JPH04100963A - 捲縮性連続フィラメントよりなる不織布、及びその製造方法 - Google Patents

捲縮性連続フィラメントよりなる不織布、及びその製造方法

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JPH04100963A
JPH04100963A JP2217547A JP21754790A JPH04100963A JP H04100963 A JPH04100963 A JP H04100963A JP 2217547 A JP2217547 A JP 2217547A JP 21754790 A JP21754790 A JP 21754790A JP H04100963 A JPH04100963 A JP H04100963A
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JP
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nonwoven fabric
continuous filament
continuous
filament
ethylene
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JP2217547A
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Masaru Tsubata
津幡 勝
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Oji Paper Co Ltd
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  • Nonwoven Fabrics (AREA)
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  • Artificial Filaments (AREA)

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、エチレン−プロピレンランダム共重合体で形
成された捲縮性連続フィラメントよりなるスパンボンド
不織布、及びこの不織布を製造するのに適した方法に関
するものである。
【従来の技術】
現在、連続フィラメントで構成されたスパンボンド不織
布は、様々な分野或いは用途に用いられている。その中
でも、ポリプロピレン連続フィラメントで構成されたス
パンボンド不織布は、その比重が小さいこと、及びフィ
ラメント自体の柔軟性が優れていることから、使い捨て
おむつや生理用ナプキン等の衛生材料の表面材として広
く用いられている。しかし、−船釣に連続フィラメント
自体が無捲縮であるため、そのフィラメントで構成され
るスパンボンド不織布は、−船釣に捲縮を有している短
繊維よりなる不織布に比べて、柔軟性や弾力性に劣ると
いう欠点があった。それでもなお、スパンボンド不織布
が使い捨ておむつ等の表面材として優れているのは、短
繊維よりなる不織布に比べて、表面が毛羽立ちにくく且
つ引張強度が高いからである。従って、スパンボンド不
織布でありながら、短繊維よりなる不織布と同等の柔軟
性及び弾力性を持つものが強く要望されている。 この要望に対し、以下に示す如きスパンボンド不織布が
提案されている。即ち、熱収縮性の異なる2種類の重合
体を用いてなるサイドハイサイド型又は偏心芯鞘型の潜
在捲縮性複合連続フィラメントを集積して不織ウェブを
得、このウェブに熱を付与して、連続フィラメントに捲
縮を発現させたスパンボンド不織布が提案されている(
特開昭48−1471号公報、特開昭63−2823号
公報)。このスパンボンド不織布は、従来のものに比べ
て、柔軟性及び弾力性に優れており、好ましいものであ
る。しかし、このスパンボンド不織布を製造する際には
、複合連続フィラメントを形成しなければならず、この
形成のためには2種類のポリマーを同時に溶融させ、そ
して複雑な紡糸孔を用いなければならなかった。従って
、生産コストが高価になり、得られたスパンボンド不織
布を使い捨ておむつや生理用ナプキン等の衛生材料の表
面材として用いるのには、不適当であった。 一方、1種類の重合体を異形の紡糸孔を持つ紡糸口金か
