JP2003113571A

JP2003113571A - 極細繊維不織布及びそれからなるワイピングクロス

Info

Publication number: JP2003113571A
Application number: JP2001304983A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Morishima; 一博森島; Koichi Iohara; 耕一庵原
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 2001-10-01
Filing date: 2001-10-01
Publication date: 2003-04-18

Abstract

(57)【要約】【課題】煩雑な工程を必要とせず容易に得られ、特に
ワイピングクロスとして好適な性能を有する極細繊維不
織布を提供すること。【解決手段】乳酸系ポリエステルを０．３〜１０重量
％溶融混合した、スルホン酸塩基含有共重合成分を１〜
６モル％有するポリエチレンテレフタレート系ポリエス
テルからなり、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
される不織布に、機械的応力を作用させて３０％以上の
中空繊維の中空壁を４個以上に分割する。

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
させることにより中空ポリエステル繊維を分割極細化さ
せた極細繊維不織布に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、極細繊維不織布は生活関連資材、
衣料用など多岐の分野にわたって使用され、数多くの種
類が提案なされている。

【０００３】繊維不織布の用途の一つであるワイピング
クロスにおいても、それを構成する繊維の表面積を拡大
して、より高度な拭き取り性、すなわち、より高度な拭
き取り効率と拭き取り可能な汚れや塵の微細化とが図ら
れた不織布が提案されている。この表面積拡大の手段と
しては、繊維を細くすればするほど、単糸繊度の２分の
１乗に反比例して単糸繊度当たりの比表面積は拡大する
ため、あらかじめ細い繊度のものを得る方法や、極細繊
維発生可能な繊維を後工程で分割・溶剤処理して極細繊
維を発生させる方法などが提案されている。

【０００４】しかしながら、あらかじめ細い繊度のもの
を得るには例えば、孔径の小さな紡糸口金を用いて、直
接吐出されたポリマーを高速紡糸する方法があるが、こ
のような方法では単糸繊度は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
に困難である上、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。

【０００５】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、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。

【０００６】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不織布を
容易にしかも効率よく製造することができる。

【０００７】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。

【０００８】

【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
容易に得られる、特にワイピングクロスとして好適な極
細繊維不織布を提供することにある。

【０００９】

【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る、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た不織布に、機械
的応力を作用させてその３０％以上の繊維の中空壁を分
割してなる極細繊維不織布。」により達成され、また別
の目的は、「上記記載の極細繊維不織布よりなるワイピ
ングクロス。」により達成できることがことが見出ださ
れた。

【００１０】

【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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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溶融混合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溶融混合されていることに
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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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、その単糸繊度が０．５〜９．０ｄｔｅ
ｘ、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。単糸繊度が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９．０ｄ
ｔｅｘ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。

【００２０】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。

【００２１】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、好ましくは５０％以上、特に７０％以上で
ある場合、容易に極細繊維不織布が得られるので好まし
い。なかでも中空壁が５〜２０個に分割されるのが好ま
しい。

【００２２】ここで機械的応力分割率とは、繊維不織布
を１対のフラット金属ローラー（室温）で線圧６８６Ｎ
（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。

【００２３】以上に述べた中空ポリエステル繊維を繊維
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、一旦短繊維となした後にカードにかけ
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、及び
得られる不織布の強度の観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３０００〜６０００ｍ／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。

【００２４】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。

【００２５】このようにして得られた不織布は、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機械的応
力が負荷されて極細繊維へと分割処理される。その際、
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
不織布としたり、熱的に繊維間を接着処理することは、
得られる不織布をワイピングクロスとして使用する場合
その強度が向上するので好ましい。

【００２６】なお、処理交絡又は熱的な接着処理は、機
械的応力による分割処理の後に行うと繊維が損傷して切
断しやすくなり、ワイピングクロスとして使用する場合
には発塵の原因となる場合があるので、分割処理と同時
又は分割処理の前に行うことがより好ましい。

