JP4099024B2 - Surface porous fiber and fiber sheet manufacturing method, and surface porous fiber and fiber sheet - Google Patents

Surface porous fiber and fiber sheet manufacturing method, and surface porous fiber and fiber sheet Download PDF

Info

Publication number
JP4099024B2
JP4099024B2 JP2002280211A JP2002280211A JP4099024B2 JP 4099024 B2 JP4099024 B2 JP 4099024B2 JP 2002280211 A JP2002280211 A JP 2002280211A JP 2002280211 A JP2002280211 A JP 2002280211A JP 4099024 B2 JP4099024 B2 JP 4099024B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fiber
solid particles
fibers
pores
sheet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2002280211A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004115951A (en
Inventor
明子 小阪
達郎 中村
宏一 加藤
愉之 戸澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Vilene Co Ltd
Original Assignee
Japan Vilene Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Vilene Co Ltd filed Critical Japan Vilene Co Ltd
Priority to JP2002280211A priority Critical patent/JP4099024B2/en
Publication of JP2004115951A publication Critical patent/JP2004115951A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4099024B2 publication Critical patent/JP4099024B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面のみに多数の細孔を有する繊維及び繊維シートに関し、ワイパー叉はフィルター材などの用途に好適に使用することのできる、表面多孔化繊維及び繊維シートの製造方法、並びに表面多孔化繊維及び繊維シートに関する。
【0002】
【従来の技術】
表面に細孔を有する繊維としては、例えば特開平5−125667号公報(特許文献1)に、メルトフローレートが0.5〜9g/10分のポリプロピレン系樹脂からなる繊維本体と、前記ポリプロピレン系樹脂と溶融下でパラフィンワックスを混合し、ドラフト率400以下で押出機で溶融紡糸して、延伸、熱処理後に前記パラフィンワックスを除去することにより形成される多数の細孔とからなり、前記繊維本体の比表面積が20m2 /g以上で、前記繊維本体に対する前記細孔の比率が20%以上で、前記繊維本体のデニールが50以下であるポリプロピレン系多孔質繊維が記載されている。しかし、この多孔質繊維は、熱延伸によってラメラ晶がジグザグに変形し、これらの結晶間に形成されたパラフィンワックスの層が抽出除去されるため、細孔は繊維断面において広くなったり狭くなったりを繰り返しながら、あたかもへちまの孔のような形態で表面から内部まで連なった細孔を形成している。このように、繊維の表面のみならず、繊維の内部が多孔質であるので、繊維全体の強度が弱くなるという問題があった。また、繊維の内部には、パラフィンワックスが残留したり、抽出液が残留するという問題があった。また、パラフィンワックスや抽出液が残留しないようにするには、手間や時間がかかり過ぎるので生産コストの上昇をまねくという問題があった。
【0003】
また、特開昭64−6114号公報(特許文献2)には、表面に凹凸形状構造を有するナイロン繊維において、その凹凸形状が、繊維の長手方向に対し直角な方向の外周に沿って、谷の底とそれに隣り合った谷の底との間隔が約3〜30μmで、山の頂点と谷の底との垂直距離が約0.2〜2μmであり、その外周に沿って10μm当たり、約0.2〜3個の山が存在するような凹凸形状である、表面に凹凸形状構造を有する合成繊維が記載されている。この合成繊維は、溶融紡糸に際して、紡出単繊維を30℃以上の温水浴中で所定の時間をもって冷却する方法によって得られる。また、この公報には、温水中で部分的に表面にある半溶融状のナイロン分子が再結晶化又は再凝集化の際、小さな球状のものが形成されて表面が凹凸模様になることが推測されている。また、この合成繊維を更に延伸することにより、その凹凸模様が延伸方向に伸びた細長い山及び谷に変化された皺状の合成繊維となることが記載されている。
【0004】
このように、この合成繊維の表面は、球状の突起が多数集まってできた形状をしているので、例えばワイパーなどの用途にこの繊維を用いた場合、拭き取る対象物との間で点接触となって抵抗が少なくなるという問題があった。また、凹部は半球状の細孔となっていないので拭き取った塵埃や液体などを保持し難くなっており、充分な拭き取り効果が得られないという問題があった。また、フィルターなどの用途にこの繊維を用いた場合、繊維表面に塵埃などを保持し難くなっており、塵埃の保持能力を向上する効果が充分に得られないという問題があった。また、この合成繊維は、球状の突起を多数設けようとすると延伸が不充分となり、繊維の強度を高くできないという問題があった。これに対して、繊維の強度を高くしよようとして延伸すると、繊維の強度は高くなるものの、球状の突起が延伸方向に伸びた細長い山及び谷に変化して皺状となってしまう。このため、繊維表面に細孔が多数集まってできた構造、すなわち多孔を有する構造とならず、多孔構造による効果も生じないという問題があった。
【0005】
また、特開平5−15803号公報(特許文献3)には、繊維表面が粗面化されたポリエステル系繊維で構成された人工毛髪であって、この繊維は、平均繊度Xが30〜70デニールの範囲に入る繊維であり、さらに繊維表面には、凹部と隣り合う凹部との平均ピッチが0.1〜1.5μmで密度が平均距離10μm当り5〜100ケの凹凸が存在することが記載されている。この人工毛髪は、ポリエステル系ポリマー重合時もしくは紡糸時に平均粒子径が1μm以下でかつ屈折率が1.8以下の無機粒子を混在せしめ、その粒子混入ポリマーを紡糸延伸し、その延伸後の繊維を、その総繊度が10デニール以上になるように収束させた状態でアルカリ処理によりエッチングを行うことによって得られる。また、この人工毛髪は、従来のポリエステル系の人工毛髪の光沢及び風合いを、天然毛髪に近いものにすると共に、耐光堅牢性に優れ、色変化のないものを得ることを目的としたものであり、添加する微粒子も製糸後表面粗面化と染色後の光沢質感に重要な働きをなすものであることが記載されている。
【0006】
このように、この人工毛髪の表面には、アルカリ処理によるエッチングによって形成される凹凸が存在するものの、細孔が形成されておらず、この凹凸は、光沢に影響する程度の効果はあるが、凹部として半球状の細孔が形成しているわけではないので、このような半球状の細孔が形成した多孔構造による効果は有しないものであった。例えば、この繊維を利用してワイパーにした場合、拭き取った塵埃や液体などを保持するような効果はなく、また、フィルターとした場合、繊維表面に塵埃などを保持して、塵埃の保持能力を向上する効果は得られないものであった。
【0007】
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
【特許文献1】
特開平5−125667号公報
【特許文献2】
特開昭64−6114号公報
【特許文献3】
特開平5−15803号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来技術に対して、従来技術の問題点を解決しようとするものであり、繊維が本来有する繊維強度などの物性を保持したまま、繊維表面が半球状の細孔によって多孔化されており、その多孔化による拭き取り効果、塵埃や液体の保持効果、あるいは、染料の定着効果などの優れた機能を有した表面多孔化繊維及び繊維シートの製造方法、並びに表面多孔化繊維及び繊維シートを提供することを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段は、請求項1の発明では、少なくとも表面が熱可塑性樹脂から主としてなる繊維の表面に、細孔を有する繊維の製造方法であって、前記繊維表面に、前記繊維表面の融着により、前記熱可塑性樹脂の融点より高い融点又は分解温度を有する固体粒子を固着させて、固体粒子固着繊維を形成し、その後、固体粒子固着繊維の固体粒子を除去することを特徴とする表面多孔化繊維の製造方法である。
【0010】
請求項2の発明では、前記繊維表面に、前記繊維表面の融着により前記固体粒子を固着させる方法が、前記固体粒子を前記熱可塑性樹脂の融点以上の温度に加熱し、前記熱可塑性樹脂の融点以上の温度に維持された状態で加熱固体粒子を前記繊維と接触させて、固着させる方法である、請求項1に記載の表面多孔化繊維の製造方法である。
【0011】
請求項3の発明では、前記固体粒子に水溶性の固体粒子を使用する方法、及び前記固体粒子固着繊維の固体粒子を水に溶解させて除去する方法である、請求項1又は2に記載の表面多孔化繊維の製造方法である。
【0012】
請求項4の発明では、少なくとも表面が熱可塑性樹脂から主としてなる繊維を含む繊維シートの前記繊維の表面に、細孔を有する繊維シートの製造方法であって、前記繊維表面に、前記繊維表面の融着により、前記熱可塑性樹脂の融点より高い融点又は分解温度を有する固体粒子を固着させて、固体粒子固着繊維を形成し、その後、固体粒子固着繊維の固体粒子を除去することを特徴とする表面多孔化繊維シートの製造方法である。
【0013】
請求項5の発明では、前記繊維表面に、前記繊維表面の融着により前記固体粒子を固着させる方法が、前記固体粒子を前記熱可塑性樹脂の融点以上の温度に加熱し、前記熱可塑性樹脂の融点以上の高い温度に維持された状態で加熱固体粒子を前記繊維シートと接触させて、固着させる方法である、請求項4に記載の表面多孔化繊維シートの製造方法である。
【0014】
請求項6の発明では、前記固体粒子に水溶性の固体粒子を使用する方法、及び前記固体粒子固着繊維の固体粒子を水に溶解させて除去する方法である、請求項4又は5に記載の表面多孔化繊維シートの製造方法である。
【0015】
請求項7の発明では、少なくとも表面が熱可塑性樹脂から主としてなる繊維の表面のみに、細孔が形成されている表面多孔化繊維であって、前記細孔が、繊維の表面に繊維表面の溶融によって固着した固体粒子が繊維の表面より除去されることによって生じた細孔であることを特徴とする表面多孔化繊維である。
【0016】
請求項の発明では、前記細孔の開孔部の形状が略円形であるか又は略多角形であり、前記開孔部の平均径が0.1〜10μmである、請求項7に記載の表面多孔化繊維である。
【0017】
請求項の発明では、前記細孔の平均深さが0.1〜10μmである、請求項7又は8に記載の表面多孔化繊維である。
【0018】
請求項10の発明では、前記細孔の個数が繊維の表面100μmあたり10〜1000個である、請求項7〜の何れかに記載の表面多孔化繊維である。
【0020】
請求項11の発明では、請求項7〜10の何れかに記載の表面多孔化繊維を含む、表面多孔化繊維シートである。
【0021】
【発明の実施の形態】
[1]本発明による表面多孔化繊維又は表面多孔化繊維シートの製造方法
本発明による、表面多孔化繊維の製造方法によれば、少なくとも表面が熱可塑性樹脂から主としてなる繊維の表面に、細孔を有する繊維を製造することができる。本発明の表面多孔化繊維の製造方法では、前記繊維表面に、前記繊維表面の融着により、前記熱可塑性樹脂の融点より高い融点又は分解温度を有する固体粒子を固着させて、固体粒子固着繊維を形成し、その後、固体粒子固着繊維の固体粒子を除去する。
【0022】
また、本発明による、表面多孔化繊維シートの製造方法によれば、少なくとも表面が熱可塑性樹脂から主としてなる繊維を含む繊維シートの前記繊維の表面に、細孔を有する繊維シートを製造することができる。本発明の表面多孔化繊維シートの製造方法では、前記繊維表面に、前記繊維表面の融着により、前記熱可塑性樹脂の融点より高い融点又は分解温度を有する固体粒子を固着させて、固体粒子固着繊維を形成し、その後、固体粒子固着繊維の固体粒子を除去する。
【0023】
本発明の表面多孔化繊維の製造方法で用いる前記繊維、あるいは、本発明の表面多孔化繊維シートの製造方法で用いる繊維シートに含まれる前記繊維は、少なくとも表面が熱可塑性樹脂から主としてなる繊維であり、繊維表面が加熱(例えば、50℃以上の加熱、好ましくは80℃以上の加熱)により溶融する繊維であれば、繊維の種類は問わず適宜選択することができる。このような繊維としては、例えば、従来の繊維の製法である溶融紡糸による合成繊維、従来の不織布の製法であるスパンボンド法、メルトブロー法、若しくはフラッシュ紡糸法などによって得られる繊維、又は芯部分が天然繊維、若しくは無機繊維からなる繊維などから適宜選択することができる。
【0024】
前記合成繊維又は不織布の製法によって得られる前記繊維としては、例えば、熱可塑性樹脂(例えば、ポリオレフィン繊維、ポリエステル繊維、又はポリアミド繊維など)からなる合成繊維を挙げることができ、前記合成繊維は、1種類の熱可塑性樹脂からなる合成繊維であっても、異なる2種類以上の樹脂が複合された複合繊維であっても適宜選択して使用することができる。このような複合繊維としては、融点の異なる2種類以上の樹脂が複合された複合繊維を挙げることができ、例えば、共重合ポリエステル/ポリエステル、共重合ポリプロピレン/ポリプロピレン、ポリプロピレン/ポリアミド、ポリエチレン/ポリプロピレン、ポリプロピレン/ポリエステル、又はポリエチレン/ポリエステルなどの樹脂の組み合わせからなる複合繊維を挙げることができる。また、複合繊維が、芯に高融点樹脂を有し、鞘に低融点樹脂を有する芯鞘型複合繊維である場合には、固体粒子が繊維表面に固着される際に、繊維の収縮や糸切れが更に生じにくくなるので好ましい。
【0025】
また、前記繊維は、繊維全体が実質的に繊維形成性の樹脂のみからなる繊維であることが好ましいが、芯部分が融点を有せずに分解温度を有するような繊維、例えば、レーヨン繊維、アセテート繊維、羊毛繊維、又は炭素繊維などの繊維の表面に、鞘部分として、熱可塑性樹脂が、例えば、コーティングなどにより塗布されてなる繊維であることもできる。また、前記繊維は、芯部分が無機繊維であり、高融点を有するような繊維、例えば、ガラス繊維、セラミック繊維、又は金属繊維などの繊維の表面に鞘部分として、熱可塑性樹脂が、例えば、コーティングなどにより塗布されてなる繊維であることもできる。
【0026】
少なくとも表面が熱可塑性樹脂から主としてなる繊維としては、例えば、少なくとも表面が1又はそれ以上の熱可塑性樹脂からなる繊維、少なくとも表面が1又はそれ以上の熱可塑性樹脂から実質的になる繊維、あるいは、少なくとも表面が1又はそれ以上の熱可塑性樹脂から主としてなる繊維を挙げることができ、少なくとも表面が1又はそれ以上の熱可塑性樹脂からなる繊維、あるいは、少なくとも表面が1又はそれ以上の熱可塑性樹脂から実質的になる繊維が好ましい。本明細書において「から主としてなる」とは、対象となる熱可塑性樹脂が繊維表面に占める面積が、繊維の表面積に対して、50%以上(好ましくは60%以上、より好ましくは70%以上、特に好ましくは90%以上)であることを意味する。また、繊維の断面形状又は表面形状は、任意の形状とすることができる。例えば、熱可塑性樹脂からなる複合繊維が、水流などの機械的応力によって分割された断面形状が菊花状の繊維、あるいは、フィブリル状に分割された繊維とすることができる。
【0027】
前記繊維の平均径及び長さは、例えば、従来の繊維の製法である溶融紡糸による合成繊維、従来の不織布の製法であるスパンボンド法、メルトブロー法、若しくはフラッシュ紡糸法などによって得られる繊維、又は芯部分が天然繊維若しくは無機繊維からなる繊維などの繊維の平均径及び長さのものを適宜選択することができる。例えば、繊維の平均径は、0.1μm〜3mmの範囲の広範囲の平均径とすることができる。また、繊維の平均径は、好ましくは0.1μm〜500μmの範囲であり、更に好ましくは0.1μm〜100μmの範囲である。ここで、繊維の平均径とは、繊維の断面形状が円以外の場合には、繊維の断面積と同じ面積の円の直径とし、繊維の任意の500個所以上からのサンプリングによる数平均繊維径とする。
【0028】
また、繊維の断面積の測定が困難な場合は、繊維の側面を走査型電子顕微鏡等で拡大して撮影し、その繊維の映像で確認しうる繊維径について、繊維の任意の500箇所以上からのサンプリングによる数平均繊維径を、繊維の繊維径とすることができる。
また、市販されている繊維の場合、カタログや仕様書に数平均繊維径が明示されている場合はその値を繊維の平均径としてもよい。更に、カタログや仕様書にデニールもしくはデシテックスの単位で繊維径が明示されている場合、その値を長さの単位に換算して繊維の平均径としてもよい。
【0029】
本発明の表面多孔化繊維シートの製造方法で用いる繊維シートは、繊維シート中に、前記繊維、すなわち、少なくとも表面が熱可塑性樹脂から主としてなる繊維を有する繊維シートである限り、特に限定されるものではなく、この繊維シートは、前記繊維のみを含むことができるし、あるいは、前記繊維以外の繊維を含むことができる。前記繊維(すなわち、少なくとも表面が熱可塑性樹脂から主としてなる繊維)以外の繊維としては、特に限定されず、表面が熱可塑性樹脂でない繊維、例えば、無機繊維、あるいは、融点を有さず、分解温度を有する繊維などを用いることができる。
【0030】
繊維シートの構造としては、例えば、織物、編物、若しくは不織布、又はそれらの組合せなどを挙げることができる。織物又は編物の場合には、例えば、前記繊維を織機又は編機により加工することによって得られる。また、不織布の場合には、例えば、従来の不織布の製法である、乾式法、スパンボンド法、メルトブロー法、フラッシュ紡糸法、又は湿式法などによって繊維シートとすることができる。また、これらの製法によって形成される繊維ウエブに、接着性繊維及び/又は融点の異なる2種類以上の樹脂が複合された複合繊維などを予め混入させてから、加熱処理することにより、繊維間が接合された繊維シートとすることができる。また、前記繊維ウエブ間を機械的絡合処理(例えば、水流絡合又はニードルパンチなど)によって絡合させた繊維シートとすることもできる。また、前記繊維ウエブを、加熱した平滑なロールと加熱した凹凸のあるロールとの間に通して、部分的に結合された繊維シートとすることもできる。また、種類の異なる前記繊維シートを複数積層して更に一体化してなる繊維シートとすることもできる。
【0031】
また、繊維シートの形状も特に限定されるものではなく、例えば、長尺状繊維シート(例えば、ロールに巻回した繊維シート)、又は非長尺状繊維シート(すなわち、前記長尺状繊維シートを切断して得ることのできる繊維シート)等を挙げることができる。
【0032】
本発明による表面多孔化繊維の製造方法又は表面多孔化繊維シートの製造方法で用いる固体粒子は、固体粒子を固着させるのに使用する前記繊維の表面を構成する熱可塑性樹脂の融点より高い融点又は分解温度を有する固体粒子である限り、また、繊維表面に固体粒子を固着させた後、その固体粒子を除去することができる固体粒子である限り、無機質又は有機質のいずれであることもでき、固体状の粒子であればこのような粒子の一種以上を適宜選択することができる。このような、固体粒子を除去することができる固体粒子としては、例えば、固体粒子を固着させるのに使用する前記繊維の表面を構成する熱可塑性樹脂を実質的に溶解しない溶媒(例えば、水、水溶液、酸、アルカリ性水溶液など)に対して溶解する固体粒子(例えば、水溶性無機物、金属塩、水溶性樹脂、金属など)がある。このような固体粒子であれば、前記繊維表面に固体粒子を固着させた後、前記溶媒を用いて抽出によって、その固体粒子を容易に除去することができる。また、例えば、抽出以外にも、振動、超音波洗浄、繊維の収縮、若しくは繊維表面の剥離性向上加工などによって、その固体粒子を除去することができる固体粒子を挙げることができる。また、本発明の製造方法で用いる固体粒子の材質としては、例えば、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、炭酸カルシウム、その他各種金属塩、水溶性樹脂、金属粒子、セラミックス、ゼオライト、その他各種無機物など、種々の材質とすることができる。
【0033】
前記固体粒子の融点又は分解温度は、前記繊維表面を構成する樹脂の内、最も低い融点を有する樹脂の融点より高いことが必要であり、もし、固体粒子の融点又は分解温度が前記樹脂の融点より低い場合は、加熱した固体粒子の熱により繊維表面が溶けず、固体粒子が繊維表面に固着された形態にはならない。すなわち、繊維表面に固体粒子が固着されないか、あるいは、繊維表面に固体粒子が固着されたとしても、その形態は、固体粒子が繊維表面よりも先に溶けて固体粒子が凝集体となったり、固体粒子と繊維表面とが広い面積で融着してしまう形態となる。したがって、その後、この固着した固体粒子を除去しても細孔を充分に形成することができなくなってしまう。
【0034】
前記固体粒子の平均粒子径は、前記繊維径以下であることが望ましい。固体粒子の平均粒子径が繊維径を超えると、固体粒子が繊維表面に対して大きくなり過ぎて、繊維表面に多孔を形成し難くなることがある。また、固体粒子の平均粒子径は、0.1〜10μmが好ましく、0.1〜5μmがより好ましい。
【0035】
なお、固体粒子の平均粒子径とは、固体粒子の数平均粒子径を表すものとする。また、数平均粒子径の算出方法としては、粒子を走査型電子顕微鏡等で拡大して撮影し、任意の500個以上の粒子の粒子径を測定し、測定した個数で除することにより算出する。この際に粒子が球形でない場合は、撮影した粒子の映像で確認しうる個々の粒子の外接円の直径を個々の粒子の粒子径とする。
また、市販されている粒子の場合、カタログや仕様書に数平均粒子径が明示されている場合はその値を固体粒子の平均粒子径としてもよい。
【0036】
本発明による表面多孔化繊維の製造方法又は表面多孔化繊維シートの製造方法では、前記繊維表面に、前記繊維表面の融着により固体粒子を固着させて固体粒子固着繊維を形成する。前記繊維表面の融着により固体粒子を固着させる方法としては、例えば、前記熱可塑性樹脂の融点より高い融点又は分解温度を有する固体粒子を、前記熱可塑性樹脂の融点以上の温度に加熱し(但し、前記固体粒子の融点又は分解温度未満の温度であり、固体としての形状を保持する範囲の温度で)、前記熱可塑性樹脂の融点以上の温度に維持された状態で加熱固体粒子を前記繊維又は繊維シートと接触させて、前記繊維表面の融着により固着させる方法がある。また、例えば、前記繊維表面を、前記熱可塑性樹脂の融点以上の高い温度に加熱して、その温度に維持された状態で、前記熱可塑性樹脂の融点より高い融点又は分解温度を有する固体粒子を、前記繊維又は繊維シートと接触させて、前記繊維表面の融着により固体粒子を固着させる方法がある。この両者の方法を比較すると、前者の方法である、固体粒子を、前記熱可塑性樹脂の融点以上の温度に加熱し、前記繊維又は繊維シートと接触させる方法がより好ましい。
【0037】
すなわち、前者の方法によれば、加熱した固体粒子を繊維表面に接触させることで、繊維表面に固体粒子が接触した部分のみが溶融して固体粒子が固着される。そのため、繊維表面の樹脂全体が溶融して流動化することにより、固体粒子が埋没してしまうことは実質的に生じない。また、場合によっては、均一な、実質的に固体粒子1個分の厚さの層からなる一層叉は単層の固着も可能である。このような、単層の固着は図3の走査型電子顕微鏡による写真に例示することができる。
【0038】
そこで、このようにして固着した固体粒子を、その後、除去することによって、繊維表面に、実質的に固体粒子1個分の厚さの層からなる一層叉は単層に応じた均一な細孔の層を形成することができる。また、例えば、図4(a)(b)に示すように、繊維100の表面102に明瞭な半円球状の細孔101を形成することができる。なお、ここでいう半円球状とは、略半円球、略楕円球叉は多面体である形状を含み、更に略半円球、略楕円球叉は多面体を形成する面に凹凸を有する形状も含むものとする。また、固体粒子の体積の1割〜9割、好ましくは3割〜7割が繊維の表面に固着した状態となっている固体粒子がその繊維の表面から抜けたときに形成されるような窪み叉は細孔の形状も含むものとする。また、このような半円球状の細孔は、図2の走査型電子顕微鏡による写真に例示することができる。また、前者の方法によれば、固体粒子が繊維表面のみを溶融するので、繊維が単一の樹脂成分からなる繊維であっても、接触処理時又は固着処理時に繊維が収縮したり、繊維全体が溶融して糸切れが生じて問題となることはない。
【0039】
前記繊維表面の融着により固体粒子を固着させるに際して、前記繊維表面に固体粒子を接触させる方法としては、その繊維表面に固体粒子を固着させることができる限り、特に限定されるものではなく、例えば、
(1)固体粒子を含有する気流を繊維又は繊維シート表面に吹き付ける方法、;
(2)固体粒子を繊維又は繊維シートに対して自然落下させる方法;
(3)固体粒子と繊維又は繊維シートとを装入した耐熱性容器を振盪する方法;
(4)固体粒子の中に繊維又は繊維シートを浸漬する方法;あるいは、
(5)固体粒子の流動層中に繊維又は繊維シートを曝す方法、
などを挙げることができる。なお、先述の、固体粒子を、前記熱可塑性樹脂の熱可塑性樹脂より高い温度に加熱し、前記繊維又は繊維シートと接触させる好ましい方法による場合には、(1)〜(5)の方法において、固体粒子として加熱した固体粒子を適用すればよい。
【0040】
例えば、前記(1)の方法において、固体粒子として加熱した固体粒子を適用した方法は、(1’)加熱固体粒子を含有する気流を繊維又は繊維シート表面に吹き付ける方法である。この方法による場合は、前記加熱固体粒子含有気流として、繊維表面を構成する熱可塑性樹脂の内、最も低い融点を有する熱可塑性樹脂の融点以上に加熱した固体粒子と、気流とが混合された混合気流を用いる。
【0041】
このような混合気流を調整するには、例えば、
(a)気流の中に、熱可塑性樹脂の融点以上に加熱した固体粒子を供給する方法;
(b)熱可塑性樹脂の融点以上に加熱した気流の中に、固体粒子を供給する方法;あるいは、
(c)気流の中に固体粒子を供給したものを、熱可塑性樹脂の融点以上に加熱する方法
などを挙げることができる。この内、混合気流調整方法(b)又は(c)によれば、熱可塑性樹脂の融点以上に加熱された気流を介して固体粒子が熱可塑性樹脂の融点以上に加熱される。
【0042】
前記(1’)加熱固体粒子を含有する気流を繊維又は繊維シート表面に吹き付ける方法では、例えば、図1に例示する装置を用いることができる。図1は、本発明の表面多孔化繊維叉は表面多孔化繊維シートの製造方法に用いる装置の一態様を模式的に示す概略図である。図1では、固体粒子29と気流Aとを混合する粒子混合手段30がエジェクターとなっており、気流発生手段としてのブロワー11及び加熱管12で生じた気流Aを粒子混合手段30に送り、粒子混合手段30には、粒子供給手段としてのロート状の供給容器21と回転式の供給制御ロータ22と供給管23とを連絡させておき、気流Aによって生じる吸引力によって、粒子供給手段21から供給する固体粒子29を吸引して、気流Aの中に固体粒子29を供給する。このようにして得られた混合気流(すなわち、繊維表面を構成する熱可塑性樹脂の内、最も低い融点を有する熱可塑性樹脂の融点以上に加熱された固体粒子を含む混合気流)を、噴出手段としてのノズル41から噴出させると、固体粒子29は、噴出時に与えられた運動エネルギーによる慣性力により繊維表面に衝突する。ノズル41の先方には、繊維80又は繊維シート80’を支持する支持手段である回転ロール70又は70’に、繊維80又は繊維シート80’が支持されながら移動しており、この繊維80又は繊維シート80’に固体粒子29が吹き付けられるようになっている。また、図1では、気流で吹き飛ばす方式の粒子回収手段93を備えることによって、繊維80又は繊維シート80’に固着しなかった余剰の固体粒子を除去して回収するようになっている。
【0043】
前記繊維表面の融着により固体粒子を固着させるに際して、前記繊維表面に固体粒子を接触させる方法として、前記(2)〜(5)の方法において、固体粒子として加熱した固体粒子を適用した、それぞれ(2’)〜(5’)の方法のいずれかを用いる場合には、固体粒子を予め加熱してから、種々の接触方法により、繊維又は繊維シートに含まれる繊維と接触させる。
【0044】
前記接触方法(2’)、すなわち、加熱固体粒子を繊維又は繊維シートに対して自然落下させる方法では、例えば、繊維又は繊維シートを移動する耐熱性のコンベアー上に載せ、次に、コンベアーの上部より加熱した固体粒子を、例えば、散布することにより、繊維表面に加熱した固体粒子が接触すると同時に、加熱した固体粒子が繊維表面の熱可塑性樹脂を接触点のみ溶かした状態で保持されるようにする。次に、室温に放置するか、あるいは、必要に応じて適当な冷却手段、例えば、コンベアー上部より冷却空気を吹き付け、繊維又は繊維シートと固体粒子とを冷却して、固体粒子を繊維表面に固着させる。次に、固体粒子固着繊維に固着しなかった固体粒子を、適当な固体粒子除去手段、例えば、コンベアーを傾斜させ、振動により落下させたり、気流で吹き飛ばす等の方法によって除去する。
【0045】
また、前記接触方法(3’)、すなわち、加熱固体粒子と繊維又は繊維シートとを装入した耐熱性容器を振盪する方法では、例えば、繊維又は繊維シートを耐熱性の容器の中に入れ、更に、加熱した固体粒子を容器の中に入れ、容器の蓋を閉め、容器全体を振盪して、繊維表面に加熱した固体粒子が接触すると同時に、加熱した固体粒子が繊維表面の熱可塑性樹脂を接触点のみ溶かした状態で保持されるようにする。次に、容器より素早く繊維又は繊維シートを取り出し、繊維又は繊維シートを冷却して、固体粒子を繊維表面に固着させる。次に固体粒子固着繊維に固着しなかった固体粒子を、適当な除去手段、例えば、水洗により除去する。
【0046】
本発明による表面多孔化繊維の製造方法又は表面多孔化繊維シートの製造方法では、前記繊維表面に、固体粒子を固着させて、固体粒子固着繊維を形成し、その後、固体粒子固着繊維の固体粒子を除去する。固体粒子固着繊維の固体粒子を除去する方法としては、固体粒子固着繊維の固体粒子を除去することができる限り、特に限定されず、例えば、固体粒子を固着させるのに使用する前記繊維の表面を構成する熱可塑性樹脂を実質的に溶解しない溶媒に対して溶解する固体粒子を、前記繊維表面に固着させた後、前記溶媒を用いて抽出によって、その固体粒子を除去する方法がある。この方法では、前記溶媒として、例えば、水、水溶液、酸、アルカリ性水溶液などを用いる一方、前記固体粒子として、例えば、水溶性無機物、金属塩、水溶性樹脂、金属などを用いる方法がある。特に前記溶媒として水を用いる一方、前記固体粒子として、金属塩又は水溶性樹脂を用いる方法が、生産コストの負担も少なく好適である。このような金属塩としては、例えば、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムなどがある。また、このような水溶性樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリアクリル酸などがある。
【0047】
