CN114555873A - 气流成网用短纤维及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供可以改善分散性的气流成网用短纤维及其制造方法。一种气流成网用短纤维，其特征在于，其包含附着有短纤维重量的0.7～2重量％的纤维处理剂的短纤维，所述纤维处理剂含有亲水油剂和含硅油剂，前述纤维处理剂中含有的前述亲水油剂与前述含硅油剂的重量比(亲水油剂的重量/含硅油剂的重量)处于60/40～90/10的范围内，所述气流成网用短纤维的水分率为2～13％。

Description

气流成网用短纤维及其制造方法
技术领域
本发明涉及气流成网用短纤维及其制造方法。
背景技术
使用特性不同的2种树脂形成的鞘芯结构的复合纤维被用于广泛领域。例如烯烃系的复合纤维被适用于无纺布。无纺布例如为烯烃系等的化学纤维在一方向或随机取向，通过热粘、粘接等，纤维之间被粘合而被加工为片状而成的。使用烯烃系的复合纤维而成的无纺布在耐化学性方面优异，也被用于各种过滤器原材料、电池用分隔件等。
上述的鞘芯结构的复合纤维通常通过利用熔融纺丝而形成鞘芯结构的未拉伸纤维、对该未拉伸纤维进行拉伸处理来制造。作为无纺布的制造方法，已知将如上所述得到的拉伸处理后的纤维切割为预定的长度而形成短纤维(staple)，进行开纤处理而以干式制造的方法；使短纤维在水中分散而以湿式制造的方法。
专利文献1中公开了含有烷基磷酸酯盐和硅氧烷系化合物的纤维处理剂附着于短纤维而成的气流成网无纺布用短纤维。对于空气开纤性(分散性)，记载了下述主旨：通过将烷基磷酸酯盐中的单烷基磷酸酯盐含有率、多磷酸酯盐含有率、和具有适当的分子量的作为硅氧烷系化合物的平滑剂组合，分散性良好。
专利文献2中公开了对鞘芯结构的未拉伸纤维进行拉伸处理而制造拉伸复合纤维的方法以及利用该方法制造的拉伸复合纤维。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5038848号公报
专利文献2：日本专利第5938149号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，对于纤度为1dTex以下的超细的纤维的短纤维而言，与纤度粗于其的纤维相比，表面积增大、单位体积的纤维密度增大，因此容易带静电，容易产生聚集。另外，单位体积的纤维的根数增多而纤维之间容易强烈缠绕。因此，分散性(空气开纤性)容易变差。另外，水分多的情况下，由于因润湿所导致的集束化，纤维不易解开，分散性容易变差。另外，水分少的情况下，切割时的纤维与刀刃的摩擦阻力增大而锋利度降低，切割截面中的纤维的形状压坏，分散性容易变差。
因此，本发明的目的在于，提供可以改善分散性的气流成网用短纤维及其制造方法。
用于解决问题的方案
本发明的气流成网用短纤维包含附着有短纤维重量的0.7～2重量％的纤维处理剂的短纤维，所述纤维处理剂含有亲水油剂和含硅油剂，前述纤维处理剂中含有的前述亲水油剂与前述含硅油剂的重量比(亲水油剂的重量/含硅油剂的重量)处于60/40～90/10的范围内，所述气流成网用短纤维的水分率为2～13％。
本发明的气流成网用短纤维的制造方法具备：通过熔融纺丝而得到未拉伸纤维的工序；使前述未拉伸纤维附着纤维重量的0.7～2重量％的纤维处理剂的工序，所述纤维处理剂含有亲水油剂和含硅油剂；对前述未拉伸纤维进行拉伸处理而形成拉伸纤维的工序；和将前述拉伸纤维切割为预定的长度的工序，前述纤维处理剂中含有的前述亲水油剂与前述含硅油剂的重量比(亲水油剂的重量/含硅油剂的重量)处于60/40～90/10的范围内，切割前述拉伸纤维的工序后的前述拉伸纤维的水分率为2～13％。
发明的效果
对于本发明的气流成网用短纤维，纤维处理剂的附着量、纤维处理剂中含有的亲水油剂与含硅油剂的重量比(亲水油剂的重量/含硅油剂的重量)、和水分率得到调节，由于润湿而纤维集束化、切割时的纤维与刀刃的摩擦阻力增大得到抑制，可以改善分散性。
本发明的气流成网用短纤维的制造方法由于调节纤维处理剂的附着量、纤维处理剂中含有的亲水油剂与含硅油剂的重量比(亲水油剂的重量/含硅油剂的重量)、和水分率来制造，因此由于润湿而纤维集束化、切割时的纤维与刀刃的摩擦阻力增大得到抑制，从而可以制造改善了分散性的气流成网用短纤维。
附图说明
图1为对于用于制造实施方式的气流成网用短纤维的制造装置进行说明的示意图。
图2为对于实施例的试验装置(一次开纤评价)的结构进行说明的示意图。
图3为对于实施例的试验装置(透过性评价)的结构进行说明的示意图。
图4为表示实施例1的切割处理后的短纤维的截面的SEM照片。
图5为表示比较例2的切割处理后的短纤维的截面的SEM照片。
具体实施方式
以下参照附图对于本发明的实施方式进行详细说明。
1.气流成网用短纤维的构成
