JPS63126956A - 長繊維不織布の製造方法 - 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〕 本発明は長繊維不織布の製造方法に関する。更に詳しく
は、異方性がとくに少なく、かつ目付変動率が小さい優
れた長繊維不織布の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

熱可塑性繊維の連続フィラメントより成る長繊維不織布
の製造方法は、ダイレクトファブリケーションとかスパ
ンボンド法などと称され種々提案されており、工業的生
産に適用されている。これらの多くは、熱可塑性繊維の
連続フィラメントを溶融紡糸し、これを捕集して不織ウ
ェッブとした後、フィラメント間を接合させたり交絡さ
せたりして主として長繊維より成る長繊維不織布を製造
するものである。しかし、この方法においては以下に述
べるように多くの問題があった。

（１）斑；溶融紡糸されたフィラメントを広げて工業的
に必要とされる幅、例えば１〜５ｍ、のシートを得るに
は幅方向に長い矩形の紡糸装置を設けるか、複数の紡糸
装置を幅方向に配列する方法が一般的に行われており、
フィラメント間や錘間の相互干渉や紡糸するのに使用さ
れた流体の部分的乱流あるいは静電気による斥力や引力
によりどうしても幅方向の目付変動率が高くなるという
致命的な問題があった。

（２）耳ロスと耳部不均一性；ウェッブの幅方向の端い
わゆる耳部は、一般に捕集装置の端に設けられた反射板
やエアーカーテンなどによる物理的な規制によって形成
されるが、この部分は積層が不均一となり繊維配列も中
央部と異なるため多くの部分を耳ロスとして処分する必
要があり収率低下の大きな要因の一つになっていた。

（３）異方性；連続フィラメンＩ−を溶融紡糸しこれを
捕集することによって得られた不織ウェッブはそれを構
成するフィラメントがどうしてもウェッブの進行方向（
以下タテ方向と称する）に向かって配列しやすく、更に
それ以後の絡合工程、熱処理工程、染色工程、乾燥工程
などで加わる張力によって益々タテ方向のフィラメント
が増大し、この結果得られた長繊維不織布はその引張強
力乙こ於いてタテ方向がウェッブの進行方向に対して直
角方向（以下ヨコ方向と称する）に比し著しく大きい（
そして／又は）その伸度に於いてｑコ方向がタテ方向に
比し著しく大きいといった、いわゆる異方性の問題があ
った。

（４）品種切り換えロス；製晶の目付や幅等の所謂品種
に関する市場の要求は益々多様化する方向にある。しか
し、製品幅は設置点で限定されるので予め市場要求の最
大の幅が生産可能な設備を設ける必要があり設備費が高
く設備生産性が低く、より広い幅のシートを要求幅に合
わゼる為に耳カットによるロスが多く収率が低い、とい
ったコスト高をまねく要因があった。

本発明は、−１１記の諸問題を解決するのが目的である
。即も、目付変動率が低く異方性が少ないといった品位
の優れた長繊維不織布を効率よく安価に製造する方法を
狙いとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者はこれらの問題点に関し、長期にわたり鋭意検
討を重ねた結果、ついに本発明に到達した。本発明は従
来技術の盲点を突いた、革新的なもので、その骨子は次
のとおりである。

（１）熱可塑性繊維の連続フィラメントより主として成
る長繊維不織布を製造する方法において、主として連続
フィラメントより成る不織ウェッブをクロスラッパーに
て、背面が気体吸引装置の吸引口に外接して摺動する気
体透過性部材から成る移動する支持体上に垂下して、該
気体透過性部材表面近傍の雰囲気を背面方向に吸引しつ
つ連続的に積層した後、結合処理することを特徴とする
長繊維不織布の製造方法。