また、固体粒子固着繊維の固体粒子を除去する他の方法としては、例えば、固体粒子固着繊維を振動させ、固体粒子を繊維表面より剥離させる方法がある。また、固体粒子固着繊維を超音波洗浄の方法によって、固体粒子を繊維表面より剥離させる方法がある。また、固体粒子固着繊維の繊維を伸長又は収縮させて、固体粒子を繊維表面より剥離させる方法がある。また、繊維表面に、例えば撥水加工又は撥油加工などにより、繊維表面の剥離性を向上させる加工を予め施してから、固体粒子を固着させておき、固体粒子を繊維表面より剥離させる方法がある。
【0048】
なお、表面多孔化繊維シートの製造方法では、前記の方法以外にも、すなわち、繊維シートに含まれる繊維を表面多孔化繊維とする方法以外にも、表面多孔化繊維を予め形成しておき、この表面多孔化繊維を含む繊維を用いてシートを形成する方法も可能である。
【0049】
本発明の製造方法(本発明による表面多孔化繊維の製造方法及び本発明による表面多孔化繊維シートの製造方法の両方を含む)によれば、繊維表面のみに、固体粒子が固着され、その後、その固体粒子が除去されるので、繊維が本来有する繊維強度などの物性を保持したまま、繊維表面のみを細孔によって確実に多孔化することができる。また、固体粒子の形状に応じた要求どおりの大きさの細孔を形成することができるので、その多孔化による拭き取り効果、塵埃や液体の保持効果、あるいは、染料の定着効果など、要求に応じた、優れた機能を発揮することができる。また、本発明の製造方法によれば、このような表面多孔化繊維又は表面多孔化繊維を含む表面多孔化繊維シートを容易に得ることができる。
【0050】
[2]本発明の表面多孔化繊維及び表面多孔化繊維シート
本発明の表面多孔化繊維は、少なくとも表面が熱可塑性樹脂から主としてなる繊維の表面のみに、細孔が形成されている。
本発明の表面多孔化繊維は、例えば、本発明による、表面多孔化繊維の製造方法により製造することができる。
【0051】
本発明の表面多孔化繊維は、少なくとも表面が熱可塑性樹脂から主としてなる繊維の表面のみに、細孔が形成されている繊維である。この「少なくとも表面が熱可塑性樹脂から主としてなる繊維」については、本発明の製造方法において先述した「少なくとも表面が熱可塑性樹脂から主としてなる繊維」に関する説明がそのまま当てはまる。すなわち、少なくとも表面が熱可塑性樹脂から主としてなる繊維であり、繊維表面が加熱(例えば、50℃以上の加熱、好ましくは80℃以上の加熱)により溶融する繊維であれば、繊維の種類は問わず適宜選択することができる。このような繊維としては、例えば、従来の繊維の製法である溶融紡糸による合成繊維、従来の不織布の製法であるスパンボンド法、メルトブロー法、若しくはフラッシュ紡糸法などによって得られる繊維、又は芯部分が天然繊維若しくは無機繊維からなる繊維などから適宜選択することができる。
【0052】
本発明の表面多孔化繊維は、例えば、図4(a)(b)に示すように、繊維100の表面102のみに、細孔101が形成されている。ここで、「繊維の表面のみに」とは、実質的に、表面から見える(例えば、走査型電子顕微鏡で繊維の表面を撮影した映像で見える)細孔のみが、繊維の表面に形成されていることを意味する。したがって、例えば、繊維形成性熱可塑性樹脂に、ある溶媒で抽出可能な粒子状物質を混入させてから、繊維を紡糸した後で、その溶剤を用いて粒子状物質を抽出して形成されるような細孔は含まない。このような細孔は、繊維表面に開孔を有しているものの、細孔の内部には、表面から見えない空隙となっている部分が多数存在しているので、本発明の表面多孔化繊維が有する細孔とは異なっている。
【0053】
前記細孔の形状は、細孔の概念から外れない限り(細孔の概念から外れるものとしては、例えば、筋状、線状、帯状、山脈状、溝状、又は皺状などがある)、特に限定されるものではなく、半円球状であることが好ましい。この「半円球状」については、本発明の製造方法において先述した「半円球状」に関する説明がそのまま当てはまる。また、前記細孔の繊維表面上における開孔部の形状は、略円形であるか又は略多角形であることが好ましい。ここで、開孔部103とは、図4(a)(b)に例示する細孔の図に示すように、繊維表面102に形成されている細孔101の開孔によって形成されている輪郭を指す。前記細孔の形状が半円球状であることによって、あるいは、前記開孔部の形状が略円形であるか又は略多角形であることによって、その細孔による拭き取り効果、塵埃や液体の保持効果、あるいは、染料の定着効果などの優れた機能をより有効に発揮することができる。
【0054】
前記開孔部の平均径は0.1〜10μmであることが好ましく、0.1〜5μmであることがより好ましく、0.1〜3μmであることがより好ましい。前記開孔部の平均径が0.1〜10μmであることによって、その細孔による拭き取り効果、塵埃や液体の保持効果、あるいは、染料の定着効果などの優れた機能をより有効に発揮することができる。ここで、「開孔部の平均径」とは、繊維の側面を走査型電子顕微鏡等で拡大して撮影し、その繊維の映像で確認しうる開孔部の外接円の直径について、繊維側面の任意の500箇所以上からのサンプリングによる数平均開孔部径を指す。
【0055】
また、前記開孔部の長径は短径の5倍以下であることが好ましく、3倍以下であることがより好ましく、2倍以下であることが更に好ましい。ここで、「開孔部の長径」とは、繊維側面の走査型電子顕微鏡等による映像上に現れる細孔において、開孔部の輪郭上の任意の2点間を結ぶ直線のうち最も長い直線の長さを指し、「開孔部の短径」とは、前記開孔部の長径に直交する直線と開孔部の輪郭とが交わる2点を結ぶ任意の直線のうち最も長い直線の長さを指す。なお、前記開孔部の長径に直交する一つの直線に対して、開孔部の輪郭とが交わる点が3点以上存在する場合は、それらの点のうち任意の2点を結ぶ直線のうち最も長い直線を、前記2点を結ぶ直線とする。また、前記開孔部の長径と短径との比較値は、任意の500箇所以上の細孔からのサンプリングによる数平均比較値とする。
【0056】
前記細孔の深さは、繊維の表面のみに細孔が形成されている限り特に限定されるものではなく、前記細孔の平均深さは、好ましくは、0.1〜10μmであり、より好ましくは、0.1〜5μmであり、更に好ましくは、0.1〜3μmである。ここで、細孔の平均深さとは、繊維の断面をレーザー顕微鏡(例えば、レーザーテック(株)製の高精細コンフォーカル顕微鏡などがある)等で拡大して撮影し、その繊維の映像で確認しうる各細孔の最も深い部分の深さについて、繊維断面の任意の500箇所以上の細孔からのサンプリングによる数平均細孔深さを、細孔の平均深さとすることができる。ここで、「各細孔の最も深い部分の深さ」とは、図4(a)、(b)に示すように、繊維断面の映像上に現れる繊維表面を表す直線102に対して垂線を引いたときに、この垂線と細孔の内壁が交わる交点と、この垂線と繊維表面を表す直線102が交わる交点とを結ぶ直線のうち最も長い直線の長さ(図4(a)、(b)におけるbの長さ)を指す。
【0057】
また、繊維軸方向の繊維断面の走査型電子顕微鏡等による映像上に現れる細孔において、細孔の長さは、開孔巾の0.6〜3倍が好ましく、0.7〜2倍がより好ましい。ここで、「細孔の長さ」とは、図4(c)、(d)に示すように、開孔部の輪郭を表す両端の点A、Bのうち片方の点Aから、細孔の壁を表す線に沿って、他の点Bへ至る道のりの長さの半分の長さを指し、「開孔巾」とは、前記開孔部の輪郭を表す両端の点A、Bを結ぶ直線の長さaを指す。なお、細孔の長さと開孔巾との比較値は、任意の500箇所以上の細孔からのサンプリングによる数平均比較値とする。
【0058】
また、前記細孔の個数は、繊維の表面100μmあたり10〜1000個であることが好ましく、20〜500個であることがより好ましく、20〜200個であることが更に好ましい。前記細孔の個数が、繊維の表面100μmあたり10〜1000個であることによって、その細孔による拭き取り効果、塵埃や液体の保持効果、あるいは、染料の定着効果などの優れた機能をより有効に発揮することができる。
【0059】
前記細孔は、繊維の表面に固着した固体粒子が繊維の表面より除去されることによって生じた細孔であることが好ましい。前記細孔を、繊維の表面に固着した固体粒子が繊維の表面より除去されることによって生じた細孔とする方法は、例えば、本発明による、表面多孔化繊維の製造方法、あるいは、本発明による、表面多孔化繊維シートの製造方法により製造することができる。固体粒子が繊維の表面より除去されることによって生じた細孔であることによって、繊維が本来有する繊維強度などの物性を保持したまま、繊維表面のみが細孔によって確実に多孔化されている。また、固体粒子の形状に応じた要求どおりの大きさの細孔が形成されているので、その多孔化による拭き取り効果、塵埃や液体の保持効果、あるいは、染料の定着効果など、要求に応じた、優れた機能を発揮することができる。
【0060】
本発明の表面多孔化繊維シートは、その繊維シート中に、本発明の表面多孔化繊維を少なくとも含む限り、特に限定されるものではなく、本発明の表面多孔化繊維のみを含むこともできるし、あるいは、本発明の表面多孔化繊維以外の繊維を含むこともできる。表面多孔化繊維以外の繊維としては、特に限定されず、少なくとも表面が熱可塑性樹脂から主としてなる繊維であっても、あるいは、表面が熱可塑性樹脂でない繊維、例えば、無機繊維、あるいは、融点を有せず分解温度を有する繊維などであることもできる。
【0061】
繊維シートの構造としては、例えば、織物、編物、若しくは不織布、又はそれらの組合せを挙げることができる。織物又は編物の場合には、例えば、前記繊維を織機又は編機により加工することによって得られる。また、不織布の場合には、例えば、従来の不織布の製法である、乾式法、スパンボンド法、メルトブロー法、フラッシュ紡糸法、又は湿式法などによって繊維シートとすることができる。また、これらの製法によって形成される繊維ウエブに、接着性繊維及び/又は融点の異なる2種類以上の樹脂が複合された複合繊維などを予め混入させてから、加熱処理することにより、繊維間が接合された繊維シートとすることができる。また、前記繊維ウエブ間を機械的絡合処理(例えば、水流絡合又はニードルパンチなど)によって絡合させた繊維シートとすることもできる。また、前記繊維ウエブを、加熱した平滑なロールと加熱した凹凸のあるロールとの間に通して、部分的に結合された繊維シートとすることもできる。また、種類の異なる前記繊維シートを複数積層して更に一体化してなる繊維シートとすることもできる。
【0062】
本発明の表面多孔化繊維シートを得る方法としては、例えば、本発明の表面多孔化繊維を含んだシートを前記のようにして形成することによって得る方法、あるいは、表面多孔化繊維を含まない繊維シートを予め形成してから、本発明による表面多孔化繊維シートの製造方法を用いて、多孔を形成する方法等を挙げることができる。このように、本発明の表面多孔化繊維シートは、繊維シート中に表面多孔化繊維を有しているので、この繊維シートをワイパー叉はフィルター材等の様々な用途に適した形態とすることにより、表面多孔化繊維の有している細孔による効果を更に有効に発揮することができる。
【0063】
【実施例】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例1】
抄造装置により、芯成分がポリプロピレン樹脂であり、鞘成分が高密度ポリエチレン樹脂(融点=132℃)からなる芯鞘型の複合繊維(繊度=0.8デシテックス、繊維長=10mm、繊維強度4.2g/デシテックス)100%からなる抄造シートを作製した。次に、この抄造シートを金網のコンベアーベルトの上に載置して、エアースルー型のドライヤーの中で、複合繊維の接着成分である高密度ポリエチレン繊維が溶融するように、140℃の温度で熱接着処理を行ない、湿式法不織布を得た。この湿式法不織布は面密度が45g/mであった。
【0064】
次に、和光純薬製塩化ナトリウムを、粉砕機にかけて粉砕して、一次粒子の平均粒子径が2.5μmである塩化ナトリウム微粒子を得た。次に、図1に示す装置を用いて、前記湿式法不織布を金網のコンベアーベルトの上に載置して、コンベアーベルトを移動させた。次に、図1に示す装置を用いて、170℃に加熱された前記塩化ナトリウム微粒子と空気が混合された混合気流を準備して、この湿式法不織布の上から、この混合気流を、この湿式法不織布の表面全体に均一になるように吹き付けて、塩化ナトリウム微粒子が、この湿式法不織布の主として片面に固着した繊維シートを得た。次に、この繊維シートを反転させて、金網のコンベアーベルトの上に載置して、この繊維シートの反対面も同様にして、混合気流を吹き付けて、塩化ナトリウム微粒子が、この湿式法不織布の両面に固着した繊維シートを得た。この固体粒子固着シートは、面密度が80g/mであった。また、この固体粒子固着シートに含まれる固体粒子固着繊維は、繊維の表面全体が塩化ナトリウム微粒子の粒子1個分の厚さの層で覆われていた。得られた固体粒子固着繊維を走査型電子顕微鏡で2000倍に拡大した映像による写真を図3に示す。
【0065】
次に、前記固体粒子固着シートを水中に投入して、この固体粒子固着シートに固着した塩化ナトリウム微粒子を水に溶解させて、この固体粒子固着シートから塩化ナトリウム微粒子を除去して、繊維の表面のみに、細孔が形成された表面多孔化繊維からなる表面多孔化繊維シートを得た。この表面多孔化繊維シートの面密度は45g/mであった。また、この表面多孔化繊維シートに含まれる表面多孔化繊維は、繊維の表面全体に繊維の表面100μmあたり100個の半円球状の細孔を有しており、その細孔の平均径は、2.5μmであり、固着していた塩化ナトリウム微粒子の平均径に対応するものであった。また、その細孔の深さは、先述の、塩化ナトリウム微粒子の粒子1個分の厚さの層に対応する深さであった。また、この表面多孔化繊維の繊維強度を測定すると4.2g/デシテックスであった。得られた表面多孔化繊維を走査型電子顕微鏡で2000倍に拡大した映像による写真を図2に示す。
【0066】
【実施例2】
抄造装置により、ポリプロピレン樹脂(融点=160℃)からなるポリプロピレン繊維(繊度=1.9デシテックス、繊維長=51mm、繊維強度6.5g/デシテックス)100%からなる繊維ウエブをカード機により作製した。続いて水流絡合法により繊維ウエブを絡合させた水流絡合不織布を作製した。この水流絡合不織布は面密度が40g/mであった。
【0067】
次に、実施例1において、湿式法不織布の代わりに前記水流絡合不織布を用いたこと、及び200℃に加熱された前記塩化ナトリウム微粒子と空気が混合された混合気流を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、塩化ナトリウム微粒子が固着した固体粒子固着シートを得た。この固体粒子固着シートは、面密度が55g/mであった。また、この固体粒子固着シートに含まれる固体粒子固着繊維は、繊維の表面全体が塩化ナトリウム微粒子の粒子1個分の厚さの層で覆われていた。
【0068】
次に、実施例1と同様にして、前記固体粒子固着シートを水中に投入して、この固体粒子固着シートに固着した塩化ナトリウム微粒子を水に溶解させて、この固体粒子固着シートから塩化ナトリウム微粒子を除去して、繊維の表面のみに、細孔が形成された表面多孔化繊維からなる表面多孔化繊維シートを得た。この表面多孔化繊維シートの面密度は40g/mであった。また、この表面多孔化繊維シートに含まれる表面多孔化繊維は、繊維の表面全体に繊維の表面100μmあたり80個の半円球状の細孔を有しており、その細孔の平均径は、2.5μmであり、固着していた塩化ナトリウム微粒子の平均径に対応するものであった。また、その細孔の深さは、先述の、塩化ナトリウム微粒子の粒子1個分の厚さの層に対応する深さであった。また、この表面多孔化繊維の繊維強度を測定すると6.5g/デシテックスであった。
【0069】
【実施例3】
ポリプロピレン樹脂(融点=160℃)からなるフィラメント状のポリプロピレン繊維(繊度=1.9デシテックス、繊維強度6.5g/デシテックス)を準備した。
次に、和光純薬製塩化ナトリウムを、粉砕機にかけて粉砕して、一次粒子の平均粒子径が2.5μmである塩化ナトリウム微粒子を得た。次に、図1に示す装置を用いて、前記フィラメントをロール支持体の上に載置して、ロール支持体を回転させ、フィラメントを移動させた。次に、図1に示す装置を用いて、200℃に加熱された前記塩化ナトリウム微粒子と空気が混合された混合気流を準備して、このフィラメントの上から、この混合気流を、このフィラメントの表面全体に均一になるように吹き付けて、塩化ナトリウム微粒子が、このフィラメントの表面全体に固着した繊維を得た。次に、この繊維に固着しなかった塩化ナトリウム微粒子を室温の気流で吹き飛ばして除き、塩化ナトリウム微粒子が固着した固体粒子固着繊維を得た。この固体粒子固着繊維に固着している塩化ナトリウム微粒子の質量は繊維の単位長さ当り0.05mg/mであった。また、この固体粒子固着繊維は、繊維の表面全体が塩化ナトリウム微粒子の粒子1個分の厚さの層で覆われていた。
【0070】
次に、前記固体粒子固着繊維を水中に投入して、この固体粒子固着繊維に固着した塩化ナトリウム微粒子を水に溶解させて、この固体粒子固着繊維から塩化ナトリウム微粒子を除去して、繊維の表面のみに、細孔が形成された表面多孔化繊維からなる表面多孔化繊維を得た。この表面多孔化繊維の繊度は1.9デシテックスであった。また、この表面多孔化繊維は、繊維の表面全体に繊維の表面100μmあたり50個の半円球状の細孔を有しており、その細孔の平均径は、2.5μmであり、固着していた塩化ナトリウム微粒子の平均径に対応するものであった。また、その細孔の深さは、先述の、塩化ナトリウム微粒子の粒子1個分の厚さの層に対応する深さであった。また、この表面多孔化繊維の繊維強度を測定すると6.5g/デシテックスであった。
また、この表面多孔化繊維に捲縮処理を行い、長さ51mmにカットしたステープル繊維を作製して、カード機にかけて開繊処理を行い、繊維ウエブを形成したところ、繊維の糸切れは実質的に生ぜず良好な繊維ウエブからなる繊維シートを得ることができた。
【0071】
【比較例1】
特開平5−125667号公報(引用文献1)に記載のポリプロピレン系多孔質繊維の製造方法に準じて、ポリプロピレン樹脂(融点=160℃)と、パラフィンワックスとを溶融下で混合し、この混合物を押出機に投入して溶融紡糸して未延伸繊維を得、次いで、この未延伸繊維を延伸し、次いで、熱処理を施した後、パラフィンワックスを抽出除去することにより、フィラメント状のポリプロピレン系多孔質繊維(繊度=4.2デシテックス)を得た。
このフィラメント状のポリプロピレン系多孔質繊維は、細孔が繊維断面において広くなったり狭くなったりを繰り返しながら、あたかもへちまの孔のような形態で表面から内部まで連なった細孔を形成していた。また、この多孔質繊維の繊維強度を測定すると1.5g/デシテックスであった。
次に、このフィラメント状のポリプロピレン系多孔質繊維に捲縮処理を行い、長さ51mmにカットしたステープル繊維を作製して、カード機にかけて開繊処理を行い、繊維ウエブを形成しようとしたところ、繊維の糸切れが激しくて、カードに詰まったり、あるいは、ほとんどカードを通過することができず、繊維ウエブを形成することが困難であった。
【0072】
【発明の効果】
本発明の製造方法によれば、繊維の繊維表面叉は繊維シートを構成する繊維の繊維表面のみに、固体粒子が固着され、その後、その固体粒子が除去されるので、繊維が本来有する繊維強度などの物性を保持したまま、繊維表面のみを細孔によって確実に多孔化することができる。また、固体粒子の形状に応じた要求どおりの大きさの細孔を形成することができるので、その多孔化による拭き取り効果、塵埃や液体の保持効果、あるいは、染料の定着効果など、要求に応じた、優れた機能を発揮することができる。また、本発明の製造方法によれば、このような表面多孔化繊維又は表面多孔化繊維を含む表面多孔化繊維シートを容易に得ることができる。
また、本発明の表面多孔化繊維及び表面多孔化繊維シートは、繊維が本来有する繊維強度などの物性を保持したまま、繊維表面が半球状の細孔によって多孔化されており、その多孔化による拭き取り効果、塵埃や液体の保持効果、あるいは、染料の定着効果などの優れた機能を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の表面多孔化繊維叉は表面多孔化繊維シートの製造方法に用いる装置の一態様を模式的に示す概略図である。
【図2】本発明の一実施例による表面多孔化繊維の走査型電子顕微鏡による写真である。(拡大倍率=2000倍)
【図3】図2の表面多孔化繊維を得る前の中間作製物である、固体粒子担持繊維の走査型電子顕微鏡による写真である。(拡大倍率=2000倍)
【図4】本発明の表面多孔化繊維が有する細孔の一態様を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
11・・・ブロワー;12・・・加熱管;
21・・・供給容器;22・・・供給制御ロータ;23・・・供給管;
29・・・固体粒子;
30・・・粒子混合手段;41・・・ノズル;
50、51、52・・・加熱手段;
60、61、62・・・補助加熱手段;
70・・・ロール叉は繊維支持手段;
70’・・・ロール叉は繊維シート支持手段;
80・・・繊維;80’繊維シート;
90・・・固着処理室;91・・・室内加熱手段
92・・・粒子回収ボックス;
93・・・空気を吹き飛ばす方式の粒子回収手段
100・・・繊維
101・・・細孔
102・・・繊維表面
103・・・開孔部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fiber and a fiber sheet having a large number of pores only on the surface, a method for producing a surface porous fiber and a fiber sheet, and a surface porous material that can be suitably used for applications such as a wiper or a filter material. The present invention relates to a modified fiber and a fiber sheet.
[0002]
[Prior art]
Examples of the fibers having pores on the surface include, for example, JP-A-5-125667 (Patent Document 1), a fiber main body made of a polypropylene resin having a melt flow rate of 0.5 to 9 g / 10 min, and the polypropylene system. The fiber main body comprises a large number of pores formed by mixing a resin and paraffin wax under melting, melt spinning with an extruder at a draft rate of 400 or less, and drawing and removing the paraffin wax after heat treatment. Specific surface area of 20m2 Polypropylene-based porous fibers in which the ratio of the pores to the fiber body is 20% or more and the denier of the fiber body is 50 or less is described. However, in this porous fiber, the lamellar crystals are deformed into zigzags by hot drawing, and the paraffin wax layer formed between these crystals is extracted and removed, so that the pores become wider or narrower in the fiber cross section. While repeating the above, the pores that are connected from the surface to the inside are formed in a form like a pore. As described above, since not only the surface of the fiber but also the inside of the fiber is porous, there is a problem that the strength of the entire fiber is weakened. Moreover, there existed a problem that paraffin wax remained or the extract liquid remained in the inside of a fiber. In addition, in order to prevent the paraffin wax and the extract from remaining, there is a problem in that the production cost increases because it takes too much time and time.
[0003]
JP-A-64-6114 (Patent Document 2) discloses a nylon fiber having a concavo-convex structure on the surface, and the concavo-convex shape has a valley along the outer periphery in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the fiber. The distance between the bottom of the valley and the bottom of the valley adjacent to it is about 3 to 30 μm, and the vertical distance between the peak of the mountain and the bottom of the valley is about 0.2 to 2 μm. Synthetic fibers having a concavo-convex structure on the surface, which has a concavo-convex shape in which 0.2 to 3 peaks are present, are described. This synthetic fiber is obtained by a method of cooling a spun single fiber in a warm water bath at 30 ° C. or higher for a predetermined time during melt spinning. This publication also speculates that when semi-molten nylon molecules partially on the surface in warm water are recrystallized or re-agglomerated, small spherical ones are formed and the surface becomes uneven. Has been. Further, it is described that by further stretching the synthetic fiber, the concavo-convex pattern becomes a cocoon-shaped synthetic fiber that is changed into elongated peaks and valleys extending in the stretching direction.
[0004]
In this way, the surface of the synthetic fiber has a shape in which a large number of spherical protrusions are gathered. Therefore, when this fiber is used for, for example, a wiper, a point contact with an object to be wiped is performed. There was a problem that resistance became less. In addition, since the concave portions are not hemispherical pores, it is difficult to retain the wiped dust or liquid, and there is a problem that a sufficient wiping effect cannot be obtained. Further, when this fiber is used for applications such as a filter, it is difficult to retain dust on the fiber surface, and there is a problem that the effect of improving the dust retention ability cannot be obtained sufficiently. In addition, this synthetic fiber has a problem that when a large number of spherical protrusions are provided, the drawing becomes insufficient and the strength of the fiber cannot be increased. On the other hand, when the fiber is stretched to increase the strength of the fiber, the strength of the fiber is increased, but the spherical protrusions are changed into elongated ridges and valleys extending in the stretching direction and become hooked. For this reason, there is a problem that a structure in which a large number of pores are gathered on the fiber surface, that is, a structure having porosity is not formed, and an effect due to the porous structure does not occur.
