JP6475033B2 - ポリエステル繊維 - Google Patents

Description

本発明は、湿式抄造シートの材料として適した繊維に関するものである。

従来から、天然パルプ、合成パルプ、合成樹脂からなるショートカット繊維、またはこれらを混合して水溶液中に分散し、抄紙して湿式不織布を得る方法や、さらにこの不織布に高圧液流処理等を施すことにより、機械的特性に優れた柔軟な湿式不織布を得る方法は、よく知られている。

合成樹脂からなるショートカット繊維としては、ポリエチレンテレフタレート等の芳香族ポリエステル、ポリプロピレン等のポリオレフィンが挙げられる。合成樹脂からなる合成繊維は、熱可塑性であるため、天然パルプと比較して加工性、機械的特性、熱安定性に優れている。

このような合成繊維を主体として湿式抄造シートを得る場合、合成繊維は、天然パルプのように水素結合による強度を発現しないため、熱可塑性重合体からなる熱接着繊維を併用して、熱接着剤による結合によって接着強度を向上させて、シートを得ることが一般的である。しかしながら、熱接着繊維の混合量が少ないと、得られるシートの強度が不十分となり、一方、強度向上のために、熱接着繊維の混合量を増やすと、熱接着繊維を溶融または軟化させるための熱処理において収縮が大きく寸法安定性が乏しく、また得られるシートは風合いの硬いものとなる。

特許文献１には、熱処理の際に寸法安定性に優れるショートカット繊維が開示されている。

特開平０９−１１９０１９号公報

本発明は、実用的な強度は保持し、熱処理における加工性に問題が発生しにくく、かつ風合いに優れた湿式抄造シートの材料となる繊維を提供することを課題とする。

本発明者等は、上記の課題を達成するために鋭意検討を行い、本発明に到達した。

すなわち、本発明は、ポリエステルエラストマーからなるポリエステル繊維であり、
該ポリエステルエラストマーが、ポリエチレンテレフタレートをハードセグメントとし、ポリテトラメチレングリコールをソフトセグメントとして構成され、ガラス転移点が２８〜５０℃、融点が２３０℃以上であり、
該ポリエステル繊維が、湿式抄造シートの材料となるショートカット繊維であることを特徴とするポリエステルショートカット繊維を要旨とするものである。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明のポリエステルエラストマーからなるポリエステル繊維である。そして、ポリエステルエラストマーは、ハードセグメントがポリエチレンテレフタレート、ソフトセグメントがポリテトラメチレングリコールにより構成される。

ハードセグメントとしてポリエチレンテレフタレートを選択することにより、実用的な機械的強度を有し、かつ熱安定性が良好となる。

ソフトセグメントであるポリテトラメチレングリコールの共重合量は１０〜２０質量％であることが好ましい。共重合量を１０質量％以上とすることにより、ガラス転移点の上限を５０℃とすることができ、湿式抄造シートの材料として使用した際のシート強度を向上させる効果に寄与することができる。一方、共重合量を２０質量％以下とすることにより、ポリエステル繊維生産時に繊維同士の密着等が発生することなく、良好な操業性により繊維を得ることができる。

ポリテトラメチレングリコールの分子量は、４００〜３０００の範囲が好ましい。分子量が４００未満のものでは、ポリエステルエラストマーの融点が著しく低いものとなる。一方、分子量が３０００を超えると、ポリエステルを重合する際のエステル交換反応性が乏しくなり、重合性に劣るため好ましくない。

ポリエステルエラストマーのガラス転移点は２８〜５０℃、融点が２３０℃以上である。本発明で用いるポリエステルエラストマーのハードセグメントであるポリエチレンテレフタレートは一般にガラス転移点は約８０℃、融点は約２６０℃であり、ポリエチレンテレフタレートからなる繊維は、機械的強度も高く、実用性が高いため、湿式抄造シートを構成する材料としてもよく使用されているが、このようなポリエチレンテレフタレートに比べて、本発明で用いるポリエステルエラストマーはガラス転移点２８〜５０℃であり、ポリエチレンテレフタレートのガラス転移温度よりも低い温度としている。ガラス転移温度を２８〜５０℃とすることにより、熱接着繊維と混抄して湿式抄造シートを得る際の熱接着処理時に主体繊維であるポリエステルエラストマーからなる本発明の繊維の非晶部分あるいはソフトセグメント部分が柔軟な形態となり、熱接着繊維との接合性が向上しやすくなる。そうすると、本発明のポリエステル繊維を用いて、熱接着繊維と混抄してシートを得るにあたっては、熱接着繊維の混合量を増加させなくとも実用的な強度を有するシートを得ることができる。そして、接着力の向上のために熱接着繊維の混合量を増加させなくてよいため、シートの風合いが硬くならず、柔軟性を有するシートを得ることができる。ポリエステルエラストマーのガラス転移点は、２８℃未満となると、繊維生産時に繊維同士の密着が発生しやすくなり、また、分散性も劣るためシートとした際に地合い斑が生じやすい。一方、ガラス転移点が５０℃を超えると、前記した熱接着処理の際に柔軟になりにくくなる。また、融点が２３０℃未満では、結晶性が低い傾向となるため、繊維製造の際に寸法安定性を付与するための緊張熱処理が行えず、そのような繊維では、シート製造の際の熱処理において熱収縮が大きく形態安定性および寸法安定性に劣るものとなる。

