CN100529224C - 用于气流成网非织造布的合成短纤维 - Google Patents

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Abstract

空气开纤性良好且适合制造品质优异的气流成网非织造布的合成短纤维具有：0.1-45mm的纤维长度和具有1-30个凹部的横截面形状，该横截面形状中，上述凹部的最大深度D与最大开口部宽度L的比D/L在0.1-0.5的范围。

Description

用于气流成网非织造布的合成短纤维
技术领域
本发明涉及用于气流成网非织造布的合成短纤维.更具体地说，涉及空气开纤性良好、适合制造质量等级优异的气流成网非织造布的用于气流成网非织造布的合成短纤维.
背景技术
近年来，在生活用品、卫生材料、医疗用品等领域，非织造布得到较多使用.最近，可高速生产、膨松性、透气性、透液性优异的气流成网非织造布的研究开发正在取得进展.有很多提案提出了使用含有应用性、力学特性等优异的聚烯烃系树脂和聚酯树脂等合成树脂的短纤维作为所述气流成网非织造布(例如专利文献1等).
用于气流成网非织造布的短纤维中，具有高的空气开纤性是很重要的，该特性的好坏左右着所得气流成网非织造布的质量等级.例如，根据本发明人的研究，如专利文献2记载的聚对苯二甲酸乙二酯/高密度聚乙烯芯-鞘型复合纤维、以及聚丙烯/高密度聚乙烯芯-鞘型复合纤维那样的、纤维表面露出含有高密度聚乙烯的鞘层的用于气流成网非织造布的短纤维具有高的空气开纤性，在由这样的复合纤维形成的气流纤维网中，数十根纤维平行汇集成束所形成的未开纤纤维束以及纤维络合形成的起球等缺陷减少，可得到具有比以往改善了纤维网质量等级的非织造布.
但是，即使是上述专利文献1等中记载的短纤维和专利文献2等中记载的复合纤维、即具有含高密度聚乙烯的鞘成分的复合纤维，受其所保有的水分单纤维纤度和卷曲状态等的影响，也不能充分防止纤维网中的缺陷，所得非织造布的品质也不能满足要求.
专利文献1：WO97/48846号公报
专利文献2：日本特开平11-81116号公报
发明内容
本发明的目的在于提供用于气流成网非织造布的合成短纤维，其对于形成纤维的合成聚合物的种类、单纤维的纤度、卷曲状态和含水率没有特别限制，即使表面附着有各种功能赋予剂，其空气开纤性也良好且适合制造品质优异的非织造布.
本发明人为解决上述课题，着眼于短纤维的截面形状，进行了深入地研究，结果发现，通过其截面形状，可以得到难以受纤维所具有的水分的影响、空气开纤性良好、品质优异的气流成网非织造布，从而实现了本发明.本发明人进一步进行研究，结果发现，不仅是水分，纤度、卷曲数、构成纤维的树脂的种类也是使开纤性降低的重要原因，也发现：通过恰当地设计上述截面形状，可同时消除这些问题.
本发明的用于气流成网非织造布的合成短纤维是具有0.1-45mm的纤维长度的合成短纤维，其特征在于：该合成短纤维有具有1-30个凹部的横截面形状，上述横截面形状的D/L比[其中，D表示在向规定上述凹部的开口部的一对凸部引出与两凸部相切的切线时，该切线与上述凹部的底部之间沿与上述切线成直角方向测定的距离的最大值，L表示上述切线与上述一对凸部的两切点的间隔距离]在0.1-0.5的范围.
本发明的用于气流成网非织造布的合成短纤维中，优选上述短纤维的含水率为0.6质量％或以上，但不超过10质量％.
本发明的用于气流成网非织造布的合成短纤维中，优选上述短纤维具有5dtex或以下的纤度.
本发明的用于气流成网非织造布的合成短纤维中，优选上述短纤维具有0-5个/25mm或15-40个/25mm的卷曲数.
本发明的用于气流成网非织造布的合成短纤维中，优选上述短纤维的至少一部分由选自聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚丙烯树脂、高压法低密度聚乙烯树脂、线型低密度聚乙烯树脂和弹性体树脂的至少一种形成.
本发明的用于气流成网非织造布的合成短纤维的短纤维表面可进一步含有相对于上述短纤维质量以0.01-10质量％的附着量附着的至少一种功能剂.
本发明的用于气流成网非织造布的合成短纤维中，上述功能剂优选选自除臭性功能剂、抗菌性功能剂、阻燃性功能剂和驱虫性功能剂.
