JP2003113570A - 極細化可能な長繊維不織布 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械的応力を作用させることにより、容易に
分割して極細長繊維不織布となる極細化可能な長繊維不
織布を提供すること。 【解決手段】 長繊維不織布の構成繊維を、スルホン酸
塩基含有共重合成分を１〜６モル％共重合したポリエチ
レンテレフタレート系ポリエステルに、乳酸系ポリエス
テルを０．３〜１０重量％溶融混合したポリエステル組
成物からなり、単繊維繊度が０．５〜９．０ｄｔｅｘ、
中空率が５％以上である中空ポリエステル繊維とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、機械的応力を作用
させることにより容易に分割させることができる中空ポ
リエステル繊維より構成されている極細化可能な長繊維
不織布に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より長繊維不織布は、短繊維不織布
に比べて強力が高く、その製造方法も原綿供給部、開繊
装置、カード機、クロスレイ機等の一連の大型設備を必
要としないという利点があるため、土木用や農業用をは
じめとして生活関連資材、衣料用など多岐にわたって使
用されている。近年では構成する繊維をより細くし、品
質やそれに基づく性能を向上させたものが種々提案され
ている。

【０００３】代表的な長繊維不織布の製造法の製造法の
一つであるスパンボンド法では、極細化するために、例
えば孔径の小さな紡糸口金を用い、吐出されたポリマー
流を高速で引き取る方法が提案されているが、このよう
な方法では、単繊維繊度は０．３ｄｔｅｘ程度が限界で
あり、これより細い極細繊維を製造することは技術的に
困難であるうえ、例え可能であっても生産性が著しく低
下するためにコストが増大するという問題がある。

【０００４】別の方法としては、２成分以上からなる海
島型や剥離分割型などの極細繊維を発生可能な複合繊維
を用いて不織布を形成し、その後に該複合繊維を分割割
繊や一方成分の抽出除去処理を施して極細繊維不織布と
する方法が提案されている（特開平３−２１３５５５号
公報、特開平５−３３１７５８号公報、特開昭４９−１
４７７４号公報、特開平１０−５３９４８号公報、特許
第２９１６５９０号公報等）。しかしながら、このよう
な方法では、複数のポリマーを複合紡糸する必要がある
ため、コストが増大し、工程も煩雑化するという問題が
ある。

【０００５】これに対して、特開２０００−１７５１９
号公報には、スルホン酸塩基共重合エチレンテレフタレ
ート系ポリエステルからなる中空ポリエステル繊維で、
繊度が０．５〜８．０デニール（０．５６〜８．９ｄｔ
ｅｘ）、中空率が２５％以上、結晶化度が２０％以上、
（０１０）面の結晶サイズが４ｎｍ以上であり、繊維軸
方向に配列した複数の不連続孔を有する分割性中空ポリ
エステル繊維が提案されている。このポリエステル繊維
は、複雑な口金を用いることなく製糸でき、機械的応力
を作用させることで容易に分割できるため溶出処理など
も不要であり、従来に比べて極細繊維からなる長繊維不
織布を容易にしかも効率よく製造することができる。

【０００６】しかしながら、上記のように繊維の微細構
造をコントロールしようとすれば、製造工程が煩雑にな
り、実際の生産においては繊維物性の管理が大変になる
という問題がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術を背景になされたもので、その目的は、煩雑な工程を
必要とせず、しかも機械的応力を作用させることにより
容易に分割させることができる中空ポリエステル繊維よ
り構成されている極細化可能な長繊維不織布を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らの研究によれ
ば、上記目的は、「スルホン酸塩基を有する共重合成分
が全酸成分に対して１〜６モル％共重合されたエチレン
テレフタレート系ポリエステルに、乳酸系ポリエステル
をポリエステル組成物重量を基準として０．３〜１０重
量％溶融混合したポリエステル組成物からなり、単繊維
繊度が０．５〜９．０ｄｔｅｘ、中空率が５％以上であ
る中空ポリエステル繊維より構成されていることを特徴
とする極細化可能な長繊維不織布。」により達成される
ことが見出だされた。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。本発明の不織布を構成する中空ポリ
エステル繊維は、エチレンテレフタレートを主たる繰返
し単位とし、スルホン酸塩基を有する共重合成分が全酸
成分を基準として１〜６モル％、好ましくは２〜５モル
％共重合されたエチレンテレフタレート系ポリエステル
を主たる繊維形成性ポリマーとすることが大切である。
スルホン酸塩基を有する共重合成分の量が１モル％未満
の場合には機械的応力を作用させても中空壁の分割が起
こりがたく、極細繊維化することができなくなる。一
方、該共重合成分の量が６モル％を越える場合には、繊
維軸方向に配列した分割孔を中空壁に形成することは可
能であるものの、製糸時の工程安定性が低下するので好
ましくない。

