JP2005290641A

JP2005290641A - 帯電防止処理した合成繊維綿、不織布およびその製造方法

Info

Publication number: JP2005290641A
Application number: JP2004110858A
Authority: JP
Inventors: Hidefumi Suzuki; 英文鈴木; Hidehiko Hashimoto; 英彦橋本
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 2004-04-05
Filing date: 2004-04-05
Publication date: 2005-10-20

Abstract

【課題】エアレイド法に代表される合成パルプを空気搬送するプロセスにおいて、静電気によるプロセス内壁への吸着・成長を改善した材料を提供することであり、さらにまた、そのような材料を用いた不織布およびおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】
合成パルプの含水シートもしくは乾燥シートの表面に帯電防止剤を付着させて乾燥したシートを、粉砕開繊して綿状合成繊維としたものは、静電気の蓄積が非常に抑制できるので、エアレイド不織布プロセスで原料繊維として用いた時、厚薄むらのない均一な不織布を製造できる。また、この綿状合成パルプは、帯電防止処理していない綿状合成パルプと混合しても、静電気の蓄積を抑制できる。
【選択図】無し

Description

本発明は、帯電防止性に優れた合成繊維綿と不織布およびその製造法に関する。さらに詳しくは、帯電防止性に優れた合成パルプ綿とそれを用いたエアレイド不織布およびその製造方法に関する。

熱可塑性樹脂を原料として製造されたパルプ状物質、いわゆる合成パルプは公知である。例えば、特公昭５２−４７０４９号公報には、ポリオレフィンの炭化水素溶媒および水よりなる高温、高圧の分散液を減圧領域中に放出することによりフラッシュ紡糸して、水中に分散したポリオレフィンの繊維状物質を得、これを叩解またはリファイニングしてポリオレフィンのパルプ状物質を製造する方法が記載されている。

そして、かかる合成パルプは、例えばエアレイド法など乾燥した繊維を空気で搬送して不織布とすることができる。しかしながら、その工程において、静電気の発生によってエアレイド製造装置のフォーミングヘッドなどの繊維を供給するプロセスの内壁に合成パルプが吸着、成長し、その塊が製造中の不織布に落ちて不織布の外観が悪くなることがあった。

静電気の発生を防止すればかかる弊害は防止できるものと期待されるが、このような合成パルプは疎水性であり吸水性を有しないことが原因の１つと考えられる。

そこで、合成パルプに湿潤性、吸水性を付与するために、合成パルプを水に分散させた状態で、親水剤を添加溶解して表面処理することが知られている。たとえば、特開昭６３−６６３８０号公報（特許文献１）には、熱可塑性樹脂のパルプ状物に、ポリプロピレングリコールが付着していることを特徴とする合成パルプについて記載されている。しかしながら、この方法の処理に依ったのでは満足な結果が得られていない。
特開昭６３−６６３８０号公報

本発明の目的は、エアレイド法に代表される合成パルプを空気搬送するプロセスにおいて、静電気によるプロセス内壁への吸着・成長を改善した材料を提供することであり、さらにまた、そのような材料を用いた不織布およびおよびその製造方法を提供することである。

発明者らは、エアレイド不織布のフォーミングヘッドなど合成パルプを供給するプロセス内壁に合成パルプの塊が生じるのは、合成繊維が製造中に帯電すること、そして、そのことは、親水処理と同様の手法で帯電防止処理を行う時、すなわち合成パルプの分散水へ帯電防止剤を添加溶解して処理する時、全量が繊維表面に付着するわけでなく、そのほとんどが分散水に溶解したままであり、その後の脱水工程で分散水は絞られるため、帯電防止剤を十分に繊維表面に付着させる事は困難であることを見出し、本発明に至った。

すなわち、本発明は、合成繊維からなる合成繊維綿であって、ＪＩＳＫ６９１１により測定される表面抵抗率値が５×１０^１１Ω以下であることを特徴とする合繊繊維綿を提供するものである。

（合成パルプ）
本発明は、合成繊維のシート面に対して帯電防止剤を付着処理をしたシートを乾燥後粉砕し、綿状に開繊することにより得られた合成繊維綿を提供するものである。そして、前記合成繊維は、長繊維、短繊維若しくは合成パルプが用いられ、複合繊維で合っても良い。このうち、合成パルプを用いることが好ましい。

本発明に用いられる合成パルプは、高度に分岐したものが好ましく用いられる。また、ＫＡＪＪＡＮＩ製ＦＳ−２００で測定される平均繊維長が、通常０．０１〜１０ｍｍ、好ましくは、０．１〜５ｍｍのものが用いられる。

