JPH0811860B2 - 不織布及びその製造方法 - Google Patents

不織布及びその製造方法

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JPH0811860B2
JPH0811860B2 JP63086579A JP8657988A JPH0811860B2 JP H0811860 B2 JPH0811860 B2 JP H0811860B2 JP 63086579 A JP63086579 A JP 63086579A JP 8657988 A JP8657988 A JP 8657988A JP H0811860 B2 JPH0811860 B2 JP H0811860B2
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、フィルター、覆布及びマスクなどの素材と
して好適な不織布及びその製造方法に関し、さらに詳し
くは不織布を構成する繊維中に含まれる重金属及びオリ
ゴマー成分の溶出を低減した不織布及びその製造方法に
関する。
(従来の技術) 近年、不織布を素材としてフィルター等を作成する試
みが成されており、また特公昭59−124号公報及び特開
昭60−203267号公報では、フィルター効率を高めるため
に、極細繊維を用いて不織布を作成することが提案され
ている。
このように不織布を構成する繊維の径を、極細にする
技術としては、従来からフラッシュ紡糸法やメルトブロ
ー法等が提案されている。特に、メルトブロー法では、
比較的簡単な設備で極細繊維を用意に得ることができる
ので、従来より研究が成されている。このメルトブロー
法の技術は、Naval Research Laboratoryで開発された
もので、例えば、VAN A.WENTEによる“Superfine Therm
oplastic Fibers"Industrial Engineering Chemistry V
ol.48,No8.Augut1956に、メルトブロー法の基本技術が
開示されている。
このメルトブロー法等によって得られた極細繊維は、
従来の汎用繊維に比して単位重量当たりの表面積が格段
に増加しており、この極細繊維によって作成した不織布
を液体に浸漬した場合には、その液体との接触面積は極
めて大きいものとなる。
ところで、メルトブロー法は、溶融紡糸が可能なポリ
エステル等の高分子物質を溶融させ、この溶融樹脂をノ
ズルから吹き出すと同時に冷却することにより、極細繊
維を得るものである。上記合成繊維に成形される各種の
高分子物質の重合には、通常金属触媒が用いられるた
め、この金属触媒が繊維中に残渣として残留することに
なる。また、ポリエステルなど重縮合法によって製造さ
れる高分子物質には分子量分布があるため、オリゴマー
成分の残存は避けられないとされている。従って、上記
メルトブロー法によって得られた繊維中には、一般には
金属触媒とオリゴマー成分とが残留している。
このような繊維を用いて不織布を作成し、この不織布
を、例えばフィルターに使用した場合には、繊維中の金
属触媒とオリゴマー成分が液中に溶出するという問題が
ある。すなわち、繊維径を小さくするほど繊維内部から
外への上記溶出物の拡散移動距離が減少すると共に、繊
維と液との接触面積が増大することになるため、上記残
留物質の溶出量が増大する。従って、フィルター効率、
あるいは風合を高めるために繊維径を細くするにつれ
て、残留物質の溶出の対策に配慮しなければならない。
従来、残留物質を除去する技術として、例えば、特開
昭58−86797号公報には、クロロホルムあるいはジオキ
サンを用いて、ポリマー中のオリゴマー成分を除去する
技術が提案されている。
(発明が解決しようとする課題) ところが、上記公報にはポリマーに含まれるオリゴマ
ー成分の除去に関してのみ開示されており、この技術に
よって触媒残渣金属を除去することはできない。繊維中
に含有される重金属は、該重金属を洗浄可能な洗浄液で
処理することが考えられるが、この場合には重金属を除
去するために、別途洗浄除去工程が必要となり、生産性
