JPWO2018230386A1 - 低溶出性繊維及び繊維構造体 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明のオレフィン系樹脂は、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)あるいはこれらの共重合体を挙げることができる。具体的には、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリプロピレンとポリエチレンとの二元共重合体等を挙げることができる。
また、本発明のオレフィン系樹脂として、環状オレフィン系樹脂を挙げることができる。この環状オレフィン系樹脂は、環状オレフィン成分を共重合成分として含むものであり、かつ環状オレフィン成分を主鎖に含むオレフィン系樹脂であれば、特に限定されるものではない。例えば、環状オレフィンの付加重合体又はその水素添加物、環状オレフィンとα−オレフィンの付加共重合体又はその水素添加物等を挙げることができる。
本発明の樹脂の溶融粘度は、メルトフローレート(MFR)が3〜100の範囲であっても良く、繊維化工程性および繊維強度の観点からMFR5〜80の範囲が好ましく、10〜50の範囲がより好ましい。なお、上記のメルトフローレート(MFR)は、JIS K 7210「プラスチック?熱可塑性プラスチックのメルトマスフローレイト (MFR)及びメルトボリュームフローレイト (MVR) の試験方法」の規定に準拠して測定することで得られる。
本発明の繊維は、単繊維繊度が10dtex以下であることが好ましい。単繊維繊度はより好ましくは0.1dtex以上5dtex以下であってもよく、さらに好ましくは0.5dtex以上3dtex以下であってもよい。単繊維繊度を上記の範囲とすることで、水ろ過用フィルターやクリーンルーム用エアーフィルターなどで用いた場合に、繊維間の空隙が小さくなるため、フィルター性能を発揮しやすくなる。
本発明の繊維を湿式不織布または湿式水絡不織布、エアレイド製法の乾式不織布として使用する場合は、単繊維の平均繊維長は、1〜20mmであることが好ましく、より好ましくは2〜10mmである。平均繊維長が1mmより小さい場合、不織布製造過程で繊維の脱落に起因するネット目詰まりの発生や、繊維の絡みが弱くなることに起因するウェブの断布の発生等により、工程通過性を大幅に悪化させる可能性があるので好ましくない。また、平均繊維長が20mmより大きい場合、不織布製造工程において繊維が絡まり分散性が悪くなるため、得られる不織布の地合いが悪くなり好ましくない。
本発明の繊維の断面形状に関しても特に制限はなく、円形断面、中空断面、扁平断面、あるいは星型等の異型断面であってもかまわない。さらに、ここで用いられる繊維は、例えば、ショートカットファイバー、ステープルファイバー等の形態で用いてよく、不織布製造において適当な繊維形態を自由に選択することができる。
本発明においては、原料樹脂であるオレフィン系樹脂の熱重量測定における5%重量減少温度と、オレフィン系樹脂を含む繊維の5%重量減少温度の差が20℃以下である。そして、このように、5%重量減少温度の差を20℃以下に設定することにより、紡糸工程における加熱によるオレフィン系樹脂の劣化を抑制して、低分子量の不純物(有機物)の溶出を抑制することが可能になる。その結果、不純物の含有量が極めて低い繊維を得ることが可能になる。
本発明の紡糸方法としては、乾式紡糸法、湿式紡糸法、溶融紡糸法などが挙げられるが、特に溶融紡糸法が適している。本発明のオレフィン系樹脂を溶融したものをノズルから押出した後、冷却しながら捲取る方法で繊維を得ることができる。また、本発明の繊維を得る際に、紡糸で得た繊維を、後工程で延伸してもよい。
上述のごとく、本発明の繊維は、低分子量の不純物の含有量が極めて低いという優れた特性を有するため、水ろ過用フィルターやクリーンルーム用エアーフィルター等のフィルターや、薬品包装材、検査容器等の医療用繊維構造体に好適に使用できる。
本発明の繊維構造体の厚さは、0.1〜10mmの範囲であってもよく、フィルター、または医療用繊維構造体として使用する場合の加工のしやすさの観点から、0.5〜8mmの範囲が好ましく、1〜5mmの範囲がより好ましい。なお、上記の厚さは、JIS L 1096「織物及び編物の生地試験方法」、またはJIS L 1913「一般不織布試験方法」の規定に準拠して測定することで得られる。
本発明の繊維構造体の目付は、5〜1000g/m2の範囲であっても良く、フィルター、または医療用繊維構造体として使用する場合の加工のしやすさの観点から、10〜500g/m2の範囲が好ましく、30〜200g/m2の範囲がより好ましい。なお、上記の目付は、JIS L 1096「織物及び編物の生地試験方法」、またはJIS L 1913「一般不織布試験方法」の規定に準拠して測定することで得られる。
