JPH0811865B2 - ポリオレフィン系不織布及びその製造方法 - Google Patents

ポリオレフィン系不織布及びその製造方法

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JPH0811865B2 JP62137208A JP13720887A JPH0811865B2 JP H0811865 B2 JPH0811865 B2 JP H0811865B2 JP 62137208 A JP62137208 A JP 62137208A JP 13720887 A JP13720887 A JP 13720887A JP H0811865 B2 JPH0811865 B2 JP H0811865B2
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はポリオレフィン系不織布およびその製造方法
に関するものである。
(従来の技術) 従来,ポリエチレン繊維を得るには低密度ポリエチレ
ン(LDPE)や高密度ポリエチレン(HDPE)が用いられて
いたが,最近に至り特開昭60−209010号公報及び米国特
許第4,644,045号公報に示されているように,エチレン
とオクテン−1等の炭素数3〜12のα−オレフィンを共
重合して得られる線状低密度ポリエチレン(以下,LLDPE
という。)がポリエチレン繊維の製造に用いられるよう
になってきた。
また,近年,スパンポンド方式で不織布を得るために
或いはマルチフイラメントの糸条を得るに際し,製造工
程を合理化する目的で紡糸の高速化の傾向が強くなって
いる。しかし密度及びメルトインデックス(以下,MI値
という。)を一定化した特開昭60−209010号公報のLLDP
Eでは高速紡糸に要求される可紡性の点で未だ不満足な
ものであった。つまり,連続フイラメントを空気の吸引
(以下,エアーサッカーという)により延伸した後,捕
集面上にて直接不織布を製造するスパンポンド方式おい
ては上記LLDPEは細いデニール繊維が得られにくい欠点
があった。このような問題点を解決するものとしてスパ
ンポンド方式での不織布を製造する方法が最近になっ
て,米国特許第4,644,045号明細書に開示されている。
これは,LLDPEの結晶化度,コーンダイメルトフロー値,
ダイスエルの自然対数とメルトインデックスとの比等を
限定した線状低密度ポリオレフィンポリマーを用い,溶
融押し出し温度185〜215℃にて溶融紡糸するスパンボン
ド不織布の製造方法に関するもので,柔軟な不織布シー
トを得ることを目的とするものである。ところが,上記
方法は,溶融押し出し温度が低いため紡糸時の引取り張
力が高く,紡糸速度を高速にした場合,糸切れが多発
し,不織布の欠点が多くなり,低品位の不織布しか得ら
れない問題を有していた。本発明の目的は,可紡性良好
でかつ不織布の欠点数の少ないLLDPEからなるスパンポ
ンド不織布を提供することにある。
(問題点を解決するための手段及び作用) 本発明者らは従来のLLDPEの上記問題点を解決すべく
鋭意研究した結果,本発明に到達したものである。すな
わち,本発明は,エチレンとオクテン−1との線状低密
度コポリマーでオクテン−1を実質的に1〜10重量%含
有し,密度が0.900〜0.940g/cm3,メルトインデックス値
がASTMのD−1238(E)の方法で測定して5〜45g/10分
であり,融解熱がDSCで測定して25cal/g以上の線状低密
度ポリエチレンからなる繊維で,該繊維の集合体が熱融
着された不織布であって,該不織布の欠点数が単位重量
当たり0.01個/kg以下,目付重量が10〜100g/m2,圧接面
積率が7〜20%及びトータルハンド値が4〜300gである
不織布及びエチレンとオクテン−1との線状低密度コポ
リマーでオクテン−1を実質的に1〜10重量%含有し,
密度が0.900〜0.940g/cm3,メルトインデックス値がASTM