使用本发明的合成短纤维，则即使是在以往的短纤维中被认为难以开纤的具有高含水率的状态下，也可以得到缺陷少、品质优异的气流成网非织造布。使用本发明的短纤维，则该短纤维即使是细纤度、高卷曲数或低卷曲数(包括无卷曲)，或者是高摩擦的树脂或表面被功能剂覆盖，也开纤容易且可得到品质高的非织造布。
附图说明
图1是表示本发明的合成短纤维截面形状的一个例子的说明图，图2-(a)、(b)和(c)分别是表示用于制造非复合纤维的喷丝孔的形状的说明图，图2-(A)、(B)和(C)是表示分别使用图2-(a)、(b)和(c)所示的喷丝孔制造的非复合纤维的截面形状的说明图。
图3-(a)、(b)、(c)和(d)分别是表示用于制造芯-鞘型复合纤维的喷丝孔的形状的说明图，图3-(A)、(B)、(C)和(D)是表示分别使用图3-(a)、(b)、(c)和(d)所示的喷丝孔制造的芯-鞘型复合纤维的截面形状的说明图。
具体实施方式
本发明的用于气流成网非织造布的合成短纤维具有0.1-45mm的纤维长度，且与该纤维轴成直角的横截面形状具有1-30个凹部，该凹部的最大深度D与最大开口宽度L的比D/L在0.1-0.5的范围。
图1是表示本发明的短纤维的一个例子的横截面形状的说明图。图1中，短纤维1具有三个叶状凸部2a、2b、2c以及在它们之间形成的三个凹部3a、3b、3c。一个凹部例如凹部3a的最大开口宽度L表示对2个凸部2a、2b的轮廓线引出的切线4与两个凸部2a、2b的轮廓线的切点4a、4b之间的距离，其中所述2个凸部2a、2b规定了凹部3a开口部的两个端部。凹部3a的最大深度D由与切线4成直角方向上切线4至凹部3a的轮廓线之间的最大距离表示。其他凹部3b、3c的L值和D值可与上述同样地测定。
本发明的短纤维的横截面形状中，所有凹部的D/L比值必须在0.1-0.5的范围。
本发明的短纤维中，其纤维长度如果低于0.1mm，则所得非织造布的机械强度不足，或者由于短纤维的凝聚而产生纤维块，难以开纤。本发明的短纤维的纤维长度如果比45mm大，则开纤性不足。本发明的短纤维的优选纤维长度在1-45mm的范围，更优选3-40mm的范围.
本发明的短纤维的截面形状中，D/L比低于0.1，则在所得非织造布内纤维间形成的空间变小，相邻的纤维接近于互相贴合的状态，捕集水分的功能下降，因此空气开纤性不足.因此无法得到品质高的气流成网非织造布.而D/L比超过0.5，则相邻的短纤维的凹部和凸部可能嵌合，空气开纤性降低.优选的D/L比在0.15-0.35的范围，更优选在0.20-0.30的范围.
本发明的短纤维的横截面形状中，凹部的数量如果是每根纤维有1个或以上，则可发挥上述效果，其数量越多，则开纤性有越良好的倾向，但超过30个则难以使D/L比在上述范围.优选的凹部的个数是每根纤维在2-20个范围，更优选3-10个的范围.
以往的短纤维的含水率越高、特别是含水率为0.6质量％或以上，则空气开纤性变差，非织造布的品质变差.而本发明的短纤维中，即使是含水率高的状态，空气开纤性也良好.其原因被推测为可能是促进短纤维之间凝聚的水分被捕集到纤维外周面的凹部中，由此使附着于纤维表面的水分量降低.不过，含水率过高，则本发明的短纤维也有空气开纤性不足的倾向，短纤维的含水率可以是0.6质量％或以上，但优选在10质量％或以下的范围，更优选3质量％或以下.
本发明人发现：如上所述，本发明的短纤维不仅是含水率高的情况下，即使在纤度小的情况，卷曲数高的情况和低的情况、或为0时，以及纤维表面存在高摩擦性的树脂的情况下，都可使空气开纤性良好，可从本发明的短纤维得到高品质的气流成网非织造布.
即，以往的短纤维在纤度为5dtex或以下、特别是2.5dtex或以下时，空气开纤难，不能获得质量等级高的气流成网非织造布.而本发明的短纤维在纤维的外周面存在适度的凹部，与相邻的纤维之间形成充分的空间，因此即使短纤维密集，纤维间的空隙也容易流通空气流，短纤维被充分开纤，可得到质量等级高的气流成网非织造布.不过，纤度过低，则即使是本发明的短纤维也有空气开纤性不充分的倾向，优选纤度在0.1-5dtex的范围，特别优选在0.1-2dtex的范围.
并且，对以往的短纤维进行开纤时，其卷曲数处于0-5个/25mm的范围、包括未卷曲(ノ一クリンプ)的低卷曲数区域时，未开纤束成为多发的问题，另一方面，在15个/25mm或以上的高卷曲区域，在空气开纤中，容易出现固纤维的络合而产生的起球的问题.与此相对，本发明的短纤维中，由于上述理由而使空气开纤性提高，可减少未开纤束、起球的发生，可得到质量等级优异的气流成网非织造布.因此，本发明的短纤维中，如果选择低卷曲数区域，则可得到不膨松、平滑的平坦非织造布，而如果选择高卷曲数区域，则可得到膨松、空隙率高的非织造布.总之，与以往的相比，未开纤束、起球的缺陷极少，质量等级优异.不过，上述任何情况下，如果卷曲数过大，则容易发生起球，因此高卷曲区域的卷曲数优选在15-40个/25mm的范围，更优选15-30个/25mm的范围.上述卷曲的形状可以是锯齿形等平面卷曲、螺旋形、オ一ム形等的立体卷曲等的任何形式.
本发明的短纤维可以是含有单一树脂的短纤维，或者是将分别含有2种或以上树脂的区域组合形成的复合纤维，还可以是共混聚合物纤维，优选是聚酯系树脂、聚酰胺系树脂、聚丙烯系树脂、高压法低密度聚乙烯树脂、线型低密度聚乙烯树脂、或弹性体系树脂中的至少一种占据短纤维表面的至少一部分的短纤维，在这样的短纤维中可发挥特别高的效果.总之，含有这些树脂的以往的短纤维的纤维间的摩擦高，无法得到充分的开纤性.而本发明的短纤维，由于其特定的截面形状，短纤维之间的接触面积小，可以减小空气开纤中纤维间的摩擦，提高空气开纤性，可得到品质高的气流成网非织造布.
上述合成树脂存在于纤维表面的短纤维的形态有：含有1种上述树脂的单一相纤维；1种上述树脂优选以纤维总质量的50质量％或以上的含量与其它树脂熔融混炼，由熔融混炼得到的共混聚合物形成的纤维；1种上述树脂配置成鞘成分的芯-鞘复合纤维；或者偏心芯-鞘型复合纤维；1种上述树脂配置成海成分的海岛复合纤维；1种上述树脂配置于纤维表面而复合的并列型、多层型、弓形(セグメントパイ)等复合纤维等.
