JP2020056135A - 分割型複合繊維、それを用いた短繊維不織布及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
第1セグメントは、第1成分からなる樹脂セグメントである。第1セグメントは、分割型複合繊維の割繊により極細繊維1を形成する。言い換えるならば、第1セグメントは、第1成分から構成されており、断面が単一構造の単一型セグメントである。前記第1成分は、ポリプロピレン樹脂を50質量%以上含む樹脂成分である。前記第1成分は、ポリプロピレン樹脂を75質量%以上含むことが好ましく、80質量%以上含むことがより好ましい。
第2セグメントは、分割型複合繊維の割繊により第2セグメントに由来する極細繊維2を形成することが好ましい。第2セグメントは、断面構造が第1成分を芯成分とし、第2成分を鞘成分とする芯鞘型樹脂セグメントである。
本発明の1以上の形態の分割型複合繊維は、第1セグメントと第2セグメントを含むが、更に、他の樹脂セグメント、例えば第3のセグメントを含んでもよい。本発明が目的とする分割型複合繊維を得ることができる限り、他の樹脂セグメントは特に制限されることはない。他のセグメントを構成する樹脂成分として、例えば、ポリブテン−1、ポリメチルペンテン、エチレンビニルアルコール共重合体、エチレンプロピレン共重合体、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、ナイロン6、及びナイロン66等を単独又は、二種以上を組み合せて用いてよい。他のセグメントは、1種又は2種以上であってよい。
分割型複合繊維は、割繊して、第1セグメントに由来する極細繊維1を形成し、第2セグメントに由来する極細繊維2を形成する。他のセグメントを含む場合、他のセグメントに由来する他の極細繊維を形成する。
本発明の1以上の形態の短繊維不織布について説明する。上記短繊維不織布の繊維ウェブ形態も特に限定されず、例えば、カード法により形成されたカードウェブ、エアレイ法により形成されたエアレイウェブなどが挙げられる。
<第1成分:ポリプロピレン(PP)>
PP1:紡糸後Mn=9.6×104、紡糸後Mw=2.5×105、紡糸後Mz=5.3×105、紡糸後Q値=2.63、MFR230(g/10分)=30の日本ポリプロ株式会社製のSA03(商品名)
前記紡糸後の数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)、z平均分子量(Mz)および紡糸後のQ値は、溶融紡糸時に採取した樹脂ストランドを試料として測定した。
PP2:紡糸後Mn=5.3×104、紡糸後Mw=2.8×105、紡糸後Mz=8.3×105、紡糸後Q値=5.21、MFR230(g/10分)=30のプライムポリマー株式会社製のS105HG(商品名)
前記紡糸後の数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)、z平均分子量(Mz)および紡糸後のQ値は、溶融紡糸時に採取した樹脂ストランドを試料として測定した。
PE1:高密度ポリエチレン、MFR190(g/10分)=20の日本ポリエチレン株式会社製のHE490(商品名)
PE2:直鎖状低密度ポリエチレン、MFR190(g/10分)=20の宇部丸善ポリエチレン株式会社製の431GD(商品名)
ポリプロピレン樹脂の数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)、z平均分子量(Mz)、及びMwとMnの比であるQ値(Mw/Mn)ゲル浸透クロマトグラフ分析(GPC)により測定した。測定には、検出器として示差屈折率検出器RIを備えるゲル浸透クロマトグラフ装置(高温GPC装置、Polymer Laboratories製「PL−220」)を使用した。
ポリプロピレン樹脂のメルトマスフローレイトは、JIS K 7210に準じ、230℃、荷加重21.18Nでメルトマスフローレイトを測定した。ポリエチレン樹脂のメルトマスフローレイトは、JIS K 7210に準じ、190℃、荷加重21.18Nでメルトマスフローレイトを測定した。
図1に示す繊維断面形状を有し、第1セグメント及び芯鞘型第2セグメントの芯成分として、プロピレンのホモポリマーであるPP1を用い、芯鞘型第2セグメントの鞘成分として、高密度ポリエチレンであるPE1を用いて、分割数が16である、実施例1の分割型複合繊維を製造した。
表1に記載した成分、紡糸条件及び延伸条件を用いた以外は、実施例1の分割型複合繊維の製造方法と同様の方法に従って、実施例2〜5及び比較例1、2の分割型複合繊維を、繊維長45mmの短繊維の形態で得た。実施例2〜5及び比較例1〜2の分割型複合繊維の製造、構成及び繊度等を、下記表1及び表2に示した。