【００１０】好ましく用いられるスルホン酸塩基を有す
る共重合成分としては、５−ナトリウムスルホイソフタ
ル酸、５−カリウムスルホイソフタル酸、５−リチウム
スルホイソフタル酸、４−ナトリウムスルホイソフタル
酸、４−ナトリウムスルホ−２，６−ナフタレンジカル
ボン酸、及びこれらのエステル形成性誘導体をあげるこ
とができ、これらは単独でも２種以上を併用してもよ
い。

【００１１】上記ポリエステルには、本発明の目的を損
なわない範囲内で上記以外の共重合成分を共重合しても
よく、通常その割合は全酸成分を基準として１０モル％
以下である。共重合し得る成分としては、例えば酸成分
としてイソフタル酸、ジフェニルジカルボン酸、ナフタ
レンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、コハク酸、
アジピン酸、セバチン酸等の脂肪族ジカルボン酸、パラ
ヒドロキシ安息香酸、４−（β−ヒドロキシエトキシ）
安息香酸等のオキシカルボン酸があげられ、またジオー
ル成分としては、１，３−プロパンジオール、１，６−
へキサンジオール、ネオペンチルグリコール等の脂肪族
ジオール、１，４−ビス（β−ヒドロキシエトキシ）ベ
ンゼン等の芳香族ジオール、ポリエチレチングリコー
ル、ポリブチレングリコール等のポリアルキレングリコ
ール等があげられる。なおこれらの成分は、単独で共重
合させても２種以上を同時に共重合させてもよい。

【００１２】また、上記ポリエステルの重合度（固有粘
度）は、大きくなりすぎると紡糸時の工程安定性が低下
して細繊度のものが得難くなる傾向にあり、一方小さく
なりすぎると高中空のものが得難くなる傾向にあるの
で、オルソクロロフェノール中３５℃で測定した固有粘
度（ＩＶ）で０．３５〜０．７０、好ましくは０．４０
〜０．５５の範囲が適当である。

【００１３】本発明においては、上記ポリエステルに乳
酸系ポリエステルが含有されていることが肝要であり、
これにより高い分割性を得ることができる。また、かか
る乳酸系ポリエステルが含有されていることによって中
空ポリエステル繊維の中空率を容易に高することもでき
る。

【００１４】本発明における上記乳酸系ポリエステルと
は、乳酸を主たる繰り返し単位とするポリエステルをい
い、かかるポリエステルとしては、ポリＬ−乳酸ホモポ
リエステル、ポリＤ−乳酸ホモポリエステル、Ｌ−乳酸
／Ｄ−乳酸共重合ポリエステルなどの乳酸単独からなる
ポリエステル、および、これらの乳酸に１種類以上の共
重合成分が５０％重量以下共重合されたポリエステルを
あげることができる。好ましく用いられる共重合成分と
しては、例えばエチレングルコール、ブタンジオール、
ヘキサンジオール、オクタンジオール、デカンジオール
などのジオール、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸な
どのジカルボン酸、ヒドロキシアルキルカルボン酸、ピ
バロラクトン、カプロラクトンなどの脂肪族ラクトン、
ポリエチレングリコール等があげられる。なお、上記成
分を共重合する際には、ジオール成分と酸成分とがほぼ
同当量であることが必要である。

【００１５】スルホン酸塩基を有する共重合成分が共重
合されたエチレンテレフタレート系ポリエステルに溶融
混合させるポリ乳酸系ポリエステルの混合率は、得られ
る組成物の重量を基準として０．３〜１０重量％の範囲
である必要がある。ポリ乳酸系ポリエステルの混合率が
０．３重量％未満であると、本発明の目的とする易分割
性を得ることができず、一方１０重量％を超えると曳糸
性が不良となり、繊維を得ることができない。より好ま
しい混合率は、１．０〜５．０重量％である。

【００１６】上記エチレンテレフタレート系ポリエステ
ルと乳酸系ポリエステルとを溶融混合する方法は、どち
らか一方のポリエステル重合時の末期に他方のポリエス
テルを添加する方法、繊維を溶融紡糸する際に夫々のポ
リエステルを混合した後に溶融混練する方法、別々に溶
融した夫々のポリエステルを溶融紡糸する前に混練する
方法等任意の方法を採用することができる。

【００１７】なお、上記ポリエステル組成物中には、目
的に応じて、離型剤、流動性改善剤、撥水剤、親水剤、
安定剤、酸化防止剤、顔料、着色剤、各種無機粒子、そ
の他の改良剤を添加することができる。