本发明的短纤维所使用的聚酯系树脂可例举：(1)聚时苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸亚丙酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸亚己酯、以及聚萘二甲酸乙二酯等芳族聚酯类，(2)聚(α-羟酸)等含有聚乙醇酸或聚乳酸的聚合物或它们的共聚物，(3)选自聚(ε-己内酯)和聚(β-丙内酯)的聚(ω-羟基链烷酸酯)类；(4)选自聚-3-羟基丙酸酯、聚3-羟基丁酸酯、聚-3-羟基己酸酯、聚-3-羟基庚酸酯、聚-3-羟基辛酸酯、以及它们与聚-3-羟基戊酸酯或聚-4-羟基丁酸酯的共聚物等的聚(β-羟基链烷酸酯)类、(5)选自聚草酸乙二酯、聚琥珀酸乙二酯、聚己二酸乙二酯、聚壬二酸乙二酯、聚草酸丁二酯、聚琥珀酸丁二酯、聚己二酸丁二酯、聚癸二酸丁二酯、聚癸二酸亚己酯、聚草酸新戊酯或它们的共聚物等的脂族聚酯类，以及上述聚酯类(1)、(2)、(4)、(5)中含有间苯二甲酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、2，6-萘二甲酸、以及5-钠磺基邻苯二甲酸等金属磺基邻苯二甲酸等的一种或以上的酸成分和/或含有乙二醇、二甘醇、1，3-亚丙基二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、环己二醇、环己烷二甲醇、聚乙二醇、聚亚丙基二醇和聚亚丁基二醇等的一种或以上的二醇成分共聚得到的物质等.
本发明的短纤维中使用的弹性体树脂可以使用聚氨酯系弹性体、聚烯烃系弹性体、聚酯系弹性体等热塑性弹性体.
作为本发明的短纤维中所使用的聚丙烯系树脂，可以使用以均聚丙烯或丙烯为主要成分，将其与少量的乙烯、丁烯-1、辛烯-1、或4-甲基戊烯-1等α-烯烃的结晶性共聚物.
本发明的短纤维中使用的聚酰胺系树脂可以使用尼龙6、尼龙66、尼龙12等.
本发明的短纤维中使用的其它树脂可例举高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高压法低密度聚乙烯、直链状低密度聚乙烯、氟树脂等.
还可以根据需要，在上述的用于形成纤维的合成树脂中添加各种添加剂，例如消光剂、热稳定剂、消泡剂、正色剂(整色剤)、阻燃剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、荧光增白剂、着色颜料等.
本发明的短纤维例如可通过下述的方法制造.
即，从用于制造所需截面形状纤维的喷丝头熔融喷出纤维形成性合成树脂，以500-2000m/分钟牵引，制造未拉伸单纤维丝条.此时，使用单一的聚合物或共混聚合物时，将这些树脂熔融，将该树脂的熔融物由具有图2(a)和(b)所示的喷丝孔的喷丝头挤出，可得到具有圈2(A)和(B)的横截面形状的纤维.具有图2-(A)所示的横截面形状的纤维与具有图1所示的纤维横截面形状的纤维同样，具有3个凹部，在图2-(B)所示的纤维横截面形状中，形成一个凹部.所述图2-(A)和(B)的纤维都是由单一一种纤维形成性合成树脂或2种或以上的纤维形成性合成树脂的共混物形成的.当为芯-鞘型复合纤维时，将2种树脂熔融，将该2种树脂熔融物在喷孔前的圆筒状喷嘴内合流成芯-鞘结构，然后从具有图3(a)-(c)的喷孔的喷丝头挤出，可分别得到具有图3(A)-(C)所示的横截面形状的复合纤维.并且在该熔纺步骤中，在喷丝头下，在对单纤维状熔融树脂流吹冷却风，使上述单纤维状流冷却固化时，通过适当调节冷却风的风量和冷却位置，可以将所得纤维的横截面形状的D/L比值调节至0.1-0.5的范围.将所得未拉伸丝在常温空气中、或在60-95℃的温水中通过一级或多级拉伸，拉伸至总计1.2-5.0倍，上油剂，根据需要用填塞式卷曲箱使其卷曲，然后切成所需纤维长度，由此获得本发明的短纤维.
具有图3-(A)所示的横截面形状的纤维是由形成芯部11的纤维形成性合成树脂和形成鞘部12的其它纤维形成性合成树脂构成芯-鞘型复合纤维的纤维，形成3个凹部.具有图3-(B)所示的横截面形状的纤维也是由互相不同种的用于形成芯部11的合成树脂和用于形成鞘部12的合成树脂构成芯-鞘型复合纤维的纤维，形成1个凹部.具有图3-(C)所示的横截面形状的纤维是由形成芯部11的合成树脂和形成鞘部12的合成树脂构成芯-鞘型复合纤维的纤维，形成8个凹部.
上述步骤中，所使用的上述油剂的组成没有特别限制，为了使开纤性良好，优选使用含有30-90质量％碳原子数10-20的烷基磷酸碱金属盐、10-70质量％聚二甲基硅氧烷和/或聚氧乙烯·聚氧丙烯接枝共聚聚硅氧烷的油剂.油剂附着率优选0.01-5质量％.油剂附着率低于0.01质量％，则由所得短纤维形成气流纤维网时容易产生静电，而超过5质量％，则纤维互相附着，容易集束，空气开纤性差.使用具有本发明的特定的异型截面形状的短纤维，纤维间接触面积减少，因此短纤维的空气开纤性难以受因油剂带来的短纤维的摩擦特性变化的影响，因此可以扩大使油剂具有亲水性、防水性、抗菌性、除臭性、芳香性等功能的方法的多样性.