押し出された溶融樹脂の断面構造が図3の断面となる、繊維断面の中央部に中空部分が形成される中空16分割型の紡糸ノズルを用い、表2に記載した成分、紡糸条件及び延伸条件を用いた以外は、実施例1の分割型複合繊維の製造方法と同様の方法に従って、繊維を製造し、比較例3の分割型複合繊維(繊維長:45mm)を得た。
また、押し出された溶融樹脂の断面構造が図4の断面となる、繊維断面の中央部に中空部分が形成されない中実8分割型の紡糸ノズルを用い、表2に記載した成分、紡糸条件及び延伸条件を用いた以外は、実施例1の分割型複合繊維の製造方法と同様の方法に従って、繊維を製造し、比較例4の分割型複合繊維(繊維長:45mm)を得た。
JIS L 1015(2010年)に準じ、引張試験機を用いて、試料のつかみ間隔を20mmとし、繊維が切断したときの荷重値を単繊維強度とし、切断したときの伸びを伸度とした。
上記方法で引張試験を行って、荷重−伸長曲線を描き、JIS L 1015(2010年)8.11に準じて、第1降伏点までの最大傾き量(初期引張抵抗度)を求め、初期引張抵抗度から見掛ヤング率を求めた。
実施例1の分割型複合繊維を用いて、パラレルカード機を用いて目付約50g/m2のカードウェブを作製した。次に、カードウェブを経糸の直径が0.2mm、緯糸の直径が0.2mmであり80メッシュの平織の搬送用支持体上に載置し、カードウェブ上に孔径が0.12mmのオリフィスが1mm間隔でウェブの幅方向に一直線に配列されたノズルから水圧2.5MPaの水流を2回噴射し、ウェブを裏返して同じノズルから水圧4MPaの水流を2回噴射して、水流交絡処理を施した。次いで、前記水流交絡処理した短繊維不織布を、温度140℃に設定された熱風加工機を用いて、45℃秒間乾燥と同時に熱処理をして、極細繊維2の鞘成分で繊維同士を接着させて、実施例1の短繊維不織布を得た。実施例1の分割型複合繊維は、いずれもカード通過性が良好であり、得られた繊維ウェブ及び水流交絡不織布の地合いが均一なものであった。
実施例2〜5の分割型複合繊維を用いた以外は、実施例1に記載の方法と同様の方法を用いて、実施例2〜5の不織布を得た。実施例2〜5の分割型複合繊維は、いずれもカード通過性が良好であり、得られた繊維ウェブ及び水流交絡不織布の地合いが均一なものであった。
比較例1の分割型複合繊維を用いて、パラレルカード機を用いて目付約50g/m2のカードウェブの作製を試みたが、カード機内部への繊維の巻き付きが多発し、でウェブを作製することができなかった。
比較例2〜4の分割型複合繊維を用いた以外は、実施例1に記載の方法と同様の方法を用いて、比較例2〜4の不織布を得た。
パラレルカード機を用いてカードウェブを作製時のカード通過性を下記のように評価した。
A:原綿のカード機への巻き付き、ネップが発生せず、地合いの良い繊維ウェブが得られる。
B:繊維ウェブは得られるものの、カード機への繊維の巻き付き、ネップが発生し、繊維ウェブの地合いが良くない
C:原綿のカード機内部への巻き付きが多発し、繊維ウェブを作製することが不可能である。
上記方法で水流交絡不織布を製造する際、高圧水流による交絡、分割処理を行った後の繊維ウェブを取り出し、室温で十分に乾燥させた、乾燥させた繊維ウェブの断面を走査型電子顕微鏡(SEM)にて200〜600倍に拡大して観察し、分割型複合繊維から得られた水流交絡不織布の分割性を以下のように評価した。
A:繊維ウェブの断面において、分割処理前の繊維断面形状をそのまま維持している繊維がほとんどない。
B:繊維ウェブの断面において、分割処理前の繊維断面形状を維持している繊維が複数存在する。
C:繊維ウェブの断面において、分割処理前の繊維断面形状を維持している繊維が多数存在する。
1.
第1セグメントと第2セグメントを含む分割型複合繊維であり、
前記第1セグメントは、第1成分からなる樹脂セグメントであり、
前記第2セグメントは、断面構造が前記第1成分を芯成分とし、第2成分を鞘成分とする芯鞘型樹脂セグメントであり、
前記第1成分は、ポリプロピレン樹脂を50質量%以上含む樹脂成分であり、
前記第2成分は、ポリエチレン樹脂を50質量%以上含む樹脂成分であり、
前記分割型複合繊維は、単繊維強度が1.8cN/dtex以上4.2cN/dtex以下であり、伸度が30%以上200%以下であり、かつ見掛ヤング率が700N/mm2以上4000N/mm2以下である、分割型複合繊維。
2.
紡糸後に測定された、前記ポリプロピレン樹脂の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)が、6以下であり、かつ、紡糸後に測定された、前記ポリプロピレン樹脂の重量平均分子量(Mw)が750,000以下である、上記1に記載の分割型複合繊維。
3.
