JP2005082939A

JP2005082939A - 抄紙用異形断面ポリエステル繊維

Info

Publication number: JP2005082939A
Application number: JP2003318002A
Authority: JP
Inventors: Tamio Yamamoto; 民男山本
Original assignee: Teijin Fibers Ltd
Current assignee: Teijin Frontier Co Ltd
Priority date: 2003-09-10
Filing date: 2003-09-10
Publication date: 2005-03-31

Abstract

【課題】本発明の目的は、抄紙における分散性が良好であり、しかも嵩高性に優れ、適度な光沢を有するシートが得られる抄紙用異形断面ポリエステル繊維を提供することにある。
【解決手段】繊維横断面が、３個の凸部を有し隣り合う凸部を結ぶ辺が直線または中心方向に湾曲している抄紙用異形断面ポリエステル繊維とし、繊維横断面の外接円の半径と内接円の半径の比を１．５以上、捲縮数を５〜１５山／２５ｍｍ、繊維長を３〜２０ｍｍとする。
【選択図】なし

Description

本発明は、異形断面を有する抄紙用ポリエステル繊維に関する。さらに詳しくは、抄紙時の分散性に優れ、嵩高性、光沢に優れるシートが得られる抄紙用ポリエステル繊維に関する。

近年、要求性能の多様化やコスト的な有利さから、ポリエステル繊維が抄紙分野に多く使われている。しかしながら、ポリエステル繊維には、該繊維が疎水性であるため、湿式抄紙時の水中分散性が劣るという基本的な問題がある。さらに、ポリエステル繊維からなる紙は、嵩高感に欠けるといった欠点を有している。

これに対して、特許文献１には、ポリエステル繊維の横断面をスカラップ状の卵形とすることが提案されており、かかる横断面形状とすることによって水中分散性が向上できるとしている。しかし、上記繊維を抄紙したシートは、嵩高性の点で未だ十分なものではない。

また、特許文献２には、十字型横断面を有する繊維が提案されている。しかしながら、かかる繊維は水中分散性が良好とは言えず、また、該繊維からはギラツキ感がある、極めて光沢の強いシートしか得られない。
特公平３−３１８０３号公報特表昭６２−５０２４８４号公報

本発明の目的は、抄紙における分散性が良好であり、しかも嵩高性に優れ、適度な光沢を有するシートが得られる抄紙用異形断面ポリエステル繊維を提供することにある。

本発明者は上記課題を解決するため、鋭意検討を重ねた結果、上記課題は、「繊維横断面が、３個の凸部を有し、隣り合う凸部を結ぶ辺が直線または中心方向に湾曲している異形断面ポリエステル繊維であって、繊維横断面の外接円の半径と内接円の半径の比が１．５以上、捲縮数が５〜１５山／２５ｍｍ、繊維長が３〜２０ｍｍであることを特徴とする抄紙用異形断面ポリエステル繊維」によって達成されることを見出した。

本発明のポリエステル繊維は、抄紙時の分散性が良好であり、該繊維からは均一なシートを得ることができる。また、本発明のポリエステル繊維からは、嵩高性に優れ、適度な光沢を有する、極めて品位高いシートを得ることができる。

本発明の異形断面ポリエステル繊維のポリエステルは、繰り返し単位の８５モル％以上がエチレンテレフタレートからなるポリエステルが好ましい。エチレンテレフタレート単位が８５モル％より少なくなると、融点等の熱的特性が低下するため好ましくない。該ポリエステルは、酸化チタンなどの艶消し剤を含んでいてもよいが、光沢の面から艶消し剤の含有量は１重量％以下であることが望ましい。また、蛍光増白剤や紫外線吸収剤などの添加剤を含んでいてもよい。

