JP3920157B2

JP3920157B2 - 極細繊維不織布の製造方法

Info

Publication number: JP3920157B2
Application number: JP2002166669A
Authority: JP
Inventors: 一博森島
Original assignee: Teijin Cordley Ltd
Current assignee: Teijin Cordley Ltd
Priority date: 2002-06-07
Filing date: 2002-06-07
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2022-06-07
Also published as: JP2004011061A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリエステル系重合体とポリアミド系重合体とからなる剥離分割型複合繊維を剥離分割処理し、極細繊維不織布を製造する方法に関するものである。さらに詳しくは、極細繊維不織布の製造に際し、該剥離分割型複合繊維の剥離分割性を大幅に改善する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、剥離分割型複合繊維を集積した後、ローラー加圧、機械的衝撃、打撃揉み、高圧水流衝撃などを与えてウェブを構成する複合繊維を各成分に分割し、極細化させてなる極細繊維不織布を製造する方法が種々検討されている。極細繊維不織布製造工程では、剥離分割型複合繊維の分割効率の向上が最も重要な課題であり、従来様々な提案がなされている。
【０００３】
例えば、特開平４−３００３５１号公報には、繊維形成性重合体Ａと、該重合体Ａに対し非相溶の繊維形成性重合体Ｂとよりなる分割二成分系複合連続単糸を開繊集積させた繊維集合体に、特殊な条件の高圧液体膜状流を作用させることにより、繊度０．０５〜０．８デニール（０．０５６〜０．８９ｄｔｅｘ）の割繊フィラメントよりなる長繊維不織布を製造する方法が開示されている。しかしながら、単に相互に非相溶の重合体を複合した剥離分割型複合繊維を用いるのみでは、このような特殊な条件の高圧液体膜状流を用いても、不織布内部まで均等に剥離分割を行うことが困難であり、また、このような剥離分割型複合繊維は、通常の分割処理条件下では分割率が充分に上がらず、剥離強度の低い極細繊維不織布となることが多いという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術を背景になされたもので、その目的は、通常の分割処理条件下でも、剥離分割型複合繊維を充分に剥離分割して極細繊維不織布を製造する方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、上記課題は「互いに非相溶である２種の繊維形成性重合体からなる剥離分割型複合繊維を剥離分割処理して極細繊維となし不織布を製造するに際して、一方の重合体がポリエステル系重合体であり、他方の重合体が吸水率１０重量％以上、３０重量％未満のポリアミド系重合体である剥離分割型複合繊維にニードルパンチ処理による絡合処理を施し長繊維集合体とし、次いで予め水を付与した後に分割処理して極細化することを特徴とする極細繊維不織布の製造方法」により達成されることを見出した。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態について詳細に説明する。
本発明で用いられる剥離分割型複合繊維は、繊維形成性ポリエステル系重合体と繊維形成性ポリアミド系重合体とから構成され、該ポリアミド系重合体が後述する吸水率の要件を満たすものであれば良い。
【０００７】
好ましく用いられるポリアミド系重合体としては、例えばナイロン−６、ナイロン−６６、ナイロン−６１０、ナイロン−１１、ナイロン−１２等のポリアミドをベースとした変性ポリアミドがあげられ、一方ポリエステル系重合体としては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリトリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート及びこれらを主成分とする共重合ポリエステル等があげられる。中でもナイロン−６系変性ポリアミド／ポリエチレンテレフタレートの組合わせが紡糸安定性、コスト等の面から好ましい。さらに本発明の目的を損なわない範囲内であれば、カーボンブラック、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、炭酸カルシウム、マイカ、金属微細粉、有機顔料、無機顔料等をポリアミド系重合体およびポリエステル系重合体のどちらへ添加してもよい。
【０００８】
