JP3242969B2 - エレクトレット化された繊維集合物 - Google Patents
エレクトレット化された繊維集合物Info
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Description
接着成分とする熱接着性繊維を用いた不織布などより高
温使用に耐え、帯電性能がポリエチレンより優れている
ため特にワイパーやエアフィルターとして都合がよいポ
リブテン−1を使用した熱接着性繊維のエレクトレット
化された繊維集合物である。
あるが繊維化が困難で、特開昭56−15417号に芯
鞘型複合繊維の芯成分として知られているにすぎない。
レフィンと異なる立体構造を持つため特異な結晶変態を
し、結晶化速度が遅く、溶融紡糸してドラフト中に冷風
で冷却しても集束すると繊維間で融着が起こり単繊維に
なりにくかった。また長い側鎖をもつため延伸性がわる
く、延伸操作をして高強力を得ることもできなかった。
しかしポリブテン−1は100℃を超える温度でも劣化
が少なく、連続使用に耐えるほか、帯電特性はポリエチ
レンよりも優れているのでエレクトレット加工して不織
布等の繊維集合物にすると空調用エアフィルターに都合
よく利用できることが期待できる。このためポリブテン
−1を他のα−ポリオレフィン例えばポリプロピレンの
ように効率よく生産し利用することが望まれていた。
−1(PB−1)がQ値を3未満、より好ましくは2以
下の分子量分布の狭いポリマを選べば適切なバラス効果
を持ち、温度依存性の強い延伸性を示すことを知り、鋭
意検討の結果、本発明に至った。
集合物の複合繊維に用いるPB−1は、繊維間の融着防
止のため、メルトインデックス(MI:g/10分)が
0.5<MI<15である。15以上特に、20以上で
あると融着しやすく好ましくなく、0.5以下であると
複合紡糸が困難である。
末等を混合し結晶化を促進することが好ましい。
物に使用する繊維は、Q値(重量平均分子量/数平均分
子量の比)が3未満、メルトインデックス(MI:g/
10分、測定温度190℃、加重2.169kg、JIS
−K−6760に準ず。)を0.5<MI<15、密度
(Dg/cm3 )を0.905≦D<0.930、融点
(Tm℃)を115<Tm<130とするポリブテン−
1を第1成分とし、融点(Tm℃)が150≦Tm≦3
00の繊維成形性熱可塑性ポリマを第2成分として、第
1成分が第2成分によって少なくとも3個以上に区分さ
れており、区分された各第1成分はその一部が繊維表面
に露出して繊維表面の少なくとも30%を占めている熱
接着性複合繊維である。
塑性樹脂は、その融点(Tm℃)が熱接着性繊維として
利用する都合上、第1成分であるPB−1の融点より2
0℃以上高い、即ち150℃以上であるのが好ましく、
溶融複合紡糸の都合上300℃未満が好ましく、具体的
にはポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレ
フィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテ
レフタレート等のポリエステル、ナイロン6、ナイロン
66、ナイロン6−10、MXD6ナイロン(商品名、
三菱ガス化学株式会社製)、ナイロン12等のポリアミ
ドのホモポリマー、共重合体およびグラフト変性体など
が都合よい。
とにより、複合繊維は溶融紡糸直後の第1成分による繊
維間融着が少なく、熱水中で1.5倍以上に延伸が可能
になる。また、延伸処理しないスパンボンド手法で得ら
れる不織布の原料としてもドラフト性がよく良好に使用
できる。
物に使用する複合繊維の断面構造は図1〜図6に示すよ
うに、第1成分と第2成分により3個以上で好ましくは
8個以下、より好ましくは6個以下に区分され、かつ第
1成分は繊維表面の30%以上で好ましくは80%以
下、より好ましくは60%以下を占めている構造であ
る。
な熱接着成分を鞘成分とする芯鞘型構造か、あるいは図
8に示す並列型構造をとるが、本発明のエレクトレット
化された繊維集合物に使われる熱接着性複合繊維では図
1〜図6のような区分型構造をとるのは、第1成分であ
るPB−1に前記のQ値、MI等の範囲にあるポリマを
選んでも、紡糸口金を出てから繊維の結晶化が進むまで
の間は、やはりポリプロピレン、ポリエチレン等の他の
ポリオレフィン系ポリマより繊維間の融着が起こりやす
いためである。
繊維表面のPB−1の占める部分は分散されるので、こ
れが繊維間融着防止に効果的に働くのである。特に本発
明のエレクトレット化された繊維集合物に使用する複合
繊維である図3のような断面が十字型の場合は繊維中心
から最も遠い繊維表面の部分はPB−1以外のポリマで
占められるので溶融紡糸直後の繊維同士はPB−1成分
の接触が少なく繊維間融着防止に効果的である。
る面積割合は70:30〜20:80の範囲にあること
が好ましい。特に好ましくは60:40〜40:60の
範囲である。
化された繊維集合物に使用する複合繊維は第1成分のポ
リブテンのQ値が小さいため、溶融紡糸時に適度なバラ