のD−1238(E)の方法で測定して5〜45g/10分であ
り,融解熱がDSCで測定して25cal/g以上の線状低密度ポ
リエチレンを紡糸温度220〜280℃にて溶融押し出しを行
い,該糸条体をエアーサッカーで引取って得られる単糸
繊度5デニール以下の繊維を移動する金網ベルト上に堆
積させてウエブを形成し,該繊維の融点より15〜30℃低
い温度で熱処理し,熱接着することを特徴とする不織布
の製造方法を要旨とするものである。
ここで,本発明における圧接面積率は全シート面積に
対する圧接された面積の割合であり,欠点数は紡糸時の
糸切れにより発生する不織布シートにおける穴,しわ,
折れにより生じた厚み斑の個数を示している。
本発明においてオクテン−1の含有量が10重量%を超
えると細デニール化するのが難しく,一方1重量%未満
の場合は得られる繊維が硬くなり,風合が良くなり。ま
た,LLDPEの密度が0.940g/cm3を超えると,風合が粗硬
で,かつ繊維の軽量化が図れないし,一方0.900g/cm3
満の場合,高い強度のの繊維を得ることが困難となる。
MI値をASTMのD−1238(E)の方法で測定して5〜45
g/10分のLLDPEに限定した理由はこの範囲を超えるとLLD
PEの場合,紡糸条件を適当に選ぶことが困難となった
り,或いは得られる繊維の強度が低くなるからである。
つまり,MI値が5g/10分未満のLLDPEは紡糸温度を高くし
なければ高速紡糸が容易にできないことであり,高温で
の紡糸ではノズル面の汚れが発生し易く,操業上好まし
くないことになる。逆にMI値が45g/10分を超えると得ら
れた繊維の強度が低くなり好ましくない。
融解熱が25cal/g未満のLLDPEは現在のところその理由
は不明であるが可紡性が良くない。連続フイラメントを
エアーサッカーにより延伸した後,直接不織布を製造す
るスパンポンド法においては,細デニール化する場合,
融解熱が25cal/g未満のLLDPEはエアーサッカーの空気圧
を高くする必要がある。融解熱が25cal/g以上のLLDPEの
場合,空気圧力を低くして引き取ることができ,かつよ
り細デニール化ができるものである。
本発明における融解熱は以下のようにして測定したも
のである。つまりパーキンエルマー社(Perkin−Elme
r)DSC−2Cを使用し,試料約5mgを採取し,走査速度(s
can rate)を20℃/分とし,室温より昇温して得られる
DSC曲線について同装置マニアルに従って求める。
本発明の繊維は従来公知の溶融紡糸装置を用いて得る
ことができる。LLDPEポリマーを紡糸温度220〜280℃,
好ましくは230〜270℃である。紡糸温度を上記範囲外で
行うと紡糸の調子が不良となり満足できる不織布が得ら
れにくくなる。つまり,紡糸温度を上記温度範囲より低
くした場合には紡糸速度を高くすることが困難であり,
細デニール繊維を得ることが難しく,さらにエアーサッ
カーのエアー圧力を高くする必要がある。また,得られ
る不織布は紡糸の糸切れが多発するため欠点数の多いも
のとなる。
逆に,紡糸温度を上記温度範囲より高くした場合には
ノズル表面が汚れやすくなり,長時間操業した時にはノ
ズル表面汚れによる糸切れにより欠点数の多い不織布が
得られることになる。このため,これを防ぐにはノズル
表面を定期的にしかも短期間ピッチでのノズル表面の洗
浄が必要であるためロスが大きくなる。
本発明のスパンポンド不織布を製造する場合,紡糸時
に糸切れが生じると必ず目付斑のある不織布或いは大き
な穴のある不織布となる。大きな穴の欠点は,目付重量
が10〜30g/m2の低目付不織布の場合,加工工程におい
て,ロール状から引き出す際,破断するか或いは欠点箇
所でシワ又は吊りが発生し不織布欠点となり外観品位が
悪くなる。
一方,目付重量が50g/m2以上の高目付不織布をカーペ
ット基布に用いた場合,糸切れにより穴があいていると
