エアレイド不織布用合成短繊維
空気開繊性が良好であり、かつ品質に優れたエアレイド不織布を製造するのに好適な合成短繊維は、０．１〜４５ｍｍの繊維長と１〜３０個の凹部を有する横断面形状を有し、この横断面形状において前記凹部の最大深さＤの、最大開口部幅Ｌに対する比Ｄ／Ｌが０．１〜０．５の範囲内にある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
本発明は、エアレイド不織布用合成短繊維に関するものである。更に詳しく述べるならば、空気開繊性が良好であり、品位に優れたエアレイド不織布を製造するのに好適なエアレイド不織布用合成短繊維に関するものである。
【背景技術】
近年、生活用品、衛生材料、医療品など分野で、不織布が多く使用されている。最近では、高速で生産でき、嵩高性、通気性、通液性に優れたエアレイド不織布の研究・開発が進められている。このようなエアレイド不織布として、取扱い性や力学特性などに優れたポリオレフィン系樹脂及びポリエステル系樹脂などの合成樹脂からなる短繊維を用いたものが多く提案されている（例えば、特許文献１等）。
エアレイド不織布用短繊維においては、高い空気開繊性を有することが重要であり、この特性の良否が得られるエアレイド不織布の品位を左右する。例えば、本発明者らの検討によれば、特許文献２に記載されているポリエチレンテレフタレート／高密度ポリエチレン芯鞘型複合繊維、及びポリプロピレン／高密度ポリエチレン芯鞘型複合繊維のように、繊維表面に高密度ポリエチレンからなる鞘層が露出しているエアレイド不織布用短繊維は、高い空気開繊性を有しており、このようなコンジュゲート短繊維から形成されたエアレイドウェブ中には、数十本の繊維が平行に揃って束を形成している未開繊繊維束及び、繊維が絡合して形成された毛玉などの欠点の生成が少なく、従来よりも改善されたウェブ品位を有する不織布を得ることができる。
しかしながら、前述の特許文献１などに記載されている短繊維及び特許文献２などに記載されているコンジュゲート繊維、すなわち高密度ポリエチレンからなる鞘成分を有するコンジュゲート繊維であっても、それが保有している水分単繊維繊度及び捲縮状態などの影響を受けて、ウェブ中に生ずる欠点の防止は、未だ不十分であって、得られる不織布の品質も不満足なものであった。
【特許文献１】ＷＯ９７／４８８４６号公報
【特許文献２】特開平１１−８１１１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、繊維を形成する合成重合体の種類、単繊維の繊度、捲縮状態及び含有水分率に格別の制限がなく、各種機能付与剤を表面付着させても、空気開繊性が良好であり、かつ品質に優れた不織布を製造するのに好適なエアレイド不織布用合成短繊維を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するため、短繊維の断面形状に着目し、鋭意検討を重ねた結果、その断面形状によっては、繊維の有する水分の影響を受けにくく、空気開繊性が良好で、品質に優れたエアレイド不織布を得ることができることを見出し、本発明に到達した。さらに本発明者らが検討を進めた結果、水分だけでなく、繊度、捲縮数、繊維を構成する樹脂の種類にも、開繊性を低下させる要因があることを見出したが、上記断面形状を適切に設計することによってそれらの問題も同時に解消できることを見出した。
本発明のエアレイド不織布用合成短繊維は、０．１〜４５ｍｍの繊維長を有する合成短繊維であって、この合成短繊維が１〜３０個の凹部を有する横断面形状を有し、前記横断面形状におけるＤ／Ｌ比〔但し、Ｄは、前記凹部の開口部を規定する１対の凸部に、その両方に接する接線を引いたとき、この接線と、前記凹部の底部との間の、前記接線に直角をなす方向に測定された距離の最大値を表し、Ｌは、前記接線と前記１対の凸部との２個の接点の間隔距離を表す〕
が０．１〜０．５の範囲内にあることを特徴とするものである。
本発明のエアレイド不織布用合成短繊維において、前記短繊維の水分含有率が、０．６質量％以上であるが、１０質量％を超えないことが好ましい。
本発明のエアレイド不織布用合成短繊維において、前記短繊維が５ｄｔｅｘ以下の繊度を有することが好ましい。
本発明のエアレイド不織布用合成短繊維において、前記短繊維が０〜５山／２５ｍｍ又は、１５〜４０山／２５ｍｍの捲縮数を有することが好ましい。
本発明のエアレイド不織布用合成短繊維において、前記短繊維の少なくとも１部分が、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、高圧法低密度ポリエチレン樹脂、線状低密度ポリエチレン樹脂及びエラストマー樹脂から選ばれた少なくとも１種により形成されていることが好ましい。
本発明のエアレイド不織布用合成短繊維は、短繊維表面に、前記短繊維質量に対して、０．０１〜１０質量％の付着量で付着している少なくとも１種の機能剤をさらに含んでいてもよい。
本発明のエアレイド不織布用合成短繊維において、前記機能剤が、消臭性機能剤、抗菌性機能剤、難燃性機能剤及び害虫忌避性機能剤から選ばれることが好ましい。
【発明の効果】
本発明の合成短繊維を用いると、従来の短繊維では、開繊が困難と思われる高い水分率を有する状態であっても、欠点が少なく品質に優れたエアレイド不織布を得ることができる。また、本発明の短繊維を用いると、この短繊維が、細い繊度、高い捲縮数、又は低捲縮数（無捲縮を含む）であっても、あるいは高摩擦の樹脂或は機能剤により表面が被覆されていても、開繊が容易であり、かつ品質の高い不織布を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の合成短繊維の断面形状の一例を示す説明図であり、図２−（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ非複合繊維製造用紡糸孔の形状を示す説明図であり、図２−（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれ図２−（ａ），（ｂ）及び（ｃ）に示された紡糸孔を用いて製造された非複合繊維の断面形状を示す説明図であり、
図３−（ａ），（ｂ），（ｃ）及び（ｄ）は、それぞれ、芯鞘型複合繊維製造用紡糸孔の形状を示す説明図であり、図３−（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）及び（Ｄ）は、それぞれ図３−（ａ），（ｂ），（ｃ）及び（ｄ）に示された、紡糸孔を用いて製造された芯−鞘型複合繊維の断面形状を示す説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
本発明のエアレイド不織布用合成短繊維は０．１〜４５ｍｍの繊維長を有し、かつその繊維軸に直角をなす横断面形状において、１〜３０個の凹部を有するものであって、この凹部の最大深さＤの最大開口幅Ｌに対する比Ｄ／Ｌは０．１〜０．５の範囲内にある。
図１は、本発明の短繊維の一例の横断面形状を示す説明図である。図１において、短繊維１は、３個の葉状凸部２ａ，２ｂ，２ｃと、これらの間に形成された３個の凹部３ａ，３ｂ，３ｃを有している。１個の凹部、例えば、凹部３ａの最大開口幅Ｌは、凹部３ａの開口部の両端部を規定する２個の凸部２ａ，２ｂの輪郭線に対して引かれた接線４と、２個の凸部２ａ，２ｂの輪郭線との接点４ａ，４ｂの距離をもって表される。また、凹部３ａの最大深さＤは、接線４に直角をなす方向において、接線４から凹部３ａの輪郭線との間の最大距離によって表される。他の凹部３ｂ，３ｃのＬ値及びＤ値は、前記と同様にして測定することができる。
本発明の短距離の横断面形状において、すべての凹部のＤ／Ｌ比値は、０．１〜０．５の範囲内にあることが必要である。
本発明の短繊維において、その繊維長が、０．１ｍｍ未満では、得られる不織布の機械的強度が不十分になり、或は短繊維の凝集による繊維塊を生じ開繊が困難になる。一方、本発明の短繊維の繊維長が４５ｍｍより大きいと、開繊性が不十分になる。本発明の短繊維の好ましい繊維長は１〜４５ｍｍの範囲内にあり、より好ましくは３〜４０ｍｍの範囲内にある。
また、本発明の短繊維の断面形状において、Ｄ／Ｌ比が０．１未満では、得られる不織布内の繊維間に形成される空間が小さくなり、隣接する繊維が互に密着に近い状態となり、水分をトラップする機能が低下するため、空気開繊性が不十分となる。このため、品質の高いエアレイド不織布を得ることができない。一方、Ｄ／Ｌ比が０．５を超えると、隣接する短繊維の凹部と凸部とが嵌合することがあり、空気開繊性が低下する。好ましいＤ／Ｌ比は、０．１５〜０．３５の範囲内にあり、より好ましくは０．２０〜０．３０の範囲内にある。
本発明の短繊維の横断面形状において、凹部の数は、繊維１本当り１個以上であれば上記効果を発揮することができ、その数が多ければより開繊性は良好となる傾向にあるが、それが３０個を超えるとＤ／Ｌ比を上記範囲内にすることが難しくなる。好ましい凹部の個数は、１繊維当り２〜２０個の範囲内にあり、より好ましくは３〜１０個の範囲内にある。
従来の短繊維では、水分含有率が高くなると、特に水分率が０．６質量％以上では、空気開繊性が悪くなり、不織布の品質が悪くなる。これに対して、本発明の短繊維では、水分率が高い状態においても空気開繊性が良好である。この原因は、短繊維同士の凝集を促す水分が繊維周面の凹部中にトラップされることにより、繊維表面に付着する水分量が低減されるためと推測される。ただし、水分率があまり高くなりすぎると、本発明の短繊維においても空気開繊性は不十分になる傾向にあり、短繊維の水分率は、０．６質量％以上であってもよいが、１０質量％以下の範囲内にあることが好ましく、より好ましくは３質量％以下である。
また、本発明者らは、本発明の短繊維では、上記のように水分率が高い場合だけでなく、繊度が小さい場合、捲縮数が高い場合及び低い場合、又は０の場合、及び繊維表面に高摩擦性の樹脂が存在する場合においても、空気開繊性を良好にすることができ、本発明の短繊維からは高品質のエアレイド不織布が得られることを見出した。
すなわち、従来の短繊維では、繊度が５ｄｔｅｘ以下、特に２．５ｄｔｅｘ以下では空気開繊が難しく、品位の高いエアレイド不織布が得られない。これに対し、本発明の短繊維では、繊維周面に適度な凹部が存在し、隣接する繊維との間に十分な空間が形成されるため、短繊維が密集していても、繊維間の空隙に空気流が流れ込みやすくなり、短繊維が十分に開繊されて品位の高いエアレイド不織布が得られる。ただし、あまり繊度が低すぎると本発明の短繊維であっても、空気開繊性が不十分になる傾向にあり、繊度は０．１〜５ｄｔｅｘの範囲内にあることが好ましく、特に、０．１〜２ｄｔｅｘの範囲内にあることがより好ましい。