[0005]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-15803 (Patent Document 3) discloses artificial hair made of a polyester fiber having a roughened fiber surface, and the fiber has an average fineness X of 30 to 70 denier. Further, the fiber surface has an average pitch of 0.1 to 1.5 μm between the recesses and the adjacent recesses and a density of 5 to 100 irregularities per 10 μm average distance. Has been. This artificial hair is made by mixing inorganic particles having an average particle diameter of 1 μm or less and a refractive index of 1.8 or less at the time of polyester polymer polymerization or spinning, spinning the particle-containing polymer, and drawing the drawn fiber. The total fineness is 104It can be obtained by performing etching by alkali treatment in a state of being converged to be denier or more. The purpose of this artificial hair is to make the gloss and texture of conventional polyester-based artificial hair close to that of natural hair, as well as having excellent light fastness and no color change. In addition, it is described that the fine particles to be added also play an important role in the surface roughening after spinning and the glossy texture after dyeing.
[0006]
Thus, although the surface of this artificial hair has irregularities formed by etching by alkali treatment, no pores are formed, and this irregularity has an effect that affects gloss, Since hemispherical pores are not formed as the recesses, the effect of the porous structure formed by such hemispherical pores was not obtained. For example, when a wiper is made using this fiber, there is no effect of holding the dust or liquid wiped off, and when it is used as a filter, dust is held on the fiber surface and the dust holding ability is improved. The improvement effect was not obtained.
[0007]
Prior art document information related to the invention of this application includes the following.
[Patent Document 1]
JP-A-5-125667
[Patent Document 2]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-6114
[Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 5-15803
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention is intended to solve the problems of the prior art over such prior art, and the fiber surface is made of hemispherical pores while maintaining the physical properties such as fiber strength inherent to the fiber. A method for producing a surface porous fiber and a fiber sheet, which has excellent functions such as a wiping effect, dust and liquid retention effect, or dye fixing effect, and the surface porous fiber. It is another object of the present invention to provide a fiber sheet.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
Means for solving the above-mentioned problems is a method for producing a fiber having pores on at least a surface of a fiber mainly composed of a thermoplastic resin, wherein the fiber is formed on the surface of the fiber. Solid particles having a melting point or decomposition temperature higher than the melting point of the thermoplastic resin are fixed by surface fusion to form solid particle fixed fibers, and thereafter the solid particles of the solid particle fixed fibers are removed. It is a manufacturing method of the surface porous fiber made into.
[0010]
In the invention of claim 2, the method of fixing the solid particles to the fiber surface by fusing the fiber surface heats the solid particles to a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin, It is a manufacturing method of the surface porous fiber of Claim 1 which is a method of making a heating solid particle contact with the said fiber and maintaining it in the state maintained at the temperature more than melting | fusing point.
[0011]
The invention of claim 3 is a method of using water-soluble solid particles for the solid particles and a method of removing solid particles of the solid particle-fixed fibers by dissolving them in water. It is a manufacturing method of surface porous fiber.
[0012]
The invention according to claim 4 is a method for producing a fiber sheet having pores on the fiber surface of the fiber sheet containing fibers mainly comprising a thermoplastic resin at least on the surface, wherein the fiber surface comprises Solid particles having a melting point or decomposition temperature higher than the melting point of the thermoplastic resin are fixed by fusion to form solid particle fixed fibers, and then the solid particles of the solid particle fixed fibers are removed. It is a manufacturing method of a surface porous fiber sheet.
[0013]
In the invention of claim 5, the method of adhering the solid particles to the fiber surface by fusing the fiber surface heats the solid particles to a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin, It is a manufacturing method of the surface porous fiber sheet of Claim 4 which is the method of making a heating solid particle contact with the said fiber sheet, and making it adhere in the state maintained at high temperature more than melting | fusing point.
[0014]
The invention of claim 6 is a method of using water-soluble solid particles as the solid particles, and a method of removing solid particles of the solid particle fixed fibers by dissolving them in water. It is a manufacturing method of a surface porous fiber sheet.
[0015]
  The invention according to claim 7 is a surface-perforated fiber in which pores are formed only on the surface of a fiber whose surface is mainly made of a thermoplastic resin, and the pores are melted on the surface of the fiber. Porous surface produced by removing solid particles fixed by the fiber from the surface of the fiberIt is.
[0016]
  Claim8In the invention, the shape of the opening of the pore is substantially circular or substantially polygonal, and the average diameter of the opening is 0.1 to 10 μm.7It is the surface porous fiber of description.
[0017]
  Claim9In the invention, the average depth of the pores is 0.1 to 10 μm.Or 8The surface porous fiber described in 1.
[0018]
  Claim10In the invention, the number of the pores is 100 μm on the fiber surface.2It is 10-1000 per one, Claims 7-9The surface porous fiber according to any one of the above.
[0020]
  Claim11In the invention of claim 7,10It is a surface porous fiber sheet containing the surface porous fiber in any one of.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[1] Method for producing surface porous fiber or surface porous fiber sheet according to the present invention
According to the method for producing a surface porous fiber according to the present invention, it is possible to produce a fiber having pores on the surface of a fiber whose surface is mainly composed of a thermoplastic resin. In the method for producing a surface porous fiber according to the present invention, solid particles having a melting point or decomposition temperature higher than the melting point of the thermoplastic resin are fixed to the fiber surface by fusing the fiber surface, thereby fixing the solid particle fixing fiber. After that, the solid particles of the solid particle fixing fiber are removed.
[0022]
According to the method for producing a surface porous fiber sheet according to the present invention, it is possible to produce a fiber sheet having pores on the surface of the fiber sheet including at least a fiber whose surface is mainly composed of a thermoplastic resin. it can. In the method for producing a surface-porous fiber sheet of the present invention, solid particles having a melting point or decomposition temperature higher than the melting point of the thermoplastic resin are fixed to the fiber surface by fusing the fiber surface to fix the solid particles. The fibers are formed, and then the solid particles of the solid particle fixed fibers are removed.
[0023]
The fiber used in the method for producing a surface porous fiber according to the present invention or the fiber contained in the fiber sheet used in the method for producing a surface porous fiber sheet according to the present invention is a fiber whose surface is mainly composed of a thermoplastic resin. Yes, as long as the fiber surface melts by heating (for example, heating at 50 ° C. or higher, preferably heating at 80 ° C. or higher), the type of the fiber can be selected as appropriate. Examples of such fibers include synthetic fibers obtained by melt spinning, which is a conventional fiber production method, fibers obtained by a spunbond method, melt blow method, flash spinning method, etc., which are conventional nonwoven fabric production methods, or core portions. It can be appropriately selected from natural fibers or fibers made of inorganic fibers.
[0024]
As said fiber obtained by the manufacturing method of the said synthetic fiber or a nonwoven fabric, the synthetic fiber which consists of thermoplastic resins (for example, polyolefin fiber, polyester fiber, or polyamide fiber etc.) can be mentioned, for example, The said synthetic fiber is 1 Even if it is a synthetic fiber made of a kind of thermoplastic resin or a composite fiber in which two or more different kinds of resins are composited, it can be appropriately selected and used. Examples of such composite fibers include composite fibers in which two or more kinds of resins having different melting points are combined, such as copolymer polyester / polyester, copolymer polypropylene / polypropylene, polypropylene / polyamide, polyethylene / polypropylene, Mention may be made of composite fibers made of a combination of resins such as polypropylene / polyester or polyethylene / polyester. In addition, when the composite fiber is a core-sheath type composite fiber having a high melting point resin in the core and a low melting point resin in the sheath, when the solid particles are fixed to the fiber surface, the fiber contraction or yarn This is preferable because breakage is less likely to occur.
[0025]
In addition, the fiber is preferably a fiber whose entire fiber is substantially made of only a fiber-forming resin, but a fiber having a decomposition temperature without having a melting point at its core, for example, rayon fiber, It can also be a fiber in which a thermoplastic resin is applied as a sheath portion to the surface of a fiber such as acetate fiber, wool fiber, or carbon fiber, for example, by coating. Moreover, the thermoplastic resin is used as a sheath part on the surface of a fiber such as a fiber having a high melting point, for example, a glass fiber, a ceramic fiber, or a metal fiber, the core part of which is an inorganic fiber. It can also be a fiber applied by coating or the like.
[0026]
Examples of the fiber mainly comprising at least a surface of a thermoplastic resin include, for example, a fiber having at least a surface made of one or more thermoplastic resins, a fiber having at least a surface substantially made of one or more thermoplastic resins, or Mention may be made of fibers mainly comprising at least one or more thermoplastic resins, at least one surface comprising fibers comprising one or more thermoplastic resins, or at least one surface comprising one or more thermoplastic resins. Substantially fibers are preferred. In this specification, “consisting mainly of” means that the area occupied by the target thermoplastic resin on the fiber surface is 50% or more (preferably 60% or more, more preferably 70% or more) with respect to the surface area of the fiber. It is particularly preferably 90% or more. Moreover, the cross-sectional shape or surface shape of the fiber can be any shape. For example, a composite fiber made of a thermoplastic resin can be a fiber having a chrysanthemum-like cross-sectional shape divided by mechanical stress such as water flow, or a fiber divided into fibrils.
[0027]
The average diameter and length of the fibers are, for example, synthetic fibers obtained by melt spinning, which is a conventional fiber production method, fibers obtained by a spunbond method, melt blow method, flash spinning method, etc., which are conventional nonwoven fabric production methods, or A fiber having an average diameter and length of a fiber such as a fiber having a core part made of natural fiber or inorganic fiber can be appropriately selected. For example, the average diameter of the fibers can be a wide range of average diameters ranging from 0.1 μm to 3 mm. The average diameter of the fibers is preferably in the range of 0.1 μm to 500 μm, more preferably in the range of 0.1 μm to 100 μm. Here, when the cross-sectional shape of the fiber is other than a circle, the average diameter of the fiber is the diameter of a circle having the same area as the cross-sectional area of the fiber, and the number average fiber diameter by sampling from any 500 or more positions of the fiber And
[0028]
In addition, when it is difficult to measure the cross-sectional area of the fiber, the side surface of the fiber is enlarged and photographed with a scanning electron microscope or the like. The number average fiber diameter obtained by sampling can be the fiber diameter of the fiber.
Further, in the case of commercially available fibers, when the number average fiber diameter is clearly shown in catalogs or specifications, the value may be used as the average fiber diameter. Further, when the fiber diameter is clearly specified in the unit of denier or decitex in the catalog or specification, the value may be converted into the unit of length to obtain the average fiber diameter.
[0029]
The fiber sheet used in the method for producing a surface porous fiber sheet of the present invention is particularly limited as long as the fiber sheet has the above-described fibers, that is, fiber sheets having at least a surface mainly composed of a thermoplastic resin. Instead, the fiber sheet can include only the fibers or can include fibers other than the fibers. The fibers other than the above-described fibers (that is, fibers having at least the surface mainly composed of thermoplastic resin) are not particularly limited, and the surface is not a thermoplastic resin, such as inorganic fibers, or has no melting point, and has a decomposition temperature. The fiber which has can be used.
[0030]