【００１８】上記ポリエステル組成物からなる中空ポリ
エステル繊維は、その単繊維繊度が０．５〜９．０ｄｔ
ｅｘ、好ましくは１．０〜５．０ｄｔｅｘ、特に好まし
くは１．５〜４．０ｄｔｅｘの範囲にあることが必要で
ある。単繊維繊度が０．５ｄｔｅｘ未満の場合には、安
定に生産することができなくなり、また得られる繊維の
中空率も小さくなりやすいため好ましくない。一方９．
０ｄｔｅｘを越える場合には、製糸時の工程安定性は良
好であるが、繊維横断面における中空壁面の厚さが大き
くなるため、繊維軸方向に配列した分割孔が形成されて
も、機械的応力の作用により極細繊維に分割できなくな
るので好ましくない。

【００１９】また、中空ポリエステル繊維の繊維横断面
における中空率は５％以上、好ましくは１０〜６０％の
範囲にあることが必要である。中空率が５％未満では、
機械的応力を作用させても極細繊維に分割できなくなる
ので好ましくない。一方、中空率が大きくなると中空壁
面の厚さが薄くなるため、中空破断が発生して製造時の
工程安定性が低下したり、得られる繊維の機械的特性が
低下するので、８５％以下が望ましい。なお、ここでい
う中空率とは、繊維横断面において該横断面の外周部で
囲まれた面積に対する、中空部の面積の割合（％）をい
う。

【００２０】本発明にかかる上記中空ポリエステル繊維
は、その詳細な理由は不明ではあるが、繊維軸方向の機
械的特性は良好であるが、繊維軸に垂直な方向の特性は
劣っているためと推定され、後述するように機械的応力
を作用させることにより、容易に分割極細繊維化するこ
とができるが、下記方法で測定した機械的応力分割率が
３０％以上、特に７０％以上である場合、容易に極細化
長繊維不織布が得られるので好ましく、特に中空壁が５
〜２０個に分割されるのが好ましい。

【００２１】ここで機械的応力分割率とは、長繊維不織
布を１対のフラット金属ローラー（室温）で線圧６８６
Ｎ（７０ｋｇ）／ｃｍでニップして５回通過させた際、
中空壁が４か所以上で分割される繊維の割合である。

【００２２】以上に述べた中空ポリエステル繊維を長繊
維不織布とする方法は任意であり、例えば、スパンボン
ド法、紡糸した糸条を延伸して一旦巻き取った後に高速
の牽引流体により開繊しながら多孔補集面上にウエブと
して補集する方法など、公知の方法によりウエブ化され
る。なかでも、口金より紡出された糸条を高速牽引し、
補集ネット上に噴射・補集するスパンボンド法が生産性
の点から特に好ましい。ここで、高速牽引の速度として
は、２０００〜８０００ｍ／分程度、好ましくは３００
０〜６０００ｍ／分であればよく、紡糸口金から吐出し
た該長繊維をエジェクターやエアサッカーなどにより上
述の速度にて高速牽引すればよい。長繊維を高速牽引し
て得た細化物は、開繊されながら補集ネット上に補集さ
れる。その際、コロナ放電による帯電や接触帯電などの
従来公知の方法で繊維を帯電させることが好ましい。

【００２３】ネット上に補集する際、他の短繊維を混
綿、又は他の長繊維を積層、混合することも可能であ
る。混綿又は積層される繊維素材としては、特に限定は
されないが、例えば、レーヨン等の再生繊維、アセテー
ト等の半合成繊維、ウール等の天然繊維、ナイロン−
６、ナイロン−６６等のポリアミド繊維、ポリエチレン
テレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリ
エステル繊維、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリ
オレフィン繊維等から任意に１種あるいは２種以上選択
して使用することができる。もちろん繊維形状等も限定
されず、上記の熱可塑性樹脂を組み合わせた芯鞘型複合
繊維、剥離分割型複合繊維、異形断面を有する繊維等を
任意に用いることができる。

【００２４】このようにして得られた長繊維不織布は、
複数枚を集積して又は単独で、必要に応じて予備的に熱
接着し、一旦巻き取った後に又はそのまま連続して、ニ
ードルパンチ処理又は高圧水流噴射処理を施して交絡不
織布としてもよい。

【００２５】このようにして得られる本発明の長繊維不
織布を構成する中空ポリエステル繊維は、機械的応力を
作用させることにより３０％以上の繊維の中空壁が４個
以上に分割される性質を潜在的に有しているので、該長
繊維不織布を一対の金属ローラでニップする等の機械的
応力を負荷することにより、容易に極細繊維不織布とす
ることができる。この際、繊維の中空壁に、繊維軸方向
に配列した複数の不連続分割孔が存在していてもよく、
その分割孔がなくてもその分割性能には変わりがない。
なおここでいう不連続分割孔とは、繊維軸方向には長さ
が有限で、繊維表面から中空部まで貫通又は未貫通の孔
（スリット状、クラック状等）である。

【００２６】

【実施例】以下、実施例をあげて本発明をさらに具体的
に説明する。なお、実施例及び比較例における部及び％
は、特に断らない限り重量基準であり、また、各物性は
それぞれ以下の方法で測定したものである。