本发明的气流成网用短纤维包含附着有短纤维重量的0.7～2重量％的纤维处理剂的短纤维，所述纤维处理剂含有亲水油剂和含硅油剂。纤维处理剂中含有的亲水油剂与含硅油剂的重量比(亲水油剂的重量/含硅油剂的重量)处于60/40～90/10的范围内。另外，本实施方式的气流成网用短纤维的水分率为2～13％。
(纤维处理剂)
纤维处理剂中含有的亲水油剂例如为烷基磷酸酯盐。烷基磷酸酯盐含有单烷基磷酸酯盐、二烷基磷酸酯盐、多磷酸酯盐、或它们的混合物。烷基磷酸酯盐所含有的烷基的平均碳数例如为6～22。
纤维处理剂中含有的含硅油剂例如含有聚二甲基硅氧烷、聚甲基硅氧烷的甲基的一部分或全部被碳数2以上的烷基、苯基、苯基烷基、氨基等取代基取代而成的硅氧烷化合物、将聚氧化亚烷基等接枝聚合而成的硅氧烷化合物、或它们的混合物。
(纤维处理剂的油剂的重量比)
纤维处理剂含有亲水油剂和含硅油剂。将纤维处理剂的总重量作为基准，配混于纤维处理剂的亲水油剂的配混量为60～90重量％。若超过90重量％则组合使用的含硅油剂的配混量减少，因此切割为短纤维时的纤维与刀刃之间的摩擦阻力增大而锋利度降低，切割截面的形状压坏而分散性降低，因此不优选。小于60重量％时，由于亲水油剂成分少而容易产生静电，纤维带电、形成块状而分散性降低，因此不优选。
纤维处理剂的除了亲水油剂之外的剩余部分，例如除了不可避免成分之外为含硅油剂。将纤维处理剂的总重量作为基准，含硅油剂的配混量为10～40重量％。纤维处理剂中含有的亲水油剂与含硅油剂的重量比(亲水油剂的重量/含硅油剂的重量)处于60/40～90/10的范围内。若纤维处理剂中含有的亲水油剂与含硅油剂的重量比超过90/10，则切割为短纤维时的纤维与刀刃之间的摩擦阻力增大而锋利度降低，切割截面的形状压坏而分散性降低，因此不优选。小于60/40时，容易产生静电，纤维带电、形成块状而分散性降低，因此不优选。
纤维处理剂在不会阻碍目标的抗静电性和切割性的范围内可以含有亲水油剂和含硅油剂以外的成分。即使这种情况下，亲水油剂的重量/含硅油剂的重量比也处于60/40～90/10的范围内。
(纤维处理剂的附着量)
纤维处理剂对短纤维的附着量相对于短纤维的整体重量为0.7～2重量％。附着量小于0.7％时，容易产生静电，纤维带电、形成块状而分散性降低，因此不优选。若附着量大于2重量％则由于纤维处理剂自身的集束性而容易形成未开纤束，因此不优选。
(短纤维的水分率)
短纤维的水分率相对于短纤维的整体重量为2～13重量％。在此，短纤维的水分率指的是对后述的短纤维的切割工序后的初始水分率。水分率小于2％时，切割为短纤维时的纤维与刀刃之间的摩擦阻力增大而锋利度降低，切割截面的形状压坏而分散性降低，因此不优选。若水分率超过13重量％则纤维的润湿大、由于纤维的集束性而容易形成未开纤束，因此不优选。短纤维的水分率的更优选范围为5～10重量％，可以提高分散性。
(纤度)
短纤维的纤度优选为0.01～1.0dTex。若纤度小于0.01dTex，则不仅在纺丝工序中，断丝、起毛等丝品质变差显著，难以稳定地生产良好的品质的纤维，而且由于单位时间的生产量也降低，生产成本升高，因此不优选。若纤度超过1.0dTex，则难以得到表现出超细纤维的特色的低单位面积重量范围的无纺布的高的强度、致密性，因此不优选。短纤维的纤度的更优选范围为0.1～0.8dTex，提高纤维的品质而抑制生产成本，可以提高无纺布的强度、致密性。
(短纤维)
短纤维优选为具有将以结晶性丙烯系聚合物为主要成分的树脂作为芯材料、将熔点比芯材料低的以烯烃系聚合物为主要成分的树脂作为鞘材料的鞘芯结构的复合纤维。能够由烯烃系的复合纤维的短纤维得到均匀的无纺布、耐化学性优异，因此可以得到各种过滤器原材料、电池用分隔件中使用的无纺布。
对于作为芯材料的主要成分的结晶性丙烯系聚合物，可列举出例如具有结晶性的等规丙烯均聚物、乙烯单元的含量少的乙烯-丙烯无规共聚物、由包含丙烯均聚物的均聚部和包含乙烯单元的含量比较多的乙烯-丙烯无规共聚物的共聚部构成的丙烯嵌段共聚物、进而前述丙烯嵌段共聚物中的各均聚部或共聚部还包含丁烯-1等α-烯烃共聚而成的单元的结晶性丙烯-乙烯-α-烯烃共聚物等。它们之中，从拉伸性、纤维物性和热收缩抑制的观点考虑，优选为等规聚丙烯。
对于作为鞘材料的主要成分的烯烃系聚合物，可列举出例如高密度、中密度、低密度聚乙烯、直链状低密度聚乙烯等乙烯系聚合物、丙烯与其他α-烯烃的共聚物、具体而言丙烯-丁烯-1无规共聚物、丙烯-乙烯-丁烯-1无规共聚物、或软质聚丙烯等非结晶性丙烯系聚合物、聚4-甲基戊烯-1等。这些烯烃系聚合物可以单独使用1种或组合2种以上来使用。它们之中，特别是从纤维物性的观点考虑，优选为高密度聚乙烯。以上列举出的各种有机树脂也可以为含有公知的添加剂、例如颜料、染料、消光剂、防污剂、抗菌剂、消臭剂、荧光增白剂、抗氧化剂、阻燃剂、稳定剂、紫外线吸收剂、或润滑剂等的烯烃系组合物。