Examples of the structure of the fiber sheet include a woven fabric, a knitted fabric, a non-woven fabric, or a combination thereof. In the case of a woven fabric or a knitted fabric, it can be obtained, for example, by processing the fibers with a loom or a knitting machine. Moreover, in the case of a nonwoven fabric, it can be made into a fiber sheet by, for example, a conventional nonwoven fabric manufacturing method such as a dry method, a spunbond method, a melt blow method, a flash spinning method, or a wet method. In addition, the fiber web formed by these manufacturing methods is premixed with adhesive fibers and / or composite fibers in which two or more types of resins having different melting points are combined, and then the heat treatment is performed. It can be a bonded fiber sheet. Moreover, it can also be set as the fiber sheet which entangled between the said fiber webs by a mechanical entanglement process (for example, water flow entanglement or a needle punch). Alternatively, the fiber web may be passed between a heated smooth roll and a heated uneven roll to form a partially bonded fiber sheet. Moreover, it can also be set as the fiber sheet formed by laminating | stacking the said fiber sheet from which a kind differs, and further integrating.
[0031]
Further, the shape of the fiber sheet is not particularly limited, and for example, a long fiber sheet (for example, a fiber sheet wound around a roll) or a non-long fiber sheet (that is, the long fiber sheet). And the like can be obtained by cutting the fiber sheet).
[0032]
The solid particles used in the method for producing a surface porous fiber or the method for producing a surface porous fiber sheet according to the present invention has a melting point higher than the melting point of the thermoplastic resin constituting the surface of the fiber used for fixing the solid particles, or As long as it is a solid particle having a decomposition temperature, and as long as the solid particle can be removed after fixing the solid particle to the fiber surface, it can be either inorganic or organic, If it is a particle-like particle | grain, 1 or more types of such a particle | grain can be selected suitably. As such solid particles from which solid particles can be removed, for example, a solvent that does not substantially dissolve the thermoplastic resin that constitutes the surface of the fiber used to fix the solid particles (for example, water, There are solid particles (for example, water-soluble inorganic substances, metal salts, water-soluble resins, metals, etc.) that dissolve in aqueous solutions, acids, alkaline aqueous solutions, and the like. With such solid particles, the solid particles can be easily removed by extraction using the solvent after fixing the solid particles on the fiber surface. Further, for example, in addition to extraction, solid particles that can be removed by vibration, ultrasonic cleaning, fiber shrinkage, fiber surface peelability improving processing, and the like can be given. Examples of the solid particles used in the production method of the present invention include various kinds of materials such as sodium chloride, calcium chloride, calcium carbonate, various other metal salts, water-soluble resins, metal particles, ceramics, zeolite, and other various inorganic substances. It can be a material.
[0033]
The melting point or decomposition temperature of the solid particles needs to be higher than the melting point of the resin having the lowest melting point among the resins constituting the fiber surface, and the melting point or decomposition temperature of the solid particles is the melting point of the resin. When it is lower, the fiber surface is not melted by the heat of the heated solid particles, and the solid particles are not fixed to the fiber surface. That is, even if solid particles are not fixed to the fiber surface, or even if the solid particles are fixed to the fiber surface, the form is such that the solid particles melt before the fiber surface and the solid particles become aggregates, The solid particles and the fiber surface are fused in a wide area. Therefore, the pores cannot be sufficiently formed even after the solid particles are removed.
[0034]
The average particle diameter of the solid particles is preferably equal to or less than the fiber diameter. If the average particle diameter of the solid particles exceeds the fiber diameter, the solid particles may become too large with respect to the fiber surface, and it may be difficult to form porosity on the fiber surface. Moreover, 0.1-10 micrometers is preferable and, as for the average particle diameter of a solid particle, 0.1-5 micrometers is more preferable.
[0035]
In addition, the average particle diameter of solid particles shall represent the number average particle diameter of solid particles. In addition, as a method for calculating the number average particle diameter, the particles are enlarged and photographed with a scanning electron microscope or the like, and the particle diameters of arbitrary 500 or more particles are measured and calculated by dividing by the measured number. . At this time, if the particles are not spherical, the diameter of the circumscribed circle of each particle that can be confirmed in the image of the photographed particle is taken as the particle diameter of each particle.
In the case of commercially available particles, when the number average particle size is clearly shown in catalogs or specifications, the value may be used as the average particle size of the solid particles.
[0036]
In the method for producing a surface porous fiber or the surface porous fiber sheet according to the present invention, solid particles are fixed to the fiber surface by fusing the fiber surface to form solid particle fixed fibers. As a method of fixing solid particles by fusing the fiber surface, for example, solid particles having a melting point or decomposition temperature higher than the melting point of the thermoplastic resin are heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin (however, The solid particles are heated at a temperature lower than the melting point or decomposition temperature of the solid particles and maintained at a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin. There is a method in which a fiber sheet is brought into contact and fixed by fusion of the fiber surface. In addition, for example, solid fibers having a melting point or decomposition temperature higher than the melting point of the thermoplastic resin in a state where the fiber surface is heated to a temperature higher than the melting point of the thermoplastic resin and maintained at that temperature. There is a method in which solid particles are fixed by contact with the fiber or fiber sheet and fusion of the fiber surface. Comparing these two methods, the former method, in which the solid particles are heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin and brought into contact with the fiber or fiber sheet, is more preferable.
[0037]
That is, according to the former method, by bringing the heated solid particles into contact with the fiber surface, only the portion where the solid particles are in contact with the fiber surface is melted to fix the solid particles. Therefore, the solid resin is not substantially buried by melting and fluidizing the entire resin on the fiber surface. In some cases, it is possible to fix a single layer or a single layer composed of a layer having a thickness substantially equal to one solid particle. Such single-layer fixation can be illustrated in a photograph taken with a scanning electron microscope in FIG.
[0038]
Therefore, the solid particles fixed in this manner are then removed, so that uniform pores corresponding to one layer or a single layer made of a layer substantially having a thickness of one solid particle are formed on the fiber surface. Can be formed. Further, for example, as shown in FIGS. 4A and 4B, clear semispherical pores 101 can be formed on the surface 102 of the fiber 100. Here, the semispherical shape includes a substantially hemispherical shape, a substantially elliptical sphere or a polyhedral shape, and a substantially semispherical shape, a substantially elliptical sphere or a shape having irregularities on the surface forming the polyhedron. Shall be included. Further, a depression formed when solid particles in which 10% to 90%, preferably 30% to 70% of the volume of the solid particles are fixed to the surface of the fiber come off from the surface of the fiber. It also includes the shape of the pores. Such hemispherical pores can be illustrated in a photograph taken with a scanning electron microscope in FIG. Further, according to the former method, since the solid particles melt only the fiber surface, even if the fiber is a fiber made of a single resin component, the fiber shrinks during the contact treatment or the fixing treatment, or the entire fiber Melts and breaks the thread, which does not cause a problem.
[0039]
When solid particles are fixed by fusing the fiber surface, the method of bringing the solid particles into contact with the fiber surface is not particularly limited as long as the solid particles can be fixed to the fiber surface. ,
(1) A method of blowing an air stream containing solid particles on the surface of a fiber or fiber sheet;
(2) A method of allowing solid particles to spontaneously fall on a fiber or fiber sheet;
(3) A method of shaking a heat-resistant container charged with solid particles and fibers or fiber sheets;
(4) A method of immersing fibers or fiber sheets in solid particles; or
(5) A method of exposing fibers or fiber sheets in a fluidized bed of solid particles,
And so on. In addition, in the method of (1) to (5) described above, when the solid particles are heated to a temperature higher than that of the thermoplastic resin of the thermoplastic resin and are brought into contact with the fiber or the fiber sheet, Heated solid particles may be applied as the solid particles.
[0040]
For example, in the method (1), a method in which heated solid particles are applied as solid particles is a method (1 ′) in which an air stream containing heated solid particles is blown onto the surface of a fiber or fiber sheet. In the case of this method, the heated solid particle-containing air stream is a mixture in which an air stream is mixed with solid particles heated above the melting point of the thermoplastic resin having the lowest melting point among the thermoplastic resins constituting the fiber surface. Use airflow.
[0041]
To adjust such a mixed airflow, for example,
(A) A method of supplying solid particles heated to a melting point or higher of a thermoplastic resin in an air flow;
(B) a method of supplying solid particles in an air current heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin; or
(C) A method in which solid particles are supplied in an air stream and heated above the melting point of the thermoplastic resin.
And so on. Among these, according to the mixed airflow adjusting method (b) or (c), the solid particles are heated to a temperature higher than the melting point of the thermoplastic resin through an airflow heated to a temperature higher than the melting point of the thermoplastic resin.
[0042]
In the method of spraying the air flow containing (1 ′) heated solid particles on the surface of the fiber or fiber sheet, for example, the apparatus illustrated in FIG. 1 can be used. FIG. 1 is a schematic view schematically showing one embodiment of an apparatus used in the method for producing a surface porous fiber or surface porous fiber sheet of the present invention. In FIG. 1, the particle mixing means 30 for mixing the solid particles 29 and the airflow A is an ejector, and the airflow A generated in the blower 11 and the heating tube 12 as the airflow generation means is sent to the particle mixing means 30, The mixing means 30 is connected to a funnel-shaped supply container 21 as a particle supply means, a rotary supply control rotor 22 and a supply pipe 23, and is supplied from the particle supply means 21 by the suction force generated by the airflow A. The solid particles 29 to be sucked are supplied, and the solid particles 29 are supplied into the airflow A. The mixed airflow thus obtained (that is, the mixed airflow containing solid particles heated above the melting point of the thermoplastic resin having the lowest melting point among the thermoplastic resins constituting the fiber surface) is used as the ejection means. When ejected from the nozzle 41, the solid particles 29 collide with the fiber surface due to inertial force due to the kinetic energy given at the time of ejection. At the tip of the nozzle 41, the fiber 80 or the fiber sheet 80 'is supported by a rotating roll 70 or 70' that is a support means for supporting the fiber 80 or the fiber sheet 80 '. The solid particles 29 are sprayed on the sheet 80 ′. Further, in FIG. 1, by providing particle recovery means 93 of a system that blows away with an air current, excess solid particles that have not adhered to the fiber 80 or the fiber sheet 80 ′ are removed and recovered.
[0043]
When fixing solid particles by fusion of the fiber surface, as a method of bringing the solid particles into contact with the fiber surface, in the methods of (2) to (5), solid particles heated as solid particles were applied, respectively. When any one of the methods (2 ′) to (5 ′) is used, the solid particles are heated in advance and then brought into contact with the fibers or the fibers contained in the fiber sheet by various contact methods.
[0044]
In the contact method (2 ′), that is, the method in which the heated solid particles are naturally dropped onto the fiber or fiber sheet, for example, the fiber or fiber sheet is placed on a heat-resistant conveyor, and then the upper part of the conveyor. For example, by spraying the heated solid particles, for example, the heated solid particles come into contact with the fiber surface, and at the same time, the heated solid particles are held in a state where only the contact point of the thermoplastic resin on the fiber surface is dissolved. To do. Next, it is allowed to stand at room temperature or, if necessary, cooling means is blown from the upper part of the conveyor, for example, cooling air to cool the fiber or fiber sheet and solid particles, and the solid particles are fixed to the fiber surface. Let Next, the solid particles that have not been fixed to the solid particle fixing fiber are removed by a suitable solid particle removing means, for example, a method of tilting the conveyor and dropping it by vibration or blowing it off with an air current.