さらに、従来の短繊維を開繊する場合、その捲縮数が、０〜５山／２５ｍｍの範囲内の、ノークリンプを含む低捲縮数領域にある場合、未開繊束が多発するという問題があり、一方、１５山／２５ｍｍ以上の高捲縮領域では、空気開繊中に、繊維の絡合による毛玉を生じやすいという問題がある。これに対して、本発明の短繊維では、前述の理由により空気開繊性が向上しており、未開繊束や毛玉の発生を減少でき、品位に優れたエアレイド不織布を得ることができる。したがって、本発明の短繊維では、低捲縮数領域を選択すれば、嵩のない平滑でフラットな不織布が得られ、一方、高捲縮数領域を選択すれば、嵩高で空隙率の高い不織布が得られる。いずれも、従来よりも未開繊束や毛玉状欠点が極めて少なく、品位に優れたものとなる。ただし、しかも、上記いずれの場合においても、捲縮数があまり大きくなりすぎると毛玉が発生しやすくなるため、高捲縮領域における捲縮数は１５〜４０山／２５ｍｍの範囲内が好ましく、より好ましくは１５〜３０山／２５ｍｍの範囲である。なお、上記の捲縮の形状は、ジグザグ型等の二次元捲縮、スパイラル型、オーム型等の立体捲縮等の何れであってもよい。
本発明の短繊維は、単一の樹脂からなるものであってもよく、或は、２種類以上の樹脂のそれぞれからなる領域を組み合わせて形成された複合繊維及び、ポリマーブレンド繊維であってもよいが、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、高圧法低密度ポリエチレン樹脂、線状低密度ポリエチレン樹脂、あるいは、エラストマー系樹脂のうち少なくとも１つが、短繊維表面の少なくとも一部を占めている短繊維であることが好ましく、このような短繊維において特に高い効果を発揮する。つまり、これらの樹脂からなる従来の短繊維は、繊維間の摩擦が高く、十分な開繊性が得られない。これに対して、本発明の短繊維では、その特定の断面形状によって、短繊維同士の接触面積が小さくなり、空気開繊中の繊維間の摩擦を小さくでき、空気開繊性を向上させ、品質の高いエアレイド不織布を得ることができる。
上記合成樹脂が繊維表面に存在する短繊維の形態としては、上記樹脂の１種からなる単一相繊維、前記樹脂の１種が、好ましくは、繊維の合計質量の５０質量％以上の含有量で他の樹脂と溶融混練されたポリマーブレンドから形成された繊維、前記樹脂の１種が鞘成分として配置されている芯鞘複合繊維、あるいは偏心芯鞘型複合繊維、前記樹脂の１種が海成分として配されている海島複合繊維、前記樹脂の１種が繊維表面に配されるよう複合化された並列型、多層型、セグメントパイ型等の複合繊維等が挙げられる。
本発明の短繊維に用いられるポリエステル系樹脂としては、（１）ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリヘキサメチレンテレフタレート、及びポリエチレンナフタレート等の芳香族ポリエステル類、（２）ポリ（α−ヒドロキシ酸）のようなポリグリコール酸又はポリ乳酸からなる重合体またはこれらの共重合体、（３）ポリ（ε−カプロラクトン）及びポリ（β−プロピオラクトン）から選ばれたポリ（ω−ヒドロキシアルカノエート）類、（４）ポリ−３−ヒドロキシプロピオネート、ポリ−３−ヒドロキシブチレート、ポリ−３−ヒドロキシカプロレート、ポリ−３−ヒドロキシヘプタノエート、ポリ−３−ヒドロキシオクタノエート、及びこれらとポリ−３−ヒドロキシバリレート又はポリ−４−ヒドロキシブチレートとの共重合体などから選ばれたポリ（β−ヒドロキシアルカノエート）類、（５）ポリエチレンオキサレート、ポリエチレンサクシネート、ポリエチレンアジペート、ポリエチレンアゼレート、ポリブチレンオキサレート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンアジペート、ポリブチレンセバケート、ポリヘキサメチレンセバケート、ポリネオペンチルオキサレートまたはこれらの共重合体などから選ばれた脂肪族ポリエステル類、並びに前記ポリエステル類（１），（２），（４），（５）に、イソフタル酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、及び５−ナトリウムスルホイソフタル酸のような金属スルホイソフタル酸などの１種以上を含む酸成分及び／又はエチレングリコール、ジエチレングリコール、１，３−トリメチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６ヘキサンジオール、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、ポリエチレングリコール、ポリトリメチレングリコール及び、ポリテトラメチレングリコールなどから選ばれた１種以上からなるグリコール成分を共重合したものなど、を例示できる。
また、本発明の短繊維に用いられるエラストマー樹脂として、ポリウレタン系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー等の熱可塑性エラストマーを用いることができる。
本発明の短繊維に用いられるポリプロピレン系樹脂としては、ホモポリプロピレン若しくはプロピレンを主成分とし、それと少量のエチレン、ブテン−１、ヘキセン−１、オクテン−１、若しくは４−メチルペンテン−１等のα−オレフィンとの結晶性共重合体を用いることができる。
さらに、本発明の短繊維に用いられるポリアミド系樹脂としては、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２などを用いることができる。
本発明の短繊維に用いられるその他の樹脂として、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高圧法低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、フッソ樹脂等が例示できる。
また、前述の繊維形成用合成樹脂には、必要に応じて、各種の添加剤、例えば、艶消し剤、熱安定剤、消泡剤、整色剤、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、蛍光増白剤、着色顔料などが添加されていてもよい。
本発明の短繊維は、例えば下記の方法によって製造することができる。
すなわち、上記の繊維形成性合成樹脂を、所望断面形状繊維製造用の紡糸口金から溶融吐出し、５００〜２０００ｍ／分で引き取り、未延伸フィラメント糸条を製造する。この際、単一のポリマー又はポリマーブレンドが用いられる場合は、これらの樹脂を溶融しこの樹脂溶融物を図２（ａ）及び（ｂ）で示す紡糸孔を有する紡糸口金から押し出すことにより図２（Ａ）及び（Ｂ）の横断面形状を有する繊維を得ることができる。図２−（Ａ）に示されている横断面形状を有する繊維は、図１に示された繊維横断面形状を有する繊維と同様に、３個の凹部を有するものであり、図２−（Ｂ）に示されている繊維横断面形状においては、１個の凹部が形成されている。これら図２−（Ａ）及び（Ｂ）の繊維は、いずれも単一種の繊維形成性合成樹脂又は２種以上の繊維形成性合成樹脂のブレンドから形成されたものである。また、芯鞘型複合繊維の場合は、２種類の樹脂を溶融し、この２種の樹脂溶融物をノズル孔前の円筒状ノズル内で芯鞘構造となるように合流させた後、図３の（ａ）〜（ｃ）のノズル孔を有する紡糸口金から押し出すことにより、それぞれ、図３の（Ａ）〜（Ｃ）に示された横断面形状を有する複合繊維を得ることができる。さらにこの溶融紡糸工程において、紡糸口金下で、フィラメント状溶融樹脂流に冷却風を吹き当てて、前記フィラメント状流を冷却固化する際に、冷却風のその風量及び冷却位置を適宜に調整することによって、得られる繊維の横断面形状におけるＤ／Ｌ比値を、０．１〜０．５の範囲内に調整することができる。得られた未延伸糸を、常温空気中、又は６０〜９５℃の温水中で１段あるいは多段延伸により、トータルで１．２〜５．０倍に延伸し、これに油剤を付与し、必要に応じて押し込みクリンパーなどを用いて捲縮を付与した後、所望の繊維長にカットすることにより本発明の短繊維を得ることができる。
図３−（Ａ）に示されている横断面形状を有する繊維は、芯部１１を形成する繊維形成性合成樹脂と、鞘部１２を形成する他の繊維形成性合成樹脂とから芯−鞘型複合繊維に構成されているものであって、３個の凹部が形成されている。図３−（Ｂ）に示されている横断面形状を有する繊維も、互に異種の、芯部１１形成用合成樹脂と鞘部１２形成用合成樹脂とから芯−鞘型複合繊維に構成されているものであり、１個の凹部が形成されている。図３−（Ｃ）に示されている横断面形状を有する繊維は、芯部１１を形成する合成樹脂と、鞘部１２を形成する合成樹脂とから芯鞘型複合繊維に構成されたものであって、８個の凹部を有している。
上記工程において、用いられる上記油剤の組成には、格別の制限はないが、好ましくは、開繊性を良好にするため、炭素原子数１０〜２０のアルキルリン酸アルカリ金属塩３０〜９０質量％と、ポリジメチルシロキサン及び／又はポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレングラフト重合ポリシロキサン１０〜７０質量％とを含む油剤を用いるのが好ましい。油剤付着率は０．０１〜５質量％であることが好ましい。油剤付着率が０．０１質量％未満であると、得られる短繊維からエアレイドウェブを形成する際に静電気が発生し易くなり、またそれが５質量％を超えると、繊維が互に付着して集束し易くなり、空気開繊性が悪化する。本発明の特定の異型断面形状を有する短繊維を用いると、繊維間接触面積が減少するので、短繊維の空気開繊性が、油剤による短繊維の摩擦特性変化による影響を受けにくくなるので、油剤に、親水性、撥水性、抗菌性、消臭性、芳香性、等の機能を付与する手段の多様性を拡大することが可能になる。
図２−（ｃ）及び図３−（ｄ）に記載の紡糸孔は、図２−（Ｃ）及び図３−（Ｄ）に記載の横断面形状を有する、従来の短繊維（比較例）の製造に用いられる。図２−（Ｃ）に示されている横断面形状は、円形であり、図３−（Ｄ）に示されている芯−鞘型横断面形状において、円形断面形状を有する芯部１１が円形断面形状を有する鞘部１２内に、配置されている。
上記本発明の短繊維からエアレイド不織布を成形するには、従来方法を用いることができる。本発明の短繊維を用いることにより品位の高いエアレイド不織布を得ることができる。具体的には、ウェブ１ｇ当りに含まれる、未開繊繊維束及び、直径５ｍｍ以上の毛玉の合計数「欠点数」と定義した場合、この欠点数が１０個以下であることが好ましい。前記未開繊繊維束とは、互に平行に集束したまま、開繊していない繊維束のうち、１ｍｍ以上の最大断面径を有するものを云う。本発明の短繊維によれば、エアレイド不織布の製造において発生する欠点数の極めて少なく、ウェブを安定して形成することができる。
