JP3662455B2 - ポリプロピレン製不織布およびその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ポリプロピレンの連続繊維からなる不織布とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許公報第２８８７６１１号には、繊度が１ｄ以下の極細の連続繊維からなる不織布の製造方法が開示されている。この方法によれば、連続繊維は溶融紡糸工程で一度延伸され、その後に再度延伸されることによって繊度が所要の値になる。繊度が小さくなった連続繊維は捕集され、接着等によって結合して不織布となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記公知技術によれば、連続繊維の繊度が小さくて肌触りの柔軟な不織布が得られる。この発明は、そのような不織布に高い破断伸度を付与することを課題にしている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題解決のためのこの発明は、物の発明に係る第１発明と、その物の製造方法に係る第２発明とで構成されている。
【０００５】
前記第１発明が対象とするのは、ポリプロピレンの連続繊維からなる不織布である。
【０００６】
かかる不織布において、第１発明が特徴とするところは、前記連続繊維が、０．００６〜５．８ｄの繊度と、０．０１９〜０．０３０の複屈折率と、１〜３ｇ／ｄの引張強度と、１００〜３００％の引張破断伸度とを有し、前記繊維どうしが、実質的に互いの機械的な交絡によって不織布形態を維持していること、にある。
【０００７】
【０００８】
前記第２発明が対象とするのは、多数のノズルから押出されるポリプロピレンの連続繊維を延伸した後、一方向へ走行するベルトに堆積させ、前記連続繊維どうしを互いに交絡させて第１発明の不織布を製造する方法である。
【０００９】
かかる方法において、第２発明が特徴とするところは、前記ノズルの近傍を溶融状態で押出されている前記連続繊維の温度付近となるように保温し、入口と出口とこれら両者間に延びる案内通路とを備え、前記案内通路には前記入口から出口へ向かう方向へ常温の圧縮エアーが吹出しているサッカーの前記案内通路へ前記連続繊維を導いて急冷し、前記ノズルと前記サッカーとの間において前記連続繊維を延伸して前記連続繊維の繊度を小さくし、かつ、前記ポリプロピレンの分子を所要の複屈折率が得られる程度にまで配向させること、にある。
【００１０】
第２発明には、以下のような好ましい実施態様がある。
（１）前記連続繊維が、前記ノズル近傍においては溶融温度にあって繊度が小さくなり、前記近傍から前記サッカーの入口に至るまでの間において前記連続繊維が融点近くの温度にまで徐々に降下し、前記サッカー内部において常温にまで急冷されつつ所要の複屈折率が得られる程度にまで延伸される態様。
（２）前記保温は、押出されている前記連続繊維とほぼ同じ温度の熱風が前記ノズルの近傍に吹出すことによってなされている態様。
（３）前記サッカー内部において、前記連続繊維の繊度が０．００６〜５．８ｄとなるように前記連続繊維を延伸する態様。
（４）前記サッカー内部において、前記連続繊維が複屈折率０．０１９〜０．０３０となるように前記ポリプロピレン分子を配向させる態様。
（５）高圧水の噴射によって前記連続繊維どうしを交絡させる工程が含まれる態様。
（６）前記ノズルから前記ベルトまでの距離が４００〜６００ｍｍである態様。
【００１１】
【発明の実施の態様】
添付の図面を参照し、この発明に係る不織布および不織布の製造方法の詳細を説明すると、以下のとおりである。
【００１２】
図１は、不織布１００を連続的に製造するための工程を示す図面であって、この工程には、溶融紡糸機１、サッカー２、無端ベルト３、高圧水噴射装置４、巻取り装置６が含まれている。
【００１３】
溶融紡糸機１は、図示されていないが原料投入口とスクリュー式押出機とを備え、押出機の先端に紡糸ノズル１１を有し、ノズル１１の両側近傍に熱風吹出口１２を有する。原料には、ポリプロピレン、例えばＭＦＲが１０〜８０ｇ／１０ｍｉｎのポリプロピレンが使用される。ノズル１１は、例えば孔径０．３５ｍｍのものが、図の紙面に垂直な方向へ孔間隔１ｍｍで一列に６００個並べられる。このノズル１１からは、ポリプロピレンの連続繊維１５が０．１３〜０．４０ｇ／ｍｉｎ／ノズルの割合で吐出される。吹出口１２からは、溶融したポリプロピレンの温度とほぼ同じ温度、例えば約２３０℃のポリプロピレンに対して約２３０℃の熱風が１〜３Ｎｍ^３／ｍｉｎの割合で吹出し、押出されたポリプロピレンの急激な温度低下を防いでいる。