（２）不織ウェッブをクロスラッパーに供給する前に予
備結合処理することを特徴とする特許請求の範囲第（１
）項に記載の長繊維不織布の製造方法。

（３）支持体を構成する気体透過性部材が金網である特
許請求の範囲第（１）項に記載の長繊維不織布の製造方
法。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明に於いて、長繊維不織布は熱可塑性繊維の連続フ
ィラメントより主として成る不織ウェッブから得られる
。該不織ウェッブは主として連続したフィラメントが無
作為に堆積したものであればなんでもよく特に限定され
ないが、次に述べるような通常のスパンボンド法によっ
て得られた不織ウェッブが特に好ましい。即ち、熱可塑
性素材の溶融紡糸フィラメントを直接ジェット流にて、
移動する捕集支持体上に堆積して、又は熱可塑性素材の
溶融紡糸フィラメントを速度の異なるロール間で延伸し
た後ジェット流にて、移動する捕集支持体上に堆積して
得られた不織ウェッブが特に好ましい。このようにして
得られた不織ウェッブは幅方向（ウェッブの進行方向に
対して直角方向）の目付分布に於いて、中央部が概ね平
坦であるのに対し両端が概ね漸減する所謂山麓状を形成
しており、後でクロスラッパーにて交差積層して得られ
るところの長繊維不織布において表面の積層痕跡が目立
ちにり＜、好都合である。また、不織ウェッブには必要
に応じて水、潤滑油剤、制電油剤などを付与する。本発
明においては、これらの不織ウェッブを、乱さないよう
にクロスラッパーに導いて能率良く正確に積層するため
に、必要ならば予備結合処理することが好ましい。予備
結合処理とは不織ウェッブの工程通過性改善を目的とし
て、不織ウェッブを構成するフィラメント間を部分的に
拘束する為の手段で、例えば仮接着、熱融着、絡合等の
処理のことである。前述したように不織ウェッブは主と
して連続したフィラメントが無作為に重なり合ったもの
で一般的に極めて不安定であり、素材によってはクロス
ラッパーに導いて積層する過程で、乱気流や引っ掛かり
によって所謂、めくれ、引きつり、伸び等のウェッブ乱
れが発生し工程が不安定であったが、本発明の予備結合
処理を必要に応じて実施することによって種々の素材か
ら成る長繊維不織ウェッブを安定してクロスラッパーを
通過せしめることが可能となった。該予備結合処理とし
ては、高速流体処理、ニードルパンチ処理、接着処理、
熱融着処理、圧着処理が適しており、特にカレンダーロ
ールやベルトニップ型処理装置等を用いて加熱圧着する
方法が処理速度が速く好ましい。

本発明に於いては、次いで該不織ウェッブをクロスラッ
パーにて、背面が気体吸引装置の吸引口に外接して摺動
する気体透過性部材から成る移動する支持体上に、該気
体透過性部材表面近傍の雰囲気を背面方向に吸引しつつ
、連続的に積層することを必須要件としている。従来、
クロスラッパーの下部に設けられる移動する支持体には
木製ラチェスや制電性物質を付与した高分子材料等から
成るベルトコンベアーが一般的に用いられているが、支
持体上に置かれた不織ウェッブが低目付になるほど気流
の乱れや機械的な振動等によってずれ易く、このことに
よって両端の折り返し部分の重なりが不揃いになったり
皺が発生するなどの問題があり工程収率が満足出来る水
準に達していなかったが、本発明の方法によれば、支持
体表面に不織ウェッブを吸引把持せしめるがゆえに、こ
れらの問題が解消し、極めて正確に安定的に能率良く積
層することができる。

本発明においては、クロスラッパーの種類は特に限定し
ない。また積層数も特に限定しないが、目付均一性と設
備生産性から、積層数３〜６０が好ましく、１０〜３０
が特に好ましい。

本発明において、結合処理とは、長繊維不織ウェッブを
積層して得られたシート状物に実用上十分な形態安定性
を付与することを目的として、該シート状物を構成する
フィラメント間を部分的に拘束する手段である。結合処
理としては、高速流体処理、ニードルパンチ処理、接着
処理、熱融着処理、圧着処理が適しており、その用途に
応じて選択される。即ち、高速流体処理は目付が３００
ｇ／ｎ？以下の柔軟な長繊維不織布の製造に、ニードル
パンチ処理は１００ｇ／ｒｒ１以上の柔軟な長繊維不織
布の製造に、接着処理、融着処理、圧着処理は比較的剛
直で強い長繊維不織布の製造に適するがこれらに限定さ
れるものではない。

