JP4351100B2 - 不織布用短繊維及び短繊維不織布 - Google Patents
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Description
すなわち、本発明は、次の(ア)、(イ)を要旨とするものである。
(ア)融点又は流動開始温度が200℃以下の共重合ポリエステルからなる繊維であって、繊維長が1.0〜30mm、単糸繊度が0.3〜40dtex、かつ捲縮が付与されている短繊維であって、単糸の捲縮形態が捲縮部の最大山部において、山部の頂点と隣接する谷部の底点2点を結んだ三角形の高さ(H)と底辺(L)の比(H/L)が下記(1)式を満足し、捲縮数と捲縮率が下記(2)及び(3)式を同時に満足することを特徴とする不織布用短繊維。
(1)式:0.01T+0.10≦H/L≦0.02T+0.25
(2)式:0.1T+3.8≦捲縮数≦0.3T+7.3
(3)式:0.8T+0.3≦捲縮率≦1.0T+4.9
ただし、捲縮数は繊維長25mm当たりの数 Tは単糸繊度のデシテックス(dtex)数
(イ)(ア)記載の不織布用短繊維を10〜60質量%含有してなることを特徴とする短繊維不織布。
本発明の短繊維不織布は本発明の不織布用短繊維を含有してなるものであるため、乾式不織布及び湿式不織布ともに、均一性に優れ、品質が高く、かつ嵩高性、柔軟性も十分な不織布となり、様々な用途に使用することが可能である。
乾式不織布を得る場合、特にエアレイド法で製造する場合には、静電気の発生が多くなる。このエアレイド法に用いられる装置としては、例えば特開平5−9813号公報に開示されているような、複数の回転シリンダーをハウジング内に収納し、これらシリンダーを高速回転させることによってシリンダーの周縁に積極的に空気流を発生させ、この空気流によって繊維成分を所定方向に吹き飛ばし得る装置が挙げられる。そして、このエアレイド法によるウエブ形成(短繊維の解繊、搬送、分散、積層工程の全て)においては、空気流を積極的に発生させているために、繊維同士が摺擦され、また繊維と装置(金属製部材)との摩擦によっても静電気の発生が多くなる。
ここで、最大山部とは、本発明の短繊維の繊維長において複数の山部がある場合、山部の高さ(H)が最大のものをいう。
(1)式:0.01T+0.10≦H/L≦0.02T+0.25
(4)式:0.01T+0.10≦H/L≦0.02T+0.2
(5)式:0.1T+4.8≦捲縮数≦0.2T+6.6
(6)式:0.8T+1.2≦捲縮率≦1.0T+2.8
(1)融点、結晶開始温度、ガラス転移点
前記の方法で測定した。
(2)流動開始温度
前記の方法で測定した。
(3)極限粘度
フェノールと四塩化エタンとの等質量混合物を溶媒として、温度20℃で測定した。
(4)繊度、繊維長、捲縮部のH/L、捲縮数、捲縮率
前記の方法で測定、算出した。
(5)繊維塊の生成
得られた短繊維を図2の簡易空気流撹拌試験機を用い繊維塊の生成を評価した。100gの短繊維を解綿機で予備解繊した後、サンプル送り込み用ブロア3から空気流にて撹拌タンク1に投入し、撹拌用ブロア2から20m/秒の空気流を吹き込み、攪拌タンク1内で1分間撹拌する。攪拌後の繊維をサンプリング口5より0.1g採取し、黒色紙の上に広げ、独立した繊維塊の有無を目視にて評価した。
○:繊維塊が生成していない
△:繊維塊が少量生成している
×:繊維塊が大量に生成している
(6)不織布の均一性、嵩高性、柔軟性
〈乾式不織布〉
−均一性−
得られた乾式不織布の均一性の状態を目視にて観察し、以下のように3段階評価とした。
○:十分に解繊されて均一である
△:部分的に未解繊な部分がある
×:解繊が不十分で不均一である
−嵩高性−
得られた乾式不織布を20cm×20cmに切り出してサンプルとし、そのサンプル10枚を重ねた上に25cm×25cm×5mmのアクリル板(370g)を載せ、その上に1kgの錘を載せてアクリル板の下面の4辺のそれぞれの辺の中央の高さを測定し、4点の平均値により以下のように3段階評価とした。
○:高さが9.0mm以上である
