JPS6352145B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6352145B2 JPS6352145B2 JP55060719A JP6071980A JPS6352145B2 JP S6352145 B2 JPS6352145 B2 JP S6352145B2 JP 55060719 A JP55060719 A JP 55060719A JP 6071980 A JP6071980 A JP 6071980A JP S6352145 B2 JPS6352145 B2 JP S6352145B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polyester
- polyolefin
- melting point
- nonwoven fabric
- filament
- Prior art date
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- Expired
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- Artificial Filaments (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
Description
本発明はポリエステルとポリオレフインからな
る高引裂強力不織布及びその製造法に関する。さ
らに詳しくはポリオレフインとポリエステルから
なる複合糸を用いたポリエステル系不織布及びそ
の製造法に関するものである。
従来、ポリエステル長繊維からなる不織布は、
長繊維を開繊しただけのウエブでは繊維間の接着
がない為不織布として形態固定できないことから
必ず何らかの方法で繊維間の接着をはかつてい
る。一番簡単な方法として単一のポリマーからな
る長繊維ウエブをエアサツカーあるいはトウを開
繊する方法により製造したのち、凹凸を有するエ
ンボスロールを用いて加熱圧着させることにより
形態固定するノーバインダー法が知られている。
この方法は素材としてポリアミド(例えばナイ
ロン6)、ポリオレフイン(例えばポリプロピレ
ン)など各種知られており、そのいくつかは既に
企業化されているがポリエステル、特にポリエチ
レンテレフタレートの場合、他のポリアミド(特
にナイロン6)に比較して、融点が高く、かつ熱
圧着させにくい欠点がある。
また、ウエブ化時に高融点、低融点ポリマーの
組合せで複合、あるいは混繊紡糸する方法が提案
されている。
この場合、不織布の強力は高融点成分のフイラ
メント強力により、不織布としての形態固定は低
融点成分の接着性により保持されるものである。
高融点、低融点ポリマーの組合せ方として例え
ば、それぞれ別個の吐出孔から押出して各ポリマ
ー単独からなるフイラメントの混合ウエブを製造
し熱圧着させる方法(特公昭50−6583号公報)が
ある。この方法では高融点および低融点ポリマー
がそれぞれ独立のフイラメントを形成する為、製
造する為の紡糸口金の構造が簡単で保守がやりや
すいという利点があるが、一般には同一のスピン
ヘツド(スピンヘツドを別個にして、エアサツカ
ー以後で混繊する方法もある)を用いる為、紡糸
条件を高融点成分にそろえざるを得ず、この事は
低融点ポリマーを最適紡糸条件より高く設定して
紡糸する結果となる。すなわち、低融点ポリマー
からなるフイラメントは、単糸切れ、ポリマー劣
化の為の着色が発生しやすい。又低融点ポリマー
は接着剤として用いる為、多量に用いると不織布
としての引張強力など機械的物性が低下し、逆に
少量の場合、不織布表面の毛羽発生を防止するこ
とが困難であり、高融点ポリマーと同時に紡糸で
きるポリマーの選択と混合割合の選択が難かしい
などの欠点を有する。
低融点ポリマーを接着成分としてより効果的に
利用する方法として高融点および低融点ポリマー
からなる複合繊維で構成された不織布が知られて
いる。複合繊維の断面形状として鞘芯型(特公昭
45−2345号公報)、貼合せ型(特公昭42−21318号
公報)などがある。これらは複合繊維の表面の一
部を構成する低融点ポリマーがフイラメント間の
接着剤としての役割を果たしている。当然なが
ら、これらの複合系と高融点ポリマーとの混繊も
可能であり、不織布の高強力化に効果が認められ
る。しかしこれらの複合紡糸による方法では、2
種類のポリマーを紡糸口金内で分配・接合する
為、紡糸口金の形状が必然的に複雑になり、紡糸
口金が高くなり、複雑な形状により整備に手間が
かかるなどの欠点を有する。これら複合紡糸の場
合には必ず、2本の押出機を必要とし、生産設備
費として見た場合高いものになり、得られた不織
布は高価なものであつた。
本発明者らは、かゝる現状に鑑み、上記のよう
な複合鞘芯型紡口を用いずに引裂強力の優れたポ
リエステル系不織布を得るべく鋭意研究を重ねた
結果、本発明を完成するに至つた。
本発明の要旨は次の通りである。すなわち、本
発明の第1は、ポリエステル97〜80重量%と、該
ポリエステルよりも30℃以上低い融点を有するポ
リオレフイン3〜20重量%のブレンドからなるフ
イラメントで構成される不織布であつて、フイラ
メントの横断面における中央部は主としてポリエ
ステル、外周部は主としてポリオレフインに相分
離し、その界面に明確な境界面を持たず、かつフ
イラメント間の結合がフイラメント外周部のポリ
オレフイン間の熱融着によつてのみ固定化されて
いることを特徴とするポリエステル系不織布にあ
る。
本発明の第2は、ポリエステル97〜80重量%と
該ポリエステルより融点が30℃以上低い、メルト
フローレート(ASTM―D―1238:230℃、2.16
Kgでの測定による)が5ないし20のポリオレフイ
ン3〜20重量%からなる混合ポリマーを、ポリエ
ステルの融点よりも30℃以上高い温度で押出し、
3Km/min以上の速度で引取り、開繊・ウエブ化
したのち、ポリオレフインの融点よりも20℃低い
温度以上で熱圧着することを特徴とするポリエス
テル系不織布の製造方法にある。
以下、本発明の構成、実施態様及び作用効果に
ついて更に詳しく説明する。
本発明においては、高融点のポリエステルとポ
リエステルに相溶性を示さずかつ融点の低いポリ
オレフインを混合・紡糸し、ポリオレフインの熱
融着性を利用してフイラメント間を接着し、不織
布としての形態固定を行なうものであり、上記ポ
リエステルとポリオレフインを特定条件の組合せ
により、特定の条件で紡糸することにより、高融
点ポリエステルが芯、ポリオレフインが鞘の鞘芯
構造に似た新規なフイラメントの断面構造を有す
るフイラメントからなる不織布が得られる。
本発明に用いるポリエステルはポリエチレンテ
レフタレートあるいは、イソフタレート、アジペ
ート、あるいはポリエチレンテレフタレートに対
しイソフタル酸、アジピン酸、フマル酸を共重合
したもの、あるいはブレンド体、あるいはポリブ
チレンテレフタレートあるいはその共重合体など
であつてもよい。不織布としての優れた耐熱性を
生かす為には融点が200℃以上であることが好ま
しいが、200℃未満であつてもポリオレフインと
の融点差が30℃以上ありかつ耐熱性を不織布とし
て要求されない用途に用いることは何らさしつか
えない。
本発明に用いるポリオレフインとしてはポリプ
ロピレン、ポリエチレンなどがよいが特にアイソ
タクテツクポリプロピレンが好ましい。ここで用
いるポリプロピレンは、メルトフローレートが
ASTM―D―1238:230℃、2.16Kgでの測定値が
5ないし20の範囲が好ましい。メルトフローレー
トが5未満の場合はポリオレフインの混入割合が
10重量%を超えると紡糸時の曳糸性が極端に低下
し、糸切れが多発する為好ましくなく、メルトフ
ローレートが20を超えると紡糸性は変化しない
が、ポリエステルとポリオレフインが相分離せ
ず、均一混合状態に近ずく為好ましくない。
ポリオレフインの混合割合は3〜20重量%が好
ましく、特に7〜12重量%が紡糸安定性から見て
好ましい。ポリオレフインの混合割合はブレンド
紡糸の安定性とウエブ化した後の熱融着性により
決まり、ポリオレフインの混合割合が3重量%未
満の場合にはウエブ化したあとの熱圧着時の接着
効果が認められない。すなわち毛羽を押える為に
必要なパーシヤルプレスロールの温度はポリエス
テル100%の場合と大差ない。
ポリオレフインの混合割合が20重量%を超える
場合は、ブレンドポリマーの紡糸性が極端に悪く