【００１４】
サッカー２は、連続繊維１５が通過する案内路１６と、案内孔１６にその両側で開口している常温圧縮エアーの吹出口１７とを有する。案内孔１６は連続繊維１５に対する入口１８と出口１９とを有し、入口１８の近傍には吹出口１７が設けられている。サッカー２の入口１８とノズル１１との距離Ｐは最大で５００ｍｍ、好ましくは１００〜３００ｍｍとなるように、サッカー２の位置が定められる。かかる距離Ｐを進む連続繊維１５の温度は、入口１８に達したときに融点近傍にまで降下していることが好ましい。吹出口１７から出口１９までの距離Ｑの間では、常温圧縮エアーが出口１９へ向かって吹出している。距離Ｑは２０〜５００ｍｍであることが好ましく、ここでいう常温とは１０〜５０℃の範囲を意味する。圧縮エアーは、圧力０．５〜２ｋｇｆ／ｃｍ^２Ｇ、流量４〜１０Ｎｍ^３／ｍｉｎの割合で供給される。案内孔１６へ進入した連続繊維１５は、常温圧縮エアーによって常温近傍にまで急冷されるとともに、繊度が０．００６〜５．８ｄ、複屈折率Δｎが０．０１９〜０．０３０となるように延伸される。延伸後の連続繊維１５は、１〜３ｇ／ｄの引張強度を有していることが好ましい。
【００１５】
無端ベルト３は、図の紙面に垂直な方向へ延びる幅を有し、サッカー２の出口１９からの距離Ｒが５０〜３００ｍｍである。好ましいベルト３では、ノズル１１からの距離が好ましくは３００〜１５００、より好ましくは４００〜６００ｍｍとなるように、距離Ｐ，Ｑ，Ｒが調整されている。ベルト３は、図の右方へ２〜８ｍ／ｍｉｎの速度で走行している。ベルト３は通気性のもので、このベルト３を挟んでサクションボックス２１がサッカー２と向かい合っている。出口１９から出た連続繊維１５は、圧縮エアーとサクションとの作用によってベルト３の幅方向や長さ方向へ揺れ動き、ベルト３の上に不規則な模様を画きながら堆積してウエブ２２を形成する。
【００１６】
高圧水噴射装置４は、多数のノズル２３がベルト３の幅方向へ０．３〜３ｍｍのピッチで並ぶことによって形成された１または２以上のノズル列２４と、ベルト３を挟んでノズル列２４と向かい合うサクションボックス２６とを有する。ノズル列２４が２列である場合、例えば１列目のノズル２３では、２０ｋｇｆ／ｃｍ^２の噴射水流によってウエブ２２の地合を安定させるための処理を施し、２列目のノズル２３では１００ｋｇｆ／ｃｍ^２の噴射水流によって連続繊維１５のうちの一部のものをウエブ２２の進行方向へ延びるように配列したり、また一部のものを互いに絡み合わせることによってウエブ２２の引張強度を向上させたりする。しかる後に、ウエブ２２は乾燥工程（図示せず）を経て不織布２６となり、巻取り装置６によってロール状に巻き取られる。
【００１７】
かかる一連の工程において、下記の運転条件を採用して得られた連続繊維１５と不織布２６との物性は、以下のとおりであった。
（運転条件）
使用樹脂 ポリプロピレン（ＭＦＲ＝７０ｇ／１０ｍｉｎ）
紡糸ノズル 孔径 ０．３５ｍｍ
孔数 ６００
孔のピッチ １ｍｍ
温度 ２３０℃
吐出量 ０．１３ｇ／ｍｉｎ／ノズル
熱風 温度 ２３０℃
流量 １．５Ｎｍ^３／ｍｉｎ
常温圧縮エアー 圧力 １．０ｋｇｆ／ｃｍ^２Ｇ
流量 ６．０Ｎｍ^３／ｍｉｎ
ベルト 紡糸ノズルからの距離 ４９０ｍｍ
走行速度 ４．４ｍ／ｍｉｎ
高圧水噴射処理 第１列 ２０ｋｇｆ／ｃｍ^２
第２列 １００ｋｇｆ／ｃｍ^２
（連続繊維の物性）
平均繊維径 ８．９μｍ（０．５１ｄ）
繊維径標準偏差 １．０３
引張強度 １．７２ｇ／ｄ
引張破断伸度 ６．３８ｍｍ
引張条件： チャック間距離 ０ｍｍ
引張速度 １０ｍｍ／ｍｉｎ
複屈折率（Δｎ） ０．０２７
（不織布の物性）
坪量 ３４．２ｇ／ｍ^２
厚さ（測定荷重 ３ｇ／ｃｍ^２） ０．４８ｍｍ
ＭＤ方向の
引張強度 １６５５０ｇ／５０ｍｍ幅
引張破断伸度 １９３％
ＣＤ方向の
引張強度 ８２４８ｇ／５０ｍｍ幅
引張破断伸度 １９７％
引張条件： チャック間距離 １０ｍｍ
引張速度 １０ｍｍ／ｍｉｎ
【００１８】
