JPH0345768A - メルトブロー不織布及びその製造方法 - 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〉 本発明は衣料用や、気体あるいは液体の濾過材、油水分
離材用等に適した不織布に関するものであり、特に熱収
縮率が小さく、寸法安定性と、また、柔軟性と強伸度特
性に優れ、これらの特性から、最終製品にするための成
型加工を非常に良好に行うことができるポリエチレンテ
レフタレートメルトブロー不織布とその製造方法に関す
るものである。

〈従来の技術〉 従来より溶融ポリマーをオリフィスから吐出するととも
に高温空気流によって牽引することにより細化された繊
維を形成し、該ｍ維をコンベア上に捕集して不織布を得
る方法（メルトブロー法）は、他の方法では得られ難い
極細の繊維径を持つ繊維からなる不織布を直接製造する
方法として知られているところである。

このようにメルトブロー法によって均一で細い繊維径を
有する不織布を得るためには、通常の溶融紡糸を行う場
合よりも低い粘度においてポリマーを吐出する必要があ
るが、逆に安定に低い粘度が得られるポリマーでありさ
えすれば、同ポリマーの多くのものはメルトブロー法あ
るいは類似の方法で製布することが可能である。この使
用するポリマ一種に対する柔軟さは、メルトブロー法の
製法としての長所の一つであり、この長所を活かして、
各種のポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポ
リウレタン等、さまざまなポリマーを用いた製布が試み
られてきている。

これらのうち、特にポリエチレンテレフタレートは汎用
の合成１１Ａ維材料であり、親水性、可染性等多くの長
所を有することから、フィルター素材、油水分離材、ク
リーンルーム用衣料、人工皮革用基布用などに検討が行
われてきた。

しかし、ポリエチレンテレフタレートをメルトブローし
て得られる不織布においては、紡糸直後の状態ではほぼ
非晶質であるために、製造されたウェアを加熱すると、
ウェブを構成する繊維中の残留応力のために、ウェアが
収縮するという問題点があった。この収縮を抑えるため
に本発明者らは、ポリエチレンテレフタレート繊維が結
晶化するとウェアの収縮はなくなるとの観点から、定長
下で熱処理することを検討してみた。これは、紡糸後の
非晶質繊維からなるウェアを、そのポリマーのガラス転
移温度以上の温度において長時間処理することにより結
晶化を完了させ、寸法安定性を付与せんとするものであ
るが、この定長下での熱処理による寸法安定性の付与に
も以下に述べるような問題点があった。

すなわち、この問題点の最も大きなものは、加熱結晶化
による不ｍ７ｆ５の脆化である。メルトブロー法によっ
て得られた非晶質の繊維よりなる不織布を、加熱結晶化
させた場合、個々の構成繊維に延伸を加えることができ
ないことから球晶が成長しやすく、処理後の不織布は伸
度の乏しい脆いものとなる。このために、熱処理後のシ
ートのハンドリング性は極めて悪いものとなり、たとえ
ばフィルター成型における通常の工程であるプリーツ（
山谷折り）成型加工を機械によって行う場合等において
、容易に破断が生じてしまうという問題があった。

一般に、このようなプリーツ加工等の成型加工を行うと
きには、ウェアには熱寸法安定性と共に強度と柔軟性が
要求され、上述のような通常のメルトブロー紡糸を経た
だけのものや、通常の熱寸法安定処理を経ただけのもの
では、うまく、バランスの良いものを得ることは、不可
能であった。

すなわち、熱的寸法安定性を有し、かつ良好な柔軟性と
強伸度特性を併せ持つ、ポリエチレンテレフタレートメ
ルトブロー不織布は、未だ得られていないのが現状であ
った。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明者らは上記したような点に鑑み、ポリエチレンテ
レフタレートを使用し、熱的寸法安定性を有し、メルト
ブロー不織布に特有の柔軟性と強伸度特性を併せ持つ不
織布を得るべく鋭意検討した結果、本発明に到達したも
のである。

本発明の目的は、脆化されていることもなく、良好な熱
的寸法安定性と柔軟性、良好な強伸度特性を合せ持つポ
リエチレンテレフタレート繊維からなるメルトブロー不
織布およびその製造方法をを提供せんとするものである
。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は次の構成を有する。

すなわち、本発明のメルトブロー不織布は、結晶化度が
３０％以下のポリエチレンテレフタレートメルトブロー
繊維からなり、熱水面収縮率が２０％以下であることを
特徴とするメルトブロー不織布である。

また、本発明のメルトブロー不織布の製造方法は、ポリ
エチレンテレフタレートメルトブロー繊維からなるメル
トブロー不織布を１８０℃以下の乾熱処理に供して、熱
水面収縮率が２０％以下のメルトブロー不織布どするこ
とを特徴とするメルトブロー不織布の製造方法である。

〈作用〉 本発明においては、メルトブロー不織布を結晶化させる
ものの、その結晶化度を、飽和結晶化度以下、特に３０
％以下にすることによって、熱収縮率を抑え、柔軟で、
強伸度に富むポリエチレンテレフタレートメルトブロー
不織布を得るものであるが、以下、さらに詳しく本発明
のメルトブロー不織布およびその製造方法について説明
する。

