CN116829773A - 具有高粘接力的聚酯粘合剂纤维 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够制造高强度的纤维结构体的聚酯粘合剂纤维。对于上述聚酯粘合剂纤维而言,在通过差示扫描量热测定(DSC)得到的升温过程的DSC曲线中,根据熔化吸热量ΔHm与结晶放热量ΔHc之差计算出的ΔH可以为30J/g以下。另外,对于上述聚酯粘合剂纤维而言,在根据通过脉冲核磁共振(NMR)测定得到的140℃下的自旋‑自旋弛豫时间T2计算出的结晶成分比(a1)、约束非晶成分比(a2)及非晶成分比(a3)中,结晶成分比(a1)与约束非晶成分比(a2)及非晶成分比(a3)的合计之比(a1:(a2+a3))可以为98.0:2.0~50.0:50.0的范围。
Description
相关申请
本申请主张2021年1月18日在日本提出申请的日本特愿2021-005731的优先权,通过参照引用其全部内容作为本申请的一部分。
技术领域
本发明涉及抑制结晶成分的形成、提高了粘合剂成分的比例的聚酯粘合剂纤维。
背景技术
一直以来,作为粘合剂纤维,一般使用聚乙烯醇类纤维、聚烯烃类纤维。近年来,从机械特性、电特性、耐热性、尺寸稳定性、疏水性等优异的物性及成本优势的方面考虑,在聚酯类树脂中混合有改性树脂的聚酯粘合剂纤维备受关注。
例如,在专利文献1(国际公开第2015/152082号)中公开了包含聚甲基丙烯酸甲酯等聚合物0.1~5.0质量%和聚酯的聚酯粘合剂纤维。
另外,在专利文献2(国际公开第2018/123986号)中公开了包含非晶性聚醚酰亚胺聚合物0.1~5.0质量%和聚酯的聚酯粘合剂纤维。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2015/152082号
专利文献2:国际公开第2018/123986号
发明内容
发明所要解决的问题
这样,在专利文献1及2中,通过相对于聚酯树脂掺混其它树脂作为改性成分,从而改变聚酯类树脂的性质,进行了聚酯粘合剂纤维的粘接力的改良。另一方面,如果能够不掺混改性成分而由在主体纤维中使用的通用的聚酯类树脂直接得到聚酯粘合剂纤维,就能够不受改性成分约束地得到聚酯粘合剂纤维。
因此,本发明的目的在于提供即使在利用了通用的聚酯类树脂的情况下也能够制造高强度的纤维结构体的聚酯粘合剂纤维。
解决问题的方法
本发明的发明人等为了实现上述目的而进行了深入研究,结果发现,即使在使用了未掺混改性成分的聚酯类树脂的情况下,控制纺丝条件并将纤维中的结晶成分比抑制为特定的范围的聚酯粘合剂纤维也在纤维中保持了可结晶的非晶成分,能够提高对粘接有贡献的粘合剂成分量,因此,能够提高粘接性,通过使用这样的聚酯粘合剂纤维,能够制造高强度的纤维结构体,从而完成了本发明。
即,本发明可以由以下的方式构成。
〔方式1〕
一种聚酯粘合剂纤维,在通过差示扫描量热测定(DSC)而得到的上述聚酯粘合剂纤维的升温过程的DSC曲线中,根据下述式(1)计算出的ΔH为30J/g以下(优选为25J/g以下、更优选为20J/g以下、进一步优选为17J/g以下),
ΔH=ΔHm-ΔHc (1)
式中,ΔHm为熔化吸热量(J/g),ΔHc为结晶放热量(J/g)。
〔方式2〕
一种聚酯粘合剂纤维,在将通过脉冲核磁共振(NMR)测定而得到的上述聚酯粘合剂纤维在140℃下的自旋-自旋弛豫时间T2的自由感应衰减(FID)信号拟合于下述式(2)的情况下计算出的结晶成分比(a1)、约束非晶成分比(a2)及非晶成分比(a3)中,结晶成分比(a1)与约束非晶成分比(a2)及非晶成分比(a3)的合计之比(a1:(a2+a3))为98.0:2.0~50.0:50.0(优选为97.0:3.0~60.0:40.0、更优选为96.0:4.0~62.5:37.5、进一步优选为90.0:10.0~65.0:35.0、进一步更优选为87.0:13.0~67.5:32.5、特别优选为85.0:15.0~70.0:30.0)的范围,