(鞘芯截面积比)
鞘材料与芯材料的截面积比(鞘/芯)优选处于5/95～80/20的范围内。小于5/95时，由于鞘成分的不足而形成无纺布时的纤维彼此的粘接减弱，超过80/20的区域中，由于芯成分的不足而单独纤维的强度减弱，因此难以得到通过复合纤维实现的优点。
(短纤维的切割长度)
短纤维的纤维长优选为1～10mm。若与1mm相比过短则大多不能表现出无纺布强度，若与10mm相比过长则纤维彼此容易缠绕，因此纤维形成块状，分散性变差。短纤维的纤维长的更优选范围为2～5mm，可以提高分散性而确保无纺布强度。
(添加剂)
优选在芯材料(以结晶性丙烯系聚合物为主要成分的树脂)配混成核剂。若在芯材料添加成核剂，则将熔融了的芯材料自纺丝喷丝头喷出并冷却时，成核剂自身作为结晶核发挥作用或作为对于结晶性丙烯系聚合物诱发结晶形成的造核剂发挥作用，因此再结晶化温度升高。由此，纺丝工序的冷却稳定，可以降低纺丝纤维(未拉伸纤维)的纤度不均、纤维内的鞘芯比率的不均、以及没有被鞘材料覆盖而芯材料部分地露出的鞘材料的覆盖不均。作为添加到芯材料的成核剂，可以使用无机系成核剂、有机系成核剂。作为无机系成核剂的具体例，可列举出滑石、高岭土、二氧化硅、炭黑、氧化钛、氧化锌、氧化镁、氧化铝、氧化钕、硫酸钙和硫酸钡等。另外，作为有机系成核剂的具体例，可列举出苯甲酸钠、苯甲酸钙等苯甲酸金属盐系成核剂、草酸钙等草酸金属盐系成核剂、硬脂酸镁、硬脂酸钙等硬脂酸金属盐系成核剂、苯甲酸铝、苯甲酸钾、苯甲酸锂等苯甲酸金属盐系成核剂、磷酸酯系金属盐系成核剂、二苄叉基山梨醇系成核剂。另外，对于成核剂，在作为芯材料的以结晶性丙烯系聚合物为主要成分的树脂熔融状态时，可以为一同熔融的成核剂和完全没有熔融而分散于树脂中的成核剂中的任意一种，也可以为没有熔融而其自身形成核的成核剂。本实施方式中，在与以结晶性丙烯系聚合物为主要成分的树脂的关系中，优选使用一同熔融而亲和的成核剂和完全没有熔融但是其一部分与树脂相容的成核剂。
若使用这种成核剂则在刚纺丝之后的冷却中，充分发挥纤维之间的纤度(粗细)不均和纤维内的芯鞘成分比率中的不均的降低效果，并且利用通过微晶形成实现的内部结构，可以进一步改善接下来的拉伸工序中的拉伸性。无机系的成核剂不熔融，因此对于各纺丝条件和拉伸条件，需要微妙地调整成核剂的添加量，但是有机系成核剂以比较低的添加量就可以适应于更宽的纺丝、拉伸条件。因此，成核剂优选使用有机系成核剂，特别是在与以结晶性丙烯系聚合物为主要成分的树脂的关系中，从一同熔融而容易亲和的观点考虑，更优选使用有机系造核剂。
作为与树脂一同熔融而亲和的有机系造核剂，可列举出例如二苄叉基山梨醇系成核剂。具体而言，优选使用二苄叉基山梨醇(DBS)、单甲基二苄叉基山梨醇(例如1,3:2,4-双(对甲基苄叉基)山梨醇(p-MDBS))、二甲基二苄叉基山梨醇(例如1,3:2,4-双(3,4-二甲基苄叉基)山梨醇(3,4-DMDBS))等。
2.气流成网用短纤维的制造装置
图1为对于用于制造本实施方式的气流成网用短纤维的制造装置的结构进行说明的示意图。
如图1所示那样，制造装置1具备纺丝部20、纤维处理剂附着部30、第1辊40、拉伸处理部50、第2辊60、调整部72、调整辊80、和切刀部90。
纺丝部20设置熔融树脂供给部(挤出机料筒)和纺丝喷丝头(喷嘴)，通过熔融纺丝，例如喷出具有将以结晶性丙烯系聚合物为主要成分的树脂作为芯材料、将熔点比芯材料低的以烯烃系聚合物为主要成分的树脂作为鞘材料的鞘芯结构的多根未拉伸纤维10A、10B…。所得到的未拉伸纤维10A、10B···作为多根集中捆束而成的丝束11搬送。
纤维处理剂附着部30在被搬送的丝束11利用附着辊31附着纤维处理剂。图1中示出在纺丝部20与纤维处理剂附着部30之间设置搬送辊21的结构，但是搬送辊21也可以适当设置于其他部位。纤维处理剂使用以上述重量比含有亲水油剂和含硅油剂的纤维处理剂。
第1辊40以第1搬送速度SP1搬送丝束11。第1辊40包括多个辊41。
拉伸处理部50，对于未拉伸纤维捆束而成的丝束11进行拉伸处理。拉伸处理优选在高温下进行，由此能够实现高倍率的拉伸，能得到纤度细的拉伸复合纤维。加热拉伸处理可以适用与高温加热板的接触加热拉伸、利用远红外线等进行的辐射加热拉伸、温水加热拉伸、水蒸气加热拉伸、加压饱和水蒸气加热拉伸等。由于可以在丝束11内均等并且短时间加热，优选为水蒸气加热拉伸。
进行水蒸气加热拉伸的情况下，对于其条件没有特别限定，例如在常压下的100℃的水蒸气气氛中进行加热。另外，在加压饱和水蒸气中进行拉伸的情况下，对于其条件没有特别限定，通常在100℃以上进行。加压饱和水蒸气的温度若处于鞘材料的烯烃系聚合物不会熔融的范围内，则基本上优选高者。若考虑到拉伸倍率、拉伸速度和经济性等则该加压饱和水蒸气的优选温度范围为105～130℃、更优选110～125℃。