ポリエチレンテレフタレートメルトブロー不織布の物性
、特に熱寸法安定性と柔軟性及び強伸度は、不織布の結
晶化度に強く依存している。紡糸直後のポリエチレンテ
レフタレートメルトブロー不織布の結晶化度は、６％程
度以下と非常に小さい。紡糸直後のポリエチレンテレフ
タレートメルトブロー不織布が柔軟であるのは、このよ
うに、繊維の大部分が、非晶質のポリマーからなること
によるが、その反面、このような不織布を弛緩加熱する
と、非晶部が軟化し、繊維内に収縮を抑制する骨格的役
割をなす部分がないために、ｊｉｌ＆１内の残留応力に
よって大きな収縮を生じ、熱的寸法安定性に欠ける。

また、個々の繊維の強度が小さいため、不織布の強度も
小さく、外部からの力によって容易に変形を生じてしま
う。

一方、定長下での熱処理によって結晶化を完了させたも
のは通＄４０数％の飽和結晶化度を有し、熱的寸法安定
性を有するようになる。しかし、メルトブロー不織布の
繊維は通常未延伸糸に近いために熱処理によって結晶と
して球晶が成長しやすく、脆く、柔軟性、伸度に乏しい
ものとなってしまう。

ここで繊維の結晶化度は、密度法によって簡単に測定さ
れ得るものであるが、ポリエチレンテレフタレート中に
種々の改質材が含まれている場合には、改質材による比
重の変化を補正する必要がある。

本発明は、ポリエチレンテレフタレートメルトブロー不
織布の結晶化度を、紡糸直後の状態よりは高めるものの
、飽和結晶化度以下、特に３０％以下に保つことによっ
て、柔軟性と強伸度を併せ持つようにしたものである。

以下、図を用いて本発明の作用についてさらに詳しく説
明する。第１図は、熱処理を行わない状態において７０
％の熱水面収縮率を有するポリエチレンテレフタレート
メルトブロー不織布を、定長下において１２０℃の乾熱
処理に供した場合の、結晶化度と処理後の不織布の熱水
面収縮率及び伸度を、処理時間の関数として示したもの
である。

第１図より明らかなように、熱処理開始後数秒後におい
て、７０％であった熱水面収縮率が急激に２０％以下と
なり、熱的安定性が改善されていることがわかる。さら
に時間とともに熱水面収縮率は速やかに減少し、１分後
には４％にまでなった。このときの結晶化度が約６％で
あり、密度法による測定では、熱処理を行う前のものと
ほとんど結晶化度の差が認められないことは驚くべきこ
とである。

不織布の伸度も処理時間が長くなるとともに減少するが
、減少のしかたは、熱水面収縮率と比較して緩やかであ
り、伸度が一定値に達するのは、すなわち、飽和結晶化
度に達した不織布と同程度にまで伸度が低下するのは、
不織布の結晶化度が約３０％に達したときである。

このように、ポリエチレンテレフタレートメルトブロー
不織布に熱処理を施し、その結晶化度を３０％以下にす
ることによって、小さい熱水面収縮率と、良好な伸度を
合せ持つポリエチレンテレフタレートメルトブロー不織
布が得られるのである。

第１図に示されているとおり、繊維の結晶化度が３０％
以上になると、不織布は伸度に欠けたものとなる。この
ように、過度に結晶化の進んだ不織布は柔軟性に欠け、
紙のような風合いを呈する。

本発明のポリエチレンテレフタレートメルトブロー不織
布の平均繊維径としては、５μｍ以下であることが好ま
しく、さらに好ましくは３μｍ以下であるのがよい。平
均繊維径が５μｍよりも大きいものは、紡糸時に繊維内
部での分子鎖の配向が十分になされておらず、加熱によ
る結晶化時に球晶を生じやすく、脆化しやすいために、
せっかくの本発明の効果が乏しくなるので好ましくない
。

ここで平均繊維径とは、不織布中の任意の場所の走査型
電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を撮影し、複数の写真中から
無作為に１００本以上の繊維の繊維径を読取った値の平
均値をいう。

本発明のポリエチレンテレフタレートメルトブロー不織
布の目付量としては、１０ｇ／ｍ２以上、１００　ｇ／
ｍ２以下であることが好ましい。目付量が１０　ｇ／ｍ
２よりも小さいと、繊維間の交絡が十分ではないために
、熱処理時に繊維のすり抜けが生じやすく、また、目付
量が１００ｇ／ｍ２よりも大きいと、熱処理が厚さ方向
に均一に行われにくいことから好ましくない。

本発明のポリエチレンテレフタレートメルトブロー不織
布の気孔容積としては、９５％以下であ繊維のすり抜け
が生じやすいために好ましくない。

本発明のポリエチレンテレフタレートメルトブロー不織
布は、そのもの単体で使用されてもよいし、あるいは、
他の不織布、！１編物あるいはメツシュ状物等と積層あ
るいは積層一体化された状態で使用ぎれてもよい。