なり、不織布として必要な強力を出すのに必要な
高速紡糸が困難となり、曳糸時に単糸切れが生じ
好ましくない。当然この場合でも紡糸速度を下げ
ての紡糸で、ウエブ化は可能であるが、ポリエス
テルに充分延伸・配向がかかつておらず、熱圧着
時に極端に収縮する為好ましくない。
本発明は従来のポリエステル100%の不織布と
は異なり、ポリエステルに対し相溶性を示さずか
つ融点の低いポリオレフインをブレンドして紡糸
し、さらに紡糸後に得られたフイラメントはポリ
エステルが芯、ポリオレフインが鞘の鞘芯構造に
似た点に特徴がある。ポリエステルに対し相溶性
を示すポリマーの組合せ、例えば、ポリエチレン
テレフタレートを高融点ポリマーとし、イソフタ
ル酸を20モル%共重合したポリエチレンテレフタ
レート/イソフタレートポリマーを低融点ポリマ
ーとした組合せでは融点差は30℃以上あつても、
ブレンド紡糸した場合には、エステル交換反応速
度も速く、又相溶性がある為にあまりにも均一に
分散・混合してしまう為、低融点ポリマーを混合
したことによる接着効果は見出せない。このこと
はDSCによる融点ピークが単一化してしまうこ
とでもわかる。ポリエステルに対し相溶性を示さ
ず、かつこれまでに知られているような均一混合
分散したポリエステル/ポリオレフインのブレン
ドではない本発明はこのポリエステルとポリオレ
フインの混合状態に特徴があり、従来知られてい
るような均一混合分散系あるいは、ポリエステル
を芯、ポリオレフインを鞘とするような鞘芯構造
でもない。本発明のフイラメントの特徴は断面構
造がフイラメントの中央部が主としてポリエステ
ル、外周部は主としてポリオレフインに相分離
し、その界面に明確な境界面を持たないことにあ
る。第1図に本発明のフイラメントの代表的な断
面構造を示す。
第1図に示すように、フイラメントの中央部は
主としてポリエステル、外周部はポリオレフイン
であり、その間には明確な境界面がない。
又、外周部はポリオレフインを海、ポリエステ
ルを島とした海島構造をとつており、ポリエステ
ルがフイラメント長方向にスジ状に分散してい
る。このフイラメント構造は、不織布とした時
に、形態固定に必要な繊維間の接着は繊維の外周
部すなわち表面に存在するポリオレフインの熱融
着により、不織布としての機械的物性、特に引張
強力は、繊維の中央部に存在するポリエステル
と、外周部に存在するスジ状にポリエステルを含
んだポリオレフインにより保持され、引裂強力は
ポリオレフインの繊維間の熱融着により保持さ
れ、ポリエステル100%の不織布と比較すると、
特に引裂強力が大きい。一方、従来のポリエステ
ルを芯、ポリオレフインを鞘とするフイラメント
からなる不織布と比較すれば、外周部にスジ状の
ポリエステルの効果により、特に手触りが全く異
なつたものとなる。即ち、ポリオレフイン特有の
ヌメリ感がくなり、フイラメント間の接合部がス
ジ状の非接合点によつてさらに小さく分離される
ために柔軟な不織布となる。
本発明により得られる不織布は、マクロに見れ
ば均一(重量的に)に混合されており、デニー
ル・糸物性が比較的そろつたフイラメントから構
成出来るが、ブレンド紡糸の常として経時的な組
成の変動も考えられるが、これらは例えばスパン
ボンド不織布の場合、得られるフイラメントのデ
ニールが変動し、大小直径の異なるフイラメント
になつても差つかえなく高強力不織布が得られ
る。フイラメントデニールは0.5デニールから15
デニールあるいはそれ以上と自由に変更できる
為、不織布としてフイルターとして用途が多く、
かつブレンド比、単糸デニールを変化させること
により、自由にフイルターの空洞の大きさを変更
できる為に各種グレードが製造しやすいという利
点を持つ。当然ながら目付は任意に設定できる
が、異なる組成のウエブの積層、あるいはフイル
ムとのラミネート等も可能である。
本発明のポリエステル系不織布の製造法におい
てスパンボンド製造装置は1本の押出機を有する
装置(例えば特公昭37−4993号公報に記載の装
置)でよい。ポリエステル/ポリオレフインの鞘
芯型複合繊維製造装置のような2本の押出機を有
する複雑な構造のスピンヘツドを必要としないの
で保守が簡単な他、押出クズ、一定の幅に裁断し
た残りの耳部クズは造粒機で再生し、品質を変え
ない一定限度量までブレンドで使用できるのでロ
スがなくメリツトは大きい。ポリエステルとポリ
オレフインとの重量比率(%)は97〜80:3〜20
の範囲であることが必要である。上記の重量比率
は主として紡糸性によるものであり、20重量%を
超えてブレンドした場合には単糸切れが多く高速
索引が困難であり、高強力不織布が得られない。
本発明に用いるポリオレフインはポリエステルよ
り30℃以上低い融点を持つことが必要である。こ
の融点の温度差はウエブを形態固定する為に、ポ
リオレフインのみ熱融着時に、フイラメント間の
接着作用に寄与しポリエステルのフイラメント間
の接着作用を生じさせない為に必要である。不織
布とした後の耐熱性を考えるとポリエチレンテレ
フタレートとポリプロピレンの組合わせが最も好
ましい。
溶融紡糸温度は通常融点より20℃以上高い温度
に設定するが、ポリエステルとポリオレフインの
ブレンド紡糸の場合、ポリエステル単独の紡糸よ
りも若干高め、すなわちポリエステルの融点より
も30℃以上高い温度で紡糸する必要がありこれ未
満では安定して紡糸索引できない。ポリオレフイ
ンとしてメルトフローレート(ASTM―D―
1238:230℃、2.16Kgでの測定値)が5以上が好
ましいが、メルトフローレートが5未満のポリオ
レフインの場合には15〜20重量%は紡糸安定性が
劣る為好ましくない。メルトフローレートは5〜
20、特に好ましくは5〜10の範囲で、本発明のフ
イラメントは鞘芯複合繊維に似た構造となる。紡
糸に用いる紡口はフイラメントのデニールにより
若干変えた方が良いが、通常0.25〜0.50mmφの範
囲が安定紡糸する為に好ましい。紡糸孔よりの吐
出ポリマーはエアサツカーあるいは回転ロールに
て索引・細化させるが、この時、高速索引するこ
とが必要である。通常のポリエチレンテレフタレ
ートの場合、熱融着時の熱収縮を押さえる為には
5Km/minで索引するが、ブレンド紡糸の場合、
3Km/min以上の高速紡糸で鞘芯構造に似た構造
となる。
これは従来知られている均一分散した繊維とは
全く異なる。繊維の熱収縮性から見ると4.5Km/mi
n以上で紡糸索引するのが特に好ましく高強力不
織布が得られるが紡糸時にはフイラメントの融着
を防ぐ為に冷風を用いるのが好ましい。3Km/mi
n、以下の低速紡糸の場合には従来のポリエステ
ル、ポリオレフインが均一に分散したフイラメン
トとなり目的とする相分離したフイラメントから
なる高引裂強力不織布が得られない。本発明の構
成要件において、全く新しい構造のフイラメント
から成る不織布が可能になつたことは予想もしえ
なかつた驚くべきことである。即ち、本質的に相
溶性ではないポリエステルとポリオレフインが、
溶融状態で均一に混ざり合い、紡口ノズル内でシ
エアーを受け、大きな索引力で細化され、冷却さ
れて固化することで本発明の不織布に適する特殊
な構造のフイラメントが得られる。紡糸後、エア
サツカーあるいは回転ロールで索引・細化(回転
ロールで索引の場合はさらにエアサツカーで)開
繊し、コレクター上でウエブ化する。ウエブは公
知のカレンダーロールあるいはエンボスロールに
て熱圧着させるがこの時、ポリオレフインの融点
よりも20℃低い温度以上で熱圧着することが必要
である。これは不織布としての毛羽を止める(毛
羽立つのを押さえる)に必要である。紡糸機内で
のポリマー通路の少なくとも一部に、スタテイツ
クミキサーを挿入するのがフイラメント内でポリ
オレフインとポリエステルが均一に混合させるこ
とに効果があり、好ましい。即ち、本発明におい
ては、一旦均一に混合されたポリエステルとポリ
プロピレンからそれらの相分離性を利用した紡糸
を行うものであり、混合が進むにつれ、分散され
たスジが細くなる。チツプブレンドからの通常の
押出機のみの混合でも、十分に本発明の効果はみ
られるが、この混合程度を制御するためにスタテ
イツクミキサーを用いることが好ましい。本発明
の特徴は、紡糸時に高速索引した時のみ、ポリエ
ステルを芯、ポリオレフインを鞘とするフイラメ
ントに似た構造の相分離構造を示すことである。
このことは、高速索引時に生じる繊維の内層・
外層の剪断速度や冷却速度の差が、ポリエステル
とポリオレフインの粘性と相分離性に寄与してい
ることを示しており、この新規なフイラメント構