剥離分割型複合繊維の複合断面形態としては、ポリエステル系重合体とポリアミド系重合体が交互に接合し、少なくとも一部分が繊維表面に到達している複合形態で、機械的処理等により各成分に剥離分割できるものであれば良い。なかでも、図１に示すような、互いに一方成分が他方成分によって所定数に区分され、放射状に配置された複合断面形態が好ましい。複合断面の区分数はポリエステル系重合体とポリアミド系重合体とを溶融後、紡糸口金内での流路数を変えることにより任意に設定可能である。２成分の区分数は分割後の単糸繊度を考慮して、４〜４８区分、より好ましくは８〜２４区分、の範囲に設定するのが望ましい。
【０００９】
上記剥離分割型複合繊維の一方成分の全体に対する複合割合は、該複合繊維の製糸性及び剥離分割性の面から３０〜７０重量％の範囲、特に４０〜６０重量％の範囲が適当である。かかる剥離型複合繊維全体の断面形状は、丸断面形状、多葉断面形状、多角形形状等任意であり限定する必要はないが、２〜１８％程度の中空部の存在は剥離分割性の面でより好ましい。
【００１０】
剥離分割処理後の単糸繊度は、０．０５〜０．６０ｄｔｅｘの範囲が極細繊維不織布として好ましい。単糸繊度が０．０５ｄｔｅｘ未満のものはポリエステル系重合体とポリアミド系重合体との複合紡糸を安定して行うのが難しい。単糸繊度が０．６０ｄｔｅｘを越えると、得られる不織布のカバーファクターが下がって表面斑が大きくなりやすく、不織布表面感触が硬くなるので好ましくない。
【００１１】
本発明では、このような複合断面をなすポリアミド系重合体として、吸水率が１０重量％以上３０重量％未満、好ましくは１２〜２０重量％のポリアミド系重合体（変性ポリアミド）を使用するとともに、剥離分割前の繊維集積体に予め水分を付与することが必要である。本発明でいう吸水率とはポリアミド系重合体を１１０℃、４時間乾燥した後の重量を測定し、次いで２０℃、６５％ＲＨの雰囲気中に２４時間放置した後の重量を測定して、両者の重量差を吸水量として重量１００分率で表記したものを指す。吸水率１０重量％以上３０重量％未満のポリアミド系重合体からなる複合断面成分は、吸水により膨潤し、ポリエステル系重合体との界面での剥離が容易となり、剥離分割効率が飛躍的に向上する。吸水率が１０重量％未満であると、ポリアミド系重合体からなる複合断面成分の吸水膨潤が不充分で剥離分割が充分促進されない。吸水率が３０重量％以上のポリアミド系重合体を使用すると、ポリエステル系重合体との複合紡糸時、断糸が多発し、安定して剥離分割型複合繊維を紡糸引き取りすることができない。
【００１２】
かかるポリアミド系重合体は、親水性を有する化合物をポリアミド系重合体に混合したり、共重合させる方法などで得ることができる。たとえば、ポリアルキレングリコールやポリアクリル酸を固体あるいは溶融状態でポリアミド系重合体と混合する、またはポリアルキレングリコールやアクリル酸、ナイアミン（３，６−ジオキサオクタミチレンジアミン）を共重合する方法が挙げられ、特に共重合されたポリアミド系重合体が好ましい。
【００１３】
本発明においては、上記の剥離分割型複合繊維を、スパンボンド法、又は、紡糸・延伸して一旦巻き取った延伸糸を高速の牽引流体により開繊しながら多孔補集面上にウエブとして捕集する等の公知の方法により、ウエブとなす。なかでも、口金より紡出された糸条を高速牽引し、補集ネット上に噴射・補集するスパンボンド法が、生産性の点から特に好ましい。ここで、高速牽引の速度としては、２０００〜８０００ｍ／分の範囲、特に３０００〜６０００ｍ／分の範囲が適当であり、紡糸口金から吐出された複合長繊維をエジェクターやエアサッカーなどにより上記範囲の速度にて高速牽引すればよい。高速牽引により細化された複合長繊維は、開繊されながら補集ネット上に補集される。その際、コロナ放電による帯電や接触帯電等の従来公知の方法により繊維を帯電させることが、より均一性に優れたウエブを得るためには好ましい。
【００１４】
該複合長繊維をネット上に補集する際、他の短繊維を混綿したり、他の長繊維を積層、混合することも可能である。混綿又は積層、混合される他の繊維素材としては、特に限定はされないが、例えば、レーヨン等の再生繊維、アセテート等の半合成繊維、ウール等の天然繊維、ナイロン−６、ナイロン−６６等のポリアミド繊維、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系繊維、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系繊維等から任意に１あるいは２種以上選択して使用することができる。もちろん繊維形状等も限定されず、２種以上の熱可塑性樹脂を組み合わせた芯鞘型複合繊維や剥離分割型複合繊維、その他断面形状を異形断面とした繊維等、任意のものを用いることができる。
【００１５】
このようにして得られた長繊維ウエブは、単独であるいは必要に応じて複数枚を積層して、必要に応じて予備的に熱接着し、一旦巻き取った後に、又は、連続してニードルパンチ処理等の交絡処理を施して、長繊維集合体とする。
【００１６】