パイプの打ち込みができない。また,加工時のシワや吊
りのためウエブが重なり過ぎて不織布の厚みが増加しす
ぎるとパイリングがスムーズに行われず,時により針が
折れることになる。このため操業性及び外観品位が悪く
なる。
このようなわけで,いずれの場合も糸切れによる欠点
がそのまま不織布の欠点となる。したがって,このよう
な紡糸の糸切れにより生じた欠点は出荷時カットする必
要があるため,短尺反ができ,歩留りが悪くなる。
不織布の目付重量を10〜100g/m2とした理由は,不織
布重量が100g/m2を超えると不織布が粗硬になり風合が
好ましくない。また、10g/m2未満では風合はソフトであ
るが強力が低く実用性に乏しいことになる。トータルハ
ンド値を4〜300gに限定したのは4g未満の不織布の場合
強力が不十分である。一方,300gを超えると風合が粗硬
になり好ましくないからである。
ウエブを熱処理し,繊維同士を熱圧着させる時の圧接
面積率は不織布の風合と強力の関係から7〜20%が必要
である。7%未満では風合はソフトであるが強力が不十
分である。逆に圧接面積率が20%を超えると強力は高く
なるが,硬い不織布となり本発明では好ましくない。な
お,不織ウエブをLLDPEのソフトな風合を生かし,不織
布の強力を高めるため熱圧接を行う。圧接方法は例えば
エンボス加熱ロール等を用いて熱と圧力にてウエブを構
成する交絡フイラメントを接着させる。この熱接着温度
は,不織布の風合及び強力に影響を与えるもので,本発
明においてLLDPEの融点より15〜30℃低い温度で熱処理
し,熱接着させることが重要となる。つまり,エンボス
加熱ロールの表面温度が上記温度範囲より高くなると不
織布の強力が高くなるが風合が硬くなり好ましくない。
一方,エンボス加熱ロールの表面温度が上記範囲より低
くなると不織布の風合はソフトであるがフイラメント間
の接着が不十分であるため強力が低くなる。
本発明における繊維は,使い捨ておむつ等の被覆紙の
不織布に好適なものを提供することを目的とするもので
あり,単糸繊度が5デニールを超えると風合が粗硬とな
るので好ましくない。次に,繊維の断面形状としては円
形断面の他に中空或いは扁平とすることにより特殊な風
合を有する不織布シートでかつ断面形状の特殊を生かし
たシートを得ることができる。つまり,中空糸からなる
不織布はバルキー性,軽量感及び保温効果に優れてお
り,また,扁平糸からなる不織布はソフト感がより一層
優れたものとなる。
さらに,上記断面形状による特徴とは別にLLDPEによ
る中空繊維の溶融紡糸においては,前述した溶融紡糸温
度と密接な関係があるが,ノズル形状と溶融押し出し糸
条における冷却速度の影響でバラス効果に関係するポリ
マー溶融弾性の効果を受けにくく,エアーサッカーによ
る延伸の際,糸切れが極めて少なく,より細いデニール
よりなるスパンポンド不織布を得ることができる。
なお,中空繊維の場合,中空部は1個に限定されるこ
となく多孔の中空となっていても何ら差支えない。中空
度に関しては3〜50%であることが好ましく,これが50
%を超えると製糸性が悪化し,得られる戦域においては
フィブリル化が発生する。逆にこれが3%未満であると
中空糸の特徴である繊維の軽量化,保温効果が図りにく
いことになる。
扁平糸の場合には扁平度が1.5〜4.0であることが好ま
しく,これが4.0を超えると製糸性が悪化し,さらに得
られる糸の強度が低くなる。逆にこれが1.5未満では通
常の円形断面と比べてソフト感に違いが認められず扁平
糸による特徴が現れにくいことになる。
本発明において中空度は顕微鏡でフイラメントの断面
を観察し,外郭直径Dと中空部の直径dとを測定しd2/D
2×100(%)の式を用いて求める。また,フイタメント
の内部にn個の多孔の中空がある場合は(d1 2+…dn2
/D2×100(%)の式を用いて求める。フイラメントが異
形断面の中空糸の場合はニレコ社製ルーゼックスIIの画