これら連続繊維と不織布との物性からも明らかなように、この発明に係る製造方法で得られる連続繊維１５は繊度を比較的小さく、例えば、０．００６〜５．８ｄにすることができ、同時に繊度のばらつきを小さくすることができる。かかる連続繊維１５は、不織布２６となるまでの過程で殆ど熱融着することがなく、機械的に絡み合うだけであり、しかも、連続繊維であることによってその絡み合いの程度が弱く、連続繊維１５どうしは互いの動きをあまり拘束することがない。そのような連続繊維１５からなる不織布２６は、柔軟で、しかも、肌触りがよい。また、複屈折率Δｎが０．０１９〜０．０３０となるように延伸されている連続繊維１５は、その伸長性が著しく妨げられるほどにはポリプロピレン分子が高度に配向しておらず、高い破断伸度を有する。例えば、実施例の連続繊維１５は、チャック間距離が０ｍｍであるときの引張試験で６．３８ｍｍにまで伸びる。かかる連続繊維１５が高圧水の噴射で互いに機械的に絡み合うことによって形成された不織布２６は、連続繊維１５の破断伸度が高いことと、繊維１５どうしの絡み合いが弱いこととによって、ＭＤ方向とＣＤ方向とに１００〜３００％の高い破断伸度を有する。実施例の不織布２６では、ＭＤ方向とＣＤ方向との破断伸度が１９３％と１９７％とである。
【００１９】
この発明によって得られる不織布２６は、使い捨ておむつや生理用ナプキン、医療用の使い捨てガウン等の使い捨て着用物品に使用できる他に、フィルターやウエットワイプス等としても使用できる。
【００２０】
【発明の効果】
この発明に係るポリプロピレン製不織布の製造方法によれば、０．００６〜５．８ｄの繊度と、０．０１９〜０．０３０の複屈折率と、１〜３ｇ／ｄの引張強度とを有するポリプロピレンの連続繊維から不織布を得ることができ、この不織布では、連続繊維の紡糸時におけるポリプロピレン分子の配向度合いが低く、しかも連続繊維は互いの動きを強く拘束するほどには交絡していない。かかる不織布は、柔軟で肌触りがよく、しかも高い破断伸度を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】 不織布の製造工程図。
【符号の説明】
１ 押出機
２ サッカー
３ ベルト
４ 高圧水噴射装置
１１ ノズル
１５ 連続繊維
１６ 案内通路
１８ 入口
１９ 出口
２６ 不織布

Claims (8)

1. ポリプロピレンの連続繊維からなる不織布において、
   前記連続繊維が、０．００６〜５．８ｄの繊度と、０．０１９〜０．０３０の複屈折率と、１〜３ｇ／ｄの引張強度と、１００〜３００％の引張破断伸度とを有し、前記繊維どうしが、実質的に互いの機械的な交絡によって不織布形態を維持していることを特徴とする前記不織布。
2. 多数のノズルから押出されるポリプロピレンの連続繊維を延伸した後、一方向へ走行するベルトに堆積させ、前記連続繊維どうしを互いに交絡させて、請求項１に記載の不織布を製造する方法において、
   前記ノズルの近傍を溶融状態で押出されている前記連続繊維の温度付近となるように保温し、入口と出口とこれら両者間に延びる案内通路とを備え、前記案内通路には前記入口から出口へ向かう方向へ常温の圧縮エアーが吹出しているサッカーの前記案内通路へ前記連続繊維を導いて急冷し、前記ノズルと前記サッカーとの間において前記連続繊維を延伸して前記連続繊維の繊度を小さくし、かつ、前記ポリプロピレンの分子を所要の複屈折率が得られる程度にまで配向させることを特徴とする前記方法。
3. 前記連続繊維が、前記ノズル近傍においては溶融温度にあって繊度が小さくなり、前記近傍から前記サッカーの入口に至るまでの間においては融点近くの温度にまで徐々に降下し、前記サッカー内部においては常温にまで急冷されつつ所要の複屈折率が得られる程度にまで延伸される請求項２記載の方法。
4. 前記保温は、押出されている前記連続繊維とほぼ同じ温度の熱風が前記ノズルの近傍に吹出すことによってなされている請求項２または３に記載の方法。
5. 前記サッカー内部において、前記連続繊維の繊度が０．００６〜５．８ｄとなるように前記連続繊維を延伸する請求項２〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記サッカー内部において、前記連続繊維の複屈折率が０．０１９〜０．０３０となるように前記ポリプロピレンの分子を配向させる請求項２〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 高圧水の噴射によって前記連続繊維どうしを交絡させる工程が含まれる請求項２〜６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記ノズルから前記ベルトまでの距離が４００〜６００ｍｍである請求項２〜７のいずれか１項に記載の方法。

Images