JP5854458B2

JP5854458B2 - ポリエステル長繊維不織布の製造方法

Info

Publication number: JP5854458B2
Application number: JP2011216377A
Authority: JP
Inventors: 木原　幸弘; 幸弘木原
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2016-02-09
Anticipated expiration: 2031-09-30
Also published as: JP2013076182A

Description

本発明は、高剛性のポリエステル長繊維不織布の製造方法に関し、特に剛性及び塵埃除去性に優れ、フィルター材の補強材として好適なポリエステル長繊維不織布の製造方法に関するものである。

ポリエステル不織布は、従来より、種々の用途に用いられている。特に、ポリエステル繊維は他の合成繊維に比べて高剛性であるため、ポリエステル繊維を構成繊維とするポリエステル不織布はフィルター材に積層貼合されて補強材としても用いられている。

たとえば、特許文献１には、ポリエステル繊維を含むエアレイド不織布を高剛性エアフィルター材として用いることが記載されている。そして、ポリエステル繊維の横断面形状を異形とすることによって、剛性及び塵埃除去性に優れたものになると記載されている（特許文献１の段落００１３）。

ＷＯ２００８／０５３７４１号公報（特許請求の範囲及び段落００１３）

しかしながら、特許文献１に記載された横断面異形形状としては、長円形状、楕円形状、三角形状、台形状などの四角形状、五角形状、六角形状、Ｙ型、Ｗ型などが挙げられているだけである。

本発明者は、今般、繊維の横断面形状を従来知られていなかった形状とすることにより、より高剛性で、かつより塵埃除去性に優れたポリエステル長繊維不織布を得ることに成功した。

本発明は、ポリエステル長繊維を構成繊維とする不織布であって、該ポリエステル長繊維の横断面形状が、略Ｙ字の下端で上下左右に連結した

形状（以下、「略Ｙ４形状」という。）であるポリエステル長繊維不織布を製造する方法を提供するものである。
すなわち、本発明は、ポリエステル樹脂を溶融紡糸して得られたポリエステル長繊維を集積してポリエステル長繊維不織布を製造する方法において、溶融紡糸する際に用いるノズル孔の形状が、Ｙ字の下端で上下左右に連結し、かつ、隣り合うＹ字の／同士及び＼同士が平行である

形状（以下、「Ｙ４形」という。）であることを特徴とするポリエステル長繊維不織布の製造方法に関するものである。

本発明に係る方法で得られたポリエステル長繊維不織布は、その構成繊維の横断面形状に特徴を有するものである。この横断面形状は、図１に示すような略Ｙ字を四個持つものである。そして、略Ｙ字の下端１で上下左右に連結して、図２に示すような略Ｙ４形状となっている。この略Ｙ４形状は、四個の凹部２と八個の凸部３と四個の小凹部４とを有している。特に、四個の凹部２の箇所に塵埃が捕捉されやすく、塵埃除去性に優れている。また、中央の略＋字部５と、略＋字部５の各先端に連結された四個の略Ｖ字部６により、高剛性となっている。すなわち、六角形やＹ字等の単なる異形ではなく、剛性の高い略＋字部５と略Ｖ字部６の組み合わせによって、より高剛性となるのである。

ポリエステル長繊維は、一種類のポリエステルからなるものでもよいが、低融点ポリエステルと高融点ポリエステルとを組み合わせるのが好ましい。すなわち、ポリエステル長繊維の横断面形状の略Ｖ字部６が低融点ポリエステルで形成され、略＋字部５が高融点ポリエステルで形成された複合型するのが好ましい。複合型ポリエステル長繊維を集積した後、低融点ポリエステルを軟化又は溶融させた後、固化させることにより、ポリエステル長繊維相互間が低融点ポリエステルによって融着された不織布が得られるからである。

