CN115516143B - 带电性鞘芯结构纤维、由该纤维得到的非织造布、复合非织造布、非织造布加工品、及非织造布加工品的制造方法 - Google Patents

带电性鞘芯结构纤维、由该纤维得到的非织造布、复合非织造布、非织造布加工品、及非织造布加工品的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明可以提供一种带电性鞘芯结构纤维，其为将聚丙烯系树脂作为主体树脂的带电性鞘芯结构纤维，在前述鞘部含有：(a)羧酸酐改性聚烯烃；以及(b)选自由将酚系抗氧化剂和磷系抗氧化剂组合而成的抗氧化剂、或硫系抗氧化剂组成的组中的至少一种抗氧化剂，并且在鞘部的外周表面，作为(c)上油剂，附着有含有通式(I)所示的聚氧亚烷基烷基醚的油剂，该带电性鞘芯结构纤维可以满足耐热性和带电保持性。(式中，R1表示碳数10～30的饱和或不饱和的脂肪族烃基，R2表示氢原子或甲基，k为1～4的整数。)

Description

带电性鞘芯结构纤维、由该纤维得到的非织造布、复合非织造 布、非织造布加工品、及非织造布加工品的制造方法
技术领域
本发明涉及即使在高温环境下也可以维持高的驻极性的带电性鞘芯结构纤维等。
背景技术
近年，随着厌烟意识的升高、由于花粉症、屋尘等所导致的变态反应症状等的增加，家庭内、汽车内的空气洁净化意识升高，空气过滤器等的需要增加。这种过滤器通常使用聚烯烃系树脂纤维等，采用利用了静电的捕集功能的驻极非织造布。
作为上述驻极非织造布，已知使用切段纤维作为原棉的驻极非织造布，为了由这种切段纤维形成非织造布，通常使该切段纤维通过梳理机进行开纤，网片化后，使用热粘或交织等手段。上述非织造布通过热驻极、电驻极等方法被驻极化，形成驻极非织造布。
使用了上述切段纤维的非织造布的制造中，在梳理工序中需要抑制静电的产生，因此，通常将具有防静电能力的表面活性剂等油剂附着于原棉上。但是，这种油剂不仅成为非织造布的驻极化的阻碍，而且成为即使被驻极化、也在比较短的时间内使粉尘过滤效率(捕集率)等性能降低的原因。因此，若想要降低原棉的油剂附着量则在梳理工序容易产生静电，对操作性造成不良影响，产生难以实现非织造布化、或者成品率降低等问题。
另外，在将非织造布进行驻极化之前，也有时采用将所附着的油剂洗涤去除、或利用喷水法进行交织的同时将油剂成分去除等手法，但是这种情况下，需要工序的增加、新的设备，产生制造成本升高等问题。
基于这种事情，专利文献1中，作为能够提供能够长期维持良好的驻极性能的非织造布的聚烯烃系热粘接纤维，公开了一种驻极非织造布用聚烯烃系热粘接纤维，其特征在于，(1)包含附着油剂0.2～0.6重量％而成的聚烯烃系热粘接纤维，(2)通过利用加热处理的非织造布化时和/或非织造布化后的加热处理，非织造布的油剂附着量减少到0.001～0.2重量％，油剂附着量的减少率能够成为60％以上。
另一方面，专利文献2中，作为专利文献1的发明中的问题，揭示了在驻极加工前必须需要热处理工序这种限制、需要将纤维处理剂的附着量控制于规定的量以下这种高的品质管理技术等问题，提出了可以克服它们的发明。
即，专利文献2中公开了一种梳理加工用带电性纤维，其中，相对于该纤维附着非离子性的处理剂0.01～1.5重量％，所述非离子性的处理剂以50重量％以上的范围含有选自由特定的脱水山梨糖醇脂肪酸酯类和特定的聚氧亚乙基亚烷基烷基醚组成的组中的至少一种。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-339256号公报
专利文献2：日本专利第4670471号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，专利文献1的发明中，存在在驻极加工前必须需要热处理工序这种限制、需要将纤维处理剂的附着量控制于规定的量以下这种高的品质管理技术。另外，鞘成分使用高密度聚乙烯、在车载用过滤器的用途中，存在不能满足耐热性和带电保持性这种问题。
另外，专利文献2中记载的发明中，对于含有通式所示的聚氧亚烷基烷基醚的非离子性的纤维处理剂，若氧化亚烷基的加成摩尔数为5以上，则油剂粘度升高，减少对于纤维的附着量的情况下，存在产生油剂的附着不均、难以实现均匀的附着这种问题。