前記分割型複合繊維は、繊維長が25mm以上75mm以下である、上記1又は2に記載の分割型複合繊維。
4.
前記分割型複合繊維において、前記第1成分と前記第2成分の体積比(第1成分/第2成分)が8/2以上3/7以下であり、かつ前記第1セグメントと前記第2セグメントの体積比(第1セグメント/第2セグメント)2/8以上8/2以下である、上記1〜3のいずれかの分割型複合繊維。
5.
前記ポリエチレン樹脂は、高密度ポリエチレン樹脂及び直鎖状低密度ポリエチレン樹脂からなる群から選ばれる1種以上であり、前記ポリエチレン樹脂のJIS K 7210(測定温度190℃、荷重2.16kgf(21.18N))に準じて測定したメルトマスフローレイトが、5g/10分以上30g/10分未満である、上記1〜4のいずれかの分割型複合繊維。
6.
上記1〜5のいずれかの分割型複合繊維を20質量%以上含む短繊維不織布。
7.
上記1〜5のいずれかの分割型複合繊維の製造方法であって、
ポリプロピレン樹脂を50質量%以上含む樹脂成分を第1成分とし、ポリエチレン樹脂を50質量%以上含む樹脂成分を第2成分として使用し、分割型複合ノズルを装着した溶融紡糸機で溶融紡糸し、前記第1成分からなる樹脂セグメントである第1セグメントと、断面構造が前記第1成分を芯成分とし、前記第2成分を鞘成分とする芯鞘型樹脂セグメントである第2セグメントを含む紡糸フィラメントを得る工程と、
60℃以上100℃以下の温度、かつ最大延伸倍率の0.58倍以上0.88倍以下の延伸倍率で、前記紡糸フィラメントを湿式延伸する工程とを含む、分割型複合繊維の製造方法。
2:第2セグメント
4、14:芯成分
6、16:鞘成分
8:中空
10、20、30、40:分割型複合繊維
Claims (7)
- 第1セグメントと第2セグメントを含む分割型複合繊維であり、
前記第1セグメントは、第1成分からなる樹脂セグメントであり、
前記第2セグメントは、断面構造が前記第1成分を芯成分とし、第2成分を鞘成分とする芯鞘型樹脂セグメントであり、
前記第1成分は、ポリプロピレン樹脂を50質量%以上含む樹脂成分であり、
前記第2成分は、ポリエチレン樹脂を50質量%以上含む樹脂成分であり、
前記分割型複合繊維は、単繊維強度が1.8cN/dtex以上4.2cN/dtex以下であり、伸度が30%以上200%以下であり、かつ見掛ヤング率が700N/mm2以上4000N/mm2以下である、分割型複合繊維。 - 紡糸後に測定された、前記ポリプロピレン樹脂の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)が、6以下であり、かつ、紡糸後に測定された、前記ポリプロピレン樹脂の重量平均分子量(Mw)が750,000以下である、請求項1に記載の分割型複合繊維。
- 前記分割型複合繊維は、繊維長が25mm以上75mm以下である、請求項1又は2に記載の分割型複合繊維。
- 前記分割型複合繊維において、前記第1成分と前記第2成分の体積比(第1成分/第2成分)が8/2以上3/7以下であり、かつ前記第1セグメントと前記第2セグメントの体積比(第1セグメント/第2セグメント)2/8以上8/2以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の分割型複合繊維。
- 前記ポリエチレン樹脂は、高密度ポリエチレン樹脂及び直鎖状低密度ポリエチレン樹脂からなる群から選ばれる1種以上であり、前記ポリエチレン樹脂のJIS K 7210測定温度190℃、荷重2.16kgf(21.18N))に準じて測定したメルトマスフローレイトが、5g/10分以上30g/10分未満である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の分割型複合繊維。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の分割型複合繊維を20質量%以上含む短繊維不織布。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の分割型複合繊維の製造方法であって、
ポリプロピレン樹脂を50質量%以上含む樹脂成分を第1成分とし、ポリエチレン樹脂を50質量%以上含む樹脂成分を第2成分として使用し、分割型複合ノズルを装着した溶融紡糸機で溶融紡糸し、前記第1成分からなる樹脂セグメントである第1セグメントと、断面構造が前記第1成分を芯成分とし、前記第2成分を鞘成分とする芯鞘型樹脂セグメントである第2セグメントを含む紡糸フィラメントを得る工程と、
60℃以上100℃以下の温度、かつ最大延伸倍率の0.58倍以上0.88倍以下の延伸倍率で、前記紡糸フィラメントを湿式延伸する工程とを含む、分割型複合繊維の製造方法。
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