△:高さが8.0mm以上9.0mm未満である
×:高さが8.0mm未満である
−柔軟性−
得られた乾式不織布を20cm×20cmに切り出してサンプルとし、パネラーによる触感で柔軟性を以下のように2段階評価とした。
○:柔軟性良好
×:柔軟性不良
〈湿式不織布〉
−均一性−
得られた湿式不織布の均一性の状態を目視にて観察し以下のように3段階評価とした。
○:十分に分散しており均一である
△:部分的に分散の悪い部分がある
×:分散が不十分で不均一である
−嵩高性−
得られた湿式不織布を20cm×20cmに切り出してサンプルとし、そのサンプルを10枚重ねた上に25cm×25cm×5mmのアクリル板(370g)を載せ、その上に1kgの錘を載せてアクリル板の下面の4辺のそれぞれの辺の中央の高さを測定し、4点の平均値により以下のように3段階評価とした。
○:高さが8.0mm以上である
△:高さが7.0mm以上8.0mm未満である
×:高さが7.0mm未満である
−柔軟性−
得られた湿式不織布を20cm×20cmに切り出してサンプルとし、パネラーによる触感で柔軟性を以下のように2段階評価とした。
○:柔軟性良好
×:柔軟性不良
ポリエステルとして、1,4−ブタンジオールを50モル%共重合したPETであって、極限粘度0.78、結晶開始温度(Tc)98℃、融点(Tm)181℃、ガラス転移点(Tg)48℃の結晶性ポリエステルを用い、通常の溶融紡糸装置を用い、紡糸温度270℃、吐出量400g/min、紡糸速度900m/minの条件で、ホール数518の丸型断面のノズルで紡出し、未延伸糸を得た。得られた未延伸糸を12.5ktexのトウに集束した後、延伸倍率3.90倍、延伸温度65℃で延伸を行い、押し込み式クリンパーで捲縮付与条件をニップ圧0.33MPa、スタフィン圧0.09MPaとして、捲縮数6.2個/25mm、捲縮率5.0%の捲縮を付与した。その後、仕上げ油剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテルを主成分とする通常用いられる紡績用油剤を0.2質量%の付着量となるように付与した後、切断して単糸繊度2.2dtex、繊維長5mmの短繊維を得た。
得られた短繊維をバインダー繊維とし、主体繊維としては参考例1に示すものを用い、主体繊維とバインダー繊維を質量比(主体繊維/バインダー繊維)70/30として、図3に示す簡易エアレイド試験機を用い、以下のようにして目付50g/m2の乾式不織布を得た。
まず、試料投入ブロア13より投入された主体繊維及びバインダー繊維は、解繊翼回転モータ15により解繊翼回転用スプロケット16を介して回転する、それぞれ5枚1組の第1解繊翼11と第2解繊翼12で解繊され飛散落下させた。落下する短繊維を、下部にあるサクションボックス14で吸引しつつ、矢印方向に移動する集綿コンベア17の上に堆積させウェブを作成し、下流にある熱処理機18にて熱処理を施し(熱処理温度:190℃)、乾式不織布を得た。不織布の目付調整は、集綿コンベア17の移動速度を変化させることで行った。
押し込み式クリンパーで捲縮を付与する条件を表1に示すように種々変更し、表1に示す捲縮部の形状、捲縮数、捲縮率のものとした以外は、実施例1と同様に行って短繊維を得、さらに、実施例1と同様にして乾式不織布を得た。
ポリエステルAとして、1,4−ブタンジオールを50モル%共重合したPETであって、極限粘度0.78、結晶開始温度(Tc)98℃、融点(Tm)181℃、ガラス転移点(Tg)48℃の結晶性ポリエステルを用い、ポリエステルBとして、イソフタル酸を33.0mol%共重合したPETであって、極限粘度0.68、流動開始温度135℃のポリエステルを用いた。ポリエステルAを鞘成分に、ポリエステルBを芯成分とし、両ポリエステルの複合体積比(芯/鞘)50/50とし、紡糸温度270℃、吐出量462g/min、紡糸速度1000m/minの条件で、ホール数560の丸型断面の複合紡糸ノズルで紡出し、未延伸糸を得た。得られた未延伸糸を12.3ktexのトウに集束した後、延伸倍率3.75倍、延伸温度65℃で延伸を行い、押し込み式クリンパーで捲縮付与条件をニップ圧0.33MPa、スタフィン圧0.10MPaとして、捲縮数6.2個/25mm、捲縮率5.0%の捲縮を付与した。その後、仕上げ油剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテルを主成分とする通常用いられる紡績用油剤を0.2質量%の付着量となるように付与した後、切断して単糸繊度2.2dtex、繊維長5mmの短繊維を得た。
