JP2014037645A

JP2014037645A - 消臭性メルトブローン不織布およびその製造方法

Info

Publication number: JP2014037645A
Application number: JP2012180484A
Authority: JP
Inventors: Eiichiro Nakamura; 英一郎仲村; Kazuhide Oka; 和英岡; Hitoshi Nakatsuka; 均中塚
Original assignee: Kuraray Co Ltd
Current assignee: Kuraray Co Ltd
Priority date: 2012-08-16
Filing date: 2012-08-16
Publication date: 2014-02-27

Abstract

【課題】煙草や汗、建材などから発する臭気成分や有害成分などを速やかに分解除去し無臭化する上で有用な消臭性メルトブロ−ン不織布およびその製造方法の提供を目的とする。
【解決手段】共重合ポリエステル樹脂からなるメルトブローン不織布であり、好適には共重合ポリエステル樹脂が、ジカルボン酸のうち、７５モル％以上がテレフタル酸成分であり、１．０モル％〜３．５モル％がスルホイソフタル酸の金属塩成分であり、２．０モル％〜１０．０モル％がシクロヘキサンジカルボン酸成分であり、２．０モル％〜８．０モル％が脂肪族ジカルボン酸成分であることを特徴とするメルトブローン不織布。
【選択図】なし

Description

本発明は煙草や汗、建材などから発する臭気成分や有害成分などを速やかに分解除去し無臭化する上で有用な消臭性メルトブロ−ン不織布およびその製造方法に関する。

近年、家庭、オフィス、病院などの生活環境において様々な悪臭に対する関心が高くなってきている。これら臭気成分には数多くの化合物、例えばアンモニア、アミン類（例えばトリメチルアミン、トリエチルアミンなど）の窒素化合物、硫化水素、メチルメルカプタンなどの硫黄含有化合物、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒドなどのアルデヒド類、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、吉草酸などの低級脂肪酸などが含まれる。
このように、生活環境には低級脂肪酸などの酸性臭気成分、窒素含有化合物などの塩基性臭気成分、硫黄臭気成分、アルデヒド類などの中性臭気成分などの種々の臭気成分が存在する。しかし、種類の異なる複数の成分を有効に除去することは困難である。

これらの物質を除去する為種々の消臭性繊維、例えば吸着剤を繊維に担持させた消臭性繊維が提案されている。このような消臭性繊維は、吸着剤の担持量に限界があること、臭気成分と接する繊維表面に担持した吸着剤を効率良く配置する事が困難な事が制約となって有効な消臭性能が発揮できない。

リン酸ジルコニウム粒子を繊維中に練りこんだ消臭繊維、酸化亜鉛と二酸化ケイ素とで構成されたアモルファス構造のケイ酸亜鉛粒子を繊維中に練りこんだ消臭繊維、ＴｉとＺｎの水和酸化物系の白色微粉末を繊維中に練りこんだ消臭繊維、四価金属の水不溶性リン酸塩、二価金属の水酸化物を含有する吸着性組成物を繊維に複合または配合した消臭繊維が公知となっているが、これらの消臭性繊維は酸性臭気成分、塩基性臭気成分および中性臭気成分の全ての臭気成分に対して優れた消臭性能を発揮するものではない。

また、特定のリン酸塩および水酸化物からなる吸着剤と酸化チタンや酸化亜鉛などの光触媒機能を有する光触媒機能を有する光触媒とを併用した消臭性組成物を繊維に含有させる消臭繊維が公知となっている（例えば、特許文献１参照）が、光触媒機能を有する物質の大きさが大きいと繊維内での分散が悪く、臭気成分と接する繊維表面に効率良く配置する事が困難となるばかりか曳糸性も損なわれる。光触媒機能を有する物質の大きさが小さいとコスト高となる。

特開平１０−１３１０２０号公報

本発明の目的は種々の臭気成分を効率的に除去出来る消臭性メルトブローン不織布およびその製造方法を提供することにある。特に本発明の目的は、酸性臭気成分、塩基性臭気成分、中性臭気成分に対して消臭性能を持ち、特に塩基性臭気成分に対して高い除去能を有する消臭性メルトブローン不織布およびその製造方法を提供することにある。本発明の別の目的はメルトブローン不織布の特性を損なうこと無く臭気成分を有効に除去出来る消臭性メルトブローン不織布およびその製造方法を提供することにある。

本発明者らは前記目的を達成するため鋭意検討した結果、特定の共重合成分が共重合されてなる共重合ポリエチレンテレフタレート樹脂からなるメルトブローン不織布が種々の臭気成分を除去できるとともに臭気成分に対する除去能が長期間に亘って持続することを見出し、本発明を完成した。

