JP4783162B2 - 分割型複合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)〜(ウ)を要旨とするものである。
(ア)ポリ乳酸系重合体Aと脂肪族−芳香族共重合ポリエステル重合体Bの2成分からなる分割型複合繊維であって、該繊維はエアレイド法で乾式不織布を得るためのものであり、繊維の長手方向に対して垂直に切断した断面において、脂肪族−芳香族共重合ポリエステル重合体Bの周囲に接してポリ乳酸系重合体Aが複数個配列された形状を呈しており(ただし、複合繊維の断面形状が円形断面のものを除く。)、空気攪拌分割率が65%以上であり、繊維長が1.0〜30mm、単糸繊度が0.5〜20dtexであり、該繊維は、捲縮が付与されており、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)式を満足することを特徴とする分割型複合短繊維。
(1)式:0.01T+0.10≦H/L≦0.02T+0.25
Tは単糸繊度のデシテックス(dtex)数
(イ)前記(ア)の分割型複合短繊維を用いて、エアレイド法によりウェブを作成して不織布を得ることを特徴とする短繊維不織布の製造方法。
(ウ)前記(イ)の短繊維不織布の製造方法により得られた短繊維不織布。
本発明の分割型複合短繊維(以下、複合短繊維と略する)は、ポリ乳酸系重合体(重合体Aとする)と脂肪族−芳香族共重合ポリエステル重合体(重合体Bとする)の2成分からなり、繊維の長手方向に対して垂直に切断した断面において、重合体Bの周囲に接して重合体Aが複数個配列された形状を呈している(ただし、複合繊維の断面形状が円形断面のものを除く。)。
空気攪拌分割率(%)=(分割された重合体Aの数/分割前の重合体Aの配列数)×100
例:図5の模式図において、分割された重合体Aの数=9、分割前の重合体Aの配列数=12、分割率(%)=(9/12)×100=75
(1)式:0.01T+0.10≦H/L≦0.02T+0.25
Tは単糸繊度のデシテックス(dtex)数
このような形状とすることにより、静電気の発生が少なくなり、短繊維同士が集合して繊維塊を生じることが格段に減少されるため、空気攪拌分割率も高いものとなる。
さらには、後述するように、本発明の複合短繊維の捲縮形態が(1)〜(3)式を全て満足する場合は、空気攪拌分割率を75%以上とすることができる。
(1)式:0.01T+0.10≦H/L≦0.02T+0.25
ポリ乳酸系重合体と脂肪族−芳香族共重合ポリエステル重合体とを、通常用いられる複合紡糸装置を用いて、脂肪族−芳香族共重合ポリエステル重合体の周囲に接してポリ乳酸系重合体が複数個配列された形状となるように穿孔した紡糸孔から複合紡糸する。そして、紡糸した糸条を延伸することなく、一旦巻き取る。得られた未延伸糸を集束して1〜100ktex程度のトウとし、延伸倍率2〜6倍、温度20〜90℃程度で熱延伸を施す。そして、押し込み式クリンパーで捲縮を付与した後、必要に応じて仕上げ油剤を付与し、所望の繊維長にカットして本発明の繊維を得る。
予備開繊として、図7に示すような簡易空気流撹拌試験機を用い、本発明の複合短繊維を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。続いて、図8に示す簡易エアレイド試験機を用い、試料投入ブロア13より、予備開繊した本発明の繊維を投入し、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で解繊し、飛散落下させる。これにより、本発明の複合短繊維はポリ乳酸短繊維と脂肪族−芳香族共重合ポリエステル短繊維に分割される。そして、落下する両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の上に堆積させウエブを作成する。続いて、下流にある熱処理機18にて熱処理(熱処理温度:脂肪族−芳香族共重合ポリエステル短繊維の融点+10℃程度)を施し、脂肪族−芳香族共重合ポリエステル短繊維をバインダー繊維として溶融させ、ポリ乳酸短繊維からなる乾式不織布を得る。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う。
(1)融点
示差走査型熱量計(パーキンエルマー社製DSC7)を用い、昇温速度20℃/分で測定した融解吸収曲線の極値を与える温度を融点とした。
(2)数平均分子量
テトラヒドロフランを溶媒として、Gel Permeation Chromatography(GPC)法により測定した。充填剤として、Waters社製のStyragel HR #54460、および#44225、Ultrastyragel #10571の3種類を使用し、屈折率計を使用して測定した。
(3)ポリ乳酸のL−乳酸とD−乳酸の含有割合(モル比)
超純水と1Nの水酸化ナトリウムのメタノール溶液の等質量混合溶液を溶媒とし、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)法により測定した。カラムにはsumichiral OA6100を使用し、UV吸収測定装置により検出した。
(4)メルトインデックス(MI)
ASTM D 1238で測定した。
(5)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。
(6)空気攪拌分割率
前記の方法で測定、算出した。
(7)繊維塊の生成
得られた複合短繊維を上記空気攪拌分割率と同様の条件、方法で空気攪拌する。攪拌後の短繊維を取り出す際に短繊維を0.1g採取し、黒色紙の上に広げ、繊維塊の有無を目視にて評価した。
○:繊維塊が発生していない
△:繊維塊が少量発生している
×:繊維塊が大量発生している
(8)不織布の均一性、通気度、柔軟性
