不織シートとなってている。

一方比較例２７では第２ステツプでの上ロールの温度が
低いために十分な毛羽伏せ効果が発揮されず、さらに比
較例２８では逆に第２ステツプでの上ロール温度が高い
ため潜在熱収縮性がほとんど消失してしまっていること
が判る。

＜ｔ”Ｅ）　　１．　　比較例１４の不織シートは第２
ステツプで上部ロールに密着し取り出すことが不可能で
あった。

２、湧水収縮率はタテ／ヨコの値を示す。

〔発明の効果〕

本発明による不織シートは前述のように構成されている
ので、片面の耐摩耗性に優れ、かつタテ、ヨコ共に２０
％以上の湧水収縮率を示すごとく潜在熱収縮性を有して
おり、しかも目付斑の小さいポリエステル不織シートで
あり、収縮包装材等に有用に供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の不織シートの断面における繊維の配列
状態を示す繊維形状の模式図である。 第２図は本発明の不織シートの断面における繊維の配列
状態を示す繊維の形状の顕微鏡写真である。（倍率１０
０倍） 第３図は本発明の不織シートの第２ステツプのエンボス
側からみた表面の顕微鏡写真である。 （倍率５０倍） １　高繊維密度面 ２　小繊維密度面 ３　エンボス部 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ポリエステル半延伸繊維を用いて作られた不織シー
   トであって、該不織シートのタテ、ヨコ両方向の沸水収
   縮率が２０％以上であり、かつ片面から他面に向けて繊
   維密度が減少し、最も繊維密度の低い側の層における繊
   維の複屈折率Δｎが０．０７以下であることを特徴とす
   るポリエステル長繊維不織シート。 ２、複屈折率Δｎが０．０２以上０．０７以下である多
   数本のポリエステル長繊維から成る不織ウェブを形成す
   るステップと、少なくとも一方の表面にエンボス模様を
   有する一対の加熱ロールを用いて、不織シート中のエン
   ボスされた部分の構成繊維の相互移動が拘束されるよう
   に仮エンボスするステップとその後前記仮エンボスの温
   度より高い温度を不織シートの片面に与えるロールと仮
   エンボスの温度より低い温度を不織シートの他面に与え
   るロールとから成る少なくとも一方の表面にエンボス模
   様を有する一対のロールを用いて本エンボス加工するス
   テップとから成ることを特徴とする 不織シートの製造方法。