【００２７】このようにして得られる本発明の極細繊維
不織布は、その前駆体不織布を構成する中空ポリエステ
ル繊維が、該機械的応力により３０％以上、好ましくは
５０％以上、特に好ましくは７０％以上の中空壁が分割
されている必要がある（なお、ここでいう分割されてい
るとは、中空壁が４個以上に分割されていることをい
う）。例えば、該前駆体中空ポリエステル繊維不織布を
一対の金属ローラでニップして機械的応力を負荷するこ
とにより、３０％以上の繊維の中空壁が４個以上、好ま
しくは５〜２０個に分割されている必要がある。この
際、該中空ポリエステル繊維の中空壁には、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。

【００２８】本発明における機械的応力による分割方法
としては、上記熱接着や交絡処理が施される前、該処理
と同時、又は後の繊維不織布を、機械的に分割極細化で
きる方法であれば任意であり、特に限定する必要はな
い。また、複数の方法を組合わせて処理しても構わな
い。例えば、ローラー間で加圧する方法、超音波処理を
行なう方法、衝撃を与える方法、揉み処理をする方法、
高圧柱状水流処理による方法などを例示することができ
る。なお、高圧柱状水流処理による方法は、事前に交絡
処理を施していなくても、分割と交絡を同時に行うこと
ができるので好ましい。しかし、不織布の目付が大きく
なりすぎると分割極細化が困難になるため、その場合に
は交絡後加圧する方法や揉み処理をする方法が好まし
い。

【００２９】

【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。

【００３０】（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−Ｌ１０１５７−５−１Ａ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。

【００３１】（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。

【００３２】（７）拭き取り性着色液（ＳｕｍｉｎｏｌＦａｓｔＢｌｕｅ４Ｇ
Ｌ：０．２％、水：２０．０％、エチレングリコール
（重合度３００）：７９．８％）を、３０ｃｍ×２０ｃ
ｍの大きさアクリル板上に、スクリーンプリント用ステ
ージで均一に塗布した後、該アクリル板上に、２００ｇ
の荷重がのった８ｃｍ×６ｃｍの試料を５００ｍｍ／分
で滑らせ、アクリル板上に残った着色液の割合を、写真
に撮影した後測定し、その結果を以下のように示した。 ○：アクリル板上の残液が、塗布量の２０％未満 ×：アクリル板上の残液が、塗布量の２０％以上

【００３３】［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で上下１５
０℃のエンボスカレンダーにて熱接着を行い、次いで速
度１０ｍ／分で移動しているメッシュ状のスクリーンの
上に供給し、水を付与した後に高圧（７．５ＭＰａ）の
水流によって、分割処理を行った。その際、高圧水流の
噴出口の孔径は０．１ｍｍ、孔数は６０１個、孔ピッチ
は１ｍｍ、噴射孔群列は６列とし、該ウェッブの表裏に
一回ずつ処理を施した。この後、マングロロールにて水
分を絞り、９８℃の雰囲気に保たれた乾燥・熱処理装置
で処理して、目付８０ｇ／ｍ²の不織布を得た。なお、
分割処理前の不織布を構成する中空ポリエステル繊維の
単糸繊度は３．９ｄｔｅｘで中空率は１２％であった。
得られた極細繊維不織布の評価結果を表１に示す。

【００３４】［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と同様にして極細繊維不織布を得た。これらの
評価結果を表１にあわせて示す。

【００３５】［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と同様にして極細繊維不織布を得た。これらの
評価結果を表１に合わせて示す。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【発明の効果】以上に説明した本発明の極細繊維不織布
は、機械的応力により繊維軸方向にクラックを発生させ
て分割極細繊維化させたものであり、従来の極細繊維不
織布に比較して容易に製造することができる。また、分
割した極細繊維からなる不織布は風合及び拭き取り性に
優れ、ワイピングクロスの他、フィルター、衣料品、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、その工業的意義は極めて大である。

フロントページの続きＦターム(参考） 4L035 DD03 DD13 FF07 4L047 AA21 AA27 AB03 AB08 AB09 BA04 BA08 CB10 CC02 CC12 CC16

Claims

【特許請求の範囲】

【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る、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た不織布に、機械的応
力を作用させてその３０％以上の繊維の中空壁を分割し
てなる極細繊維不織布。
【請求項２】交絡処理又は接着処理が施されている請
求項１記載の極細繊維不織布。
【請求項３】請求項１又は２記載の極細繊維不織布よ
りなるワイピングクロス。