JPS6331581B2

JPS6331581B2 -

Info

Publication number: JPS6331581B2
Application number: JP55156956A
Authority: JP
Inventors: Shunsuke Fukada
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1980-11-10
Filing date: 1980-11-10
Publication date: 1988-06-24
Also published as: JPS5782553A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はポリエステル系の弾性重合体からなる
柔軟で高い伸縮性を示す不織布その製造技術に係
り、さらに詳しくは、ポリブチレンテレフタレー
トとポリテトラメチレンテレフタレートとを主成
分とするポリエステル系エラストマからなり、柔
軟性に富み、くり返し伸長に対して高度の伸長回
復性を示し、優れた形態安定性を有する弾性不織
布の製造方法に関する。

従来、各種多様な不織布が提案され、多くの分
野で市販、実用化されているが、これらの不織布
は、その殆んどが非弾性のポリアミド、ポリエス
テル及びポリアクリルなどの重合体からなるゴム
状弾性を有しない繊維から構成された不織布であ
り、ポリウレタンのような高い弾性を示す繊維か
らなる編織物に匹敵する不織布は知られていな
い。近年ポリブチレンテレフタレートとポリテト
ラメチレングリコールとからなるポリエステル系
共重合体がゴム弾性を示すことに着目して、たと
えば該共重合エラストマを製膜技術により多数の
ランダムな亀裂を有するフイルムとし、このフイ
ルムを拡巾、延展することによつて網状の不織布
代替品として利用する試みが提案されている（特
開昭55−98956号公報）。しかしながら、この網状
不織布状物は、構成繊維が一定の太さ、形状並び
に繊維物性を有していないフイブリル状繊維であ
り、完全に割繊されていないフイルム断面が残存
し、リン片状の光沢を示し外観が悪いほか、不織
布の特長の１つである耐引き裂き性の良さが必ず
しも得られなく、低いものであつた。したがつ
て、該網状不織布状物は汎用非ゴム状弾性繊維不
織布にくらべてゴム状弾性があると云うだけで、
不織布として必ずしも満足すべきものではなく、
その用途展開に当つて多くの改良が望まれてい
る。

本発明者らは上記ポリエステル系エラストマの
有する弾性的特性を最大限に活用し、しかも不織
布としての外観、性能を反映した新規不織布の製
造について鋭意、研究、開発を行つた結果、本発
明を見出するに到つたものである。

すなわち、本発明の目的とするところは、その
不織布構造において、従来周知の非弾性不織布と
同様に均一な繊度と断面形状を有する繊維がその
長さ方向に沿つて実質的に接合しておらず開繊、
積層されてなる均一で、安定した構造を有し、し
かも該繊維を構成するポリエステル系エラストマ
の弾性的特性が不織布に実質的にそのまま反映さ
れた弾性不織布であつて、かつさらにその特徴と
して不織布構成繊維の繊度や断面構造に加えて、
構成繊維密度を適宜変更することにより、用途目
的に応じた特性を有し、汎用の非弾性不織布や編
織物等の布帛あるいはその他の成形品との組合せ
によつて多様な製品を提供することのできる弾性
不織布を再現性よく商業的に製造する方法を提供
するにある。

このような目的を達成する本発明の柔軟で高い
伸縮性を有する弾性不織布の製造方法は、ポリブ
チレンテレフタレートとポリテトラエチレングリ
コールを主成分とするポリエステル系エラストマ
を加熱、溶融し、該ポリエステル系エラストマの
融点プラス20℃以上の温度で口金孔から吐出し、
該吐出されたマルチフイラメント糸条を少なくと
も30倍のドラフト率で約1000ｍ／分以上の高速流
体に随伴させて噴射して、伸長弾性回復率が少な
くとも30％の糸条を形成せしめ、次いで該糸条を
シート状に堆積、補集し、さらに該シート状物の
構成フイラメント相互間の接合処理を施すことを
特徴とする柔軟で高い伸縮性を有する弾性不織布
の製造方法である。

かかる本発明の方法で得られる弾性不織布は、
構成繊維を形成する弾性重合体として、ポリブチ
レンテレフタレート（ポリテトラメチレンテレフ
タレートとも云うが、以下、PBTと略す）とポ
リテトラメチレングリコール（以下、PTMGと
云う）とを主成分とするポリエステル系エラスト
マからなる伸長弾性回復率が少なくとも30％の繊
維糸条がその長さ方向に沿つて実質的に接合され
ることなく開繊されて積層されており、この積層
体を構成フイラメント相互の接触点又は交叉点が
接合されてなるものである。

