フィラメントウェブの製造方法
【課題】十分な嵩高性と有効な機械特性を有するフィラメントウェブを繰り返し同様に得ることが可能な改善された製造方法を提供する。
【解決手段】二成分等の複数成分から構成される合成樹脂フィラメントを有効面上に収集した後、高速ウォータージェットにより統合し、次いで加熱処理に施し捲縮させることによりスパンボンドマットが得られた。
【解決手段】二成分等の複数成分から構成される合成樹脂フィラメントを有効面上に収集した後、高速ウォータージェットにより統合し、次いで加熱処理に施し捲縮させることによりスパンボンドマットが得られた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数成分フィラメントのスパンボンドウェブの製造方法、特にフィラメントの嵩の増大したフィラメントウェブの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書において複数成分フィラメントとは、複数の異なる熱可塑性合成樹脂成分から成るフィラメント、特に熱膨張率、熱により生ずる収縮等の特性が異なる複数成分から成るフィラメントを意味する。これらの成分は同じ合成樹脂であってもよく、例えば組成が異なるポリエステル、または特性が異なるポリエチレンもしくはポリプロピレンが使用可能である。更に、異なる種類の合成樹脂成分、例えばポリプロピレン成分とポリエチレン成分とを使用することも可能である。更に、二成分フィラメントとは、２種類の異なる熱可塑性合成樹脂のみが用いられているフィラメントを意味する。
【０００３】
この様なフィラメントの断面には、通常は並列に配置された二成分が示され、二種類の合成樹脂間の境界線がフィラメントの略全長に亘り延在している。
本発明において、スパンボンドとは連続した(continuous)フィラメントから形成されたウェブと、場合によってはこれより短いフィラメントとから成るウェブ、すなわち種々の長さのフィラメントを含み必ずしも連続していないフィラメントを含むウェブを意味する。
スパンボンド、すなわち連続的又は半連続的フィラメント等によるマットから形成されたウェブを通常の方法で製造する場合、マットまたはフリースに含まれるフィラメントは相互に重なる部分で結合している。この様なウェブにおいて一般に重要とされる特性の一つとして、フィラメントの容積（嵩）が挙げられる。嵩高性についての特性は非常に必要とされる場合がある。
【０００４】
通常、フィラメントは紡糸口金から押し出され、通常は空気を混入しながら引き延ばされ、有孔表面上に収集され、この表面上でマット状に成形され、更にこの表面上でフィラメント毎の相互に重なる部分が結合される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のスパンボンド法では、嵩高さが十分ではなく、ウェブの機械特性も不十分となることや、同様のウェブが得られない（再現されない）場合もあった。この結果、上述の方法では製品として不採用となる割合が過剰となることがあった。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その第一の目的は十分な嵩高性と、非常に有効な機械特性を有する同様のウェブを繰り返し得ることが可能（再現可能）なフィラメントウェブの改善された製造方法を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、従来技術の不都合点を有さず、嵩高く、良好な機械特性を有し、再現率の高い、フィラメントウェブの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明者等は、スパンボンドを複数成分から成るフィラメントから製造し、この複数成分から成るフィラメントを収集面または支持体上に施し、これにより得られたマットを、相互に結合させるか、マットのウォータージェットシステムにより統合させる本発明の製造方法を見出した。
【０００９】
更に詳細には、本発明の方法は
（ａ）少なくとも２種類の合成樹脂成分を含む複数成分フィラメントを押出し、
（ｂ）支持体上に、複数成分フィラメントをマット形態に施し、
（ｃ）ウォータージェット処理に付すことにより複数成分フィラメントから成るマットをウェブ状に統合し、および
