JPH04214411A

JPH04214411A - ポリオレフィン系親水性不織布

Info

Publication number: JPH04214411A
Application number: JP3013740A
Authority: JP
Inventors: Yosuke Takai; 庸輔高井
Original assignee: Daiwabo Create Co Ltd
Current assignee: Daiwabo Create Co Ltd
Priority date: 1990-03-26
Filing date: 1991-01-12
Publication date: 1992-08-05
Anticipated expiration: 2012-10-15
Also published as: JP2662466B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特定のエチレン共重合
体を複合繊維の表層に用い、芯成分としてポリプロピレ
ンを用いた熱接着性複合繊維、及びこれを少なくとも一
部用いた不織布に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリオレフィン繊維は化学的に安定な繊
維であり、その用途も不織布などとして広く一般的に用
いられているものである。また不織布に形成する際に、
繊維の一体性を向上するために熱接着性に優れた低融点
成分を用いることも一般的である。すなわち、芯成分に
ポリプロピレンを用い、鞘成分にポリエチレンなどの低
融点成分を用いた芯鞘複合繊維（コンジュゲート繊維）
として用いるのである。しかしながら、このような複合
繊維は一般的に親水性に乏しいという欠点があった。す
なわち、親水性を有する不織布は紙オムツ、除湿、消臭
用のエアフィルタ等に用いることができるが、現行のポ
リオレフィン繊維は官能基が無く、親水性を付与するこ
とは困難である。

【０００３】また親水性が要求される電池セパレータ用
不織布を代表例として挙げると、特開昭６３−３４８４
９号公報に記されたエチレン−ビニルアルコール共重合
体繊維を用いたものや特開昭５８−１７５２５６号、特
開昭６４−５７５６８号、特開平１−１３２０４３号及
び特開平１−１３２０４４号公報、ＥＰＣ公開第０３１
６９１６Ａ２号（１９８９年５月２４日）などにみられ
るポリエチレン繊維或いはポリプロピレン繊維をスルホ
ン化処理したもの等を使用する例がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
知例は熱接着性が好ましいものではなく、また親水性付
与という面においても好ましいものではなかったという
課題があった。

【０００５】本発明は、前記従来技術の課題を解決する
ため、熱接着性に優れ、また必要により効率よく所望の
スルホン基を導入でき親水性化できる特定構造のエチレ
ン共重合体を複合繊維（コンジュゲート繊維）の表層に
用い、芯成分としてポリオレフィンを用いた熱接着性複
合繊維及び不織布を提供する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
、本発明の熱接着性複合繊維は、表層に位置しかつ相対
的に低融点である第１成分と、芯部に位置しかつ相対的
に高融点である第２成分とから少なくとも構成される熱
接着性複合繊維であって、前記第１成分は少なくとも−
［ＣＨ２　−ＣＨ（ＣＯＯＲ）］−（ただしＣＯＯＲは
カルボキシル基またはエステルを示す。）で示されるユ
ニットを含むエチレン共重合体で形成され、第２成分は
融点が２５０℃未満のポリオレフィンで形成されてなる
ことを特徴とする。

【０００７】前記構成においては、第１成分の融点（Ｔ
ｍ１　、単位：℃）が、７０＜Ｔｍ１　＜１３０のアク
リル酸及び／又はマレイン酸のエチレンカルボン酸０．
５〜２５重量％、アクリル酸エステル０〜２４．５重量
％で、これらの合計が０．５〜２５重量％であるエチレ
ンカルボン酸系モノマーと、エチレン９９．５〜７５重
量％とからなるエチレン共重合体であり、第２成分の融
点（Ｔｍ２　、単位：℃）が、Ｔｍ１　＋２０＜Ｔｍ２
　＜２５０のポリオレフィンであり、かつ第１成分が繊
維表面の３０％以上を占めてなることが好ましい。

【０００８】また本発明の不織布は、前記した複合繊維
、または前記複合繊維を３０重量％以上とその他の繊維
が混合されてなり、前記複合繊維の第１成分が熱接着成
分であることを特徴とする。