本発明においては、上記のように必要に応じて交絡処理が施された長繊維集合体を処理し、該剥離分割型複合長繊維を分割極細化する必要があるが、その分割方法は、分割極細化が確実に遂行できる方法であれば任意であり、特に限定されず、また複数の方法を組合わせても構わない。例えば機械的な分割処理方法としては、ローラー間で加圧する方法、超音波処理を行なう方法、衝撃を与える方法、揉み処理をする方法を例示することができるが、これらの中で、シート状物打撃式揉み機による方法が最も効果的であり好ましい。なお、ここでいうシート状物打撃式揉み機とは、シートの厚み方向に剪断力を効率よく加えることができるものであり、剥離分割型複合繊維の分割極細繊維化を効率よく行なうことができる。高圧柱状水流処理や衝撃のみによる方法では、不織布の目付が大きい場合、他の分割極細繊維化の方法と組み合わせて用いれば分割極細繊維化の効率がよくなる。
【００１７】
本発明においては、上記剥離分割型複合繊維の分割極細繊維化に先立って、該長繊維集合体に予め水を付与することが必要である。水分の付与方法は、該長繊維集合体を水槽中へ浸漬したり、スプレーで水分を長繊維集合体表面に噴霧したりする等、従来公知の方法を採用すればよい。付与する水には該剥離分割型繊維の少なくとも一方成分を膨潤させる薬品が混合されていてもよい。なお、緻密化などを目的としている場合は、分割処理に引き続いて収縮熱処理を施すのが好ましいので、繊維の分割が遂行する前に熱がかかる分割処理方法は避けた方が好ましい。
【００１８】
かくして本発明の方法によれば、ポリエステル系重合体とポリアミド系重合体とからなる複合繊維を９０％以上の効率で各々の構成成分に剥離分割することが可能であり、極細繊維不織布を構成する繊維の単糸繊度を、０．０５〜０．６０ｄｔｅｘとすることができる。なお、本発明の方法で得られた不織布を構成する複合繊維は剥離分割が充分に進んでいるので、繊維同士の接触面積が大きく、引張応力に対し高い強度を有している。
【００１９】
【実施例】
以下、実施例により、本発明を更に具体的に説明する。なお、実施例における各項目は次の方法で測定した。なお、実施例中における各測定値は、特に断らない限り、５点の平均値である。
（１）ポリエステル系重合体固有粘度
ｏ−クロロフェノールを溶媒として使用し３５℃で測定
（２）ポリアミド系重合体固有粘度
ｍ−クレゾールを溶媒として３５℃で測定
（３）ポリアミド系重合体の吸水率
ポリアミド系重合体チップを１１０℃、４時間乾燥した後の重量を測定し、次いで２０℃、６５％ＲＨの雰囲気中に２４時間放置した後の重量を測定して、両者の重量差を吸水量として重量１００分率で表記した。
（４）複合繊維中空率
複合繊維の切断面を写真に撮り、２０個の断面について中空部と単繊維総断面との面積を測定し、単繊維総断面の面積に対する中空部の面積百分率（％）の平均値を中空率とした。
（５）剥離分割率
不織布の断面を２００倍に電子顕微鏡撮影し、１００本の繊維断面積を測定し、全体の面積と未分割（完全に分割していない、例えば、２個や３個程度に分割したものも含む）のフィラメントの断面積の差を全体面積に対する１００分率を剥離分割率とした。
（６）極細繊維の繊度
未分割の繊維の繊度を繊度測定器（ＳＥＲＣＨＣＯ．ＬＴＤ、型式ＤＣ−２１）にて試長２．５ｃｍ、荷重１ｇにて測定し、繊維断面を構成する分割数で除して求めた。
（７）引張強度
ＪＩＳＬ−１０９６法に準じ、幅５ｃｍ、長さ１５ｃｍの試料片をつかみ間隔１０ｃｍで把持し、定速伸長型引張試験機を用いて引張速度３０ｃｍ／分で伸長し、切断時の荷重値から引張強度を測定した。なお、不織布のたて（工程進行）方向およびよこ方向に各々引張試験を実施した。
（８）目付け
不織布を幅５０ｃｍ、長さ５０ｃｍの大きさに切り取り、重量を測定し、単位面積（１ｍ²）当たりの重さで表記した。
（９）試料の厚み
厚み測定器（株式会社大栄科学精器製作所製、「ＰＥＡＣＯＣＫモデルＨ」）を使用し、試料１ｃｍ²当たり１．７６４Ｎ（１８０ｇ）の荷重を加えた状態で測定した。
【００２０】
［実施例１〜２、比較例１〜２］
固有粘度０．６４のポリエチレンテレフタレートと各々表１に示すポリアミド系重合体とを、別々に乾燥後、２基のスクリュウ押出機を装備した複合紡糸設備にて各々溶融後、特開昭５４−３８９１４号公報記載の複合紡糸口金を使用し２つのポリマー流を合流させ、吐出量２ｇ／分・孔で吐出し、２５℃の冷却風で冷却後、エアーサッカー（エジェクター圧力３４３ｋＰａ（３．５ｋｇ／ｃｍ²））にて高速牽引し（紡糸引き取り速度４８００ｍ／ｍｉｎ相当）、−３０ｋＶで高電圧印加処理し、空気流と共に補集コンベアーの捕集ネット上に衝突させ、複合繊維束を開繊し、幅１ｍのウェブとした。複合繊維の断面は図１に示すように１６区分の多層貼合せ型断面となっており、各々表１に示す中空率を有していた。ポリエステル系重合体とポリアミド系重合体との成分重量比率は５２／４８、単糸繊度は４．１ｄｔｅｘ、であった。なお、本発明の範囲外である比較例１（ポリアミド系重合体としてＰＡ−Ｂ使用）では、複合紡糸時、断糸が多発して、安定して剥離分割型複合繊維を紡糸引き取りすることができなかった。
【００２１】
【表１】