造は、成分比率をポリエステル97〜80重量%、ポ
リオレフイン3〜20重量%とすること、メルトフ
ローレートが5〜20のポリオレフインを用いるこ
と。そして、ポリエステルの融点よりも30℃以上
高い温度で押出し、さらに3Km/min以上の速度
で引取ることによつて達成される。
以下実施例にてさらに詳しく説明する。
実施例 1
ポリエステルとしてポリエチレンテレフタレー
ト(固有粘度1.0)とポリオレフインとしてチツ
ソ社製ポリプロピレンK1008(メルトフローレー
ト10)を用い、重量比95/5の割合でチツプブレン
し、一軸押出機にて溶融後、ケニツクス社のスタ
テイツクミキサー5エメレントを内挿した導管を
経て、0.30φ×48ホールの紡口から紡糸温度290℃
でホール当り1g/minの割合で吐出した。この
時紡口下130cmの位置にエアサツカーを設置し、
圧気圧5.0Kg/cm2Gでフイラメントを索引・細化
し、42cm幅の目付50g/m2のウエブを採取した。
この時フイラメントは単糸1.9デニールであり紡
糸速度は4.7Km/min相当であつた。ウエブは織目
調の模様を有するエンボスロール180℃で熱圧着
を行なつた。得られた不織布はJIS―L―1068ス
トリツプ法により引張強力を測定した結果3cm幅
でタテ13.2Kg、ヨコ6.9Kg、ベンジユラム法によ
る引裂強力は1.2Kgを示した。
実施例 2
実施例1と同じ方法にてポリエチレンテレフタ
レート(PET)固有粘度0.64とチツソ製ポリプロ
ピレン(PP)S5056(メルトフローレート5)を
用い、ポリプロピレンの重量混合比率を変えて紡
糸・熱圧着した。
その結果を第1表に示す。
The present invention relates to a highly tear-strength nonwoven fabric made of polyester and polyolefin, and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a polyester nonwoven fabric using a composite yarn made of polyolefin and polyester, and a method for producing the same. Conventionally, nonwoven fabrics made of polyester long fibers are
A web made by simply opening long fibers cannot be fixed in shape as a nonwoven fabric because there is no adhesion between the fibers, so the adhesion between the fibers must be achieved by some method. The simplest method is the no-binder method, in which a long fiber web made of a single polymer is manufactured using an air sucker or tow opening method, and then the shape is fixed by heat-pressing using an embossing roll with uneven surfaces. It is being This method is applied to various materials such as polyamide (e.g. nylon 6), polyolefin (e.g. polypropylene), and some of these have already been commercialized, but in the case of polyester, especially polyethylene terephthalate, other polyamides (especially nylon 6) are used. ) has the disadvantage of a higher melting point and difficulty in thermocompression bonding. In addition, methods have been proposed in which a composite or mixed fiber is spun using a combination of high melting point and low melting point polymers during web formation. In this case, the strength of the nonwoven fabric is maintained by the filament strength of the high melting point component, and the shape fixation of the nonwoven fabric is maintained by the adhesiveness of the low melting point component. As a method of combining high-melting point polymers and low-melting point polymers, for example, there is a method of producing a mixed web of filaments consisting of each polymer alone by extruding them from separate discharge holes and bonding them under heat (Japanese Patent Publication No. 50-6583). In this method, the high-melting point polymer and the low-melting point polymer form independent filaments, which has the advantage that the structure of the spinneret for production is simple and easy to maintain. (There is also a method of blending the fibers after an air sucker), so the spinning conditions must be adjusted to match the high melting point component, which results in spinning with the low melting point polymer set higher than the optimum spinning conditions. In other words, filaments made of low melting point polymers are prone to single filament breakage and discoloration due to polymer deterioration. In addition, since low melting point polymers are used as adhesives, if they are used in large amounts, the mechanical properties such as tensile strength of the nonwoven fabric will deteriorate, and if they are used in small amounts, it will be difficult to prevent the formation of fuzz on the surface of the nonwoven fabric. It has drawbacks such as difficulty in selecting a polymer that can be spun simultaneously with the polymer and in selecting the mixing ratio. As a method of more effectively utilizing a low melting point polymer as an adhesive component, a nonwoven fabric made of composite fibers made of a high melting point polymer and a low melting point polymer is known. The cross-sectional shape of the composite fiber is a sheath-core type (Tokuko Sho