本発明において合成パルプはポリオレフィン樹脂が用いられる。ポリオレフィン樹脂としては、エチレン単独重合体、エチレン・α−オレフィン共重合体、プロピレン単独重合体、プロピレン・α−オレフィン共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン・（メタ）アクリル酸エステル共重合体、マレイン化ポリエチレン、マレイン化ポリプロピレン、そしてこれらのブレンド樹脂が好ましく用いられる。

本発明で用いられるポリエチレン系樹脂は、メルトフローレート（ＭＦＲ、ＡＳＴＭＤ１２３８、１９０℃、２．１６Ｋｇ荷重）が、０．０１〜１０００ｇ／１０分、好ましくは０．０５〜５００ｇ／１０分、さらに好ましくは、０．１〜１００ｇ／１０分の範囲にあることが好ましい。ＭＦＲが上記のような範囲にあるエチレン単独重合体を用いると、高度に分岐し、相互の絡み合いが良好な合成パルプが得られる。

本発明で用いられるポリプロピレン系樹脂は、メルトフローレート（ＭＦＲ、ＡＳＴＭＤ１２３８、２３０℃、２．１６Ｋｇ荷重）が、０．１〜５００ｇ／１０分、好ましくは、０．５〜１００ｇ／１０分、さらに好ましくは、１〜５０ｇ・１０分の範囲にあることが望ましい。ＭＦＲが上記のような範囲にあるプロピレン単独重合体を用いると、高度に分岐し、相互の絡み合いが良好な合成パルプが得られる。

これらの合成樹脂から合成パルプを製造するには既に公知の方法を適用することができ、その製法は、Encyclopedia of Chemical Technology 3rd ed, Vol.19,P420〜425に詳細に説明されている。例えば、溶融紡糸した繊維を短く切った後に叩解する方法、溶融フラッシュもしくはエマルジョンフラッシュを行った後に叩解処理する方法などがある。

（シート）
本発明に用いられる合成繊維は、通常シート状にして用いられる場合がある。合成繊維のシートは、ポリオレフィンとポリオレフィンを溶解できる疎水性溶剤、および水を１２０℃以上で混合加熱し、この混合液体を紡糸ノズルを介して減圧下へフラッシュ紡糸し、この紡糸された繊維は、リファイナーによって繊維長および分岐度を調節し、メッシュなどで余分な水を脱水し、含水シートとして供給される。こうして得られる合成繊維の含水シートは、熱風循環式オーブン中７０℃で２４時間乾燥させ、乾燥前後の重量変化を測定し、含水率％＝（１−乾燥後重量／乾燥前重量）×１００で算出すると、通常３０〜７０重量％の水分を含んでいる。

後述する帯電防止剤で合成繊維を処理する場合は、合成繊維の含水シートあるいは乾燥シートの片面もしくは両面へ、帯電防止剤の原液、もしくは水や揮発性アルコールに溶解した帯電防止剤の溶液を噴霧もしくは滴下させて帯電防止剤を付着させる方法が用いられる。

（帯電防止剤）
帯電防止剤の種類としては、界面活性剤が一般的に用いられる。具体的には、アニオン系界面活性剤として、アルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、脂肪酸塩が、ノニオン系界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン、硬化ひまし油が、カチオン系界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルアルカノールアミド、アルキルアミン塩、第４級アンモニウム塩、アルキルベタイン、アルキルアミンオキシドなど、液状、もしくは水やアルコールに溶解できる界面活性剤であれば使用する事ができる。ノニオン系界面活性剤よりも、アニオン系界面活性剤とカチオン系界面活性剤の方が好ましく、特にカチオン系界面活性剤は好ましく、具体的には第４級アンモニウム塩やアルキルベタインは特に好ましい。

（複合繊維）
本発明において、合成繊維の繊維のシート状物を用いる場合は、複合繊維を用いても良い。複合繊維とは、２種以上の樹脂より構成される繊維をいい、いわゆる芯鞘型であろうと、サイドバイサイド型であろうと公知のものであれば特に制限はない。複合繊維は、繊維長の長い物と短い物とが用いられるが、通常１ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは３ｍｍ〜５ｍｍ、のものが用いられる。また、径としては通常、１デニール〜１０デニール、好ましくは１デニール〜３デニールのものが用いられる。
（製造方法）
本発明は、上記開繊合成繊維を用いることを特徴とする不織布の製造方法を提供するものである。なかでも、エアレイド法を用いて不織布を製造することに適している。