（ｄ）ウェブを加熱処理し、フィラメントを捲縮させウェブの嵩を増大させる、
各工程により行われる。
【００１０】
ここで、「フィラメント」という用語は、上述したようにスパンボンドに関して一般に用いられる熱可塑性樹脂の無端フィラメントを意味し、本発明においては、ウォータージェットによりウェブ状に結合し、加熱処理により収縮または捲縮して有効に使用される比較的短いフィラメントまたは繊維も含むものとする。
【００１１】
本発明は、二成分のフィラメントを用いると特に有効である。二成分フィラメントは、異なる特性、特に異なる熱膨張率、収縮特性、および／または収縮特性や膨張率以外の熱もしくは機械特性を有する２種類のみの異なる熱可塑性合成樹脂から成る。
【００１２】
最も好ましいフィラメントは、２種類以上の合成樹脂成分を並列構造で含む、すなわち二成分以上が隣り合わせに配置され、フィラメントの長さ全体に延在するものである。このうち、二成分の並列構造を有するフィラメントが特に好ましい。このような二成分フィラメントでは、フィラメントの長さに沿って、表面の部分が第一のポリマーにより形成され、残りの部分が第二のポリマーにより形成されている。二成分が並列された構造のフィラメントを用いることにより、上述の嵩の小さい（容積が小さく見える）ウェブにおける不都合点を完全に回避し、嵩高いウェブについての優れた効果が得られる。
【００１３】
二成分フィラメント、または複数成分フィラメントは２種類以上の合成樹脂成分を処理するように構成された紡糸口金の個々の押出ノズルにより製造される。押し出されたフィラメントは、例えばプロセスエアシャフトでプロセスエアと接触させることにより冷却可能であり、シャフトに沿って通路下方に引き伸ばされる。有孔表面としては、穿孔されたコンベアベルト、すなわち有孔ベルト（sieve belt）が使用可能であり、ベルト面下方から吸引する。
【００１４】
安定化したマットを製造するためのウォータージェットとしては、マット表面全体に均一に施与される微細な非常に高速のウォータージェットを用いることができる。ウォータージェットは、上方のフィラメントを下方のフィラメントに対して押しつけ、フィラメント同士の重なり合う点を融着させる作用を有する。
【００１５】
ウォータージェット処理に次いで、ウェブを熱処理により、特に６０℃を超過する温度の熱空気または温風での加熱により処理する。フィラメント中のポリマーの収縮および／または膨張特性が異なるため、収縮または捲縮が生じ、ウェブの嵩が増大する。本発明により得られたウェブは特に嵩高く、極めて優れた機械特性が得られることがわかっている。この様な優れた特性はウォータージェットによる安定化と、その後の熱処理により得られるものと考えられる。実際に、複数成分、特に二成分のフィラメントの使用と、ウォータージェットによる安定化および熱処理による活性化の双方と、を行わない場合には、本発明と同程度に嵩高く、機械的に満足なウェブは得られない。
【００１６】
例えば、本発明では、フィラメント同士が交差する２箇所の結合又は接触部分同士の間のフィラメント平均長さについて、特に長いフリーフィラメント部分を有する、すなわち拘束されないフィラメント長が非常に長いウェブが得られる。長いプレフィラメントとは、収縮（しわ）形成工程による捲縮、カール、更に通常は嵩高さによりループ、屈曲、及びウェブを横断する方向に伸長する他の形態が数多く形成され、これにより嵩が増大することを意味する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
更に、添付の図面を参照しつつ、本発明の目的、特徴及び有意な点を説明する。
【００１８】
図１に本発明の方法により得られる二成分フィラメントの断面を示す。同図から、二成分フィラメントが、フィラメントの断面の半分を構成するポリマーＡと、同断面の残りの半分を構成するポリマーＢとを含むことがわかる。２種類のポリマーが界面１ａで隣接し、これによりフィラメント長さ方向に並列関係を有して配置されている。
【００１９】
成分ＡまたはＢのいずれ一方が他方よりも大きな断面積を占めていてもよく、一方が他方より大きな割合でフィラメント表面部分に延在していてもよい。ポリマーＡおよびＢには、例えば相互に適合し（悪影響を与ず）一体に結合するが、異なる熱収縮特性または異なる熱膨張率を有する２種類のポリマーを用いる。