M(t)=a1exp(-0.5(t/t1)2)+a2exp(-(1/W)(t/t2)W)+a3exp(t/t3) (2)
式中,a1为结晶成分比,a2为约束非晶成分比,a3为非晶成分比,t1为结晶成分的弛豫时间,t2为约束非晶成分的弛豫时间,t3为非晶成分的弛豫时间,W为韦布尔模数(Weibullmodulus)。
〔方式3〕
根据方式2所述的聚酯粘合剂纤维,其中,
上述约束非晶成分的弛豫时间t2及上述非晶成分的弛豫时间t3的合计为0.26~1.0ms(优选为0.28~0.80ms、更优选为0.30~0.60ms、进一步优选为0.32~0.55ms、进一步更优选为0.40~0.50ms)。
〔方式4〕
根据方式1~3中的任一方式所述的聚酯粘合剂纤维,其为未拉伸纤维。
〔方式5〕
根据方式1~4中的任一方式所述的聚酯粘合剂纤维,其结晶温度为100~250℃(优选为105~220℃、更优选为105~200℃)。
〔方式6〕
根据方式1~5中的任一方式所述的聚酯粘合剂纤维,其包含聚对苯二甲酸乙二醇酯。
〔方式7〕
根据方式1~6中的任一方式所述的聚酯粘合剂纤维,其特性粘度为0.4~1.1dL/g(优选为0.4~1.0dL/g、更优选为0.4~0.9dL/g、进一步优选为0.4~0.8dL/g)。
〔方式8〕
根据方式1~7中的任一方式所述的聚酯粘合剂纤维,其单纤维纤度为0.01~10dtex(优选为0.01~5.0dtex、更优选为0.01~2.0dtex)。
〔方式9〕
根据方式1~8中的任一方式所述的聚酯粘合剂纤维,其纤维长度为0.5~50mm(优选为1~25mm、更优选为2~15mm)。
〔方式10〕
一种纤维结构体,其至少包含方式1~9中的任一方式所述的聚酯粘合剂纤维和主体纤维,所述纤维结构体是上述聚酯粘合剂纤维将上述主体纤维接合而成的。
〔方式11〕
根据方式10所述的纤维结构体,其中,
上述主体纤维包含不具有结晶温度的聚酯纤维。
需要说明的是,权利要求书和/或说明书中公开的至少2个构成要素的任意组合均包含于本发明。特别是权利要求书中记载的2个以上权利要求的任意组合也包含于本发明。
发明的效果
根据本发明的聚酯粘合剂纤维,能够以高粘接力将主体纤维接合,能够制造高强度的纤维结构体。
具体实施方式
(聚酯粘合剂纤维)
对于本发明的第一方式的聚酯粘合剂纤维而言,在通过差示扫描量热测定(DSC)得到的升温过程的DSC曲线中,根据下述式(1)计算出的ΔH可以为30J/g以下,
ΔH=ΔHm-ΔHc (1)
式中,ΔHm为熔化吸热量(J/g),ΔHc为结晶放热量(J/g)。
ΔHc是DSC曲线的结晶峰的热量的绝对值,表示在DSC测定中的升温过程中随着结晶而放出的热量。ΔHm是DSC曲线的熔化峰的热量的绝对值,表示将供于DSC测定的聚酯粘合剂纤维所具有的结晶及升温过程中产生的结晶熔化所需的热量。即,由它们之差(ΔHm-ΔHc)所表示的ΔH表示将供于DSC测定的聚酯粘合剂纤维所具有的结晶熔化所需的热量。需要说明的是,聚酯粘合剂纤维的上述热量是通过后述的实施例中记载的方法测得的值。
对于ΔH为特定范围的聚酯粘合剂纤维而言,由于DSC测定的升温过程时新发生结晶所需的热量ΔHc、与将在聚酯粘合剂纤维中已经存在的结晶及在上述升温过程中新产生的结晶熔化所需的热量ΔHm之差小,因此,在聚酯粘合剂纤维中存在的结晶的量减少,非晶成分的比例增加。可以认为,对于这样的聚酯粘合剂纤维而言,通过将聚酯类树脂的非晶成分加热至超过玻璃化转变温度且结晶温度以上的温度,能够增大分子的运动性,提高与主体纤维的润湿性,并且在冷却时能够在与主体纤维润湿的状态下直接结晶化,因此,作为发挥高粘接性的成分而发挥功能。
本发明的第一方式的聚酯粘合剂纤维的ΔH可以优选为25J/g以下、更优选为20J/g以下、进一步优选为17J/g以下。从具有纤维结构体的制造工序所需的聚酯粘合剂纤维的强度的观点考虑,ΔH的下限例如可以为1J/g以上,可以优选为3J/g以上、更优选为5J/g以上。
另外,从提高热粘接性的观点考虑,本发明的第一方式的聚酯粘合剂纤维的熔化吸热量ΔHm可以为20~60J/g,可以优选为25~55J/g、更优选为30~50J/g、进一步优选为30~45J/g。