に劣る欠点がある。
本発明は上記欠点を解決するものであり、その目的
は、繊維径を極めて小さくしたにもかかわらず、製造時
の繊維中に含まれる主に重合触媒に由来する重金属及び
オリゴマー成分の溶出量を実質的に検出されないか、若
しくはこれら残留物質の溶出量を大きく低減することが
できる不織布及びその製造方法を提供することにある。
本発明者らは、ポリエステル繊維等の合成繊維からの
溶出物の減少に関して、種々検討した結果、平均繊維径
0.1μm〜10μmの繊維からなる不織布用基材を、アセ
トン、ジオキサンなどの有機溶剤と水との混合液で、か
つ所定洗浄温度で洗浄処理することにより、上記溶出物
の顕著な減少を達成した不織布を得ることを見出した。
(課題を解決するための手段) 本発明の不織布は、平均繊維径が0.1〜10μmの繊維
にて形成される不織布であって、該繊維内部に含有する
重金属の含有量が、下記の溶出試験で15μgであり、か
つ該繊維内部に残留するオリゴマー成分の含有量が、下
記の溶出試験で紫外線吸光度0.1以下であることを特徴
としており、そのことにより上記目的が達成される。
重金属の溶出試験;不織布1.5gを約5mm角の細片とし
て、150mlの蒸留水中に浸漬し、この不織布を蒸留水に
充分濡らした上で、100℃・30分間の溶出処理を行う。
次に、得られた溶出液を室温まで冷却して試験液とし、
この試験液中の重金属を高周波プラズマ分光法で定量す
る。
オリゴマー成分の溶出試験;不織布1.5gを約5mm角の
細片として、150mlの蒸留水中に浸漬し、この不織布を
蒸留水に充分濡らした上で、70±5℃・1時間の溶出処
理を行う。次に、得られた溶出液を室温まで冷却した
後、蒸留水で減少分を補って150mlに調整し、試験液と
する。この試験液を層長10mmで波長220nmから350nmの吸
光度を測定する。
また、本発明の不織布の製造方法は、平均繊維径が0.
1〜10μmの繊維にて形成される不織布用基材を、有機
溶剤と水との混合液で洗浄する不織布の製造方法であっ
て、前記混合液中の有機溶剤対水の重量比が9:1〜0.3:1
であり、前記洗浄温度が50℃〜120℃であることを特徴
としており、そのことにより上記目的が達成される。
本発明で使用し得る繊維には、メルトブロー法等によ
って溶融紡糸が可能な樹脂が使用され得る。その樹脂に
は、例えば、ポリプロピレン、ナイロン、アクリロニト
リル、ポリエステルなどが挙げられる。また、繊維の合
成触媒としては、種々の重金属を用いることができる
が、ポリエステルの重合触媒としては、例えばアンチモ
ン化合物を用いることができる。
上記樹脂をメルトブロー法により平均繊維径が0.1〜1
0μmの繊維を得、この極細繊維を用いて不織布用基材
を作成し、この不織布用基材を洗浄液で洗浄処理するこ
とにより、本発明に係る不織布が得られる。ここで、不
織布用基材とは、前記極細繊維にて形成された不織布の
前駆体である綿状物あるいは洗浄処理前の不織布を意味
する。メルトブロー法によれば、繊維の平均繊維径が、
0.1〜10μmのものが得られるが、0.1μm未満の繊維で
も使用することができる。上記洗浄液は、有機溶剤と水
との混合液を用いるものである。有機溶剤は、繊維中の
オリゴマー成分(モノマーが存在する場合にはモノマー
も含め得る)を除去するものであり、有機溶剤として
は、例えば、ベンジルアルコール、フェノール、ジメチ
ルホルムアルデヒド、クロロホルム、トルエン、ジオキ
サン、アセトンなどが挙げられる。これらの有機溶剤
は、単独またはそれら有機溶剤の混合溶剤、あるいは上
記有機溶剤と他の有機溶剤との混合溶剤として使用する
ことができる。これらの有機溶剤で不織布用基材を洗浄
した後の、有機溶剤自身の毒性を考慮すると、アセト
ン、ジオキサンが好ましく、より好ましいのはアセトン
である。ジオキサンは優れた洗浄性を示すが、乾燥がア
セトンに劣る。従って、洗浄後の洗浄液の乾燥のし易さ
を考慮すると、アセトンが好ましい。
本発明では、これらの有機溶剤と水との混合液で不織
布用基材を洗浄する。混合液中の有機溶剤対水の重量比
は9:1〜0.3:1である。好ましくは9:1〜0.5:1、更に好ま
