JP2013151767A

JP2013151767A - 高伸度短繊維不織布

Info

Publication number: JP2013151767A
Application number: JP2012013092A
Authority: JP
Inventors: Tsukasa Miyata; 司宮田; Tsuneo Iizuka; 恒夫飯塚
Original assignee: Nippon Ester Co Ltd
Current assignee: Nippon Ester Co Ltd
Priority date: 2012-01-25
Filing date: 2012-01-25
Publication date: 2013-08-08

Abstract

【課題】高い伸び率で経済的に有利な、高伸度短繊維不織布を提供する
【解決手段】破断伸び率が３００％以上のポリエチレンテレフタレート短繊維を主体繊維とし、構成繊維同士がニードルパンチ処理により三次元的に交絡して一体化してなる不織布であり、該不織布の伸び率が縦方向および横方向ともに２５０％以上であることを特徴とする高伸度短繊維不織布。
また、破断伸び率が３００％以上のポリエチレンテレフタレート短繊維を構成するポリエチレンテレフタレートの複屈折率が０．０１５以下であることが好ましい。
【選択図】なし

Description

本発明は、高い伸長性をもち、機械的特性にも優れた短繊維不織布に関するものである。特に、土木用途、建築用途等に好適に用いられる短繊維不織布に関するものである。

伸度の高い不織布としては、熱収縮性能の異なる複数の不織布を積層しニードルパンチで接合した後に熱処理を施し、各層の熱収縮差により積層不織布に凹凸皺を発生付与したものが挙げられる（例えば、特許文献１）。特許文献１の不織布によれば、引張応力が加わることにより不織布の有する凹凸皺が伸びることによって高伸度となる。すなわち、皺の大きさの分だけ、伸びを発現することとなる。

しかしながら、この積層不織布に付与できる凹凸皺の大きさには限度があり、さらに高い伸び率、例えば３００％付近の伸び率を凹凸皺により付与することは困難である。また、この方法では、凹凸皺を付与するためには、熱処理工程を必須としており、工数が増えることによる労力やエネルギー消費の大きいものである。さらには、積層不織布に凹凸皺が付与されているため必然的に嵩の高い不織布になり、保管や輸送効率においても不利である。

特開２０１０−１５０７３７号公報

本発明は上記問題を解決するものであって、高い伸度を有する不織布を、製造コストをかけずに、容易に提供することを課題とするものである。

本発明者は、上記の課題を達成するために検討した結果、本発明に到達した。

すなわち、本発明は、破断伸び率が３００％以上のポリエチレンテレフタレート短繊維を主体繊維とし、構成繊維同士がニードルパンチ処理により三次元的に交絡して一体化してなる不織布であり、該不織布の伸び率が縦方向および横方向ともに２５０％以上であることを特徴とする高伸度短繊維不織布を要旨とするものである。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明の不織布は、破断伸び率が３００％以上のポリエチレンテレフタレート短繊維を主体繊維としている。このような破断伸び率が３００％以上のポリエチレンテレフタレート短繊維としては、短繊維を構成するポリエチレンテレフタレートの複屈折率が０．０１５以下である短繊維を用いるとよい。ポリエチレンテレフタレート短繊維において、ポリエチレンテレフタレートの複屈折率が０．０１５以下であるものは、繊維の配向結晶化がほとんど進んでいない。したがって、短繊維は、引張応力に対して３００％以上の大きな伸度を発揮するものとなる。このような、ポリエチレンテレフタレート短繊維を構成繊維とする不織布に引張応力が付加されると、この引張応力によって該ポリエチレンテレフタレート短繊維自身が容易に伸長する。その結果、不織布は、縦方向、横方向ともに、高い伸び率すなわち２５０％以上の破断伸び率を有するものとなる。短繊維を構成する重合体として、ポリエチレンテレフタレートを選択する理由は、耐熱性や機械的特性が良好であり、かつコスト的にも優位であるためである。