ポリエステル長繊維不織布は、溶融紡糸する際に用いるノズル孔を変更する以外は、従来公知の方法で得られる。すなわち、ポリエステル樹脂を溶融紡糸して得られたポリエステル長繊維を集積してポリエステル長繊維不織布を製造する方法において、溶融紡糸する際に用いるノズル孔の形状が、Ｙ字の下端で上下左右に連結し、かつ、隣り合うＹ字の／同士及び＼同士が平行である

形状（以下、「Ｙ４形」という。）のものを用いるというものである。

このノズル孔は、図３に示すＹ字を四個持つものである。そして、Ｙ字の下端７で上下左右に連結して、図４に示すＹ４形となっている。このＹ４形は、隣り合うＹ字の／８，８同士が平行であり、また＼９，９同士が平行となっている。かかるＹ４形のノズル孔にポリエステル樹脂を供給して溶融紡糸することにより、横断面が略Ｙ４形状のポリエステル長繊維を得ることができるのである。特に、隣り合うＹ字の／８，８同士及び＼９，９同士が平行となっていることにより、四個の凹部２を持つポリエステル長繊維を得ることができる。また、略＋字部５と、その各々の先端に設けられた略Ｖ字部６とを持つポリエステル長繊維を得ることができる。

Ｙ４形のノズル孔に供給するポリエステル樹脂は、一種類であってもよいし、二種類であってもよい。特に、低融点ポリエステル樹脂と高融点ポリエステル樹脂の二種類を用いるのが好ましい。すなわち、低融点ポリエステル樹脂をＹ４形のＶ字部１０に供給し、高融点ポリエステル樹脂をＹ４形の＋字部１１に供給するのが好ましい。かかる供給態様で溶融紡糸することにより、略Ｖ字部６が低融点ポリエステルで形成され、略＋字部５が高融点ポリエステルで形成された複合型ポリエステル長繊維が得られる。

複合型ポリエステル長繊維を得た後、これを集積して一般的に繊維ウェブを形成する。そして、繊維ウェブを部分的に加熱加圧することにより、複合型ポリエステル長繊維中の低融点ポリエステルを軟化又は溶融させ、冷却して固化させることにより、複合型ポリエステル長繊維相互間を低融点ポリエステルで融着して、ポリエステル長繊維不織布を得ることもできる。

本発明に係る方法で得られたポリエステル長繊維の繊度は、任意である。実用性のある高剛性のポリエステル長繊維不織布を得るには、ポリエステル長繊維の繊度は１０デシテックス以上であるのが好ましい。また、ポリエステル長繊維不織布の目付も任意であるが、実用性のある高剛性のポリエステル長繊維不織布とするためには、５０ｇ／ｍ²以上であるのが好ましい。

本発明に係る方法で得られたポリエステル長繊維不織布は、従来公知の用途であれば、どのような用途にでも用いることができる。本発明に係る方法で得られたポリエステル長繊維不織布は、高剛性であり、かつ塵埃除去性に優れているという特性を持っているため、フィルター材の補強材として用いるのが好ましい。すなわち、フィルター材に積層貼合して、フィルター材の補強材として使用すれば、積層貼合されたフィルターは高剛性となって、プリーツ加工性や取扱性に優れたものになる。また、本発明に係る方法で得られたポリエステル長繊維不織布よりなる補強材は塵埃除去性に優れているため、フィルター材として微細な塵埃を除去する中高性能フィルター材を用いた場合には、この補強材が粗い塵埃を除去するプレフィルターとしての役割も担うことになる。なお、塵埃除去性に優れていることから、拭き布としての用途にも適している。

本発明に係る方法で得られたポリエステル長繊維不織布の構成繊維であるポリエステル長繊維は、その横断面が、略＋字部とこの各先端に設けられた略Ｖ字部とからなる。略＋字部も略Ｖ字部も、いずれも円形等の比べて高剛性であり、しかも高剛性のものが組み合わされていることにより、さらに高剛性になる。したがって、かかるポリエステル長繊維を構成繊維とするポリエステル長繊維不織布は、高剛性であるという効果を奏する。