以下、本発明方法で製造される弾性不織布の構
造などについても説明を加えながら、本発明につ
いて更に詳しく説明する。

本発明に用いられるポリエステル系エラストマ
はPBTとPTMGとを主成分とするゴム弾性を示
すポリエステル系共重合体であり、さらに具体的
には、特公昭53−19638号公報や特公昭55−27097
号公報に記載されているように、テレフタル酸を
ジカルボン酸成分とし、ブタンジオールをジオー
ル成分とするPBTとポリテトラメチレングリコ
ールとからなる共重合ポリエステルであり、通常
は約90〜20％、好ましくは、80〜40％のPBTと
約10〜80％、好ましくは、20〜60％のPTMGと
からなる共重合体がよい。これら主成分に加え
て、第３成分としてイソフタル酸、アジピン酸、
ジエチレングリコールなど各種の共重合成分を得
られるポリエステル系共重合体のゴム弾性を損わ
ない範囲で共重合することができ、また着色、光
沢、耐候性、耐熱性などの改良を目的として、顔
料、艶消し剤、耐候耐熱剤などを少量配合するこ
とができる。

一般にゴム状弾性を示すポリエステル系共重合
体において、比較的ソフトセグメントが長いもの
は押出し成形やカレンダー加工による織物や不織
布への被覆加工が可能であるが、繊維のような細
くて長く、相互に接合していないマルチフイラメ
ント糸条とすることが難しく、また、ソフトセグ
メントに対してハードセグメントを長くすること
により繊維形成性を改良することができるが、こ
の場合は得られる繊維のゴム弾性の低下をまぬが
れない。また、ポリウレタン系弾性繊維で知られ
ているように、ゴム弾性を有する繊維は通常の非
弾性繊維くらべて、紡編織が容易ではないが、前
記ポリエステル系エラストマは柔軟性又は可撓性
が著しく大きく、疑似粘着性とも云うべき粘着性
を示すために、編織物はもちろん、不織布の場合
もフイラメント糸条相互の開繊が難しく、均一な
不織布を形成し難い。特に繊度が小さくなるにつ
れて布帛形成が難いという問題がある。

本発明は通常モノフイラメントのような太デニ
ールの単繊維からなる不織布ではなく、通常の不
織布のようにマルチフイラメント糸条が実質的に
糸条の全長に亘つて接合することなく開繊して積
層された不織布構造を有しているが、これは前記
ポリエステル系エラストマを後述する特定の不織
布製造プロセス及びその条件を採用することによ
りはじめて達成される。

ここで、本発明において不織布を構成するポリ
エステル系エラストマ繊維の繊度は0.1〜30デニ
ール(d)、好ましくは0.5〜10dがよく、断面形状は
円形、異形、中空等の各種形状をとり得るが、不
織布としての後加工性、シート形成性及び弾性回
復性を考慮すると円形断面のものがよい。また不
織布形成時のマルチフイラメント糸の単糸本数は
繊度にも依存するが少くとも30本、好ましくは10
本以下の範囲がよく、単糸繊度が太く、しかも単
糸本数が30本以上になると柔軟で、弾性に富む不
織布がえられず、他方単糸繊度が細く、単糸本数
が多くなると不織布形成時の糸条の開繊が難しく
均一な積層が妨げられ、いずれの場合もシートむ
らが著しくなるので好ましくない。

本発明における１つの重要な特長は該不織布を
構成するポリエステル系共重合体繊維の伸長回復
率、すなわち、試長が約10cmの繊維を100％伸長
した後直ちに除重した時少くとも30％、好ましく
は50％の長たを回復することが必要であり、かか
る伸長回復率を示す繊維で不織布を構成すること
によつて、不織布の繰返し伸長に対する弾性回復
並びに形態安定性が著しく増大する。このような
伸長回復率を有する本発明の不織布構成繊維糸条
は、前記ゴム状弾性重合体からなるにも拘わら
ず、その長さ方向に亘つて構成単繊維が相互に溶
着することなく、互いに分離して不織布を構成し
ているために、不織布としての弾性を著しく大き
いものになし得るのである。

すなわち、本発明によつて得られる不織布はマ
ルチフイラメント糸条が十分開繊され、単繊維糸
条となつてその相互接触点あるいは交叉点で接合
されており、応力が不織布構成繊維全体に分散さ
れているので、この不織布としての弾性が相乗的
に増大し、しかもその柔軟性が失われないのであ
る。

