【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
＜産業上の利用分野＞
本発明は乾式不織布用ポリエステルバインダに
関し、とくに高い引裂強力をもつ乾式不織布を製
造するに適したポリエステルバインダに関する。
＜従来技術＞
不織布の製造工程、すなわち乾式不織布、湿式
不織布、スパンボンド等の製造工程では、バイン
ダとしてポリアクリル酸エステル、ポリ酢酸ビニ
ル、合成ゴムなどの樹脂エマルジヨンあるいは樹
脂溶液などが主として利用されている。これらの
バインダは、不織布成型後、浸漬、スプレー、塗
布などの手段によつて不織布に付与され、乾燥し
た後、場合によつて熱硬化して使用に供されてい
る。この場合、不織布の成型工程とは別にバイン
ダの付与工程を設ける必要があり、工程が複雑に
なると共に設備費が高くなるという欠点がある。
一方、ポリエステル不織布の製造において、通
常のポリエステル延伸糸に未延伸のポリエステル
繊維を配合し、不織布を作つた後熱圧加工して紙
状構造体を製造することが提案されている（米国
特許第2836576号、特公昭49−8809号）。この構造
体はとくに薄葉状ポリエステル不織布を得るに際
し、未延伸の繊維を併用し、かつ熱圧加工するこ
とにより未延伸繊維の少なくとも一部を結晶化さ
せるため、高強力の不織布を得るには適切な構造
体である。同様にポリエステルの未延伸繊維をガ
ラス繊維と併用することにより高強力の不織布を
得ることもすでに提案されている（特公昭55−
36760号）。しかしながら、単糸繊度1.5〜５デニ
ールである従来の未延伸ポリエステル繊維をバイ
ンダとして用い、特に乾式不織布用のバインダと
して用いるときには、不均一なものしか得られ
ず、不織布本来の高い引裂強力を得ることができ
ず、風合が粗硬となつて、使用できる範囲が極め
てせまく限定されてしまうという欠点がある。
＜目的＞
本発明の目的は、従来の乾式不織布用バインダ
の有している前記欠点を解消し、均一で且つ強
力、引裂強力共に大きく、しかも柔軟な風合の不
織布を得ることができる乾式不織布用バインダを
提供することにある。
＜構成＞
本発明者等は、前記目的を達成すべく検討した
結果、乾式不織布の製造においては、不織布を構
成する主体繊維として捲縮を有する短繊維が用い
られることが多いため、従来の単糸繊度よりも細
く、且つ捲縮を有しているバインダを用いること
が得られる不織布の強度、引裂強度及び風合を向
上せしめるうえで有効であることを見い出し、本
発明に到達した。
即ち、本発明は、複屈折率0.006〜0.03、単糸
繊度1.3デニール以下、捲縮数５〜18山／25mm、
捲縮率／捲縮数の比0.3〜1.0のポリエチレンテレ
フタレート短繊維よりなる乾式不織布用ポリエス
テルバインダである。
本発明のバインダには、ポリエチレンテレフタ
レート繊維が用いられ、その極限粘度は0.35〜
0.8程度のものが常用される。更にその酸成分及
び／又はジオール成分の一部が５モル％程度以下
の少量のイソフタル酸、アジピン酸、セバチン
酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸等のジカ
ルボン酸、ジエチレングリコール、１，４−ブタ
ンジオール、ネオペンチルグリコール、ポリエチ
レングリコール等のジオールによつて置換されて
いてもよい。
また、艶消剤、帯電防止剤、防炎剤等が添加さ
れていてもよいことは言うまでもない。
本発明のバインダに用いられるポリエチレンテ
レフタレート繊維は、紡糸工程で得られた未延伸
繊維を延伸工程を経ずに捲縮工程を経た繊維であ
るが、その複屈折率は0.006〜0.03の範囲にある
ことが必要である。複屈折率が0.006未満では、
得られた不織布の引裂強力が低く、柔軟性、均一
性の劣つた不織布になつてしまう。一方、複屈折
率が0.03を越えるとバインダ効果が低下し、得ら
れた不織布の強力及び引裂強力が共に極めて低く
なつてしまう。複屈折率が0.006〜0.03のポリエ
チレンテレフタレート繊維は、紡糸速度、紡糸冷
却条件等を適宜調節することによつて得ることが
できる。
尚、通常、従来から知られている未延伸ポリエ
チレンテレフタレート繊維の複屈折率は0.002〜
0.005程度であつて、極めて低い値を示すもので
あり、本発明の未延伸ポリエチレンテレフタレー
ト繊維は、かかる従来の未延伸ポリエチレンテレ
フタレート繊維とは上述の如く異なる挙動を示す
ものである。ここで、複屈折率は、Na光源を用
い、偏光顕微鏡の光路にベレツク（Berek）のコ
ンペンセーターを挿入し、α−ブロムナフタリン
中で測定して求める。
更に、本発明のバインダに用いられるポリエチ
レンテレフタレート繊維は、単糸繊度が1.3デニ
ール以下であることが必要であり、0.5デニール
以上であることが望ましい。繊度が1.3デニール
を越えると得られた不織布の引裂強力が低下す
る。また、繊度が小さくなりすぎても得られた不
織布の引裂強力が低下する傾向が認められる。
本発明のバインダに用いられるポリエチレンテ
レフタレート短繊維は、捲縮数が５〜18山／25mm
であることが必要であり、捲縮数が５山／25mm未
満でも、18山／25mmを越えても共に、得られた不
織布の引裂強力が低く、柔軟性、均一性の劣つた
不織布になつてしまう。
更に、本発明のポリエチレンテレフタレート短
繊維は、捲縮率／捲縮数の比が0.3〜1.0であるこ
とが必要であり、この比が0.3未満になると、不
織布を製造する際のカード通過性が低下して得ら
れる不織布の均一性が低下し、バインダ繊維の濃
淡が発生して接着強力が低下するため、不織布の
引裂強力は低下する。一方、バインダ繊維はデニ
ールが小さく複屈折率も小さいため外力により簡
単に延伸される状態にある。それ故に1.0を越え
る場合には、不織布製造時にバインダ繊維が延伸
されて複屈折率が大きくなり、接着性が低下して
不織布の引裂強力は低下する。しかも、カード工
程等でネツプが発生し易くなるため、柔軟性、均
一性の劣つた不織布になつてしまう。
本発明のバインダは乾式不織布、スパンポン
ド、湿式不織布など、あらゆる不織布のバインダ
として使用しうるが、このバインダの特性を最も
有効に利用できるのは乾式不織布である。この場
合、本発明のポリエステルバインダは繊維長５な
いし80mmの短繊維として利用され、特に繊維長15
ないし55mmの短繊維が好ましく利用される。
不織布の製造の際に用いるバインダの量は不織
布主体繊維に対して10ないし90％程度が好まし
く、特に20ないし50％程度が好ましい。
本発明のバインダはポリエステル、ナイロン、
ポリアクリロニトリル、ポリプロピレン、ポリア
ラミドなどの有機繊維、ガラス繊維、炭素繊維、
セラミツク繊維、アスベストなどの無機繊維ある
いはこれらの混合物を主体繊維とする不織布の製
造に用いることができる。そして、本発明のバイ
ンダが最も有効に作用するのは、本発明のバイン
ダを上記のような主体繊維とほぼ均一に混合して
得られた乾式繊維を熱圧加圧し、好ましくは充填
率0.1ないし0.9、さらに好ましくは0.3ないし0.8
に成型した場合である。
但し、繊維の目付をｗ（ｇ／m2）、加重３ｇ／cm2
下の繊維の厚みをｔ（mm）、繊維の真比重をρ