第2辊60以第2搬送速度SP2搬送经过拉伸处理的丝束11。第2辊60包括多个辊61。通过拉伸处理部50实现的拉伸比率可以通过第1搬送速度SP1与第2搬送速度SP2的比率调整。例如第2搬送速度SP2/第1搬送速度SP1为X倍的情况下，通过拉伸处理可以将纤度细纤化到1/X。
拉伸倍率可以根据未拉伸纤维的纤度适当选择，通常按照总拉伸倍率计为3.0～10.0倍、优选4.0～8.0倍。另外，拉伸速度例如可以设为400～2000m/分钟左右。特别是连续进行纺丝工序和拉伸工序的情况下，从生产率的观点考虑优选为1000m/分钟以上。
调整部72为对于丝束11进行干燥处理或加湿处理等调整处理的处理部。不进行调整处理的情况下，可以省略调整部72的设置。图1中示出在第2辊60与调整部72之间设置2个搬送辊70、71的结构，但是搬送辊在可能的情况下也可以不设置，或者也可以为具有1个或3个以上的搬送辊的结构。另外，这种搬送辊也可以适当设置于图1的制造装置的其他部位。
调整辊80通过构成调整辊80的各辊81调整将丝束11供给到切刀部90的速度。
切刀部90具有扁平的圆柱形状部91，在圆柱形状部91的侧面朝向外侧设置切断刀刃91A。若通过切刀部90的绕旋转轴90A的驱动，在圆柱形状部91卷取丝束11，则通过卷取时的压力将丝束11按压到切断刀刃91A，将丝束11切割为短纤维。
图1中示出从纺丝部20直至切刀部90为止连续设置的在线(inline)方式的制造装置，但是也可以为包含各工序个别设置的装置组的离线(outline)方式的制造装置。另外，也可以以下述方式构成：在上述制造装置的任意部位设置卷取辊而将丝束11暂且卷取、从卷取辊拉出丝束11而进行下一阶段以后的工序。
3.气流成网用短纤维的制造方法
参照图1对于本实施方式的气流成网用短纤维的制造方法进行说明。
首先在图1所示的纺丝部20中，通过熔融纺丝喷出多根未拉伸纤维10A、10B…。所得到的未拉伸纤维10A、10B…作为多根集中捆束而成的丝束11搬送。
接着在图1所示的纤维处理剂附着部30中，在丝束11附着纤维处理剂。作为纤维处理剂，使用以上述的重量比含有亲水油剂和含硅油剂的纤维处理剂。
接着，边通过图1所示的第1辊40和第2辊60调整搬送速度，边在拉伸处理部50中对于丝束11进行拉伸处理。此时，通过第2搬送速度SP2/第1搬送速度SP1的比率调整拉伸比率。
接着，在图1所示的调整部72中，进行对于丝束11的干燥处理或加湿处理等调整处理。调整处理根据需要进行。后述的实施例中，为了进行水分率的调整，在调整部72中进行干燥处理或加湿处理。
接着，通过图1所示的调整辊80进行速度调整后，在切刀部90中切割为短纤维。对于切割而成的短纤维进行开纤处理。通过开纤处理，短纤维开纤为棉状。如此可以制造气流成网用短纤维。
所得到的气流成网用短纤维根据需要经过(保管)预定期间后、或开纤为棉状立即利用气流成网法被加工为无纺布。
4.作用及效果
上述的本实施方式的气流成网用短纤维通过亲水油剂与含硅油剂的重量比(亲水油剂的重量/含硅油剂的重量)处于60/40～90/10的范围内的纤维处理剂以短纤维重量的0.7～2重量％附着于短纤维来构成。进而，气流成网用短纤维的水分率为2～13％。
对于纤度为1dTex以下的超细的纤维而言，单位体积的纤维密度增大，单位体积的纤维的根数增多，因此分散性容易变差。对于本实施方式的气流成网用短纤维而言，通过水分率被调整到2～13％，切割为短纤维时的纤维与刀刃之间的摩擦阻力增大、以及容易形成由于纤维的润湿所导致的未开纤束得到抑制，可以改善分散性。
另外，由于纤维处理剂的亲水油剂与含硅油剂的重量比处于60/40～90/10的范围内，因此切割为短纤维时的纤维与刀刃之间的摩擦阻力增大、以及纤维带电而形成块状得到抑制，可以改善分散性。
另外，纤维处理剂对短纤维的附着量为0.7～2重量％，因此纤维带电而形成块状、以及由于纤维处理剂自身的集束性而容易形成未开纤束得到抑制，可以改善分散性。
如上所述，根据本实施方式，可以提供可以改善分散性的气流成网用短纤维。
5.变形例
上述实施方式中，在熔融纺丝工序与拉伸处理工序之间赋予纤维处理剂，但是不限于此，只要在从熔融纺丝工序直至切割工序为止的任意时机赋予即可。另外，本实施方式的短纤维优选能够适用于利用气流成网法的无纺布的制造方法，但是另外，也能够适用于不使用气流成网法的干式的无纺布的制造方法。
6.评价方法
(1)纤度
未拉伸纤维和拉伸纤维的纤维纤度根据JIS L1013测定。
(2)油剂附着率
利用乙醇/甲醇(混合比2/1)20cc提取附着于试验对象纤维(重量2g)的油剂，将残留于纤维的乙醇/甲醇利用热干燥后，测定作为残渣得到的纤维的重量。由所得到的残渣的重量，求出重量的减少量(利用乙醇/甲醇提取的成分的重量)，除以试验对象纤维的重量得到的值作为油剂附着率。