ス効果を生じるので紡糸性が良好になると共に延伸性が
付与され、高強力、低伸度の繊維が得られるのである。
で、あるいは他の繊維と混合して布帛にして使用するこ
とができる。
持続するので、不織布等の形にして集塵用のフィルター
に適している。
繊維集合物のうち製造の容易な形態は、前記断面が十字
型の熱接着性複合繊維を少なくとも30重量%と、この
繊維の第1成分であるポリブテン−1の融点より高い融
点を持つ他の繊維とが混合され、少なくとも第1成分の
ポリブテン−1で溶融接着され一体化されている繊維集
合物である。
分子量の比)が3未満、メルトインデックス(MI:g
/10分、測定温度190℃、加重2.169kg、JI
S−K−6760に準ず。)を0.5<MI<15、密
度(Dg/cm3 )を0.905≦D<0.930、融
点(Tm℃)を115<Tm<130とするポリブテン
−1を第1成分とし、融点(Tm℃)が150≦Tm≦
300の繊維成形性熱可塑性ポリマを第2成分として、
第1成分が第2成分によって少なくとも3個以上に区分
されており、区分された各第1成分はその一部が繊維表
面に露出して繊維表面の少なくとも30%を占めている
熱接着性複合繊維が50重量%以上からなり、少なくと
も第1成分のポリブテン−1で溶融接着され、一体化さ
れており、且つ少なくともポリブテン−1が帯電してい
ることを特徴とするエレクトレット化された繊維集合物
である。さらに別の発明は、Q値(重量平均分子量/数
平均分子量の比)が3未満、メルトインデックス(M
I:g/10分、測定温度190℃、加重2.169k
g、JIS−K−6760に準ず。)を0.5<MI<
15、密度(Dg/cm3 )を0.905≦D<0.9
30、融点(Tm℃)を115<Tm<130とするポ
リブテン−1を第1成分とし、融点(Tm℃)が150
≦Tm≦300の繊維成形性熱可塑性ポリマを第2成分
として、第1成分が第2成分によって少なくとも3個以
上に区分されており、区分された各第1成分はその一部
が繊維表面に露出して繊維表面の少なくとも30%を占
めている熱接着性複合繊維が50重量%以上と、ポリオ
レフィンを繊維表面とするポリオレフィン系繊維が50
重量%を超えない範囲で混合され、少なくとも第1成分
のポリブテン−1で溶融接着され、一体化されており、
且つ少なくともポリブテン−1が帯電していることを特
徴とするエレクトレット化された繊維集合物である。
紙、フェルト、固綿、織編物、紡績糸、フロッキー加工
品などを言い、本発明では帯電繊維として使用するため
上記複合繊維は50重量%以上含まれている。
物に使用する繊維は帯電繊維(エレクトレット繊維)と
して用いるので、帯電寿命を長くするため、繊維処理剤
を用いずとも繊維集合物化できるスパンボンドもしくは
メルトブロー手法で繊維化するのが最も好ましく、易水
溶性繊維処理剤を用いたステープルをスパンレース手法
で繊維集合物化して繊維処理剤を除去したものでもよ
く、その後PB−1の融点Tmより10℃低い温度以上
の温度下で直流高電圧下に置き、負の電荷に帯電させ、
急冷するとエレクトレット化でき都合がよい。
に使用する繊維はもちろんであるが混綿する他の繊維も
全て,エレクトレット化の妨げになる界面活性剤などの
帯電防止剤が付着していてはならない。
は、他の繊維は電気絶縁性繊維、例えばポリエチレンな
どのポリオレフィンを鞘成分とする熱接着性複合繊維、
ポリプロピレンまたはポリメチルペンテンなどのポリオ
レフィンを繊維表面とするポリオレフィン系繊維が都合
よく、該ポリオレフィン繊維は単一成分繊維および複合
繊維のいずれであってもよい。
補強もしくはプレフィルターまたは精密濾過フィルター
としての機能を持つ熱接着性繊維を含む繊維集合物が熱
接着されていることも好ましく、これらは本発明の繊維
がエレクトレット化される前もしくはエレクトレット化
工程と同時に熱接着することができる。
合物に使用する繊維は、PB−1を熱接着成分としてい
るため、熱接着加工温度は汎用されているポリエチレン
を熱接着成分としているポリエチレン系熱接着繊維と全
く同様の135〜150℃であるにもかかわらず、従来
のポリエチレン系熱接着繊維に比べ約30℃高い100
℃前後の温度で耐熱フィルターまたは耐熱水フィルター
などとして使用可能である。
ピレンに比べ側鎖が長いため分極しやすく、且つ融点も
115〜130℃と汎用の熱加工機が使える温度で、ポ
リメチルペンテンの様に高融点でないため、汎用のエレ
クトレット素材として最適であり、高融点の他成分を用
いているため熱接着加工しても、繊維形態を保つことが
できるので、熱風中で熱接着させながら帯電処理すると
一工程で優れたエレクトレット不織布を得ることができ
る。
に使用する複合繊維を実施例1、2のとおり製造した。 [実施例1、2、比較例1〜3] 表1に示す組み合わ
せで図1〜図8の繊維断面を持つ複合繊維を溶融複合紡
糸して、未延伸糸とした。この時、融着糸の有無も評価
し、無(◎)、実用上問題ない(○)、有(×)とし
た。この未延伸糸を95〜98℃の沸水中もしくは80
