JP2791159B2 - 極細長繊維不織布 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は，極細長繊維からなる不織布に関し，さらに
詳しくは，繊維な表面形態と緻密な構造を有する極細長
繊維からなる不織布に関するものである。

（従来の技術） 従来から，不織布は，衣料用，産業資材用，土木建築
資材用，農芸園芸資材用，生活関連資材用あるいは医療
衛生材用等，種々の用途に使用されている。中でも，長
繊維からなる不織布は，短繊維からなる不織布に対し，
強力が高く，しかも生産性に優れるため，広く使用され
ている。この長繊維からなる不織布において，表面が繊
細で，かつ緻密な構造を有する不織布を得る試みが数多
くなされてきた。例えば，特公昭44−24699号公報，特
公昭52−30629号公報及び特公昭62−41316号公報には，
シートに化学薬品処理を施して繊維を構成する重合体の
一部を溶解させること，あるいは溶解除去することによ
り細繊度の繊維から構成される不織布を得ることが開示
されている。また，特公平１−47585号公報及び特公平
１−47586号公報には，シートを高圧水流により処理し
繊維を割繊して極細繊維とするとともに繊維に３次元的
交絡を施した不織布が開示されており，特公平１−4757
9号公報には，不織布を水洗処理して水溶性成分を除去
することにより極細繊維からなる不織布を得ることが開
示されている。しかしながら，これらの不織布あるいは
不織布の製造法には，生産工程が複雑であり，しかも重
合体を除去する必要があるため，製造コストが高くなる
という問題がある。さらに，特公昭53−10169号公報に
は，シートをバフ掛けして繊維を割繊することにより極
細繊維からなる不織布を得ることが開示されているが，
この製造法には，構成繊維が部分的に損傷を受けるとい
う問題がある。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は，前記問題を解決し，繊細な表面形態と緻密
な構造を有する極細長繊維からなる不織布を提供しよう
とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明者は，前記問題を解決すべく鋭意検討の結果，
本発明に到達した。すなわち，本発明は，重合体成分Ａ
と，前記重合体成分Ａに対し非相溶性の重合体成分Ｂか
らなる２個以上の凸レンズ状横断面を有するセグメント
とから構成される２成分複合長繊維と，前記２成分複合
長繊維から重合体成分Ｂからなるセグメントが一部剥離
した２成分複合長繊維と，前記２成分複合長繊維の分割
により発現した前記重合体成分Ａのみから構成される割
繊長繊維と，前記重合体成分Ｂのみから構成される単糸
繊度が0.8デニール以下の割繊長繊維とから構成される
不織布であって，前記重合体成分Ｂの融点が重合体成分
Ａの融点より30℃以上高く,2成分複合長繊維の繊維軸に
垂直な横断面における重合体成分Ｂによる凸レンズ状部
分での曲率半径R₀及びR₁,円弧の孤長L₀及びL₁が下記
及び式を満足し，重合体成分Ｂからなるセグメントの
割繊割合が30％以上95％以下であり，かつ繊維間が重合
体成分Ａにより少なくとも部分的に接着されていること
を特徴とする極細長繊維不織布，を要旨とするものであ
る。

R₁/R₀＜１ …… １＜L₁/L₀≦３ …… 〔R₀:重合体成分Ａと接していない円弧の曲率半径,R₁:
重合体成分Ａと接している円弧の曲率半径,L₀:重合体成
分Ａと接していない円弧の孤長,L₁:重合体成分Ａと接し
ている円弧の孤長〕 次に，本発明を詳細に説明する。

本発明における非相溶性の重合体成分Ａ及びＢとは，
いずれも繊維形成能を有し，通常の溶融紡糸装置を使用
して溶融紡出することができるものである。重合体成分
Ａ及びＢの組合せとしては，例えば，ポリエステル系と
ポリアミド系，ポリエステル系とポリオレフイン系，ポ
リアミド系とポリオレフイン系等が挙げられ，ポリエス
テル系重合体としては，ポリエチレンテレフタレート，
ポリブチレンテレフタレート等のポリエステルが，ポリ
アミド系としては，ナイロン6,ナイロン46,ナイロン66,
ナイロン610等のポリアミドが，ポリオレフイン系とし
ては，ポリプロピレン，高密度ポリエチレン，線状低密
度ポリエチレン，エチレン／プロピレン共重合体等のポ
リオレフインが挙げられる。また，重合体成分ＡからＢ
には，各々，通常の艶消剤，熱安定剤，顔料あるいは重
合体の結晶化促進剤等の添加剤を添加してもよい。