[0045]
In the contact method (3 ′), that is, a method of shaking a heat-resistant container charged with heated solid particles and fibers or fiber sheets, for example, the fibers or fiber sheets are placed in a heat-resistant container, Furthermore, the heated solid particles are put into a container, the container lid is closed, the entire container is shaken, and the heated solid particles come into contact with the fiber surface. Keep only the contact point in a melted state. Next, the fiber or fiber sheet is taken out from the container quickly, and the fiber or fiber sheet is cooled to fix the solid particles to the fiber surface. Next, the solid particles that are not fixed to the solid particle fixing fibers are removed by a suitable removing means, for example, water washing.
[0046]
In the method for producing a surface porous fiber or the surface porous fiber sheet according to the present invention, solid particles are fixed on the fiber surface to form solid particle fixed fibers, and then solid particles of the solid particle fixed fibers are formed. Remove. The method for removing the solid particles of the solid particle fixed fiber is not particularly limited as long as the solid particles of the solid particle fixed fiber can be removed. For example, the surface of the fiber used to fix the solid particles is used. There is a method in which solid particles that dissolve in a solvent that does not substantially dissolve the thermoplastic resin that is formed are fixed to the fiber surface, and then the solid particles are removed by extraction using the solvent. In this method, for example, water, an aqueous solution, an acid, an alkaline aqueous solution, or the like is used as the solvent, while a water-soluble inorganic substance, a metal salt, a water-soluble resin, a metal, or the like is used as the solid particles. In particular, a method using a metal salt or a water-soluble resin as the solid particles while using water as the solvent is preferable because the production cost is low. Examples of such metal salts include sodium chloride, calcium chloride, ammonium chloride, sodium bicarbonate, potassium bicarbonate, and the like. Examples of such water-soluble resins include polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, and polyacrylic acid.
[0047]
Further, as another method for removing the solid particles of the solid particle fixed fiber, for example, there is a method in which the solid particle fixed fiber is vibrated to separate the solid particle from the fiber surface. In addition, there is a method in which solid particles are separated from the fiber surface by ultrasonic cleaning. In addition, there is a method in which the solid particles are separated from the fiber surface by stretching or shrinking the fibers of the solid particle fixed fibers. Also, there is a method in which the surface of the fiber is preliminarily processed to improve the releasability of the fiber surface by, for example, water-repellent processing or oil-repellent processing, and then solid particles are fixed and the solid particles are peeled off from the fiber surface is there.
[0048]
In addition, in the manufacturing method of the surface porous fiber sheet, in addition to the above method, that is, other than the method of using the fiber contained in the fiber sheet as the surface porous fiber, the surface porous fiber is formed in advance, A method of forming a sheet using a fiber including the surface porous fiber is also possible.
[0049]
According to the production method of the present invention (including both the production method of the surface porous fiber according to the present invention and the method of production of the surface porous fiber sheet according to the present invention), solid particles are fixed only on the fiber surface, Since the solid particles are removed, only the fiber surface can be reliably made porous by the pores while maintaining the physical properties such as fiber strength inherent to the fiber. In addition, since pores with the required size can be formed according to the shape of the solid particles, the wiping effect, the dust and liquid retention effect, or the dye fixing effect due to the pore formation can be met as required. In addition, it can exhibit excellent functions. Moreover, according to the manufacturing method of this invention, the surface porous fiber sheet containing such surface porous fiber or surface porous fiber can be obtained easily.
[0050]
[2] Surface porous fiber and surface porous fiber sheet of the present invention
In the surface porous fiber of the present invention, pores are formed only on the surface of a fiber whose surface is mainly composed of a thermoplastic resin.
The surface porous fiber of the present invention can be produced, for example, by the method for producing a surface porous fiber according to the present invention.
[0051]
The surface porous fiber of the present invention is a fiber in which pores are formed only on the surface of a fiber whose surface is mainly composed of a thermoplastic resin. With regard to the “fibers mainly composed of thermoplastic resin at least on the surface”, the description regarding “fibers mainly composed of thermoplastic resin at least on the surface” described above in the production method of the present invention is applied as it is. That is, the type of fiber is not limited as long as it is a fiber whose surface is mainly composed of a thermoplastic resin and the fiber surface is melted by heating (for example, heating at 50 ° C. or higher, preferably 80 ° C. or higher). It can be selected appropriately. Examples of such fibers include synthetic fibers obtained by melt spinning, which is a conventional fiber production method, fibers obtained by a spunbond method, melt blow method, flash spinning method, etc., which are conventional nonwoven fabric production methods, or core portions. It can be appropriately selected from fibers made of natural fibers or inorganic fibers.
[0052]
In the surface porous fiber of the present invention, for example, as shown in FIGS. 4A and 4B, pores 101 are formed only on the surface 102 of the fiber 100. Here, “only on the surface of the fiber” means that substantially only pores that are visible from the surface (for example, an image obtained by photographing the surface of the fiber with a scanning electron microscope) are formed on the surface of the fiber. Means that Thus, for example, a fiber-forming thermoplastic resin is mixed with a particulate material that can be extracted with a solvent, and after spinning the fiber, the particulate material is extracted using the solvent. It does not contain simple pores. Although such pores have openings on the fiber surface, there are many voids that cannot be seen from the surface inside the pores. It is different from the pores of the fiber.
[0053]
As long as the shape of the pores does not deviate from the concept of pores (as deviating from the concept of pores, for example, there are streaks, lines, strips, mountains, grooves, or hooks), It is not particularly limited and is preferably a semispherical shape. As for the “semispherical”, the description regarding the “semispherical” described above in the production method of the present invention is applied as it is. Moreover, it is preferable that the shape of the opening part on the fiber surface of the said pore is a substantially circular shape or a substantially polygonal shape. Here, the opening 103 is a contour formed by opening the pore 101 formed on the fiber surface 102 as shown in the pores illustrated in FIGS. 4 (a) and 4 (b). Point to. When the shape of the pore is hemispherical, or when the shape of the opening is substantially circular or substantially polygonal, the wiping effect by the pores, dust and liquid retention effect Or, excellent functions such as a dye fixing effect can be exhibited more effectively.
[0054]
The average diameter of the aperture is preferably 0.1 to 10 μm, more preferably 0.1 to 5 μm, and more preferably 0.1 to 3 μm. When the average diameter of the apertures is 0.1 to 10 μm, more effective functions such as a wiping effect due to the pores, a dust or liquid retention effect, or a dye fixing effect are more effectively exhibited. Can do. Here, the “average diameter of the aperture” means that the diameter of the circumscribed circle of the aperture that can be confirmed by magnifying and photographing the side surface of the fiber with a scanning electron microscope or the like The number average opening part diameter by sampling from arbitrary 500 places or more of is pointed out.
[0055]
Further, the major axis of the aperture is preferably 5 times or less of the minor axis, more preferably 3 times or less, and even more preferably 2 times or less. Here, the “major axis of the aperture” means the longest straight line among the straight lines connecting any two points on the outline of the aperture in the pores appearing on the image of the fiber side surface by a scanning electron microscope or the like. The “minor axis of the aperture” is the length of the longest straight line among any straight lines connecting two points where the straight line perpendicular to the major axis of the aperture and the outline of the aperture intersect. Refers to In addition, when there are three or more points where the outline of the aperture intersects with respect to one straight line perpendicular to the major axis of the aperture, the straight line connecting any two of these points The longest straight line is defined as a straight line connecting the two points. Further, the comparison value between the major axis and the minor axis of the aperture is a number average comparison value obtained by sampling from arbitrary 500 or more pores.
[0056]
The depth of the pore is not particularly limited as long as the pore is formed only on the surface of the fiber, and the average depth of the pore is preferably 0.1 to 10 μm, Preferably, it is 0.1-5 micrometers, More preferably, it is 0.1-3 micrometers. Here, the average depth of the pores means that the cross-section of the fiber is magnified and photographed with a laser microscope (for example, a high-definition confocal microscope manufactured by Lasertec Co., Ltd.) and confirmed with the image of the fiber. Regarding the depth of the deepest portion of each possible pore, the number average pore depth by sampling from arbitrary 500 or more pores of the fiber cross section can be used as the average depth of the pores. Here, as shown in FIGS. 4A and 4B, “depth of the deepest part of each pore” means a perpendicular line to the straight line 102 representing the fiber surface appearing on the image of the fiber cross section. When drawn, the length of the longest straight line (FIGS. 4A and 4B) connecting the intersection of the perpendicular and the inner wall of the pore and the intersection of the perpendicular and the straight line 102 representing the fiber surface (FIGS. 4A and 4B). B)).
[0057]
Further, in the pores appearing on the image of the cross section of the fiber in the fiber axis direction by a scanning electron microscope or the like, the length of the pore is preferably 0.6 to 3 times the opening width, and 0.7 to 2 times. More preferred. Here, as shown in FIGS. 4C and 4D, “the length of the pore” refers to the pore from one point A of both ends A and B representing the outline of the aperture. A half length of a path to another point B along a line representing the wall of the wall, and “aperture width” means the points A and B at both ends representing the outline of the aperture. It refers to the length a of the straight line to be connected. The comparison value between the pore length and the opening width is a number average comparison value obtained by sampling from arbitrary 500 or more pores.
[0058]
The number of pores is 100 μm on the fiber surface.2The number is preferably 10 to 1000, more preferably 20 to 500, and still more preferably 20 to 200. The number of the pores is 100 μm on the fiber surface.2When the number is about 10 to 1000 per unit, excellent functions such as a wiping effect by the pores, a dust or liquid holding effect, or a dye fixing effect can be more effectively exhibited.
[0059]
The pores are preferably pores generated by removing solid particles fixed on the fiber surface from the fiber surface. The method of making the pores into pores generated by removing solid particles fixed on the surface of the fiber from the surface of the fiber is, for example, the method for producing a surface porous fiber according to the present invention, or the present invention. According to the manufacturing method of the surface porous fiber sheet. Since the pores are generated by removing solid particles from the surface of the fiber, only the fiber surface is reliably made porous by the pores while maintaining the physical properties such as fiber strength inherent to the fiber. In addition, since the pores of the size as required according to the shape of the solid particles are formed, the wiping effect due to the porosity, the dust and liquid retention effect, the dye fixing effect, etc. according to the request , Can exhibit excellent functions.
[0060]
The surface porous fiber sheet of the present invention is not particularly limited as long as the fiber sheet includes at least the surface porous fiber of the present invention, and can include only the surface porous fiber of the present invention. Alternatively, fibers other than the surface porous fiber of the present invention can also be included. The fiber other than the surface porous fiber is not particularly limited, and at least the surface is a fiber mainly composed of a thermoplastic resin, or the surface is not a thermoplastic resin, for example, an inorganic fiber, or has a melting point. It can also be a fiber having a decomposition temperature.
[0061]