本発明の消臭性メルトブロ−ン不織布は共重合ポリエステル樹脂からなるメルトブローン不織布であり、好ましくは、共重合ポリエステル樹脂がジカルボン酸成分とグリコール成分からなる上記の消臭性メルトブローン不織布であり、さらに好ましくは共重合ポリエステル樹脂が、ジカルボン酸のうち、７５モル％以上がテレフタル酸成分であり、１．０モル％〜３．５モル％が下記式（Ｉ）で表される化合物由来の成分であり、２．０モル％〜１０．０モル％がシクロヘキサンジカルボン酸成分であり、２．０モル％〜８．０モル％が脂肪族ジカルボン酸成分であることを特徴とする上記のメルトブローン不織布である。

また本発明は、好ましくは共重合体ポリエステル樹脂７５〜９８重量％と２３０℃におけるメルトインデックスが１００以上のポリオレフィン系ポリマー２５〜２重量％の混合ポリマーからなる上記のメルトブローン不織布である。

本発明の消臭性メルトブロ−ン不織布は種々の臭気成分（酸性臭気成分、塩基性臭気成分および中性臭気成分）を効率的かつ長期間に亘り除去できる。特に酸性臭気成分及び塩基性臭気成分のみならず吸着機構では除去できない中性臭気成分にたいしても高い除去能を示す。

本発明は、共重合体ポリエステル樹脂からなる繊維で構成されたメルトブローン不織布であり、当該共重合体ポリエステル樹脂は、ジカルボン酸成分とグリコール成分からなる共重合体ポリエステルである。当該共重合体ポリエステル樹脂は、エチレンテレフタレート単位を主たる繰り返し単位とするポリエステルであり、ジカルボン酸成分の内、その繰り返し単位の７５モル％以上がテレフタル酸成分であり、テレフタル酸成分の他に少なくとも３種以上の共重合成分からなる。

本発明における不織布は種々の臭気成分（酸性臭気成分、塩基性臭気成分および中性臭気成分）を効率的かつ長期間に亘り除去する能力を備えた消臭性メルトブロ−ン不織布である。このメルトブロ−ン不織布は熱可塑性繊維形成性重合体を用い、通常メルトブロ−ンと称される不織布製造方法、すなわち熱可塑性繊維形成性重合体を溶融紡出し、これを高温高速で噴射する気体で細化し極細繊維流とし、ついでこれをシ−ト状に捕集して不織布を製造する方法、例えば特開昭４９−１０２５８号公報、特開昭４９−４８９３１号公報、特開昭５０−１２１５７０号公報等で既に公知の方法において製造できる。

消臭成分はメルトブロ−ン不織布を構成する繊維に含有させれば良い。

本発明においては、共重合体ポリエステルからなる繊維であって、共重合体ポリエステルがジカルボン酸とグリコール成分からなり、該ジカルボン酸成分のうち、７５モル％以上がテレフタル酸成分であり、１．０モル％〜３．５モル％が下記式（Ｉ）で表される化合物由来の成分であり、２．０モル％〜１０．０モル％がシクロヘキサンジカルボン酸成分であり、２．０モル％〜８．０モル％が脂肪族ジカルボン酸成分であることを特徴とするポリエステル繊維で構成されたメルトブローン不織布を用いることが好ましい。

上記式（Ｉ）で表されるスルホイソフタル酸の金属塩（Ａ）としては、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、又は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等のスルホン酸アルカリ金属塩基を有するジカルボン酸成分；５−テトラブチルホスホニウムスルホイソフタル酸、５−エチルトリブチルホスホニウムスルホイソフタル酸などの５−テトラアルキルホスホニウムスルホイソフタル酸などを挙げることができる。
上記式（Ｉ）で表されるスルホイソフタル酸の金属塩（Ａ）は１種類のみをポリエステル中に共重合させても、また２種以上を共重合させてもよい。
上記式（Ｉ）で表されるスルホイソフタル酸の金属塩（Ａ）を共重合させることにより、共重合されているスルホン酸ソーダ基が臭気成分と反応、結合することで消臭性能が発揮され、特にアンモニア、アミン等の塩基性ガスに対する消臭性能が顕著に発揮される。

上記式（Ｉ）で表されるスルホイソフタル酸の金属塩（Ａ）の共重合量が１．０モル％未満の場合、良好な消臭性能を得ることができない。一方、（Ａ）の共重合量が３．５モル％を超えると、ポリエステルの増粘が著しくなって紡糸が困難になる。消臭性および紡糸性等の点から、（Ａ）の共重合量は１．２〜３．０モル％であるのが好ましく、１．５〜２．５モル％であるのがより好ましい。

また、本発明は、ジカルボン酸成分のうちシクロヘキサンジカルボン酸及び／又はそのエステル形成性誘導体が２．０〜１０．０モル％、好ましくは５．０〜１０．０モル％、また脂肪族ジカルボン酸及び／又はそのエステル形成性誘導体が２．０〜８．０モル％、好ましくは３．０〜６．０モル％共重合されていることが好ましい。