本発明の極細長繊維不織布は，溶融紡出された２成分
複合長繊維をエアーサツカ等の引取り手段により引取
り，ウエブコンベア等の捕集面上に堆積させ，ウエブを
高線圧力の加熱された表面平滑なロール群で処理するこ
とによって高融点重合体成分Ｂからなる繊維を複合長繊
維から少なくとも一部剥離させて割繊長繊維とし，それ
と同時に，低融点の重合体成分Ａからなる繊維により繊
維間を少なくとも部分的に接着することにより作成する
ことができる。また，ウエブを高線圧力の非加熱の表面
平滑なロール群で処理し，一旦，高融点の重合体成分Ｂ
からなる繊維を複合長繊維から剥離させて割繊長繊維と
し，次いで，加熱ロールで低融点の重合体成分Ａからな
る繊維により繊維間を少なくとも部分的に接着すること
によっても作成することができる。表面平滑な加熱ロー
ルに代わり，加熱されたエンボスロールを使用すること
もできる。ウエブを加熱されたエンボスロールを使用
し，低融点の重合体成分Ａからなる繊維により繊維間を
少なくとも部分的に接着して不織布を得，次いで，不織
布を高線圧力の表面平滑なロール群で処理することによ
って高融点の重合体成分Ｂからなる繊維を複合長繊維か
ら剥離させて割繊長繊維とし，本発明の不織布を作成す
ることもできる。なお，得られた不織布に，不織布の柔
軟性を向上させるための柔軟加工を施してもよい。

本発明における重合体成分Ｂは，重合体成分Ａの融点
より30℃以上高い融点を有することが必要である。本発
明でいう重合体の融点とは，パーキンエルマ社製示差熱
量計DSC−２型を使用し，同装置のマニユアルに従い，
試料量を約5mg,走査速度を20℃／分として測定して得ら
れるDSC曲線から求めたものである。重合体成分Ｂと重
合体成分Ａとの融点差が30℃未満であると，ウエブを加
熱ロールで熱接着するときに不織布が熱収縮して寸法安
定性が低下して不織布の風合いが悪くなったり，熱接着
時の接着温度域が狭くなり温度制御が困難となる等の問
題を生じるため，好ましくない。ウエブを重合体成分Ａ
の融点以上の表面温度の加熱ロールで熱接着すると，得
られる不織布はフイルム状あるいは表面の硬いものとな
るため，好ましくない。

ウエブ化には，溶融紡出された繊維束を冷却し，延伸
して得られる延伸長繊維あるいは高速紡糸法により得ら
れる高配向未延伸長繊維を使用することができる。紡糸
からウエブ化までを連続工程としてもよく，また，別途
製造した延伸長繊維あるいは高配向未延伸長繊維からウ
エブを作成してもよい。ウエブは，これらの長繊維をエ
アーサツカ等の引取り手段により引取り，帯電装置によ
り強制的に帯電させて繊維を開繊し，移動するウエブコ
ンベア等の捕集面上に堆積させることにより作成するこ
とができる。

次に，本発明における２成分複合長繊維に関して，説
明する。

第１図は，本発明における２成分複合長繊維の構造を
説明するための横断面図，第2,3,4及び５図は，本発明
の構成要件を満足する２成分複合長繊維の例を示す横断
面である。第１図において,R₀及びR₁は２成分複合長繊
維の繊維軸に垂直な横断面における重合体成分Ｂによる
凸レンズ状部分での曲率半径であり,R₀は重合体成分Ａ
と接していない円弧の曲率半径,R₁は重合体成分Ａと接
している円弧の曲率半径,L₀及びL₁は前記凸レンズ状部
分での円弧の孤長であり,L₀は重合体成分Ａと接してい
ない円弧の孤長,L₁は重合体成分Ａと接している円弧の
孤長である。R₀及びR₁は繊維断面を1000倍に拡大して撮
影した断面写真を基にし，それぞれの円弧の孤長の90％
以上が包含されるような仮想円弧を想定して求めたもの
である。また,L₀及びL₁は同拡大断面写真より実測して
求めたものである。