Examples of the structure of the fiber sheet include a woven fabric, a knitted fabric, a non-woven fabric, or a combination thereof. In the case of a woven fabric or a knitted fabric, it can be obtained, for example, by processing the fibers with a loom or a knitting machine. Moreover, in the case of a nonwoven fabric, it can be made into a fiber sheet by, for example, a conventional nonwoven fabric manufacturing method such as a dry method, a spunbond method, a melt blow method, a flash spinning method, or a wet method. In addition, the fiber web formed by these manufacturing methods is premixed with adhesive fibers and / or composite fibers in which two or more types of resins having different melting points are combined, and then the heat treatment is performed. It can be a bonded fiber sheet. Moreover, it can also be set as the fiber sheet which entangled between the said fiber webs by a mechanical entanglement process (for example, water flow entanglement or a needle punch). Alternatively, the fiber web may be passed between a heated smooth roll and a heated uneven roll to form a partially bonded fiber sheet. Moreover, it can also be set as the fiber sheet formed by laminating | stacking the said fiber sheet from which a kind differs, and further integrating.
[0062]
As a method of obtaining the surface porous fiber sheet of the present invention, for example, a method obtained by forming the sheet containing the surface porous fiber of the present invention as described above, or a fiber not containing the surface porous fiber Examples of the method include a method of forming pores by using the method for producing a surface porous fiber sheet according to the present invention after forming a sheet in advance. Thus, since the surface porous fiber sheet of the present invention has the surface porous fiber in the fiber sheet, the fiber sheet should be in a form suitable for various uses such as a wiper or a filter material. Thereby, the effect by the pore which the surface porous fiber has can be exhibited still more effectively.
[0063]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples, but these do not limit the scope of the present invention.
[Example 1]
A core-sheath type composite fiber (fineness = 0.8 decitex, fiber length = 10 mm, fiber strength) in which the core component is polypropylene resin and the sheath component is high-density polyethylene resin (melting point = 132 ° C.) by the paper making apparatus A papermaking sheet comprising 2% / decitex) 100% was prepared. Next, this paper sheet is placed on a metal mesh conveyor belt, and the high density polyethylene fiber, which is an adhesive component of the composite fiber, is melted in an air-through dryer at a temperature of 140 ° C. Thermal bonding treatment was performed to obtain a wet method nonwoven fabric. This wet method nonwoven fabric has a surface density of 45 g / m.2Met.
[0064]
Next, sodium chloride manufactured by Wako Pure Chemical Industries was pulverized with a pulverizer to obtain sodium chloride fine particles having an average primary particle size of 2.5 μm. Next, using the apparatus shown in FIG. 1, the wet method nonwoven fabric was placed on a conveyor belt made of wire mesh, and the conveyor belt was moved. Next, using the apparatus shown in FIG. 1, a mixed gas stream in which the sodium chloride fine particles heated to 170 ° C. and air are mixed is prepared, and the mixed gas stream is added to the wet process nonwoven fabric from above the wet method nonwoven fabric. The fiber sheet was sprayed uniformly over the entire surface of the method nonwoven fabric to obtain a fiber sheet in which the sodium chloride fine particles were fixed mainly on one side of the wet method nonwoven fabric. Next, the fiber sheet is reversed and placed on a conveyor belt of a wire mesh, and the opposite surface of the fiber sheet is sprayed with a mixed airflow in the same manner, so that the sodium chloride fine particles are formed on the wet method nonwoven fabric. A fiber sheet adhered to both sides was obtained. This solid particle fixed sheet has an areal density of 80 g / m.2Met. Moreover, the solid particle fixed fiber contained in this solid particle fixed sheet was covered with a layer having a thickness of one particle of sodium chloride fine particles over the entire surface of the fiber. The photograph by the image which expanded the obtained solid particle fixed fiber 2000 times with the scanning electron microscope is shown in FIG.
[0065]
Next, the solid particle fixed sheet is poured into water, the sodium chloride fine particles fixed to the solid particle fixed sheet are dissolved in water, the sodium chloride fine particles are removed from the solid particle fixed sheet, and the fiber surface Only the surface porous fiber sheet which consists of the surface porous fiber in which the pore was formed was obtained. The surface density of the surface porous fiber sheet is 45 g / m.2Met. In addition, the surface porous fiber contained in the surface porous fiber sheet has a fiber surface of 100 μm over the entire fiber surface.2There were about 100 semicircular spherical pores, and the average diameter of the pores was 2.5 μm, corresponding to the average diameter of the fixed sodium chloride fine particles. Further, the depth of the pores was the depth corresponding to the above-described layer having a thickness corresponding to one particle of sodium chloride fine particles. Further, the fiber strength of the surface porous fiber was measured and found to be 4.2 g / dtex. The photograph by the image which expanded the surface porous fiber obtained by 2000 times with the scanning electron microscope is shown in FIG.
[0066]
[Example 2]
A fiber web made of 100% polypropylene fiber (fineness = 1.9 dtex, fiber length = 51 mm, fiber strength 6.5 g / dtex) made of polypropylene resin (melting point = 160 ° C.) was produced by a carding machine using a paper making apparatus. Then, the hydroentangled nonwoven fabric which entangled the fiber web by the hydroentanglement method was produced. This hydroentangled nonwoven fabric has a surface density of 40 g / m.2Met.
[0067]
Next, in Example 1, except that the hydroentangled nonwoven fabric was used instead of the wet method nonwoven fabric, and a mixed air stream in which the sodium chloride fine particles heated to 200 ° C. were mixed was used. In the same manner as in Example 1, a solid particle fixed sheet having sodium chloride fine particles fixed thereto was obtained. This solid particle fixed sheet has an areal density of 55 g / m.2Met. Moreover, the solid particle fixed fiber contained in this solid particle fixed sheet was covered with a layer having a thickness of one particle of sodium chloride fine particles over the entire surface of the fiber.
[0068]
Next, in the same manner as in Example 1, the solid particle fixed sheet was poured into water, and the sodium chloride fine particles fixed to the solid particle fixed sheet were dissolved in water. The surface porous fiber sheet which consists of surface porous fiber in which the pore was formed only on the surface of the fiber was obtained. The surface density of the surface porous fiber sheet is 40 g / m.2Met. In addition, the surface porous fiber contained in the surface porous fiber sheet has a fiber surface of 100 μm over the entire fiber surface.2There were 80 hemispherical pores, and the average diameter of the pores was 2.5 μm, corresponding to the average diameter of the fixed sodium chloride fine particles. Further, the depth of the pores was the depth corresponding to the above-described layer having a thickness corresponding to one particle of sodium chloride fine particles. The fiber strength of the surface porous fiber was measured and found to be 6.5 g / dtex.
[0069]
[Example 3]
A filamentous polypropylene fiber (fineness = 1.9 dtex, fiber strength 6.5 g / dtex) made of a polypropylene resin (melting point = 160 ° C.) was prepared.
Next, sodium chloride manufactured by Wako Pure Chemical Industries was pulverized with a pulverizer to obtain sodium chloride fine particles having an average primary particle size of 2.5 μm. Next, using the apparatus shown in FIG. 1, the filament was placed on a roll support, the roll support was rotated, and the filament was moved. Next, using the apparatus shown in FIG. 1, a mixed airflow in which the sodium chloride fine particles heated to 200 ° C. and air are mixed is prepared, and the mixed airflow is applied to the surface of the filament from above the filament. It sprayed so that it might become uniform over the whole, and the fiber which the sodium chloride fine particle fixed to the whole surface of this filament was obtained. Next, the sodium chloride fine particles that did not adhere to the fibers were removed by blowing away with a stream of room temperature to obtain solid particle fixed fibers to which the sodium chloride fine particles had been fixed. The mass of the sodium chloride fine particles fixed to the solid particle fixed fibers was 0.05 mg / m per unit length of the fibers. In addition, in the solid particle fixed fiber, the entire surface of the fiber was covered with a layer having a thickness equivalent to one particle of sodium chloride fine particles.
[0070]
Next, the solid particle fixed fiber is poured into water, the sodium chloride fine particles fixed to the solid particle fixed fiber are dissolved in water, the sodium chloride fine particles are removed from the solid particle fixed fiber, and the surface of the fiber Only the surface porous fiber which consists of the surface porous fiber in which the pore was formed was obtained. The fineness of the surface porous fiber was 1.9 dtex. Moreover, this surface porous fiber has a fiber surface of 100 μm over the entire fiber surface.2There were about 50 hemispherical pores, and the average diameter of the pores was 2.5 μm, corresponding to the average diameter of the fixed sodium chloride fine particles. Further, the depth of the pores was the depth corresponding to the above-described layer having a thickness corresponding to one particle of sodium chloride fine particles. The fiber strength of the surface porous fiber was measured and found to be 6.5 g / dtex.
In addition, the surface porous fiber is crimped to produce staple fibers cut to a length of 51 mm, and the fiber web is formed by performing a fiber opening process on a card machine. It was possible to obtain a fiber sheet comprising a good fiber web.
[0071]
[Comparative Example 1]
According to the method for producing a polypropylene-based porous fiber described in JP-A-5-125667 (Cited document 1), a polypropylene resin (melting point = 160 ° C.) and paraffin wax are mixed under melting, and this mixture is mixed. It is put into an extruder and melt-spun to obtain an unstretched fiber. Then, the unstretched fiber is stretched, then subjected to heat treatment, and then the paraffin wax is extracted and removed to obtain a filamentous polypropylene-based porous material. A fiber (fineness = 4.2 dtex) was obtained.
This filament-shaped polypropylene-based porous fiber formed pores that continued from the surface to the inside in the form of a flat hole, while the pores were repeatedly widened and narrowed in the fiber cross section. The fiber strength of the porous fiber was measured and found to be 1.5 g / dtex.
Next, this filament-shaped polypropylene-based porous fiber is crimped to produce a staple fiber cut to a length of 51 mm, subjected to a card machine to open the fiber, and an attempt was made to form a fiber web. It was difficult to form a fiber web because fiber breakage was severe and the card was clogged or hardly passed through the card.
[0072]
【The invention's effect】
According to the production method of the present invention, the solid particles are fixed only on the fiber surface of the fiber or the fiber surface of the fiber constituting the fiber sheet, and then the solid particles are removed. While maintaining the physical properties such as the above, only the fiber surface can be reliably made porous by the pores. In addition, since pores with the required size can be formed according to the shape of the solid particles, the wiping effect, the dust and liquid retention effect, or the dye fixing effect due to the pore formation can be met as required. In addition, it can exhibit excellent functions. Moreover, according to the manufacturing method of this invention, the surface porous fiber sheet containing such surface porous fiber or surface porous fiber can be obtained easily.
In addition, the surface porous fiber and the surface porous fiber sheet of the present invention have the fiber surface made porous by hemispherical pores while maintaining the physical properties such as fiber strength inherent to the fiber, and due to the porosity. It has excellent functions such as a wiping effect, dust and liquid retention effect, and dye fixing effect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view schematically showing one embodiment of an apparatus used in a method for producing a surface porous fiber or surface porous fiber sheet of the present invention.
FIG. 2 is a photograph taken by a scanning electron microscope of a surface porous fiber according to an embodiment of the present invention. (Enlargement magnification = 2000 times)
FIG. 3 is a photograph taken with a scanning electron microscope of a solid particle-supporting fiber, which is an intermediate product before obtaining the surface porous fiber of FIG. (Enlargement magnification = 2000 times)
FIG. 4 is an explanatory view schematically showing one mode of pores of the surface porous fiber of the present invention.
[Explanation of symbols]
11 ... Blower; 12 ... Heating tube;
21 ... Supply container; 22 ... Supply control rotor; 23 ... Supply pipe;
29 ... solid particles;
30 ... Particle mixing means; 41 ... Nozzle;
50, 51, 52 ... heating means;
60, 61, 62 ... auxiliary heating means;
70... Roll or fiber support means;
70 '... roll or fiber sheet supporting means;
80 ... fiber; 80 'fiber sheet;
90: Adhesion processing chamber; 91: Indoor heating means
92 ... Particle recovery box;
93 ... Particle recovery means for blowing air
100 ... fiber
101 ... pore
102 ... Fiber surface
103 ... Open hole