ら溶融紡糸し、次いで延伸固化する際に、この連続フィ
ラメントの一方側面のみを冷却することによって、冷却
部分では結晶化度を小さくし非冷却部分では結晶化度を
大きくして、連続フィラメントの横断面において密度を
異ならしめ、これによって連続フィラメントに捲縮を顕
現させた後、この捲縮性連続フィラメントを集積させた
スパンボンド不織布も提案されている(特開平1〜14
8862号公報)。この方法で得られたスパンボンド不
織布も、従来のものに比べて、柔軟性及び弾力性に優れ
ており、好ましいものである。しかし、例えば重合体と
してアイソタクチックポリプロピレン(一般のポリプロ
ピレン繊維を製造するときの原料)を使用して、この方
法を適用すると、繊度の細い連続フィラメントよりなる
スパンボンド不織布を高速度で生産することが、実質的
に不可能となった。即ち、高速度で紡糸すると、紡糸口
金直下でフィラメント切れが多発し、連続フィラメント
を形成することができなかった。また、低速度で紡糸す
るとフィラメント切れは発生しないものの、生産効率が
低下するし、更にアイソタクチックポリプロピレンの吐
出量が高速度で紡糸する場合と同量であるときには、連
続フィラメントの繊度が太くなり、柔軟性に優れたスパ
ンボンド不織布を得ることができなかった。
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、特開昭1〜148862号公報に基本的に
示されている方法、即ち重合体を溶融紡糸した後、延伸
固化の過程で連続フィラメントの一方側面のみを冷却し
て、連続フィラメントに捲縮を顕現させるという方法が
、何故アイソタクチックポリプロピレンに適用できない
かを検討した。この結果、アイソタクチックポリプロピ
レンは、主鎖に対して一方向にメチル基が規則正しく配
列しており、結晶化しやすく且つ結晶化温度が高いため
であると考えた。即ち、連続フィラメントの一方側面を
冷却すると、直ちに結晶化が始まって固化し、溶融状態
の部分が短くなるので、延伸及び牽引のために連続フィ
ラメントに加えられている張力を溶融部分で吸収できな
くなり、紡糸口金直下でフィラメント切れが発生すると
考えたのである。 そこで、本発明者は、エチレン含有率が1〜10重量%
であるエチレン−プロピレンランダム共重合体の結晶化
促進の程度や結晶化温度が前記の方法を適用するのに好
適であることを見出し、この知見を基礎にして本発明に
到達したのである。
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、エチレン含有率が1〜10重量%であ
るエチレン−プロピレンランダム共重合体で形成され、
実質的に螺旋状の捲縮を有する連続フィラメントで構成
されてなり、見掛は密度がO1Ig/d以下であって且
つ嵩高係数が50%以上であることを特徴とする捲縮性
連続フィラメントよりなる不織布に関するものである。 そして、この不織布を製造するのに適した方法、即ちエ
チレン含有率が1〜10重量%であるエチレン−プロピ
レンランダム共重合体を、紡糸口金から溶融紡糸し、次
いで延伸固化して連続フィラメントを形成し、該連続フ
ィラメントを集積して不織布を製造する方法であって、
該連続フィラメントを延伸固化する際に、該連続フィラ
メント一方側面のみを選択的に冷却することによって、
該連続フィラメントに実質的に螺旋状の捲縮を顕現させ
ることを特徴とする捲縮性連続フィラメントよりなる不
織布の製造方法に関するものである。 本発明においては、エチレン含有率が1〜10重量%で
あるエチレン−プロピレンランダム共重合体を使用して
連続フィラメントを形成させる。このエチレン−プロピ
レンランダム共重合体は、エチレンとプロピレンとを所
定量仕込んで、重合させることによって製造される。仕
込み量は、収率100%と仮定した場合、エチレン1〜
10重量%及びプロピレン99〜90重量%である。−
船釣に、このようなエチレン−プロピレンランダム共重
合体の結晶化温度は115〜120°C程度であり、融
点は140〜150°C程度である。また、VFR(メ
ルトフローレート)は、30〜40程度である。なお、
上記物性値の測定方法は以下のとおりである。即ち、結
晶化温度は、第二精工舎■製示差走査熱量計5SC15
80型を用いて測定した。融点の測定は、アルミニウム
パンを用いて試料51g、校正用アルミニウムパンは空