また、本発明に用いられる熱可塑性素材としては、溶融
紡糸可能な熱可塑性重合体例えばポリアミド、ポリエス
テル、ポリオレフィン、ポリフェニレンスルフィドなど
の単独重合体や共重合体及びこれらの混合体が選択され
る。

フィラメントの形態も単−成分系でも複数成分系でもよ
く、所謂芯鞘型複合フィラメントでも、海鳥型複合フィ
ラメントでも、分割型複合フィラメントでも、異種フィ
ラメントの混合フィラメントでもよい。フィラメント断
面は、円でも、楕円でも、偏平でも、多角形でも、中空
でもよい。フィラメント繊度も特に制限はないが０．１
〜２゜０デニールが好ましく特に好ましくは０．３〜０
．９デニールである。

不織ウェッブ目付も制限されないが１〜５０ｇ／イが好
ましく、特に好ましくは２〜２０ｇ／ｍである。該ウェ
ッブには熱可塑性又は非熱可塑性高分子から成る短繊維
が混在しても良く、適宜各工程でこれらの短繊維を入れ
ても良いことは云うまでもない。

長繊維不織布の目付は、当然、市場の要求に応じて任意
に設定される。

本発明の好ましい実施態様を図面で例示して説明する。

第１図は本発明の態様の−・例を示す概略斜視図である
。

ホッパー１から供給される熱可塑性高分子素材粒子が紡
糸機２によって溶融紡糸され空気エジェクター４で牽引
されてマルチフィラメント３を形成し噴射散布ノズル５
を介してコンベア６上に散布されて不織ウェッブ７とな
る。該不織ウェッブ７は必要に応じて熱セツトローラー
８で予備結合処理された後クロスラッパー９のコンベア
１０に供給され、空気吸引装置の吸引口１２に外接して
摺動する気体透過性部材から成る支持体１１上に積層さ
れた後、熱セツトローラー１３にて結合処理され長繊維
不織布］４となる。

第２図は本発明で使用される支持体の構成を例示する概
略断面側面図である。支持体１１は気体透過性部材で構
成するのが好ましく、１０〜８０メソシユの金属製金網
コンベアが比較的安価でウェッブの安定性も良く特に好
ましい。該気体透過性部材から成る支持体１１は空気吸
引装置の吸引口１２に背面を接して矢印（→）入方向に
摺動するように構成されており、表面近傍の雰囲気を背
面方向（↓）に吸引することによって、垂下された不織
ウェッブ７が下方に吸引されるのでクロスラッパー９の
コンヘア１０からの不織ウェッブ７の剥離が規則的にな
るとともに、該支持体１１にしっかりと吸着把持される
ので、ずれたり乱れたりすることなく、長繊維不織布１
４となって矢印（＞）Ｂ方向の結合処理へ移動せしめら
れる。

次に実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、こ
れによって本発明が限定解釈されたり本発明の有効性が
損なわれたりするものではない。

なお、実施例中の評価値は以ドの方法で測定し算出した
イ直である。

（１）目付と目付変動率 一辺が５ｃｍの正方形のサンプルをヨコ方向、タテ方向
にそれぞれ２０個採取し、重量を測定して目付＜ｇ／％
）に換算し、全体の平均を求め平均目付（ｇ／ｍ）とす
るとともに、それぞれの方向毎に目付の不偏分散の平方
根の平均目付に対する百分率を計算して、それぞれヨコ
目付変動率（％）及びタテ目付変動率（％）とした。

（２）引張強力と引張伸度 ヨコ方向、タテ方向に付いてそれぞれ５ｃｍＸ２Ｑｃｍ
の矩形サンプルを採取し、引張速度ｉｏａｍ／ｍｉｎの
定速引張試験機を用いて測定し、最高強力と最高強力時
伸度を求めそれぞれヨコ及びタテ引張強力（ｋｇ／　５
　ａｍ）　、ヨコ及びタテ引張伸度（％）とした。