本発明の合成短繊維は、各種機能剤、例えば、消臭性機能剤、抗菌性機能剤、難燃性機能剤、害虫忌避性機能剤の少なくとも１種を含んでいてもよい。本発明の短繊維においては、機能剤は、繊維形成用樹脂中に、混合されていてもよいが、短繊維表面に付着固定されていることが好ましい。
従来のエアレイド不織布用短繊維では、繊維表面上の機能剤付着量が高くなると、特に０．０５質量％以上では、空気開繊性が悪くなり、不織布の品位が悪くなる。これに対して、本発明の短繊維では、機能剤付着率が、上記のように高い状態においても空気開繊性が良好である。この原因は、短繊維同士の凝集を促す機能剤またはその溶液やエマルジョンが、短繊維周面に形成された凹部にトラップされることにより、結果的に繊維表面に付着された機能剤の分布密度が低減されるためと推測される。機能性の観点から云えば、この凹部に機能剤が多くホールドされることにより、機能剤がその効果を出すために十分な量を付着できるということであるし、機能剤が液状で付与されていても、表面張力の関係で、エアレイド不織布成型中で高速の空気流の中にあっても、機能剤が脱落しにくいといった耐久性向上効果も発現する。ただし、機能剤付着率があまり高くなりすぎると、本発明の短繊維においても空気開繊性は低下する傾向にあり、付着率は０．０１〜１０質量％の範囲が好ましく、より好ましくは０．０１〜３質量％の範囲である。
機能剤を付着固定させる方法は、機能剤をより均一にかつ凹部に効率よくトラップさせるために、液状の機能剤、或はペースト状又は固状の機能剤を水溶液や有機溶剤（アルコール類やアセトン等）に溶解させた溶液、あるいはエマルジョンとして付与することが好ましい。機能剤をペースト状或は固体状のまま付与することは、凹部以外の繊維表面にも相当量の機能剤が付着することとなり、開繊性を阻害する原因となりうる。液状の機能剤は、オイリングローラー性やスプレー法など従来のオイリング方法によりトウの状態にある繊維に付与し、機能剤付与されたトウを短繊維にカットすることが好ましい。
機能剤の種類には特に限定はないが、油剤にブレンドに付与することが難しい表面加工機能剤としては、消臭剤、抗菌剤、難燃剤、害虫忌避剤等が挙げられる。
消臭剤としては、無機系のものよりも水または有機溶媒に溶け、均一に分散する有機系のものが好ましく、一例としては、椿等のツバキ科植物の葉部から抽出・分離して得られる液状抽出物が挙げられ、具体的には、白井松新薬（株）の緑茶乾留エキス Ｓ−１００等を挙げることができる。これら消臭剤が有効に機能するには、付与量が０．０１質量％以上、好ましくは、０．０２質量％以上あることが必要である。
抗菌剤の一例としては、良く知られている４級アンモニウム系の剤が挙げられ、具体的には、日華化学（株）のニッカノンＲＢ（Ｎ−ポリオキシエチレン−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリアルキルアンモニウム塩）等を挙げることができる。また、（株）バイオマテリアルのＳＴ−７，ＳＴ−８，ＳＴ−９，ＳＴ−８３５，ＳＴ−８３６，ＳＴ−８４５等のアミノ配糖体（アミノ糖の単糖、複糖または多糖の配糖体）も好適な一例である。これら抗菌剤が有効に機能するには、付与量が０．０１質量％以上、好ましくは、０．０２質量％以上あることが必要である。
難燃剤の一例としては、ハロゲン化シクロアルカン化合物等が挙げられる。ここで、ハロゲン化シクロアルカン化合物とは、環状飽和炭化水素、或は少なくとも１個の環状飽和炭化水素を有する飽和炭化水素化合物の水素原子の少なくとも１部分がハロゲンにより置換された化合物である。かかる化合物の具体例としては、たとえば１，２，３，４，５，６ヘキサブロモシクロヘキサン、１，２，３，４、または１，２，４，６テトラブロモシクロオクタン、または１，２，５，６，９，１０ヘキサブロモシクロドデカン、１，２ビス（３，４ジブロモシクロシクロヘキシル）１，２ジブロモエタンや、これらの臭素が塩素で置き換わったものなどをあげることができる。しかし、これらに限定されるものではない。良好な難燃性を呈するために、該ハロゲン化シクロアルカン化合物は０．５質量％以上付与することが好ましい。
害虫忌避剤の一例としては、３−フェノキシベンジル−ｄｌ−シス／トランス−３−（２，２−ジクロロビニル）−２，２−ジメチルシクロプロパン−１−カルボキシラート（一般名：ペルメトリン）、２−ジメチル−３−（２−メチルプロペニル）シクロプロパンカルボン酸（３−フェノキシフェニル）メチルエステル（一般名：フェノトリン）、等のピレスロイド系化合物等が挙げられる。これら害虫忌避剤が有効に機能するには、付与量が０．０１質量％以上、好ましくは、０．１質量％以上あることが必要である。
【実施例】
本発明を下記実施例により、更に具体的に説明する。但し本発明の範囲は実施例によって限定を受けるものではない。
なお、下記実施例及び比較例において、下記項目の測定を行った。
（１）極限粘度（〔η〕）
供試ポリエステル樹脂の極限粘度をオルトクロロフェノールを溶媒として、温度３５℃で測定した。
（２）メルトフローレイト（ＭＦＲ）
供試合成樹脂のメルトフローレイト（ＭＦＲ）を、ＪＩＳ Ｋ ７２１０記載の方法に従って測定した。
（３）融点（Ｔｍ）
供試合成樹脂の融点（Ｔｍ）を、ＪＩＳ Ｋ ７１２１記載の示査走査熱量測定法（ＤＳＣ）に従って作成されたＤＳＣ曲線における吸熱ピーク温度により表した。
（４）軟化点（Ｔｓ）
供試合成樹脂により長さ１２６ｍｍ、幅１２ｍｍ、厚さ３ｍｍの試験片を作製し、この試験片をＪＩＳ Ｋ ７２０６に準拠するビカット軟化試験に供し、針状圧子が１ｍｍ侵入した時の伝熱媒体の温度を測定し、この温度により供試合成樹脂の軟化点（Ｔｓ）を表した。
（５）繊度
供試短繊維の繊度をＪＩＳ Ｌ １０１５、７．５．１ Ａ法に記載の方法により測定した。
（６）繊維長
供試短繊維の繊維長をＪＩＳ Ｌ １０１５、７．４．１ Ｃ法に記載の方法により測定した。
（７）捲縮数、捲縮率
所定の繊維長に切断する前の、捲縮フィラメントトウより単繊維を採取し、その捲縮数及び捲縮率を、ＪＩＳ Ｌ １０１５ ７．１２に記載の方法により測定した。
（８）油剤付着率
所定質量（Ｆ）の繊維に、３０℃のメタノールによる、浴比１：２０の抽出処理を１０分間施し、抽出液中の乾燥残査の質量を測定し、この測定質量値（Ｅ）を、前記繊維質量値（Ｆ）で除して算出された値（パーセント）をもって、油剤付着率を表した。
（９）短繊維の水分含有率
供試短繊維の水分含有率をＪＩＳ Ｌ １０１５ ７．２に記載の方法により測定した。
（１０）凹部のＤ／Ｌ比
繊維横断面の顕微鏡写真（セクション写真）を撮影し、繊維横断面の輪郭をトレーシングペーパー上に写し取って、下記Ｄ，Ｌを定規で測定した後、下式に従って、Ｄ／Ｌ比を算出した。
Ｄ／Ｌ比＝Ｄ／Ｌ
Ｌ：凹部の開口部の最大幅（開口部を形成する１対の凸部に接する接線を引いたとき、接線と、２個の凸部との接点の間隔長さをもって表す）
Ｄ：凹部の最大深さ（前記接線からそれに直角をなす方向に測定された凹部の最大深さ
（１１）エアレイドウェブの欠点数
Ｄａｎ−Ｗｅｂｆｏｒｍｉｎｇ社のフォーミングドラムユニット（６００ｍｍ幅、フォーミングドラムの孔形状２．４ｍｍ×２０ｍｍの長方形、開孔率４０％）を用いてドラム回転数２００ｒｐｍ、ニードルロール回転数９００ｒｐｍ、ウェブ搬送速度３０ｍ／分の条件で、短繊維のみからなる目付３０ｇ／ｍ２のエアレイドウェブを制作した。ウェブの、ランダムに設定された１０箇所から、各１ｇを採取し、これに含まれる、未開繊繊維束（最大断面径が１ｍｍ以上）と、直径５ｍｍ以上の毛玉との個数を計数し、エアレイドウェブ１ｇ当りの前記未開繊繊維束及び毛玉の平均個数を算出し、その合計を算出し、この数値をもって、欠点数を表した。欠点数が１０個以下のものを合格とした。
実施例１
ＭＦＲが２０ｇ／１０分、Ｔｍが１３１℃の高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）と、１２０℃で１６時間真空乾燥され、固有粘度〔η〕が０．６１、Ｔｍが２５６℃のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とを、各々別のエクストルーダーで溶融して、各々、温度２５０℃及び２８０℃の溶融樹脂とし、前者を鞘成分Ａ、後者を芯成分Ｂとして用い、複合比率Ａ：Ｂ＝５０：５０（質量比）として、図３−（ａ）に示す形状の吐出孔を４５０孔有する芯鞘型複合紡糸口金を用い、鞘成分（Ａ）用溶融樹脂流と芯成分（Ｂ）用溶融樹脂流とを、芯−鞘状に合流させ、それによって形成された芯−鞘状複合溶融樹脂流を、前記紡糸口金から溶融吐出させた。この際、口金温度は２８０℃、吐出量は１５０ｇ／分に設定された。さらに、吐出された複合フィラメント状溶融樹脂流に、口金下３０ｍｍの位置で３０℃の冷却風を吹き当てて空冷し、１１５０ｍ／分で巻き取り、未延伸糸を得た。この未延伸糸を７５℃の温水中で３倍に延伸し、この延伸糸に、ラウリルホスフェートカリウム塩／ポリオキシエチレン変成シリコーン＝８０／２０からなる油剤を０．２２質量％付与し、この油剤付着延伸糸に、押込み型クリンパーで捲縮数１７山／２５ｍｍ、捲縮率８％の平面ジグザグ型捲縮を付与し、１０５℃で６０分間乾燥し、この乾燥延伸糸をロータリーカッターで５ｍｍの繊維長にカットした。このとき得られた短繊維の繊度は１．１ｄｔｅｘであり、図３−（Ａ）に示す横断面形状を有する短繊維が得られた。試験結果を表１に示す。
実施例２及び３、比較例１
実施例２及び３、並びに比較例１の各々において、実施例１と同様にして芯−鞘型複合短繊維を製造した。但し、口金の吐出孔を、図３−（ｂ），−（ｃ）及び−（ｄ）に示されている形状のものに変更した。試験結果を表１に示す。
比較例２
比較例２において実施例１と同様にして、芯−鞘型複合短繊維を製造した。但し、吐出された複合フィラメント状溶融樹脂流の冷却位置を口金下７０ｍｍに変更した。試験結果を表１に示す。
実施例４
実施例１と同様にして、芯−鞘型複合短繊維を製造した。但し、押込みクリンパーを使用せず、捲縮を付与しなかった。試験結果を表１に示す。
比較例３
比較例１と同様にして、芯−鞘型複合短繊維を製造した。但し、押込みクリンパーを使用せず、捲縮を付与しなかった。結果を表１に示す。
実施例５及び６
実施例５及び６の各々において、実施例１と同様にして、芯−鞘型複合短繊維を製造した。但し、押し込みクリンパーへの延伸糸の供給量および押し込み圧力を調整して、捲縮数を５山／２５ｍｍ（実施例５）および４０山／２５ｍｍ（実施例６）に変更した。試験結果を表１に示す。