(3)切割后的初始水分率
对于试验对象纤维(重量3g)，通过水分率测定装置的内装加热器，将附着于纤维的水分加热干燥，通过内装电子天平测定水分率(湿基准)得到的值作为切割后的初始水分率。
(4)干式分散试验
(4-1)一次开纤评价
图2为对于一次开纤评价的试验中使用的试验装置的结构进行说明的示意图。为具有孔径250μm的开口部S1A的筛S1和具有孔径250μm的开口部S2A的筛S2重叠的结构。将切割后且开纤前的试验对象纤维F1(重量1g)投入到被重叠的筛S1和筛S2之间，从筛S2的上部将压力0.4MPa的空气W1无遗漏地吹到试验对象纤维F1 30秒时，评价试验对象纤维F1是否开纤为棉状。表1中，开纤了的情况以“〇”表示、没有开纤的情况以“×”表示。
(4-2)通过性评价
图3为对于通过性评价和后述的质地评价的试验中使用的试验装置的结构进行说明的示意图。在具有圆锥形状部和自其前端伸长的管状部的塑料制的漏斗FN的管状部的前端设置吸引部SC。为在漏斗FN之上重叠具有孔径250μm的开口部S1A的筛S1、具有孔径2.36mm的开口部S3A的筛S3、管状部P1、和具有孔径250μm的开口部S2A的筛S2的结构。将上述的一次开纤评价中开纤为棉状的短纤维F2(重量1g)投入到管状部P1内，将管状部P1的上部利用筛S2以盖上盖的方式覆盖，边通过吸引部SC从漏斗FN的前端部利用吸引功率160W的除尘器吸引，边从筛S2的上部将0.4MPa的空气W2无遗漏地吹到短纤维F2 1分钟。作为通过性评价的测定值，使用吹空气W2后测定管状部P1内的短纤维的残渣(没有通过筛S3的部分的短纤维)的重量，除以所投入的短纤维F2的重量(1g)得到的值。作为通过性评价的数值，优选为60％以下、进一步优选40％以下。
(4-3)质地评价
在上述的图3所示的试验装置中，将上述的一次开纤评价中开纤为棉状的短纤维F2(重量1g)投入到管状部P1内，将管状部P1的上部利用筛S2以盖上盖的方式覆盖，边通过吸引部SC从漏斗FN的前端部利用吸引功率160W的除尘器吸引，边从筛S2的上部将0.4MPa的空气W2无遗漏地吹到短纤维F2 1分钟。作为质地评价，肉眼观察吹空气W2后的筛S1内的网片状短纤维(尺寸φ200mm)的外观，按照以下的基准评价。
A评价表示“没有发现长度3mm以上的纤维块、单位面积重量不均(浓淡)，为均匀的质地。”。B评价表示“长度3mm以上的纤维块小于10个、并且可以肉眼确认单位面积重量不均(浓淡)。”。C评价表示“发现长度3mm以上的纤维块10个以上、单位面积重量不均(浓淡)显著、为不均匀的质地。”。需要说明的是，在通过性评价中短纤维没有通过筛S3的情况，由于不能进行质地评价，因此不可评价，将其以记号“-”表示。作为质地评价，优选为A评价。
(5)湿式分散试验
(5-1)一次分散评价
在100L的水槽中加入切割后且开纤前的试验对象纤维(重量2g)，以搅拌速度2800rpm搅拌10分钟后，测定长度3mm以上的纤维块个数。作为一次分散评价的数值，纤维块个数优选为40个以下。
(5-2)二次分散评价
在500mL的烧杯中加入300mL的水，在水中加入上述的一次分散试验中得到的长度3mm以上的纤维块，测定使用笔形混合器以搅拌速度5000rpm搅拌5分钟后的长度3mm以上的纤维块个数。作为二次分散评价的数值，纤维块个数优选为0个。
(6)切割截面
对于切割后且开纤前的试验对象纤维的切割面利用SEM进行观察。肉眼评价截面中的纤维的形状的变形。截面中的纤维的形状没有变化(没有压坏)的情况判定为“良”、纤维的形状存在变化(产生压坏)的情况判定为“差”。优选截面中纤维的形状没有变化(没有压坏)。
7.实施例
＜油剂＞
以下的实施例中，作为纤维处理剂中使用的油剂，使用以下的油剂。
油剂A：竹本油脂株式会社制亲水油剂(含有烷基磷酸酯盐)
油剂B：松本油脂制药株式会社制亲水油剂(含有烷基磷酸酯盐、与油剂A相比极性高)
油剂C：竹本油脂株式会社制含硅油剂(含有硅氧烷化合物)
＜实施例1＞
(1)鞘芯型复合未拉伸纤维的制作
作为芯材料，使用在Prime Polymer Co.,Ltd.制等规聚丙烯“S119”配混添加剂(大日精化株式会社制“CLEAR MASTER PP-RM-NSA RMX50”)1.5质量％而成的原料。作为鞘材料，使用在Asahi Kasei Chemicals Corporation制高密度聚乙烯“J300”配混添加剂(Prime Polymer Co.,Ltd.制“ULTZEX IR-5”)2.0质量％而成的原料。使用上述的芯材料和鞘材料，通过熔融纺丝而制作鞘芯结构的未拉伸纤维。此时，使用鞘芯型复合纺丝喷丝头，鞘芯的截面积比(鞘/芯)形成50/50。对于纺丝条件，挤出机料筒温度设为270℃、纺丝喷丝头温度设为275℃、纺丝速度设为180m/分钟。对于所得到的未拉伸纤维在常温的状态下通过给油辊(纤维处理剂附着部30)赋予将油剂A和油剂C以重量比80:20混合并调整到油剂溶液浓度4重量％的水溶液。如此得到纤度为0.8dTex的未拉伸纤维。