にして行った。このとき、昇温速度を10°C/+ai
nにして融点曲線を描き、融解熱による吸収ピークとな
る温度を融点とした。また、MFRはJTS K 72
19  表12条件14により測定した。 このようなエチレン−プロピレンランダム共重合体で形
成された連続フィラメントは、実質的に螺旋状の捲縮を
有している。この捲縮は、後述する如く、重合体を溶融
紡糸して延伸固化する際に、連続フィラメントの一方側
面のみを冷却せしめることによって顕現する。この螺旋
状の捲縮は、第1図に示す如き形態になっている。即ち
、第1図は、本発明で用いる一例の連続フィラメントの
、無張力下における電子顕微鏡写真(倍率40倍)であ
る。なお、第2図は、従来公知のスパンボンド不織布を
構成している連続フィラメントの電子顕微鏡写真(倍率
40倍)である。この第1図と第2図とを比較すれば明
らかなように、本発明で用いる連続フィラメントは、従
来使用されていた連続フィラメントに比較して、顕著な
捲縮を有しているものである。 この連続フィラメントの繊度は、任意に決定しうる事項
であるが、本発明においては1〜5デニ一ル程度が好ま
しい。繊度が5デニールを超えると、不織布を使い捨て
おむつ等の表面材としては適用する場合に、厚すぎたり
又は剛直になりすぎるという傾向が生じる。逆に、連続
フィラメントの繊度を1デニ一ル未満にするのは、製造
上困難である。また、連続フィラメント中における捲縮
数は、5〜20個/cta程度であるのが好ましい。捲
縮数が5個/C11未満になると、不織布の柔軟性や弾
力性が低下する傾向となる。逆に、捲縮数を20個/C
1lを超えて顕現させることは、製造上困難である。な
お、この捲縮数は、連続フィラメントを電子顕微鏡等を
用いて目で観察して、Icm当り何個の捲縮が存在する
かを数えることによって、測定する。 上記したようなエチレン−プロピレンランダム共重合体
よりなる連続フィラメントを構成繊維とする不織布の見
掛は密度は、0.1g/cm以下でなければならない。 見掛は密度が0.1g/cdを超えると、不織布の柔軟
性や弾力性が低下し、好ましくない。ここで、見掛は密
度は以下の如き方法で算出されるものである。即ち、不
織布の目付をM(g/rrf)とし、不織布表面に0.
5 g /c−jの荷重を与えて測定した場合の厚みを
A(M)としたとき、見掛は密度X (g /cd )
 = M / 100OAで算出されるものである。ま
た、この不織布の嵩高係数は、50%以上でなければな
らない。嵩高係数が50%未満であると、不織布の弾力
性が低下し、好ましくない。ここで、嵩高係数は以下の
如き方法で算出されるものである。即ち、不織布表面に
0.5g/cdの荷重を与えて測定した場合の厚みをA
(■)とし、不織布表面に50g/ailの荷重を与え
て測定した場合の厚みをB(■)とした場合、嵩高係数
Y(%)= ((A−B)/A)X100で算出される
ものである。なお、本発明に係る不織布の目付は、上記
の条件を満たすものであれば任意に決定しうる事項であ
るが、特に使い捨ておむつ等の表面材として使用するの
には、10〜30g/%程度であるのが好ましい。 本発明に係る不織布の顕微鏡的外観は、第3図に示す如
く、捲縮した連続フィラメントが無作為に集積されてな
るものである。この第3図は、本発明の一例に係る不織
布の平面方向の電子顕微鏡写真(倍率30倍)を示した
ものである。これに対し、第4図は、従来公知のスパン
ボンド不織布の平面方向の電子顕微鏡写真(倍率30倍
)を示したものである。第3図と第4図を比較すれば明
らかなように、本発明に係る不織布を構成している連続
フィラメントは、捲縮していると共に、この捲縮によっ
て不織布の厚み方向においてより多く絡み合っているこ
とが判る。 本発明に係る不織布の製造方法としては、以下に示す方
法が適している。 まず、エチレン含有率が1〜10重量%であるエチレン
−プロピレンランダム共重合体を準備する。 この共重合体を溶融させ、紡糸口金(1)から溶融紡糸
する。紡糸口金(1)としては、どのような形状の口金
でも使用可能であるが、円形の紡糸孔が配列している矩
形紡糸口金を用いるのが好ましい。この紡糸口金(1)
から溶融紡糸された実状の連続フィラメント(2)を延
伸固化する。そして、この延伸固化の際に、連続フィラ
メント(2)の一方側面のみを選択的に冷却する。具体