像処理システムを用い繊維断面積Aと中空部断面積aを
求め,(a/A)×100(%)の式を用いて求める。
扁平度は顕微鏡でフイラメントの断面を観察し,楕円
形状部の長軸の長さ(L)と短軸の長さ(l)を測定
し,L/lの式を用いて求める。
以上詳述したように,本発明の不織布は欠点が少な
く,かつ風合が良好なものである。
(実施例) 以下,実施例をあげて本発明をさらに詳しく説明す
る。
なお,実施例中に示した物性値の測定方法は次のとお
りである。
(1) 不織布の引張強度 JIS L−1096に記載のストリップ法に準じ,幅30mm,長
さ100mmの試験片から最大引張強力を測定した。
(2) 不織布のトータルハンド これは柔らかさを示すものでJIS L−1096に記載のハ
ンドルオメータ法に準じ,スロット幅10mmで測定した。
(3) 欠点数 CCD(Charge Couple Device)タイプのイメージセン
サーを内蔵したカメラ(商品名ビデオメジャー,カメラ
部形式3X2CA−ZLFV,レンズ部形式23Y 0111C,立石電機K.
K.製品)を不織布の幅方向に複数個用い,生産工程で走
行中の不織布の光透過強度を不織布幅について連続的に
検出できるようにした。つまり,走行中の不織布の片面
から一定光量の光を照射し,反対面に前述のカメラを設
置して光透過強度を不織布の全幅について連続計測し
た。欠点の判定は不織布の目付によらず,不織布を透過
した光量についてフォトセンサーの電圧値(透過強度)
を1.5 Vに調整しておき,電圧値が調整値の±30%を超
えた値を示した時,欠点としてカウントさせ,不織布の
単位重量当たりの欠点数(個/kg)を自動的に表示並び
に記録できるように測定した。
実施例1 オクテン−1を5重量%含有し,密度が0.937g/cm3,M
I値がASTMのD−1238(E)の方法で測定して25g/10分,
DSCで測定して得られる融解熱が40cal/g,融点が125℃の
LLDPEを0.20mm×64ホールのノズルを複数個使用し,1.5g
/分/・ホールの吐出量で230〜270℃の紡糸温度範囲に
て溶融押し出しし,ノズル下200 mmの位置に設けたエア
ーサッカーを使用して連続マルチフイラメントを移動す
るエンドレスの金網上に捕集して目付10g/m2のウエブと
した後,金属エンボス加熱ロールと金属加熱ロールで構
成されるロール群により線圧30kg/cm,圧接面積率12%,
熱処理温度105℃で加熱処理してスパンポンド不織布を
得た。結果を第1表に示す。
比較例1 比較例1として紡糸温度を200℃とする以外他は実施
例1と全く同様の方法で不織布とした。その結果,表よ
り明らかなように比較例1は実施例1に比べ欠点数が多
く,溶融紡糸温度の結果が明白である。
比較例2 オクテン−1を5重量%含有し,密度が0.937g/cm3MI
値がASTMのD−1238(E)の方法で測定して25g/10分,D
SCで測定して得られる融解熱が20cal/g,融点が125℃のL
LDPEを用いて実施例1と同じ方法でマルチフイラメント
を引取りスパンポンド不織布とした。表2より明らかな
ようにエアーサッカーのエアー圧力を高くしなければ紡
糸速度を上げることができず,それに伴い不織布の欠点
数を非常に多い低品位のものしか得られなかった。
実施例2 オクテン−1を5重量%含有し,密度が0.937g/cm3MI
値がASTMのD−1238(E)の方法で測定して25g/10分,D
SCで測定して得られる融解熱が40cal/gのLLDPEを紡糸温
度を230℃とし,吐出形状が( )型で,64ホールを有す
る口金を用い,吐出量1.5g/分・ホール,引取速度7000m
/分で中空糸を製糸し,移動する金網状物上にウエブを
形成し,次いで該ウエブを実施例1と全く同様な方法で
スパンポンド不織布を製造した。結果を第3表に示す。
比較例3 紡糸温度を210℃とする以外他は全く実施例2と同様