本発明のポリエステル繊維は、熱接着繊維と混合してシートを得る際の主体繊維として用いることにより、熱接着繊維をより多く混合しなくとも実用的な強度を有し、繊維の風合いを維持した柔軟性を有するシートを得ることができる。

本発明のポリエステル繊維の単繊維繊度は、適宜設定すればよいが、０．４〜２０デシテックス程度がよく、なかでも０．６〜８デシテックスが好ましい。０．４デシテックス未満では、繊維製造の際の紡糸工程で糸切れが発生しやすく操業性に劣る傾向となり、また、強伸度特性にも劣る傾向となる。一方、２０デシテックスと超えると、この繊維を用いてシートとしたときに、繊維間の空隙が大きくなり、得られるシートの強度が向上しにくい。

ポリエステル繊維の強度は２〜８ｃＮ／デシテックスが好ましい。強度が２ｃＮ／デシテックス未満では、得られる湿式シートの強度も劣る傾向となり、また強度が８ｃＮ／デシテックスを超えるものを得ようとすると、高粘度の重合体を用いる必要があり、紡糸・延伸工程での操業性が悪くなるため、得られる繊維の品位が劣る。また、ポリエステル繊維の伸度は、３０〜６０％が好ましい。

ポリエステル繊維の断面形状も特に限定されず、円形、楕円形、扁平形、トリローバル形等の任意の形状を選択すればよい。なお、楕円形や扁平形を選択すると、繊維同士の接触面積が大きくなり、熱接着における接着強度向上に寄与しやすい。

本発明のポリエステル繊維は、熱接着繊維と混合し乾式ウェブを得てシートとするための材料として用いてもよいが、熱接着繊維と混抄して湿式ウェブを得てから湿式抄造シートを得るための材料として用いることが好ましい。
本発明のポリエステル繊維は、湿式抄造シートの材料として用いる。

湿式ウェブ用として用いる場合は、ポリエステル繊維は機械捲縮が付与されていないノークリンプの形態とする。繊維長は、いわゆるショートカット繊維といわれる長さである２〜２０ｍｍとするが好ましく、より好ましくは３〜１５ｍｍである。繊維長が２０ｍｍを超えると水中での分散性が劣る傾向となり、得られるシートに密度斑が生じやすく、一方、繊維長を２ｍｍ未満とすると、その繊維長にカットする際の発熱により繊維同士が融着接合して塊になりやすい。

本発明のポリエステル繊維を用いて、熱接着繊維と混抄して、熱処理を施して熱接着繊維の接着成分を溶融させて接着剤として機能させ、湿式抄造シートを得る。

熱接着繊維としては、主体繊維である本発明のポリエステル繊維を構成するポリエステルエラストマーの融点よりも低い融点を有する熱接着成分を少なくとも繊維表面に有する繊維が挙げられる。具合的には、熱接着成分として、エチレンテレフタレート単位にイソフタル酸などの第三成分を共重合した低融点ポリエステルのみからなる全融タイプの熱接着繊維や、低融点ポリエステルを鞘部に、ポリエチレンテレフタレートを芯部に配した芯鞘複合型の熱接着繊維が挙げられる。熱接着繊維の単繊維繊度は１〜１０デシテックス程度がよい。単繊維繊度が１デシテックス未満では熱接着繊維を得る際の操業性が悪く、品質の劣った繊維となりやすい。一方、１０デシテックスを超えると繊度が大きいために繊維同士の接着交点が相対的に少なくなるため、効果的に接着強力に寄与しにくい。繊維長は、上記した理由と同様で２〜２０ｍｍが好ましい。

湿式抄造シートを得るにあたり、本発明のポリエステル繊維と熱接着繊維との混合比率は、ポリエステル繊維／熱接着繊維＝５０／５０〜９０／１０がよく、６０／４０〜８０／２０がより好ましい。

ポリエステル繊維と熱接着繊維とを混抄して得た湿式ウェブは、加熱フラットローラー、ヤンキードライヤー、熱風乾燥機等を用いて熱接着繊維の熱接着成分が溶融する温度条件で熱処理し、湿式抄造シートを得る。