图2-(c)和图3-(d)记载的喷丝孔用于制造具有图2-(C)和图3-(D)的横截面形状的以往的短纤维(比较例).图2-(C)所示的横截面形状为圆形，图3-(D)所示的芯-鞘型横截面形状中，具有圆形截面形状的芯部11配置于具有圆形截面形状的鞘部12内.
由上述本发明的短纤维成型为气流成网非织造布时可以采用以往的方法.通过使用本发明的短纤维，可得到质量等级高的气流成网非织造布.具体来说，在将1g纤维网中所含的未开纤纤维束和直径5mm或以上的起球的总数定义为“缺陷数”的情况下，该缺陷数优选为10个或以下.上述未开纤纤维束是指互相平行集束而未开纤纤维束中具有1mm或以上的最大截面直径的.本发明的短纤维在气流成网非织造布的制造中发生的缺陷数极少，可稳定地形成纤维网.
本发明的合成纤维可以含有各种功能剂、例如除臭性功能剂、抗菌性功能剂、阻燃性功能剂、驱虫性功能剂的至少一种.本发明的短纤维中，功能剂可以混合在用于形成纤维的树脂中，但优选附着并固定于短纤维表面.
以往的用于气流成网非织造布的短纤维，如果纤维表面上的功能剂附着量高、特别是为0.05质量％或以上，则空气开纤性变差，非织造布的质量等级变差.而本发明的短纤维中，功能剂附着率即使处于如上所述的高状态，空气开纤性也良好.其原因可能是：促进短纤维之间凝聚的功能剂或其溶液、乳液被捕集于在短纤维外周面形成的凹部中，结果，附着于纤维表面的功能剂的分布密度降低.从功能性的观点来讲，由于该凹部较多地保留了功能剂，因此可以附着足以发挥其效果的功能剂，即使以液状提供功能剂，由于表面张力的关系，在气流成网非织造布成型中，在高速的空气流中，功能剂也难以脱落，可表现耐久性提高的效果.不过，功能剂附着率过高，则本发明的短纤维中有空气开纤性降低的倾向，附着率优选0.01-10质量％的范围，更优选0.01-3质量％的范围.
为了使功能剂更均匀且更有效地捕集到凹部，使功能剂附着并固定的方法优选将液状的功能剂或浆状或固态的功能剂溶解于水溶液、有机溶剂(醇类、丙酮等)，以形成的溶液或乳液的形式施予.如果直接以浆状或固体状施予功能剂，则凹部以外的纤维表面也会附着有相当量的功能剂，成为阻碍开纤性的原因.液状的功能剂优选通过上油辊性、喷雾法等以往的上油方法施予处于丝束状态的纤维，将施予功能剂的丝束切成短纤维.
功能剂的种类没有特别限定，难以与油剂混合的表面加工功能剂有除臭剂、抗菌剂、阻燃剂、驱虫剂等.
除臭剂优选与无机系的相比更易溶解于水或有机溶剂、均匀分散的有机系除臭剂，其中的一个例子是由山茶等山茶科植物的叶部提取并分离得到的液状提取物，具体来说，可例举白井松新药(株)的绿茶干馏提取物S-100等.为了使这些除臭剂有效地发挥功能，添加量必须为0.01质量％或以上，优选0.02质量％或以上.
抗菌剂的例子是熟知的季铵系抗菌剂，具体例举：日华化学(株)的ニツカノンRB(N-聚氧乙烯-N，N，N-三烷基铵盐)等.另外，(株)バイオマテリアル的ST-7、ST-8、ST-9、ST-835、ST-836、ST-845等氨基糖苷(氨基糖的单糖、多糖或多糖的糖苷)也是优选的例子.为使这些抗菌剂有效地发挥功能，添加量必须为0.01质量％或以上，优选0.02质量％或以上.
阻燃剂的例子是卤代环烷烃化合物等.这里，卤代环烷化合物是环状饱和烃、或具有至少一个环状饱和烃的饱和烃化合物的至少一部分氢原子被卤素取代的化合物.所述化合物的具体例子有：1，2，3，4，5，6六溴环己烷、1，2，3，4或1，2，4，6四溴环辛烷、或者1，2，5，6，9，10六溴环癸烷、1，2双(3，4二溴环环己基)1，2二溴乙烷、或它们的溴被氯置换的化合物等.但是并不限于这些.为了表现良好的阻燃性，该卤代环烷烃化合物优选添加0.5质量％或以上.
驱虫剂有：3-苯氧基苄基-d1-顺式/反式-3-(2，2-二氯乙烯基)-2，2-二甲基环丙烷-1-羧酸酯(常用名：苄氯菊酯)、2-二甲基-3-(2-甲基丙烯基)环丙烷羧酸(3-苯氧基苯基)甲酯(常用名：苯醚菊酯)等拟除虫菊酯类化合物等.为使这些驱虫剂有效地发挥功能，添加量必须是0.01质量％或以上，优选0.1质量％或以上.
实施例
通过以下实施例进一步具体说明本发明.不过，本发明的范围并不受实施例的限定.
下述实施例和比较例中进行了以下项目的测定.
(1)临界粘度([η])
以邻氯苯酚作为溶剂，在温度35℃下测定供试聚酯树脂的临界粘度.
(2)熔体流动速率(MFR)
按照JIS K 7201的方法测定供试合成树脂的熔体流动速率(MFR).
(3)熔点(Tm)
按照JIS K 7121记载的差示扫描热量测定法(DSC)制作DSC曲线，由曲线中的吸热峰温度表示供试合成树脂的熔点(Tm).
