JP4330687B2

JP4330687B2 - 伸縮性不織布

Info

Publication number: JP4330687B2
Application number: JP5985399A
Authority: JP
Inventors: 一博森島
Original assignee: Teijin Fibers Ltd
Current assignee: Teijin Fibers Ltd
Priority date: 1999-03-08
Filing date: 1999-03-08
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2019-03-08
Also published as: JP2000256954A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は伸縮性を有する不織布に関し、更に詳しくは、複合型長繊維から構成され、弾性特性および表面平滑性に優れ、更に、製造時の開繊性、熱接着性にも優れた伸縮性不織布に関する。
【０００２】
【従来の技術】
長繊維不織布は、短繊維不織布と比較して、不織布化までの工程が短く、合理的である為、近年多くの分野に利用されている。長繊維からなる伸縮性を有する不織布としては、不織布を構成する繊維に弾性特性に優れたものを利用する、あるいは、捲縮を発現させることによって伸縮性能を持たせるなどの方法が用いられている。前者の方法は、特開平３−８８５５号公報、特公昭６３−３１５８１号公報などに開示されており、エラストマーが用いられているが、必要以上の伸度を有する為加工時の寸法安定性に劣り、エラストマー元来の性質として滑り抵抗が大きく加工時の取り扱い性が低いという問題の他、肌触りが悪いという問題も有するものである。後者の方法は、例えば特開平３−２２０３５８号公報に例示されており、ポリブチレンテレフタレートを必須成分とする柔軟で強靭であることを特徴とするものであるが捲縮を必須とし、弾性特性は捲縮により主として発現されるものであり十分なものではなく、また衛生材料などの平滑性や薄さなどが要求される用途によっては改良が望まれている。
【０００３】
一方、特開平８−９２８５２号公報においては、非収縮繊維層に微細な皺（ギャザー）を形成させ伸縮性を発現させる方法が開示されている。しかし、これも同様に平滑性に劣るものであり、製法も収縮性繊維層と非収縮繊維層を接合後収縮繊維層を収縮させることにより非収縮繊維層に微細な皺を形成させ、収縮繊維層を剥がすことものであり、工程が煩雑となるという問題を有していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記従来技術が有していた問題を解決し、弾性特性、表面品位、強度に優れた衛生材料、衣料用途、農業用、工業用などに用いることができる伸縮性不織布を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記従来技術が有していた問題を解決すべく鋭意検討を行った結果、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明の目的は、
繊維形成性重合体成分と、該繊維形性重合体成分よりも２０〜１５０℃融点の低い熱接着性重合体成分とからなり、該熱接着性重合体成分が少なくともその繊維表面に露出してなる複合長繊維をその構成繊維として含む長繊維不織布において、該繊維形成性重合体成分が、主たる酸成分をテレフタル酸とし、主たるグリコール成分をトリメチレングリコールとするポリエステルであり、且つ該不織布は、接着面積率が１〜５０％、目付が５〜４０ｇ／ｍ ^２の範囲にあることを特徴とする、伸縮性不織布により達成することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の不織布を構成する繊維形成性重合体成分は、主たる酸成分をテレフタル酸とし、主たるグリコール成分をトリメチレングリコールとするポリエステルである必要がある。ここで、“主たる”とは該成分が全成分を基準として７０モル％以上を占めていることをいい、酸成分としてテレフタル酸、グリコール成分がトリメチレングリコール１００モル％であるポリトリメチレンテレフタレートであることが、得られる長繊維不織布の弾性特性の向上の観点から好ましい。
【０００７】