（ｇ／cm3）とした時に、充填率は［ｗ／（ρ・
ｔ）］×10-3で表わされる。
＜作用＞
本発明の乾式不織布用ポリエステルバインダ
は、適度な複屈折率、繊度及び捲縮を有している
ため、主体繊維との捲縮の“からみ”が良好であ
り、バインダ自身のバインダ効果と捲縮の“から
み”効果とを併せ有することができる。このた
め、得られる不織布では従来の不織布よりも強度
及び引裂強度を向上せしめることができる。しか
も、前記捲縮の“からみ”の程度も得られる不織
布の風合を粗硬にすることがないため、柔軟な風
合を呈することができるのである。
＜発明の効果＞
本発明のバインダを用いれば、不織布の製造工
程においてバインダ付与工程を別途設ける必要が
なく、バインダを主体繊維に混合するだけでよ
く、かつ得られる不織布は強力、引裂強力ともに
高く、耐熱性にも優れている。さらに樹脂エマル
ジヨン等をバインダとして用いた場合には併用さ
れる界面活性剤が不織布製品の電気的特性を低下
させたり、毒性を呈したりする問題が発生する
が、本発明のバインダではこのような問題も発生
しない。このため、本発明のバインダを用いた不
織布製品は各種工業資材、農業資材、土木資材の
ほかに電気資材、とくに電気絶縁材料や衛生材料
に用いることができる。
＜実施例＞
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明す
るが、強力、引裂強力は下記の方法で測定したも
のである。
強力…JIS Ｐ−8113に準じ、定速伸長型引張試験
機を用いて測定した。
引裂強力…JIS Ｌ−1096A−１法（シングルタン
グ法）に準じて測定し、10cm×15cmの試験片を
採取し、長辺の中央部に辺と直角に５cmの切れ
目を入れ、１分間当り10cmの引張速度で引き裂
いたときの最大荷重をもつて引裂強力とした。
捲縮数、捲縮率…JIS Ｌ−1074に準じて測定し
た。
実施例１〜３、比較例１〜２
単糸繊度1.5デニール、繊維長51mm、捲縮数12
山／25mm、捲縮率／捲縮数の比1.1のポリエチレ
ンテレフタレート延伸短繊維50重量％と、複屈折
率を種々変更した単糸繊度1.0デニール、繊維長
32mm、捲縮数12山／25mm、捲縮率／捲縮数の比
0.8ポリエチレンテレフタレートバインダ各50重
量％をオープナーを通して混綿した後、カードを
通して、目付20ｇ／m2のウエブを得た。得られた
ウエブを表面温度200℃、線圧200Kg／cm、速度５
ｍ／分でカレンダ熱圧加工した。得られた不織布
の物性及び風合を第１表に示す。
複屈折率が0.006〜0.03の範囲内にある本発明
のバインダを用いて得られた不織布は強力、引裂
強力ともに高く、風合も良好で均一であることが
わかる。
<Industrial Application Field> The present invention relates to a polyester binder for dry-laid nonwoven fabrics, and particularly to a polyester binder suitable for producing dry-laid nonwoven fabrics having high tear strength. <Prior art> In the manufacturing process of nonwoven fabrics, that is, dry nonwoven fabrics, wet nonwoven fabrics, spunbond fabrics, etc., resin emulsions or resin solutions such as polyacrylic esters, polyvinyl acetate, synthetic rubber, etc. are mainly used as binders. There is. After forming the nonwoven fabric, these binders are applied to the nonwoven fabric by means such as dipping, spraying, or coating, and after drying, the binder is thermally cured as the case may be before use. In this case, it is necessary to provide a binder application process separately from the nonwoven fabric molding process, which has the disadvantage of complicating the process and increasing equipment costs. On the other hand, in the production of polyester nonwoven fabrics, it has been proposed to blend undrawn polyester fibers with ordinary drawn polyester yarns to produce nonwoven fabrics and then heat-press them to produce paper-like structures (U.S. Patent No. No. 2836576, Special Publication No. 1989-8809). This structure is particularly suitable for obtaining a high-strength nonwoven fabric because it uses undrawn fibers in combination and crystallizes at least a portion of the undrawn fibers by heat-pressing. It is a structure. Similarly, it has already been proposed to obtain a high-strength nonwoven fabric by using undrawn polyester fibers in combination with glass fibers (Japanese Patent Publication No. 1983-