45-2345), a laminated type (Japanese Patent Publication No. 42-21318), etc. In these, a low melting point polymer that constitutes a part of the surface of the composite fiber plays a role as an adhesive between filaments. Of course, it is also possible to blend these composite systems with high melting point polymers, and this is effective in increasing the strength of the nonwoven fabric. However, in these composite spinning methods, 2
Since different types of polymers are distributed and joined within the spinneret, the shape of the spinneret is inevitably complicated, which has disadvantages such as the height of the spinneret and the complicated shape that requires time and effort to maintain. In the case of composite spinning, two extruders are always required, resulting in high production equipment costs, and the resulting nonwoven fabrics are expensive. In view of the current situation, the present inventors have completed the present invention as a result of intensive research to obtain a polyester nonwoven fabric with excellent tear strength without using a composite sheath-core type spinner as described above. It came to this. The gist of the invention is as follows. That is, the first aspect of the present invention is a nonwoven fabric made of a filament made of a blend of 97 to 80% by weight of polyester and 3 to 20% by weight of polyolefin having a melting point lower than that of the polyester by 30°C or more. In the cross section, the central part is mainly polyester, and the outer periphery is mainly polyolefin.There is no clear boundary surface at the interface, and the bond between the filaments is only by thermal fusion between the polyolefins at the outer periphery of the filaments. A polyester nonwoven fabric characterized by being immobilized. The second aspect of the present invention is a melt flow rate (ASTM-D-1238: 230℃, 2.16
extruding a mixed polymer consisting of 3 to 20% by weight of a polyolefin having a weight of 5 to 20 (as measured in kg) at a temperature 30°C or more higher than the melting point of the polyester;
The method for producing a polyester nonwoven fabric is characterized by taking it off at a speed of 3 km/min or more, opening it and making it into a web, and then thermocompression bonding at a temperature 20°C lower than the melting point of polyolefin. Hereinafter, the configuration, embodiments, and effects of the present invention will be explained in more detail. In the present invention, polyester with a high melting point and polyolefin, which is incompatible with polyester and has a low melting point, are mixed and spun, and the filaments are bonded together using the heat fusion properties of the polyolefin, thereby fixing the shape of the nonwoven fabric. By spinning the above-mentioned polyester and polyolefin under specific conditions in a combination of specific conditions, a filament having a new filament cross-sectional structure resembling a sheath-core structure in which the high melting point polyester is the core and the polyolefin is the sheath is produced. A nonwoven fabric consisting of The polyester used in the present invention may be polyethylene terephthalate, isophthalate, adipate, a copolymer of polyethylene terephthalate with isophthalic acid, adipic acid, or fumaric acid, or a blend thereof, or polybutylene terephthalate or a copolymer thereof. It's okay. In order to take advantage of the excellent heat resistance of a non-woven fabric, it is preferable that the melting point is 200°C or higher, but even if it is below 200°C, the melting point difference with polyolefin is 30°C or more, and applications that do not require heat resistance as a non-woven fabric. There is nothing wrong with using it for. The polyolefin used in the present invention is preferably polypropylene, polyethylene, etc., and isotactic polypropylene is particularly preferred. The polypropylene used here has a melt flow rate of