不織布構成繊維の相互の接触点又は交叉点の接
合は第３成分としての接着剤を噴霧、含浸などに
より付着させ、これによつて接合してもよいが、
好ましくは、不織布を構成する繊維自身の接着に
よるものが製造上、品質上すぐれている。さらに
好適には前記ポリエステル系共重合体よりも約20
℃以上融点が低い熱可塑性重合体からなる繊維状
バインダーを混在させ、この繊維状バインダーの
みを加熱溶融させ、繊維の接触点又は交叉点の一
部乃至大部分を接合するのがよい。繊維状バイン
ダーを形成する熱可塑性重合体としては任意のも
のでよいが、好ましくは前記ポリエステル系共重
合体において第３共重合成分の共重合量を大きく
し、融点を低くしたポリエステル系共重合体がよ
い。また繊維の相互接触点又は交叉点の接合割合
は、たとえば繊維状バインダーの場合、不織布重
量当りのバインダー量で約0.5〜20重量％、好ま
しくは約２〜15％の範囲で適宜選択するのがよ
い。

本発明によつて得られる弾性不織布は単独でそ
のすぐれた弾性、柔軟性を活かした用途に使用さ
れるが、各種の非弾性繊維製品、たとえばポリエ
チレンテレフタレート、ナイロン６、66、610、
ポリオレフイン、ポリアクリロニトリル系重合体
及びセルロース、その他天然繊維などからなる繊
維製品（編織物、網地、不織布、紙など）と組合
せて、多様な製品とすることができる。しかしな
がら、本発明によつて得られる弾性不織布と前記
非弾性重合体からなる短繊維の非接合、非接着フ
リースとの積層体をニードルパンチし、該弾性不
織布に非接合・非接着フリースを一体的に積層し
た不織布は、該弾性不織布の優れた弾性と柔軟性
を保持した嵩高性繊維布帛であり、繊維製品とし
ての機能を格段に向上する。すなわち、本発明に
よつて得られる弾性不織布は構成繊維が著しく柔
軟性で剛性又はヤング率が低く、いわゆる腰がな
く、しかもその優れたゴム弾性のために任意の布
帛と積層してニードリングを行つても、積層され
たシート間を十分に絡合することが困難である
が、前記非弾性短繊維フリースに限り、このフリ
ースと積層、ニードリングを行うと、該フリース
構成繊維がニードリングによつて弾性不織布層に
移動し、一体的に絡合し、該フリースにもとづく
嵩高性、剛性などの布帛特性を反映した不織布を
形成する。

このような非弾性短繊維フリースとしては用途
目的に応じて適宜選択よればよいが、好ましくは
繊度が0.1〜30d、特に0.5〜5d、繊維長が約15〜
150mm、好ましくは20〜100mm、目付けが約20〜
250ｇ／m²、、好ましくは30〜200ｇ／m²の範囲内
のものから選ぶのがよい。

このように非弾性繊維からなる不織布と同様な
不織布構造を有する本発明によつて得られる弾性
不織布は、その柔軟性あるいはドレープ性及びゴ
ム状弾性が著しく優れており、前記公知の各種布
帛などの風合、布帛物性を損うことなく、積層、
被覆し、一体化でき、これら布帛の変形に対して
優れた追従性を示し、強い変形に対してもその不
織布構造が破壊されることがない。したがつて、
本発明によつて得られる弾性不織布はその優れた
弾性、成形、接着及び防振性などを利用してクツ
シヨン、建装寝材、インテリヤ、くつ、かばん
類、ベルト、ヒヨ、パツキングなど、中入綿、芯
地類など依料用も含めて広範囲の用途に使用する
ことができる。

このような本発明にかかる高弾性、高伸縮性不
織布は前記ポリエステル系共重合体を加熱、溶融
して、該共重合体の融点プラス20℃の温度よりも
高い温度条件下に口金孔から吐出し、該吐出糸条
を少くとも30倍のドラフト率で約1000ｍ／分以上
の高速流体に随伴させて噴出させることによつ
て、伸長時弾性回復率が少くとも30％以上の糸条
を形成せしめ、しかる後該糸条をシート状に堆
積、捕集せしめることににより工業的に得ること
ができる。

すなわち、本発明の不織布製造における第１の
要件は、溶融重合体の吐出温度にあり、該吐出温
度がポリエステル系共重合体の融点プラス20℃よ
りも低い温度になると吐出糸条の走行中に糸条が
伸縮され、連続的な噴射とシート形成が困難にな
り、高速流体の噴射力の調整を行つても安定に不
織布を製造することができなくなるため、該融点
プラス20℃以上、好ましくは40℃以上の温度で吐
出する必要がある。