シクロヘキサンジカルボン酸成分を共重合化することによって、ポリエステル繊維の結晶構造に乱れが生じ、非晶部の配向は低下するため、メルトブローンにて不織布を製造するのに適している。

シクロヘキサンジカルボン酸成分の共重合量がジカルボン酸成分において２．０モル％未満では、繊維内部における非晶部位の配向度が高くなるので、好ましくない。また、ジカルボン酸成分において１０．０モル％を超えた場合、樹脂のガラス転移温度が低いことと繊維内部における非晶部位の配向度が低いことによって、安定なメルトブローン不織布を得ることができない。

本発明に用いられるシクロヘキサンジカルボン酸には、１，２−シクロヘキサンジカルボン酸、１，３−シクロヘキサンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸の３種類の位置異性体があるが、本発明の効果が得られる点からはどの位置異性体が共重合されていても構わないし、また複数の位置異性体が共重合されていても構わない。また、それぞれの位置異性体について、シス／トランスの異性体があるが、いずれの立体異性体を共重合しても、あるいはシス／トランス双方の位置異性体が共重合されていても構わない。シクロヘキサンジカルボン酸誘導体についても同様である。

脂肪酸ジカルボン酸及びそのエステル形成性誘導体成分についてもシクロヘキンジカルボン酸成分と同様に、ポリエステル繊維の結晶構造に乱れが生じ、非晶部の配向が低下するため、メルトブローンにて不織布を製造するのに適している。

ジカルボン酸成分中の脂肪酸成分の共重合量が２．０モル％未満では、繊維内部における非晶部位の配向度が高くなるので、好ましくない。また、ジカルボン酸成分中の脂肪酸成分の共重合量が８．０モル％を超えた場合、繊維内部における非晶部位の配向度が低くなり、安定なメルトブローン不織布を得ることができない。

本発明の脂肪族ジカルボン酸成分として好ましく用いられるものとしては、アジピン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸などの脂肪族ジカルボン酸が例示できる。これらは単独又は２種類以上を併用することもできる。

本発明におけるメルトブローン不織布の消臭性能を落とすことのない範囲であれば、テレフタル酸成分、シクロヘキサンジカルボン酸成分、及び脂肪族ジカルボン酸成分以外の他のジカルボン酸成分を共重合しても良い。具体的には、イソフタル酸やナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸成分又はそのエステル形成誘導体を単独であるいは複数の種類を合計１０．０モル％以下の範囲で共重合化させてもよい。

更に、本発明の共重合ポリエステル樹脂には、それぞれ、酸化チタン、硫酸バリウム、硫化亜鉛などの艶消剤、リン酸、亜リン酸などの熱安定剤、あるいは光安定剤、酸化防止剤、酸化ケイ素などの表面処理剤などが添加剤として含まれていてもよい。熱安定剤を用いることで加熱溶融時やその後の熱処理における熱分解を抑制できる。また、光安定剤を用いることで繊維の使用時の耐光性を高めることができる。

これら添加剤は、ポリエステル樹脂を重合によって得る際に、重合系内にあらかじめ加えておいても良い。ただし、一般に酸化防止剤などは重合末期に添加するほうが好ましく、特に重合系に悪影響を与える場合や、重合条件下で添加剤が失活する場合はこちらが好ましい。一方、艶消剤、熱安定剤などは重合時に添加するほうが均一に樹脂重合物内に分散しやすいため好ましい。

本発明は、共重合体ポリエステル樹脂７５〜９８重量％と２３０℃におけるメルトインデックスが１００以上のポリオレフィン系ポリマー２５〜２重量％の混合ポリマーからなるメルトブローン不織布である事が好ましい。共重合体ポリエチレンテレフタレート樹脂と２３０℃におけるメルトインデックスが１００以上のポリオレフィン系ポリマーの混合ポリマーが好ましい理由は、１２０℃における乾熱面積収縮率が１０％以下であるからである。

上記混合比によって得られる混合ポリマー全体の溶融粘度は０．２〜０．５になるのが好ましい。共重合ポリエステル樹脂は、固有粘度０．５５〜０．７であるが、好ましくは０．５８〜０．６８、より好ましくは０．５８〜０．６０である。固有粘度が０．７を上回ると、ＰＰ混合率が多くなり、１２０度における乾熱面積収縮率を１０％以下に抑える事が困難となる。また、固有粘度が０．５８を下回ると紡糸中に断糸しやすく生産性が乏しくなる。

本発明のメルトブロ−ン不織布は、臭気成分をよく除去できる。これは共重合されているスルホン酸ソーダ基が臭気成分と反応、結合することで発揮され、特にアンモニア、アミン等の塩基性ガスに対する消臭性能が顕著に発揮される。