ASTM-D-1238: Preferably, the measured value at 230°C and 2.16 kg is in the range of 5 to 20. If the melt flow rate is less than 5, the mixing ratio of polyolefin is
If it exceeds 10% by weight, the spinnability during spinning will be extremely reduced and yarn breakage will occur frequently, which is undesirable.If the melt flow rate exceeds 20, the spinnability will not change, but the polyester and polyolefin will not phase separate. , which is not preferable because it approaches a homogeneous mixed state. The mixing ratio of polyolefin is preferably 3 to 20% by weight, particularly preferably 7 to 12% by weight from the viewpoint of spinning stability. The mixing ratio of polyolefin is determined by the stability of the blend spinning and the heat fusion properties after forming into a web, and if the mixing ratio of polyolefin is less than 3% by weight, an adhesive effect is observed during thermocompression bonding after forming into a web. do not have. In other words, the temperature of the partial press roll required to suppress fluff is not much different from that for 100% polyester. If the mixing ratio of polyolefin exceeds 20% by weight, the spinnability of the blended polymer will be extremely poor, making it difficult to spin at the high speed necessary to produce the strength necessary for a nonwoven fabric, and causing single filament breakage during spinning, which is undesirable. do not have. Naturally, even in this case, it is possible to form a web by spinning at a lower spinning speed, but this is not preferable because the polyester has not been sufficiently stretched and oriented and will shrink excessively during thermocompression bonding. Unlike conventional 100% polyester nonwoven fabrics, the present invention blends and spins polyolefin, which is not compatible with polyester and has a low melting point, and the filament obtained after spinning has polyester as a core and polyolefin as a sheath. It is characterized by its resemblance to a sheath-core structure. A combination of polymers that are compatible with polyester, for example, a combination of polyethylene terephthalate as a high melting point polymer and polyethylene terephthalate/isophthalate polymer copolymerized with 20 mol% isophthalic acid as a low melting point polymer, the melting point difference is 30°C or more. Even if
In the case of blend spinning, the rate of the transesterification reaction is fast, and because of their compatibility, they are dispersed and mixed too uniformly, so no adhesive effect can be found by mixing a low melting point polymer. This can also be seen from the fact that the melting point peaks obtained by DSC are unified. The present invention is characterized by the mixed state of polyester and polyolefin, which is not compatible with polyester and is not a homogeneously mixed and dispersed polyester/polyolefin blend as has been known so far. It is neither a uniformly mixed and dispersed system nor a sheath-core structure in which a core is made of polyester and a sheath is made of polyolefin. The filament of the present invention is characterized by a cross-sectional structure in which the central part of the filament