对于本发明的第二方式的聚酯粘合剂纤维而言,在将通过脉冲核磁共振(NMR)测定得到的140℃下的自旋-自旋弛豫时间T2的自由感应衰减(FID)信号拟合于下述式(2)的情况下计算出的结晶成分比(a1)、约束非晶成分比(a2)及非晶成分比(a3)中,结晶成分比(a1)与约束非晶成分比(a2)及非晶成分比(a3)的合计之比(a1:(a2+a3))可以为98.0:2.0~50.0:50.0的范围。
M(t)=a1exp(-0.5(t/t1)2)+a2exp(-(1/W)(t/t2)W)+a3exp(t/t3) (2)
式中,a1为结晶成分比,a2为约束非晶成分比,a3为非晶成分比,t1为结晶成分的弛豫时间,t2为约束非晶成分的弛豫时间,t3为非晶成分的弛豫时间,W为韦布尔模数。
脉冲NMR是能够检测对脉冲的响应信号(自由感应衰减(FID)信号)、测定与分子运动性相关的1H核的弛豫时间的分析方法,运动性根据成分而产生差别时,可以通过将各运动成分分离而计算出各自的弛豫时间和存在比例。在本发明中发现,通过将关于聚酯粘合剂纤维的自旋-自旋弛豫时间T2的FID信号拟合于特定的式子,从而能够将结晶成分、约束非晶成分及非晶成分这三种成分分离而进行评价。而且,如上所述,可以认为聚酯类树脂的非晶成分作为发挥高粘接强度的成分而起到作用,因此,对于结晶成分比(a1)与约束非晶成分比(a2)及非晶成分比(a3)的合计之比(a1:(a2+a3))为特定范围的聚酯粘合剂纤维而言,由于非晶成分比较多,因此能够以高粘接力将主体纤维接合。
对于本发明的第二方式的聚酯粘合剂纤维而言,从提高粘接力的观点考虑,结晶成分比(a1)与约束非晶成分比(a2)及非晶成分比(a3)的合计之比(a1:(a2+a3))可以优选为97.0:3.0~60.0:40.0、更优选为96.0:4.0~62.5:37.5、进一步优选为90.0:10.0~65.0:35.0、进一步更优选为87.0:13.0~67.5:32.5、特别优选为85.0:15.0~70.0:30.0的范围。需要说明的是,聚酯粘合剂纤维的各成分的成分比及弛豫时间是通过后述的实施例中记载的方法测得的值。
另外,对于本发明的第二方式的聚酯粘合剂纤维而言,从基于非晶成分的运动性的润湿性提高的观点考虑,约束非晶成分的弛豫时间t2及非晶成分的弛豫时间t3的合计可以为0.26~1.0ms,可以优选为0.28~0.80ms、更优选为0.30~0.60ms、进一步优选为0.32~0.55ms、进一步更优选为0.40~0.50ms。
本发明的聚酯粘合剂纤维由聚酯类树脂构成。在本发明中,聚酯类树脂是二羧酸与二醇的缩聚物,作为二羧酸,例如可举出:对苯二甲酸、间苯二甲酸、2,6-萘二羧酸、4,4’-联苯二羧酸等芳香族二羧酸、壬二酸、癸二酸等脂肪族二羧酸等,作为二醇,例如可举出乙二醇、二乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、聚乙二醇、聚四亚甲基二醇等脂肪族二醇、双酚A或双酚S的环氧乙烷加成物等芳香族二醇、环己烷二甲醇等脂环族二醇等。
作为构成本发明的聚酯粘合剂纤维的聚酯类树脂,优选为以芳香族二羧酸作为主要二羧酸成分的聚酯类树脂,例如可举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯等。这些聚酯类树脂可以是共聚有其它二醇、间苯二甲酸等其它二羧酸作为第3成分的共聚物。其中,更优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
在不损害本发明效果的范围内,本发明的聚酯粘合剂纤维可以包含聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚醚酰亚胺等热塑性树脂,从能够防止会因树脂混合而产生的不均匀性、稳定地得到纤维、以及得到品质稳定性高的纤维的观点考虑,构成粘合剂纤维的树脂优选仅为聚酯类树脂。另外,根据需要,可以在本发明的聚酯粘合剂纤维中包含消光剂、热稳定剂、紫外线吸收剂、抗静电剂、末端终止剂、荧光增白剂等。