本発明の極細長繊維不織布は，第１図に示したR₀及び
R₁,L₀及びL₁が前記及び式を満足することが必要で
ある。R₁/R₀がR₁/R₀≧１であるとL₁/L₀は自ずとL₁/L₀≦
１となるが，この場合には，選択する重合体成分Ａと重
合体成分Ｂによっては紡糸工程あるいは延伸工程で前記
重合体成分Ａと重合体成分Ｂとが剥離してしまい，紡糸
工程あるいは延伸工程で断糸等の不都合が生じ，ウエブ
化するときに繊維の開繊性が低下して均一なウエブを得
ることができず，好ましくない。R₁/R₀がR₁/R₀≧１であ
るとL₁/L₀は自ずと１＜L₁/L₀となるが，この場合には，
選択する重合体成分Ａと重合体成分Ｂによっては紡糸工
程あるいは延伸工程で前記重合体成分Ａと重合体成分Ｂ
とが剥離することがなく，ウエブ化するときに繊維の開
繊性が良好で均一なウエブを得ることができる。しかし
ながら,R₁/R₀がR₁/R₀＜１であってもL₁/L₀がL₁/L₀＞３
であると，ウエブあるいは不織布を高線圧力の表面平滑
なロール群で処理して重合体成分Ａと重合体成分Ｂとを
剥離し割繊することが困難となるので，好ましくない。

本発明の極細長繊維不織布は，重合体成分Ｂからなる
セグメントの割繊割合が30％以上95％以下のものであ
る。この割繊割合とは,R₀及びR₁,L₀及びL₁が前記及び
式を満足する２成分複合長繊維と，前記２成分複合長
繊維から重合体成分Ｂからなるセグメントが一部剥離し
た２成分複合長繊維と，前記２成分複合長繊維の分割に
より発現した前記重合体成分Ａのみから構成される割繊
長繊維と，前記重合体成分Ｂのみから構成される単糸繊
度が0.8デニール以下の割繊長繊維とから構成される不
織布の任意の10個所を選び，不織布の断面を100倍に拡
大して断面写真を撮影し，次いで,10枚の断面写真中，
複合長繊維から剥離している重合体成分Ｂのセグメント
総数と存在する重合体成分Ｂのセグメント総数とを求
め，算出されるもので，存在する重合体成分Ｂのセグメ
ント総数に対する剥離している重合体成分Ｂのセグメン
ト総数の比（％）を表すものである。

本発明の極細長繊維不織布は，前記割繊割合が30％以
上95％以下のものであり，この割繊割合が30％未満であ
ると，繊細な表面形態と緻密な構造を有する不織布を得
ることができない。

また，前記複合長繊維の分割により発現した前記重合
体成分Ｂのみから構成される割繊長繊維は，単糸繊度が
0.8デニール以下のものである。割繊割合が30％以上で
あっても，重合体成分Ｂからなる前記割繊長繊維の単糸
繊度が0.8デニールを超えると，繊細な表面形態と緻密
な構造を有する不織布を得ることが困難となり，この単
糸繊度が小さいほど，繊細な表面形態と緻密な構造を有
する不織布を得ることができる。

本発明の２成分複合長繊維において，重合体成分Ｂか
らなる凸レンズ状横断面を有するセグメントの数は,2個
以上であることが必要である。このセグメントの数が１
個であると，紡糸条件あるいは延伸条件によっては複合
長繊維に捲縮が生じ，ウエブ化するときに繊維の開繊性
が低下して均一なウエブを得ることができない。