以下に実施例及び比較例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

［実施例１］
ジカルボン酸成分のうち８８．３モル％がテレフタル酸であり、５−ナトリウムスルホイソフタル酸を１．７モル％、且つ１，４−シクロヘキサンジカルボン酸を５．０モル％、アジピン酸を５．０モル％それぞれ含んだ全カルボン酸成分とエチレングリコール、及び所定の添加剤とでエステル交換反応及び重縮合反応を行い、本発明のポリエステル樹脂重合物を得た。このポリエステル樹脂８０重量％と、メルトインデックスが７００のポリプロピレンポリマーを２０重量％の混合率でペレット状でブレンドしたものを押出機で加熱溶融後、０．３ｍｍΦのオリフイスが２００１穴１ｍｍピッチで１列に配列されたダイ巾２０００ｍｍのメルトブローンノズルから吐出し、スリット巾１ｍｍのエアースリツトから加熱エアーを噴射して細化された繊維をその下方を走行する金網ベルトコンベア上に捕集してメルトブローンウエブを採取した。

［実施例２］
実施例１と同じ共重合ポリエチレンテレフタレート９５重量％とメルトインデックスが７００のポリプロピレンポリマー５重量％の混合率でペレット状でブレンドしたものを押出機で加熱溶融後、０．３ｍｍΦのオリフイスが２００１穴１ｍｍピッチで１列に配列されたダイ巾２０００ｍｍのメルトブローンノズルから吐出し、スリット巾１ｍｍのエアースリツトから加熱エアーを噴射して細化された繊維をその下方を走行する金網ベルトコンベア上に捕集してメルトブローンウエブを採取した。

［比較例１］
メルトフローレート７００のポリプロピレン樹脂を、押出機によって溶融押し出し、紡糸温度２８５℃、単孔吐出量０．５ｇ／分・孔でノズルから吐出し、温度２８５℃、圧力０．４ｋｇ／ｃｍ^２の熱風で紡出した繊維をその下方を走行する金網ベルトコンベア上に捕集して、平均目付２０ｇ／ｃｍ^２のポリプロピレンメルトブローン不織布を得た。

［消臭性試験］
実施例１〜２および比較例１で得られた不織布の消臭能をアンモニアについて測定した。
テドラーバック（容積５リットル）に不織布３ｇを入れて密封した。次いでシリンジを用いて所定の濃度の臭気成分を含む空気を全ガス量３リットルとなるようにテドラーバック内に注入した。なお注入ガスにおいて初期濃度はアンモニア４０ｐｐｍである。なお試験は２７Ｗの白色蛍光灯から１５ｃｍ離してテドラーバックを暗室に静置し、布帛全体に光を照射して行った。
ガスを注入してから一定時間経過後に、ガス検知管（ガステック社製、アンモニア用３Ｌ型）を用い、直接テドラーバック内のガス濃度を測定し、下記式により臭気成分の除去率を求めた。結果を表１に示す。
除去率（％）＝（Ｃ₀-Ｃ）/Ｃ₀ × 100
（Ｃ₀は初期濃度、Ｃは一定時間経過後の濃度を表す）

本発明の消臭性メルトブロ−ン不織布は種々の臭気成分（酸性臭気成分、塩基性臭気成分および中性臭気成分）を効率的かつ長期間に亘り除去できる。特に酸性臭気成分及び塩基性臭気成分のみならず吸着機構では除去できない中性臭気成分にたいしても高い除去能を示す。
本発明の消臭性メルトブローン不織布は以下１）〜３）の用途に展開可能である。
１）衛生材料乳児用オムツ、介護用オムツ、汗取りパット、尿取りパッド、マスク、ベットシーツ、医療用ドレープ
２）産業資材自動車内装材（天井材、ドアトリム材、吸音材）、壁紙、障子・襖紙、堆肥シート、作業服、ハウスラップ、エアーフィルター、液体フィルター
３）その他ペット用消臭マット、衣服用カバー、食品包材

Claims

共重合ポリエステル樹脂からなるメルトブローン不織布。
共重合ポリエステル樹脂がジカルボン酸成分とグリコール成分からなる請求項１記載のメルトブローン不織布。
共重合ポリエステル樹脂が、ジカルボン酸のうち、７５モル％以上がテレフタル酸成分であり、１．０モル％〜３．５モル％が下記式（Ｉ）で表される化合物由来の成分であり、２．０モル％〜１０．０モル％がシクロヘキサンジカルボン酸成分であり、２．０モル％〜８．０モル％が脂肪族ジカルボン酸成分であることを特徴とする請求項１または２記載のメルトブローン不織布。
共重合ポリエステル樹脂７５〜９８重量％と２３０℃におけるメルトインデックスが１００以上のポリオレフィン系ポリマー２５〜２重量％の混合ポリマーからなる請求項１〜３のいずれかに記載のメルトブローン不織布。