构成本发明的聚酯粘合剂纤维的树脂成分可以含有聚酯类树脂95质量%以上,可以优选含有99质量%以上、更优选含有99.95质量%以上,可以进一步优选含有100质量%。这里,可以将在聚酯类树脂的合成工序、聚酯粘合剂纤维的制造工序等中不可避免地混入的杂质视为聚酯类树脂的一部分。
从提高纤维物性的观点考虑,本发明的聚酯粘合剂纤维的特性粘度可以为0.4~1.1dL/g,可以优选为0.4~1.0dL/g、更优选为0.4~0.9dL/g、进一步优选为0.4~0.8dL/g。
本发明的聚酯粘合剂纤维只要具有通过DSC测定得到的特定的ΔH、和/或通过脉冲NMR测定得到的结晶成分比(a1)、约束非晶成分比(a2)及非晶成分比(a3)的特定比例即可,从进一步抑制结晶化、增加作为粘合剂而发挥功能的成分的观点考虑,优选为未拉伸纤维。
从提高纤维结构体的制造工序通过性及得到的纤维结构体的物性的观点考虑,本发明的聚酯粘合剂纤维的结晶温度可以为100~250℃,可以优选为105~220℃、更优选为105~200℃。在本说明书中,结晶温度是指,在通过DSC测定得到的升温过程的DSC曲线中观测到的结晶峰的峰值温度。具体而言,聚酯粘合剂纤维的结晶温度是通过后述的实施例中记载的方法测得的值。
从提高纤维结构体的制造工序通过性及得到的纤维结构体的物性的观点考虑,本发明的聚酯粘合剂纤维的单纤维纤度可以为0.01~10dtex,可以优选为0.01~5.0dtex、更优选为0.01~2.0dtex。在干式无纺布的制造(例如,使用梳棉机等进行抱合的方法)中,如果纤度过细,则容易发生断丝,因此,在干式无纺布的制造中使用的聚酯粘合剂纤维的单纤维纤度优选为0.1~10dtex。另外,在湿式无纺布的制造(例如,通过水使纤维分散而进行抄纸的方法)中,未进行纤维的机械性抱合,与干式无纺布的制造相比,不易发生断丝,因此,在湿式无纺布的制造中使用的聚酯粘合剂纤维的单纤维纤度优选为0.01~10dtex。另外,在编织布的制造中使用的聚酯粘合剂纤维的单纤维纤度优选为0.1~10dtex。
本发明的聚酯粘合剂纤维根据纤维结构体的种类等可以为短纤维,例如,纤维长度可以为0.5~50mm,可以优选为1~25mm、更优选为2~15mm。在制造作为湿式无纺布的一例的纸的情况下,从提高制造工序通过性及得到的纸的强度等物性的观点考虑,优选为上述范围的纤维长度。另外,在使用梳棉机等的干式无纺布的制造中,由于需要使由纤维构成的网在行进方向不切断地连续通过生产线,因此,干式无纺布的制造中使用的聚酯粘合剂纤维的纤维长度优选为10~50mm,可以更优选为15~50mm、进一步优选为20~50mm。另外,还可以将其它纤维(例如,在DSC曲线中不具有结晶峰的聚酯纤维)与聚酯粘合剂纤维混纺而制成编织布,然后进行加热。编织布的制造中使用的聚酯粘合剂纤维的纤维长度优选为0.5~50mm。
本发明的聚酯粘合剂纤维的制造方法包括:将包含聚酯类树脂的树脂材料进行熔融纺丝的纺丝工序,在上述纺丝工序中,通过将熔融树脂从喷嘴的喷出孔喷出而成为丝条并对该丝条进行抽取,从而可以得到纤维。
在本发明中,通过进行控制,使得刚喷出后的聚酯类树脂不会快速冷却,从而能够抑制纤维中的聚酯类树脂的结晶化。具体而言,从喷嘴的喷出孔喷出的熔融树脂被快速冷却而成为丝条物,对该丝条物(丝条)施加用于抽取的伸长应力,与冷却一起进行取向结晶化。因此,通过在从喷嘴喷出后进行冷却时,以不会快速冷却的方式尽可能减小从喷出孔至喷嘴下30cm的位置处的丝条的温度变化,从而能够减小对丝条施加的应力,抑制聚酯类树脂的取向结晶化,得到以特定的范围抑制了结晶成分比的聚酯粘合剂纤维。
在将喷嘴的喷出孔的熔融聚酯的温度设为T℃的情况下,在铅直方向上喷嘴下30cm的位置的丝条的温度例如可以为(T-165)℃以上且T℃以下,可以优选为(T-160)℃以上且(T-20)℃以下、更优选为(T-145)℃以上且(T-40)℃以下、进一步优选为(T-140)℃以上且(T-60)℃以下。