的には、連続フィラメント(2)の一方側面に配置され
た冷却風供給装置(3)から、冷却風を連続フィラメン
ト(2)の進行方向に対して垂直な横風として、その一
方側面に供給することによって行われる。冷却風供給装
置(3)は、紡糸口金(1)と高速気流牽引装置(4)
の間に配置されている。好ましくは、紡糸口金(1)か
ら約30C1下の位置に配置するのが好ましい。冷却風
供給装置(3)から供給される冷却風は、温度15〜3
0°C1湿度50〜70%、風速0.5〜1m/秒程度
のものが好ましい。 特に、冷却風の風速が0.2m/秒程度以下になると、
冷却効果が殆どなくなり、連続フィラメントに実質的に
螺旋状の捲縮を顕現させるのが困難になる。 連続フィラメント(2)を延伸固化する際に、一方側面
のみを選択的に冷却すると、冷却部分では共重合体の配
向が十分でないまま固化し、結晶化度が小さくなる。こ
れに対して、非冷却部分では固化が遅れ、共重合体が配
向した後に固化し、結晶化度が大きくなる。結晶化度の
小さい部分では密度が低くなり、結晶化度の大きい部分
では密度が高くなる。これを第5図及び第6図を用いて
説明する。第5図は固化した連続フィラメント(2)で
あって、未だ延伸張力が加えられた状態を模式的に示し
た図である。ここで、aは高密度部分であり、bは低密
度部分である。この連続フィラメント(2)から張力を
解除すると、第6図に示した状態となる。即ち、高密度
部分aを内側とし、低密度部分すを外側として、螺旋状
の#4!縮が連続フィラメント(2)に生じるのである
。これに対して、連続フィラメントの一方側面のみを選
択的に冷却しない場合には、連続フィラメントの横断面
に亙って密度が一定であるので、第7図に示す如く捲縮
のない連続フィラメントになるのである。 このような捲縮した連続フィラメントを得るには、エチ
レン含有率が1〜10重量%、好ましくは1〜5重量%
であるエチレン−プロピレンランダム共重合体を用いる
ことが重要である。例えば、従来−船釣に使用されてい
るアイソタクチックポリプロピレンを使用した場合には
、前記したように、高速度で紡糸すると紡糸口金直下で
フィラメント切れが発生してしまうのである。この理由
は、前記したように、溶融紡糸時において連続フィラメ
ントの溶融状態部分の長さが短く、連続フィラメントに
加わる延伸張力を溶融状態の部分で吸収しきれないから
であると考えられる。溶融状態部分の長さが短いのは、
■エチレンープロピレンランダム共重合体の結晶化温度
が115〜120°C程度であるのに対し、アイソタク
チックポリプ口ピレンの結晶化温度は118〜125°
C程度であり、後者の結晶化温度が高いこと、及び■エ
チレンープロピレンランダム共重合体は、主鎖に対して
メチル基が規則正しく配列していないのに対し、アイソ
タクチックポリプロピレンは、主鎖に対してメチル基が
規則正しく配列しており、結晶化速度が極めて速いこと
から、連続フィラメントの一方側面を選択的に冷却する
と、直ちに結晶化するためであると考えられる。従って
、アイソタクチックポリプロピレンを使用しながら、フ
ィラメント切れを生じることなく紡糸するためには、延
伸張力を小さくすることが考えられる。しかし、延伸張
力を小さくすると、フィラメントの繊度が大きくなり且
つ結晶化度の差が少なくなって捲縮を発生しにくくなり
、本発明の目的とする柔軟性と弾力性に優れる不織布を
得られにくくなる。また、連続フィラメントの一方側面
のみを冷却する際、冷却風の温度を高めたり又は冷却風
の供給速度(風速)を遅くして、連続フィラメントの溶
融状態部分の長さを長くすることも考えられる。しかし
、このようにすると冷却が進まず、連続フィラメントに
捲縮を生じさせるような密度差を与えることが困難であ
る。以上の如き理由によって、本発明においては、エチ
レン含有率が1〜10重量%であるエチレン−プロピレ
ンランダム共重合体を用いることが重要なのである。 連続フィラメント(2)の一方側面のみが選択的に冷却
された後は、従来公知の方法によって、不織布が製造さ
れる。即ち、この連続フィラメント(2)は高速気流牽
引装置(4)に導入される。そして、高速気流牽引装置
(4)から排出された後、帯電装置(5)によって連続
フィラメント(2)に電荷が付与される。 次に、連続フィラメント(2)を反射板(6)に衝突せ