另外，车载过滤器由于在夏天车内温度为80℃以上，因此需要能够耐受高温的耐热性，并且为了提高垃圾、灰尘等的捕集效率，需要高温下的带电维持率。
本发明为了解决上述问题，其目的在于，提供特别是在车载用过滤器等用途中，可以满足耐热性和带电保持性的带电性鞘芯结构纤维。
用于解决问题的方案
本发明人等鉴于上述现有技术的问题，为了达成前述目的而反复深入研究，结果发现，通过形成下述带电性鞘芯结构纤维，能够达成该目的，从而完成了本发明，该带电性鞘芯结构纤维为鞘芯结构纤维，在前述鞘部含有：(a)羧酸酐改性聚烯烃3～20质量％；以及(b)特定的抗氧化剂，并且在鞘部的外周表面，作为上油剂，附着有规定量的油剂，所述油剂含有50质量％以上的特定的聚氧亚烷基烷基醚。
即，本发明提供以下的[1]～[14]的发明。
[1]一种带电性鞘芯结构纤维，其特征在于，其为在鞘部和芯部中将聚丙烯系树脂作为主体树脂、且鞘部与芯部的质量比为70/30～30/70的鞘芯结构纤维，在前述鞘部含有：(a)羧酸酐改性聚烯烃3～20质量％；以及(b)选自由将酚系抗氧化剂和磷系抗氧化剂组合而成的抗氧化剂、或硫系抗氧化剂组成的组中的至少一种抗氧化剂0.5～3.0质量％，并且在鞘部的外周表面，作为(c)上油剂，附着有相对于前述鞘芯结构纤维的总质量为0.1～1.0质量％的油剂，所述油剂含有50质量％以上的通式(I)所示的聚氧亚烷基烷基醚。
通式(I)
(通式(I)中，R1表示碳数10～30的饱和或不饱和的脂肪族烃基，R2表示氢原子或甲基，k为1～4的整数。)
[2]根据前述[1]所述的带电性鞘芯结构纤维，其中，前述上油剂为通式(I)中的k为4的聚氧亚乙基(4)月桂基醚。
[3]根据前述[1]或[2]所述的带电性鞘芯结构纤维，其中，磷系抗氧化剂为三(2,4-二-叔丁基苯基)亚磷酸酯。
[4]根据前述[1]～[3]中任一项所述的带电性鞘芯结构纤维，其中，聚丙烯系树脂为均聚聚丙烯，(a)羧酸酐改性聚烯烃为马来酸酐改性聚丙烯。
[5]根据前述[1]～[4]中任一项所述的带电性鞘芯结构纤维，其中，纤维长度为3～120mm，纤度为0.5～10dtex。
[6]一种非织造布，其为单独使用前述[1]～[5]中任一项所述的带电性鞘芯结构纤维通过干式非织造布加工法得到的，或者为将该带电性鞘芯结构纤维与热粘接性纤维和/或其他纤维混合并通过干式非织造布加工法得到的。
[7]根据前述[6]所述的非织造布，其中，前述干式非织造布加工法为选自由热粘合法、针刺法、水刺法、化学粘合法和气流成网法组成的组中的任一种。
[8]根据前述[6]或[7]所述的非织造布，其中，前述热粘接性纤维为将低熔点成分作为鞘成分的鞘芯结构纤维，该鞘成分为聚乙烯系树脂。
[9]一种复合化非织造布，其为将前述[1]～[5]中任一项所述的带电性鞘芯结构纤维与选自其他纤维、非织造布、薄膜、浆板、编织物及机织物中的至少一种组合而得到的。
[10]一种非织造布加工品，其使用了前述[6]～[8]中任一项所述的非织造布或前述[9]所述的复合化非织造布。
[11]根据前述[10]所述的非织造布加工品，其中，对前述非织造布加工品进行了驻极处理。
[12]根据前述[11]所述的非织造布加工品，其中，非织造布加工品为空气过滤器、擦拭物和口罩中的任意种。
[13]根据前述[12]所述的非织造布加工品，其中，空气过滤器为车载用空气过滤器。
[14]一种非织造布加工品的制造方法，其包括对前述[6]～[8]中任一项所述的非织造布或前述[9]所述的复合化非织造布进行驻极处理的工序。
发明的效果
根据本发明，可以提供作为要求耐热性和高驻极性的车载过滤器等的构成纤维可以有效地利用的带电性鞘芯结构纤维、由该纤维得到的非织造布、复合非织造布、非织造布加工品和非织造布加工品的制造方法。
另外，虽然主体树脂为聚丙烯系树脂，但是通过为了表面改质而仅在其鞘侧添加(a)马来酸酐改性聚烯烃和(b)抗氧化剂，与也添加配混到芯成分的情况相比，可以消减表面改质剂的成本，可以实现性能和成本的均衡。
具体实施方式
以下对本发明的合适的实施方式进行说明。
本发明为一种带电性鞘芯结构纤维，其特征在于，其为在鞘部和芯部中将聚丙烯系树脂作为主体树脂、且鞘部与芯部的质量比为70/30～30/70的鞘芯结构纤维，