No. 36760). However, when conventional undrawn polyester fibers with a single filament fineness of 1.5 to 5 deniers are used as a binder, especially when used as a binder for dry-processed nonwoven fabrics, only non-uniform materials are obtained, and it is difficult to obtain the high tear strength inherent to nonwoven fabrics. The disadvantage is that the texture is rough and hard, and the range in which it can be used is extremely narrowly limited. <Objective> The object of the present invention is to provide a dry-processed nonwoven fabric that eliminates the above-mentioned drawbacks of conventional binders for dry-processed nonwoven fabrics, and that can obtain a nonwoven fabric that is uniform, has high strength and tear strength, and has a flexible texture. The objective is to provide a binder for use. <Structure> As a result of studies to achieve the above object, the present inventors found that in the production of dry nonwoven fabrics, crimped short fibers are often used as the main fibers constituting nonwoven fabrics, We have discovered that using a binder that is thinner than the yarn fineness and has crimps is effective in improving the strength, tear strength, and texture of the resulting nonwoven fabric, and have arrived at the present invention. That is, the present invention has a birefringence of 0.006 to 0.03, a single yarn fineness of 1.3 denier or less, a crimp number of 5 to 18 threads/25 mm,
This is a polyester binder for dry nonwoven fabric made of polyethylene terephthalate staple fibers with a crimp ratio/number of crimp ratios of 0.3 to 1.0. The binder of the present invention uses polyethylene terephthalate fiber, and its intrinsic viscosity is 0.35 to
A value of about 0.8 is commonly used. Furthermore, a small amount of isophthalic acid, adipic acid, sebacic acid, dicarboxylic acid such as 5-sodium sulfoisophthalic acid, diethylene glycol, 1,4-butanediol, where part of the acid component and/or diol component is about 5 mol% or less, It may be substituted with a diol such as neopentyl glycol or polyethylene glycol. It goes without saying that matting agents, antistatic agents, flame retardants, etc. may also be added. The polyethylene terephthalate fiber used in the binder of the present invention is a fiber obtained by subjecting the undrawn fiber obtained in the spinning process to a crimping process without going through a stretching process, and its birefringence is in the range of 0.006 to 0.03. It is necessary. When the birefringence is less than 0.006,
The resulting nonwoven fabric has low tear strength and poor flexibility and uniformity. On the other hand, when the birefringence exceeds 0.03, the binder effect decreases, and both the strength and tear strength of the obtained nonwoven fabric become extremely low. Polyethylene terephthalate fibers having a birefringence index of 0.006 to 0.03 can be obtained by appropriately adjusting the spinning speed, spinning cooling conditions, and the like. In addition, the birefringence of conventionally known undrawn polyethylene terephthalate fibers is usually 0.002~