【００２０】
図２により、本発明によるスパンボンドウェブの形成を非常に簡略的に説明する。二成分フィラメント１が紡糸口金から押し出され、冷却および伸長シャフト（図示せず）を経て収集し、エンドレス有孔ベルト２上に集積される。マット５状に形成されたフィラメントは矢印Ｃの方向に搬送される。安定化ステーション３で、フィラメントマットまたはフリースが複数の高速ウォータージェット（噴出水流）で処理される。高速のウォータージェットは図３の３ａにより示されており、フィラメント１が交差する結合点１ｂでこれらを相互に結合する役割を果たしている。結合点同士の間はかなりの長さＬにおいて非固定状態である。
【００２１】
ウォータージェットは非常に微細な噴出水流とすることが可能であり、流速が非常に大きいと好ましい。ウォータージェットは数ｍｍから１ｍｍの数分の１の直径を有し、２バール（２×１０5Ｐａ）〜１０００バール（１０００×１０5Ｐａ）の範囲の圧力で噴出される。
【００２２】
次いで、フィラメントがマット状に結合しウェブ５ａとされ、これが加熱処理ステーション４に移動する。加熱処理ステーション４では熱空気がウェブ上に施される。熱空気流は図４において４ａとして示され、これによりフィラメント１の融着部１ｂの間の部位１ｃで収縮又は捲縮が生ずる。この結果、嵩高いスパンボンドウェブが得られる。
【００２３】
図２の装置は非常に簡略化された形態で記載されており、必要に応じて他加工素子および装置用部材を使用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の方法により得られた二成分フィラメントの断面図である。
【図２】本発明の方法に用いられる装置のフィラメント収集部およびその下流部分の概略を示すための側面図である。
【図３】本発明のウォータージェット工程を説明するための略図である。
【図４】熱空気処理工程を説明するための略図である。
【符号の説明】
【００２５】
１ フィラメント
１ａ 境界線
１ｂ 結合部／融着部
１ｃ 収縮又は捲縮部位
２ エンドレス有孔ベルト
３ 安定化ステーション
３ａ ウォータージェット
４ 加熱処理ステーション
４ａ 熱空気流
５ マット
５ａ ウェブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数成分フィラメントのスパンボンドウェブの製造方法、特にフィラメントの嵩の増大したフィラメントウェブの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書において複数成分フィラメントとは、複数の異なる熱可塑性合成樹脂成分から成るフィラメント、特に熱膨張率、熱により生ずる収縮等の特性が異なる複数成分から成るフィラメントを意味する。これらの成分は同じ合成樹脂であってもよく、例えば組成が異なるポリエステル、または特性が異なるポリエチレンもしくはポリプロピレンが使用可能である。更に、異なる種類の合成樹脂成分、例えばポリプロピレン成分とポリエチレン成分とを使用することも可能である。更に、二成分フィラメントとは、２種類の異なる熱可塑性合成樹脂のみが用いられているフィラメントを意味する。
【０００３】
この様なフィラメントの断面には、通常は並列に配置された二成分が示され、二種類の合成樹脂間の境界線がフィラメントの略全長に亘り延在している。
本発明において、スパンボンドとは連続した(continuous)フィラメントから形成されたウェブと、場合によってはこれより短いフィラメントとから成るウェブ、すなわち種々の長さのフィラメントを含み必ずしも連続していないフィラメントを含むウェブを意味する。
スパンボンド、すなわち連続的又は半連続的フィラメント等によるマットから形成されたウェブを通常の方法で製造する場合、マットまたはフリースに含まれるフィラメントは相互に重なる部分で結合している。この様なウェブにおいて一般に重要とされる特性の一つとして、フィラメントの容積（嵩）が挙げられる。嵩高性についての特性は非常に必要とされる場合がある。
【０００４】