第２の要件としては、前記吐出糸条を少くとも
30倍のドラフト率、すなわち、噴射される吐出糸
条の速度を該吐出糸条の口金孔における吐出線速
度で割つた値であり、このドラフト率が30倍より
も小さくなると、得られる繊維糸条は定応力伸長
領域を有する強伸度曲線を示し、伸長弾性回復率
の小さい糸条しか得られず、本発明の目的とする
弾性不織布が形成されないし、吐出糸条の糸ゆれ
が著しくなり、単繊維が十分に分離した糸条の形
成あるいは紡糸安定性が損われるので好ましくな
い。

本発明では吐出繊条を高速気流に随伴させ毎分
1000ｍ以上の速度で噴射させる。この要件はいわ
ば空気ガイドの役目を果たすように伸縮性繊維を
気流で取り巻いて加速配向せしめるのである。高
速気流への随伴の手段は紡糸口金の下方に空気エ
ジエクターを配置して繊維束を引きのばし噴射さ
せる例があげられる。他の態様では口金細孔候の
低くに加熱空気の噴出孔を設け、同方向に空気と
ポリマーを噴出させる方式もとりうる。いずれの
手段にせよ高速に加速された繊維束は随伴気流に
保護され、異常な伸縮、ひきつれ、ねじれを起こ
すことなく、連続的に安定な繊維化を可能にす
る。本発明では噴射された繊維群をシート状に形
成面で捕集し、所望の厚さ、フイラメント配列を
有する不織布を作る。例えば噴射流を２枚の平板
で挾むことにより、フイラメントはその隙間方向
に配列し、この状態で捕集することにより任意方
向に配列したシートが得られる。このシートはフ
イラメントの配列方向の弾性回復が高く、シート
を裁断してテープ、バンド、ヒモ類を作るに適し
ている。また異方性を回避するには噴流を充分に
減衰させたのちネツトコンベヤーに捕集するか、
円錐状の噴射流を損なわない方式の捕集によりラ
ンダム配列の不織布が作れる。

本発明では噴射した繊維群が均一に積層されね
ばならない。実際的にこの手段は繊維の噴出速度
の1/10以下の速度で捕集面を移動させることによ
り幾層にも重なり合つた均斉な不織布が得られ
る。好適な条件下では均斉度の目安としして10cm
角に切りとつた多数のシート片の重量のバラツキ
を求め、変動係数にして15％以下のものが実用上
好適である。不織布をテープ状に裁断して利用す
る場合には変動係数の値を10％以下にするのが好
適である。本発明で積層された繊維相互の接触部
において接合されることが要件であるが、特定の
条件下においては噴射口から補集面までの距離を
選択することによつても該接合状態の一部を得る
ことができる。特定条件とその方向たとえば紡糸
温度を上げること、フイラメント繊度を太くする
こと、フイラメント数を増すこと、噴射速度を上
げること、フイラメント繊度にバラツキをもたせ
ること、重合体の融点を下げること、随伴気流の
温度を上げることなどがある。捕集距離は一般的
に1.5メートル以内で短縮するほど接合の効果は
高くなる。若しも捕集距離が短い場合、噴流の拡
がりが少なく、広幅のシート形成が困難に遭遇し
たり、あるいは捕集時の接合が弱い場合、捕集シ
ートを加熱雰囲気中を通過させるか、加熱及び加
圧操作を加える。一般的に共重合体の融点以下10
℃の温度以下の処理が好ましい。また上記の熱処
理手段が強烈で実用上の制限が加えられる場合、
他の実施態様として繊維シート中に各種のエマル
ジヨン、溶液、粉体などの接着剤を分散させる方
法をとりうる。さらに別の態様として別の低融点
重合体からの繊維を混繊させ、不織布を形成した
のち混在させた低融点繊維を溶融させる手段もと
りうる。斯様にして得られた不織布は繊維の接触
部が一部分または大部分が接合され、該不織布を
弾性回復を示す領域まで伸長し、ゆるめる操作を
複数回、好適には数回以上繰返えしても不織布形
態を損なわない特徴を有する。