本発明においては，組合せる重合体の種類，重合体の
複合化，紡糸条件，延伸条件，剥離割繊条件，接着条件
あるいは柔軟加工等の後加工条件を種々選択することに
より，使用目的に応じた極細長繊維不織布を得ることが
できる。

（実施例） 次に，実施例に基づいて本発明を具体的に説明する。
なお，実施例における各種特性は次の方法により測定し
た。

固有粘度：フエノールと四塩化エタンの等重量混合溶
液を溶媒とし，温度20℃で測定した。

メルトインデツクス:ASTM D 1238 E法により測定し
た。

融点：パーキンエルマ社製示差走査熱量計DSC−２型
を使用し，試料量を約5mg,走査速度20℃／分で測定して
得られたDSC曲線から求めた。

不織布のタテ及びヨコ方向の引張強力：幅が3cm,長さ
が10cmの測定試料片を準備し,JIS Ｌ−1096に記載のス
トリツプ法により測定した。

実施例１ 融点が128℃，メルトインデツクス値が80g/10分のポ
リエチレン重合体を重合体成分A,融点が258℃，固有粘
度が0.70のポリエチレンテレフタレート重合体を重合体
成分Ｂとし，複合紡糸孔を200孔有する紡糸口金を通し
て２成分複合長繊維を溶融紡出した。溶融紡糸に際し，
重合体成分Ａの溶融温度を230℃，単孔吐出量を0.60g/
分，重合体成分Ｂの溶融温度を285℃，単孔吐出量を0.6
0g/分〔成分Ａと成分Ｂの比（重量比）は１対１〕とし
た。紡出された長繊維糸条を冷却した後，紡糸口金下12
0cmの位置に配設された８個のエアーサツカにフイラメ
ント25本ずつ通して吸引・延伸し,3100m/分の速度で引
取り，帯電装置により強制的に帯電させて繊維を開繊
し，移動するウエブコンベア面上に堆積させ，ウエブを
得た。

得られた２成分複合長繊維の横断面形状は，第３図に
示したように，重合体成分Ａと，重合体成分Ｂからなる
６個の凸レンズ状横断面を有するセグメントとから構成
されるものであった。繊維断面を1000倍に拡大して撮影
した断面写真を基にし，前記６個の円弧の90％以上が包
含されるような仮想円弧を想定し,R₀,R₁,L₀及びL₁を求
め,R₁/R₀及びL₁/L₀を算出したところ,R₁/R₀は0.3,L₁/L₀
は1.6であった。また，この複合長繊維は割繊しておら
ず，ウエブは均一なものであった。

次に，得られたウエブに加熱された表面平滑なロール
群を使用して割線・熱接着処理を２回施して不織布を得
た。この処理条件は，加熱ロール群の表面温度を115
℃，線圧力を200kg/cmとした。

得られた不織布は，目付けが50g/m²,タテ方向の引張
強力が5.2kg/3cm,ヨコ方向の引張強力が3.8kg/3cmであ
った。不織布の任意の10個所を選び，不織布の断面を10
0倍に拡大して断面写真を撮影し，次いで,10枚の断面写
真中，複合長繊維から剥離している重合体成分Ｂのセグ
メント総数と存在する重合体成分Ｂのセグメント総数と
を求め，割繊割合を求めたところ，割繊割合は80％であ
った。この不織布には，前記重合体成分Ｂのみから構成
される割繊長繊維の他に，重合体成分Ｂからなるセグメ
ントが全く剥離していない２成分複合長繊維と，前記２
成分複合長繊維から重合体成分Ｂからなるセグメントが
一部剥離した２成分複合長繊維と，前記２成分複合長繊
維の分割により発現した前記重合体成分Ａのみから構成
される割繊長繊維とが認められた。また，前記複合長繊
維の分割により発現した重合体成分Ｂのみから構成され
る割繊長繊維の繊度を求めたところ,0.31デニールと極
めて細いものであった。そして，この不織布は，繊細な
表面形態と緻密な構造を有するものであった。