(4)软化点(Ts)
由供试合成树脂制作长126mm、宽12mm、厚度3mm的试验片，将该试验片实施根据JIS K 7206的维卡软化试验，测定针状压头深入1mm时导热介质的温度，由该温度表示供试合成树脂的软化点(Ts).
(5)纤度
通过JIS L 1015、7.5.1A法记载的方法测定供试短纤维的纤度.
(6)纤维长度
通过JIS L 1015、7.4.1C法记载的方法测定供试短纤维的纤维长度.
(7)卷曲数、卷曲率
从切成规定的纤维长度之前的卷曲单纤维束中取单纤维，按照JISL 1015、7.12的方法测定其卷曲数和卷曲率.
(8)油剂附着率
以浴比1∶20，通过30℃的甲醇对规定质量(F)的纤维进行10分钟的提取处理，测定提取液中的干燥残余物的质量，将该测定质量值(E)除以上述纤维质量值(F)，以计算值(百分比)表示油剂附着率.
(9)短纤维的含水率
按照JIS L 1015、7.2的方法测定供试短纤维的含水率.
(10)凹部的D/L比
拍摄纤维横截面的显微镜照片(截面照片)，将纤维横截面的轮廓复印在绘图纸上，用尺子测定下述D、L，然后根据下式计算D/L比，
D/L比＝D/L
L：凹部开口部的最大宽度(引一条与形成开口部的一对凸部相切的切线时，以切线与2个凸部的切点的间隔长度表示)，
D：凹部的最大深度(由上述切线沿与切线成直角方向测定的凹部的最大深度).
(11)气流纤维网的缺陷数
使用Dan-Webforming公司的成型滚筒单元(forming drum unit)(600mm宽、成型滚筒的孔形状为2.4mm×20mm的长方形，开孔率为40％)，在滚筒转数200rpm、针辊转数900rpm、纤维网输送速度30m/分钟的条件下，制作只由短纤维形成的目付为30g/m2的气流纤维网.从纤维网的随机设定的10处位置备采样1g，计数其中所含的未开纤纤维束(最大截面直径为1mm或以上)和直径为5mm或以上的起球的个数，计算每1g气流纤维网中的上述未开纤纤维束和起球的平均个数，计算其合计，以该数值表示缺陷数.缺陷数为10个或以下的为合格.
实施例1
将MFR为20g/10分钟、Tm为131℃的高密度聚乙烯(HDPE)和在120℃真空干燥16小时、固有粘度[η]为0.61、Tm为256℃的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)分别用挤压机熔融，分别制成温度为250℃和280℃的熔融树脂，以前者为鞘成分A、以后者为芯成分B使用，复合比例为A∶B＝50∶50(质量比)，使用具有450孔的图3-(a)所示形状的喷丝孔的芯-鞘型复合喷丝头，将用作鞘成分(A)的熔融树脂流和用作芯成分(B)的熔融树脂流合流成芯-鞘状，将由此形成的芯-鞘状复合熔融树脂流由上述喷丝头熔融喷丝.此时，喷丝头温度280℃，喷丝量设定为150g/分钟.再在喷丝头下30mm的位置对喷出的复合单纤维状熔融树脂流吹30℃的冷却风，以1150m/分钟卷绕，得到未拉伸丝.将该未拉伸丝在75℃的温水中拉伸至3倍，对该拉伸丝施予0.22质量％含有磷酸月桂酯钾盐/聚氧乙烯改性硅氧烷＝80/20的油剂，用填塞式卷曲箱使该附着有油剂的拉伸丝具有卷曲数17个/25mm、卷曲率为8％的平面锯齿形卷曲，在105℃干燥60分钟，将该干燥拉伸丝用旋转切刀切成5mm的纤维长度.此时得到的短纤维的纤度为1.1dtex，得到了具有图3-(A)所示的横截面形状的短纤维.实验结果如表1所示。
实施例2和3、比较例1
在实施例2和3、比较例1中，与实施例1同样地制造芯-鞘型复合短纤维.只是将喷丝头的喷丝孔改为图3-(b)、-(c)和-(d)所示形状。实验结果如表1所示。
比较例2
在比较例2中，与实施例1同样地制造芯-鞘型复合短纤维.只是喷出的复合单纤维状熔融树脂流的冷却位置变为喷丝头下70mm.实验结果如表1所示.
实施例4
与实施例1同样地制造芯-鞘型复合短纤维.只是不使用填塞式卷曲箱，不使其卷曲.实验结果如表1所示.
比较例3
与比较例1同样地制造芯-鞘型复合短纤维.只是不使用填塞式卷曲箱，不使其卷曲.实验结果如表1所示.
实施例5和6
在实施例5和6中，与实施例1同样地制造芯-鞘型复合短纤维.只是调节拉伸丝对填塞式卷曲箱的供应量和压入压力，将卷曲数变更为5个/25mm(实施例5)和40个/25mm(实施例6).实验结果如表1所示.
实施例7和比较例4
在实施例7中与实施例1同样，在比较例4中与比较例1同样地制造芯-鞘型复合短纤维.只是在将附着有油剂的拉伸丝在105℃干燥后，给予水分，使用闸刀式切刀切成0.1mm.所得短纤维的含水率都为10质量％.实验结果如表1所示.
实施例8
与实施例1同样地制造芯-鞘型复合短纤维.只是将喷丝头的喷丝孔改为图3-(c)的放射状狭缝且狭缝数为30个.实验结果如表1所示.
实施例9
与实施例1同样地制造芯-鞘型复合短纤维.只是将短纤维的纤维长变更为45mm.实验结果如表1所示.