また、本発明のポリエステル繊維は、繊維横断面が３個の凸部を有し、隣り合う凸部を結ぶ辺が直線または中心方向に湾曲している異形断面ポリエステル繊維である。この辺が１つでも中心方向と逆の方向（すなわち外側）に湾曲していると、繊維の水中分散性が悪化し、嵩高性も低下する。さらに、繊維横断面の外接円の半径（図２のＲ）と内接円の半径（図２のｒ）の比（以下、異形度という）Ｒ／ｒが１．５以上である必要がある。異形度が１．５より小さくなると、繊維の水中分散性が悪化する。異形度の好ましい範囲は１．６以上である。ただし、異形度が大きいものは紡糸が難しくなる傾向にあり、より好ましくは１．６〜３．０の範囲、さらに好ましくは１．６〜２．５の範囲である。また、上記繊維横断面形状としたとき、ギラツキ感がなく、適度な光沢を有するシートを得ることができる。

さらに、本発明において繊維横断面は、例えば図２に示すような非対称の断面形状であることが、分散性を向上でき、シートの光沢を良好なものとできる点でより好ましい。

本発明の異形断面ポリエステル繊維は、嵩高性をさらに高めるため捲縮が付与されており、その捲縮数は５〜１５山／２５ｍｍ、好ましくは６〜１３山／２５ｍｍである。捲縮数が５山／２５ｍｍより少なくなると、十分な嵩高性が得られず、逆に１５山／２５ｍｍより多くなると、繊維同士が絡み易くなるため均一な分散が難しい。

また、繊維長は３〜２０ｍｍ、好ましくは５〜１５ｍｍである。繊維長が３ｍｍより短くなると、ドラム式カッターなどで切断する際の切断抵抗が大きくなって安定した切断が難しくなる。逆に繊維長が２０ｍｍよりも長くなると、分散する際の繊維同士の絡みが起こり易くなって均一な分散が難しくなる。

以上に説明した、断面形状、捲縮率、繊維長のそれぞれの奏する効果が相まって、抄紙時のポリエステル繊維の分散性を著しく向上でき、しかも、該繊維からは嵩高性の高く、光沢に優れた、極めてバランスのとれたシートが得られるのである。

さらに、本発明のポリエステル繊維の表面には、ポリエ−テル・ポリエステル共重合体が０．０３重量％以上付与されていることが、水中分散性を向上させる上でより好ましい。付与量の上限は特にないが、環境への影響やコスト等を考慮すれば、実用的には０．５重量％以下とするのが望ましい。

本発明の異形断面ポリエステル繊維は、例えば次の製造工程で得ることができる。すなわち、溶融したポリエステルポリマーを図１に示すようなＹ形ノズルから吐出し、該ポリマー流に冷却風を当てて固化させ、紡糸速度２０００ｍ／分以下で引取り、未延伸糸を得る。この際、吐出ポリマー温度、冷却風の温度、冷却風を当てる位置、冷却風量などを制御することにより、繊維の異形度を調整することができる。次に得られた未延伸糸を引き揃えてトウとなし、６０〜９０℃の温度下で延伸し、上記ポリエ−テル・ポリエステル共重合体などの分散性向上剤を付与後、押し込み式捲縮機などにより捲縮を付与する。該捲縮が付与されたトウを弛緩熱処理し、ドラム式カッターへ供給し、所定の繊維長に切断する。さらに繊維の収縮率を低減させるための通常熱処理を行うが、該熱処理方法としては、延伸に引き続いて行う緊張熱処理方式でもよいし、緊張熱処理方式と弛緩熱処理方式を組合せてもよい。