It is approximately 0.005, which is an extremely low value, and the undrawn polyethylene terephthalate fiber of the present invention exhibits different behavior from such conventional undrawn polyethylene terephthalate fibers as described above. Here, the birefringence is determined by measuring in α-bromnaphthalene using a Na light source and inserting a Berek compensator into the optical path of a polarizing microscope. Further, the polyethylene terephthalate fiber used in the binder of the present invention needs to have a single filament fineness of 1.3 denier or less, and preferably 0.5 denier or more. When the fineness exceeds 1.3 denier, the tear strength of the obtained nonwoven fabric decreases. Furthermore, even if the fineness becomes too small, the tear strength of the obtained nonwoven fabric tends to decrease. The polyethylene terephthalate short fibers used in the binder of the present invention have a crimp count of 5 to 18 threads/25 mm.
Even if the number of crimps is less than 5 crimp/25 mm or more than 18 crimp/25 mm, the resulting nonwoven fabric will have low tear strength, poor flexibility, and poor uniformity. It ends up. Furthermore, the polyethylene terephthalate short fibers of the present invention need to have a crimp ratio/number of crimp ratio of 0.3 to 1.0, and if this ratio is less than 0.3, card passability during production of a nonwoven fabric will be impaired. The tear strength of the nonwoven fabric decreases because the uniformity of the resulting nonwoven fabric decreases, the binder fibers become dark and dark, and the adhesive strength decreases. On the other hand, since the binder fiber has a small denier and a low birefringence, it can be easily stretched by external force. Therefore, if it exceeds 1.0, the binder fibers will be stretched during the production of the nonwoven fabric, increasing the birefringence index, reducing adhesiveness and reducing the tear strength of the nonwoven fabric. Furthermore, neps are likely to occur during the carding process, resulting in a nonwoven fabric with poor flexibility and uniformity. Although the binder of the present invention can be used as a binder for all types of nonwoven fabrics, such as dry-laid nonwoven fabrics, spunpond fabrics, and wet-laid nonwoven fabrics, the properties of this binder can be most effectively utilized in dry-laid nonwoven fabrics. In this case, the polyester binder of the present invention is used as short fibers with a fiber length of 5 to 80 mm, particularly 15 mm in fiber length.
Short fibers of 55 mm to 55 mm are preferably used. The amount of binder used in producing the nonwoven fabric is preferably about 10 to 90%, particularly preferably about 20 to 50%, based on the nonwoven fabric's main fibers. The binder of the present invention is polyester, nylon,
Organic fibers such as polyacrylonitrile, polypropylene, polyaramid, glass fibers, carbon fibers,
It can be used to produce nonwoven fabrics whose main fibers are ceramic fibers, inorganic fibers such as asbestos, or mixtures thereof. The binder of the present invention works most effectively when the dry fibers obtained by mixing the binder of the present invention with the above-mentioned main fibers are heated and pressed, preferably at a filling rate of 0.1 to 0.1. 0.9, more preferably 0.3 to 0.8
This is the case when molded into However, the basis weight of the fiber is w (g/m 2 ), and the weight is 3 g/cm 2
The thickness of the lower fiber is t (mm), and the true specific gravity of the fiber is ρ.