このように複屈折率が０．０１５以下のポリエチレンテレフタレートによって構成される短繊維は、例えば、溶融紡糸における紡糸速度を低紡速（８００〜１３００ｍ／分）で行って、紡糸段階においてもポリエチレンテレフタレートの結晶配向化が促進しないようにし、その後、溶融紡糸により得られた繊維は、熱延伸を施さずに結晶配向を促進させないようにすることで得ることができる。

本発明の不織布は、破断伸び率が３００％以上のポリエチレンテレフタレート短繊維を主体繊維としているが、本発明の効果を損なわない範囲であれば、破断伸び率が３００％以上のポリエチレンテレフタレート短繊維以外の短繊維（以下、「他の短繊維」という）を含有してもよい。ただし、本発明の不織布においては、破断伸び率が３００％以上のポリエチレンテレフタレート短繊維のみを構成繊維とすることが最も好ましく、他の短繊維を含む場合の含有率は多くとも２０質量％未満とし、より好ましくは多くとも１０質量％以下とする。他の短繊維の含有率が多くなると得られる短繊維不織布の破断伸び率が小さくなる傾向となる。他の短繊維は、破断伸び率は５０％以上のポリエステル短繊維であることが好ましい。破断伸び率が５０％以下の場合、得られる不織布の破断伸び率が低下する傾向となるためである。他の短繊維を構成するポリエステルとしては、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、ポリエチレンナフタレート等が挙げられるが、経済性、耐熱性等からポリエチレンテレフタレートが好ましい。

本発明の不織布を構成する短繊維を構成する重合体には、本発明の効果を損なわない範囲で、リン酸エステル化合物やヒンダードフェノール化合物のような安定剤、コバルト化合物、蛍光増白剤、染料のような色調改良剤、二酸化チタンのような艶消し剤、可塑剤、顔料、制電剤、難燃剤、易染化剤などの各種添加剤を１種類または２種類以上添加してもよい。

本発明の不織布を構成する短繊維の単糸繊度は、特に限定するものではなく用途に応じて適宜選択すればよいが、１．３〜３３ｄｔｅｘが好ましく、さらには２．２〜１１ｄｔｅｘがより好ましい。単糸繊度が１．３ｄｔｅｘ未満のものは、繊維自体の強力が劣る傾向にあり、用途が限定される傾向となる。一方、３３ｄｔｅｘを超えると、同じ目付の不織布を得ようとしたときに、不織布を構成する短繊維の本数が相対的に少なくなり、不織布の強度が低くなる傾向にある。

不織布を構成する短繊維の繊維長は、３２〜１００ｍｍが好ましく、さらには３８ｍｍ以上がより好ましい。繊維長を３２ｍｍ以上とすることにより、破断伸び率のより高い不織布が得られ易い。また、製造工程におけるカード機での開繊時に、繊維の脱落が発生しにくく操業性が良好である。一方、繊維長を１００ｍｍ以下とすることにより、得られる不織布の地合いが均一となり、また、カード機で良好に解繊できる。

本発明の不織布は、構成繊維同士がニードルパンチ処理により三次元的に交絡して一体化してなる。構成繊維同士がニードルパンチ処理により三次元的に交絡しているため、繊維の長手方向における繊維軸は不織布の面方向だけでなく不織布の厚み方向にも位置して三次元的に配置されることとなる。また、その三次元的な方向に位置した状態で交絡しているため、構成繊維はある程度の自由度を有するものとなり、引張応力に対して不織布としても伸びやすい形態となる。また、厚みが大きく嵩高の不織布となるため、土木用途や建築用途に好適に使用できる。

本発明の不織布の目付は、特に限定するものではなく用途に応じて適宜選択すればよいが、１５０〜２０００ｇ／ｍ^２程度が好ましい。

本発明の不織布の厚みは、特に限定するものではなく用途に応じて適宜選択すればよいが、保管とか輸送等のコストとか敷設時の作業性を考慮すると、厚みが大き過ぎないものが好ましく、具体的には不織布の目付が１５０〜１０００ｇ／ｍ^２の範囲では２〜５ｍｍ程度が好ましい。

本発明の高伸度短繊維不織布は、伸長性と機械的特性に優れているので、土木用途、建築用途等に好適に用いることができる。特に土木用として、地面その他の凸凹状の起伏を有する場所に不織布を敷設する場合に、敷設面への追従が容易で、作業性をはじめとする施工性を大巾に改善することができる。