Claims (11)

少なくとも表面が熱可塑性樹脂から主としてなる繊維の表面に、細孔を有する繊維の製造方法であって、
前記繊維表面に、前記繊維表面の融着により、前記熱可塑性樹脂の融点より高い融点又は分解温度を有する固体粒子を固着させて、固体粒子固着繊維を形成し、その後、固体粒子固着繊維の固体粒子を除去することを特徴とする表面多孔化繊維の製造方法。
A method for producing a fiber having pores on the surface of at least a fiber mainly composed of a thermoplastic resin,
Solid particles having a melting point or decomposition temperature higher than the melting point of the thermoplastic resin are fixed to the fiber surface by fusing the fiber surface to form solid particle fixed fibers, and then the solid particles fixed fibers are solid. A method for producing a surface porous fiber, wherein particles are removed.
前記繊維表面に、前記繊維表面の融着により前記固体粒子を固着させる方法が、
前記固体粒子を前記熱可塑性樹脂の融点以上の温度に加熱し、前記熱可塑性樹脂の融点以上の温度に維持された状態で加熱固体粒子を前記繊維と接触させて、固着させる方法である、請求項1に記載の表面多孔化繊維の製造方法。
A method of fixing the solid particles to the fiber surface by fusion of the fiber surface,
The solid particles are heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin, and the heated solid particles are brought into contact with the fibers and fixed in a state maintained at a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin. Item 2. A method for producing a surface porous fiber according to Item 1.
前記固体粒子に水溶性の固体粒子を使用する方法、及び前記固体粒子固着繊維の固体粒子を水に溶解させて除去する方法である、請求項1又は2に記載の表面多孔化繊維の製造方法。  The method for producing a surface-porous fiber according to claim 1 or 2, wherein the solid particles are a method of using water-soluble solid particles and a method of dissolving and removing solid particles of the solid particle-fixed fibers in water. . 少なくとも表面が熱可塑性樹脂から主としてなる繊維を含む繊維シートの前記繊維の表面に、細孔を有する繊維シートの製造方法であって、前記繊維表面に、前記繊維表面の融着により、前記熱可塑性樹脂の融点より高い融点又は分解温度を有する固体粒子を固着させて、固体粒子固着繊維を形成し、その後、固体粒子固着繊維の固体粒子を除去することを特徴とする表面多孔化繊維シートの製造方法。  A method of producing a fiber sheet having pores on the surface of the fiber sheet including fibers mainly comprising a thermoplastic resin at least on the surface, wherein the thermoplastic is obtained by fusing the fiber surface to the fiber surface. Production of a surface porous fiber sheet characterized in that solid particles having a melting point or decomposition temperature higher than the melting point of the resin are fixed to form solid particle fixed fibers, and then the solid particles of the solid particle fixed fibers are removed. Method. 前記繊維表面に、前記繊維表面の融着により前記固体粒子を固着させる方法が、
前記固体粒子を前記熱可塑性樹脂の融点以上の温度に加熱し、前記熱可塑性樹脂の融点以上の高い温度に維持された状態で加熱固体粒子を前記繊維シートと接触させて、固着させる方法である、請求項4に記載の表面多孔化繊維シートの製造方法。
A method of fixing the solid particles to the fiber surface by fusion of the fiber surface,
The solid particles are heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin, and the heated solid particles are brought into contact with the fiber sheet and fixed while being maintained at a high temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin. The manufacturing method of the surface porous fiber sheet of Claim 4.
前記固体粒子に水溶性の固体粒子を使用する方法、及び前記固体粒子固着繊維の固体粒子を水に溶解させて除去する方法である、請求項4又は5に記載の表面多孔化繊維シートの製造方法。  The method for producing a surface-porous fiber sheet according to claim 4 or 5, wherein the solid particles are a method of using water-soluble solid particles, and a method of dissolving and removing solid particles of the solid particle-fixed fibers in water. Method. 少なくとも表面が熱可塑性樹脂から主としてなる繊維の表面のみに、細孔が形成されている表面多孔化繊維であって、前記細孔が、繊維の表面に繊維表面の溶融によって固着した固体粒子が繊維の表面より除去されることによって生じた細孔であることを特徴とする表面多孔化繊維。  A surface-porous fiber in which pores are formed only on the surface of a fiber whose surface is mainly made of a thermoplastic resin, and the solid particles in which the pores are fixed to the surface of the fiber by melting the fiber surface are fibers. A surface-porous fiber characterized by being pores generated by being removed from the surface of the surface. 前記細孔の開孔部の形状が略円形であるか又は略多角形であり、前記開孔部の平均径が0.1〜10μmである、請求項7に記載の表面多孔化繊維。The surface porous fiber according to claim 7 , wherein the shape of the opening of the pore is substantially circular or substantially polygonal, and the average diameter of the opening is 0.1 to 10 µm. 前記細孔の平均深さが0.1〜10μmである、請求項7又は8に記載の表面多孔化繊維。The surface porous fiber according to claim 7 or 8 , wherein the average depth of the pores is 0.1 to 10 µm. 前記細孔の個数が繊維の表面100μmあたり10〜1000個である、請求項7〜の何れかに記載の表面多孔化繊維。The surface porous fiber according to any one of claims 7 to 9 , wherein the number of the pores is 10 to 1000 per 100 µm 2 of the fiber surface. 請求項7〜10の何れかに記載の表面多孔化繊維を含む、表面多孔化繊維シート。Containing surface porous fibers according to any one of claims 7-10, surface porosity of the fibrous sheet.
JP2002280211A 2002-09-26 2002-09-26 Surface porous fiber and fiber sheet manufacturing method, and surface porous fiber and fiber sheet Expired - Fee Related JP4099024B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002280211A JP4099024B2 (en) 2002-09-26 2002-09-26 Surface porous fiber and fiber sheet manufacturing method, and surface porous fiber and fiber sheet