該繊維形成性重合体成分は、本発明の範囲内で必要に応じて第３成分が添加され、共重合されたポリエステルであっても良い。共重合成分として添加する第３成分としては、脂肪族ジカルボン酸（シュウ酸、アジピン酸等）、脂環式ジカルボン酸（シクロヘキサンジカルボン酸等）、芳香族ジカルボン酸（イソフタル酸、ソジウムスルホイソフタル酸等）、脂肪族グリコール（エチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール等）、脂環式グリコール（シクロヘキサンジオール等）、芳香族ジオキシ化合物（ハイドロキノン、ビスフェノールＡ等）、芳香族を含む脂肪族グリコール（１，４−ビス（β−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン等）、ポリエーテルグリコール（ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等）、脂肪族オキシカルボン酸（ω−オキシカプロン酸等）、芳香族オキシカルボン酸（Ｐ−オキシ安息香酸等）等を挙げることができ、これらは、一種を単独で用いても、二種以上を併用してもどちらでもよい。なお、該繊維形成性重合体成分の固有粘度は０．５〜１．２であることが繊維形成性、繊維形成後の布帛物性の点から好ましい。
【０００８】
本発明の不織布を構成する熱接着性重合体成分は、上述の繊維形成性重合体成分より融点が２０〜１５０℃低いものである必要がある。融点の差が２０℃未満であると、熱接着性が低く接着性を上げる為温度を上げると、繊維形状が損なわれ、表面タッチに劣るものとなることがある。また、融点の差が１５０℃を越えると、複合繊維の形成が困難となり、工程安定性も低下する。好ましい繊維形成重合体成分と熱接着性重合体成分の融点の差の範囲は、４０〜１００℃である。
【０００９】
ここで、該熱接着性重合体成分としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィンなどから選ばれた１種以上のものを用いることができ、これらは共重合されているものであっても良い。この中でも特にポリエステルが耐光安定性などの点から好ましく、特にポリトリメチレンテレフタレート系共重合体が、弾性性能の点から好ましい。
【００１０】
ここで、該熱接着性重合体成分に共重合する成分としては、上記繊維形成性重合体の第３成分として例示したものが挙げられるが、繊維形成性重合体との融点差を設けることが必要である。
【００１１】
該繊維形成性重合体成分および該熱接着性重合体成分には、更に二酸化チタン等の艶消し剤、リン酸等の安定剤、ヒドロキシベンゾフェノン誘導体等の紫外線吸収剤、タルク等の結晶核剤、アエロジル等の易滑剤、ヒンダードフェノール誘導体等の抗酸化剤、難燃剤、制電剤、有機顔料、無機顔料、蛍光増白剤、赤外線吸収剤、消泡剤等が含有されていてもよい。
【００１２】
本発明の伸縮性不織布は接着面積率が１〜５０％の範囲にあることが必要である。ここで、“接触面積率”とは、不織布の表面において、単位面積当たりに熱接着されている面積がどれだけ占めるかを表したものであり、該接着面積率が１％未満であると、強度が低すぎるとともに表面平滑性も劣るものとなり、一方、５０％を越えると、風合いの点から問題となる。該接触面積率は、特に２〜３０％の範囲にあることが好ましい。なお、不織布を構成する繊維に捲縮がある場合は、接着温度や圧力を調整することにより表面の平滑さを保つことができる。
【００１３】
本発明の不織布を構成する複合長繊維は、繊維形成性重合体成分が該複合長繊維の重量を基準として、３０〜９５％を占めていることが望ましい。３０％未満であると、不織布とした場合に繊維形成性重合体成分であるポリエステルの弾性特性が発現し難く、９５％を越えると不織布を熱接着した後の強度が低くなる。好ましい範囲は、６０〜９０％である。
【００１４】
該複合長繊維における、繊維形成性重合体成分と熱接着性重合体成分との複合状態は、芯鞘型のほか、偏芯芯鞘型、並列（サイドバイサイド）型、海島型複合紡糸繊維あるいは海島型混合紡糸繊維、蜜柑の房型配位（分割）繊維等、公知の複合状態のいずれも採用することができるが、その際、少なくともその繊維表面に上記熱接着性重合体成分が露出していることが肝要であり、繊維横断面周長を基準として３０％以上が熱接着性重合体成分で占められていることが好ましい。
【００１５】
また、該複合長繊は捲縮は発現していてもしていなくても良いが、表面平滑性の点から発現していない方が好ましく、その点からも最も好ましい形態は、芯鞘型複合状態である。
【００１６】
また、本発明の不織布を構成する複合長繊維の単繊維繊度は０．１〜２０デニールであることが好ましく、１個以上の中空部を有していても差し支えない。また、繊維横断面形状や、芯部の形状は、真円である必要は特になく、楕円、多角形、多葉断面、フィン付き等の異形断面形状であってもいずれも採用することができる。
【００１７】