作为减小从喷出至喷嘴下30cm的位置的丝条的温度变化的方法,例如可举出调整喷嘴的温度、喷嘴直径、喷出量、抽取速度、冷却风的风速、温度等的方法。虽然根据树脂材料中包含的聚酯类树脂的切片粘度(特性粘度)、熔点、期望的纤度等而不同,但例如通过降低冷却风的风速(例如,以0.1~2.5m/s的范围调整风速)、或者提高冷却风的温度(例如,以15~40℃的范围调整温度),能够使丝条的冷却更缓慢。在本发明中,为了工序稳定性,优选不在喷嘴正下方设置加热区域而进行冷却,在此基础上,如上所述地使冷却更缓慢而进行凝固,形成丝状物。
树脂材料中包含的聚酯类树脂可以使用上述的聚酯类树脂。从提高纺丝性及得到的纤维的物性的观点考虑,聚酯类树脂的切片粘度(特性粘度)可以为0.4~1.1dL/g,可以优选为0.4~1.0dL/g、更优选为0.4~0.9dL/g、进一步优选为0.4~0.8dL/g。需要说明的是,切片粘度(特性粘度)是通过后述的实施例中记载的方法测得的值。
在本发明的聚酯粘合剂纤维的制造方法中,从提高生产性及抑制取向结晶化的观点考虑,纺丝速度(抽取速度)可以为500~3000m/min,可以优选为600~2000m/min、更优选为800~1500m/min。
在本发明的聚酯粘合剂纤维的制造方法中,只要能够得到以特定的范围抑制了结晶成分比的聚酯粘合剂纤维,就可以包括对通过纺丝工序得到的纤维进行拉伸的拉伸工序,但一般而言,由此在拉伸工序中会进行结晶化,因此优选不具备拉伸工序。
(纤维结构体)
本发明的聚酯粘合剂纤维可以用于将主体纤维接合而制作纤维结构体。纤维结构体只要至少包含聚酯粘合剂纤维和主体纤维即可,其形态没有限定,可举出无纺布、织物、编物等各种布类,优选为无纺布。作为主体纤维,可举出聚酯主体纤维,可以包含聚酯主体纤维和其它主体纤维。例如,在制造湿式无纺布的情况下,可以包含浆粕、其它造纸用主体纤维等。这里,在本发明中,聚酯主体纤维是非晶成分通过拉伸而结晶化的聚酯纤维(拉伸聚酯纤维),是指不具有结晶温度的聚酯纤维、即已经实质上不会新结晶化的聚酯纤维。因此,聚酯主体纤维在通过差示扫描量热测定(DSC)得到的升温过程的DSC曲线中观测不到结晶峰。
从提高粘接力而得到高强度的纤维结构体的观点考虑,聚酯主体纤维可以包含与构成聚酯粘合剂纤维的聚酯类树脂相同的聚酯类树脂作为主成分。从提高纤维结构体的制造工序通过性及得到的纤维结构体的物性的观点考虑,聚酯主体纤维的纤度可以优选为0.01~20dtex、更优选为0.01~15dtex、进一步优选为0.01~10dtex。
从纤维结构体的物性的观点考虑,构成纤维结构体(例如,湿式无纺布)的主体纤维(至少包含聚酯主体纤维)与聚酯粘合剂纤维的质量比率(主体纤维/聚酯粘合剂纤维)可以为95/5~5/95,可以优选为80/20~20/80、更优选为75/25~25/75、进一步优选为70/30~30/70、进一步更优选为70/30~50/50。
可以根据种类、用途等来调整本发明的纤维结构体的单位面积重量、厚度,例如,单位面积重量可以为40~120g/m2,可以优选为50~100g/m2、更优选为60~90g/m2。另外,厚度可以为0.01~2mm,可以优选为0.03~1mm,可以更优选为0.05~0.5mm。需要说明的是,单位面积重量及厚度分别为通过后述的实施例中记载的方法测得的值。
本发明的纤维结构体优选为湿式无纺布,可以更优选为纸。使用本发明的聚酯粘合剂纤维得到的纸的强度高,纸的拉伸强度(纸强度)根据厚度而不同,例如在0.1~0.2mm左右的厚度的情况下,可以为7.0kg/15mm以上,可以优选为8.0kg/15mm以上、更优选为9.0kg/15mm以上,其上限没有特别限定,可以为30kg/15mm左右。需要说明的是,纸强度是通过后述的实施例中记载的方法测得的值。
这样的纤维结构体可以通过公知或惯用的方法使用聚酯粘合剂纤维来制造。例如,干式无纺布可以通过使用梳棉机等而不使用水来形成网,然后对网进行加热,从而使聚酯粘合剂纤维将主体纤维彼此接合而制造。在干式无纺布的制造中,为了使聚酯粘合剂纤维发挥粘合剂功能,相对于主体纤维,优选配合聚酯粘合剂纤维5~95质量%。