【０００９】

【作用】前記本発明の複合繊維の構成によれば、表層に
位置しかつ相対的に低融点である第１成分と、芯部に位
置しかつ相対的に高融点である第２成分とから少なくと
も構成される熱接着性複合繊維であって、前記第１成分
は少なくとも−［ＣＨ２　−ＣＨ（ＣＯＯＲ）］−（た
だしＣＯＯＲはカルボキシル基またはエステルを示す。）で示されるユニットを含むエチレン共重合体で形成さ
れ、第２成分は融点が２５０℃未満のポリオレフィンで
形成されてなるので、熱接着性に優れる。また必要な場
合は、スルホン基を導入し繊維表面に親水性を付与でき
る。

【００１０】次に、第１成分の融点（Ｔｍ１　、単位：
℃）が、７０＜Ｔｍ１　＜１３０のアクリル酸及び／又
はマレイン酸のエチレンカルボン酸０．５〜２５重量％
、アクリル酸エステル０〜２４．５重量％で、これらの
合計が０．５〜２５重量％であるエチレンカルボン酸系
モノマーと、エチレン９９．５〜７５重量％とからなる
エチレン共重合体であり、第２成分の融点（Ｔｍ２　、
単位：℃）が、Ｔｍ１　＋２０＜Ｔｍ２　＜２５０のポ
リオレフィンであり、かつ第１成分が繊維表面の３０％
以上を占めてなるという本発明の好ましい構成によれば
、接着性とスルホン基を導入し繊維表面の親水性付与に
とって好ましい。

【００１１】次に、前記した複合繊維、または前記複合
繊維を３０重量％以上とその他の繊維が混合されてなり
、前記複合繊維の第１成分が熱接着成分であるという本
発明の不織布の構成によれば、熱接着性に優れかつ必要
な場合スルホン基を導入して親水性を付与し得る不織布
とすることができる。

【００１２】

【実施例】本発明は、−［ＣＨ２　−ＣＨ（ＣＯＯＲ）
］−（ただしＲはＨ，アルキル基、シクロアルキル基、
アリル基、などの有機基を示す）で示されるユニットを
エチレンと共重合すると、熱接着性に優れること、及び
カルボン酸と結合している第３級炭素がスルホン化する
のに容易なことを見いだしたものである。そしてスルホ
ン化されたポリエチレン共重合体繊維は耐酸性、耐アル
カリ性と親水性を合わせ持っていることを見い出した。

【００１３】本発明の複合繊維の第１成分の一例である
ビニル或いはビニレンのカルボン酸及びカルボン酸エス
テルからなるエチレンカルボン酸モノマーとエチレンと
の共重合体は融点が１３０℃未満と低く、自己接着性が
強い。この第１成分を表面に３０％以上持つ本発明の複
合繊維は不織布用の熱接着性繊維として有利である。エ
チレンカルボン酸モノマーの含有量が第１成分中に２５
重量％以上添加されるとポリマーのペレットの圧着と繊
維間の融着が著しく紡糸工程でトラブルの原因になる。また、１重量％未満の場合は後に目的とする不織布の接
着性が不充分になる。エチレンカルボン酸モノマーがこ
の範囲内にある第１成分は融点（Ｔｍ１　℃）が７０＜
Ｔｍ１　＜１３０の範囲内にあって、２６０℃以上の温
度下では分解反応を生じやすい。従って、複合繊維の支
持体成分である第２成分は２６０℃以下好ましくは２５
０℃未満で紡糸可能でなければならない。

【００１４】また、第１成分を溶融させて熱接着成分と
するとき、第２成分は熱的に安定でなければならないが
、そのため第２成分の融点（Ｔｍ２　℃）は第１成分の
融点（Ｔｍ１　℃）より２０℃以上高いことを要する。

【００１５】第２成分のポリオレフィンとしてはポリプ
ロピレンのホモポリマー、コポリマー、ポリメチルペン
テン−１のコポリマーが好ましい。また、第１成分の融
点より２０℃以上高い融点を示す高密度ポリエチレンや
ポリブテン−１のコポリマーも用いることができる。

【００１６】複合繊維は熱接着性繊維として用いるため
、第１成分が繊維表面の３０％以上を占めている必要が
あり、好ましくは７０％以上を占める並列型か、第１成
分が全繊維表面を占める鞘芯型が良い。