本発明の伸縮性不織布の製造方法としては、スパンボンド法やメルトブロー法などの方法または、低速下での紡出糸を延伸して一旦巻き取るか、引続き高速の牽引流体により開繊しながら多孔補集面上に不織布として補集する方法など、周知の長繊維不織布形成方法をいずれも採用することができる。
【００１８】
紡出にあたっては、該繊維形成性重合体と熱接着性重合体成分とを別々に溶融、混練し、計量後複合紡糸口金内で合流させて吐出すれば良い。製造方法としては、口金より紡出された糸条を高速牽引し、補集ネット上に噴射・補集するスパンボンド法を生産性の点から好ましく採用できる。
【００１９】
ここで、高速牽引の速度としては、３０００〜８０００ｍ／分の範囲に設定し、紡出糸条をエジェクターやエアサッカーなどにより上述の速度にて高速牽引すればよく、高速牽引して得た細化物は開繊されながら補集ネット上に補集されるが、ネット上に補集する際、他の長繊維や短繊維などを混綿、積層または混合してもよく、他の繊維としては本発明の効果を奏する範囲内であれば、特に制約は無いが、弾性特性を有する長繊維不織布を得るためには、混綿または混合する他の繊維の割合は、得られる長繊維不織布の重量を基準として３０％未満とすることが好ましい。
【００２０】
上記のようにして得られた長繊維不織布は、単独で、あるいは複数枚を積層して、接着面積率が１〜５０％の範囲となるように、部分的に熱接着されていることが必須である。熱接着方法は、例えば熱カレンダーによる接着、熱エンボスにより部分的に接着する方法、エンボスで超音波溶融接着する方法などを採用することができる。
【００２１】
熱接着温度は熱接着性重合体成分の種類、および目的とする用途に応じて適宜選択すれば良い。熱接着の前に必要に応じて一旦巻き取るか、あるいはそのまま連続で、機械的な三次元交絡処理を付与しても良い。該交絡処理はニードルパンチ等のようにバーブ付のニードルでパンチングする方法、あるいは高圧水流によって繊維を交絡させる方法等、周知の手段を取ることができる
また、本発明の伸縮性不織布の目付は特に限定されるものではないが、５ｇ／ｍ²以上のものが表面繊維の分布が更に良好なものとなるので、品位、平滑性が格段に向上する。
【００２２】
【実施例】
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれにより何ら限定を受けるものではない。なお、実施例中における各測定値はそれぞれ以下の方法に従って求めたものである。
【００２３】
１）融点：
アルミニウムパンを用いて試料１０ｍｇ、窒素中で昇温レート１０℃/分で昇温した時の熱収支曲線を描き、融解熱による吸熱ピークから求めた。
【００２４】
２）伸長応力：
不織布から長さ１２ｃｍ、幅２．５ｃｍの長方形状の資料片を作成し、向かい合う二辺のうちの短辺をチャックでそれぞれチャック間の距離を１０ｃｍとして把持させた後、伸長速度１００％にて元のチャック間隔を基準として２０％伸長させた時の応力（ｇ／ｃｍ）を求め、不織布の縦方向（流れ方向）と横方向（幅方向）との平均値として算出して求めた。
【００２５】
３）伸長回復率：
上述の伸長応力の測定と同様にして、２０％伸長した後、その状態を保持することなく伸長速度と同じ速さでもとのチャックつかみ間隔まで戻した。その際、応力が０となった時のチャックつかみ間隔をＬ’’（ｍ）とし、縦方向と横方向との平均値として次式により算出して求めた。
伸長回復率（％）＝（Ｌ’−Ｌ’’）／（Ｌ’−Ｌ）×１００
（式中、Ｌは伸長前のチャックつかみ間隔（１０ｃｍ）、Ｌ’は２０％伸長時のチャックつかみ間隔（１２ｃｍ））
【００２６】
４）破断伸度：
上述の伸長応力の測定と同様にして、資料片が破断するまで伸長し、破断した時の伸度を縦方向と横方向との平均値として求めた。
【００２７】
５）固有粘度：
３５℃、ｏ−クロロフェノール中にて常法に従って求めた。
【００２８】
６）メルトフローレート：
ＪＩＳＫ−７２１０記載の方法に準拠して求めた。
【００２９】
７）接着面積率（％）：
不織布の表面５ｃｍ²当たりに存在する熱接着されている面積を測定し、単位面積当たりにおける熱接着されている面積の割合を求めた。
【００３０】
［実施例１］
テレフタル酸ジメチルとトリメチレングリコールとを重縮合した、融点２２３℃のポリトリメチレンテレフタレート（固有粘度０.７０）と、熱接着性重合体成分としてのテレフタル酸ジメチルを基準としてイソフタル酸ジメチルを２０ｍｏｌ％を含む酸成分とトリメチレングリコールからなる融点１７０℃のポリトリメチレンテレフタレート系共重合体とを、エクストルーダーにて供給して別々に溶融混練し、引き続き、フィラメント当たりの吐出量を１．５ｇ／分になるようにして丸型孔を有する口金より吐出し、エジェクター圧力３.５ｋｇ／ｃｍ²にて高速牽引した後、空気流とともに分散板に衝突させてフィラメントを開繊し、熱接着性重合体成分が鞘部を形成する芯鞘型型断面を有する、複合繊維からなる長繊維不織布として補集ネットコンベアーで補集した。