通常、フィラメントは紡糸口金から押し出され、通常は空気を混入しながら引き延ばされ、有孔表面上に収集され、この表面上でマット状に成形され、更にこの表面上でフィラメント毎の相互に重なる部分が結合される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のスパンボンド法では、嵩高さが十分ではなく、ウェブの機械特性も不十分となることや、同様のウェブが得られない（再現されない）場合もあった。この結果、上述の方法では製品として不採用となる割合が過剰となることがあった。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その第一の目的は十分な嵩高性と、非常に有効な機械特性を有する同様のウェブを繰り返し得ることが可能（再現可能）なフィラメントウェブの改善された製造方法を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、従来技術の不都合点を有さず、嵩高く、良好な機械特性を有し、再現率の高い、フィラメントウェブの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明者等は、スパンボンドを複数成分から成るフィラメントから製造し、この複数成分から成るフィラメントを収集面または支持体上に施し、これにより得られたマットを、相互に結合させるか、マットのウォータージェットシステムにより統合させる本発明の製造方法を見出した。
【０００９】
更に詳細には、本発明の方法は
（ａ）少なくとも２種類の合成樹脂成分を含む複数成分フィラメントを押出し、
（ｂ）支持体上に、複数成分フィラメントをマット形態に施し、
（ｃ）ウォータージェット処理に付すことにより複数成分フィラメントから成るマットをウェブ状に統合し、および
（ｄ）ウェブを加熱処理し、フィラメントを捲縮させウェブの嵩を増大させる、
各工程により行われる。
【００１０】
ここで、「フィラメント」という用語は、上述したようにスパンボンドに関して一般に用いられる熱可塑性樹脂の無端フィラメントを意味し、本発明においては、ウォータージェットによりウェブ状に結合し、加熱処理により収縮または捲縮して有効に使用される比較的短いフィラメントまたは繊維も含むものとする。
【００１１】
本発明は、二成分のフィラメントを用いると特に有効である。二成分フィラメントは、異なる特性、特に異なる熱膨張率、収縮特性、および／または収縮特性や膨張率以外の熱もしくは機械特性を有する２種類のみの異なる熱可塑性合成樹脂から成る。
【００１２】
最も好ましいフィラメントは、２種類以上の合成樹脂成分を並列構造で含む、すなわち二成分以上が隣り合わせに配置され、フィラメントの長さ全体に延在するものである。このうち、二成分の並列構造を有するフィラメントが特に好ましい。このような二成分フィラメントでは、フィラメントの長さに沿って、表面の部分が第一のポリマーにより形成され、残りの部分が第二のポリマーにより形成されている。二成分が並列された構造のフィラメントを用いることにより、上述の嵩の小さい（容積が小さく見える）ウェブにおける不都合点を完全に回避し、嵩高いウェブについての優れた効果が得られる。
【００１３】
二成分フィラメント、または複数成分フィラメントは２種類以上の合成樹脂成分を処理するように構成された紡糸口金の個々の押出ノズルにより製造される。押し出されたフィラメントは、例えばプロセスエアシャフトでプロセスエアと接触させることにより冷却可能であり、シャフトに沿って通路下方に引き伸ばされる。有孔表面としては、穿孔されたコンベアベルト、すなわち有孔ベルト（sieve belt）が使用可能であり、ベルト面下方から吸引する。
【００１４】
安定化したマットを製造するためのウォータージェットとしては、マット表面全体に均一に施与される微細な非常に高速のウォータージェットを用いることができる。ウォータージェットは、上方のフィラメントを下方のフィラメントに対して押しつけ、フィラメント同士の重なり合う点を融着させる作用を有する。
【００１５】
ウォータージェット処理に次いで、ウェブを熱処理により、特に６０℃を超過する温度の熱空気または温風での加熱により処理する。フィラメント中のポリマーの収縮および／または膨張特性が異なるため、収縮または捲縮が生じ、ウェブの嵩が増大する。本発明により得られたウェブは特に嵩高く、極めて優れた機械特性が得られることがわかっている。この様な優れた特性はウォータージェットによる安定化と、その後の熱処理により得られるものと考えられる。実際に、複数成分、特に二成分のフィラメントの使用と、ウォータージェットによる安定化および熱処理による活性化の双方と、を行わない場合には、本発明と同程度に嵩高く、機械的に満足なウェブは得られない。