（３）異方性 各特性毎に、ヨコ方向の値とタテ方向の値の差の絶対値
の平均値に対する百分率を異方性（％）とした。

（４）工程収率 原料投入重量に対する一級製品重量の割合を百分率で算
出し工程収率（％）とした。

〔実施例〕

実施例１ ナイロン６を紡糸温度２６５℃で、吐出孔の直径が０．
１５ｍｍのノズル孔を１５６孔配した紡糸口金２個が長
さ方向に３２ｃｍ間隔で配設された紡糸装置から紡出し
、それぞれ空気エジェクターにより５０００ｍ／ｍｉｎ
で牽引してなるフィラメント群を金属面に衝突させ、摩
擦帯電で開繊せしめた後、移動する金網上に相前後して
堆積させて、平均単糸繊度が０．５デニール、平均目付
が４．８ｇ／　Ｊで幅が１１０ｃｍの不織ウェッブを得
た。この不織ウェッブの目付分布はオンラインに組み込
まれた光電式目付針で観測したところ、中央部がほぼ平
坦で両端部が漸減する所謂山麓状を呈していた。

つぎに、該不織ウェッブを、予備結合処理として表面温
度１６０℃に加熱した直径が５０（至）の１対のカレン
ダーローラーで圧着処理した後、クロスラッパーにて、
背面が気体吸引装置の吸引口に外接して摺動する気体透
過性部材から成る移動する支持体上に、該気体透過性部
材表面近傍の雰囲気を背面方向に吸引しつつ、平均積層
数が１０層で幅が５．９ｍになるように連続して積層し
、仮結合処理として表面温度１７０℃に加熱した直径が
６０ｃｍの１対のカレンダーローラーで圧着処理した。

さらに結合処理として、これを移動する１００メツシユ
金網コンベアを支持体として、幅方向に振幅１．２ｍｍ
、２０サイクルで往復運動するところの孔径０．２ｍｍ
のノズル孔を間隔１．２ｍｍで配した矩形ノズルから２
５ｋｇ／ｃｎの高圧水を噴射せしめて成る高速柱状流で
表裏を交互に２回繰り返し処理した後、１２０℃の熱風
で乾燥して、平均目付が５２ｇ／ｒｒｒで幅が５．７ｍ
の長繊維不織布を得た。

第１表及び第２表に示すように、該長ｍｍ不織布は比較
例に比べ、幅が広大で目付変動率が画期的に小さく異方
性が極めて少ない優れた品質を有しており、工程収率が
高く、外観的にもクロスラッパーによる積層の痕跡がほ
とんど目立たず両端の折り返し部が良くそろった高品位
なものであり、手術着、無塵服などの衣料用として、又
は、皮革用基布、フィルター基布などの産業資材用とし
て極めて適したものであった。

実施例２ 実施例１と同様に、不織ウェッブを得て予備結合処理し
、クロスラッパーにて、木製のラチェス上に、平均積層
数が１０層で幅が５．９ｍに成るように連続して積層し
た後、実施例１と同様に結合処理して平均目付が５２ｇ
／ｍで幅が５．７ｍの長繊維不織布を得た。該長繊維不
織布は、第１表及び第２表に示すように目付変動率及び
異方性に関しては実施例１と同様に優れた物であったが
、耳部乱れと皺が散発的に発生し工程収率は比較例に対
しては遥かに勝れていたが実施例１に対しては劣ってい
た。

実施例３ 実施例１と同様にして得た不織ウェッブを、予備結合処
理しないでクロスラッパーにて移動する木製ラチェス上
に、平均積層数が１０層で、幅が５．９ｍになるように
連続して積層した。更に実施例１と同じ条件で結合処理
と乾燥を実施し、平均目付が５２ｇ／ｎｆで幅が５．７
ｍの長繊維不織布を得た。該長繊維不織布は、第１表及
び第２表に示すように目付変動率及び異方性に関しては
実施例１と同様に優れた物であったが、所謂めくれ欠点
、耳部乱れ、皺が多く工程収率は比較例に対してはかな
り勝れていたが、実施例１に対してはもとより、実施例
２に対しても劣っていた。