【００２７】（１）固有粘度 オルトクロロフェノールを溶媒として、３５℃で測定し
た。 （２）分割前単繊維繊度 ＪＩＳ−Ｌ１０１５ ７−５−１Ａ法により測定した。 （３）中空率 画像解析システム、ピアスー２（ピアス（株）製）を用
いて単繊維のセクション断面画像を５００倍に拡大し、
単繊維の断面積（中空部を含む）と中空部面積を測定し
てその面積比より求めた。

【００２８】（４）機械的応力分割率 不織布を１対のフラット金属ローラー（室温）で線圧６
８６Ｎ（７０ｋｇ）／ｃｍでニップして５回通過させた
後、不織布の断面を電子顕微鏡で２００倍で撮影し、５
０本の繊維の断面を測定して中空壁が４か所以上で分割
している割合を求めた。 （５）平均中空分割数 繊維の分割率が３０％以上の不織布について、上記の断
面写真から単糸を１０本ランダムに選択し、分割してい
る個数を測定し、平均値を求めた。 （６）平均分割後繊度 分割前の繊維の繊度を上記の平均中空分割数で割った計
算値で示した。

【００２９】［実施例１］酸化チタン含有量が０．５重
量％で、固有粘度が０．４５、５−ナトリウムスルホイ
ソフタル酸成分（ＳＩＰ）の共重合量が４．５モル％で
あるエチレンテレフタレート系ポリエステル（帝人
（株）製：融点２５４℃）とポリ乳酸（島津製作所
（株）製 ラクティ：融点１７５℃、重量平均分子量２
００，０００）を重量比９７：３で２軸混練機を用いて
溶融し、ポリマー温度２８０℃、単孔当たりの吐出量を
２ｇ／分にて８個のスリット孔を有する中空型紡糸口金
より吐出し、空気圧力０．３４３ＭＰａ（３．５ｋｇ／
ｃｍ²）にて高速牽引した後、−３０ｋＶで高電圧印加
処理し、空気流と共に分散板に衝突させ、フィラメント
を開繊し、補集ネットコンベアー上に幅１ｍのウェブと
して補集した。さらに得られたウェブを連続して上下１
５０℃のエンボスカレンダーにて熱接着を行い、目付１
００ｇ／ｍ²の長繊維不織布とした。該不織布を構成す
る繊維の単繊維繊度は３．９ｄｔｅｘ、中空率は１２％
であり、この不織布の評価結果を表１に示す。

【００３０】［実施例２、比較例１〜２］実施例１にお
いて、ポリ乳酸の混合率を表１のとおり変更した以外は
実施例１と同様にして不織布を得た。これらの評価結果
を表１にあわせて示す。

【００３１】［実施例３、比較例３〜４］実施例１にお
いて、ＳＩＰの共重合率を表１のとおり変更した以外は
実施例１と同様にして不織布を得た。これらの評価結果
を表１に合わせて示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【発明の効果】以上に説明した中空ポリエステル繊維よ
りなる本発明の長繊維不織布は、機械的応力により、繊
維軸方向に容易にクラックが発生して分割極細繊維化さ
せることができ、しかも、従来の長繊維不織布の製造方
法、装置を使用して容易に製造することができる。ま
た、分割した不織布は風合や保温性、拭き取り性、フィ
ルター性などに優れ、衣料品、ワイパー、フィルター、
高品質印刷紙、人工皮革などの用途に好適に使用するこ
とができ、その工業的意義は大である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 庵原 耕一 愛媛県松山市北吉田町77番地 帝人株式会 社松山事業所内 Ｆターム(参考） 4L035 AA05 AA09 BB31 BB40 DD03 FF05 HH10 4L047 AA21 AA27 AB03 AB08 AB09 BA03 BA04 BA08 CB06 CB08 CB10 CC02 CC12

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スルホン酸塩基を有する共重合成分が全
   酸成分に対して１〜６モル％共重合されたエチレンテレ
   フタレート系ポリエステルに、乳酸系ポリエステルをポ
   リエステル組成物重量を基準として０．３〜１０重量％
   溶融混合したポリエステル組成物からなり、単繊維繊度
   が０．５〜９．０ｄｔｅｘ、中空率が５％以上である中
   空ポリエステル繊維より構成されていることを特徴とす
   る極細化可能な長繊維不織布。
2. 【請求項２】 中空ポリエステル繊維が、機械的応力分
   割率が３０％以上である請求項１記載の極細化可能な長
   繊維不織布。ここで機械的応力分割率とは、長繊維不織
   布を１対のフラット金属ローラー（室温）で線圧６８６
   Ｎ／ｃｍでニップして５回通過させた際、中空壁が４か
   所以上で分割される繊維の割合である。