実施例７及び比較例４
実施例７においては、実施例１と同様にして、また比較例４においては、比較例１と同様にして、芯−鞘型複合短繊維を製作した。但し、油剤付着延伸フィラメント系を１０５℃で乾燥した後、水分を付与し、ギロチンカッターを用いて、０．１ｍｍにカットした。得られた短繊維の水分率はいずれも１０質量％であった。試験結果を表１に示す。
実施例８
実施例１と同様にして芯−鞘型複合短繊維を製作した。但し、口金の吐出孔を、図３−（ｃ）に記載の放射状スリットの、スリット数を３０本に変更したものを用いた。試験結果を表１に示す。
実施例９
実施例１と同様にして芯−鞘型複合短繊維を製造した。但し、短繊維の繊維長を４５ｍｍに変更した。試験結果を表１に示す。
【表１】
実施例１０
１２０℃で１６時間真空乾燥され、固有粘度〔η〕が０．６１であり、Ｔｍが２５６℃のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂を２８０℃において溶融し、この溶融樹脂を、図２−（ａ）に示す形状の吐出孔を４５０孔有する紡糸口金を通して吐出させた。この際、口金温度は２８０℃、吐出量は１５０ｇ／分にコントロールされた。さらに、吐出されたフィラメント状溶融樹脂流に口金下３５ｍｍの位置で３０℃の冷却風を吹き当てて空冷し、固化したフィラメント束を１０００ｍ／分で巻き取り、未延伸糸を作製した。この未延伸糸を、７０℃の温水中で、３．２倍に延伸し、引き続いて９０℃の温水中で、１．１５倍に延伸し、得られた延伸糸に、ラウリルホスフェートカリウム塩／ポリオキシエチレン変成シリコーン＝８０／２０からなる油剤を０．１８質量％付与した後、これに押込み型クリンパーで捲縮数１６山／２５ｍｍ、捲縮率１２％の平面ジグザグ型捲縮を付与し、１３０℃で６０分間乾燥した。この乾燥延伸糸を、ロータリーカッターで５ｍｍの繊維長にカットした。このとき得られた短繊維の繊度は１．０ｄｔｅｘであり、図２−（Ａ）に示す繊維横断面形状を有する短繊維が得られた。試験結果を表２に示す。
実施例１１及び比較例５
実施例１１及び比較例５の各々において、実施例１０と同様にして短繊維を作製した。但し、口金の吐出孔を、図２−（ｂ）（実施例１１）、（ｃ）（比較例５）に対応する形状のものに変更した。試験結果を表２に示す。
比較例６
実施例１０と同様にして短繊維を作製した。但し、吐出されたフィラメント状溶融樹脂流の冷却位置を口金下７０ｍｍに変更した。試験結果を表２に示す。
比較例７
実施例１０と同様にして短繊維を製造した。但し、吐出されたフィラメント状溶融樹脂流の冷却位置を口金下２０ｍｍに変更した。試験結果を表２に示す。
実施例１２及び比較例８
実施例１２は、実施例１０と同様にして、また比較例８は、比較例５と同様にして短繊維を製造した。但し、吐出量を１００ｇ／分、巻取速度１２００ｍ／分、７０℃温水中の延伸倍率を２．８５倍、捲縮数１８山／２５ｍｍに変更した。試験結果を表２に示す。
実施例１３及び比較例９
実施例１３は、実施例１０と同様にして、また、比較例９は比較例５と同様にして、それぞれ短繊維を製造した。但し、吐出量を６８０ｇ／分、巻取速度９００ｍ／分、７０℃温水中の延伸倍率を３．４倍、捲縮数９山／２５ｍｍに変更した。試験結果を表２に示す。
【表２】
実施例１４
３５℃で４８時間真空乾燥され、固有粘度〔η〕が０．５４であり、Ｔｓが６５℃の低軟化点共重合ポリエチレンテレフタレート・イソフタレート（ｃｏＰＥＴ；イソフタル酸４０モル％、ジエチレングリコール４モル％共重合）と、１２０℃で１６時間真空乾燥され、固有粘度〔η〕が０．６１であり、Ｔｍが２５６℃のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）をそれぞれ別々のエクストルーダーで溶融して、それぞれ温度２５０℃及び２８０℃の溶融樹脂とし、前者を鞘成分Ａ、後者を芯成分Ｂとして用い、複合比率Ａ：Ｂ＝５０：５０（質量比）で、図３−（ａ）に示す形状の吐出孔を４５０孔有する芯鞘型複合紡糸口金を通して、芯−鞘型複合フィラメント状に吐出させた。この際、口金温度は２８０℃、吐出量は３００ｇ／分であった。さらに、吐出されたフィラメント状溶融樹脂流に、口金下３０ｍｍの位置で３０℃の冷却風を吹き当てて空冷し、１２００ｍ／分で巻き取り、未延伸糸を製造した。この未延伸糸を７０℃の温水中で２．８５倍に延伸し、引き続いて９０℃の温水中で１．１５倍に延伸した後、ラウリルホスフェートカリウム塩／ポリオキシエチレン変成シリコーン＝８０／２０からなる油剤を０．２５質量％付与した後、押込み型クリンパーで、捲縮数１１山／２５ｍｍ、捲縮率９％の平面ジグザグ型捲縮を付与した。この捲縮フィラメント糸を、５５℃で６０分間乾燥した後、ロータリーカッターで５ｍｍの繊維長にカットした。このとき得られた短繊維の繊度は１．７ｄｔｅｘであり、図３−（Ａ）に示す繊維横断面形状を有する短繊維が得られた。試験結果を表３に示す。
比較例１０
実施例１４と同様にして短繊維を製造した。但し、口金の吐出孔を、図３−（ｄ）に対応する形状のものに変更した。試験結果を表３に示す。
実施例１５
３５℃で４８時間真空乾燥され、固有粘度〔η〕が０．８であり、Ｔｍが１５２℃であり、ハードセグメントがイソフタル酸１５モル％共重合ポリブチレンテレフタレートであり、ソフトセグメントが平均分子量１５００のポリテトラメチレングリコールであるポリエステル系エラストマー（ＥＬ）と、１２０℃で１６時間真空乾燥され、固有粘度〔η〕が０．６１であり、Ｔｍが２５６℃のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とをそれぞれ別々のエクストルーダーで溶融して、それぞれ温度２４０℃及び２８０℃の溶融樹脂とし、前者を鞘成分Ａ、後者を芯成分Ｂとして用い、複合比率Ａ：Ｂ＝５０：５０（質量比）で、図３−（ａ）に示す形状の吐出孔を４５０孔有する芯−鞘型複合紡糸口金を通して、芯−鞘型複合フィラメント状に吐出させた。この際、口金温度は２８０℃、吐出量は３１０ｇ／分であった。さらに、吐出されたフィラメント状溶融樹脂流を、口金下３０ｍｍの位置で３０℃の冷却風を吹き当てて空冷し、１１００ｍ／分で巻き取り、未延伸糸を得た。この未延伸糸を７０℃の温水中で２．６倍に延伸し、引き続いて９０℃の温水中で１．１５倍に延伸した後、ラウリルホスフェートカリウム塩／ポリオキシエチレン変成シリコーン＝８０／２０からなる油剤を０．２５質量％付与した後、押込み型クリンパーで捲縮数８山／２５ｍｍ、捲縮率６％の平面ジグザグ型捲縮を付与した。この捲縮フィラメント糸を、７０℃で６０分間乾燥した後、ロータリーカッターで５ｍｍの繊維長にカットした。このとき得られた短繊維の繊度は２．５ｄｔｅｘであり、図３−（Ａ）に示す繊維横断面の短繊維が得られた。試験結果を表３に示す。
比較例１１
実施例１５と同様にして短繊維を製造した。但し、口金の吐出孔を、図３−（ｄ）に示された形状のものに変更した。試験結果を表３に示す。
実施例１６
ＭＦＲが５０ｇ／１０分であり、Ｔｍが１５８℃のポリプロピレン（ＰＰ）と、１２０℃で１６時間真空乾燥され、固有粘度〔η〕が０．６１であり、Ｔｍが２５６℃のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とを、それぞれ別々のエクストルーダーで溶融して、それぞれ温度２６０℃と２８０℃の溶融樹脂とし、前者を鞘成分Ａ、後者を本成分Ｂとして用い、複合比率Ａ：Ｂ＝５０：５０（質量比）で、図３−（ａ）に示す形状の吐出孔を４５０孔有する芯−鞘型複合紡糸口金を通して、フィラメント状芯−鞘型溶融樹脂流を吐出させた。この際、口金温度は２８０℃、吐出量は１９０ｇ／分であった。さらに、吐出されたフィラメント状溶融物流に口金下３０ｍｍの位置で３０℃の冷却風を吹き当てて空冷し、１１５０ｍ／分で巻き取り、未延伸糸を得た。この未延伸糸を７５℃の温水中で２．９倍に延伸した後、ラウリルホスフェートカリウム塩／ポリオキシエチレン変成シリコーン＝８０／２０からなる油剤を０．２５質量％付与した後、押込み型クリンパーで捲縮数１３山／２５ｍｍ、捲縮率１１％の平面ジグザグ型捲縮を付与した。この捲縮フィラメント糸を、１０５℃で６０分間乾燥した後、ロータリーカッターで５ｍｍの繊維長にカットした。このとき得られた短繊維の繊度は１．５ｄｔｅｘであり、図３−（Ａ）に示す繊維横断面形状を有する短繊維が得られた。試験結果を表３に示す。
比較例１２
実施例１６と同様にして短繊維を製造した。但し、口金の吐出孔を、図３−（ｄ）に示された形状のものに変更した。試験結果を表３に示す。
実施例１７
ＭＦＲが２０ｇ／１０分であり、Ｔｍが１１３℃の高圧法低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）と、１２０℃で１６時間真空乾燥され、固有粘度〔η〕が０．６１であり、Ｔｍが２５６℃のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とを、そぞれ別々のエクストルーダーで溶融し、それぞれ温度２５０℃及び２８０℃の溶融樹脂とし、前者を鞘成分Ａ、後者を芯成分Ｂとして用い、複合比率Ａ：Ｂ＝５０：５０（質量比）で、図３（ａ）に示す形状の吐出孔を４５０孔有する芯−鞘型複合紡糸口金を通して、芯−鞘型複合フィラメント状に吐出させた。この際、口金温度は２８０℃、吐出量は２００ｇ／分であった。さらに、吐出されたフィラメント状溶融樹脂流に、口金下３０ｍｍの位置で３０℃の冷却風を吹き当てて、空冷し、１１００ｍ／分で巻き取り、未延伸糸を得た。この未延伸糸を７５℃の温水中で２．８倍に延伸した後、ラウリルホスフェートカリウム塩／ポリオキシエチレン変成シリコーン＝８０／２０からなる油剤を０．２５質量％付与した後、押込み型クリンパーで捲縮数１４山／２５ｍｍ、捲縮率１１％の平面ジグザグ型捲縮を付与した。この捲縮フィラメント糸を９５℃で６０分間乾燥した後、ロータリーカッターで５ｍｍの繊維長にカットした。このとき得られた短繊維の繊度は１．７ｄｔｅｘであり、図３−（Ａ）に示す繊維横断面形状を有する短繊維が得られた。試験結果を表３に示す。
比較例１３
実施例１７と同様にして短繊維を製造した。但し、口金の吐出孔を、図３−（ｄ）に示す形状を有するものに変更した。試験結果を表３に示す。
実施例１８