また、本発明に係る方法で得られたポリエステル長繊維不織布の構成繊維であるポリエステル長繊維は、その横断面に四個の凹部を持っている。そして、この凹部は塵埃を捕捉しやすく、塵埃除去性に優れているという効果を奏する。

本発明を以下実施例に基づいて説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。本発明は、特定の横断面形状を持つポリエステル長繊維を構成繊維とする不織布を製造する際し、特定のノズル孔を採用したものと解釈されるべきである。

実施例１
ジカルボン酸成分としてテレフタル酸（ＴＰＡ）９２ｍｏｌ％及びイソフタール酸（ＩＰＡ）８ｍｏｌ％を用い、ジオール成分としてエチレングリコール（ＥＧ）１００ｍｏｌ％を用いて共重合し、低融点ポリエステル（相対粘度〔ηｒｅｌ〕１．４４、融点２３０℃）を得た。この低融点ポリエステルに、結晶核剤として４．０質量％の酸化チタンを添加して、低融点ポリエステル樹脂を準備した。一方、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸（ＴＰＡ）１００ｍｏｌ％とジオール成分としてエチレングリコール（ＥＧ）１００ｍｏｌ％を用いて共重合し、高融点ポリエステル樹脂（ポリエチレンテレフタレート、相対粘度〔ηｒｅｌ〕１．３８、融点２６０℃）を準備した。そして、図４に示したノズル孔を用い、Ｖ字部に低融点ポリエステル樹脂を供給し、＋字部に高融点ポリエステル樹脂を供給して、紡糸温度２８５℃、単孔吐出量９．１７ｇ／分で溶融紡糸した。なお、低融点ポリエステル樹脂の供給量と高融点ポリエステル樹脂の供給量の重量比は、１：１．７５であった。

ノズル孔から排出されたフィラメント群を、２ｍ下のエアーサッカー入口に導入し、複合型ポリエステル長繊維の繊度が２０．１４デシテックスとなるように牽引した。エアーサッカー出口から排出された複合型ポリエステル長繊維群を開繊装置にて開繊した後、移動するネット製コンベア上に集積し、繊維ウェブを得た。この繊維ウェブを、表面温度が２１０℃のエンボスロール（各エンボス凸部先端の面積は０．７ｍｍ²で、ロール全面積に対するエンボス凸部の占める面積率は１５％）とフラットロールからなる熱融着装置に導入し、両ロール間の線圧３００Ｎ／ｃｍの条件で熱融着して、目付５０ｇ／ｍ²のポリエステル長繊維不織布を得た。

実施例２
移動するネット製コンベアの速度を下げた他は実施例１と同一の方法により、目付７０ｇ／ｍ²のポリエステル長繊維不織布を得た。

比較例１
実施例１で使用した低融点ポリエステル樹脂及び高融点ポリエステル樹脂を準備した。そして、図５に示した中心から六本のスリット孔が放射状に延びているノズル孔を用い、各スリット孔のａ部に低融点ポリエステル樹脂を、ｂ部に高融点ポリエステル樹脂を供給して、紡糸温度２８５℃、単孔吐出量８．３４ｇ／分で溶融紡糸した。なお、低融点ポリエステル樹脂の供給量と高融点ポリエステル樹脂の供給量の重量比は、１：１．５であった。溶融紡糸されたポリエステル長繊維は、複合型であって、横断面が六葉形状であった。その後は、実施例１と同様にして、繊度２０．１４デシテックスとなるように牽引し、同様に開繊集積して繊維ウェブを得た後、熱融着装置に同一条件で導入して、目付５０ｇ／ｍ²のポリエステル長繊維不織布を得た。