另外,湿式无纺布可以通过在制造工序中使用水来形成网,然后根据需要对网进行干燥后将网加热,从而使粘合剂纤维将纤维彼此接合而得到。作为在制造工序中使用水来形成网的具体方法,可以列举:使纤维分散于水中来制造纸状的网的造纸方式、或者在不使用水地形成网后利用水使网中的纤维缠绕的水流抱合方式等。
在制造纸作为湿式无纺布的情况下,造纸用的聚酯粘合剂纤维可以在纺丝后裁切成切断长度0.5~50mm、优选切断长度2~15mm而设置于造纸机中。如果切断长度过短,则在接合主体纤维的接合力方面存在不足的倾向,如果切断长度过长,则纤维彼此容易发生缠绕,存在水中分散性变差的倾向。
作为造纸方法,可以利用公知的方法,例如可以利用圆网造纸方式、短网造纸方法等。
形成纸状的网后,可以对网进行干燥,可以使用公知的装置进行干燥。将网干燥后,在高温下实施加压处理,由此可以得到纸。在加压处理中,通过以聚酯粘合剂纤维的结晶化温度以上且低于熔点进行加热,聚酯粘合剂纤维以连结固定主体纤维的状态发生结晶化,能够将主体纤维接合。
具体而言,作为加压处理中的温度,例如可以为150~250℃,可以优选为160~245℃、更优选为180~240℃。加压处理中的高温处理的时间可以为15分钟以下,可以优选为12分钟以下、更优选为10分钟以下。在加压处理中,通过使具有非晶成分的聚酯粘合剂纤维达到结晶温度以上的温度,能够使得到的纸表现出很高的纸强度。需要说明的是,对于加热至结晶温度以上的聚酯粘合剂纤维而言,由于非晶成分结晶化,因此,不再具有结晶温度,DSC曲线中的结晶峰消失。
实施例
以下,基于实施例对本发明更详细地进行说明,但本发明并不受到这些实施例的任何限制。需要说明的是,在以下的实施例及比较例中,通过下述的方法对各种物性进行了测定。
(切片粘度(chip viscosity)(特性粘度))
使用自动粘度测定装置(株式会社柴山科学器械制作所制SS-600-L1型)对纺丝前的树脂的切片粘度(特性粘度)(dL/g)及得到的聚酯粘合剂纤维的特性粘度(dL/g)进行了测定。测定溶剂使用了30℃的苯酚/四氯乙烷(体积比1/1)混合溶剂。
(丝条的温度)
喷嘴喷出位置:使用温度测定用传感器(安立计器株式会社制),在刚喷出后(喷嘴下1cm)的位置使传感器部接触丝条,进行了温度测定。
喷嘴下30cm位置:使用温度测定用传感器(安立计器株式会社制),在喷嘴下30cm的位置使传感器部接触丝条,进行了温度测定。
(单纤维纤度)
按照JIS L 1015“化学纤维短纤维试验方法”的8.5.1,对单纤维纤度(dtex)进行了测定。
(差示扫描量热测定)
作为测定试样,称量聚酯粘合剂纤维3~8mg,使用差示扫描型热量仪(株式会社岛津制作所制“DSC-60”)在氮气氛围中以10℃/分的升温速度从室温(25℃)至300℃的温度进行了测定。根据观测到的DSC曲线,读取来自聚酯树脂的由升温中的结晶化所引起的结晶峰的结晶放热量ΔHc(J/g)、以及由结晶的熔化所引起的熔化峰的熔化吸热量ΔHm(J/g),按照下述式(1)计算出ΔH。
ΔH(J/g)=ΔHm(J/g)-ΔHc(J/g) (1)
另外,读取了由升温中的结晶化所引起的结晶峰的峰值温度Tc(℃)。
(脉冲核磁共振测定)
将由聚酯粘合剂纤维得到的样品(100mg)投入NMR管中,在140℃的恒温槽中浸渍10分钟,作为测定试样。使用脉冲核磁共振装置(Bruker BioSpin公司制“minispec mq20WVT”)对该测定试样测定了1H的自旋-自旋弛豫时间T2。测定条件如下所述。
·脉冲系列:Solid-Echo法(90x-τ-90y)
·RF脉冲宽度(Pw1):2.1μs
·脉冲间隔(Pi1):1μs
·脉冲重复时间:4s
·测定温度:140℃
利用线性最小二乘法将通过上述测定得到的自由感应衰减(FID)信号拟合于下述式(2),求出均为正值的结晶成分比(a1)、约束非晶成分比(a2)及非晶成分比(a3)。另外,同样地根据下述式(2)的拟合的结果求出结晶成分的弛豫时间(t1)、约束非晶成分的弛豫时间(t2)及非晶成分的弛豫时间(t3)。