ＭＦＲが３０ｇ／１０分であり、Ｔｍが１２２℃の線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）と、１２０℃で１６時間真空乾燥され、固有粘度〔η〕が０．６１であり、Ｔｍが２５６℃のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とを、それぞれ別々のエクストルーダーで溶融し、それぞれ温度２５０℃及び２８０℃の溶融樹脂とし、前者を鞘成分Ａ、後者を芯成分Ｂとして用い、複合比率Ａ：Ｂ＝５０：５０（質量比）で、図３−（ａ）に示す形状の吐出孔を４５０孔有する芯−鞘型複合紡糸口金を通して、芯−鞘型複合フィラメント状溶融樹脂流を吐出させた。この際、口金温度は２８０℃、吐出量は２００ｇ／分であった。さらに、吐出されたフィラメント状溶融樹脂流に、口金下３０ｍｍの位置で３０℃の冷却風を吹き当てて空冷し、１１００ｍ／分で巻き取り、未延伸糸を得た。この未延伸糸を７５℃の温水中で２．８倍に延伸した後、ラウリルホスフェートカリウム塩／ポリオキシエチレン変成シリコーン＝８０／２０からなる油剤を０．２５質量％付与した後、押込み型クリンパーで捲縮数１３山／２５ｍｍ、捲縮率１１％の平面ジグザグ型捲縮を付与した。この捲縮フィラメント糸を９５℃で６０分間乾燥した後、ロータリーカッターで５ｍｍの繊維長にカットした。このとき得られた短繊維の繊度は１．７ｄｔｅｘであり、図３−（Ａ）に示す繊維横断面形状を有する短繊維が得られた。試験結果を表３に示す。
比較例１４
実施例１８と同様にして短繊維を製造した。但し、口金の吐出孔を、図３−（ｄ）に示されている形状のものに変更した。試験結果を表３に示す。
【表３】
実施例１９
ＭＦＲが２０ｇ／１０分、Ｔｍが１３１℃の高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）と、１２０℃で１６時間真空乾燥した固有粘度〔η〕が０．６１、Ｔｍが２５６℃のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を各々別のエクストルーダーで溶融して、各々温度２５０℃と２８０℃の溶融樹脂とし、前者を鞘成分Ａ、後者を芯成分Ｂとして用い、複合比率Ａ：Ｂ＝５０：５０（質量比）として、図３（ａ）に示す形状の吐出孔を４５０孔有する芯鞘型複合紡糸口金を用いて、複合化して溶融吐出させた。この際、口金温度は２８０℃、吐出量は１５０ｇ／分であった。さらに、吐出ポリマーを口金下３０ｍｍの位置で３０℃の冷却風で空冷し１１５０ｍ／分で巻き取り、未延伸糸を得た。この未延伸糸を７５℃の温水中で３倍に延伸した後、ラウリルホスフェートカリウム塩／ポリオキシエチレン変成シリコーン＝８０／２０からなる油剤を０．１９質量％付与した後、押込み型クリンパーで捲縮数１２山／２５ｍｍ、捲縮率７％の平面ジグザグ型捲縮を付与し、１０５℃で６０分間乾燥した後、オイリングローラーを用いて、白井松新薬（株）製の消臭剤Ｓ−１００（商標、緑茶乾留エキス）の１０質量％水溶液を水分率が１質量％（繊維への剤の理論付着量が０．１質量％）となるように捲縮系に付与し、ロータリーカッターで５ｍｍの繊維長にカットした。このとき得られた短繊維の繊度は１．１ｄｔｅｘであり、図３−（Ａ）に示す繊維横断面の短繊維が得られた。結果を表４に示す。
実施例２０〜２１、比較例１５
実施例２０〜２１及び比較例１５において、実施例１９と同様にして芯鞘型複合短繊維を製造した。但し、口金の吐出孔を、各々図３−（ｂ）、−（ｃ）及び−（ｄ）に対応する形状のものに変更した。結果を表４に示す。
実施例２２
実施例１９と同様にして芯鞘型複合短繊維を製造した。但し、口金の吐出孔を図３−（ｃ）の放射状のスリット部分を３０本有する口金に変更した。結果を表４に示す。
実施例２３、比較例１６
実施例２３及び比較例１６において、それぞれ実施例１９及び比較例１５とそれぞれ同様にして、芯鞘型複合短繊維を製造した。但し、付与する機能剤として、消臭剤Ｓ−１００の代りに、日華化学（株）製の抗菌剤ニッカノンＲＢ（商標、Ｎ−ポリオキシエチレン−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリアルキルアンモニウム塩）の５質量％水溶液を、水分率が５質量％（繊維への剤の理論付着量が０．２５質量％）となるように捲縮系に付与した。結果を表４に示す。
実施例２４、比較例１７
実施例２４及び比較例１７において、それぞれ、実施例１９及び比較例１５とそれぞれ同様にして芯鞘型複合短繊維を製造した。但し、付与する機能剤として、消臭剤Ｓ−１００の代りに、第一工業製薬（株）製の難燃剤ＹＭ８８（商標、ヘキサブロムシクロドデカン）の１０質量％水系エマルジョンを水分率が１０質量％（繊維への剤の理論付着量が１．０質量％）となるように捲縮系に付与した。結果を表４に示す。
実施例２５、比較例１８
実施例２５及び比較例１８において、それぞれ実施例１９及び比較例１５と同様にして、芯鞘型複合短繊維を製造した。但し、付与する機能剤として、消臭剤Ｓ−１００の代りに、ｄ−フェノトリン１０％水性液を水分率が５質量％（繊維への剤の理論付着量が０．５質量％）となるように捲縮系に付与した。結果を表４に示す。
実施例２６
１２０℃で１６時間真空乾燥され、固有粘度〔η〕が０．６１、かつＴｍが２５６℃のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を２８０℃において溶融し、この溶融樹脂を、図２−（ａ）に示す形状の吐出孔を４５０孔有する紡糸口金を用いて吐出させた。この際、口金温度は２８０℃、吐出量は１５０ｇ／分であった。さらに、吐出ポリマーを口金下３５ｍｍの位置で３０℃の冷却風で空冷し１０００ｍ／分で巻き取り、未延伸糸を得た。この未延伸糸を７０℃の温水中で３．２倍に延伸し、引き続いて９０℃の温水中で１．１５倍に延伸した後、ラウリルホスフェートカリウム塩／ポリオキシエチレン変成シリコーン＝８０／２０からなる油剤を０．１８質量％付与した後、押込み型クリンパーで捲縮数１６山／２５ｍｍ、捲縮率１２％の平面ジグザグ型捲縮を付与し、１３０℃で６０分間乾燥した後、オイリングローラーを用いて、白井松新薬（株）製の消臭剤Ｓ−１００（緑茶乾留エキス）の１０質量％水溶液を水分率が１質量％（繊維への剤の理論付着量が０．１質量％）となるように捲縮系に付与し、ロータリーカッターで５ｍｍの繊維長にカットした。このとき得られた短繊維の繊度は１．０ｄｔｅｘであり、図２−（Ａ）に示す繊維横断面の短繊維が得られた。結果を表４に示す。
実施例２７及び比較例１９
実施例２７及び比較例１９のそれぞれにおいて、実施例２６と同様にして短繊維を製造した。但し、口金の吐出孔を、それぞれ図２−（ｂ）、（ｃ）に対応する形状のものに変更した。結果を表４に示す。
【表４】
【産業上の利用可能性】
本発明の合成短繊維は、前述した繊維長と特定のＤ／Ｌ比値を有する異型断面形状を有している。このため、水分含有率が高く、従来開繊性不良で高品位のエアレイドウェブを得ることが困難と思われていた状態においても、また、短繊維が、細繊度、高捲縮、低捲縮（無捲縮を含む）、高水分率を有していても、あるいは高摩擦樹脂からなる短繊維であっても、欠点の少ない均一なエアレイド不織布を製造することができる。このため、本発明の合成短繊維は、エアレイド不織布の構成を多様化し、かつ機能化する点における貢献が極めて大きいものである。
【図１】
【図２】
【図３】
【技術分野】
本発明は、エアレイド不織布用合成短繊維に関するものである。更に詳しく述べるならば、空気開繊性が良好であり、品位に優れたエアレイド不織布を製造するのに好適なエアレイド不織布用合成短繊維に関するものである。
【背景技術】
近年、生活用品、衛生材料、医療品など分野で、不織布が多く使用されている。最近では、高速で生産でき、嵩高性、通気性、通液性に優れたエアレイド不織布の研究・開発が進められている。このようなエアレイド不織布として、取扱い性や力学特性などに優れたポリオレフィン系樹脂及びポリエステル系樹脂などの合成樹脂からなる短繊維を用いたものが多く提案されている（例えば、特許文献１等）。
エアレイド不織布用短繊維においては、高い空気開繊性を有することが重要であり、この特性の良否が得られるエアレイド不織布の品位を左右する。例えば、本発明者らの検討によれば、特許文献２に記載されているポリエチレンテレフタレート／高密度ポリエチレン芯鞘型複合繊維、及びポリプロピレン／高密度ポリエチレン芯鞘型複合繊維のように、繊維表面に高密度ポリエチレンからなる鞘層が露出しているエアレイド不織布用短繊維は、高い空気開繊性を有しており、このようなコンジュゲート短繊維から形成されたエアレイドウェブ中には、数十本の繊維が平行に揃って束を形成している未開繊繊維束及び、繊維が絡合して形成された毛玉などの欠点の生成が少なく、従来よりも改善されたウェブ品位を有する不織布を得ることができる。
しかしながら、前述の特許文献１などに記載されている短繊維及び特許文献２などに記載されているコンジュゲート繊維、すなわち高密度ポリエチレンからなる鞘成分を有するコンジュゲート繊維であっても、それが保有している水分単繊維繊度及び捲縮状態などの影響を受けて、ウェブ中に生ずる欠点の防止は、未だ不十分であって、得られる不織布の品質も不満足なものであった。
【特許文献１】ＷＯ９７／４８８４６号公報
【特許文献２】特開平１１−８１１１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、繊維を形成する合成重合体の種類、単繊維の繊度、捲縮状態及び含有水分率に格別の制限がなく、各種機能付与剤を表面付着させても、空気開繊性が良好であり、かつ品質に優れた不織布を製造するのに好適なエアレイド不織布用合成短繊維を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するため、短繊維の断面形状に着目し、鋭意検討を重ねた結果、その断面形状によっては、繊維の有する水分の影響を受けにくく、空気開繊性が良好で、品質に優れたエアレイド不織布を得ることができることを見出し、本発明に到達した。さらに本発明者らが検討を進めた結果、水分だけでなく、繊度、捲縮数、繊維を構成する樹脂の種類にも、開繊性を低下させる要因があることを見出したが、上記断面形状を適切に設計することによってそれらの問題も同時に解消できることを見出した。
本発明のエアレイド不織布用合成短繊維は、０．１〜４５ｍｍの繊維長を有する合成短繊維であって、この合成短繊維が１〜３０個の凹部を有する横断面形状を有し、前記横断面形状におけるＤ／Ｌ比〔但し、Ｄは、前記凹部の開口部を規定する１対の凸部に、その両方に接する接線を引いたとき、この接線と、前記凹部の底部との間の、前記接線に直角をなす方向に測定された距離の最大値を表し、Ｌは、前記接線と前記１対の凸部との２個の接点の間隔距離を表す〕
が０．１〜０．５の範囲内にあることを特徴とするものである。