比較例１ 融点が125℃，メルトインデツクス値が100g/10分のポ
リエチレン重合体を重合体成分Ａとした以外は実施例１
と同様にして,2成分複合長繊維を溶融紡出し，冷却した
後，エアーサツカにフイラメント通して吸引・延伸し,3
100m/分の速度で引取り，帯電装置により強制的に帯電
させて繊維を開繊し，移動するウエブコンベア面上に堆
積させ，ウエブを得た。

得られた２成分複合長繊維の横断面形状は，第６図に
示したように，重合体成分Ａと，重合体成分Ｂからなる
６個の凸レンズ状横断面を有するセグメントとから構成
されるものであった。繊維断面を撮影した断面写真を基
にし，前記６個の円弧の90％以上が包含されるような仮
想円弧を想定し,R₀,R₁,L₀及びL₁を求め,R₁/R₀及びL₁/L₀
を算出したところ,R₁/R₀は0.3,L₁/L₀は3.2であった。ま
た，この複合長繊維は割繊しておらず，ウエブは均一な
ものであった。

次に，実施例１と同様にして，得られたウエブに加熱
された表面平滑なロール群を使用して割繊・熱接着処理
を２回施して不織布を得た。

得られた不織布は，その割繊割合が11％と極めて低
く，繊細な表面形態と緻密な構造を有しないものであっ
た。

実施例２ 融点が128℃，メルトインデツクス値が80g/10分のポ
リエチレン重合体を重合体成分A,融点が258℃，固有粘
度が0.70のポリエチレンテレフタレート重合体を重合体
成分Ｂとし，複合紡糸孔を625孔有する紡糸口金を通し
て２成分複合長繊維を溶融紡出した。溶融紡糸に際し，
重合体成分Ａの溶融温度を230℃，単孔吐出量を0.20g/
分，重合体成分Ｂの溶融温度を285℃，単孔吐出量を0.2
0g/分〔成分Ａと成分Ｂの比（重量比）は１対１〕とし
た。紡出された長繊維糸条を冷却した後，表面温度が75
℃の加熱ローラ群により250m/分の速度で引取り，この
加熱ローラ群と表面温度が90℃の加熱ローラ群との間で
倍率を4.0として延伸した。延伸繊維糸条を25個のエア
ーサツカにフイラメント25本ずつ通して吸引し，帯電装
置により強制的に帯電させて繊維を開繊し，移動するウ
エブコンベア面上に堆積させ，ウエブを得た。

得られた２成分複合長繊維の横断面形状は，第４図に
示したようなものであった。繊維断面を1000倍に拡大し
て撮影した断面写真を基にし,R₁/R₀及びL₁/L₀を求めた
ところ,R₁/R₀は0.3,L₁/L₀は1.7であった。また，この複
合長繊維は割繊しておらず，ウエブは均一なものであっ
た。

次に，得られたウエブに加熱された表面平滑なロール
群を使用して割繊・熱接着処理を２回施して不織布を得
た。この処理条件は，加熱ロール群の表面温度を115
℃，線圧力を200kg/cmとした。

得られた不織布は，目付けが50g/m²,タテ方向の引張
強力が7.0kg/3cm,ヨコ方向の引張強力が5.2kg/3cmであ
った。不織布の任意の10個所を選び，不織布の断面を10
0倍に拡大して断面写真を撮影し，割繊割合を求めたと
ころ，割繊割合は90％であった。この不織布には，実施
例１と同様に，前記重合体成分Ｂのみから構成される割
繊長繊維の他に，重合体成分Ｂからなるセグメントが全
く剥離していない２成分複合長繊維と，前記２成分複合
長繊維から重合体成分Ｂからなるセグメントが一部剥離
した２成分複合長繊維と，前記２成分複合長繊維の分割
により発現した前記重合体成分Ａのみから構成される割
繊長繊維とが認められた。また，重合体成分Ｂのみから
構成される割繊長繊維の繊度を求めたところ,0.23デニ
ールと極めて細いものであった。そして，この不織布
は，繊細な表面形態と緻密な構造を有するものであっ
た。