本発明の不織布を土木用途に用いる場合は、強度が２００Ｎ／５ｃｍ以上あると土木分野、例えば防砂シート等の用途に好適に用いることができ、より好ましくは強度が４００Ｎ／５ｃｍ以上、さらに好ましくは強度が５００Ｎ／５ｃｍ以上である。

本発明の高伸度短繊維不織布は、破断伸び率３００％以上のポリエステル短繊維を主体繊維とするニードルパンチ短繊維不織布であり、該短繊維が容易に伸長しやすい性質を有することから、短繊維不織布の破断応力以下の応力で該短繊維が容易に伸長する。したがって、縦方向、横方向ともに２５０％以上の破断伸び率を有する高伸度の短繊維不織布を提供することが可能になる。

次に、実施例を用いて本発明を具体的に説明する。実施例中の各種の特性値等の測定、評価方法は次の通りである。
（１）極限粘度〔η〕
フェノールと四塩化エタンとの等質量混合物を溶媒として、試料濃度０．５質量％、温度２０℃の条件下で常法に基づき測定した。
（２）不織布の目付
ＪＩＳＬ１９１３６．２に準じて測定した。
（３）不織布の厚み
ＪＩＳＬ１９１３６．１．２Ａ法に準じ、０．５ＫＰａの荷重で測定した。
（４）不織布の引張強さ（強度）及び破断伸び率
ＪＩＳＬ１９１３６．３に準じ、５ｃｍ巾の試料をつかみ間隔１０ｃｍ、引張速度１０ｃｍ／ｍｉｎで測定した。

実施例１
融点が２５６℃、極限粘度０．６１のポリエチレンテレフタレートを、通常の紡糸装置を用い、紡糸温度２９０℃、吐出量５０３ｇ／分、紡糸速度１０５０ｍ／分の条件で紡糸し、未延伸糸を得た。このとき、紡糸口金として、丸断面の０．２０Φの吐出孔が１４５０個穿孔されたものを用いた。得られた未延伸糸を１２．４ｋｔｅｘの繊維束に集束し延伸を行わず、クリンパーで機械捲縮を付与した。その後、ラウリルホスフェートカリ塩を主成分とする一般紡績用油剤を付着量が０．２質量％となるように付与した後、カットして単糸繊度３．３ｄｔｅｘ、繊維長６４ｍｍの高伸度のポリエチレンテレフタレート短繊維（以下、高伸度の短繊維という。）を得た。この高伸度の短繊維の複屈折率は、０．０１２、伸度３５０％であった。
得られた高伸度の短繊維をカード機で解繊した後、クロスレイアーで積層し乾式ウェブを作成し、その後バーブ付きニードルを有するニードルロッカーに通して、針密度６０パンチ／ｃｍ²にてニードリングを行い８００ｇ／ｍ²の短繊維不織布を得た。

実施例２〜５
短繊維不織布の目付を表１に示す値に変更した以外は、実施例１と同様にして短繊維不織布を得た。

実施例６〜７
ニードリングの針密度を表１に示す数に変更した以外は、実施例１と同様にして短繊維不織布を得た。

実施例８
融点が２５６℃、極限粘度０．６１のポリエチレンテレフタレートを、通常の紡糸装置を用い、紡糸温度２８５℃、吐出量４００ｇ／分、紡糸速度１０００ｍ／分の条件で紡糸し、未延伸糸を得た。このとき、紡糸口金として、丸断面の０．２８Φの吐出孔が５１８個穿孔されたものを用いた。得られた未延伸糸を１２．４ｋｔｅｘの繊維束に集束し延伸を行わず、クリンパーで機械捲縮を付与した。その後、ラウリルホスフェートカリ塩を主成分とする一般紡績用油剤を付着量が０．２質量％となるように付与した後、カットして単糸繊度７．７ｄｔｅｘ、繊維長６４ｍｍの高伸度のポリエチレンテレフタレート短繊維（高伸度の短繊維）を得た。この高伸度の短繊維の複屈折率は、０．０１０、伸度３８０％であった。
得られた高伸度の短繊維をカード機で解繊した後、クロスレイアーで積層し乾式ウェブを作成し、その後バーブ付きニードルを有するニードルロッカーに通して、針密度６０パンチ／ｃｍ²にてニードリングを行い８００ｇ／ｍ²の短繊維不織布を得た。