本発明のエアレイド不織布用合成短繊維において、前記短繊維の水分含有率が、０．６質量％以上であるが、１０質量％を超えないことが好ましい。
本発明のエアレイド不織布用合成短繊維において、前記短繊維が５ｄｔｅｘ以下の繊度を有することが好ましい。
本発明のエアレイド不織布用合成短繊維において、前記短繊維が０〜５山／２５ｍｍ又は、１５〜４０山／２５ｍｍの捲縮数を有することが好ましい。
本発明のエアレイド不織布用合成短繊維において、前記短繊維の少なくとも１部分が、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、高圧法低密度ポリエチレン樹脂、線状低密度ポリエチレン樹脂及びエラストマー樹脂から選ばれた少なくとも１種により形成されていることが好ましい。
本発明のエアレイド不織布用合成短繊維は、短繊維表面に、前記短繊維質量に対して、０．０１〜１０質量％の付着量で付着している少なくとも１種の機能剤をさらに含んでいてもよい。
本発明のエアレイド不織布用合成短繊維において、前記機能剤が、消臭性機能剤、抗菌性機能剤、難燃性機能剤及び害虫忌避性機能剤から選ばれることが好ましい。
【発明の効果】
本発明の合成短繊維を用いると、従来の短繊維では、開繊が困難と思われる高い水分率を有する状態であっても、欠点が少なく品質に優れたエアレイド不織布を得ることができる。また、本発明の短繊維を用いると、この短繊維が、細い繊度、高い捲縮数、又は低捲縮数（無捲縮を含む）であっても、あるいは高摩擦の樹脂或は機能剤により表面が被覆されていても、開繊が容易であり、かつ品質の高い不織布を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の合成短繊維の断面形状の一例を示す説明図であり、図２−（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ非複合繊維製造用紡糸孔の形状を示す説明図であり、図２−（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれ図２−（ａ），（ｂ）及び（ｃ）に示された紡糸孔を用いて製造された非複合繊維の断面形状を示す説明図であり、
図３−（ａ），（ｂ），（ｃ）及び（ｄ）は、それぞれ、芯鞘型複合繊維製造用紡糸孔の形状を示す説明図であり、図３−（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）及び（Ｄ）は、それぞれ図３−（ａ），（ｂ），（ｃ）及び（ｄ）に示された、紡糸孔を用いて製造された芯−鞘型複合繊維の断面形状を示す説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
本発明のエアレイド不織布用合成短繊維は０．１〜４５ｍｍの繊維長を有し、かつその繊維軸に直角をなす横断面形状において、１〜３０個の凹部を有するものであって、この凹部の最大深さＤの最大開口幅Ｌに対する比Ｄ／Ｌは０．１〜０．５の範囲内にある。
図１は、本発明の短繊維の一例の横断面形状を示す説明図である。図１において、短繊維１は、３個の葉状凸部２ａ，２ｂ，２ｃと、これらの間に形成された３個の凹部３ａ，３ｂ，３ｃを有している。１個の凹部、例えば、凹部３ａの最大開口幅Ｌは、凹部３ａの開口部の両端部を規定する２個の凸部２ａ，２ｂの輪郭線に対して引かれた接線４と、２個の凸部２ａ，２ｂの輪郭線との接点４ａ，４ｂの距離をもって表される。また、凹部３ａの最大深さＤは、接線４に直角をなす方向において、接線４から凹部３ａの輪郭線との間の最大距離によって表される。他の凹部３ｂ，３ｃのＬ値及びＤ値は、前記と同様にして測定することができる。
本発明の短距離の横断面形状において、すべての凹部のＤ／Ｌ比値は、０．１〜０．５の範囲内にあることが必要である。
本発明の短繊維において、その繊維長が、０．１ｍｍ未満では、得られる不織布の機械的強度が不十分になり、或は短繊維の凝集による繊維塊を生じ開繊が困難になる。一方、本発明の短繊維の繊維長が４５ｍｍより大きいと、開繊性が不十分になる。本発明の短繊維の好ましい繊維長は１〜４５ｍｍの範囲内にあり、より好ましくは３〜４０ｍｍの範囲内にある。
また、本発明の短繊維の断面形状において、Ｄ／Ｌ比が０．１未満では、得られる不織布内の繊維間に形成される空間が小さくなり、隣接する繊維が互に密着に近い状態となり、水分をトラップする機能が低下するため、空気開繊性が不十分となる。このため、品質の高いエアレイド不織布を得ることができない。一方、Ｄ／Ｌ比が０．５を超えると、隣接する短繊維の凹部と凸部とが嵌合することがあり、空気開繊性が低下する。好ましいＤ／Ｌ比は、０．１５〜０．３５の範囲内にあり、より好ましくは０．２０〜０．３０の範囲内にある。
本発明の短繊維の横断面形状において、凹部の数は、繊維１本当り１個以上であれば上記効果を発揮することができ、その数が多ければより開繊性は良好となる傾向にあるが、それが３０個を超えるとＤ／Ｌ比を上記範囲内にすることが難しくなる。好ましい凹部の個数は、１繊維当り２〜２０個の範囲内にあり、より好ましくは３〜１０個の範囲内にある。
従来の短繊維では、水分含有率が高くなると、特に水分率が０．６質量％以上では、空気開繊性が悪くなり、不織布の品質が悪くなる。これに対して、本発明の短繊維では、水分率が高い状態においても空気開繊性が良好である。この原因は、短繊維同士の凝集を促す水分が繊維周面の凹部中にトラップされることにより、繊維表面に付着する水分量が低減されるためと推測される。ただし、水分率があまり高くなりすぎると、本発明の短繊維においても空気開繊性は不十分になる傾向にあり、短繊維の水分率は、０．６質量％以上であってもよいが、１０質量％以下の範囲内にあることが好ましく、より好ましくは３質量％以下である。
また、本発明者らは、本発明の短繊維では、上記のように水分率が高い場合だけでなく、繊度が小さい場合、捲縮数が高い場合及び低い場合、又は０の場合、及び繊維表面に高摩擦性の樹脂が存在する場合においても、空気開繊性を良好にすることができ、本発明の短繊維からは高品質のエアレイド不織布が得られることを見出した。
すなわち、従来の短繊維では、繊度が５ｄｔｅｘ以下、特に２．５ｄｔｅｘ以下では空気開繊が難しく、品位の高いエアレイド不織布が得られない。これに対し、本発明の短繊維では、繊維周面に適度な凹部が存在し、隣接する繊維との間に十分な空間が形成されるため、短繊維が密集していても、繊維間の空隙に空気流が流れ込みやすくなり、短繊維が十分に開繊されて品位の高いエアレイド不織布が得られる。ただし、あまり繊度が低すぎると本発明の短繊維であっても、空気開繊性が不十分になる傾向にあり、繊度は０．１〜５ｄｔｅｘの範囲内にあることが好ましく、特に、０．１〜２ｄｔｅｘの範囲内にあることがより好ましい。
さらに、従来の短繊維を開繊する場合、その捲縮数が、０〜５山／２５ｍｍの範囲内の、ノークリンプを含む低捲縮数領域にある場合、未開繊束が多発するという問題があり、一方、１５山／２５ｍｍ以上の高捲縮領域では、空気開繊中に、繊維の絡合による毛玉を生じやすいという問題がある。これに対して、本発明の短繊維では、前述の理由により空気開繊性が向上しており、未開繊束や毛玉の発生を減少でき、品位に優れたエアレイド不織布を得ることができる。したがって、本発明の短繊維では、低捲縮数領域を選択すれば、嵩のない平滑でフラットな不織布が得られ、一方、高捲縮数領域を選択すれば、嵩高で空隙率の高い不織布が得られる。いずれも、従来よりも未開繊束や毛玉状欠点が極めて少なく、品位に優れたものとなる。ただし、しかも、上記いずれの場合においても、捲縮数があまり大きくなりすぎると毛玉が発生しやすくなるため、高捲縮領域における捲縮数は１５〜４０山／２５ｍｍの範囲内が好ましく、より好ましくは１５〜３０山／２５ｍｍの範囲である。なお、上記の捲縮の形状は、ジグザグ型等の二次元捲縮、スパイラル型、オーム型等の立体捲縮等の何れであってもよい。
本発明の短繊維は、単一の樹脂からなるものであってもよく、或は、２種類以上の樹脂のそれぞれからなる領域を組み合わせて形成された複合繊維及び、ポリマーブレンド繊維であってもよいが、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、高圧法低密度ポリエチレン樹脂、線状低密度ポリエチレン樹脂、あるいは、エラストマー系樹脂のうち少なくとも１つが、短繊維表面の少なくとも一部を占めている短繊維であることが好ましく、このような短繊維において特に高い効果を発揮する。つまり、これらの樹脂からなる従来の短繊維は、繊維間の摩擦が高く、十分な開繊性が得られない。これに対して、本発明の短繊維では、その特定の断面形状によって、短繊維同士の接触面積が小さくなり、空気開繊中の繊維間の摩擦を小さくでき、空気開繊性を向上させ、品質の高いエアレイド不織布を得ることができる。
上記合成樹脂が繊維表面に存在する短繊維の形態としては、上記樹脂の１種からなる単一相繊維、前記樹脂の１種が、好ましくは、繊維の合計質量の５０質量％以上の含有量で他の樹脂と溶融混練されたポリマーブレンドから形成された繊維、前記樹脂の１種が鞘成分として配置されている芯鞘複合繊維、あるいは偏心芯鞘型複合繊維、前記樹脂の１種が海成分として配されている海島複合繊維、前記樹脂の１種が繊維表面に配されるよう複合化された並列型、多層型、セグメントパイ型等の複合繊維等が挙げられる。
本発明の短繊維に用いられるポリエステル系樹脂としては、（１）ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリヘキサメチレンテレフタレート、及びポリエチレンナフタレート等の芳香族ポリエステル類、（２）ポリ（α−ヒドロキシ酸）のようなポリグリコール酸又はポリ乳酸からなる重合体またはこれらの共重合体、（３）ポリ（ε−カプロラクトン）及びポリ（β−プロピオラクトン）から選ばれたポリ（ω−ヒドロキシアルカノエート）類、（４）ポリ−３−ヒドロキシプロピオネート、ポリ−３−ヒドロキシブチレート、ポリ−３−ヒドロキシカプロレート、ポリ−３−ヒドロキシヘプタノエート、ポリ−３−ヒドロキシオクタノエート、及びこれらとポリ−３−ヒドロキシバリレート又はポリ−４−ヒドロキシブチレートとの共重合体などから選ばれたポリ（β−ヒドロキシアルカノエート）類、（５）ポリエチレンオキサレート、ポリエチレンサクシネート、ポリエチレンアジペート、ポリエチレンアゼレート、ポリブチレンオキサレート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンアジペート、ポリブチレンセバケート、ポリヘキサメチレンセバケート、ポリネオペンチルオキサレートまたはこれらの共重合体などから選ばれた脂肪族ポリエステル類、並びに前記ポリエステル類（１），（２），（４），（５）に、イソフタル酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、及び５−ナトリウムスルホイソフタル酸のような金属スルホイソフタル酸などの１種以上を含む酸成分及び／又はエチレングリコール、ジエチレングリコール、１，３−トリメチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６ヘキサンジオール、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、ポリエチレングリコール、ポリトリメチレングリコール及び、ポリテトラメチレングリコールなどから選ばれた１種以上からなるグリコール成分を共重合したものなど、を例示できる。