しくは3:1〜0.5:1である。この有機溶剤/水の値が重量
比で9より大きい混合液を用いる場合には、繊維中に含
まれるオリゴマー成分の溶出は充分に行われるものの、
繊維中に含まれる触媒残渣金属の溶出が不十分である。
逆に、有機溶剤/水の値が重量比で0.3より小さい混合
液を用いる場合には、繊維中に含まれる触媒残渣金属の
溶出は良くなるが、繊維中に含まれるオリゴマー成分の
溶出が不十分となる。
不織布用基材の洗浄は、洗浄効果を促進させるために
加熱することが有効である。洗浄温度は50℃以上120℃
以下で行う。洗浄温度が120℃を越えると、特にアセト
ンなどの低沸点溶剤を混合液の有機溶剤として用いた場
合に、洗浄容器の耐圧上取り扱いが難しくなり、かつ洗
浄後に得られる不織布の仕上がりが悪くなる。洗浄温度
が50℃未満の場合には、特に繊維中に含まれる合成触媒
に由来する残渣金属を溶出する効果が劣る。従って、不
織布用基材の洗浄温度は50℃〜120℃、望ましくは70℃
〜100℃である。この範囲の温度の混合液で不織布用基
材を洗浄処理する場合には、繊維中に含まれる金属及び
オリゴマー成分を効果的に溶出でき、これら溶出物を充
分低減することができると共に、得られる不織布の仕上
がりを良くすることができる。洗浄方法は不織布用基材
を上記混合液に浸漬する方法、あるいはポンプなどの液
体圧送装置を用いて、不織布用基材に混合液を当てるこ
とにより、不織布用基材内の混合液を強制的に移動させ
て新鮮な混合液と置換する方法、また混合液をシャワー
のようにして不織布にかける方法等のいずれでも採用す
ることができる。
このように不織布用基材を洗浄することによって得ら
れた不織布中に含まれる重金属及びオリゴマー成分の含
有量は、以下の方法で測定することができる。
重金属の溶出試験;不織布1.5gを約5mm角の細片とし
て、150mlの蒸留水中に浸漬し、この不織布を蒸留水に
充分濡らした上で、100℃・30分間の溶出処理を行う。
次に、得られた溶出液を室温まで冷却して試験液とし、
この試験液中の重金属を高周波プラズマ分光法で定量す
る。
オリゴマー成分の溶出試験;不織布1.5gを約5mm角の
細片として、150mlの蒸留水中に浸漬し、この不織布を
蒸留水に充分濡らした上で、70±5℃・1時間の溶出処
理を行う。次に、得られた溶出液を室温まで冷却した
後、蒸留水で減少分を補って150mlに調整し、試験液と
する。この試験液を層長10mmで波長220nmから350nmの吸
光度を測定する。
本発明により得られた不織布では、繊維内部に含有す
る重金属の含有量は上記溶出試験で15μg以下となり、
また繊維内部に残留するオリゴマー成分の含有量は、上
記の溶出試験で紫外線吸光度0.1以下となる。
(実施例) 以下に本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。
実施例1 触媒にアンチモン化合物を用いて製造され、固有粘度
が0.65であるポリエチレンテレフタレートを、メルトブ
ロー法により平均繊維径1.7μm(0.03d)、目付け40g/
m2の不織布用基材を作成した。次に、アセトン/水の割
合が8重量部/10重量部であり混合液50重量部に対し、
不織布用基材1重量部の割合で前記不織布用基材を円筒
密閉容器内に封入し、70℃のオイル浴中で6rpm・1時間
回転させることにより洗浄を行った。次に、このように
して洗浄処理した不織布を遠心脱液した後、55℃乾燥機
で12時間乾燥を行った。その後、得られた洗浄不織布の
溶出試験を上述した試験法に基づいて行った。その結
果、100℃の熱水による溶出アンチモンは、検出限界以
下であった。繊維中に残留したアンチモンは20μg/gで
あった。70℃水による溶出液の紫外線吸光度は0.03であ
った。
実施例2〜4 表1に示すように、洗浄液、洗浄温度及び繊維径を変
化させて不織布用基材を洗浄した以外は、実施例1と同
様にして洗浄不織布の溶出物試験を行った。その結果を
表1に示す。
従来例1 触媒にアンチモン化合物を用いて製造され、固有粘度
が0.65であるポリエチレンテレフタレートを、メルトブ