【００１７】このような本発明の複合繊維は単独で、あ
るいは他の繊維（パルプ、レーヨンなどのセルロース系
繊維、ポリエステル繊維など）と混綿して熱処理をする
ことにより熱接着不織布にすることができる。そしてこ
の不織布は、必要な場合、複合繊維の第１成分によって
容易にスルホン化でき、これによって親水性化できる。

【００１８】即ち、第１成分に含まれているカルボキシ
ル基を側鎖にもつエチレン共重合体は、カルボキシル基
が結合している主鎖の第３級炭素の部分にスルホン基が
導入できる。スルホン化反応は不織布を発煙硫酸、濃硫
酸、硫酸、三酸化硫黄ガスまたはクロルスルホン酸等で
処理する。

【００１９】このようにして得られる本発明の不織布の
発明は、前記の複合繊維を３０重量％以上含むポリオレ
フィン系繊維で構成され、前記複合繊維の第１成分を熱
接着成分とする不織布である。

【００２０】複合繊維は少なくとも３０重量％あれば不
織布の形状を保つだけの接着強力が得られる。他の混綿
するポリオレフィン系繊維は、複合繊維の第２成分の融
点と同等以上の融点を持っているもので、例えばポリプ
ロピレン、ポリメチルペンテン−１、高密度ポリエチレ
ンのホモポリマー或いはコポリマーである。不織布形成
は、これらのステープルファイバーを常法によりカード
やランダムウェバーでウェブとし、これを押圧しつつロ
ール加熱する方法や、短カット繊維を抄造法により抄紙
して熱処理する。熱接着加工温度は複合繊維の第１成分
の軟化点より高くかつ第２成分及び混綿する他のポリオ
レフィン系繊維の融点より低い温度である。

【００２１】本発明の不織布はこのような方法で作られ
る不織布、紙、フェルトなどであって、更にこれらをス
ルホン化処理して親水性を付与することも可能である。これにより、優れた吸水性、吸湿性、保水能力、耐久性
を有している。

【００２２】不織布中の複合繊維の鞘成分中に含まれる
カルボキシル基が付加したエチレンカルボン酸は、０．
４〜２０モル％の範囲が好ましい。また上記不織布のス
ルホン化処理は複合繊維の第１成分に於けるカルボキシ
ル基が結合する主鎖の第３級炭素原子（不斉炭素）が電
子吸引性を有するカルボキシル基の感応効果（Ｉ効果）
により電子密度は減少状態にあり、スルホン基の置換反
応性は単なるポリエチレンやポリプロピレンに比較して
増大するものと推測される。

【００２３】また低温度域での反応が可能であるため、
作業性もよく、加工装置の損傷及び繊維強度の劣化等を
きたすことなく、効率よく極めて再現性に優れた処理方
法を見出したものである。スルホン化処理後の水洗液は
アルカリ金属等の陽イオンを含まないもので行う。特に
スルホン化度の高いものの水洗は注意を要する。

【００２４】以下具体的実施例を用いて説明する。なお
本発明は下記の実施例に限定して解釈されるものではな
い。

【００２５】実施例１〜５鞘成分として表１に示すエチレン共重合体を、芯成分と
してＭＦＲ（メルトフロー値）が３０ｇ／１０分（温度
２３０℃）のポリプロピレンを用いて、鞘成分と芯成分
の複合比を４０：６０とした複合繊維を、紡糸温度２６
０℃で溶融紡糸した。紡糸後、６０℃の温水中で２．３
倍に延伸した。これらの繊維に機械捲縮を付与し５１ｍ
ｍ長に切断した。また機械捲縮を付与せず５ｍｍ長に切
断し、抄紙用短カット繊維とした。鞘成分の組成と得ら
れた繊維の強伸度を表１に示す。

【００２６】比較例１〜３比較例１において鞘成分にエチレン比の少ないエチレン
共重合体、ポリエチレン及びポリプロピレンを各々用い
たほかは実施例１と同様にして複合繊維を紡糸した。鞘
成分の組成と得られた繊維の強伸度を表１に示す。