また、本発明の短繊維に用いられるエラストマー樹脂として、ポリウレタン系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー等の熱可塑性エラストマーを用いることができる。
本発明の短繊維に用いられるポリプロピレン系樹脂としては、ホモポリプロピレン若しくはプロピレンを主成分とし、それと少量のエチレン、ブテン−１、ヘキセン−１、オクテン−１、若しくは４−メチルペンテン−１等のα−オレフィンとの結晶性共重合体を用いることができる。
さらに、本発明の短繊維に用いられるポリアミド系樹脂としては、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２などを用いることができる。
本発明の短繊維に用いられるその他の樹脂として、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高圧法低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、フッソ樹脂等が例示できる。
また、前述の繊維形成用合成樹脂には、必要に応じて、各種の添加剤、例えば、艶消し剤、熱安定剤、消泡剤、整色剤、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、蛍光増白剤、着色顔料などが添加されていてもよい。
本発明の短繊維は、例えば下記の方法によって製造することができる。
すなわち、上記の繊維形成性合成樹脂を、所望断面形状繊維製造用の紡糸口金から溶融吐出し、５００〜２０００ｍ／分で引き取り、未延伸フィラメント糸条を製造する。この際、単一のポリマー又はポリマーブレンドが用いられる場合は、これらの樹脂を溶融しこの樹脂溶融物を図２（ａ）及び（ｂ）で示す紡糸孔を有する紡糸口金から押し出すことにより図２（Ａ）及び（Ｂ）の横断面形状を有する繊維を得ることができる。図２−（Ａ）に示されている横断面形状を有する繊維は、図１に示された繊維横断面形状を有する繊維と同様に、３個の凹部を有するものであり、図２−（Ｂ）に示されている繊維横断面形状においては、１個の凹部が形成されている。これら図２−（Ａ）及び（Ｂ）の繊維は、いずれも単一種の繊維形成性合成樹脂又は２種以上の繊維形成性合成樹脂のブレンドから形成されたものである。また、芯鞘型複合繊維の場合は、２種類の樹脂を溶融し、この２種の樹脂溶融物をノズル孔前の円筒状ノズル内で芯鞘構造となるように合流させた後、図３の（ａ）〜（ｃ）のノズル孔を有する紡糸口金から押し出すことにより、それぞれ、図３の（Ａ）〜（Ｃ）に示された横断面形状を有する複合繊維を得ることができる。さらにこの溶融紡糸工程において、紡糸口金下で、フィラメント状溶融樹脂流に冷却風を吹き当てて、前記フィラメント状流を冷却固化する際に、冷却風のその風量及び冷却位置を適宜に調整することによって、得られる繊維の横断面形状におけるＤ／Ｌ比値を、０．１〜０．５の範囲内に調整することができる。得られた未延伸糸を、常温空気中、又は６０〜９５℃の温水中で１段あるいは多段延伸により、トータルで１．２〜５．０倍に延伸し、これに油剤を付与し、必要に応じて押し込みクリンパーなどを用いて捲縮を付与した後、所望の繊維長にカットすることにより本発明の短繊維を得ることができる。
図３−（Ａ）に示されている横断面形状を有する繊維は、芯部１１を形成する繊維形成性合成樹脂と、鞘部１２を形成する他の繊維形成性合成樹脂とから芯−鞘型複合繊維に構成されているものであって、３個の凹部が形成されている。図３−（Ｂ）に示されている横断面形状を有する繊維も、互に異種の、芯部１１形成用合成樹脂と鞘部１２形成用合成樹脂とから芯−鞘型複合繊維に構成されているものであり、１個の凹部が形成されている。図３−（Ｃ）に示されている横断面形状を有する繊維は、芯部１１を形成する合成樹脂と、鞘部１２を形成する合成樹脂とから芯鞘型複合繊維に構成されたものであって、８個の凹部を有している。
上記工程において、用いられる上記油剤の組成には、格別の制限はないが、好ましくは、開繊性を良好にするため、炭素原子数１０〜２０のアルキルリン酸アルカリ金属塩３０〜９０質量％と、ポリジメチルシロキサン及び／又はポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレングラフト重合ポリシロキサン１０〜７０質量％とを含む油剤を用いるのが好ましい。油剤付着率は０．０１〜５質量％であることが好ましい。油剤付着率が０．０１質量％未満であると、得られる短繊維からエアレイドウェブを形成する際に静電気が発生し易くなり、またそれが５質量％を超えると、繊維が互に付着して集束し易くなり、空気開繊性が悪化する。本発明の特定の異型断面形状を有する短繊維を用いると、繊維間接触面積が減少するので、短繊維の空気開繊性が、油剤による短繊維の摩擦特性変化による影響を受けにくくなるので、油剤に、親水性、撥水性、抗菌性、消臭性、芳香性、等の機能を付与する手段の多様性を拡大することが可能になる。
図２−（ｃ）及び図３−（ｄ）に記載の紡糸孔は、図２−（Ｃ）及び図３−（Ｄ）に記載の横断面形状を有する、従来の短繊維（比較例）の製造に用いられる。図２−（Ｃ）に示されている横断面形状は、円形であり、図３−（Ｄ）に示されている芯−鞘型横断面形状において、円形断面形状を有する芯部１１が円形断面形状を有する鞘部１２内に、配置されている。
上記本発明の短繊維からエアレイド不織布を成形するには、従来方法を用いることができる。本発明の短繊維を用いることにより品位の高いエアレイド不織布を得ることができる。具体的には、ウェブ１ｇ当りに含まれる、未開繊繊維束及び、直径５ｍｍ以上の毛玉の合計数「欠点数」と定義した場合、この欠点数が１０個以下であることが好ましい。前記未開繊繊維束とは、互に平行に集束したまま、開繊していない繊維束のうち、１ｍｍ以上の最大断面径を有するものを云う。本発明の短繊維によれば、エアレイド不織布の製造において発生する欠点数の極めて少なく、ウェブを安定して形成することができる。
本発明の合成短繊維は、各種機能剤、例えば、消臭性機能剤、抗菌性機能剤、難燃性機能剤、害虫忌避性機能剤の少なくとも１種を含んでいてもよい。本発明の短繊維においては、機能剤は、繊維形成用樹脂中に、混合されていてもよいが、短繊維表面に付着固定されていることが好ましい。
従来のエアレイド不織布用短繊維では、繊維表面上の機能剤付着量が高くなると、特に０．０５質量％以上では、空気開繊性が悪くなり、不織布の品位が悪くなる。これに対して、本発明の短繊維では、機能剤付着率が、上記のように高い状態においても空気開繊性が良好である。この原因は、短繊維同士の凝集を促す機能剤またはその溶液やエマルジョンが、短繊維周面に形成された凹部にトラップされることにより、結果的に繊維表面に付着された機能剤の分布密度が低減されるためと推測される。機能性の観点から云えば、この凹部に機能剤が多くホールドされることにより、機能剤がその効果を出すために十分な量を付着できるということであるし、機能剤が液状で付与されていても、表面張力の関係で、エアレイド不織布成型中で高速の空気流の中にあっても、機能剤が脱落しにくいといった耐久性向上効果も発現する。ただし、機能剤付着率があまり高くなりすぎると、本発明の短繊維においても空気開繊性は低下する傾向にあり、付着率は０．０１〜１０質量％の範囲が好ましく、より好ましくは０．０１〜３質量％の範囲である。
機能剤を付着固定させる方法は、機能剤をより均一にかつ凹部に効率よくトラップさせるために、液状の機能剤、或はペースト状又は固状の機能剤を水溶液や有機溶剤（アルコール類やアセトン等）に溶解させた溶液、あるいはエマルジョンとして付与することが好ましい。機能剤をペースト状或は固体状のまま付与することは、凹部以外の繊維表面にも相当量の機能剤が付着することとなり、開繊性を阻害する原因となりうる。液状の機能剤は、オイリングローラー性やスプレー法など従来のオイリング方法によりトウの状態にある繊維に付与し、機能剤付与されたトウを短繊維にカットすることが好ましい。
機能剤の種類には特に限定はないが、油剤にブレンドに付与することが難しい表面加工機能剤としては、消臭剤、抗菌剤、難燃剤、害虫忌避剤等が挙げられる。
消臭剤としては、無機系のものよりも水または有機溶媒に溶け、均一に分散する有機系のものが好ましく、一例としては、椿等のツバキ科植物の葉部から抽出・分離して得られる液状抽出物が挙げられ、具体的には、白井松新薬（株）の緑茶乾留エキス Ｓ−１００等を挙げることができる。これら消臭剤が有効に機能するには、付与量が０．０１質量％以上、好ましくは、０．０２質量％以上あることが必要である。
抗菌剤の一例としては、良く知られている４級アンモニウム系の剤が挙げられ、具体的には、日華化学（株）のニッカノンＲＢ（Ｎ−ポリオキシエチレン−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリアルキルアンモニウム塩）等を挙げることができる。また、（株）バイオマテリアルのＳＴ−７，ＳＴ−８，ＳＴ−９，ＳＴ−８３５，ＳＴ−８３６，ＳＴ−８４５等のアミノ配糖体（アミノ糖の単糖、複糖または多糖の配糖体）も好適な一例である。これら抗菌剤が有効に機能するには、付与量が０．０１質量％以上、好ましくは、０．０２質量％以上あることが必要である。