得られた複合繊維のデニールは２．５ｄｅで鞘側成分と芯側成分との重量比率は３０：７０であった。
【００３１】
更に、ネットコンベアーから連続して、上側がクロームメッキされた金属エンボスローラー、下側が金属フラットローラーのエンボス熱接着機にて線圧３０ｋｇｆ／ｃｍ²、ローラー温度上下共１００℃にて熱接着し、接着面積率１０％で目付４０ｇ／ｍ²の不織布を得た。
得られた不織布は均一で平滑な表面を有し、単糸同士の接着も少なく見た目の品位に優れており、伸長応力は０．７ｋｇ／ｃｍ、伸長回復率は８９％、破断伸度は１６４％であった。
【００３２】
［実施例２］
テレフタル酸ジメチル基準としてイソフタル酸ジメチルを５ｍｏｌ％を含む酸成分とトリメチレングリコールからなる融点２１０℃のポリトリメチレンテレフタレート系共重合体と、熱接着成分として融点１１６℃のポリエチレン（メルトフローレートが２５ｇ／１０ｍｉｎ）を用い、実施例１と同様の方法で熱接着の際のみ異なるエンボスローラーを用い、目付４０ｇ／ｍ²、接着面積率が７％の、部分的に熱接着された不織布を得た。得られた不織布は均一で平滑な表面を有し、単糸同士の接着も少なく見た目の品位に優れており、伸長応力は０．６ｋｇ／ｃｍ、伸長回復率は８２％、破断伸度は１７２％であった。
【００３３】
［比較例１］
テレフタル酸ジメチルとテトラメチレングリコールとを重縮合した融点２２１℃のポリテトラメチレンテレフタレート（固有粘度粘度０．８２）と、熱接着性重合体成分としてのテレフタル酸ジメチルを基準としてイソフタル酸ジメチルを２０ｍｏｌ％を含む酸成分とトリメチレングリコールからなる融点１７０℃のポリトリメチレンテレフタレート系共重合体とを、実施例１と同様の方法で、目付４０ｇ／ｍ²、接触面積率が１０％の、部分的に熱接着された不織布として得た。得られた不織布は均一で平滑な表面を有していたが、伸長応力は１．２ｋｇ／ｃｍ、伸長回復率は５２％、破断伸度は１１２％と伸長時の応力が高く、伸長後の回復性にも劣るものであった。
【００３４】
［比較例２］
テレフタル酸ジメチルとトリメチレングリコールとを重縮合した融点２２３℃のポリトリメチレンテレフタレート（固有粘度０.７０）と、熱接着性重合体成分としてのテレフタル酸ジメチルを基準としてイソフタル酸ジメチルを８ｍｏｌ％を含む酸成分とトリメチレングリコールからなる融点２０５℃のポリトリメチレンテレフタレート系共重合体とを実施例１と同様の方法で、目付４０ｇ／ｍ²の熱接着された不織布として得た。
【００３５】
得られた不織布は伸長応力は０．７ｋｇ／ｃｍ、伸長回復率は８１％、破断伸度は１６８％と弾性特性に優れたものであったが、熱接着させた際、芯部ポリマーも溶融しかかり、均一な表面ではあるが不織布としての柔らかい手触りのものではなかった。
【００３６】
実施例の通り、本発明の範囲内である実施例１、２の不織布は弾性特性、表面平滑性に優れ、品位も高く手触りも柔らかいものであったが、芯部にポリテトラメチレンテレフタレートを用いた比較例１の不織布は品位は良いが、弾性特性に劣り、鞘部と芯部の融点差の近い比較例２の不織布は弾性特性には優れるが、手触りの良いものではなかった。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の伸縮性不織布は、、繊維形成性重合体成分が有する弾性特性が損なわれることなく、不織布物性に反映され、伸びすぎずかつ伸長時の応力も適度に低く、回復性も良好であり、さらに表面平滑性にも優れる他、長繊維よりなる為繊維が抜けず破断しにくいという利点を持つものである。したがって、フィット性を必要とする衛生材料や、衣料用途、および農業用、工業用などに好適に用いることができる。

Claims

繊維形成性重合体成分と、該繊維形性重合体成分よりも２０〜１５０℃融点の低い熱接着性重合体成分とからなり、該熱接着性重合体成分が少なくともその繊維表面に露出してなる複合長繊維をその構成繊維として含む長繊維不織布において、該繊維形成性重合体成分が、主たる酸成分をテレフタル酸とし、主たるグリコール成分をトリメチレングリコールとするポリエステルであり、且つ該不織布は、接着面積率が１〜５０％、目付が５〜４０ｇ／ｍ ^２の範囲にあることを特徴とする、伸縮性不織布。
繊維形成性重合体成分が長繊維不織布の重量を基準として３０〜９５％を占める、請求項１記載の伸縮性不織布。
熱接着性重合体成分がポリトリメチレンテレフタレート系共重合体ポリマーである、請求項１記載の伸縮性不織布。
複合長繊維が長繊維不織布の重量を基準として７０％以上占める、請求項１記載の伸縮性不織布。