在前述鞘部含有：(a)羧酸酐改性聚烯烃3～20质量％；以及(b)选自由将酚系抗氧化剂和磷系抗氧化剂组合而成的抗氧化剂、或硫系抗氧化剂组成的组中的至少一种抗氧化剂0.5～3.0质量％，
并且在鞘部的外周表面，作为上油剂，附着有相对于前述鞘芯结构纤维的总质量为0.1～1.0质量％的油剂，所述油剂含有50质量％以上的通式(I)所示的聚氧亚烷基烷基醚。
通式(I)
(式中，R1表示碳数10～30的饱和或不饱和的脂肪族烃基，R2表示氢原子或甲基，k为1～4的整数。)
本发明的鞘芯结构纤维在鞘部和芯部中将聚丙烯系树脂作为主体树脂、并且鞘部与芯部的质量比为70/30～30/70。对于鞘部与芯部的质量比，从鞘芯结构纤维的熔融纺丝的稳定性等观点考虑，50/50～40/60(鞘部/芯部)由后述的添加到鞘部的(a)羧酸酐改性聚烯烃与(b)抗氧化剂的量的关系等优选。
＜聚丙烯系树脂＞
作为本发明的鞘部和芯部中使用的聚丙烯系树脂，由于在车载过滤器等中使用时要求高的耐热性，因此优选为高熔点的均聚聚丙烯。其中，特别优选为结晶性聚丙烯。作为该结晶性聚丙烯，优选使用等规聚丙烯系树脂。其中，等规五单元组分数(IPF)优选为85％以上、更优选90％以上的等规聚丙烯系树脂是有利的。另外，优选作为分子量分布的指标的Q值(重均分子量/数均分子量、Mw/Mn比)为6以下、熔体流动速率(MFR)(温度230℃、载荷2.16kg)处于3～100g/10分钟的范围内。上述IPF小于85％时，立构规整性不充分、结晶性低、所得到的纤维中的强度等物性变差。
需要说明的是，等规五单元组分数(IPF)(通常也称为mmmm分数)表示相对于由任意的连续的5个亚丙基单元构成的基于碳-碳键的主链、作为侧链的5个甲基都位于相同方向的立体结构的比率，可以由同位素碳核磁共振光谱(13C-NMR)中的Pmmmm(源自亚丙基单元5个连续而等规键合的部位中的第3单元的甲基的吸收强度)和Pw(源自亚丙基单元的全部甲基的吸收强度)利用下述式求出，
IPF(％)＝(Pmmmm/Pw)×100
＜(a)羧酸酐改性聚烯烃＞
作为鞘部中含有的羧酸酐改性聚烯烃(以下有时称为“改性剂”)，为通过具有不饱和键的羧酸化合物的酸酐改性的聚烯烃，进而，作为羧酸酐改性聚烯烃，羧酸酐改性聚丙烯从与鞘成分的聚丙烯系树脂的亲和性的观点考虑更优选。另外，作为用于改性的羧酸酐，优选为马来酸酐。
特别是无规接枝马来酸酐改性聚丙烯优选1分子中1个以上的马来酸酐被接枝化、被改性。无规接枝改性聚丙烯系聚合物例如通过在聚丙烯系聚合物分子内产生自由基、与具有不饱和键的羧酸化合物或其酸酐反应来得到。
对于无规接枝改性聚丙烯系聚合物的市售品，例如作为无规接枝马来酸酐改性聚丙烯，可列举出“TOYO-TAC”系列的“M-100”、“M-300”、“M-310”、“PMA H1000A”、“PMAH1100A”、“PMA H3000A”、“PMA-T”、“PMA-F2”、“PMA-L”(以上东洋纺株式会社制)；“Umex”系列的“1001”、“1010”、“100TS”、“110TS”(以上三洋化成工业株式会社制)；“カヤブリット”系列的“003”、“006”(以上Akzo Nobel N.V.制)。
羧酸酐改性聚烯烃相对于鞘部的质量配混3～20质量％、优选配混5～15质量％、更优选7～12质量％。小于3质量％时，存在于纤维表面的添加剂成分过少，因此不能确保高温下的带电维持率，若超过20质量％则添加剂的MFR高，因此难以纺丝，不能稳定地生产。
＜(b)抗氧化剂＞
本发明中，在带电性鞘芯结构纤维的鞘部含有选自由将酚系抗氧化剂和磷系抗氧化剂组合而成的抗氧化剂、或硫系抗氧化剂组成的组中的至少一种抗氧化剂0.5～3.0质量％。
作为抗氧化剂的第一组合，为酚系抗氧化剂和磷系抗氧化剂的组合。