比較例２
移動するネット製コンベアの速度を下げた他は比較例１と同一の方法により、目付７０ｇ／ｍ²のポリエステル長繊維不織布を得た。

実施例１、実施例２、比較例１及び比較例２で得られたポリエステル長繊維不織布の剛軟度及び通気度を以下の方法で測定し、この結果を表１に示した。
（１）剛軟度（ｍＮ）：曲げ反発性( 剛軟度) ＪＩＳＬ１０９６Ａ法（ガーレ法）に準拠し、剛軟性を測定した。試料片は長さ３７．８ｍｍ×幅２５．４ｍｍのものを５個用い、これらの平均値を剛軟度とした。なお、ポリエステル長繊維不織布の縦方向（機械方向）の剛軟度を測定するときは、試料片の長さ方向が縦方向に一致するように、試料片を採取した。また、ポリエステル長繊維不織布の横方向（幅方向）の剛軟度を測定するときは、試料片の長さ方向が横方向に一致するように、試料片を採取した。
（２）通気度（ｃｃ／ｃｍ²／ｓｅｃ．）：フラジール型通気度試験機（ＤＡＩＥＩＫＡＧＡＫＵＳＥＩＫＩＳＥＩＳＡＫＵＳＨＯＬＴＤ．ＴＥＸＴＩＬＥＡＩＲＰＥＲＭＥＡＢＩＬＩＴＹＴＥＳＴＥＲ織物通気度試験機) を用い、ＪＩＳＬ１０９６の「一般織物試験方法」に準拠し、傾斜型気圧計は１２．７ｍｍに固定して通気度を測定した。

［表１］
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剛軟度（縦方向）剛軟度（横方向）通気度
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実施例１１．２００．３０４００以上
実施例２２．２１０．７６２９７
比較例１０．３１０．０５４００以上
比較例２１．１３０．５６３３０
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実施例１と比較例１及び実施例２と比較例２とを対比すれば明らかなとおり、実施例に係る方法で得られたポリエステル長繊維不織布は、通気度は殆ど差がないが、剛軟度に優れていることが分かる。したがって、実施例に係る方法で得られたポリエステル長繊維不織布は、フィルター材の補強材として好適であることが分かる。

本発明におけるポリエステル長繊維の横断面形状である略Ｙ４形状の一つの略Ｙ字を示した図である。本発明におけるポリエステル長繊維の横断面形状である略Ｙ４形状を示した図である。本発明に用いるＹ４形のノズル孔の一つのＹ字を示した図である。本発明に用いるＹ４形のノズル孔を示した図である。比較例で用いたノズル孔を示した図であり、このノズル孔により六葉断面のポリエステル長繊維が得られる。

１ポリエステル長繊維の横断面形状である略Ｙ４形状の一つの略Ｙ字の下端
２略Ｙ４形状で形成された凹部
３略Ｙ４形状で形成された凸部
４略Ｙ４形状で形成された小凹部
５略Ｙ４形状中の略＋字部
６略Ｙ４形状中の略Ｖ字部
７溶融紡糸する際のノズル孔の形状であるＹ４形状の一つのＹ字の下端
８Ｙ字の／
９Ｙ字の＼
１０Ｙ４形のＶ字部
１１Ｙ４形の＋字部

Claims

ポリエステル樹脂を溶融紡糸して得られたポリエステル長繊維を集積してポリエステル長繊維不織布を製造する方法において、
溶融紡糸する際に用いるノズル孔の形状が、Ｙ字の下端で上下左右に連結し、かつ、隣り合うＹ字の／同士及び＼同士が平行である

形状（以下、「Ｙ４形」という。）であることを特徴とするポリエステル長繊維不織布の製造方法。
Ｙ４形の各々のＶ字部に低融点ポリエステル樹脂を、その他の＋字部に高融点ポリエステ樹脂を供給して、溶融紡糸する請求項１記載のポリエステル長繊維不織布の製造方法。
溶融紡糸して複合型ポリエステル長繊維を得た後、該複合型ポリエステル長繊維を集積し、その後、部分的に加熱加圧することにより、該複合型ポリエステル長繊維中の低融点ポリエステルを軟化又は溶融させて、該複合型ポリエステル長繊維相互間を融着する請求項２記載のポリエステル長繊維不織布の製造方法。
溶融紡糸する際に用いるノズル孔の形状がＹ４形であるポリエステル長繊維不織布製造用ノズル。