【００１６】
例えば、本発明では、フィラメント同士が交差する２箇所の結合又は接触部分同士の間のフィラメント平均長さについて、特に長いフリーフィラメント部分を有する、すなわち拘束されないフィラメント長が非常に長いウェブが得られる。長いプレフィラメントとは、収縮（しわ）形成工程による捲縮、カール、更に通常は嵩高さによりループ、屈曲、及びウェブを横断する方向に伸長する他の形態が数多く形成され、これにより嵩が増大することを意味する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
更に、添付の図面を参照しつつ、本発明の目的、特徴及び有意な点を説明する。
【００１８】
図１に本発明の方法により得られる二成分フィラメントの断面を示す。同図から、二成分フィラメントが、フィラメントの断面の半分を構成するポリマーＡと、同断面の残りの半分を構成するポリマーＢとを含むことがわかる。２種類のポリマーが界面１ａで隣接し、これによりフィラメント長さ方向に並列関係を有して配置されている。
【００１９】
成分ＡまたはＢのいずれ一方が他方よりも大きな断面積を占めていてもよく、一方が他方より大きな割合でフィラメント表面部分に延在していてもよい。ポリマーＡおよびＢには、例えば相互に適合し（悪影響を与ず）一体に結合するが、異なる熱収縮特性または異なる熱膨張率を有する２種類のポリマーを用いる。
【００２０】
図２により、本発明によるスパンボンドウェブの形成を非常に簡略的に説明する。二成分フィラメント１が紡糸口金から押し出され、冷却および伸長シャフト（図示せず）を経て収集し、エンドレス有孔ベルト２上に集積される。マット５状に形成されたフィラメントは矢印Ｃの方向に搬送される。安定化ステーション３で、フィラメントマットまたはフリースが複数の高速ウォータージェット（噴出水流）で処理される。高速のウォータージェットは図３の３ａにより示されており、フィラメント１が交差する結合点１ｂでこれらを相互に結合する役割を果たしている。結合点同士の間はかなりの長さＬにおいて非固定状態である。
【００２１】
ウォータージェットは非常に微細な噴出水流とすることが可能であり、流速が非常に大きいと好ましい。ウォータージェットは数ｍｍから１ｍｍの数分の１の直径を有し、２バール（２×１０5Ｐａ）〜１０００バール（１０００×１０5Ｐａ）の範囲の圧力で噴出される。
【００２２】
次いで、フィラメントがマット状に結合しウェブ５ａとされ、これが加熱処理ステーション４に移動する。加熱処理ステーション４では熱空気がウェブ上に施される。熱空気流は図４において４ａとして示され、これによりフィラメント１の融着部１ｂの間の部位１ｃで収縮又は捲縮が生ずる。この結果、嵩高いスパンボンドウェブが得られる。
【００２３】
図２の装置は非常に簡略化された形態で記載されており、必要に応じて他加工素子および装置用部材を使用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の方法により得られた二成分フィラメントの断面図である。
【図２】本発明の方法に用いられる装置のフィラメント収集部およびその下流部分の概略を示すための側面図である。
【図３】本発明のウォータージェット工程を説明するための略図である。
【図４】熱空気処理工程を説明するための略図である。
【符号の説明】
【００２５】
１ フィラメント
１ａ 境界線
１ｂ 結合部／融着部
１ｃ 収縮又は捲縮部位
２ エンドレス有孔ベルト
３ 安定化ステーション
３ａ ウォータージェット
４ 加熱処理ステーション
４ａ 熱空気流
５ マット
５ａ ウェブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）少なくとも２種類の合成樹脂成分を含む複数成分フィラメントを押出し、
（ｂ）支持体上に、前記押出しした複数成分フィラメントをマット形態に施し、