ロー法により平均繊維径1.7μm(0.03d)、目付け40g/
m2の不織布用基材を作成した。次に、この不織布を洗浄
処理しないで、その溶出物試験を上述した試験法に基づ
いて行った。結果は表1に示す通りであり、100℃の熱
水による溶出アンチモンは180μg、繊維中にはじめに
残留していたアンチモンは210μg/g、70℃水による溶出
液の紫外線吸光度は0.26であった。
従来例2 平均繊維径が3μm(0.1d)の繊維を用いた以外は、
従来例1と同様にして不織布の溶出物試験を行った。結
果は表1に示す通りであり、100℃の熱水による溶出ア
ンチモンは150μg、繊維中にはじめに残留していたア
ンチモンは210μg/g、70℃水による溶出液の紫外線吸光
度は0.26であった。
比較例1〜5 表1に示す平均繊維径の繊維にて形成される不織布用
基材を、表1に示す洗浄液及び洗浄温度で洗浄処理した
他は、実施例1と同様にして洗浄不織布の溶出物試験を
行った。その結果を表1に示す。
上表の結果から、平均繊維径0.1μm〜10μmの繊維
を有する不織布用基材を、有機溶剤対水の重量比が9:1
〜0.3:1の洗浄液を用い、かつ50℃〜120℃の洗浄温度で
洗浄処理することにより、繊維中に含まれる触媒に由来
する重金属及びオリゴマー成分を同時に溶出できること
が確認された。特に、アセトン、ジオキサンなどの有機
溶剤と水との混合液を用い、かつ所定温度で洗浄するこ
とにより、溶出物の顕著な減少を達成できることが分か
る。
(発明の効果) このように、本発明によれば、極細繊維中に含まれる
オリゴマー成分及び触媒残渣の重金属の溶出量を大きく
低減することができる。従って、繊維径を小さくするに
つれて上記溶出物が液中に多量に溶出してくるという問
題がなくなる。その結果、本発明の不織布は、フィルタ
ー性能に優れ、且つ重金属及びオリゴマー成分の溶出が
検出されないか、もしくは極めて少ないフィルターを初
め、覆布、マスク用素材などの安全性に優れた素材とし
て好適に使用し得る。
さらに、本発明の不織布の製造方法は、繊維中に残留
する重金属及びオリゴマー成分を同時に溶出させて、洗
浄不織布中に含有される溶出物を低減することができ
る。従って、重金属及びオリゴマー成分をそれぞれを別
々に洗浄除去する必要がなく、洗浄処理工程を低減でき
て生産性にも優れている。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】平均繊維径が0.1〜10μmの繊維にて形成
    される不織布であって、該繊維内部に含有する重金属の
    含有量が、下記の溶出試験で15μg以下であり、かつ該
    繊維内部に残留するオリゴマー成分の含有量が、下記の
    溶出試験で紫外線吸光度0.1以下であることを特徴とす
    る不織布。 重金属の溶出試験;不織布1.5gを約5mm角の細片とし
    て、150mlの蒸留水中に浸漬し、この不織布を蒸留水に
    充分濡らした上で、100℃・30分間の溶出処理を行う。
    次に、得られた溶出液を室温まで冷却して試験液とし、
    この試験液中の重金属を高周波プラズマ分光法で定量す
    る。 オリゴマー成分の溶出試験;不織布1.5gを約5mm角の細
    片として、150mlの蒸留水中に浸漬し、この不織布を蒸
    留水に充分濡らした上で、70±5℃・1時間の溶出処理
    を行う。次に、得られた溶出液を室温まで冷却した後、
    蒸留水で減少分を補って150mlに調整し、試験液とす
    る。この試験液を層長10mmで波長220nmから350nmの吸光
    度を測定する。
  2. 【請求項2】平均繊維径が0.1〜10μmの繊維にて形成
    される不織布用基材を、有機溶剤と水との混合液で洗浄
    する不織布の製造方法であって、前記混合液中の有機溶
    剤対水の重量比が9:1〜0.3:1であり、洗浄温度が50℃〜
    120℃であることを特徴とする不織布の製造方法。
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