比較例 ナイロン６を紡糸温度２６５℃で、孔径０．１５ｍｍの
ノズル孔を３９孔配した紡糸口金が８個幅方向に１３ｃ
ｍ間隔で配設された紡糸装置を用いて紡出し、各口金毎
に設けられた空気エジェクターにより５０００ｍ／ｍｉ
ｎで牽引し、フィラメント群を金属面に衝突させ、摩擦
帯電で開繊せしめた後移動する金網コンベア上に堆積し
、仮結合処理として表面温度１７０℃に加熱した直径が
５Ｑｃｍの１対のカレンダーローラーで圧着処理して、
平均単糸繊度が０．５デニール、目付が４９ｇ／ｒｄ、
幅が１１０（至）の長繊維不織ウェッブを得た。予め、
それぞれの空気エジェクターからのフィラメント群が出
来るだけ均等に堆積されるように金属面の方向と角度は
入念に調整がなされ、不織ウェッブが拡がり過ぎないよ
うに規制する為に４０ｋｖの高電圧を負荷した側板が金
網コンベアの両端に設けられた。次ぎに該不織ウェッブ
を移動する１００メソシュ金網コンベアから成る支持体
上で、幅方向に振幅１．２ｍｍで２０サイクルで往復運
動するところの孔径０．２ｍｍのノズル孔を間隔１．２
ｍｍで配した矩形ノズルから２５　ｋｇ／ｃｎの高圧水
を噴射せしめてなる高速柱状流で、表裏を交互に２回繰
り返し処理した後、１２０℃の熱風で乾燥し、続いて両
端の耳部を切除して、平均目付が５２ｇ１ｒｄで幅が１
．０ｍの長繊維不織布を得た。該長繊維不織布は、第１
表及び第２表に示すように目付変動率及び異方性に関し
ては、実施例１、実施例２、実施例３、に比較して著し
く劣っており、両端部の耳カットロスが多く低収率で、
外観品位も著しく劣っており、製品幅も当然狭小なもの
であった。

第１表 第２表 〔発明の効果〕 本発明の効果の要約を次に示す。

（１）目付変動率が極めて小さく、異方性の少ない勝れ
た長繊維不織布が安定して得られる。

（２）外観欠点の少ない高品位な長繊維不織布が能率良
く生産できる。

（３）耳部が良く整った長繊維不織布が得られるので、
耳切除ロスが少なく製品収率が飛躍的に向上する。

（４）製品の目付や幅に関する市場の多様な要求に対し
て単にクロスラッパーの条件を変えるだけで即応でき、
品種切り換えに伴う物と時間のロスが大幅に低減できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施態様の一例を示す概略斜視図、第
２図は本発明の支持体の構成を例示する断面側面図であ
る。 １は原料ホッパー、２は紡糸機、３はフィラメント、４
は空気エジェクター、５は噴射拡散ノズル、６はウェッ
ブ捕集コンベア、７は不織ウエソブ、８は不織ウェッブ
の熱センドローラー、９はクロスラッパー、１０はクロ
スラッパーのコンベア、１１は支持体１．１２は空気吸
引装置吸引口、１３は結合処理用熱セツトローラー、１
４ば長繊維不織布である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　熱可塑性繊維の連続フィラメントより主として
   成る長繊維不織布を製造する方法において、主として連
   続フィラメントより成る不織ウエッブをクロスラッパー
   にて、背面が気体吸引装置の吸引口に外接して摺動する
   気体透過性部材から成る移動する支持体上に垂下して、
   該気体透過性部材表面近傍の雰囲気を背面方向に吸引し
   つつ連続的に積層した後、結合処理することを特徴とす
   る長繊維不織布の製造方法。
2. （２）　不織ウエッブをクロスラッパーに供給する前に
   予備結合処理することを特徴とする特許請求の範囲第（
   １）項に記載の長繊維不織布の製造方法。
3. （３）　支持体を構成する気体透過性部材が金網である
   特許請求の範囲第（１）項に記載の長繊維不織布の製造
   方法。