实施例10
将在120℃真空干燥16小时、固有粘度[η]为0.61、Tm为256℃的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)树脂在280℃熔融，将该熔融树脂通过具有450孔的图2-(a)所示形状的喷丝孔的喷丝头喷丝.此时，喷丝头温度280℃，喷丝量设定为150g/分钟.再在喷丝头下35mm的位置对喷出的单纤维状熔融树脂流吹30℃的冷却风，进行空气冷却，以1000m/分钟卷绕固化的单纤维束，制作未拉伸丝.将该未拉伸丝在75℃的温水中拉伸至3.2倍，接着在90℃的温水中拉伸至1.15倍，对所得拉伸丝施予0.18质量％含有磷酸月桂酯钾盐/聚氧乙烯改性硅氧烷＝80/20的油剂，用填塞式卷曲箱使其具有卷曲数16个/25mm、卷曲率为12％的平面锯齿形卷曲，在30℃干燥60分钟.将该干燥拉伸丝用旋转切刀切成5mm的纤维长度.此时得到的短纤维的纤度为1.0dtex，得到了具有图2-(A)所示的纤维横截面形状的短纤维.实验结果如表2所示.
实施例11和比较例5
在实施例11和比较例5中，分别与实施例10同样地制造短纤维.只是将喷丝头的喷丝孔改为与图2-(b)(实施例11)、(c)(比较例5)所对应的形状.实验结果如表2所示.
比较例6
与实施例10同样地制造短纤维.只是将喷出的单纤维状熔融树脂流的冷却位置改在喷丝头下70mm.实验结果如表2所示.
比较例7
与实施例10同样地制造短纤维.只是将喷出的单纤维状熔融树脂流的冷却位置改在喷丝头下20mm.实验结果如表2所示.
实施例12和比较例8
实施例12与实施例10同样，比较例8与比较例5同样地制造短纤维.只是变更为：喷丝量100g/分钟、卷绕速度为1200m/分钟，70℃的温水中拉伸倍率为2.85倍、卷曲数18个/25mm.实验结果如表2所示.
实施例13和比较例9
实施例13与实施例10同样，比较例9与比较例5同样，分别制造短纤维.只是变更为：喷丝量680g/分钟、卷绕速度900m/分钟，70℃的温水中拉伸倍率为3.4倍、卷曲数9个/25mm.实验结果如表2所示.
Figure C20058000170600171
实施例14
将在35℃真空干燥48小时、固有粘度[η]为0.54、Ts为65℃的低软化点共聚聚对苯二甲酸·间苯二甲酸乙二酯(coPET；40摩尔％间苯二甲酸、4摩尔％二甘醇共聚)和在120℃真空干燥16小时、固有粘度[η]为0.61、Tm为256℃的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)分别用挤压机熔融，分别制成温度为250℃和280℃的熔融树脂，以前者为鞘成分A、以后者为芯成分B使用，复合比例为A∶B＝50∶50(质量比)，通过具有450孔的图3-(a)所示形状的喷丝孔的芯-鞘型复合喷丝头，喷出为芯-鞘型复合单纤维状.此时，喷丝头温度280℃，喷丝量设定为300g/分钟.再在喷丝头下30mm的位置对喷出的单纤维状熔融树脂流吹30℃的冷却风，进行空气冷却，以1200m/分钟卷绕，制造未拉伸丝.将该未拉伸丝在70℃的温水中拉伸至2.85倍，接着在90℃的温水中拉伸至1.15倍，然后施予0.25质量％含有磷酸月桂酯钾盐/聚氧乙烯改性硅氧烷＝80/20的油剂，用填塞式卷曲箱使其具有卷曲数11个/25mm、卷曲率为9％的平面锯齿形卷曲，在55℃干燥60分钟，将该卷曲单纤维用旋转切刀切成5mm的纤维长度.此时得到的短纤维的纤度为1.7dtex，得到了具有图3-(A)所示的横截面形状的短纤维.实验结果如表1所示.
比较例10
与实施例14同样地制造短纤维.只是将喷丝头的喷丝孔改为与图3-(d)对应的形状.实验结果如表3所示.
实施例15
将在35℃真空干燥48小时、固有粘度[η]为0.8、Tm为152℃的聚酯系弹性体(EL)(硬链段为共聚15摩尔％间苯二甲酸的聚对苯二甲酸丁二酯、软链段为平均分子量1500聚丁二醇)和在120℃真空干燥16小时、固有粘度[η]为0.61、Tm为256℃的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)分别用挤压机熔融，分别制成温度为240℃和280℃的熔融树脂，以前者为鞘成分A、以后者为芯成分B使用，复合比例为A∶B＝50∶50(质量比)，通过具有450孔的图3-(a)所示形状的喷丝孔的芯-鞘型复合喷丝头，喷出为芯-鞘型复合单纤维状.此时，喷丝头温度280℃，喷丝量设定为310g/分钟.再在喷丝头下30mm的位置对喷出的单纤维状熔融树脂流吹30℃的冷却风，进行空气冷却，以1100m/分钟卷绕，得到未拉伸丝.将该未拉伸丝在70℃的温水中拉伸至2.6倍，接着在90℃的温水中拉伸至1.15倍，然后施予0.25质量％含有磷酸月桂酯钾盐/聚氧乙烯改性硅氧烷＝80/20的油剂，用填塞式卷曲箱使其具有卷曲数8个/25mm、卷曲率为6％的平面锯齿形卷曲.在70℃干燥60分钟，将该卷曲单纤维用旋转切刀切成5mm的纤维长度.此时得到的短纤维的纤度为2.5dtex，得到了具有图3-(A)所示的纤维横截面形状的短纤维.实验结果如表3所示.
比较例11
与实施例15同样地制造短纤维.只是将喷丝头的喷丝孔改为与图3-(d)对应的形状.实验结果如表3所示.