作为酚系抗氧化剂，可列举出2,6-叔丁基苯酚、2-叔丁基-4-甲氧基苯酚、3-叔丁基-4-甲氧基苯酚、2,4-二甲基-6-叔丁基苯酚、2,6-二-叔丁基-对甲酚、2,6-二-叔丁基-4-乙基苯酚、正十八烷基-3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、甲基对苯二酚等单酚系抗氧化剂；2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、4,4’-硫代双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、4,4’-丁叉基双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、3,9-双[1,1-二甲基-2-[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基]乙基]2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷、2,2’-二羟基-3,3’-二(α-甲基环己基)-5,5’-二甲基二苯基甲烷等双酚系抗氧化剂；1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-叔丁基-4-羟基苄基)苯等三酚系抗氧化剂；四-[亚甲基-3-(3’,5’-二-叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸酯]甲烷、四-[亚乙基-3-(3’,5’-二-叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸酯]甲烷等四酚系抗氧化剂；D-α-生育酚、L-α-生育酚、D-β-生育酚、L-β-生育酚、D-γ-生育酚、L-γ-生育酚、D-δ-生育酚、L-δ-生育酚等生育酚类；D-α-三烯生育酚、L-α-三烯生育酚、D-β-三烯生育酚、L-β-三烯生育酚、D-γ-三烯生育酚、L-γ-三烯生育酚、D-δ-三烯生育酚、L-δ-三烯生育酚等三烯生育酚类等。
它们之中，四-[亚甲基-3-(3’,5’-二-叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸酯]甲烷由于与磷系抗氧化剂组合来使用时的效果优异而优选使用。
另外，本发明中，作为可以与酚系抗氧化剂组合来使用的磷系抗氧化剂，可列举出三苯基亚磷酸酯、二苯基异癸基亚磷酸酯、苯基二异癸基亚磷酸酯、4,4’-丁叉基-双(3-甲基-6-叔丁基苯基二(十三烷基))亚磷酸酯、环新戊烷四基双(十八烷基亚磷酸酯)、三(壬基苯基)亚磷酸酯、三(2,4-二-叔丁基苯基)亚磷酸酯、环新戊烷四基双(2,6-二-叔丁基-4-甲基苯基)亚磷酸酯、2,2-亚甲基双(4,6-二-叔丁基苯基)辛基亚磷酸酯等。
它们之中，三(2,4-二-叔丁基苯基)亚磷酸酯从高温下的带电效果的持续性的观点考虑，可以作为优选的抗氧化剂列举出。
将酚系抗氧化剂与磷系抗氧化剂组合来使用时的质量比率可以根据所使用的剂的种类适当变更，处于1:0.1～1:15的范围内、优选处于1:1～1:5的范围内。
进而，作为硫系抗氧化剂，可列举出二月桂基3,3’-硫代二丙酸酯、二肉豆蔻基3,3’-硫代二丙酸酯、二硬脂基3,3’-硫代二丙酸酯、1,1’-二硫代双十八烷、季戊四醇-四(3-月桂基硫代丙酸酯)等。
它们之中，1,1’-二硫代双十八烷从与聚烯烃的相容性的观点考虑优选。
本发明中，各抗氧化剂作为带电性鞘芯结构纤维的鞘部中的配混量需要含有0.5～3.0质量％、优选含有0.7质量％～2.0质量％。抗氧化剂，按纯度换算通常以0.1质量％以下(ppm级)的比率使用，但是本发明中含有0.5质量％以上的大量的抗氧化剂。若小于0.5质量％则带电维持率的绝对值不会升高。另一方面，若超过3质量％则配位于鞘成分表面的抗氧化剂的量增多，对带电性造成不良影响。
＜(c)上油剂＞
附着于本发明的带电性鞘芯结构纤维的鞘部表面的上油剂含有下述通式(I)所示的聚氧亚烷基烷基醚50质量％以上、相对于鞘芯结构纤维的总质量附着0.1～1.0质量％。
通式(I)
(式中，R1表示碳数10～30的饱和或不饱和的脂肪族烃基，R2表示氢原子或甲基，k为1～4的整数。)
作为上述通式(I)的聚氧亚烷基烷基醚，含有R1为月桂基、R2为氢、k为4的聚氧亚乙基的聚氧亚乙基(4)月桂基醚50质量％以上的上油剂，从对纤维的均匀附着性、带电性、带电持续性的观点考虑更优选。
本发明中，附着于鞘部表面的上油剂相对于鞘芯结构纤维的总质量，需要附着0.1～1.0质量％、优选0.2～0.8质量％、更优选0.3～0.7质量％。小于0.1质量％的情况下，将带电性鞘芯结构纤维梳理时产生静电、不能加工。