以下、実施例により、本発明を更に具体的に説明する。なお、実施例における各項目は次の方法で測定した。
（１）固有粘度
オルソクロロフェノールを溶媒として使用し、３５℃で測定した。
（２）分散性、密度、および、光沢
熊谷理機工業式会社製の角形シートマシンを使って、ポリエステル繊維７０重量％とＮＢＫＰ３０重量％を水中で撹拌・混合して分散させ、大きさが約２５ｃｍ×約２５ｃｍで、目付けが約５０ｇ／ｍ²のシートを作成する。該シートを２枚の吸取紙の間にはさみ込み、付属しているコーチロールで加圧しながら５往復する。得られたシートを室温乾燥後、ドラムの表面温度が１２０℃に調節された、熊谷理機工業株式会社製の高温用回転型乾燥機を使って熱処理した。熱処理されたシートについて分散性および密度を評価した。
（分散性）
上記シート中の束状の未分散ポリエステル繊維の数を数えて、下記の４段階で評価する。
極めて良好：未分散繊維束はなく、一本一本の繊維の分散が良い状態。
良好：未分散繊維束はないが、一本一本の繊維の分散がやや悪い状態。
やや良好：未分散繊維束が１〜３個ある状態。
不良：未分散繊維束が４個以上ある状態。
（密度）
ＪＩＳＰ−８１１８に示される方法で測定した。密度の低いものは、嵩高性が良好であり、０．１５ｇ／ｃｍ³以下を合格とした。密度が０．１５ｇ／ｃｍ³を越えると、ペーパーライクな風合いとなり、好ましくない。
（光沢）
任意に選んだ５人により目視による評価を行い、適度な光沢を有するものを「良好」、ギラツキ感が強いものを「不良」とした。

［実施例１〜３、比較例１］
固有粘度が０．６４のポリエチレンテレフタレートペレットを１７０℃の温度で乾燥後、３００℃の温度で溶融し、孔数が１５００個の図１に示すＹ形ノズルから吐出量７２０ｇ／分で吐出し、冷却風を当てて固化させ、７７０ｍ／分の速度で引取り、未延伸糸を得た。この際、吐出ポリマー温度（紡糸温度）および冷却風を当てる位置（紡糸口金面からの距離）および冷却風温度を表１のように変更し、異形度の異なる未延伸糸を得た。得られた未延伸糸を引き揃えて約５０万デシテックスのトウとなし、温水中で３．４倍に延伸し、ポリエーテル・ポリエステル共重合体の割合が８０重量％のエマルジョンで処理後、押し込み式捲縮機により座屈捲縮を施し、８．５山／２５ｍｍの捲縮を付与した。それぞれの該捲縮トウを１３０℃の温度で弛緩熱処理後、ドラム式カッターで１０ｍｍの長さに切断した。得られたポリエステル繊維の繊度は２．０〜２．２デシテックスの範囲にあり、ポリエーテル・エステル共重合体の付着量は０．２０〜０．２５重量％の範囲にあった。結果を表１に示す。

［実施例４〜５、比較例２〜３］
押し込み式捲縮の押込み圧力を変更することにより、捲縮数を表１のように変更した以外は実施例２と同様にして、ポリエステル繊維を得た。結果を表１に示す。

［実施例６〜８、比較例４］
ドラム式カッターで切断するに際し、繊維長を表１のように変更した以外は実施例２と同様にして、ポリエステル繊維を得た。結果を表１に示す。

［比較例５］
紡糸口金の吐出孔形状を、図１をベースに４つの突起を有する形状に変更した（突出部の長さは全て同じにした）以外は、実施例２と同様にして、ポリエステル繊維を得た。結果を表１に示す。

本発明の抄紙用異形断面ポリエステル繊維は、分散性に優れており、該繊維からは均一なシートを得ることができる。また、得られたシートは嵩高性に優れ、ギラツキ光沢がなく、極めて品位に優れたものである。このため、上記のポリエステル繊維からなるシートは、台所用品などの一般的用途から、壁紙、襖紙などの高級紙材用途に至るまで幅広く用いることができるものである。

本発明で用いる紡糸口金の吐出孔の形状の一例を示す概略図である。異形度を説明するための繊維断面の概略図である。

符号の説明

ｒ繊維横断面の内接円の半径
Ｒ繊維横断面の外接円の半径

Claims

繊維横断面が、３個の凸部を有し、隣り合う凸部を結ぶ辺が直線または中心方向に湾曲している異形断面ポリエステル繊維であって、繊維横断面の外接円の半径と内接円の半径の比が１．５以上、捲縮数が５〜１５山／２５ｍｍ、繊維長が３〜２０ｍｍであることを特徴とする抄紙用異形断面ポリエステル繊維。
繊維の表面にポリエーテル・ポリエステル共重合体が該繊維の重量を基準として０．０３重量％以上付与されている請求項１記載の抄紙用異形断面ポリエステル繊維。