℃の熱水中で延伸し、単繊維切れを生じない最大延伸倍
率を測定した。この延伸糸に易水溶性の繊維処理剤を付
与してスタフィングボックスで機械捲縮加工を行った
後、100℃のコンベア型熱風貫通型乾燥機を用いて乾
燥し、51mmに切断してステープル繊維とした。このス
テープル繊維をローラーカードを用いて開繊し、目付6
0g/m2のウェッブとなし、140℃熱風貫通型熱加工機
で2分間処理して熱接着不織布とし、5cm幅の不織布サ
ンプルを用い、常温および80℃雰囲気中での不織布の
破断強伸度を測定した結果を表1に示す。
ルのポリプロピレンステープル繊維を各50重量%混綿
し、実施例1と同様にして不織布化し、80℃雰囲気中
での破断強伸度を測定した時、2.0kgで70%であっ
た。
付60g/m2のウェッブとなし、50kg/cm2の圧力水でス
パンレース処理し、60℃の新鮮真水に浸漬、遠心脱水
を20回繰り返した後、100℃の乾燥機で乾燥して脱
脂不織布とした。140℃雰囲気中で45kVの負の印加
を1時間行い、そのまま常温に冷却したところ9Kvの静
電気であり、1週間後も3Kvの値を示した。
合物に使用する複合繊維は、フィルター向不織布もしく
はモールド型カートリッジフィルター用の熱接着繊維と
して使用すれば熱接着が150℃以下でも十分可能なた
め、通常の熱接着加工機で接着加工でき、且つ連続使用
可能温度が従来の汎用の熱接着繊維を用いたものより約
30℃高い、100℃前後となるので、従来汎用熱接着
繊維を用いることができず、樹脂加工品が用いられてき
た暖房用エアーフィルターあるいは熱水用カートリッジ
フィルターなどの分野にリントフリー性の高いフィルタ
ーを供給できる。また、繊維処理剤を含まない本発明の
繊維からなるエレクトレット不織布は、従来のポリプロ
ピレンエレクトレットフィルターより高性能な負の電荷
に帯電したエレクトレットとなり、エアーフィルターも
しくはワイパーとして有用であり、他の繊維素材と組み
合わせることで、より性能のアップしたフィルターを供
給でき好都合である。
使用される熱接着性複合繊維の一例を示した繊維断面図
である。
使用される熱接着性複合繊維の一例を示した繊維断面図
である。
使用される熱接着性複合繊維の一例を示した繊維断面図
である。
使用される熱接着性複合繊維の一例を示した繊維断面図
である。
使用される熱接着性複合繊維の一例を示した繊維断面図
である。
使用される熱接着性複合繊維の一例を示した繊維断面図
である。
Claims (2)
- 【請求項1】 Q値(重量平均分子量/数平均分子量の
比)が3未満、メルトインデックス(MI:g/10
分、測定温度190℃、加重2.169kg、JIS−
K−6760に準ず。)を0.5<MI<15、密度
(Dg/cm 3 )を0.905≦D<0.930、融点
(Tm℃)を115<Tm<130とするポリブテン−
1を第1成分とし、融点(Tm℃)が150≦Tm≦3
00の繊維成形性熱可塑性ポリマを第2成分として、第
1成分が第2成分によって少なくとも3個以上に区分さ
れており、区分された各第1成分はその一部が繊維表面
に露出して繊維表面の少なくとも30%を占めている熱
接着性複合繊維が50重量%以上からなり、少なくとも
第1成分のポリブテン−1で溶融接着され、一体化され
ており、且つ少なくともポリブテン−1が帯電している
ことを特徴とするエレクトレット化された繊維集合物。 - 【請求項2】 Q値(重量平均分子量/数平均分子量の
比)が3未満、メルトインデックス(MI:g/10
分、測定温度190℃、荷重2.169kg、JIS−
K−6760に準ず。)を0.5<MI<15、密度
(Dg/cm 3 )を0.905≦D<0.930、融点
(Tm℃)を115<Tm<130とするポリブテン−
1を第1成分とし、融点(Tm℃)が150≦Tm≦3
00の繊維成形性熱可塑性ポリマを第2成分として、第
1成分が第2成分によって少なくとも3個以上に区分さ
れており、区分された各第1成分はその一部が繊維表面
に露出して繊維表面の少なくとも30%を占めている熱
接着性複合繊維が50重量%以上と、ポリオレフィンを
繊維表面とするポリオレフィン系繊維が50重量%を超
えない範囲で混合され、少なくとも第1成分のポリブテ
ン−1で溶融接着され、一体化されており、且つ少なく
ともポリブテン−1が帯電していることを特徴とするエ
レクトレット化された繊維集合物。
Priority Applications (1)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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JP3263292A Expired - Fee Related JP3242969B2 (ja) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | エレクトレット化された繊維集合物 |
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