(g/cm 3 ), the filling rate is [w/(ρ・
t)]×10 −3 . <Function> Since the polyester binder for dry-laid nonwoven fabrics of the present invention has appropriate birefringence, fineness, and crimp, it has good crimp "entanglement" with the main fibers, and the binder's own binder effect. It is possible to have both the "tangle" effect of crimp. Therefore, the resulting nonwoven fabric can have improved strength and tear strength compared to conventional nonwoven fabrics. In addition, the degree of "entanglement" caused by the crimp does not make the texture of the resulting nonwoven fabric rough or hard, so it can exhibit a soft texture. <Effects of the Invention> By using the binder of the present invention, there is no need to provide a separate binder application step in the nonwoven fabric manufacturing process, and it is sufficient to simply mix the binder with the main fibers, and the resulting nonwoven fabric has high strength and tear strength. , and has excellent heat resistance. Furthermore, when a resin emulsion or the like is used as a binder, there is a problem that the surfactant used in combination deteriorates the electrical properties of the nonwoven fabric product or exhibits toxicity, but the binder of the present invention solves these problems. does not occur either. Therefore, nonwoven fabric products using the binder of the present invention can be used not only for various industrial materials, agricultural materials, and civil engineering materials, but also for electrical materials, especially electrical insulation materials and sanitary materials. <Example> Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, and the strength and tear strength were measured by the following methods. Strength: Measured using a constant speed extension type tensile tester according to JIS P-8113. Tear strength: Measured according to the JIS L-1096A-1 method (single tongue method), take a 10 cm x 15 cm test piece, make a 5 cm cut in the center of the long side perpendicular to the side, and tear strength per minute. The maximum load when tearing at a tensile speed of 10 cm was defined as the tear strength. Number of crimp, crimp rate...measured according to JIS L-1074. Examples 1-3, Comparative Examples 1-2 Single yarn fineness 1.5 denier, fiber length 51 mm, number of crimps 12
50% by weight of polyethylene terephthalate drawn short fibers with a heap/25mm and a crimp ratio/number of crimp ratio of 1.1, and a single yarn with various birefringences, fineness of 1.0 denier, and fiber length.
32mm, number of crimp 12/25mm, ratio of crimp rate/number of crimp
After 50% by weight of each 0.8 polyethylene terephthalate binder was mixed through an opener, the mixture was passed through a card to obtain a web with a basis weight of 20 g/m 2 . The obtained web was heated at a surface temperature of 200℃, a linear pressure of 200Kg/cm, and a speed of 5.
Calender hot pressure processing was performed at m/min. Table 1 shows the physical properties and texture of the obtained nonwoven fabric. It can be seen that the nonwoven fabric obtained using the binder of the present invention having a birefringence index within the range of 0.006 to 0.03 has high strength and tear strength, and has a good and uniform feel.
【表】
実施例４〜６、比較例３
ポリエチレンテレフタレートバインダ（複屈折
率はいずれも0.008〜0.012）の単糸繊度を種々変
更した以外、実施例２と同様の方法によりカーデ
イング、カレンダ加工した。この結果を第２表に
示す。
単糸繊度が1.3デニールを越えると強力、引裂
強度が著しく低下することがわかる。[Table] Examples 4 to 6, Comparative Example 3 Carding and calendering were carried out in the same manner as in Example 2, except that the single fiber fineness of the polyethylene terephthalate binder (all birefringences were 0.008 to 0.012) was varied. The results are shown in Table 2. It can be seen that when the single yarn fineness exceeds 1.3 denier, the strength and tear strength decrease significantly.
【表】
実施例７〜12、比較例４〜７
ポリエチレンテレフタレートバインダの捲縮性
能を種々変更した以外、実施例２と同様の方法に
より、カーデイング、カレンダー加工した。この
結果を第３表に示す。
捲縮数が５〜13山／25mm、捲縮率／捲縮数の比
が0.3〜1.0の範囲内にある本発明のバインダを用
いて得られた不織布は強力、引裂強力ともに高
く、風合も良好で均一であることがわかる。[Table] Examples 7 to 12, Comparative Examples 4 to 7 Carding and calendering were carried out in the same manner as in Example 2, except that the crimp performance of the polyethylene terephthalate binder was variously changed. The results are shown in Table 3. The nonwoven fabric obtained using the binder of the present invention, which has a crimp number of 5 to 13 threads/25 mm and a ratio of crimp ratio to crimp number of 0.3 to 1.0, has high strength and tear strength, and has a good texture. It can be seen that the results are good and uniform.
【表】【table】
【表】【table】