の方法で不織布とした。その結果を第3表に示す。表よ
り明らかなように低路速度が高くならず,しかも不織布
の欠点数が多いものであった。
実施例3 オクテン−1を5重量%含有し,密度が0.937g/cm3,M
I値が25g/10分,融解熱が40cal/gのLLDPEを扁平糸用ノ
ズル0.6mm(スリット長)×0.10mm(スリット巾)×64
ホールのノズルを複数個使用し,1.5g/分・ホールの吐出
量で230℃の紡糸温度にて溶融押し出しを行った後,エ
アーサッカーを使用して引取速度7000m/分で扁平糸を製
造し,移動する金網状物の上にウエブを形成し,実施例
1と同様の方法でスパンポンド不織布を製造した。結果
を第4表に示す。
比較例4 紡糸温度を210℃に変更する以外他は全く実施例3と
同様の方法で不織布を製造した。その結果は第4表に示
すように欠点数の多い不織布しか得られなかった。
(発明の効果) 本発明による熱接着長繊維からなる不織布は,強力と
高くかつ柔らかさと手ざわりの風合が非常に優れている
ことから,低目付の不織布は使い捨ておむつの内張りと
して特に適したものとなり,一方,高目付の不織布は袋
物,カーペット基布,フィルター等広範囲の用途に適用
できるものである。
フロントページの続き (72)発明者 桐山 俊一 京都府宇治市宇治小桜23番地 ユニチカ株 式会社中央研究所内 (72)発明者 三嶋 康伸 京都府宇治市宇治小桜23番地 ユニチカ株 式会社中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−209010(JP,A) 特開 昭60−194113(JP,A)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エチレンとオクテン−1との線状低密度コ
    ポリマーでオクテン−1を実質的に1〜10重量%含有
    し,密度が0.900〜0.940g/cm3,メルトインデックス値が
    ASTMのD−1238(E)の方法で測定して5〜45g/10分で
    あり,融解熱がDSCで測定して25cal/g以上の線状低密度
    ポリエチレンからなる繊維で,該繊維の集合体が熱融着
    された不織布であって,該不織布の欠点数が単位重量当
    たり0.01個/kg以下,目付重量が10〜100g/m2,圧接面積
    率が7〜20%及びトータルハンド値が4〜300gである不
    織布。
  2. 【請求項2】不織布を構成する繊維の単糸繊度が5デニ
    ール以下である特許請求の範囲第1項記載の不織布。
  3. 【請求項3】不織布を構成する繊維の単糸繊度が5デニ
    ール以下であり,該繊維断面が中空で,かつ中空度が3
    〜50%である特許請求の範囲第1項記載の不織布。
  4. 【請求項4】不織布を構成する繊維の単糸繊度が5デニ
    ール以下であり,該繊維断面が扁平で,かつ扁平度が1.
    5〜4.0である特許請求の範囲第1項記載の不織布。
  5. 【請求項5】エチレンとオクテン−1との線状低密度コ
    ポリマーでオクテン−1を実質的に1〜10重量%含有
    し,密度が0.900〜0.940g/cm3,メルトインデックス値が
    ASTMのD−1238(E)の方法で測定して5〜45g/10分で
    あり,融解熱がDSCで測定して25cal/g以上の線状低密度
    ポリエチレンを紡糸温度220〜280℃にて溶融押し出しを
    行い,該糸条体をエアーサッカーで引取って得られる単
    糸繊度5デニール以下の繊維を移動する金網ベルト上に
    堆積させてウエブを形成し,該繊維の融点より15〜30℃
    低い温度で熱処理し,熱接着することを特徴とする不織
    布の製造方法。
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