得られた短繊維を用いて実施例1と同様にして乾式不織布を得た。
ポリエステルAとポリエステルBのPET中の共重合成分の種類と共重合量を表1に示すものに変更し、押し込み式クリンパーで捲縮を付与する条件を表1に示すように種々変更して表1に示す捲縮部の形状、捲縮数、捲縮率のものとした以外は、実施例8と同様に行い短繊維を得、さらに、実施例8と同様にして乾式不織布を得た。
ただし、不織布作成時の熱処理温度は、ポリエステルAとポリエステルBの融点又は流動開始温度のうち高い方の温度+10℃とした。
ポリエステルとして、1,4−ブタンジオールを50モル%共重合したPETであって、極限粘度0.78、結晶開始温度(T?)98℃、融点(Tm)181℃、ガラス転移点(Tg)48℃の結晶性ポリエステルを用い、通常の溶融紡糸装置を用い、紡糸温度270℃、吐出量333g/min、紡糸速度600m/minの条件で、ホール数120の丸型断面のノズルで紡出し、未延伸糸を得た。得られた未延伸糸を13.2ktexのトウに集束した後、延伸倍率4.20倍、延伸温度70℃で延伸を行い、押し込み式クリンパーで捲縮付与条件をニップ圧0.35MPa、スタフィン圧0.30MPaとして、捲縮数10.5個/25mm、捲縮率15.8%の捲縮を付与した。その後、仕上げ油剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテルを主成分とする通常用いられる紡績用油剤を0.2質量%の付着量となるように付与した後、切断して単糸繊度11.0dtex、繊維長5mmの短繊維を得た。
得られた短繊維をバインダー繊維とし、主体繊維に参考例2の繊維を用いた以外は実施例1と同様にして乾式不織布を得た。
押し込み式クリンパーで捲縮を付与する条件を表1に示すように種々変更し、表1に示す捲縮部の形状、捲縮数、捲縮率のものとした以外は、実施例13と同様に行い短繊維を得、さらに、実施例13と同様にして乾式不織布を得た。
ポリエステルとして、1,4−ブタンジオールを50モル%共重合したPETであって、極限粘度0.78、結晶開始温度(T?)98℃、融点(Tm)181℃、ガラス転移点(Tg)48℃の結晶性ポリエステルを用い、通常の溶融紡糸装置を用い、紡糸温度270℃、吐出量317g/min、紡糸速度900m/minの条件で、ホール数40の丸型断面のノズルで紡出し、未延伸糸を得た。得られた未延伸糸を13.2ktexのトウに集束した後、延伸倍率4.00倍、延伸温度75℃で延伸を行い、押し込み式クリンパーで捲縮付与条件をニップ圧0.46MPa、スタフィン圧0.34MPaとして、捲縮数13.6個/25mm、捲縮率26.6%の捲縮を付与した。その後、仕上げ油剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテルを主成分とする通常用いられる紡績用油剤を0.2質量%の付着量となるように付与した後、切断して単糸繊度22.0dtex、繊維長5mmの短繊維を得た。
得られた短繊維をバインダー繊維とし、主体繊維に参考例3の繊維を用いた以外は実施例1と同様にして乾式不織布を得た。
押し込み式クリンパーで捲縮を付与する条件を表1に示すように種々変更し、表1に示す捲縮数、捲縮率のものとした以外は、実施例19と同様に行い短繊維を得、さらに、実施例19と同様にして乾式不織布を得た。
切断時の繊維長を変更し、表1に示す繊維長とした以外は、実施例1と同様に行って短繊維を得、さらに実施例1と同様にして乾式不織布を得た。