なお、本発明の不織布を得るために、紡糸後のポリエチ
レンテレフタレートメルトブロー不織布を、乾熱処理に
供することによって本発明の３０％以下の結晶化度を有
し、熱水面収縮率が２０％以下であるポリエチレンテレ
フタレートメルトブロー不織布にする場合には、１８０
℃以下の温度において熱処理することが好ましい。熱処
理時の温度が高ければ結晶化は短時間で行われ、熱処理
時の温度が低ければ結晶化には長時間を要するものであ
って、乾熱処理時の温度が１８０℃よりも高いと、結晶
化が短時間のうちに進みすぎるために、結晶化度の精密
な制御が困難になるので好ましくない。

さらに生産性と結晶化度の制御の精密さとを両立させる
ためには、適度に高く、かつ高すぎもしない処理温度で
処理を行うことが望ましく、このような温度としては、
好ましくは１００℃以上１７０℃以下、さらに好ましく
は１１０℃以上１６０℃以下で行うのがよい。実際生産
上においては、上記の温度と共に処理時間を適正に制御
することにより、精度良く本発明で特定した３０％以下
の結晶化度を満足するものを得ることが比較的簡単にで
きるものである。

なお、もちろん本発明の不織布は、かかる条件の乾熱処
理に供することだけでなく、適宜、これと同等の熱処理
効果を有する他の熱処理方式（湿式処理、蒸気処理等）
でも得られるものである。

〈発明の効果〉 本発明の不織布は、良好な熱寸法安定性を有し、柔軟で
、適度な強伸度を有するため、加工時に破断を生じるこ
ともなく、クリーンルーム用衣料の他、気体及び液体の
濾過材、油水分離材などにおいて有効に使用することが
できる。また、加工後、本発明のメルトブロー不ｍ布に
熱がかかることがあっても、収縮やシワを生じることな
く、使用を継続することが可能であり、熱のかかる使用
状態になる分野での使用にも十分に耐え得る良好なもの
である。

〈実施例〉 実施例１ 平均繊維径２．５μｍ、目付量４０　ｇ／ｍ２のポリエ
チレンテレフタレート繊維からなるメルトブロー不織布
に、定長下において１２０℃、３０秒間の熱処理を施し
た。得られた不織布の結晶化度は４％、熱水面収縮率は
１２％であった。得られた不織布の強伸度曲線を第２図
ａに示す。得られた不織布は良好な柔軟性を有し、第２
図からもわかとがてきた。

実施例２ 実施例１と同様のポリエチレンテレフタレート繊維から
なるメルトブロー不織布に、定長下において１２０℃、
１分間の熱処理を施した。得られた不織布の結晶化度は
６％、熱水面収縮率は４％であった。得られた不織布の
強伸度曲線を第２図すに示す。得られた不織布は、実施
例１と同様、柔軟性、強伸度特性ともに良好なものであ
った。

比較例１ 実施例１と同様のポリエチレンテレフタレート繊維から
なるメルトブロー不織布について、熱処理を施すことな
く強伸度曲線及び熱水面収縮率を測定した。不織布の結
晶化度は４％、熱水面収縮率は７０％であった。強伸度
曲線を第２図Ｃに示す。不織布は、柔軟性は有するもの
の、熱水面収縮率が大きく、強伸度ともに小さいために
実用に適さないものであった。

比較例２ 実施例１と同様のポリエチレンテレフタレートメルトブ
ロー不織布に、定長下において１２０℃、１０分間の熱
処理を施した。得られた不織布の結晶化度は４０％、熱
水面収縮率は２％であった。

得られた不織布の強伸度曲線を第２図ｄに示す。

得られた不織布は熱水面収縮率は小さいものの、柔軟性
に乏しく、伸度が小さいために加工時に破断を生じやす
く、実用に適さないものであった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ポリエチレンテレフタレート繊維からなるメ
ルトブロー不織布の結晶化度、熱水面収縮率、伸度が定
長下での熱固定処理時間とともに変化する様子を示した
例であり、第２図は、ポリエチレンテレフタレート繊維
からなるメルトブロー不織布の強伸度曲線を示した例で
ある。 処理時間（分〉 第１［２１

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）結晶化度が３０％以下のポリエチレンテレフタレ
   ートメルトブロー繊維からなり、熱水面収縮率が２０％
   以下であることを特徴とするメルトブロー不織布。
2. （２）ポリエチレンテレフタレートメルトブロー繊維の
   平均繊維径が５μｍ以下であることを特徴とする特許請
   求の範囲第（１）項に記載のメルトブロー不織布。
3. （３）ポリエチレンテレフタレートメルトブロー繊維か
   らなるメルトブロー不織布を１８０℃以下の乾熱処理に
   供して、熱水面収縮率が２０ ％以下のメルトブロー不織布とすることを特徴とするメ
   ルトブロー不織布の製造方法。