−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
−通気度−
得られた乾式不織布を、織物通気度試験機(大栄科学精器製作所製AP−360型)を用いて通気度を測定し、5点の平均値により以下のように3段階評価とした。
分割前の繊度が2.2dtexの場合
○:通気度が20.0cc/cm2/sec未満である。
△:通気度が20.0cc/cm2/sec以上、30.0cc/cm2/sec未満である。
×:通気度が30.0cc/cm2/sec以上である。
分割前の繊度が17dtexの場合
○:通気度が30.0cc/cm2/sec未満である。
△:通気度が30.0cc/cm2/sec以上、40.0cc/cm2/sec未満である。
×:通気度が40.0cc/cm2/sec以上である。
−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、パネラーによる感触で柔軟性を以下のように3段階評価とした。
○:良好
△:やや不良
×:不良
L−乳酸とD−乳酸の共重合体であって、L−乳酸の共重合割合が98.8モル%、数平均分子量81200、相対粘度1.850、融点168℃であるポリ乳酸を重合体Aとし、ポリブチレンテレフタレート(PBT)にアジピン酸を50mol%共重合したMI32、融点107℃の脂肪族−芳香族ポリエステルを重合体Bとし、これらを通常の複合溶融紡糸装置を用い、紡糸温度225℃、吐出量628g/min(ポリ乳酸471g/min、脂肪族−芳香族ポリエステル157g/min)、紡糸速度1000m/minの条件で溶融紡糸を行った。このとき、図1に示すような断面形状の繊維となるように複合紡糸を行い(紡糸孔数1014個の紡糸口金を使用)、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2.80倍、延伸温度60℃で延伸を行った。続いて、押し込み式クリンパーで捲縮付与条件をニップ圧0.38MPa、スタフィング圧0.13MPaとして、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油剤を付着量が0.2質量%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。
図7に示す簡易空気流撹拌試験機を用い、得られた複合短繊維のみを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(予備開繊)した。
次に、図8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100g/m2の乾式不織布を得た。まず、試料投入ブロア13より予備開繊した複合短繊維を投入し、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で解繊し、飛散落下させた。これにより、複合短繊維はポリ乳酸短繊維と脂肪族−芳香族共重合ポリエステル短繊維に分割された。そして、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する。続いて、下流にある熱処理機18にて熱処理(熱処理温度:120℃)を施し、脂肪族−芳香族共重合ポリエステル短繊維をバインダー繊維として溶融させて、ポリ乳酸短繊維を主体繊維とする乾式不織布を得た。このとき、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。
繊維の断面形状が表1に示すように図2、図4の形状となるように、それぞれ紡糸口金を変更した以外は、実施例1と同様に行って複合短繊維を得た。
次に、得られた複合短繊維を用い、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(ニップ圧、スタフィング圧)を表1に示すように種々変更し、表1に示す捲縮形態、捲縮数、捲縮率のものとした以外は、実施例1と同様に行って複合短繊維を得た。
次に、得られた複合短繊維を用い、実施例1と同様にして乾式不織布を得た。
実施例1と同様のポリ乳酸を重合体Aとし、実施例1と同様の脂肪族−芳香族ポリエステルを重合体Bとし、これらを通常の複合溶融紡糸装置を用い、紡糸温度225℃、吐出量472g/min(ポリ乳酸354g/min、脂肪族−芳香族ポリエステル118g/min)、紡糸速度800m/minの条件で溶融紡糸を行った。このとき、図1に示すような断面形状の繊維となるように複合紡糸を行い(紡糸孔数90個の紡糸口金を使用)、未延伸糸を得た。得られた未延伸糸を13.0ktexのトウに集束した後、延伸倍率3.95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0.51MPa、スタフィング圧0.22MPaとして、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油剤を付着量が0.2質量%となるように付与した後、切断して単糸繊度17dtex、繊維長5mmの短繊維を得た。
次に、得られた複合短繊維を用い、実施例1と同様にして乾式不織布を得た。
繊維の断面形状が表1に示すように図2、図4の形状となるように、それぞれ紡糸口金を変更した以外は、実施例15と同様に行って複合短繊維を得た。
次に、得られた複合短繊維を用い、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(ニップ圧、スタフィング圧)を表1に示すように種々変更し、表1に示す捲縮形態、捲縮数、捲縮率のものとした以外は、実施例15と同様に行って複合短繊維を得た。
次に、得られた複合短繊維を用い、実施例1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。