is mainly composed of polyester and the outer peripheral part is mainly composed of polyolefin, and the filament has no clear boundary surface. FIG. 1 shows a typical cross-sectional structure of the filament of the present invention. As shown in FIG. 1, the central part of the filament is mainly made of polyester, and the outer peripheral part is made of polyolefin, and there is no clear boundary between them. Further, the outer peripheral portion has a sea-island structure in which polyolefin is a sea and polyester is an island, and the polyester is dispersed in a striped manner in the longitudinal direction of the filament. When this filament structure is made into a nonwoven fabric, the adhesion between the fibers necessary for fixing the shape is due to the thermal fusion of the polyolefin present on the outer periphery or surface of the fibers, so that the mechanical properties of the nonwoven fabric, especially the tensile strength, are improved. It is maintained by the polyester present in the center and the polyolefin containing polyester in the stripes present at the outer periphery, and the tear strength is maintained by heat fusion between the fibers of the polyolefin, and when compared with a nonwoven fabric made of 100% polyester,
Particularly high tear strength. On the other hand, compared to conventional nonwoven fabrics made of filaments with a polyester core and a polyolefin sheath, the texture is completely different, especially due to the effect of the streaky polyester on the outer periphery. That is, the slimy feeling characteristic of polyolefin is eliminated, and the bonded portions between filaments are separated into smaller pieces by streak-like non-bonded points, resulting in a flexible nonwoven fabric. The nonwoven fabric obtained by the present invention is uniformly mixed (in terms of weight) from a macroscopic perspective, and can be composed of filaments with relatively uniform denier and yarn properties, but as usual in blend spinning, the composition changes over time. However, in the case of spunbond nonwoven fabrics, for example, the denier of the resulting filaments varies, and even if the filaments have different diameters, a high-strength nonwoven fabric can be obtained without any problem. Filament denier from 0.5 denier to 15
Since it can be freely changed to denier or higher, it has many uses as a filter as a non-woven fabric.
In addition, by changing the blend ratio and single fiber denier, the size of the filter cavity can be changed freely, making it easy to manufacture various grades. Of course, the basis weight can be set arbitrarily, but it is also possible to laminate webs of different compositions or laminate with films. In the method for producing a polyester nonwoven fabric of the present invention, the spunbond production apparatus may be an apparatus having one extruder (for example, the apparatus described in Japanese Patent Publication No. 37-4993). It is easy to maintain because it does not require a complex spin head with two extruders like the polyester/polyolefin sheath-core type composite fiber manufacturing equipment, and it can also handle extruded waste and leftover edges cut to a certain width. The waste can be recycled in a granulator and used in blends up to a certain limit without changing quality, so there is no loss and there are great benefits. The weight ratio (%) of polyester and polyolefin is 97-80:3-20
It is necessary to be within the range of . The above weight ratio is mainly due to spinnability, and if it is blended in excess of 20% by weight, single filament breakage occurs frequently and high-speed indexing is difficult, making it impossible to obtain a high-strength nonwoven fabric.