ポリエステルとして、融点が256℃、極限粘度0.61のPETを用い、通常の溶融紡糸装置を用い、紡糸温度285℃、吐出量344g/min、紡糸速度950m/minの条件で、ホール数518の丸型断面のノズルで紡出し、未延伸糸を得た。得られた未延伸糸を12.3ktexのトウに集束した後、延伸倍率3.18倍、延伸温度70℃で延伸を行い、押し込み式クリンパーで捲縮付与条件をニップ圧0.32MPa、スタフィン圧0.09MPaとして、捲縮数6.1個/25mm、捲縮率4.8%の捲縮を付与した。その後、仕上げ油剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテルを主成分とする通常用いられる紡績用油剤を0.2質量%の付着量となるように付与した後、切断して単糸繊度2.2dtex、繊維長5mmの短繊維を得た。
ポリエステルとして、融点が256℃、極限粘度0.61のPETを用い、通常の溶融紡糸装置を用い、紡糸温度285℃、吐出量328g/min、紡糸速度600m/minの条件で、ホール数120の丸型断面のノズルで紡出し、未延伸糸を得た。得られた未延伸糸を14.2ktexのトウに集束した後、延伸倍率4.14倍、延伸温度75℃で延伸を行い、押し込み式クリンパーで捲縮付与条件をニップ圧0.35MPa、スタフィン圧0.30MPaとして、捲縮数10.4個/25mm、捲縮率15.7%の捲縮を付与した。その後、仕上げ油剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテルを主成分とする通常用いられ紡績用油剤を0.2質量%の付着量となるように付与した後、切断して単糸繊度11dtex、繊維長5mmの短繊維を得た。
ポリエステルとして、融点が256℃、極限粘度0.61のPETを用い、通常の溶融紡糸装置を用い、紡糸温度285℃、吐出量283g/min、紡糸速度900m/minの条件で、ホール数40の丸型断面のノズルで紡出し、未延伸糸を得た。得られた未延伸糸を14.0ktexのトウに集束した後、延伸倍率3.57倍、延伸温度80℃で延伸を行い、押し込み式クリンパーで捲縮付与条件をニップ圧0.45MPa、スタフィン圧0.35MPaとして、捲縮数13.6個/25mm、捲縮率26.7%の捲縮を付与した。その後、仕上げ油剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテルを主成分とする通常用いられる紡績用油剤を0.2質量%の付着量となるように付与した後、切断して単糸繊度22dtex、繊維長5mmの短繊維を得た。
一方、比較例1、3、5、7、9、11の短繊維は、H/L比が(1)式の範囲より大きいため、いずれも静電気をためやすく、ウエブを作成する際に繊維の絡みも生じ、玉状の繊維塊が生じた。したがって、これらの短繊維を含有する乾式不織布は不均一で品位の劣るものであり、柔軟性も乏しいものとなった。
また、比較例2、4、6、8、10、12の短繊維は、H/L比が(1)式の範囲より小さいため、いずれも繊維同士の及び繊維と機械間の接触点(面)が多くなり、静電気の発生が多くなり、ウエブとしたときに糸状の繊維塊が生成した。このため、これらの短繊維を含有する乾式不織布は不均一で品位に劣るものであり、柔軟性も乏しいものとなった。また、比較例13の短繊維は、繊維長が短すぎたため、繊維切断時の摩擦熱で繊維の密着が発生し、不織布を得ることができなかった。比較例14の短繊維は、繊維長が長すぎたため静電気をためやすく、また、繊維の絡みも生じ、玉状の繊維塊が生じたため、この短繊維を含有する乾式不織布は不均一で品位の劣るものであり、柔軟性にも乏しいものであった。
それぞれ実施例1〜5、比較例1〜4の短繊維をバインダー繊維とし、主体繊維としては参考例1〜3に示すもの(それぞれバインダー繊維と同繊度のもの)を用い、以下のようにして湿式不織布を作成した。