（ｃ）前記マット形態に施した後、高速のウォータージェットを用いたウォータージェット処理に付すことにより複数成分フィラメントから成るマットをウェブ状に統合し、および、
（ｄ）前記ウェブ状に統合した後、ウェブを加熱処理し、フィラメントを捲縮させ、ウェブの嵩を増大させる、各工程を有するフィラメントウェブの製造方法。
【請求項２】
工程（ａ）で製造された複数成分フィラメントが二成分フィラメントである請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
複数成分フィラメントの各成分が並列に配置されている請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
工程（ｄ）におけるウェブの加熱処理が、ウェブの熱空気による処理である請求項３に記載の製造方法。
【請求項５】
複数成分フィラメントの各成分が並列に配置されている請求項１に記載の製造方法。
【請求項６】
工程（ｄ）におけるウェブの加熱処理が、ウェブの熱空気による処理である請求項５に記載の製造方法。
【請求項７】
工程（ｄ）におけるウェブの加熱処理が、ウェブの熱空気による処理である請求項１に記載の製造方法。
【請求項１】
（ａ）少なくとも２種類の合成樹脂成分を含む複数成分フィラメントを押出し、
（ｂ）支持体上に、前記押出しした複数成分フィラメントをマット形態に施し、
（ｃ）前記マット形態に施した後、高速のウォータージェットを用いたウォータージェット処理に付すことにより複数成分フィラメントから成るマットをウェブ状に統合し、および、
（ｄ）前記ウェブ状に統合した後、ウェブを加熱処理し、フィラメントを捲縮させ、ウェブの嵩を増大させる、各工程を有するフィラメントウェブの製造方法。
【請求項２】
工程（ａ）で製造された複数成分フィラメントが二成分フィラメントである請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
複数成分フィラメントの各成分が並列に配置されている請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
工程（ｄ）におけるウェブの加熱処理が、ウェブの熱空気による処理である請求項３に記載の製造方法。
【請求項５】
複数成分フィラメントの各成分が並列に配置されている請求項１に記載の製造方法。
【請求項６】
工程（ｄ）におけるウェブの加熱処理が、ウェブの熱空気による処理である請求項５に記載の製造方法。
【請求項７】
工程（ｄ）におけるウェブの加熱処理が、ウェブの熱空気による処理である請求項１に記載の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−１５２５３２（Ｐ２００６−１５２５３２Ａ）
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３８３９（Ｐ２００６−３８３９）
【出願日】平成１８年１月１１日（２００６．１．１１）
【分割の表示】特願２００３−２８６５５０（Ｐ２００３−２８６５５０）の分割
【原出願日】平成１５年８月５日（２００３．８．５）
【出願人】（５９１０６９２９３）ライフェンホイゼル、ゲゼルシャフト、ミット、ベシュレンクテル、ハフツング、ウント、コンパニー、マシーネンファブリーク (1)
【氏名又は名称原語表記】ＲＥＩＦＥＮＨＡＥＵＳＥＲ ＧＥＳＥＬＬＳＣＨＡＦＴ ＭＩＴ ＢＥＳＣＨＲＡＮＫＴＥＲ ＨＡＦＴＵＮＧ ＆ ＣＯＭＰＡＧＮＩＥ ＭＡＳＣＨＩＮＥＮＦＡＢＲＩＫ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月１１日（２００６．１．１１）
【分割の表示】特願２００３−２８６５５０（Ｐ２００３−２８６５５０）の分割
【原出願日】平成１５年８月５日（２００３．８．５）
【出願人】（５９１０６９２９３）ライフェンホイゼル、ゲゼルシャフト、ミット、ベシュレンクテル、ハフツング、ウント、コンパニー、マシーネンファブリーク (1)
【氏名又は名称原語表記】ＲＥＩＦＥＮＨＡＥＵＳＥＲ ＧＥＳＥＬＬＳＣＨＡＦＴ ＭＩＴ ＢＥＳＣＨＲＡＮＫＴＥＲ ＨＡＦＴＵＮＧ ＆ ＣＯＭＰＡＧＮＩＥ ＭＡＳＣＨＩＮＥＮＦＡＢＲＩＫ
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]