実施例1と同様のポリ乳酸を重合体Aとし、実施例1と同様の脂肪族−芳香族ポリエステルを重合体Bとし、これらを通常の複合溶融紡糸装置を用い、紡糸温度225℃、吐出量220g/min(ポリ乳酸165g/min、脂肪族−芳香族ポリエステル55g/min)、紡糸速度1200m/minの条件で溶融紡糸を行った。このとき、図1に示すような断面形状の繊維となるように複合紡糸を行い(紡糸孔数2000個の紡糸口金を使用)、未延伸糸を得た。得られた未延伸糸を12.8ktexのトウに集束した後、延伸倍率2.29倍、延伸温度60℃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0.29MPa、スタフィング圧0.08MPaとして、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油剤を付着量が0.2質量%となるように付与した後、切断して単糸繊度0.4dtex、繊維長5mmの短繊維を得た。
次に、得られた複合短繊維を用い、実施例1と同様にして乾式不織布を得た。
実施例1と同様のポリ乳酸を重合体Aとし、実施例1と同様の脂肪族−芳香族ポリエステルを重合体Bとし、これらを通常の複合溶融紡糸装置を用い、紡糸温度225℃、吐出量496g/min(ポリ乳酸372g/min、脂肪族−芳香族ポリエステル124g/min)、紡糸速度600m/minの条件で溶融紡糸を行った。このとき、図1に示すような断面形状の繊維となるように複合紡糸を行い(紡糸孔数90個の紡糸口金を使用)、未延伸糸を得た。得られた未延伸糸を11.8ktexのトウに集束した後、延伸倍率4.18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0.53MPa、スタフィング圧0.23MPaとして、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油剤を付着量が0.2質量%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。
次に、得られた複合短繊維を用い、実施例1と同様にして乾式不織布を得た。
L−乳酸とD−乳酸の共重合体であって、L−乳酸の共重合割合が98.8モル%、数平均分子量81200、相対粘度1.850、融点168℃であるポリ乳酸を用い、通常の溶融紡糸装置を用い、紡糸温度225℃、吐出量364g/min、紡糸速度900m/minの条件で溶融紡糸を行った。このとき、丸型断面形状となるように、紡糸孔数518個の紡糸口金を使用し、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3.55倍、延伸温度60℃で延伸を行った。続いて、押し込み式クリンパーで捲縮付与条件をニップ圧0.36MPa、スタフィング圧0.14MPaとして、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。
実施例1の分割型複合短繊維と、他の繊維として上記に示す参考例1の短繊維を用い、これらの質量比(実施例1の分割型複合短繊維/参考例1の短繊維)を表2に示すように種々変更し、両繊維を図7に示す簡易空気流撹拌試験機に投入し、実施例1と同様にして乾式不織布を得た。このとき、不織布を構成する主体繊維は、重合体Aからなる短繊維(ポリ乳酸短繊維)と参考例1の短繊維であり、バインダー繊維は、重合体Bからなる短繊維(脂肪族−芳香族共重合ポリエステル短繊維)であった。
実施例15の分割型複合短繊維と他の繊維として上記に示す参考例1の短繊維を用い、これらの質量比(実施例15の分割型複合短繊維/参考例1の短繊維)を表2に示すように種々変更し、両繊維を図7に示す簡易空気流撹拌試験機に投入し、実施例18と同様にして乾式不織布を得た。このとき、不織布を構成する主体繊維は、重合体Aからなる短繊維(ポリ乳酸短繊維)と参考例1の短繊維であり、バインダー繊維は、重合体Bからなる短繊維(脂肪族−芳香族共重合ポリエステル短繊維)であった。
Claims (5)
- ポリ乳酸系重合体Aと脂肪族−芳香族共重合ポリエステル重合体Bの2成分からなる分割型複合繊維であって、該繊維はエアレイド法で乾式不織布を得るためのものであり、繊維の長手方向に対して垂直に切断した断面において、脂肪族−芳香族共重合ポリエステル重合体Bの周囲に接してポリ乳酸系重合体Aが複数個配列された形状を呈しており(ただし、複合繊維の断面形状が円形断面のものを除く。)、空気攪拌分割率が65%以上であり、繊維長が1.0〜30mm、単糸繊度が0.5〜20dtexであり、該繊維は、捲縮が付与されており、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)式を満足することを特徴とする分割型複合短繊維。
(1)式:0.01T+0.10≦H/L≦0.02T+0.25
Tは単糸繊度のデシテックス(dtex)数 - 捲縮数と捲縮率が下記(2)及び(3)式を同時に満足する請求項1記載の分割型複合短繊維。
(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 - 請求項1または2記載の分割型複合短繊維を用いて、エアレイド法によりウェブを作成して不織布を得ることを特徴とする短繊維不織布の製造方法。
- エアレイド法によりウェブを作成するにあたり、エアレイド法における空気流によって分割型複合繊維を分割させることを特徴とする請求項3記載の短繊維不織布の製造方法。
- 請求項3または4記載の短繊維不織布の製造方法により得られた短繊維不織布。
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