(2)拉伸纤维的制作
使用以可以自前述的纺丝工序连续实施拉伸工序的方式，在2台辊(导入辊(第1辊40)和拉伸纤维拉出辊(第2辊60)之间配置有常压蒸气100℃的水蒸气加热拉伸部(拉伸处理部50)的拉伸装置。以180m/分钟的速度驱动第1辊40，而导入未拉伸纤维的丝束11，对于第2辊60以预定的倍率与第1辊40相比增加速度来拉出拉伸纤维的丝束11。
上述的拉伸工序中，拉出辊(第2辊60)速度设为781m/分钟、总拉伸倍率设为4.34倍时，不会产生纤维断裂、拉伸断裂，在工业上稳定地拉伸，而可以得到拉伸纤维。所得到的实施例1的拉伸纤维的纤度为0.201dTex。
(3)短纤维的制作
将拉伸工序中得到的拉伸纤维的丝束立即使用旋转切刀(切刀部90、旋转速度50m/分钟)切割为纤维长3.0mm，而得到聚烯烃系短纤维。切割时的压力为4.3gf/dTex，水分率相对于聚烯烃系短纤维的重量为9.5重量％，油剂附着量相对于聚烯烃系短纤维的重量为1.2重量％。
(4)短纤维的评价
在所得到的聚烯烃系短纤维的干式分散试验(一次开纤评价)中，开纤为棉状，通过性评价为30.2％。质地评价中，没有发现纤维块、单位面积重量不均(浓淡)，为均匀的质地。另外，在湿式分散试验(一次分散评价)中，纤维块个数为9个，二次分散评价中的笔形混合器使用后，纤维块个数变为0个，分散性良好。图4为示出实施例1的切割处理后的短纤维的截面的SEM照片。由图4可知，实施例1中，没有截面中的纤维的形状的变形(形状的压坏)。
＜实施例2＞
(1)鞘芯型复合未拉伸纤维的制作
制作鞘芯结构的未拉伸纤维时，使用油剂B来替代油剂A，除此之外利用与实施例1相同的方法进行。
(2)拉伸纤维的制作
利用与实施例1相同的方法制作拉伸纤维。拉伸工序中，拉出辊(第2辊60)速度设为781m/分钟、总拉伸倍率设为4.34倍时，不会产生纤维断裂、拉伸断裂，在工业上稳定地拉伸，而可以得到拉伸纤维。所得到的实施例2的拉伸纤维的纤度为0.200dTex。
(3)短纤维的制作
利用与实施例1相同的方法进行拉伸纤维的切割时的压力为4.8gf/dTex的切割处理。所得到的聚烯烃系短纤维的水分率为9.1重量％，纤维处理剂附着量相对于聚烯烃系短纤维重量为1.0重量％。
(4)短纤维的评价
在所得到的聚烯烃系短纤维的干式分散试验(一次开纤评价)中，开纤为棉状，通过性评价为28.1％。质地评价中，没有发现纤维块、单位面积重量不均(浓淡)，为均匀的质地。另外，在湿式分散试验(一次分散评价)中，纤维块个数为9个，二次分散评价中的笔形混合器使用后，纤维块个数变为0个，分散性良好。由SEM照片可知，实施例2中，没有截面中的纤维的形状的变形(形状的压坏)。
＜实施例3＞
(1)鞘芯型复合未拉伸纤维的制作
利用与实施例1相同的方法制作鞘芯型复合未拉伸纤维。
(2)拉伸纤维的制作
利用与实施例1相同的方法制作拉伸纤维。拉伸工序中，拉出辊(第2辊60)速度设为781m/分钟、总拉伸倍率设为4.34倍时，不会产生纤维断裂、拉伸断裂，在工业上稳定地拉伸，而可以得到拉伸纤维。所得到的实施例3的拉伸纤维的纤度为0.200dTex。
(3)短纤维的制作
将拉伸纤维集中而成的丝束11在调整部72中、室温下静置6小时(干燥处理)，由此调整水分率，利用与实施例1相同的方法进行拉伸纤维的切割时的压力为4.8gf/dTex的切割处理。所得到的聚烯烃系短纤维的水分率为6.0重量％，纤维处理剂附着量相对于聚烯烃系短纤维重量为1.2重量％。
(4)短纤维的评价
在所得到的聚烯烃系短纤维的干式分散试验(一次开纤评价)中，开纤为棉状，通过性评价为29.8％。质地评价中，没有发现纤维块、单位面积重量不均(浓淡)，为均匀的质地。另外，在湿式分散试验(一次分散评价)中，纤维块个数为13个，二次分散评价中的笔形混合器使用后，纤维块个数变为0个，分散性良好。由SEM照片可知，实施例3中，没有截面中的纤维的形状的变形(形状的压坏)。
＜比较例1＞
(1)鞘芯型复合未拉伸纤维的制作
制作鞘芯结构的未拉伸纤维时，使用油剂B来替代油剂A，按照油剂B与油剂C的重量比为50:50进行混合，除此之外利用与实施例1相同的方法进行。
(2)拉伸纤维的制作
利用与实施例1相同的方法制作拉伸纤维。拉伸工序中，拉出辊(第2辊60)速度设为781m/分钟、总拉伸倍率设为4.34倍时，不会产生纤维断裂、拉伸断裂，在工业上稳定地拉伸，而可以得到拉伸纤维。所得到的比较例1的拉伸纤维的纤度为0.200dTex。