実施例９〜１２
短繊維不織布の目付を表１に示す値に変更した以外は、実施例８と同様にして短繊維不織布を得た。

実施例１３〜１４
ニードリングの針密度を表１に示す数に変更した以外は、実施例８と同様にして短繊維不織布を得た。

実施例１５
高伸度の短繊維として実施例１で得られた高伸度の短繊維を用い、高伸度の短繊維以外の他の短繊維としてユニチカ社製ポリエステル短繊維＜５４０＞６．６Ｔ６４（破断伸び率６０％）を用い、高伸度の短繊維と他の短繊維との質量比率を９０／１０（高伸度の短繊維／他の短繊維）とし、実施例１と同様にして短繊維不織布を得た。

実施例１６
高伸度の短繊維として実施例８で得られた高伸度の短繊維を用い、高伸度の短繊維以外の他の短繊維としてユニチカ社製ポリエステル短繊維＜５４０＞６．６Ｔ６４（破断伸び率６０％）を用い、高伸度の短繊維と他の短繊維との質量比率を９０／１０（高伸度の短繊維／他の短繊維）とし、実施例８と同様にして短繊維不織布を得た。

比較例１
高伸度の短繊維として実施例１で得られた高伸度の短繊維を用い、高伸度の短繊維以外の他の短繊維としてユニチカ社製ポリエステル短繊維＜５４０＞６．６Ｔ６４（破断伸び率６０％）を用い、高伸度の短繊維と他の短繊維との質量比率を８０／２０（高伸度の短繊維／他の短繊維）とし、実施例１と同様にして短繊維不織布を得た。

比較例２
高伸度の短繊維として実施例８で得られた高伸度の短繊維を用い、高伸度の短繊維以外の他の短繊維としてユニチカ社製ポリエステル短繊維＜５４０＞６．６Ｔ６４（破断伸び率６０％）を用い、高伸度の短繊維と他の短繊維との質量比率を８０／２０（高伸度の短繊維／他の短繊維）とし、実施例８と同様にして短繊維不織布を得た。

比較例３
短繊維としてユニチカ社製ポリエステル短繊維＜５４０＞６．６Ｔ６４（破断伸び率６０％）のみを用い、実施例１と同様にして短繊維不織布を得た。

表１から明らかなように、実施例１〜１６で得られた短繊維不織布は、破断伸び率が縦方向および横方向ともに２５０％以上の高い伸びを有する短繊維不織布であった。なかでも、実施例１〜１４の短繊維不織布は、複屈折率が０．０１５以下、破断伸び率が３００％以上の短繊維のみを用いたものであり、縦方向および横方向ともに３００％以上の破断伸び率で非常によく伸び、かつ機械的特性に優れた短繊維不織布であった。
一方、比較例１、２の短繊維不織布は破断伸び率の低い短繊維が２０質量％含むものであったため、破断伸び率が実施例に比べて劣るものであった。比較例３の短繊維不織布は、破断伸び率の低い短繊維のみであったため、破断伸び率の低い短繊維不織布であった。

Claims

破断伸び率が３００％以上のポリエチレンテレフタレート短繊維を主体繊維とし、構成繊維同士がニードルパンチ処理により三次元的に交絡して一体化してなる不織布であり、該不織布の伸び率が縦方向および横方向ともに２５０％以上であることを特徴とする高伸度短繊維不織布。
破断伸び率が３００％以上のポリエチレンテレフタレート短繊維を構成するポリエチレンテレフタレートの複屈折率が０．０１５以下であることを特徴とする高伸度短繊維不織布。
請求項１または２記載の高伸度短繊維不織布によって構成される土木用シート。
請求項３記載の土木用シートによって構成される防砂シート。