帯電防止剤を付着した合成繊維を、エアレイド不織布の原料繊維に使用する場合は、シート乾燥後、もしくは半乾燥後にハンマーミルなどで粉砕する事により、合成パルプを開繊し、綿状の合成繊維として使用する。合成繊維としては、合成パルプが好ましく用いられる。この時、用途によって天然パルプを混合したり、ステープル繊維を混合して要求性能に合わせたものを作ることができる。さらに、そのようにつくられた帯電防止処理した綿状合成パルプへ、帯電防止していない綿状合成パルプと混合して用いても良い。

含水率：試料約１５０〜２００ｇのシート（２０ｃｍ角×厚さ約３〜４ｍｍ）を熱風循環式オーブンに入れ、７０℃にて２４時間乾燥し、乾燥前後の重量変化を測定して次式から含水率を算出する。

含水率％＝（１−乾燥後重量／乾燥前重量）×１００
帯電防止剤の付着率：５０ｇのＳＷＰ繊維を３Ｌのメタノールに入れ、攪拌しながら１時間加熱還流する。次に、ＳＷＰ繊維をろ過して取り除き、このメタノール抽出液をエバポレータでメタノールを蒸発除去し、さらに真空乾燥機にて３ｍｍＨｇ減圧下３０分間乾燥させその抽出物重量を測定する。そして、次式から帯電防止剤の付着率を算出する。

付着率％＝（抽出物重量／ＳＷＰ５０ｇ）×１００
表面抵抗率：ＪＩＳＫ６９１１に準拠した方法おこなった。すなわち、綿状合成パルプを測定前前処理として２０℃×湿度６５％の雰囲気下９０時間放置し湿度調整を行った後、約１００ｇの綿状合成パルプを直径約１５ｃｍ、厚さ約３ｍｍの綿の塊をつくり、これ表面抵抗率を測定した。機器は、（株）アドバンテストＲ８３３０Ａを使用した。

実施例１〜４および比較例１〜２は、原料のＳＷＰの調製についてのものである。結果を表１にまとめた。
（実施例１）合成パルプ（ＳＷＰＥ７９０、三井化学（株）社製）の５０％含水シート（２０ｃｍ角×厚さ約３ｍｍ、重量１２０ｇ）の片面に、帯電防止剤（アンヒトール２４Ｂ；固形分２６％、花王（株）製）を４.６ｇ（合成パルプ繊維に対して固形分２％の付着量）となるようにスプレーで均一に塗布した後、直ちに７０℃オープンに入れ２４時間乾燥させた。含水シートを１５３ｇ量り取り、７０℃オーブンにいれ２４時間乾燥したところ、７６ｇであった。（１−７６ｇ／１５３ｇ）×１００＝５０％の含水率で有る事がわかった。

帯電防止処理されたＳＷＰシートをハンマーミル（ＫＩＩＷ−１、不二パウダル（株）製）にて叩解し綿状にして帯電防止性能を表面抵抗率計（Ｒ８３３０Ａ、アドバンテスト（株）製）で測定したところ、表面抵抗率は１．３×１０^１0であった。

（実施例２）上記の実施例１で、帯電防止剤をアミート３２０（固形分１００％；花王（株）製）の２０％水溶液６ｇを使用してＳＷＰを帯電防止処理した以外は同じようにしてＳＷＰ綿を得て、この綿の表面抵抗を調べたところ、１．１×１０^１１であった。

（実施例３）合成パルプ（ＳＷＰＥ７９０）の５０％含水シートを、容器に入れた帯電防止剤（アンヒトール２４Ｂ）中に１秒間浸漬後取り出し、直ちに７０℃オーブンに入れ２４時間乾燥させた。実施例１と同様の方法でＳＷＰ綿を得て、この綿の表面抵抗率を求めたところ、５．２×１０^７であった。

ＳＷＰ繊維に付着している帯電防止剤を定量するため、５０ｇのＳＷＰ綿を３Ｌのメタノールに投入し、１時間加熱還流させＳＷＰ繊維を除去した後メタノールを蒸発させ残留分を測定したところ１．８２ｇであったことから、帯電防止剤のＳＷＰ繊維付着率は１８．２％であることが分かった。

（比較例１）実施例１で、帯電防止剤を用いなかった以外は実施例１と同様の操作によりＳＷＰ綿を得て、この綿の表面抵抗率を測定したところ、３．８×１０^１７Ωであった。