【００２７】　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　表１　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　実　　　　　　施　
　　　　　例　　　　　　　　　　比較実施例　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１　　
　　２　　　　３　　　　４　　　　５　　　　１　　
　　２　　　　３鞘成分　　　　共重合成分濃度（重量％）　　　　アクリル酸　　　　　　　　　　　　４　　　
　４　　　　７　　２２　　　　５　　３０　　　　−
　　（＊１）　　　　メチルアクリレート　　　　−　
　　　−　　　　−　　　　−　　１５　　　　−　　
　　−　　　　エチレン　　　　　　　　　　　　９６
　　９６　　９３　　７８　　８０　　７０　　　１０
０　　Ｖｉｃａｔ　軟化点（℃）　　　　　８５　　８
５　　８４　　５０　　５６　　４５　　　１２０　　
　　−　　融点（℃）　　　　　　　　　　　　　９９
　　９９　　９７　　８５　　８６　　７５　　　１３
０　　　１６３　　Ｍｌ（１９０℃２１６９ｇ　　　　　　　　　加重）ｇ／１０　分　　　　１４　　
１４　　１４　　　３００　　１０　　　３００　　１
５　　　　−繊維特性　　繊　　度　　（Ｄ）　　　　　　　　　２．０　　
　３．０　　　３．１　　　３．２　　　３．２　　（
＊２）　　　２．０　　　２．０　　破断強度（ｇ／Ｄ
）　　　　　　　　　　３．１　　　３．２　　　２．
８　　　２．５　　　３．０　　　　　　　　　２．５
　　　６．５　　破断伸度（％）　　　　　　　　４０
　　４５　　５０　　６０　　５０　　　　　　　　７
０　　４０（備考）表１中　　＊１：ポリプロピレンを
使用。＊２：融着して繊維化できず。

【００２８】表１から明らかな通り、本発明の実施例の
ものは紡糸性がよくまた低融点で、熱接着性に優れてい
ることがわかる。

【００２９】実施例６〜１１実施例１、４で得られた繊維をローラーカードでウェブ
として１２０℃の熱風貫通型加工機で鞘成分を溶融し、
繊維間を熱接着させて目付４０ｇ／ｍ２　の不織布を得
た。また短カット繊維を抄紙し、温度１１０℃で乾燥し
て、坪量２０ｇ／ｍ２　の紙を得た。不織布、紙の混綿
の割合及び強度を表２に示す。

【００３０】比較例４、５繊維製造例４の繊維を２０％
、比較例３の繊維を８０％からなる不織布を実施例１と
同様にして製造した。また、比較例２の繊維１００％の
不織布と紙を各々製造した。得られた不織布、紙の強度
を表２に示す。

【００３１】　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　表２　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　実　　　　　　
施　　　　　　例　　　　　　　　　　　　比　　較　
　例　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　６　　　　７　　　　８　　　　９　　　　１０
　　　　１１　　　　４　　　　５混綿混抄率（重量％
）　　　　　　実施例１の繊維　　　　　１００　　　　
５０　　　　　　実施例４の繊維　　　　　　　　　　
　　　　　　　１００　　　　５０　　　　５０　　　
　３０　　　　２０　　　　　　比較例２の繊維　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　５０　　　　　　　　　　　　　　　１００　　　
　　　比較例３の繊維　　　　　　　　　　　　５０　
　　　　　　　　　５０　　　　　　　　　　７０　　
　　８０熱接着加工温度（℃）　　　　　１２０　　　
１２０　　　１２０　　　１２０　　　１２０　　　１
２０　　　１２０　　　１２０不織布性能　　　　　　裂断長（縦）Ｋｍ　　　　　２．１　　　
１．５　　　２．６　　　１．８　　　１．９　　　１
．３　　　１．２　　接着　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　せず　　　　　　裂断長（横）Ｋｍ　　　　　０
．８　　　０．６　　　１．１　　　０．７　　　０．
７　　　０．５　　　０．３　　同上紙性能　　　　　　裂断長（縦）Ｋｍ　　　　　１．９　　　
　−　　　２．１　　　　−　　　　−　　　　−　　
　　−　　同上　　　　　　裂断長（横）Ｋｍ　　　　
　１．２　　　　−　　　１．５　　　　−　　　　−
　　　　−　　　　−　　同上なお、上記実施例６〜１
１、比較例４〜５の不織布の強力は次のようにして測定
した。巾５０ｍｍ、つかみ長１００ｍｍ試料を引っ張り
、速度３００ｍｍ／分で破断強力（ｇ）を測定し、下記
の式より算出される裂断長で表す。裂断長（Ｋｍ）＝引
っ張り破断強力（ｇ）／｛５０×目付（ｇ／ｍ２）｝以
上、表２から明らかな通り、本発明の実施例のものは熱
接着性に優れ、不織布性能（裂断長）に優れていること
が確認できた。