实施例16
将MFR为50g/10分钟、Tm为158℃的聚丙烯(PP)和在120℃真空干燥16小时、固有粘度[η]为0.61、Tm为256℃的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)分别用挤压机熔融，分别制成温度为260℃和280℃的熔融树脂，以前者为鞘成分A、以后者为芯成分B使用，复合比例为A∶B＝50∶50(质量比)，通过具有450孔的图3-(a)所示形状的喷丝孔的芯-鞘型复合喷丝头，喷出为芯-鞘型熔融树脂流.此时，喷丝头温度280℃，喷丝量设定为190g/分钟.再在喷丝头下30mm的位置对喷出的单纤维状熔融物流吹30℃的冷却风，进行空气冷却，以1150m/分钟卷绕，得到未拉伸丝.将该未拉伸丝在75℃的温水中拉伸至2.9倍，然后施予0.25质量％含有磷酸月桂酯钾盐/聚氧乙烯改性硅氧烷＝80/20的油剂，用填塞式卷曲箱使其具有卷曲数13个/25mm、卷曲率为11％的平面锯齿形卷曲.在105℃干燥60分钟，将该卷曲单纤维用旋转切刀切成5mm的纤维长度.此时得到的短纤维的纤度为1.5dtex，得到了具有图3-(A)所示的纤维横截面形状的短纤维.实验结果如表3所示.
比较例12
与实施例16同样地制造短纤维.只是将喷丝头的喷丝孔改为与图3-(d)所示形状.实验结果如表3所示.
实施例17
将MFR为20g/10分钟、Tm为113℃的高压法低密度聚乙烯(LDPE)和在120℃真空干燥16小时、固有粘度[η]为0.61、Tm为256℃的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)分别用挤压机熔融，分别制成温度为250℃和280℃的熔融树脂，以前者为鞘成分A、以后者为芯成分B使用，复合比例为A∶B＝50∶50(质量比)，通过具有450孔的图3-(a)所示形状的喷丝孔的芯-鞘型复合喷丝头，喷出为芯-鞘型复合单纤维状.此时，喷丝头温度280℃，喷丝量设定为200g/分钟.再在喷丝头下30mm的位置对喷出的单纤维状熔融树脂流吹30℃的冷却风，进行空气冷却，以1100m/分钟卷绕，得到未拉伸丝.将该未拉伸丝在75℃的温水中拉伸至2.8倍，施予0.25质量％含有磷酸月桂酯钾盐/聚氧乙烯改性硅氧烷＝80/20的油剂，用填塞式卷曲箱使其具有卷曲数14个/25mm、卷曲率为11％的平面锯齿形卷曲，在95℃干燥60分钟，将该卷曲单纤维用旋转切刀切成5mm的纤维长度.此时得到的短纤维的纤度为1.7dtex，得到了具有图3-(A)所示的纤维横截面形状的短纤维.实验结果如表3所示.
比较例13
与实施例17同样地制造短纤维.只是将喷丝头的喷丝孔改为具有与图3-(d)所示形状.实验结果如表3所示.
实施例18
将MFR为30g/10分钟、Tm为122℃的线型低密度聚乙烯(LLDPE)和在120℃真空干燥16小时、固有粘度[η]为0.61、Tm为256℃的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)分别用挤压机熔融，分别制成温度为250℃和280℃的熔融树脂，以前者为鞘成分A、以后者为芯成分B使用，复合比例为A∶B＝50∶50(质量比)，通过具有450孔的图3-(a)所示形状的喷丝孔的芯-鞘型复合喷丝头，喷出芯-鞘型复合单纤维状熔融树脂流.此时，喷丝头温度280℃，喷丝量设定为200g/分钟.再在喷丝头下30mm的位置对喷出的单纤维状熔融树脂流吹30℃的冷却风，进行空气冷却，以1100m/分钟卷绕，得到未拉伸丝.将该未拉伸丝在75℃的温水中拉伸至2.8倍，施予0.25质量％含有磷酸月桂酯钾盐/聚氧乙烯改性硅氧烷＝80/20的油剂，用填塞式卷曲箱使其具有卷曲数13个/25mm、卷曲率为11％的平面锯齿形卷曲.在95℃干燥60分钟，将该卷曲单纤维用旋转切刀切成5mm的纤维长度.此时得到的短纤维的纤度为1.7dtex，得到了具有图3-(A)所示的纤维横截面形状的短纤维.实验结果如表3所示.
比较例14
与实施例18同样地制造短纤维.只是将喷丝头的喷丝孔改为图3-(d)所示形状.实验结果如表3所示.
实施例19
将MFR为20g/10分钟、Tm为131℃的高密度聚乙烯(HDPE)和在120℃真空干燥16小时、固有粘度[η]为0.61、Tm为256℃的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)分别用挤压机熔融，分别制成温度为250℃和280℃的熔融树脂，以前者为鞘成分A、以后者为芯成分B使用，复合比例为A∶B＝50∶50(质量比)，使用具有450孔的图3-(a)所示形状的喷丝孔的芯-鞘型复合喷丝头进行复合化并使之熔融喷出.此时，喷丝头温度280℃，喷丝量设定为150g/分钟.再在喷丝头下30mm的位置以30℃的冷却风空气冷却聚合物，以1150m/分钟卷绕，得到未拉伸丝.将该未拉伸丝在75℃的温水中拉伸至3倍，然后施予0.19质量％含有磷酸月桂酯钾盐/聚氧乙烯改性硅氧烷＝80/20的油剂，用填塞式卷曲箱使其具有卷曲数12个/25mm、卷曲率为7％的平面锯齿形卷曲，在105℃干燥60分钟，然后用上油辊对卷曲丝供给白井松新药(株)制造的除臭剂S-100(商标、绿茶干馏提取物)的10质量％水溶液，使含水率为1质量％(除臭剂对于纤维的理论附着量为0.1质量％)，用旋转切刀切成5mm的纤维长度.此时得到的短纤维的纤度为1.1dtex，得到了具有图3-(A)所示的纤维横截面形状的短纤维.结果如表4所示.