しめ開繊させた後、捕集コンベア(7)上に捕集する。 この結果得られた不織ウェブ(8)は、捕集コンベア(
7)により搬送された後、熱エンボスロール(9)によ
って構成繊維である連続フィラメント間を点状に融着さ
せ、不織布0ωを得る。この不織布00)は、巻取機0
1)に巻き取られ、原反として取り扱われる。 実施例1 まず、エチレン含有率3.0重量%のエチレンプロピレ
ンランダム共重合体を準備した。この共重合体は、結晶
化温度118.9°C1融点145.2°C1MFR3
0であった。 この共重合体を、直径60閣の押出機に投入し、押出温
度220°Cで毎分1700 g押し出した。この押し
出し後、幅70鵬で長さが1200mmの矩形紡糸口金
を用いて連続フィラメントを溶融紡糸した。この矩形紡
糸口金は、孔径0.3−φの円形紡糸孔が幅方向に10
個、長さ方向に170個配列したものであり、従って円
形紡糸孔を1700個持つものである。 矩形紡糸口金と矩形高速気流牽引装置との間であって、
矩形紡糸口金から30〜40CIl下の位置に冷却風供
給装置を配置し、溶融紡糸された連続フィラメントの一
方側面のみに冷却風を供給した。この冷却風は、温度2
5℃、湿度65%RHで、風速は連続フィラメントに当
たる箇所で0.5m/秒であった。 冷却風で冷却した後、矩形高速気流牽引装置に導入した
。次いで、矩形高速気流牽引装置から連続フィラメント
を排出させた後、コロナ放電装置によって連続フィラメ
ントに電荷を付与して帯電させた。そして、連続フィラ
メントを反射板に衝突させて開繊させ、裏面に吸引装置
が配置されている無端金網コンベア上に捕集して不織ウ
ェブを形成した。 不織ウェブは、無端金網コンベアにより搬送され、熱エ
ンボスロールにて部分的に連続フィラメント相互間が融
着された区域を設け、スパンボンド不織布を得た。なお
、無端金網コンベアの移動速度及び熱エンボスロール表
面の回転速度は57m/分であった。熱エンボスロール
に設けられた彫刻は、その凸部の形態が直径0.6閣の
円形であり、凸部の占有面積率は5.0%であった。 以上のようにして得られたスパンボンド不織布は、目付
25g/rrf、見掛は密度0.0351 g /cj
、嵩高係数55%であった。また、スパンボンド不織布
中の連続フィラメントの捲縮数は11個/cIIであり
、またその横断面は円形であり、繊度は2.3デニール
であった。 比較例1 冷却風供給装置からの冷却風の風速を0.2m/秒にす
る以外は、実施例1と同一の条件でスパンボンド不織布
を得た。 得られたスパンボンド不織布は、見掛は密度0゜083
0g/cd、嵩高係数32%であった。また、スパンボ
ンド不織布中の連続フィラメントの捲縮数は0〜1個/
C11であり、繊度は2.1デニールであった。 実施例2 冷却風供給装置からの冷却風の風速を0.7m/秒にす
る以外は、実施例1と同一の条件でスパンボンド不織布
を得た。 得られたスパンボンド不織布は、見掛は密度0゜033
9 g / cj、嵩高係数57%であった。また、ス
パンボンド不織布中の連続フィラメントの捲縮数は13
個/C1lであり、繊度は2.4デニールであった。 実施例3 エチレン含有率4.5重量%のエチレン−プロピレンラ
ンダム共重合体を原料として使用する以外は、実施例1
と同一の条件でスパンボンド不織布を得た。なお、ここ
で使用する共重合体は、結晶化温度115.2°C1融
点141.3°C,MFR30であった。 得られたスパンボンド不織布は、見掛は密度0゜030
2 g / cd、嵩高係数64%であった。また、ス
パンボンド不織布中の連続フィラメントの捲縮数は15
個/CI+であり、繊度は2.5デニールであった。 比較例2 エチレン−プロピレンランダム共重合体に代工て、アイ
ソタクチックポリプロピレンを使用する以外は、実施例
1と同一の条件でスパンボンド不織布の製造を試みた。 しかし、紡糸口金と矩形高速気流牽引装置との間、特に
紡糸口金直下でフィラメント切れが頻発して、連続フィ
ラメントを形成することができず、スパンボンド不織布
を得ることはできなかった。なお、アイソタクチックポ
リプロピレンは、結晶化温度123.2°C1融点15
7゜8°C,、MFR30であった。 比較例3 冷却風供給装置からの冷却風の風速を0.2m/秒にす
る以外は、比較例2と同一の条件でスパンボンド不織布
を得た。 得られたスパンボンド不織布は、見掛は密度0゜085