【００３２】以上説明した通り本発明の実施例によれば
、−［ＣＨ２　−ＣＨ（ＣＯＯＲ）］−で示されるユニ
ットを含むエチレン共重合体を複合繊維の表層に用い、
芯成分としてポリプロピレンなどのポリオレフィン繊維
を芯成分に用いることにより、熱接着性に優れた複合繊
維及び不織布とすることができる。更に、必要により、
発煙硫酸や濃硫酸などで処理すれば容易にスルホン基を
導入でき、−［ＣＨ２　−Ｃ（ＳＯ３　Ｈ）（ＣＯＯＨ
）］−で示されるユニットを含むコポリマーとすること
ができ、これにより優れた親水性を付与できる。たとえ
ば、実施例６の不織布を温度２５℃の発煙硫酸に１０分
間浸潰した後水洗し、６０℃の乾燥機中で１時間乾燥し
、スルホン化処理した。この不織布を水面に落としたと
ころ全く撥水性を示さず、たちまち全体が浸潤した。な
お、同時にスルホン化処理前の不織布を水面に落とした
が、こちらは全面に著しい撥水性を示し、１０分後も不
織布表面は湿らなかった。また、前記実施例１〜１１の
複合繊維及び不織布を用いて、実施例１２と同様のスル
ホン化処理したところ、鞘成分に容易にスルホン基を導
入することができた。また濃硫酸によってもスルホン基
を導入できた。

【００３３】なお本発明の複合繊維は前記した不織布以
外に、織物、編み物、フィラメント繊維、紡績糸、メル
トブロー不織布等にも広く応用することができる。

【００３４】

【発明の効果】本発明の複合繊維は不織布用の熱接着繊
維として使用すれば、ポリオレフィン系繊維のみでなく
他の繊維に対しても充分な強力を発揮することができる
。特に、パルプやレーヨンの様なセルロース系繊維及び
ポリエステル繊維などにもよく接着する。

【００３５】さらに金属（鉄、クロム、アルミ等）とも
接着するので金属と繊維の接着に利用できる。また比較
的低融点でポリエチレンの融点より低い温度で熱接着で
きるので不織布製造上の熱処理が容易であるという特徴
がある。更にこの複合繊維はスルホン基を導入できるの
で、親水性やアンモニア及びアミン等アルカリ性ガス化
学的に除去する機能を持たせることができる。その不織
布は紙オムツ、除湿、消臭用のエアフィルタ等に用いる
ことができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　表層に位置しかつ相対的に低融点であ
る第１成分と、芯部に位置しかつ相対的に高融点である
第２成分とから少なくとも構成される熱接着性複合繊維
であって、前記第１成分は少なくとも−［ＣＨ２　−Ｃ
Ｈ（ＣＯＯＲ）］−（ただしＣＯＯＲはカルボキシル基
またはエステルを示す。）で示されるユニットを含むエ
チレン共重合体で形成され、第２成分は融点が２５０℃
未満のポリオレフィンで形成されてなることを特徴とす
る熱接着性複合繊維。
【請求項２】　　第１成分の融点（Ｔｍ１　、単位：℃
）が、７０＜Ｔｍ１　＜１３０のアクリル酸及び／又は
マレイン酸のエチレンカルボン酸０．５〜２５重量％、
アクリル酸エステル０〜２４．５重量％で、これらの合
計が０．５〜２５重量％であるエチレンカルボン酸系モ
ノマーと、エチレン９９．５〜７５重量％とからなるエ
チレン共重合体であり、第２成分の融点（Ｔｍ２　、単
位：℃）が、Ｔｍ１　＋２０＜Ｔｍ２　＜２５０のポリ
オレフィンであり、かつ第１成分が繊維表面の３０％以
上を占めてなる請求項１記載の熱接着性複合繊維。
【請求項３】　　請求項１または２記載の複合繊維、ま
たは前記複合繊維を３０重量％以上とその他の繊維が混
合されてなり、前記複合繊維の第１成分が熱接着成分で
ある不織布。