M(t)=a1exp(-0.5(t/t1)2)+a2exp(-(1/W)(t/t2)W)+a3exp(t/t3) (2)
(单位面积重量)
按照JIS P 8124试验法对纸的单位面积重量(g/m2)进行了测定。
(厚度)
按照JIS P 8118试验法对纸的厚度(mm)进行了测定。
(纸强度(拉伸强度))
按照JIS P 8113试验法对纸强度(拉伸强度)(kg/15mm)进行了测定。
[实施例1]
将切片粘度(特性粘度)为0.587dL/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂供给至熔融挤出机并进行熔融,从纺丝喷嘴喷出而进行纺丝(喷嘴表面温度280℃),在喷嘴下以冷却风速1.7m/s、冷却风温度30℃进行冷却,以1320m/min进行抽取,得到了具有如表1所示的物性的聚酯粘合剂纤维。
按照主体纤维/粘合剂纤维=55/45的质量比率将切断成5mm的聚酯粘合剂纤维、以及聚酯主体纤维(株式会社可乐丽制EP-053、单纤维纤度:0.8dtex、切断长度:5mm)投入粉碎机(TESTER SANGYO公司制)的水浴中。以3000rpm使纤维在水中开纤1分钟后,使用TAPPI造纸机(熊谷理机工业株式会社制)实施了造纸。然后,使用加压机(熊谷理机工业株式会社制)以3.5kg/cm2加压30秒钟,进行了水分调整,然后,通过旋转式干燥机(熊谷理机工业株式会社制)在120℃下干燥1分钟,得到了纸状的湿式无纺布。使得到的纸状的湿式无纺布以3m/min的速度通过热压辊(180℃、间隙:0.1mm),进行热压,由此,聚酯粘合剂纤维将聚酯主体纤维接合,且变得不具有结晶温度,其结果是得到了由不具有结晶温度的聚酯纤维形成的纸(15mm×100mm的长条)。将对得到的纸的物性进行评价而得到的结果示于表1。
[实施例2]
使用了切片粘度(特性粘度)为0.576dL/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂,在喷嘴下以冷却风速1.1m/s、冷却风温度30℃进行了冷却,除此以外,与实施例1同样地得到了聚酯粘合剂纤维。将得到的聚酯粘合剂纤维的物性示于表1。另外,使用得到的聚酯粘合剂纤维与实施例1同样地得到了纸。将对得到的纸的物性进行评价而得到的结果示于表1。
[实施例3]
使用了切片粘度(特性粘度)为0.576dL/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂,在喷嘴下以冷却风速1.4m/s、冷却风温度30℃进行了冷却,除此以外,与实施例1同样地得到了聚酯粘合剂纤维。将得到的聚酯粘合剂纤维的物性示于表1。另外,使用得到的聚酯粘合剂纤维与实施例1同样地得到了纸。将对得到的纸的物性进行评价而得到的结果示于表1。
[实施例4]
使用了切片粘度(特性粘度)为0.576dL/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂,在喷嘴下以冷却风速1.4m/s、冷却风温度25℃进行了冷却,除此以外,与实施例1同样地得到了聚酯粘合剂纤维。将得到的聚酯粘合剂纤维的物性示于表1。另外,使用得到的聚酯粘合剂纤维与实施例1同样地得到了纸。将对得到的纸的物性进行评价而得到的结果示于表1。
[实施例5]
使用了切片粘度(特性粘度)为0.576dL/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂,在喷嘴下以冷却风速2.0m/s、冷却风温度25℃进行了冷却,除此以外,与实施例1同样地得到了聚酯粘合剂纤维。将得到的聚酯粘合剂纤维的物性示于表1。另外,使用得到的聚酯粘合剂纤维与实施例1同样地得到了纸。将对得到的纸的物性进行评价而得到的结果示于表1。
[比较例1]