【００２２】
得られたウェブを連続で上下１００℃のエンボスカレンダーロールにて軽く熱接着を行い、このウェブをクロスレイヤーにて１２層に積層し、ニードルパンチにて交絡処理を施し、水槽を通し水分を付加し、軽くマングルで絞った後、シート状物打撃式揉み機にて剥離分割化処理を行った。得られた不織布の特性を表２に示す。
【００２３】
【表２】

【００２４】
表２から明らかなように、実施例１、２では、高目付であっても効果的に分割極細繊維化が進み、高い強度を有し、柔らかな風合の極細繊維不織布が得られた。比較例２では、剥離分割が不織布内部まで進まず、低い剥離分割率となり、引張強度が低く、硬い風合いの極細繊維不織布が得られた。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、ポリエステル重合体とポリアミド系重合体とからなる複合繊維の剥離分割率を上げることが可能となり、優れた品位の極細繊維不織布を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の剥離分割型複合繊維の繊維断面を示した一模式図。
【符号の説明】
１：ポリアミド系重合体成分
２：ポリエステル系重合体成分

Claims

互いに非相溶である２種の繊維形成性重合体からなる剥離分割型複合繊維を剥離分割処理して極細繊維となし不織布を製造するに際して、一方の重合体がポリエステル系重合体であり、他方の重合体が吸水率１０重量％以上、３０重量％未満のポリアミド系重合体である剥離分割型複合繊維にニードルパンチ処理による絡合処理を施し長繊維集合体とし、次いで予め水を付与した後に分割処理して極細化することを特徴とする極細繊維不織布の製造方法。
分割処理が打撃式揉み機による方法である請求項１記載の極細繊維不織布の製造方法。