The polyolefin used in the present invention needs to have a melting point 30°C or more lower than that of polyester. This temperature difference in melting point is necessary in order to fix the shape of the web, and because only the polyolefin contributes to the adhesive action between the filaments during heat-sealing, and does not cause the adhesive action between the polyester filaments. Considering the heat resistance after forming into a nonwoven fabric, a combination of polyethylene terephthalate and polypropylene is most preferable. The melt spinning temperature is usually set at a temperature 20°C or more higher than the melting point, but in the case of blend spinning of polyester and polyolefin, it is necessary to spin at a temperature slightly higher than when spinning polyester alone, that is, at least 30°C higher than the melting point of polyester. Below this value, stable spinning index cannot be obtained. Melt flow rate (ASTM-D-
1238 (measured value at 230° C. and 2.16 kg) is preferably 5 or more, but in the case of polyolefins with a melt flow rate of less than 5, 15 to 20% by weight is not preferable because spinning stability is poor. Melt flow rate is 5~
20, particularly preferably in the range of 5 to 10, the filament of the present invention has a structure similar to a sheath-core composite fiber. Although it is better to change the spinneret used for spinning slightly depending on the denier of the filament, it is usually preferable to use a diameter in the range of 0.25 to 0.50 mm for stable spinning. The polymer discharged from the spinning hole is indexed and thinned by an air sucker or rotating roll, but at this time, high-speed indexing is required. In the case of ordinary polyethylene terephthalate, the index is set at 5 Km/min to suppress heat shrinkage during heat fusion, but in the case of blend spinning,
When spun at high speeds of 3 Km/min or higher, a structure resembling a sheath-core structure is obtained. This is completely different from the conventionally known uniformly dispersed fibers. 4.5Km/mi in terms of fiber heat shrinkability
It is particularly preferable to perform spinning with an index of n or more to obtain a high-strength nonwoven fabric, but during spinning it is preferable to use cold air to prevent filaments from fusing. 3Km/mi
In the case of low spinning speed below n, the conventional polyester or polyolefin becomes a filament in which it is uniformly dispersed, and the desired highly tear-strength nonwoven fabric consisting of phase-separated filaments cannot be obtained. It is surprising and unexpected that the features of the present invention have made it possible to create a nonwoven fabric made of filaments with a completely new structure. That is, polyester and polyolefin, which are not essentially compatible,
They are uniformly mixed in a molten state, subjected to shear in a spinneret nozzle, thinned by a large pulling force, cooled and solidified to obtain a filament with a special structure suitable for the nonwoven fabric of the present invention. After spinning, the fibers are indexed and thinned using an air satcher or a rotating roll (if indexed using a rotating roll, the fibers are further spread using an air saturker), and then made into a web on a collector. The web is thermocompressed using a known calendar roll or embossing roll, but at this time it is necessary to thermocompress at a temperature that is 20° C. lower than the melting point of the polyolefin. This is necessary to prevent fuzzing (suppressing fuzzing) as a nonwoven fabric. It is preferable to insert a static mixer into at least a portion of the polymer passage within the spinning machine, as this is effective in uniformly mixing the polyolefin and polyester within the filament. That is, in the present invention, polyester and polypropylene are once uniformly mixed and then spun using their phase separation properties, and as the mixing progresses, the dispersed streaks become thinner. Although the effects of the present invention can be sufficiently achieved by mixing only a chip blend using an ordinary extruder, it is preferable to use a static mixer in order to control the degree of mixing. A feature of the present invention is that only when indexed at high speed during spinning, a phase-separated structure similar to a filament having a polyester core and a polyolefin sheath is exhibited. This is due to the inner layer of fibers that occurs during high-speed indexing.
This shows that the difference in shear rate and cooling rate of the outer layer contributes to the viscosity and phase separation of polyester and polyolefin, and this new filament structure has a component ratio of 97 to 80% by weight of polyester and 3% by weight of polyolefin. ~20% by weight, and use a polyolefin with a melt flow rate of 5 to 20. This is achieved by extruding at a temperature 30° C. or more higher than the melting point of polyester and drawing at a speed of 3 Km/min or more. This will be explained in more detail in Examples below. Example 1 Using polyethylene terephthalate (intrinsic viscosity 1.0) as the polyester and polypropylene K1008 manufactured by Chitsuso Corporation (melt flow rate 10) as the polyolefin, they were chipped at a weight ratio of 95/5, melted in a single screw extruder, and then manufactured by Kenix Co., Ltd. The spinning temperature is 290℃ from the spindle of 0.30φ x 48 holes through a conduit with static mixer 5 emerents inserted.
It was discharged at a rate of 1 g/min per hole. At this time, an air suture car was installed at a position 130 cm below the spindle.
The filament was indexed and thinned at a pressure of 5.0 Kg/cm 2 G, and a 42 cm wide web with a basis weight of 50 g/m 2 was collected.
At this time, the filament was a single yarn of 1.9 denier, and the spinning speed was equivalent to 4.7 Km/min. The web was heat-pressed at 180°C using an embossing roll with a textured pattern. The tensile strength of the obtained nonwoven fabric was measured using the JIS-L-1068 strip method, and the result was 13.2 kg in the vertical direction and 6.9 kg in the horizontal direction at a width of 3 cm, and the tear strength by the benzylum method was 1.2 kg. Example 2 In the same manner as in Example 1, polyethylene terephthalate (PET) with an intrinsic viscosity of 0.64 and Chitsuso's polypropylene (PP) S5056 (melt flow rate 5) were used for spinning and thermocompression bonding, with the weight mixing ratio of polypropylene being changed. The results are shown in Table 1.
【表】【table】
【表】
実施例 3
実施例2と同じくポリエチレンテレフタレート
と、チツソ製ポリプロピレン(S5056)を用い9
0/10の重量割合で押出機で混練押出した。比較例
として1000m/minの低速で索引し、2.9倍に連続
延伸したのちエアサツカーで開繊することにより
製造したものを用いた。[Table] Example 3 Same as Example 2, polyethylene terephthalate and Chitsuso polypropylene (S5056) were used9
The mixture was kneaded and extruded using an extruder at a weight ratio of 0/10. As a comparative example, one was used which was produced by indexing at a low speed of 1000 m/min, continuously stretching to 2.9 times, and then opening with an air sucker.