使用了切片粘度(特性粘度)为0.576dL/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂,在喷嘴下以冷却风速2.0m/s、冷却风温度20℃进行了冷却,除此以外,与实施例1同样地得到了聚酯粘合剂纤维。将得到的聚酯粘合剂纤维的物性示于表1。另外,使用得到的聚酯粘合剂纤维与实施例1同样地得到了纸。将对得到的纸的物性进行评价而得到的结果示于表1。
[表1]
如表1所示,比较例1的聚酯粘合剂纤维的ΔH、以及特定的结晶成分比(a1)、约束非晶成分比(a2)及非晶成分比(a3)的比例不在特定的范围内,因此,使用这样的聚酯粘合剂纤维得到的纸的纸强度低。
另一方面,在实施例1~5中,通过调整制造条件,从而得到了具有特定的ΔH以及特定的结晶成分比(a1)、约束非晶成分比(a2)及非晶成分比(a3)的比例的聚酯粘合剂纤维。通过将这样的聚酯粘合剂纤维用于纸,得到的纸与比较例1相比,具有更高的纸强度,能够表现出聚酯粘合剂纤维的高粘接力。
工业实用性
本发明的聚酯粘合剂纤维作为包含主体纤维(特别是聚酯主体纤维)的纤维结构体的粘合剂纤维是有用的。
如上所述,对本发明的优选实施方式进行了说明,但在不脱离本发明的主旨的范围,可以进行各种追加、变更或删除,这样的方式也包含在本发明的范围内。
Claims (11)
1.一种聚酯粘合剂纤维,在通过差示扫描量热测定(DSC)而得到的所述聚酯粘合剂纤维的升温过程的DSC曲线中,根据下述式(1)计算出的ΔH为30J/g以下,
ΔH=ΔHm-ΔHc (1)
式中,ΔHm为熔化吸热量(J/g),ΔHc为结晶放热量(J/g)。
2.一种聚酯粘合剂纤维,在将通过脉冲核磁共振(NMR)测定而得到的所述聚酯粘合剂纤维在140℃下的自旋-自旋弛豫时间T2的自由感应衰减(FID)信号拟合于下述式(2)的情况下计算出的结晶成分比(a1)、约束非晶成分比(a2)及非晶成分比(a3)中,结晶成分比(a1)与约束非晶成分比(a2)及非晶成分比(a3)的合计之比(a1:(a2+a3))为98.0:2.0~50.0:50.0的范围,
M(t)=a1exp(-0.5(t/t1)2)+a2exp(-(1/W)(t/t2)W)+a3exp(t/t3) (2)
式中,a1为结晶成分比,a2为约束非晶成分比,a3为非晶成分比,t1为结晶成分的弛豫时间,t2为约束非晶成分的弛豫时间,t3为非晶成分的弛豫时间,W为韦布尔模数。
3.根据权利要求2所述的聚酯粘合剂纤维,其中,
所述约束非晶成分的弛豫时间t2及所述非晶成分的弛豫时间t3的合计为0.26~1.0ms。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的聚酯粘合剂纤维,其为未拉伸纤维。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的聚酯粘合剂纤维,其结晶温度为100~250℃。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的聚酯粘合剂纤维,其包含聚对苯二甲酸乙二醇酯。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的聚酯粘合剂纤维,其特性粘度为0.4~1.1dL/g。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的聚酯粘合剂纤维,其单纤维纤度为0.01~10dtex。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的聚酯粘合剂纤维,其纤维长度为0.5~50mm。
10.一种纤维结构体,其至少包含权利要求1~9中任一项所述的聚酯粘合剂纤维和主体纤维,所述纤维结构体是所述聚酯粘合剂纤维将所述主体纤维接合而成的。
11.根据权利要求10所述的纤维结构体,其中,
所述主体纤维包含不具有结晶温度的聚酯纤维。
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