本発明の繊維構造体の通気度は、0.5〜500cm3/cm2/秒の範囲であってもよく、フィルターとして使用する場合の通気性確保と捕集効率向上の観点からは10〜300cm3/cm2/秒の範囲が好ましく、20〜200cm3/cm2/秒の範囲がより好ましい。なお、上記の通気度は、JIS L 1096「織物及び編物の生地試験方法」の規定に準拠して測定することで得られる。
<繊維の作製>
ガラス転移温度が78℃であり、MFRが32である環状オレフィン系共重合体(ポリプラスチックス社製、商品名:TOPAS8007S−04)を、押出機内、及び配管内を窒素パージした状態で、押出機温度及び配管温度を270℃に設定して溶融押出しし、孔径0.12mmのノズルより吐出して、速度1500m/分で捲き取り、環状オレフィン系共重合体からなる本実施例の繊維(単繊維繊度3.3dtex)を得た。
熱重量分析装置(株式会社リガク製、商品名:TG−DTA熱分析装置サーモプラス2)を用いて、加熱過程における環状オレフィン系共重合体(原料樹脂)および作製した繊維の重量変化を窒素雰囲気下で測定した。
作製した繊維1gを純水100mlに入れ、25℃で24時間静置して、抽出液を作製した。次に、この抽出液をTOC(Total Organic Carbon)測定装置(東レエンジニアリング株式会社製、商品名:TOC150)によりTOC値(mg/L)を測定し、繊維から溶出した有機物の量とした。以上の結果を表1に示す。
原料樹脂として、ガラス転移温度が138℃であり、MFRが14である環状オレフィン系共重合体(ポリプラスチックス社製、商品名:TOPAS6013S−04)を、押出機内、及び配管内を窒素パージした状態で、押出機温度及び配管温度を280℃に設定して溶融押出しし、孔径0.12mmのノズルより吐出して、速度1500m/分で捲き取り、環状オレフィン系共重合体からなる本実施例の繊維(単繊維繊度1.7dtex)を得た。
押出機温度及び配管温度を300℃に設定して溶融押出ししたこと以外は、実施例2と同様にして、繊維(単繊維繊度1.7dtex)を作製した。その後、上述の実施例1と同様にして、5%重量減少温度を測定し、溶出性評価を行った。以上の結果を表1に示す。
ガラス転移温度が138℃であり、MFRが14である環状オレフィン系共重合体(ポリプラスチックス社製 TOPAS6013S−04)を鞘成分とし、ポリエチレンテレフタレートからなる熱可塑性重合体を芯成分として、複合紡糸装置を用いて、装置内を窒素パージした状態で、丸断面口金にて、紡糸温度300℃、複合比率(環状オレフィン系共重合体/ポリエチレンテレフタレート)=50/50(重量比)で芯鞘型に接合して紡出した。紡出した糸条を冷却固化した後、引取ローラーを介してボビンに捲き取り、本実施例の芯鞘型構造を有する繊維(単繊維繊度2.0dtex)を得た。
原料樹脂として融点が161℃であり、MFRが20であるポリプロピレン(プライムポリマー社製、商品名:Y2005GP)を、押出機内、及び配管内を窒素パージした状態で、押出機温度及び配管温度を300℃に設定して溶融押出ししたこと以外は、実施例1と同様にして、繊維(単繊維繊度3.3dtex)を作製した。その後、上述の実施例1と同様にして、5%重量減少温度を測定し、溶出性評価を行った。以上の結果を表1に示す。
押出機温度及び配管温度を450℃に設定して溶融押出ししたこと以外は、実施例1と同様にして、繊維(単繊維繊度3.3dtex)を作製した。その後、上述の実施例1と同様にして、5%重量減少温度を測定し、溶出性評価を行った。以上の結果を表1に示す。
押出機温度及び配管温度を310℃に設定して溶融押出しするとともに、窒素パージを行わなかったこと以外は、実施例2と同様にして、繊維(単繊維繊度1.7dtex)を作製した。その後、上述の実施例1と同様にして、5%重量減少温度を測定し、溶出性評価を行った。以上の結果を表1に示す。
Claims (6)
- オレフィン系樹脂を含む繊維であって、前記オレフィン系樹脂の熱重量測定における5%重量減少温度と前記繊維の5%重量減少温度の差が20℃以下であることを特徴とする繊維。
- 前記オレフィン系樹脂が環状オレフィン系樹脂であることを特徴とする請求項1に記載の繊維。
- 前記繊維の表面の全部、または一部が前記オレフィン系樹脂であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の繊維。
- 前記繊維が芯鞘型複合繊維、海島型複合繊維、または並列型複合繊維であることを特徴とする請求項3に記載の繊維。
- 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の繊維からなる繊維構造体。
- 前記繊維構造体がフィルター、または医療用繊維構造体であることを特徴とする請求項5に記載の繊維構造体。
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