另一方面，若超过1.0质量％则油剂成分在纤维表面渗出，表现出驻极性能时的带电性变差。
使用作为优选油剂的上述聚氧亚乙基(4)月桂基醚时，特别是推荐上述附着量的范围。
本发明的带电性鞘芯结构纤维需要与纤维轴方向正交的截面具有鞘芯结构、鞘部覆盖芯部的整个表面，但是未必为同心的鞘芯结构，可以稍微偏心。另外，中央部可以为中空结构。对于带电性鞘芯结构纤维，将由能够纺丝为鞘芯结构的熔融纺丝机纺丝而成的未拉伸丝暂且牵引、或者直接引导到拉伸机，以规定的拉伸倍率拉伸，接着利用填塞箱等卷曲机，赋予规定的卷曲(crimp)。通常，上油剂在卷曲赋予工序的前后利用喷雾法或对油浴的浸渗法等赋予。
前述的赋予了本发明固有的上油剂的拉伸纤维通过干燥装置而去除上油剂的水分、然后切断为规定的纤维长度。
本发明的带电性鞘芯结构纤维以上油剂的附着量成为规定的值的方式通过油剂的赋予工序控制。
纤维长度由于纤维的开纤使用梳理以及与最终得到的非织造布的结构的关系而优选为3～120mm。另外，带电性鞘芯结构纤维的纤度由于与所要求的非织造布的结构的关系，而优选为0.5～10dtex。
另外，对本发明的带电性鞘芯结构纤维的卷曲数没有特别限制，利用气流成网法进行网片化的情况下，0～15个卷曲/25mm的范围由于网片的形成良好而优选。此时，若卷曲数远远超过15个卷曲/25mm则纤维之间的缠绕增大，纤维的开纤性降低，难以得到均匀质地的网片、进而非织造布。另外，卷曲形状可以使用前述的锯齿型的二维卷曲、螺旋型、欧姆型等的立体三维卷曲等中的任意形状。
本发明的带电性鞘芯结构纤维单独、或将该带电性鞘芯结构纤维和热粘接性纤维和/或其他纤维混合、利用干式非织造布加工法，可以提供非织造布。
作为前述干式非织造布加工法，通过选自由热粘合法、针刺法、水刺法、化学粘合法和气流成网法组成的组中的任意一种，可以得到非织造布，可以为任意一种非织造布。对所得到的该非织造布进行驻极处理，可以用于车载用空气过滤器、家具、地板等的扫除用擦拭物、空调、空调设备中使用的空气过滤器、口罩等。
另外，前述热粘接性纤维为将低熔点成分作为鞘成分的鞘芯结构纤维，该鞘成分为聚乙烯系树脂的纤维和本发明的带电性鞘芯结构纤维混合而成的非织造布通过比较低的温度下的热粘，可以确保非织造布的机械强度，从驻极性和加工热能成本的观点考虑优选。
本发明中，提供将带电性鞘芯结构纤维、和选自其他纤维、非织造布、薄膜、浆板、编织物和机织物中的至少一种组合得到的复合化非织造布。
为了进行组合而得到复合非织造布，只要适当利用前述的干式非织造布加工法、或者层叠粘接即可。作为复合化非织造布，例如通过与网状物层叠，使非织造布具有机械强度和刚性，能够实现过滤器加工时的褶裥加工，也可以保持过滤器其自身的强度。
前述非织造布或复合非织造布，根据用途例如作为实施了人字加工、褶裥加工等的非织造布加工品提供。
前述非织造布加工品若通过进行在纤维不会熔融的程度的加热气氛下提供电荷的热驻极法、利用电晕放电提供电荷的电晕放电法等驻极处理，使非织造布带电荷，而对非织造布提供捕集功能等特性即可。关于驻极处理法，没有特别限定。
可以提供前述非织造布加工品为空气过滤器、擦拭物和口罩中的任意种的非织造布加工品。
可以提供前述空气过滤器为车载用空气过滤器的非织造布加工品。本发明的带电性鞘芯结构纤维由于将聚丙烯系树脂作为主体，因此含有其的非织造布具有可以应对作为车载用过滤器要求的夏季的高温时的80℃的耐热性，与高的驻极性互相结合，可以合适地用作车载用空气过滤器。
本发明也提供包括对前述非织造布或复合化非织造布进行驻极处理的工序的非织造布加工品的制造方法。
作为驻极处理，若通过进行在纤维不会熔融的程度的加热气氛下提供电荷的热驻极法、利用电晕放电提供电荷的电晕放电法等驻极处理，使非织造布带电荷，而对非织造布提供捕集功能等特性即可。
实施例
接着通过实施例对本发明进行更详细说明，但是本发明不被这些例子任何限定。需要说明的是，以下汇总示出实施例、比较例中所示的物性值的测定法。
·单丝纤度：根据JIS-L-1015测定。
·单位面积重量：称量将非织造布切割为50cm见方而成的成形体整体的重量，以单位面积的重量(g/m2)表示。
·上油剂附着量(％)：使用迅速残脂提取装置(东海计器制：R-II型)，对于经过干燥的纤维2g，利用乙醇和甲醇的重量混合率为2:1的溶剂10毫升提取附着油剂2次，测定提取油剂量。