g/cd、嵩高係数29%であった。また、スパンボン
ド不織布中の連続フィラメントの捲縮数は0個/C11
であり、繊度は2.0デニールであった。
【作用及び発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る不織布は、エチレン
含有率が1〜10重量%であるエチレンプロピレンラン
ダム共重合体で形成され、実質的に螺旋状の捲縮を有す
る連続フィラメントで構成されている。そして、見掛は
密度が0.1g/cd以下であって且つ嵩高係数が50
%以上である。従って、柔軟性と弾力性に優れるという
効果を奏するものである。また、エチレン−プロピレン
ランダム共重合体で形成される連続フィラメントは、同
程度のVFRを持つアイソタクチックポリプロピレンで
形成された連続フィラメントに比べて、全体として結晶
化度が小さい。従って、連続フィラメントの曲げ剛度(
g / −)や初期ヤング率(g/−)の値が小さくな
って、連続フィラメント自体の柔軟性も大きく、ひいて
は不織布の柔軟性も向上するという効果を奏する。 また、本発明に係る不織布の製造方法は、エチレン含有
率が1〜10重量%であるエチレン−プロピレンランダ
ム共重合体を紡糸口金から溶融紡糸し、次いで連続フィ
ラメントを延伸固化せしめる際に、連続フィラメントの
一方側面のみを選択的に冷却する。これによって、冷却
された部分は共重合体が十分に配向しないまま固化され
るため、結晶化度が小さくなって低密度となり、非冷却
部分は共重合体が十分に配向された後に固化されるため
、結晶化度が大きくなって高密度となる。この結果、連
続フィラメントの横断面において、低密度の部分と高密
度の部分が生じ、これによって連続フィラメントに螺旋
状の捲縮が顕現する。従って、この連続フィラメントが
集積されてなる不織布は、柔軟性及び弾力性に優れたも
のになるのである。 このような柔軟性及び弾力性に優れた不織布は、使い捨
ておむつや生理用ナプキン等の衛生材料の表面材として
使用すれば、肌ざわりに優れ、また肌に対する密着性に
優れるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明で使用する連続フィラメントの一例の
電子顕微鏡写真である。第2図は、従来公知のスパンボ
ンド不織布に使用されている連続フィラメントの一例の
電子顕微鏡写真である。第3図は、本発明の一例に係る
不織布の平面方向の電子顕微鏡写真である。第4図は、
従来公知のスパンボンド不織布の平面方向の電子顕微鏡
写真である。第5図及び第6図は、本発明で使用する連
続フィラメントに生じる低密度部分と高密度部分を模式
的に示した図である。第7図は、従来公知のスパンボン
ド不織布に使用されている連続フィラメントを模式的に
示したものである。第8図は、本発明に係る不織布の製
造方法に用いる装置の一例を模式的に示した概略図であ
る。 (1)−紡糸口金、 (2)一連続フィラメント(3)
−−冷却風供給装置

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)エチレン含有率が1〜10重量%であるエチレン
    −プロピレンランダム共重合体で形成され、実質的に螺
    旋状の捲縮を有する連続フィラメントで構成されてなり
    、見掛け密度が0.1g/cm^3以下であって且つ嵩
    高係数が50%以上であることを特徴とする捲縮性連続
    フィラメントよりなる不織布。
  2. (2)エチレン含有率が1〜10重量%であるエチレン
    −プロピレンランダム共重合体を紡糸口金から溶融紡糸
    し、次いで延伸固化して連続フィラメントを形成し、該
    連続フィラメントを集積して不織布を製造する方法であ
    って、該連続フィラメントを延伸固化する際に、該連続
    フィラメントの一方側面のみを選択的に冷却することに
    よって、該連続フィラメントに実質的に螺旋状の捲縮を
    顕現させることを特徴とする捲縮性連続フィラメントよ
    りなる不織布の製造方法。
JP2217547A 1990-08-18 1990-08-18 捲縮性連続フィラメントよりなる不織布、及びその製造方法 Pending JPH04100963A (ja)

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