【表】
ル温度
実施例 4
ポリエチレンテレフタレート(PET)固有粘
度0.64と、チツソ社製ポリプロピレン(PP)、一
般用グレードK1014、K1008、K1800(メルトフロ
ーレート3.5〜20)を用い同様に実験した。重量
比はすべてPFT/PP(88/12)である。実験結果を
第2表に示す。(目付50g/m2)[Table] Temperature Example 4 A similar experiment was conducted using polyethylene terephthalate (PET) with an intrinsic viscosity of 0.64, polypropylene (PP) manufactured by Chitsuso Corporation, and general grades K1014, K1008, and K1800 (melt flow rate 3.5 to 20). All weight ratios are PFT/PP (88/12). The experimental results are shown in Table 2. (Weight 50g/m 2 )
【表】
実施例 5
ポリエステルとしてポリエチレンテレフタレー
ト、ポリオレフインとしてチツソ社製ポリプロピ
レンS5056を用い、ポリプロピレンの重量混合比
率を10%として、本発明による不織布と比較例と
して鞘芯複合構造を持つ不織布を実施例1に準じ
て製造し、得られた不織布の物性を第3表に示
す。[Table] Example 5 Using polyethylene terephthalate as the polyester and polypropylene S5056 made by Chitsuso as the polyolefin, and setting the weight mixing ratio of polypropylene to 10%, a nonwoven fabric according to the present invention and a nonwoven fabric with a sheath-core composite structure as a comparative example were prepared in Example 1. The physical properties of the obtained nonwoven fabric are shown in Table 3.
【表】
第3表で明らかなように不織布としての機械的
強度の物性は従来の鞘芯 構造フイラメントから
得られた 不織布と変らず、しかも手触りとして
のヌメリ感が少なく、また柔軟な手触りであり、
極めて好ましい結果を示している。[Table] As is clear from Table 3, the physical properties of the mechanical strength of the nonwoven fabric are the same as those of conventional nonwoven fabrics obtained from sheath-core structural filaments, and the texture is less slimy and soft to the touch. ,
This shows very favorable results.
第1図は本発明の不織布を構成するフイラメン
トの断面構造を示す拡大図である。
FIG. 1 is an enlarged view showing the cross-sectional structure of a filament constituting the nonwoven fabric of the present invention.
Claims (1)
ルよりも30℃以上低い融点を有するポリオレフイ
ン3〜20重量%のブレンドからなるフイラメトで
構成される不織布であつて、フイラメントの横断
面における中央部は主としてポリエステル、外周
部は主としてポリオレフインに相分離し、その界
面に明確な境界面を持たず、かつフイラメント外
周部のポリオレフイン中にポリエステルがフイラ
メント長方向にスジ状に分散しており、かつフイ
ラメント間の結合がフイラメント外周部のポリオ
レフイン間の熱融着によつてのみ固定化されてい
ることを特徴とするポリエステル系不織布。 2 ポリエステル97〜80重量%と該ポリエステル
より融点が30℃以上低い、メルトフローレート
(ASTM―D―1238:230℃、2.16Kgでの測定に
よる)が5ないし20のポリオレフイン3〜20重量
%からなる混合ポリマーをポリエステルの融点よ
りも30℃以上高い温度で押出し、3Km/min以上
の速度で引取り、開繊・ウエブ化したのち、ポリ
オレフインの融点よりも20℃低い温度以上で熱圧
着することを特徴とするポリエステル系不織布の
製造法。 3 ポリオレフインとしてポリプロピレンを用い
ることを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の
製造法。 4 ポリオレフインの混合比率が7〜12重量%で
あることを特徴とする特許請求の範囲第2項記載
の製造法。 5 引取速度が4.5Km/min以上であることを特徴
とする特許請求の範囲第2項記載の製造法。[Scope of Claims] 1. A nonwoven fabric made of a filament made of a blend of 97 to 80% by weight of polyester and 3 to 20% by weight of polyolefin having a melting point lower than that of the polyester by 30°C or more, the cross-section of the filament being The central part of the filament is mainly polyester, and the outer peripheral part is mainly polyolefin, and there is no clear boundary surface at the interface, and the polyester is dispersed in the polyolefin in the filament length direction in the filament length direction, A polyester nonwoven fabric characterized in that the bond between the filaments is fixed only by heat fusion between polyolefins on the outer periphery of the filaments. 2 97 to 80% by weight of polyester and 3 to 20% by weight of polyolefin, which has a melting point 30°C or more lower than the polyester and has a melt flow rate (ASTM-D-1238: measured at 230°C and 2.16 kg) of 5 to 20. A mixed polymer is extruded at a temperature of 30°C or more higher than the melting point of polyester, taken off at a speed of 3 km/min or more, opened and made into a web, and then thermocompressed at a temperature of 20°C or more lower than the melting point of polyolefin. A method for producing a polyester nonwoven fabric characterized by: 3. The manufacturing method according to claim 2, characterized in that polypropylene is used as the polyolefin. 4. The manufacturing method according to claim 2, wherein the mixing ratio of polyolefin is 7 to 12% by weight. 5. The manufacturing method according to claim 2, wherein the take-up speed is 4.5 Km/min or more.
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| JPS56159339A JPS56159339A (en) | 1981-12-08 |
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