实施例20-21、比较例15
实施例20-21和比较例15中，与实施例19同样地制造芯-鞘型复合短纤维.只是将喷丝头的喷丝孔改为与图3-(b)、-(c)、-(d)所对应的形状.结果如表4所示.
实施例22
与实施例19同样地制造芯-鞘型复合短纤维.只是将喷丝头的喷丝孔改为具有30个图3-(c)的放射状狭缝部分的喷丝头.结果如表4所示.
实施例23、比较例16
在实施例23和比较例16中，分别与实施例19和比较例15同样地制造芯-鞘型复合短纤维.只是作为功能剂，是将日华化学(株)制造的抗菌剂ニツカノンRB(商标、N-聚氧乙烯-N，N，N-三烷基铵盐)的5质量％水溶液供给卷曲丝，使含水率为5质量％(抗菌剂对于纤维的理论附着量为0.25质量％)，以此代替除臭剂S-100.结果如表4所示.
实施例24、比较例17
在实施例24和比较例17中，分别与实施例19和比较例15同样地制造芯-鞘型复合短纤维.只是作为功能剂，是将第一工业制药(株)制造的阻燃剂YM88(商标、六溴环十二烷)的10质量％水系乳液供给卷曲丝，使含水率为10质量％(阻燃剂对于纤维的理论附着量为1.0质量％)，以此代替除臭剂S-100.结果如表4所示.
实施例25、比较例18
在实施例25和比较例18中，分别与实施例19和比较例15同样地制造芯-鞘型复合短纤维.只是作为功能剂，是将10％ d-苯醚菊酯水性液供给卷曲丝，使含水率为5质量％(对于纤维的理论附着量为0.5质量％)，以此代替除臭剂S-100.结果如表4所示.
实施例26
将在120℃真空干燥16小时、固有粘度[η]为0.61、Tm为256℃的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)在280℃下熔融，使用具有450孔的图2-(a)所示形状的喷喷丝头进行喷丝.此时，喷丝头温度280℃，喷丝量设定为150g/分钟.再在喷丝头下35mm的位置以30℃的冷却风空气冷却喷出聚合物，以1000m/分钟卷绕，得到未拉伸丝.将该未拉伸丝在70℃的温水中拉伸至3.2倍，接着在90℃的温水中拉伸至1.15倍，然后施予0.18质量％含有磷酸月桂酯钾盐/聚氧乙烯改性硅氧烷＝80/20的油剂，用填塞式卷曲箱使其具有卷曲数16个/25mm、卷曲率为12％的平面锯齿形卷曲，在130℃干燥60分钟，然后用上油辊对卷曲丝供应白井松新药(株)制造的除臭剂S-100(绿茶干馏提取物)的10质量％水溶液，使含水率为1质量％(除臭剂对于纤维的理论附着量为0.1质量％)，用旋转切刀切成5mm的纤维长度.此时得到的短纤维的纤度为1.0dtex，得到了具有图2-(A)所示的纤维横截面形状的短纤维.结果如表4所示.
实施例27和比较例19
在实施例27和比较例19中，分别与实施例26同样地制造短纤维.只是将喷丝头的喷丝孔改为与图2-(b)、(c)所对应的形状.结果如表4所示.
Figure C20058000170600241
产业实用性
本发明的合成短纤维具有异型截面形状，其中所述异型截面形状具有上述纤维长度和特定的D/L比值.因此，即使是在含水率高、以往固开纤性不佳而被认为难以获得高质量等级的气流纤维网的状态下，或者短纤维即使具有细纤度、高卷曲、低卷曲(包含无卷曲)、高含水率，或者即使是含有高摩擦树脂的短纤维，也可以制造缺陷少、均匀的气流成网非织造布.因此，本发明的合成短纤维对于气流成网非织造布构成的多样化且功能化贡献极大.

Claims (7)

1.用于气流成网非织造布的合成短纤维，其是具有0.1-45mm的纤维长度的合成短纤维，其特征在于：该合成短纤维有具有1-30个凹部的横截面形状，上述横截面形状的D/L比在0.1-0.5的范围，其中，D表示在向规定上述凹部的开口部的一对凸部引与两凸部相切的切线时，该切线与上述凹部的底部之间沿与上述切线成直角方向测定的距离的最大值，L表示上述切线与上述一对凸部的两切点的间隔距离。
2.权利要求1的用于气流成网非织造布的合成短纤维，其中上述短纤维的含水率为0.6质量％以上，但不超过10质量％。
3.权利要求1的用于气流成网非织造布的合成短纤维，其中上述短纤维具有5 dtex以下的纤度。
4.权利要求1的用于气流成网非织造布的合成短纤维，其中上述短纤维具有0-5个/25mm或15-40个/25mm的卷曲数。
5.权利要求1的用于气流成网非织造布的合成短纤维，其中上述短纤维表面的至少一部分由选自聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚丙烯树脂、高压法低密度聚乙烯树脂、线型低密度聚乙烯树脂和弹性体树脂的至少一种形成。
6.权利要求1的用于气流成网非织造布的合成短纤维，其中在上述短纤维表面还含有相对于上述短纤维质量以0.01-10质量％的附着量附着的至少一种功能剂。
7.权利要求6的用于气流成网非织造布的合成短纤维，其中上述功能剂选自除臭性功能剂、抗菌性功能剂、阻燃性功能剂和驱虫性功能剂。
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