(3)短纤维的制作
利用与实施例1相同的方法进行拉伸纤维的切割时的压力为4.3f/dTex的切割处理。所得到的聚烯烃系短纤维的水分率为7.1重量％，纤维处理剂附着量相对于聚烯烃系短纤维重量为1.0重量％。
(4)短纤维的评价
在所得到的聚烯烃系短纤维的干式分散试验(一次开纤评价)中，开纤为棉状，通过性评价为95.1％，聚集为纤维块状，没有通过筛S2，不能进行质地评价。另外，在湿式分散试验(一次分散评价)中，纤维块个数为0个，分散性良好。在一次分散评价中没有发现纤维块，因此没有进行二次分散评价。由SEM照片可知，比较例1中，没有截面中的纤维的形状的变形(形状的压坏)。
＜比较例2＞
(1)鞘芯型复合未拉伸纤维的制作
利用与实施例1相同的方法制作鞘芯型复合未拉伸纤维。
(2)拉伸纤维的制作
利用与实施例1相同的方法制作拉伸纤维。拉伸工序中，拉出辊(第2辊60)速度设为781m/分钟、总拉伸倍率设为4.34倍时，不会产生纤维断裂、拉伸断裂，在工业上稳定地拉伸，而可以得到拉伸纤维。所得到的比较例2的拉伸纤维的纤度为0.208dTex。
(3)短纤维的制作
将拉伸纤维集中而成的丝束11在调整部72中、120℃下实施干燥炉长2m的干燥处理，由此调整水分率，利用与实施例1相同的方法进行拉伸纤维的切割时的压力为5.6gf/dTex的切割处理。所得到的聚烯烃系短纤维的水分率为0.4重量％，纤维处理剂附着量相对于聚烯烃系短纤维重量为2.9重量％。
(4)短纤维的评价
在所得到的聚烯烃系短纤维的干式分散试验(一次开纤评价)中，开纤为棉状，通过性评价为15.4％，质地评价中，发现纤维块、单位面积重量不均(浓淡)8个，质地稍差。另外，在湿式分散试验(一次分散评价)中，纤维块个数为10个，二次分散评价中的笔形混合器使用后，纤维块个数变为0个，分散性良好。图5为表示比较例2的切割处理后的短纤维的截面的SEM照片。由图5可知，比较例2中，确认了截面中的纤维的形状的变形(形状的压坏)。
＜比较例3＞
(1)鞘芯型复合未拉伸纤维的制作
制作鞘芯结构的未拉伸纤维时，仅使用油剂A，除此之外利用与实施例1相同的方法进行。
(2)拉伸纤维的制作
利用与实施例1相同的方法制作拉伸纤维。拉伸工序中，拉出辊(第2辊60)速度设为781m/分钟、总拉伸倍率设为4.34倍时，不会产生纤维断裂、拉伸断裂，在工业上稳定地拉伸，而可以得到拉伸纤维。所得到的比较例3的拉伸纤维的纤度为0.201dTex。
(3)短纤维的制作
利用与实施例1相同的方法进行拉伸纤维的切割时的压力为5.1gf/dTex的切割处理。所得到的聚烯烃系短纤维的水分率为4.2重量％，纤维处理剂附着量相对于聚烯烃系短纤维重量为1.2重量％。
(4)短纤维的评价
在所得到的聚烯烃系短纤维的干式分散试验(一次开纤评价)中，开纤为棉状，通过性评价为25.1％，质地评价中，发现纤维块、单位面积重量不均(浓淡)10个以上，质地差。另外，在湿式分散试验(一次分散评价)中，纤维块个数为50个，但是二次分散评价中的笔形混合器使用后，纤维块个数变为0个，为难以分散的状态。由SEM照片可知，比较例1中，确认了截面中的纤维的形状的变形(形状的压坏)。
＜比较例4＞
(1)鞘芯型复合未拉伸纤维的制作
制作鞘芯结构的未拉伸纤维时，使用油剂B来替代油剂A，按照油剂B与油剂C的重量比为20:80进行混合，除此之外利用与实施例1相同的方法进行。
(2)拉伸纤维的制作
利用与实施例1相同的方法制作拉伸纤维。拉伸工序中，拉出辊(第2辊60)速度设为781m/分钟、总拉伸倍率设为4.34倍时，不会产生纤维断裂、拉伸断裂，在工业上稳定地拉伸，而可以得到拉伸纤维。所得到的比较例4的拉伸纤维的纤度为0.202dTex。
(3)短纤维的制作
利用与实施例1相同的方法进行拉伸纤维的切割时的压力为4.3gf/dTex的切割处理。所得到的聚烯烃系短纤维的水分率为14.0重量％，纤维处理剂附着量相对于聚烯烃系短纤维重量为1.1重量％。
(4)短纤维的评价
进行了所得到的聚烯烃系短纤维的干式分散试验(一次开纤评价)，但是纤维的集束性大、不能开纤为棉状。不能进行通过性评价和质地评价。在湿式分散试验(一次分散评价)中，纤维块个数为0个，分散性良好。在一次分散评价中没有发现纤维块，因此没有进行二次分散评价。由SEM照片可知，比较例4中，没有截面中的纤维的形状的变形(形状的压坏)。
＜比较例5＞
(1)鞘芯型复合未拉伸纤维的制作
制作鞘芯结构的未拉伸纤维时，使用调整为仅油剂A的1.5重量％的水溶液，除此之外利用与实施例1相同的方法进行。
(2)拉伸纤维的制作
利用与实施例1相同的方法制作拉伸纤维。拉伸工序中，拉出辊(第2辊60)速度设为781m/分钟、总拉伸倍率设为4.34倍时，不会产生纤维断裂、拉伸断裂，在工业上稳定地拉伸，而可以得到拉伸纤维。所得到的实施例1的拉伸纤维的纤度为0.200dTex。