主体繊維とバインダー繊維を質量比(主体繊維/バインダー繊維)70/30とし、パルプ離解機(熊谷理機工業製)に投入し、3000rpmにて1分間攪拌した。その後、得られた試料を抄紙機(熊谷理機工業製角型シートマシン)に移し、アルキルホスフェート金属塩を主成分とする分散油剤を添加した後、付帯の撹拌羽根にて撹拌を行い抄紙をし、湿式不織布ウェブとした。抄紙した25×25cmの湿式不織布ウェブを、温度190℃、時間10分の熱処理を箱型熱風乾燥機で行い、目付50g/m2の湿式不織布を得た。
得られた湿式不織布の均一性、嵩高性、柔軟性の評価結果を表3に示す。
一方、比較例15は、H/L比が(1)式の範囲より大きかったため、さらに捲縮数、捲縮率が(2)、(3)式の範囲より大きいため、比較例17はH/L比が(1)式の範囲より大きいため、さらに捲縮率が(3)式の範囲より大きいため、いずれも水中分散性が悪く大きな繊維の集束が発生した。したがって、得られた湿式不織布は不均一で品位にも劣るものであり、柔軟性も乏しかった。また、比較例16はH/L比が(1)式の範囲より小さいため、さらに捲縮数、捲縮率が(2)、(3)式の範囲より小さいため、比較例18はH/L比が(1)式の範囲より小さいため、さらに捲縮率が(3)式の範囲より小さいため、いずれも水中分散性が悪く、得られた湿式不織布ウエブは均一性、嵩高性が不十分であったため、得られた不織布も均一性、嵩高性に劣るものであり、柔軟性にも乏しかった。
バインダー繊維として実施例1の短繊維を用い、主体繊維として参考例1の短繊維を用い、主体繊維とバインダー繊維の質量比(主体繊維/バインダー繊維)を表4に示すように種々変更した以外は実施例1と同様にして乾式不織布を得た。
得られた乾式不織布の均一性、嵩高性、柔軟性の評価結果を表4に示す。
一方、比較例19の短繊維不織布は、本発明の短繊維を10質量%以上含有していなかったため、主体繊維同士が接着せず、不織布とすることができなかった。また、比較例20の短繊維不織布は、本発明の短繊維の含有量が60質量%を超えていたため、接着成分が多くなりすぎ、主体繊維同士が点接着したものとならなかったため、得られた不織布は嵩高性、柔軟性に劣ったものとなった。
Claims (5)
- 融点又は流動開始温度が200℃以下の共重合ポリエステルからなる繊維であって、繊維長が1.0〜30mm、単糸繊度が0.3〜40dtex、かつ捲縮が付与されている短繊維であって、単糸の捲縮形態が捲縮部の最大山部において、山部の頂点と隣接する谷部の底点2点を結んだ三角形の高さ(H)と底辺(L)の比(H/L)が下記(1)式を満足し、捲縮数と捲縮率が下記(2)及び(3)式を同時に満足することを特徴とする不織布用短繊維。
(1)式:0.01T+0.10≦H/L≦0.02T+0.25
(2)式:0.1T+3.8≦捲縮数≦0.3T+7.3
(3)式:0.8T+0.3≦捲縮率≦1.0T+4.9
ただし、捲縮数は繊維長25mm当たりの数 Tは単糸繊度のデシテックス(dtex)数 - 融点又は流動開始温度が200℃以下の共重合ポリエステルが、結晶開始温度80〜140℃、融点130〜200℃の結晶性ポリエステル(ポリエステルA)である請求項1記載の不織布用短繊維。
- 融点又は流動開始温度が200℃以下の共重合ポリエステルからなる繊維が、ポリエステルAとポリエステルBとからなる複合繊維であって、ポリエステルAは結晶開始温度80〜140℃、融点130〜200℃の結晶性ポリエステルであり、ポリエステルBは融点又は流動開始温度が80〜200℃であり、かつポリエステルAとの融点又は流動開始温度の差が50℃以下のポリエステルである、請求項1記載の不織布用短繊維。
- 結晶性ポリエステル(ポリエステルA)がテレフタル酸成分、エチレングリコール成分を含有し、1,4−ブタンジオール成分、脂肪族ラクトン成分及びアジピン酸成分の少なくとも一成分を共重合した共重合ポリエステルである請求項2又は3記載の不織布用短繊維。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の不織布用短繊維を10〜60質量%含有してなることを特徴とする短繊維不織布。
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