上述のごとくして得られる不織布は弛緩あるい
は定長熱処理を施すことにより、伸長弾性回復率
および最高伸長率を増大させることができるので
有利である。

実施例１テレフタル酸とイソフタル酸のモル比を70対30
にしたポリブチレンテレフタレート／イソフタレ
ートに対し分子量1000のポリテトラメチレングリ
コール50部を共重合した融点147℃の共重合体を
110℃真空中で12時間乾燥し、220℃で0.3mmの６
箇の細孔から単孔当り毎分0.5ｇの割合で溶融吐
出した。この糸条を口金下方60cmの位置においた
空気アスピレーターに導き、３Kg／cm²Ｇの加圧空
気と共に噴射した。この時得られた単繊維の太さ
は2.8デニールで紡速は毎分1600ｍ、100％伸長後
弛緩した時の回復率は84％であつた。これらの繊
維群を30メツシユ金網上に捕集し、50ｇ／m²の不
織布を得た。この不織布を表面温度130℃のカレ
ンダーにはさみ繊維の接合部分を接合した。得ら
れたシートをさらに無拘束の状態で135℃の熱処
理を行なつた。このシートは構造を破壊すること
なく50％の繰返し伸張が可能で、張力を開放した
際、瞬間的に70％の回復をみた。シート中の繊維
はその接触部の一部が表面間で接着していること
が確かめられた。このシートは各種の基材例えば
合皮、衣料内張材など伸縮性を要する部分に用い
ると有効であつた。

実施例２ポリブチレンテレフタレートとイソフタレート
の比が75／25であり、さらにポリテトラメチレン
グリコールの共重合比を20部とした融点164℃の
共重合体を実施例１の手段で紡糸温度を185℃、
200℃、230℃と変えて不織布を作つた。185℃の
場合は空気アスピレーター上のフイラメントが極
度に振動し、ねじれ合つて高頻度で糸切れを起こ
した。200℃の場合は糸切れには至らなかつたが
捕集した不織布は不均一な繊維の塊が混在した。
230℃の場合は全て順調で得られたシートは組織
を破壊することなく30％の伸張が可能で、張力解
放時60％の伸縮回復をみた。

実施例３実施例２の条件のうち230℃の場合について200
ｇ／m²の不織布を採取し、温度150℃のカレンダ
ーで処理した。この不織布は非常に柔軟で高伸縮
性に富み50％の伸張に耐え、かつ70％の伸張回復
を示した。構成する繊維100％の伸張時回復率は
80％であつた。このシートはクツシヨン材、つめ
綿類、芯地、各種含浸、コーテイング材、テー
プ、バンド、パツキン類に伸縮能を生かす点に非
常に有用であつた。

実施例４実施例１の重合体、その他の条件のうち、溶融
重合体の吐出量をドラフト率20、40、100、500と
なるように変更し、空気アスピレーターの噴射圧
をそれぞれの最高に選んで設定した。ドラフト率
20の条件では空気アスピレーターへの付着、繊維
のひきつれが発生し、シート状採取が不能であつ
た。ドラフト率40および100のものは単繊維が300
ないし400％伸張可能で、100％伸張時回復率はそ
れぞれ82％、85％を示した。ドラフト率500のも
のは単繊維150％の伸張率を有し、100％伸張回復
率は85％を示した。これらの繊維からのカレンダ
ー処理シートはドラフト率20のものを除き、シー
ト構造を破壊することなく50％の繰返し伸張が可
能で50％以上の弾性回復を示した。

実施例５実施例１で得られた弾性不織布に、レーヨン
（３デニール×51mm）30％とポリエチレンテレフ
タレートステープル（2.5デニール×76mm）70％
を混綿、開繊し、梳綿機で目付約100ｇ／m²のフ
リースを積層し、フリースの上面から毎cm²当り80
本のニードルパンチ処理をした。得られたニード
ルパンチ不織布は伸縮性に富み、柔軟でカサ高か
つ形態安定性にすぐれたものが得られた。この不
織布を衣料用中入綿として用いたところ側地の風
合を損なうことなく保温性にすぐれ、着用時の人
体に対する追従性にすぐれていた。

Claims

【特許請求の範囲】

１ポリブチレンテレフタレートとポリテトラエ
チレングリコールを主成分とするポリエステル系
エラストマを加熱、溶融し、該ポリエステル系エ
ラストマの融点プラス20℃以上の温度で口金孔か
ら吐出し、該吐出されたマルチフイラメント糸条
を少なくとも30倍のドラフト率で約1000ｍ／分以
上の高速流体に随伴させて噴射して、伸長弾性回
復率が少なくとも30％の糸条を形成せしめ、次い
で該糸条をシート状に堆積、補集し、さらに該シ
ート状物の構成フイラメント相互間の接合処理を
施すことを特徴とする柔軟で高い伸縮性を有する
弾性不織布の製造方法。