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002280211A JP4099024B2 (en) 2002-09-26 2002-09-26 Surface porous fiber and fiber sheet manufacturing method, and surface porous fiber and fiber sheet

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008031562A Division JP4468998B2 (en) 2008-02-13 2008-02-13 Surface porous fiber and fiber sheet

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004115951A JP2004115951A (en) 2004-04-15
JP4099024B2 true JP4099024B2 (en) 2008-06-11

Family

ID=32274964

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002280211A Expired - Fee Related JP4099024B2 (en) 2002-09-26 2002-09-26 Surface porous fiber and fiber sheet manufacturing method, and surface porous fiber and fiber sheet

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4099024B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014084548A (en) * 2012-10-26 2014-05-12 Teijin Ltd Nonwoven fabric and method for producing the same
JP6572416B1 (en) * 2018-03-26 2019-09-11 大豊精機株式会社 Conductive nanofiber member, fuel cell member, fuel cell, and method of manufacturing conductive nanofiber member
CN112030254A (en) * 2020-08-28 2020-12-04 平湖爱之馨环保科技有限公司 Microporous fiber and manufacturing method thereof
KR102432899B1 (en) * 2020-12-29 2022-08-12 코오롱인더스트리 주식회사 Method for producing para-aramid fibers and para-aramid fibers producted thereform

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004115951A (en) 2004-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4820426B2 (en) Solid particle carrying fiber and solid particle carrying fiber sheet
US8668854B2 (en) Process and apparatus for producing nanofibers using a two phase flow nozzle
US20060163152A1 (en) Porous composite materials comprising a plurality of bonded fiber component structures
JP5613095B2 (en) Thermally expandable nonwoven fabric and method for producing bulky nonwoven fabric using the same
JP4300006B2 (en) Production method and production apparatus for solid particle carrying fiber and solid particle carrying fiber sheet
JPH02169718A (en) Polyolefinic heat fusible fiber and nonwoven fabric thereof
JP3621509B2 (en) Nonwoven manufacturing method
JP2010121265A (en) Fiber with porous surface and fiber sheet
JP4099024B2 (en) Surface porous fiber and fiber sheet manufacturing method, and surface porous fiber and fiber sheet
JP4468998B2 (en) Surface porous fiber and fiber sheet
JP4207485B2 (en) Rod-like fiber molded body
JPS6332883B2 (en)
JPH10325059A (en) Nonwoven fabric and its production
JPH01201567A (en) Production of bulky spun-bond nonwoven fabric
JP2003268660A (en) Ultrafine fiber dispersed nonwoven fabric, sheet material, method for producing the same and apparatus for producing the same
JP3657410B2 (en) Ultrafine fiber nonwoven fabric having wrinkles on the surface, manufacturing method thereof and nonwoven fabric product
JP6897085B2 (en) Split type composite fiber
JPH08325930A (en) Nonwoven fabric and its production
JP4744747B2 (en) Ultrafine fiber-dispersed nonwoven fabric, process for producing the same, apparatus for producing the same, and sheet material including the same
JPH09268460A (en) Nonwoven fabric and its production
JP3703956B2 (en) Splittable fiber and fiber sheet using the splittable fiber
JP4047848B2 (en) Nonwoven manufacturing method
JPS6375104A (en) Novel filamentous fiber and collected material thereof
JP3353405B2 (en) Manufacturing method of cylindrical filter
JPH08232152A (en) Zebra pattern-imparted nonwoven fabric and its production

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050711

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070911

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20071002

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071130

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20071218

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080213

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080304

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080314

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4099024

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110321

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120321

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120321

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130321

Year of fee payment: 5

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130321

Year of fee payment: 5

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130321

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees