JPH0371829A - 不織布構造体の製造方法 - 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、気体及び液体の濾過材、油水分離材等
に適した不織布構造体の製造方法に関するものであり、
特に目付ムラの少ない不織布構造体を簡便で高効率の下
に製造する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ｉ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てありさ
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−ってあり、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
用の合成繊維材料であり、親水性、曳糸性、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、製造されたウェブを成形等のため
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、ウェブが収縮するという問題点があった。この問題
を解決するため、本発明者らは、繊維が結晶化するとウ
ェブ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
らなるウェブを、そのポリマーのガラス転移温度以上の
温度において処理することにより結晶化させ、寸法安定
性を付与するものであるが、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。

その一つに、加熱結晶化による不織布の脆化が挙げられ
る。すなわち、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形
における通常の工程であるプリーツ（山谷折）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。

また、熱処理による目付ムラの増大も問題となる。すな
わち、加熱によって不織布を構成する繊維の収縮が生じ
た際、収縮の抵抗となるのは繊維間の交絡であるが、不
織布のうち目付量の少ない部分では繊維間交絡も少ない
ために、目付量の多い部分に比べて繊維のすり抜けが生
じやすく、その結果、目付ムラが増大されることになる
。これは、坪量の小さい不織布、嵩高の不織布において
特に顕著である。

この目付ムラの増大を防ぐために、不織布の両面から圧
縮しながら熱処理を行うと、不織布を構成する繊維がそ
のガラス転移点以上の温度で半溶融状態になったときに
フィルム化が生じ、メルトブロー不織布に固有のドレー
プ性、通気性が失われるばかりではなく、著しく脆化が
進むために、極端にハンドリング性の劣るものになって
しまう。

結局、このような事情により、ポリエチレンテレフタレ
ートのようにメルトブロー製布後の加熱によって収縮を
生じるポリマーからなるウェブを用い、熱的寸法安定性
と、良好な通気性、ドレープ性を有し、かつ目付ムラの
少ない不織布構造体を製造する方法は、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
レフタレートなどメルトブロー製布後の加熱によって収
縮を生じるポリマーからなるメルトブロー不織布を使用
し、柔軟性、通気性などの、メルトブロー不織布に特有
の長所を活かした不織布構造体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。

すなわち、本発明の目的は、特に加熱によって生じるメ
ルトブローシートのムラの増大やフィルム化による通気
量の低下が少なく良好な熱的寸法安定性を有するメルト
ブロー不織布構造体の製造方法を提供せんとするもので
ある。

く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、メルトブロー法によって得られた極細繊維よ
りなるウェブが単独であるいは複数枚積層されてなる不
織布Ａと、沸水面収縮率が１０％以下である他の不織布
、織編物あるいはメツシュ状物Ｂとを積層し、該積層せ
しめた状態で熱固定処理を施すことを特徴とする不織布
構造体の製造方法である。

〈作用〉 本発明の不織布構造体の製造方法においては、メルトブ
ロー不織布を、加熱による収縮の小さい他の不織布、織
編物あるいはメツシュ状物に積層することにより、該他
の不織布、織編物あるいはメツシュ状物をして加熱時に
メルトブロー不織布に発生する収縮応力を吸収せしめ、
メルトブロー不織布にムラの増大や収縮を生じさせるこ
となしに熱的寸法安定性を有する不織布構造体を得るも
のであるが、以下、さらに詳しく本発明の不織布構造体
およびその製造方法について説明する。

本発明において、メルトブロー不織布Ａと積層して使用
される他の不織布、織編物あるいはメツシュ状物Ｂは、
メルトブロー不織布Ａに生じる収縮応力を吸収し、その
形態を維持する補強材として作用させるために、不織布
Ａに比較しである程度の強度を有することが必要である
が、一般にメルトブロー不織布Ａの強度は小さく、従っ
てその収縮応力も小さいため、乾式不織布、湿式不織布
、スパンボンド不織布など各種不織布の他、はとんどの
織編物あるいはプラスチック製や金属製のメツシュ状物
をして、本発明において、メルトブロー不織布Ａと積層
して使用される他の不織布、織編物あるいはメツシュ状
物Ｂとして使用することができる。

該他の不織布、織編物あるいはメツシュ状物Ｂは、沸水
面収縮率が１０％以下であるものを用いることか必要で
あり、１０％よりも大きいものは上述のメルトブロー不
織布に発生する収縮応力を吸収する作用が期待できなく
本発明の方法に使用できないものである。

本発明では、熱処理は積層の後工程として行われるが、
熱処理を行う方法としては、積層体を、シート形状のま
ま加熱する方法と、積層体を、その使用される形態に成
形加工した後加熱する方法などのうちいずれかを採用す
ることができる。

前者は例えばロール形状に巻かれたシート状積層体をし
て、連続的に加熱炉内を通過せしめることにより行われ
るが、この場合、テンターを用いてシートの進行と垂直
をなす方向に張力を加えてもよい。加熱時においてメル
トブロー不織布と他の不織布、織編物あるいはメツシュ
状物は単に積層されただけの状態であっても、あるいは
接着剤、融着、ニードルバンチング、水流交絡によって
全面あるいは部分的に一体化された状態であってもよい
が、単に積層されただけの状態のものを加熱する場合に
は、加熱時においてメルトブロー不織布のフィルム化が
生じない程度の接触圧でメルトブロー不織布と他の不織
布、織編物あるいはメツシュ状物との接触を保ち、メル
トブロー不織布の収縮応力を吸収する必要がある。この
ためには、例えば、凸曲面を有する加熱板に張力下で積
層体を接触させながら加熱処理する方法等を採用するこ
とができる。

後者は、メルトブロー不織布と他の不織布、織編物ある
いはメツシュ状物を積層した後、例えばプリーツ処理を
施して箱型あるいは円筒状の枠内に絹み込み、フィルタ
ー等として使用される形態に成形した後に熱処理を加え
るものである。この場合においても、その組み込み加工
時にメルトブロー不織布と他の不織布、織編物あるいは
メツシュ状物は単に積層されただけの状態あるいは接着
剤、融着、ニードルバンチング、水流交絡などによって
一体化された状態のいずれかで用いることができる。

この場合には、折り曲げの山の部分で収縮応力を吸収す
ることができるので、山と垂直をなす方向については積
層物の一体化がなされていない場合でも目付ムラの増大
を抑えることが可能であるが、折り曲げの山と平行な方
向での収縮を抑えるために、少なくとも端面の固定は行
うことが好ましい。

上記のように加熱処理されたメルトブロー不織布は、そ
の積層された不織布構造体のまま用いられてもよいし、
あるいは積層を解いてメルトブロー不織布単体として用
いることもてきる。

本発明に用いられるメルトブロー不織布としては、平均
繊維径５μｍ以下、好ましくは３μｍ以下のものを用い
るのがよい。平均繊維径が５μｍを超えると、加熱後の
脆化が著しく、他の不織布、織編物あるいはメツシュ状
物と積層された状態であっても、加熱処理以後の工程中
あるいは使用中にメルトブロー不織布部分の破断が生じ
やす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み取った値の
平均値をいう。

メルトブロー不織布の厚さとしては、２ｒｎｍ以下、好
ましくは１ｍｍ以下であるのがよく、そのような薄いも
のが本発明の方法に供されたときに効果的なものである
。メルトブロー不織布の厚さが２ｍｍ以上であると、不
織布構造体のドレープ性及び柔軟性を低下させるので好
ましくない。

また、メルトブロー不織布の気孔容積としては、９５％
以下、好ましくは９０％以下であるのがよい。気孔容積
が９５％よりも大きいと、積層物による収縮応力の吸収
が有効に作用しないため、ムラが生じやすく、また、ム
ラの増大を防ぐために積層体による押え付けを強くする
と、厚さが減少し、気孔容積が初期値から著しく低下し
てしまうことから好ましくない。

メルトブロー不織布として、ポリエチレンテレフタレー
トからなる不織布を用いるとき、熱処理を行う温度とし
ては、乾熱下で行う場合には９０℃以上で行うことが必
要であり、好ましくは９５℃以上、さらに好ましくは１
００℃以上で行うのがよい。熱処理温度が９０℃未溝で
ある場合には、熱処理に長時間を要することから、実用
上適さない。

熱処理を蒸気中あるいは湯浴中において行う場合には、
熱処理は乾熱下で行う場合よりも低い温度で行うことが
できる。しかし、この場合においても、処理温度が７０
℃以下であると熱処理に長時間を要することから好まし
くない。

特に、熱処理後の不織布構造体に賦型処理を施す必要が
あるような場合には、本発明の方は、先に本発明者らが
提案をした、結晶化度が３０％以下で、熱水面収縮率が
２０％以下であるメルトブロー不織布、すなわち、低収
縮、高強度、高伸度特性を有し、該賦型処理にも十分に
耐え得るという優れた不織布を得る上でも効果的なもの
である。

〈発明の効果〉 本発明の不織布構造体の製造方法によって得られる不織
布構造体は、柔軟な風合いと良好な通気性を有し、かつ
目付ムラも小さいため、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良好に使
用することができる。

また本発明の不織布構造体の製造方法を用いると、熱処
理を受けて脆化し、強度、伸度の低下したメルトブロー
不織布を単体で加工する工程を省くことができるために
、製品収率を大幅に改善することが可能となる。

また、メルトブロー不織布をフィルター基材として用い
るとき、その多くの場合においてプリーツ加工が必要に
なるが、メルトブロー不織布は特有の柔軟性を有し、折
り目をつけにくいことが問題となっていた。かかる問題
も、本発明中の他の不織布、織編物、メツシュ状物とし
て折り曲げ加工性に優れた金属製のものや、熱可塑性樹
脂よりなるものを用い、賦形後熱固定処理を行うことに
より解決することができる。かかる不織布、織編物、メ
ツシュ状物として、加熱成形可能な熱可塑性樹脂を用い
、積層体の加熱成形と同時にメルトブロー不織布の加熱
処理を行えば、工程が大幅に短縮され、−石二鳥の効果
を得ることができる。

〈実施例〉 実施例１ 平均繊維径２．３μｍ、厚さ０．２５ｍｍ、目付４５ｇ
／ｍ２のポリエチレンテレフタレートメルトブロー不織
布を３枚積層してなる不織布の両側にステンレス製のメ
ツシュ（沸水面収縮率二〇％）を積層してなる不織布構
造体にプリーツ加工を施し、円筒形枠内に組み込んだ。

この成形物を、乾熱１３０℃、１０分間の条件で熱固定
処理し、フィルターユニットを得た。上記工程は作業性
の面において何等問題なく行うことができた。該フィル
ターユニットの濾過性能を空気中に分散させた０、３μ
ｍのポリスチレン標準ラテックスを用いて測定したとこ
ろ、＃ｌ過面風速３ｍ／ｒｎｊｎ時において９９％であ
り、フィルターとして良好な性能を有することが確認さ
れた。

実施例２ 実施例１と同じポリエチレンテレフタレートメルトブロ
ー不織布の両側に、目付１００ｇ／ｍ２、厚さ０．２ｍ
、ｒｎのポリエチレンテレフタレート編み物（沸水面収
縮率＝２％以下）を積層し、超音波融着によって部分的
に点状接着した後、乾熱下１４０℃、３分間の熱固定処
理を行った。熱固定処理はサクションドラムドライヤー
で行い、不織布構造体には特に張力を加えなかったが、
収縮を生じることなしに柔軟な不織布構造体が得られた
。

比較例１ 実施例１て用いたもの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の周囲を固定した状態において
１３０℃、１０分間の熱処理を施し、熱固定不織布を得
た。該不織布の両側に実施例１て用いたものと同様のス
テンレスメツシュを積層し、実施例１と同様にプリーツ
加工を施し、円筒形枠内に固定してフィルターユニット
を得た。

熱固定後のメルトブロー不織布は脆く、伸度に乏しいた
め、上記加工中においても引張りによる不織布の破断を
多く生じた。

該フィルターユニットの濾過性能を空気中に分散させた
０、３μｍのポリスチレン標準ラテックスを用いて測定
したところ、風速３ｍ／ｍｉｎ時において９４％であり
、ムラの増大によると思われる捕集性能の低下が認めら
れた。

比較例２ 実施例２て用いたもの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を単独で実施例２と同様の方法
でサクションドラムドラ−イヤーにて乾熱下１４０℃、
３分間の熱固定処理をした。

不織布はそれぞれの部分においてドラムとの接触の度合
いに応じて収縮を生じた結果、脆く、ムラの大きなシー
トになった。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）メルトブロー法によって得られた極細繊維よりな
   るウェブが単独であるいは複数枚積層されてなる不織布
   Ａと、沸水面収縮率が１０％以下である他の不織布、織
   編物あるいはメッシュ状物Ｂとを積層し、該積層せしめ
   た状態で熱固定処理を施すことを特徴とする不織布構造
   体の製造方法。
2. （２）積層せしめた状態が、積層した後、所定の形状に
   賦型せしめられた状態であることを特徴とする特許請求
   の範囲第（１）項に記載の不織布構造体の製造方法。
3. （３）メルトブロー法によって得られた極細繊維よりな
   るウェブの構成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）項に記載の不織
   布構造体の製造方法。
4. （４）熱固定処理が、積層されている不織布Ａと、他の
   不織布、織編物あるいはメッシュ状物Ｂとを接着一体化
   せしめる処理であることを特徴とする特許請求の範囲第
   （１）項に記載の不織布構造体の製造方法。
5. （５）不織布Ａが、ポリエチレンテレフタレート繊維を
   構成繊維としてなることを特徴とする特許請求の範囲第
   （１）項に記載の不織布構造体の製造方法。
6. （６）熱固定処理の温度が、乾熱下９０℃以上であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（５）項に記載の不織
   布構造体の製造方法。