·非织造布的带电量：对非织造布在110℃的气氛下施加10kV的直流电压进行驻极化处理，制作驻极非织造布，测定之后不久的带电量。另外，在90℃下加热处理2小时后、保管于20℃·湿度65％的恒温室、5秒后、10秒后、60秒后、180秒后、300秒后、600秒后的带电量利用SHISHIDO ELECTROSTATIC,LTD.制静电电位测定器STATIRON-DZ4测定，算出对于初始的带电量的维持率。
·非织造布加工：通过梳理机将实施例、比较例的原棉开纤，利用针刺机实施80根/cm2的针刺，从而得到非织造布。
实施例1
作为鞘部和芯部的聚丙烯系树脂，使用均聚聚丙烯[Prime Polymer Co.,Ltd.制、RS1238A(230℃、2.16kg载荷时的熔体流动速率(MFR)为40g/10分钟、熔点160℃)]，鞘部与芯部的质量比设为50/50质量份，准备鞘侧的原料。
(鞘侧原料的准备)
将作为(a)羧酸酐改性聚烯烃的马来酸酐改性聚丙烯(三洋化成工业株式会社制、Umex 1001、马来酸酐含量1.7质量％、230℃/2.16kg的MFR：1550g/10分钟、熔点142℃)10质量％、作为(b)抗氧化剂的主原料设为均聚聚丙烯[Prime Polymer Co.,Ltd.制、RS1238A]、含有硫系抗氧化剂5质量％的均聚聚丙烯系母料(TOKYO PRINTING INK MFG.CO.,LTD.制、“PPM A0-141”)20质量％配混，使抗氧化剂的含量为整体的1质量％，70质量％为前述均聚聚丙烯，将这些鞘成分原料利用混合机混合。
(带电性鞘芯结构纤维的纺丝)
接着，将芯部的原料和鞘部的原料供给到各熔融挤出机，使用鞘芯复合纺丝喷嘴，在纺丝温度280℃下，利用在纺丝喷嘴头部设置的熔融树脂齿轮泵计量为规定质量的喷出树脂量的同时，以纺丝(牵引)速度530m/分钟纺丝，得到鞘与芯的质量比(鞘/芯比)为50/50、单丝纤度为5.5dtex的未拉伸带电性鞘芯结构纤维集合而成的未拉伸纤维丝束。
(拉伸)
接着，将所得到的未拉伸纤维丝束引导到具备表面速度不同的3段辊(G1、G2、G3)、在各辊之间具备加热拉伸槽的拉伸设备，在第1拉伸辊(G1)＝33.3m/分钟、第1拉伸槽温度＝114℃(水蒸气)、第2拉伸辊(G2)速度＝95.2m/分钟、第2拉伸槽温度＝114℃(水蒸气)、第3拉伸辊(G3)速度＝100m/分钟、且第1拉伸倍率(G2/G1速度比)＝3.0倍、第2拉伸倍率(G3/G2速度比)＝1.05倍、总拉伸倍率(G3/G1速度比)＝3.0倍的条件下进行2阶段拉伸。
(卷曲赋予、(c)上油剂附着)
在拉伸之后，通过填塞箱赋予卷曲数6个/cm的卷曲，接着作为(c)上油剂，以干燥后的目标附着量为0.4质量％的方式，附着将含有聚氧亚乙基(4)月桂基醚50质量％以上作为主要成分的油剂(花王公司制“EMULGEN 104P”)利用水稀释而成的调制上油剂，进行加热干燥处理，制作纤度2.2dTex、长度51mm的带电性鞘芯结构纤维。
接着，使用该附着有上油剂0.4质量％的带电性鞘芯结构纤维(原棉)，利用梳理机开纤，利用针刺机以针刺密度80根/cm2进行针刺，得到单位面积重量50g/m2的非织造布。
(驻极非织造布的制作)
对上述非织造布在110℃的气氛下施加10kV的直流电压进行驻极化处理，制作驻极非织造布。确认了该驻极非织造布的带电性、带电维持率良好。
带电性鞘芯结构纤维的原料构成、利用带电性鞘芯结构纤维形成的原棉和非织造布的物性、上油剂附着量、非织造布的驻极性能的评价结果汇总示于表1。
实施例2
在实施例1中，将作为鞘侧原料的(b)抗氧化剂的主原料设为均聚聚丙烯[PrimePolymer Co.,Ltd.制、RS1238A]、以1:1质量比含有酚系抗氧化剂和磷系抗氧化剂(BASF公司制、商品名：Irgafos 168[三(2,4-二-叔丁基苯基亚磷酸酯])总计5质量％的均聚聚丙烯系母料(TOKYO PRINTING INK MFG.CO.,LTD.制、“PPM A0-135”)20质量％配混于鞘成分，除此之外与实施例1同样地得到带电性鞘芯结构纤维、非织造布、驻极非织造布。各种条件、评价结果如表1所示。
比较例1
在实施例1中，作为(c)上油剂，附着作为阴离子系表面活性剂的烷基磷酸酯盐0.4质量％，除此之外与实施例1同样地得到带电性鞘芯结构纤维、非织造布、驻极非织造布。各种条件、评价结果如表1所示。
比较例2
在实施例2中，作为上油剂，与比较例1同样地附着烷基磷酸酯盐0.4质量％，除此之外与实施例2同样地得到带电性鞘芯结构纤维、非织造布、驻极非织造布。各种条件、评价结果如表1所示。
比较例3
在实施例1中，在鞘侧原料中不配混(a)马来酸酐改性聚丙烯，前述均聚聚丙烯设为80质量％，除此之外与实施例1同样地得到带电性鞘芯结构纤维、非织造布、驻极非织造布。各种条件、评价结果如表1所示。
比较例4
在实施例2中，在鞘侧原料中不配混(a)马来酸酐改性聚丙烯，前述均聚聚丙烯设为80质量％，除此之外与实施例2同样地得到带电性鞘芯结构纤维、非织造布、驻极非织造布。各种条件、评价结果如表1所示。
比较例5
在实施例1中，鞘侧原料不使用(b)抗氧化剂，前述均聚聚丙烯设为90质量％，除此之外与实施例1同样地得到带电性鞘芯结构纤维、非织造布、驻极非织造布。各种条件、评价结果如表1所示。
比较例6
在实施例1中，鞘侧原料不使用(b)抗氧化剂，(c)上油剂附着作为阴离子系表面活性剂的烷基磷酸酯盐0.4质量％，前述均聚聚丙烯设为90质量％，除此之外与实施例1同样地得到带电性鞘芯结构纤维、非织造布、驻极非织造布。各种条件、评价结果如表2所示。
比较例7
在实施例1中，在鞘侧原料中不配混(a)马来酸酐改性聚丙烯，(c)上油剂附着作为阴离子系表面活性剂的烷基磷酸酯盐0.4质量％，前述均聚聚丙烯设为80质量％，除此之外与实施例1同样地得到带电性鞘芯结构纤维、非织造布、驻极非织造布。各种条件、评价结果如表2所示。
比较例8
在实施例2中，在鞘侧原料中不配混(a)马来酸酐改性聚丙烯，(c)上油剂附着作为阴离子系表面活性剂的烷基磷酸酯盐0.4质量％，前述均聚聚丙烯设为80质量％，除此之外与实施例2同样地得到带电性鞘芯结构纤维、非织造布、驻极非织造布。各种条件、评价结果如表2所示。
比较例9
在实施例1及实施例2中，鞘侧原料不使用(a)马来酸酐改性聚丙烯和(b)抗氧化剂，仅(c)上油剂相同，附着聚氧亚乙基(4)月桂基醚0.4质量％，前述均聚聚丙烯设为100质量％，除此之外与实施例1、2同样地得到带电性鞘芯结构纤维、非织造布、驻极非织造布。各种条件、评价结果如表2所示。
比较例10
在实施例1、2中，在鞘侧原料中不配混(a)马来酸酐改性聚丙烯和(b)抗氧化剂，附着烷基磷酸酯盐0.4质量％，前述均聚聚丙烯设为100质量％，除此之外与实施例1、2同样地得到带电性鞘芯结构纤维、非织造布、驻极非织造布。各种条件、评价结果如表2所示。
比较例11
在实施例1中，作为鞘侧原料，使用高密度聚乙烯[KEIYO POLYETHYLENE公司制、S6932、MFR＝20g/10分钟、熔点130℃]，并且不配混(a)马来酸酐改性聚丙烯和(b)抗氧化剂，前述高密度聚乙烯设为100质量％，除此之外使用相同的(c)上油剂得到带电性鞘芯结构纤维、非织造布、驻极非织造布。各种条件、评价结果如表2所示。
[表1]
[表2]
由表1的结果可以确认，本发明的实施例1、2中，带电后在90℃下加热2小时后，恒温室保管5秒后的带电维持率对于实施例1而言为94.8％、对于实施例2而言为91.4％，即使恒温室保管600秒后，带电保持率对于实施例1而言也为75.4％、对于实施例2而言也为69.4％，处于作为要求耐热性的车载用驻极过滤器可以实用的范围内。
另一方面，比较例1、2中，(c)上油剂使用作为阴离子系表面活性剂的烷基磷酸酯盐，带电后在90℃下加热2小时后，恒温室保管5秒后的带电维持率对于比较例1而言为5.8％、对于比较例2而言为18.8％，此后的带电衰减率也显著。使用相同的烷基磷酸酯盐作为上油剂、不含有(b)抗氧化剂的比较例6、不含有(a)马来酸酐改性聚烯烃的比较例7也为同样的倾向。
另外，比较例3为在实施例1中、不使用(a)的改性剂的情况，比较例4为在实施例2中不使用(a)的改性剂的情况，带电后在90℃下加热2小时后，恒温室保管5秒后的带电维持率对于比较例3而言为5.1％、对于比较例4而言为12.3％，此后的带电衰减率也显著。