比較例２ 融点が132℃，メルトインデツクス値が40g/10分のポ
リエチレン重合体を重合体成分A,その溶融温度を232℃
とした以外は実施例２と同様にして,2成分複合長繊維を
溶融紡出し，冷却した後，加熱ローラ群により250m/分
の速度で引取り，延伸し，エアーサツカにフイラメント
通して吸引し，帯電装置により強制的に帯電させて繊維
を開繊し，移動するウエブコンベア面上に堆積させ，ウ
エブを得た。

延伸するに際し，延伸ローラ上で複合長繊維が剥離割
繊し，この割繊長繊維が延伸ローラに巻付くというトラ
ブルが生じた。そして，得られたウエブは，均一性に劣
るものであった。

得られた２成分複合長繊維の横断面形状は，第７図に
示したようなものであった。繊維断面を1000倍に拡大し
て撮影した断面写真を基にし,R₁/R₀及びL₁/L₀を求めた
ところ,R₁/R₀は1.2,L₁/L₀は0.8であった。また，この複
合長繊維は割繊しておらず，ウエブは均一なものであっ
た。

次に，実施例２と同様にして，得られたウエブに加熱
された表面平滑なロール群を使用して割繊・熱接着処理
を２回施して不織布を得た。

得られた不織布は，その割繊割合が95％と高く，繊細
な表面形態を有するものの，均一性が劣り，しかも目付
け斑を有するものであった。

実施例３ 実施例２で得られた不織布に加熱されたエンボスロー
ルを使用してエンボス処理を施した。この処理条件は，
加熱エンボスロールの表面温度を120℃，線圧力を30kg/
cmとした。

得られた不織布は，目付けが55g/m²,タテ方向の引張
強力が10.7kg/3cm,ヨコ方向の引張強力が7.9kg/3cmで，
繊細な表面形態と緻密な構造を有するものであった。

（発明の効果） 本発明の極細長繊維不織布は,2成分複合長繊維と，前
記２成分複合長繊維の分割により発現した単糸繊度が0.
8デニール以下の割繊長繊維とから構成されるものであ
り，強力に優れ，極めて均一性が高く，しかも繊細な表
面形態と緻密な構造を有するため，バツグや封筒用素材
として好適に使用することができる。

なお，本発明の極細長繊維不織布は，従来のような複
雑な生産工程を必要とすることなく，低コストで効率よ
く生産することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は，本発明における２成分複合長繊維の構造を説
明するための横断面図，第2,3,4及び５図は，本発明の
構成要件を満足する２成分複合長繊維の例を示す横断面
図，第６図及び第７図は，本発明の構成要件を満足しな
い２成分複合長繊維の例を示す横断面図である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】重合体成分Ａと，前記重合体成分Ａに対し
   非相溶性の重合体成分Ｂからなる２個以上の凸レンズ状
   横断面を有するセグメントとから構成される２成分複合
   長繊維と，前記２成分複合長繊維から重合体成分Ｂから
   なるセグメントが一部剥離した２成分複合長繊維と，前
   記２成分複合長繊維の分割により発現した前記重合体成
   分Ａのみから構成される割繊長繊維と，前記重合体成分
   Ｂのみから構成される単糸繊度が0.8デニール以下の割
   繊長繊維とから構成される不織布であって，前記重合体
   成分Ｂの融点が重合体成分Ａの融点より30℃以上高く,2
   成分複合長繊維の繊維軸に垂直な横断面における重合体
   成分Ｂによる凸レンズ状部分での曲率半径R₀及びR₁,円
   弧の孤長L₀及びL₁が下記及び式を満足し，重合体成
   分Ｂからなるセグメントの割繊割合が30％以上95％以下
   であり，かつ繊維間が重合体成分Ａにより少なくとも部
   分的に接着されていることを特徴とする極細長繊維不織
   布。 R₁/R₀＜１ …… １＜L₁/L₀≦３ …… 〔R₀:重合体成分Ａと接していない円弧の曲率半径,R₁:
   重合体成分Ａと接している円弧の曲率半径,L₀:重合体成
   分Ａと接していない円弧の孤長,L₁:重合体成分Ａと接し
   ている円弧の孤長〕