（比較例２）１００Ｌのパルパーに、１００Ｌの水と合成パルプ（ＳＷＰＥ７９０）の５０％含水シート４ｋｇ（繊維２ｋｇ＋水分２ｋｇ）を投入し、繊維を離解させ２％スラリーとした。この中へ、４０ｇ（繊維に対して２％）の帯電防止剤をアミート３２０（花王（株）製）を投入し、５０）℃で３０分間撹拌した。家庭用洗濯機にて脱水した。この脱水した合成パルプの塊２００ｇを７０℃オーブンで２４時間乾燥したところ重量は１００ｇに重量減少した事から、含水率５０％であった。乾燥した合成パルプの塊をハンマーミルで粉砕開繊し、綿状にして繊維の表面抵抗率を測定したところ、１．７×１０^１２Ωであった。
（実施例４）実施例３で得られたＳＷＰ綿２０ｇと、比較例１で得られたＳＷＰ綿８０ｇを、家庭用ミキサーにて混合した。この混合繊維の表面抵抗率を測定したところ、３．３×１０^１０Ωであった。

実施例５〜８および比較例３〜６は、エアレイド不織布の製造特性と不織布の外観についての例であり、結果を表２、表３にまとめた。

（実施例５）実施例１で得られたＳＷＰ綿１００重量部に複合繊維（ＥＡＣ、チッソ（株）製）を２０部加え、バッチ式のエアレイド不織布製造機にてマットを作成し、続いて、１ｍｍのスペーサ−を挟んで熱プレス機にて１２０℃で３分間熱処理して複合繊維を溶融接着してエアレイド不織布を得た（図参照）。エアレイド不織布製造機でマット作成時はボックス内壁に繊維が付着せず、厚薄むらがない外観の良い不織布が得られた。
（実施例６）実施例５で用いたＳＷＰの代わりに実施例２で得られたＳＷＰに変更した以外は同様の方法でエアレイド不織布の製造を行ったところ、不織布製造機のボックス内壁に繊維が付着せず、厚薄むらがない良い不織布が得られた。

（実施例７）
実施例５で用いたＳＷＰの代わりに、実施例３で得られたＳＷＰに変更した以外は同様の方法でエアレイド不織布の製造を行ったところ、不織布製造機のボックス内壁に繊維が付着せず、厚薄むらがない良い不織布が得られた。

（比較例３）
実施例５で用いたＳＷＰの代わりに比較例１で得られたＳＷＰに変更した以外は同様の方法でエアレイド不織布の製造を行ったところ、不織布製造機のボックス内壁に繊維が付着し、成長して繊維の塊となった後、壁面より落ちてメッシュ上に捕集された。得られた不織布は、繊維の塊部分が斑点となり、厚薄むらのある不織布となった。

（比較例４）
実施例５で用いたＳＷＰの代わりに、比較例２で得られたＳＷＰに変更した以外は同様の方法でエアレイド不織布の製造を行ったところ、比較例３よりは大きく改善されたものの不織布製造機のボックス内壁に繊維が付着し、成長して繊維の塊となった後、壁面より落ちてメッシュ上に捕集された。得られた不織布は、繊維の塊部分が斑点となり厚薄むらのある不織布となった。

（実施例９）
実施例５において、複合繊維の代わりにパルプ８０部とし、熱プレスでの熱融処理温度を１５０℃に変えた以外は、実施例５と同様にしてエアレイド不織布を製造したところ、不織布製造機の壁面に繊維が付着することなく、厚薄むらのない良い不織布が得られた。

（比較例５）
実施例９において、ＳＷＰ綿を比較例１で得られたＳＷＰ綿に変えた以外は同様の方法でエアレイド不織布を作成したところ、不織布製造機のボックス内壁に繊維が付着し、成長して繊維の塊となった後、壁面より落ちてメッシュ上に捕集された。得られた不織布は、繊維の塊部分が斑点となり厚薄むらのある不織布となった。

（比較例６）
実施例９において、ＳＷＰ綿を比較例２で得られたＳＷＰ綿に変えた以外は同様の方法でエアレイド不織布を作成したところ、不織布製造機のボックス内壁に繊維が付着し、成長して繊維の塊となった後、壁面より落ちてメッシュ上に捕集された。得られた不織布は、繊維の塊部分が斑点となり厚薄むらのある不織布となった。

Claims

合成繊維からなる合成繊維綿であって、ＪＩＳＫ６９１１により測定される表面抵抗率値が５×１０^１１Ω以下であることを特徴とする合繊繊維綿。
前記合成繊維が、分岐構造を有することを特徴とする請求項１記載の合繊繊維綿。
合成繊維のシート面に対して帯電防止剤を付着処理をしたシートを乾燥後粉砕し、綿状に開繊して得られる開繊合成繊維綿。
前記請求項１記載の開繊合成繊維綿が用いられていることを特徴とする不織布。
合成繊維のシートに帯電防止剤を処理して付着させ、シートを乾燥後、綿状に開繊して得られた合成繊維綿を、エアレイド法に用いることを特徴とする不織布の製造方法。