不使用(b)抗氧化剂的比较例5中，与实施例1、2相比存在带电维持率降低的倾向。即，在90℃下加热2小时，直接放置于经过调湿的房间(温度20℃·湿度65％)10分钟时，对于实施例而言维持69％以上的带电率，与此相对地，不使用抗氧化剂的情况下为60％以下。
另外，(c)上油剂中，不含有特定的聚氧亚乙基烷基醚50质量％以上作为主要成分、以烷基磷酸酯盐作为主要成分、并且与实施例1、2相比不含有(b)抗氧化剂的比较例6、与实施例1相比不含有(a)改性剂的比较例7、与实施例2相比不含有(a)改性剂的比较例8、进而不含有(a)改性剂和(b)抗氧化剂的比较例10，在90℃下加热2小时后的带电维持率和10分钟后(600秒后)的带电维持率与实施例相比都极差。
进而，作为鞘侧原料、使用了熔点为130℃的高密度聚乙烯的比较例11中，在90℃下处理2小时后，恒温室保管5秒后的带电维持率为70.2％，与实施例相比低20％以上，10分钟后的带电维持率也为低20％左右的值，在作为车载用过滤器的用途存在耐热上的问题。
产业上的可利用性
本发明的带电性鞘芯结构纤维作为要求耐热性和高驻极性的车载过滤器等的构成纤维可以有效地利用。即，经过该带电性鞘芯结构纤维的网片、形成非织造布或复合非织造布、进行驻极化处理，可以用作非织造布加工品。进行驻极处理时，不经过上油剂的洗涤工序就可以充分带电，因此可以抑制制造成本、而利用于要求集尘效果的空气过滤器、擦拭物、车载用过滤器等非织造布加工品。另外，可以利用于非织造布加工品的制造方法。

Claims (14)

1.一种带电性鞘芯结构纤维，其特征在于，其为在鞘部和芯部中将聚丙烯系树脂作为主体树脂、且鞘部与芯部的质量比为70/30～30/70的鞘芯结构纤维，
在所述鞘部含有：
(a)羧酸酐改性聚烯烃3～20质量％；以及
(b)选自由将酚系抗氧化剂和磷系抗氧化剂组合而成的抗氧化剂、或硫系抗氧化剂组成的组中的至少一种抗氧化剂0.5～3.0质量％，并且
在鞘部的外周表面，作为(c)上油剂，附着有相对于所述鞘芯结构纤维的总质量为0.1～1.0质量％的油剂，所述油剂含有50质量％以上的通式(I)所示的聚氧亚烷基烷基醚，
通式(I)
通式(I)中，R1表示碳数10～30的饱和或不饱和的脂肪族烃基，R2表示氢原子或甲基，k为1～4的整数。
2.根据权利要求1所述的带电性鞘芯结构纤维，其中，所述上油剂为通式(I)中的k为4的聚氧亚乙基(4)月桂基醚。
3.根据权利要求1或2所述的带电性鞘芯结构纤维，其中，磷系抗氧化剂为三(2,4-二-叔丁基苯基)亚磷酸酯。
4.根据权利要求1或2所述的带电性鞘芯结构纤维，其中，聚丙烯系树脂为均聚聚丙烯，(a)羧酸酐改性聚烯烃为马来酸酐改性聚丙烯。
5.根据权利要求1或2所述的带电性鞘芯结构纤维，其中，纤维长度为3～120mm，纤度为0.5～10dtex。
6.一种非织造布，其为单独使用权利要求1～5中任一项所述的带电性鞘芯结构纤维通过干式非织造布加工法得到的，或者为将该带电性鞘芯结构纤维、与热粘接性纤维和/或其他纤维混合并通过干式非织造布加工法得到的。
7.根据权利要求6所述的非织造布，其中，所述干式非织造布加工法为选自由热粘合法、针刺法、水刺法、化学粘合法和气流成网法组成的组中的任一种。
8.根据权利要求6或7所述的非织造布，其中，所述热粘接性纤维为将低熔点成分作为鞘成分的鞘芯结构纤维，该鞘成分为聚乙烯系树脂。
9.一种复合化非织造布，其为将权利要求1～5中任一项所述的带电性鞘芯结构纤维与选自其他纤维、非织造布、薄膜、浆板、编织物及机织物中的至少一种组合而得到的。
10.一种非织造布加工品，其使用了权利要求6～8中任一项所述的非织造布或权利要求9所述的复合化非织造布。
11.根据权利要求10所述的非织造布加工品，其中，对所述非织造布加工品进行了驻极处理。
12.根据权利要求11所述的非织造布加工品，其中，非织造布加工品为空气过滤器、擦拭物和口罩中的一种或多种。
13.根据权利要求12所述的非织造布加工品，其中，空气过滤器为车载用空气过滤器。
14.一种非织造布加工品的制造方法，其包括对权利要求6～8中任一项所述的非织造布或权利要求9所述的复合化非织造布进行驻极处理的工序。
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