(3)短纤维的制作
使拉伸工序中得到的拉伸纤维集中而成的丝束11通过装有调整为油剂溶液浓度3重量％的常温状态的油剂A水溶液的槽内，由此作为精加工油剂，赋予拉伸纤维，利用旋转切刀(旋转速度45m/分钟)切割为纤维长3.0mm，得到聚烯烃系短纤维。切割时的压力为2.1gf/dTex，水分率相对于聚烯烃系短纤维重量为35重量％，油剂附着量相对于聚烯烃系短纤维重量为2.0重量％。精加工油剂的赋予实质上为了提高纤维中的水分率而进行。
(4)短纤维的评价
进行了所得到的聚烯烃系短纤维的干式分散试验(一次开纤评价)，但是纤维的集束性大、不能开纤为棉状。不能进行通过性评价和质地评价。在湿式分散试验(一次分散评价)中，纤维块个数为0个，分散性良好。在一次分散评价中没有发现纤维块，因此没有进行二次分散评价。由SEM照片可知，比较例5中，没有截面中的纤维的形状的变形(形状的压坏)。
以上的结果汇总示于下述表1。
[表1]
Figure BDA0003584161750000221
如上述表1所示那样，实施例1～3的气流成网用短纤维在干式分散试验中，得到一次开纤评价、通过性评价、质地评价均良好的结果，确认了得到分散性改善了的短纤维。比较例1中，通过性评价中，纤维没有通过筛S3而不能进行质地评价。比较例2中，质地评价为B评价、并不良好。比较例3中，质地评价为C评价、并不良好。比较例4、5中，在一次开纤评价中，没有开纤。需要说明的是，实施例1～3的制法中的切割时的压力全部为5.0gf/dTex以下。
本实施方式的气流成网用短纤维作为用于通过气流成网法形成无纺布的短纤维可以优选使用。
对于本实施方式的气流成网用短纤维，无纺布的耐化学性优异，可以对于用于形成各种过滤器原材料、电池用分隔件等中使用的无纺布的短纤维优选适用。
对于本实施方式的气流成网用短纤维，由湿式分散的二次分散评价良好也可知，即使作为湿式分散用的纤维也能够适用。
附图标记说明
10A、10B…未拉伸纤维
11…丝束
20…纺丝部
21…搬送辊
30…纤维处理剂附着部
31…附着辊
40…第1辊
41…辊
50…拉伸处理部
60…第2辊
61…辊
70、71…搬送辊
72…调整部
80…调整辊
81…辊
90…切刀部
90A…旋转轴
91…圆柱形状部
91A…切断刀刃。

Claims (10)

1.一种气流成网用短纤维，其包含附着有短纤维重量的0.7～2重量％的纤维处理剂的短纤维，所述纤维处理剂含有亲水油剂和含硅油剂，
所述纤维处理剂中含有的所述亲水油剂与所述含硅油剂的重量比(亲水油剂的重量/含硅油剂的重量)处于60/40～90/10的范围内，
所述气流成网用短纤维的水分率为2～13％。
2.根据权利要求1所述的气流成网用短纤维，其中，所述短纤维的纤度为0.01～1.0dTex。
3.根据权利要求1所述的气流成网用短纤维，其中，所述短纤维的纤度为0.1～0.8dTex。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的气流成网用短纤维，其中，所述短纤维为具有将以结晶性丙烯系聚合物为主要成分的树脂作为芯材料、将熔点比所述芯材料低的以烯烃系聚合物为主要成分的树脂作为鞘材料的鞘芯结构的复合纤维。
5.根据权利要求4所述的气流成网用短纤维，其中，所述鞘材料与所述芯材料的截面积比(鞘/芯)处于5/95～80/20的范围内。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的气流成网用短纤维，其中，所述水分率为5～10％。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的气流成网用短纤维，其中，所述短纤维的纤维长为1～10mm。
8.根据权利要求1～6中任一项所述的气流成网用短纤维，其中，所述短纤维的纤维长为2～5mm。
9.一种气流成网用短纤维的制造方法，其具备：
通过熔融纺丝而得到未拉伸纤维的工序；
使所述未拉伸纤维附着纤维重量的0.7～2重量％的纤维处理剂的工序，所述纤维处理剂含有亲水油剂和含硅油剂；
对所述未拉伸纤维进行拉伸处理而形成拉伸纤维的工序；和
将所述拉伸纤维切割为预定的长度的工序，
所述纤维处理剂中含有的所述亲水油剂与所述含硅油剂的重量比(亲水油剂的重量/含硅油剂的重量)处于60/40～90/10的范围内，
切割所述拉伸纤维的工序后的所述拉伸纤维的水分率为2～13％。
10.根据权利要求9所述的气流成网用短纤维的制造方法，其中，在切割所述拉伸纤维的工序中，对所述拉伸纤维施加的压力为5.0gf/dTex以下。
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