本発明のポリエステル繊維によれば、実用的な強度を有し、熱処理加工において収縮等が発生しにくく、かつ良好な風合いを有し、地合いの良好なシートを得ることができる。

次に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例中の性能評価は、下記方法に従って測定したものである。
（１）単繊維繊度（デシテックス）
ＪＩＳ Ｌ−１０１５ 正量繊度のＡ法により測定した。
（２）繊維長（ｍｍ）
ショートカット繊維のサイドビュー写真を撮影し、任意の３０本についてそれぞれの長さを測定し、その平均値を繊維長とした。
（３）繊維の強度と伸度
特定の繊維長に切断する前の繊維束を用い、ＪＩＳ Ｌ １０１５ 引張強さ及び伸び率により測定した。
（４）シートの柔軟性
得られたシートの柔軟性を手触りにより以下の２段階で評価した。
○：風合いが良好で柔軟性がある。
×：風合いが良好でなく硬さがある。
（５）シートの地合
得られたシートの地合いを目視により以下の２段階で評価した。
○：構成繊維の分布が均一であり、斑が非常に少ない。
×：構成繊維の分布が不均一であり、斑が目立つ。

実施例１
［ポリエステル繊維の製造］
ポリエチレンテレフタレートに、平均分子量１０００のポリテトラメチレングリコールを１５質量％共重合したポリエステルエラストマー（融点２４３℃、ガラス転移点４０℃）を用い、孔数７２０の円形断面の紡糸口金を用い、吐出量３５０ｇ／分、紡糸温度２８０℃、紡糸速度７００ｍ／分で溶融紡糸を行い、未延伸糸を得た。得られた未延伸糸を延伸温度７３℃、延伸倍率３．９倍で延伸し、次いで１４０℃の熱ローラーにて緊張熱処理を行った。続いて、ポリエーテルとポリエーテルエステルアミドを主成分とする分散油剤を付着量０．２質量％となるように付与した後、カットして単繊維繊度１．７デシテックス、繊維長５ｍｍの本発明のショートカットされたポリエステル繊維を得た。

［湿式抄造シートの製造］
前記で得られたポリエステル繊維と、熱接着繊維として、全融タイプのポリエステル系熱接着繊維（ユニチカ製 商品名「メルティ４０００」単繊維繊度２．２デシテックス、繊維長５ｍｍ）を用い、ポリエステル繊維／熱接着繊維の混合比率を８０／２０として、パルプ離解機（熊谷理機工業製）に投入し、３０００ｒｐｍにて１分間撹拌した。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）にて、ポリエーテルとポリエーテルエステルアミドを主成分とする分散油剤を添加した後、付帯の撹拌羽にて撹拌を行い抄造し、湿式ウェブとした。得られた湿式ウェブをローラーで押圧しながら、回転式乾燥機にて１４０℃の温度で熱処理し、目付約８０ｇ／ｍ^２の湿式抄造シートを得た。

実施例２〜４、比較例１
ポリテトラメチレングリコールの共重合量を表１記載の値に変更したこと以外は、実施例１と同様にしてシートを得た。

比較例２
主体繊維としてポリエチレンテレフタレート（ガラス転移点７８℃、融点２５５℃）からなる繊維を用いたこと以外は実施例１と同様にしてシートを得た。

比較例３
ポリエステル繊維において、共重合成分として、ポリテトラメチレングリコールに代えてアジピン酸を１６モル％共重合したこと共重合ポリエステル（ガラス転移点４１℃、融点２１７℃）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして繊維を得ようとしたところ、繊維製造工程における延伸工程において、１４０℃の緊張熱処理を行って得られたポリエステル繊維を用いて、シートを得ようとしたが、水中での水分散性が悪く塊状となり、シートが得られる状態のものではなかった。

そこで、ポリエステル繊維製造時における延伸工程において、緊張熱処理を行わずにポリエステル繊維を得、この繊維を用いて、実施例１と同様にしてシートを得た。

得られた繊維およびシートの物性等を表１に示す。

表１から明らかなように、実施例１〜４のポリエステル繊維により得られたシートは、地合いが良好であり、また柔軟性も良好であった。

一方、比較例１では、ポリエステル繊維を構成するポリエステルエラストマーのガラス転移点が６６℃と高く、得られたシートは柔軟性に劣るものであった。

比較例２では、ガラス転移点の高いポリエチレンテレフタレート繊維を用いているものであり、得られたシートは柔軟性に劣るものであった。

比較例３では、融点が２３０℃を下回り結晶性に劣るものとなったため、繊維の緊張熱処理が行えず、シート製造の際の熱処理において熱収縮が大きく寸法安定性に劣り、地合斑が目立つシートとなった。

Claims (3)

1. ポリエステルエラストマーからなるポリエステル繊維であり、
   該ポリエステルエラストマーが、ポリエチレンテレフタレートをハードセグメントとし、ポリテトラメチレングリコールをソフトセグメントとして構成され、ガラス転移点が２８〜５０℃、融点が２３０℃以上であり、
   該ポリエステル繊維が、湿式抄造シートの材料となるショートカット繊維であることを特徴とするポリエステルショートカット繊維
2. ポリテトラメチレングリコールの共重合量が１０〜２０質量％であることを特徴とする請求項１記載のポリエステルショートカット繊維。
3. 請求項１または２記載のポリエステルショートカット繊維と熱接着繊維とから構成され、熱接着繊維の接着成分が溶融または軟化することにより構成繊維同士が一体化してなることを特徴とする湿式抄造シート。