難燃剤の一例としては、ハロゲン化シクロアルカン化合物等が挙げられる。ここで、ハロゲン化シクロアルカン化合物とは、環状飽和炭化水素、或は少なくとも１個の環状飽和炭化水素を有する飽和炭化水素化合物の水素原子の少なくとも１部分がハロゲンにより置換された化合物である。かかる化合物の具体例としては、たとえば１，２，３，４，５，６ヘキサブロモシクロヘキサン、１，２，３，４、または１，２，４，６テトラブロモシクロオクタン、または１，２，５，６，９，１０ヘキサブロモシクロドデカン、１，２ビス（３，４ジブロモシクロシクロヘキシル）１，２ジブロモエタンや、これらの臭素が塩素で置き換わったものなどをあげることができる。しかし、これらに限定されるものではない。良好な難燃性を呈するために、該ハロゲン化シクロアルカン化合物は０．５質量％以上付与することが好ましい。
害虫忌避剤の一例としては、３−フェノキシベンジル−ｄｌ−シス／トランス−３−（２，２−ジクロロビニル）−２，２−ジメチルシクロプロパン−１−カルボキシラート（一般名：ペルメトリン）、２−ジメチル−３−（２−メチルプロペニル）シクロプロパンカルボン酸（３−フェノキシフェニル）メチルエステル（一般名：フェノトリン）、等のピレスロイド系化合物等が挙げられる。これら害虫忌避剤が有効に機能するには、付与量が０．０１質量％以上、好ましくは、０．１質量％以上あることが必要である。
【実施例】
本発明を下記実施例により、更に具体的に説明する。但し本発明の範囲は実施例によって限定を受けるものではない。
なお、下記実施例及び比較例において、下記項目の測定を行った。
（１）極限粘度（〔η〕）
供試ポリエステル樹脂の極限粘度をオルトクロロフェノールを溶媒として、温度３５℃で測定した。
（２）メルトフローレイト（ＭＦＲ）
供試合成樹脂のメルトフローレイト（ＭＦＲ）を、ＪＩＳ Ｋ ７２１０記載の方法に従って測定した。
（３）融点（Ｔｍ）
供試合成樹脂の融点（Ｔｍ）を、ＪＩＳ Ｋ ７１２１記載の示査走査熱量測定法（ＤＳＣ）に従って作成されたＤＳＣ曲線における吸熱ピーク温度により表した。
（４）軟化点（Ｔｓ）
供試合成樹脂により長さ１２６ｍｍ、幅１２ｍｍ、厚さ３ｍｍの試験片を作製し、この試験片をＪＩＳ Ｋ ７２０６に準拠するビカット軟化試験に供し、針状圧子が１ｍｍ侵入した時の伝熱媒体の温度を測定し、この温度により供試合成樹脂の軟化点（Ｔｓ）を表した。
（５）繊度
供試短繊維の繊度をＪＩＳ Ｌ １０１５、７．５．１ Ａ法に記載の方法により測定した。
（６）繊維長
供試短繊維の繊維長をＪＩＳ Ｌ １０１５、７．４．１ Ｃ法に記載の方法により測定した。
（７）捲縮数、捲縮率
所定の繊維長に切断する前の、捲縮フィラメントトウより単繊維を採取し、その捲縮数及び捲縮率を、ＪＩＳ Ｌ １０１５ ７．１２に記載の方法により測定した。
（８）油剤付着率
所定質量（Ｆ）の繊維に、３０℃のメタノールによる、浴比１：２０の抽出処理を１０分間施し、抽出液中の乾燥残査の質量を測定し、この測定質量値（Ｅ）を、前記繊維質量値（Ｆ）で除して算出された値（パーセント）をもって、油剤付着率を表した。
（９）短繊維の水分含有率
供試短繊維の水分含有率をＪＩＳ Ｌ １０１５ ７．２に記載の方法により測定した。
（１０）凹部のＤ／Ｌ比
繊維横断面の顕微鏡写真（セクション写真）を撮影し、繊維横断面の輪郭をトレーシングペーパー上に写し取って、下記Ｄ，Ｌを定規で測定した後、下式に従って、Ｄ／Ｌ比を算出した。
Ｄ／Ｌ比＝Ｄ／Ｌ
Ｌ：凹部の開口部の最大幅（開口部を形成する１対の凸部に接する接線を引いたとき、接線と、２個の凸部との接点の間隔長さをもって表す）
Ｄ：凹部の最大深さ（前記接線からそれに直角をなす方向に測定された凹部の最大深さ
（１１）エアレイドウェブの欠点数
Ｄａｎ−Ｗｅｂｆｏｒｍｉｎｇ社のフォーミングドラムユニット（６００ｍｍ幅、フォーミングドラムの孔形状２．４ｍｍ×２０ｍｍの長方形、開孔率４０％）を用いてドラム回転数２００ｒｐｍ、ニードルロール回転数９００ｒｐｍ、ウェブ搬送速度３０ｍ／分の条件で、短繊維のみからなる目付３０ｇ／ｍ２のエアレイドウェブを制作した。ウェブの、ランダムに設定された１０箇所から、各１ｇを採取し、これに含まれる、未開繊繊維束（最大断面径が１ｍｍ以上）と、直径５ｍｍ以上の毛玉との個数を計数し、エアレイドウェブ１ｇ当りの前記未開繊繊維束及び毛玉の平均個数を算出し、その合計を算出し、この数値をもって、欠点数を表した。欠点数が１０個以下のものを合格とした。
実施例１
ＭＦＲが２０ｇ／１０分、Ｔｍが１３１℃の高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）と、１２０℃で１６時間真空乾燥され、固有粘度〔η〕が０．６１、Ｔｍが２５６℃のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とを、各々別のエクストルーダーで溶融して、各々、温度２５０℃及び２８０℃の溶融樹脂とし、前者を鞘成分Ａ、後者を芯成分Ｂとして用い、複合比率Ａ：Ｂ＝５０：５０（質量比）として、図３−（ａ）に示す形状の吐出孔を４５０孔有する芯鞘型複合紡糸口金を用い、鞘成分（Ａ）用溶融樹脂流と芯成分（Ｂ）用溶融樹脂流とを、芯−鞘状に合流させ、それによって形成された芯−鞘状複合溶融樹脂流を、前記紡糸口金から溶融吐出させた。この際、口金温度は２８０℃、吐出量は１５０ｇ／分に設定された。さらに、吐出された複合フィラメント状溶融樹脂流に、口金下３０ｍｍの位置で３０℃の冷却風を吹き当てて空冷し、１１５０ｍ／分で巻き取り、未延伸糸を得た。この未延伸糸を７５℃の温水中で３倍に延伸し、この延伸糸に、ラウリルホスフェートカリウム塩／ポリオキシエチレン変成シリコーン＝８０／２０からなる油剤を０．２２質量％付与し、この油剤付着延伸糸に、押込み型クリンパーで捲縮数１７山／２５ｍｍ、捲縮率８％の平面ジグザグ型捲縮を付与し、１０５℃で６０分間乾燥し、この乾燥延伸糸をロータリーカッターで５ｍｍの繊維長にカットした。このとき得られた短繊維の繊度は１．１ｄｔｅｘであり、図３−（Ａ）に示す横断面形状を有する短繊維が得られた。試験結果を表１に示す。
実施例２及び３、比較例１
実施例２及び３、並びに比較例１の各々において、実施例１と同様にして芯−鞘型複合短繊維を製造した。但し、口金の吐出孔を、図３−（ｂ），−（ｃ）及び−（ｄ）に示されている形状のものに変更した。試験結果を表１に示す。
比較例２
比較例２において実施例１と同様にして、芯−鞘型複合短繊維を製造した。但し、吐出された複合フィラメント状溶融樹脂流の冷却位置を口金下７０ｍｍに変更した。試験結果を表１に示す。
実施例４
実施例１と同様にして、芯−鞘型複合短繊維を製造した。但し、押込みクリンパーを使用せず、捲縮を付与しなかった。試験結果を表１に示す。
比較例３
比較例１と同様にして、芯−鞘型複合短繊維を製造した。但し、押込みクリンパーを使用せず、捲縮を付与しなかった。結果を表１に示す。
実施例５及び６
実施例５及び６の各々において、実施例１と同様にして、芯−鞘型複合短繊維を製造した。但し、押し込みクリンパーへの延伸糸の供給量および押し込み圧力を調整して、捲縮数を５山／２５ｍｍ（実施例５）および４０山／２５ｍｍ（実施例６）に変更した。試験結果を表１に示す。
実施例７及び比較例４
実施例７においては、実施例１と同様にして、また比較例４においては、比較例１と同様にして、芯−鞘型複合短繊維を製作した。但し、油剤付着延伸フィラメント系を１０５℃で乾燥した後、水分を付与し、ギロチンカッターを用いて、０．１ｍｍにカットした。得られた短繊維の水分率はいずれも１０質量％であった。試験結果を表１に示す。
実施例８
実施例１と同様にして芯−鞘型複合短繊維を製作した。但し、口金の吐出孔を、図３−（ｃ）に記載の放射状スリットの、スリット数を３０本に変更したものを用いた。試験結果を表１に示す。
実施例９
実施例１と同様にして芯−鞘型複合短繊維を製造した。但し、短繊維の繊維長を４５ｍｍに変更した。試験結果を表１に示す。
【表１】
実施例１０
１２０℃で１６時間真空乾燥され、固有粘度〔η〕が０．６１であり、Ｔｍが２５６℃のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂を２８０℃において溶融し、この溶融樹脂を、図２−（ａ）に示す形状の吐出孔を４５０孔有する紡糸口金を通して吐出させた。この際、口金温度は２８０℃、吐出量は１５０ｇ／分にコントロールされた。さらに、吐出されたフィラメント状溶融樹脂流に口金下３５ｍｍの位置で３０℃の冷却風を吹き当てて空冷し、固化したフィラメント束を１０００ｍ／分で巻き取り、未延伸糸を作製した。この未延伸糸を、７０℃の温水中で、３．２倍に延伸し、引き続いて９０℃の温水中で、１．１５倍に延伸し、得られた延伸糸に、ラウリルホスフェートカリウム塩／ポリオキシエチレン変成シリコーン＝８０／２０からなる油剤を０．１８質量％付与した後、これに押込み型クリンパーで捲縮数１６山／２５ｍｍ、捲縮率１２％の平面ジグザグ型捲縮を付与し、１３０℃で６０分間乾燥した。この乾燥延伸糸を、ロータリーカッターで５ｍｍの繊維長にカットした。このとき得られた短繊維の繊度は１．０ｄｔｅｘであり、図２−（Ａ）に示す繊維横断面形状を有する短繊維が得られた。試験結果を表２に示す。
実施例１１及び比較例５
実施例１１及び比較例５の各々において、実施例１０と同様にして短繊維を作製した。但し、口金の吐出孔を、図２−（ｂ）（実施例１１）、（ｃ）（比較例５）に対応する形状のものに変更した。試験結果を表２に示す。
比較例６
実施例１０と同様にして短繊維を作製した。但し、吐出されたフィラメント状溶融樹脂流の冷却位置を口金下７０ｍｍに変更した。試験結果を表２に示す。
比較例７
実施例１０と同様にして短繊維を製造した。但し、吐出されたフィラメント状溶融樹脂流の冷却位置を口金下２０ｍｍに変更した。試験結果を表２に示す。
実施例１２及び比較例８
実施例１２は、実施例１０と同様にして、また比較例８は、比較例５と同様にして短繊維を製造した。但し、吐出量を１００ｇ／分、巻取速度１２００ｍ／分、７０℃温水中の延伸倍率を２．８５倍、捲縮数１８山／２５ｍｍに変更した。試験結果を表２に示す。
実施例１３及び比較例９
実施例１３は、実施例１０と同様にして、また、比較例９は比較例５と同様にして、それぞれ短繊維を製造した。但し、吐出量を６８０ｇ／分、巻取速度９００ｍ／分、７０℃温水中の延伸倍率を３．４倍、捲縮数９山／２５ｍｍに変更した。試験結果を表２に示す。
【表２】
実施例１４
３５℃で４８時間真空乾燥され、固有粘度〔η〕が０．５４であり、Ｔｓが６５℃の低軟化点共重合ポリエチレンテレフタレート・イソフタレート（ｃｏＰＥＴ；イソフタル酸４０モル％、ジエチレングリコール４モル％共重合）と、１２０℃で１６時間真空乾燥され、固有粘度〔η〕が０．６１であり、Ｔｍが２５６℃のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）をそれぞれ別々のエクストルーダーで溶融して、それぞれ温度２５０℃及び２８０℃の溶融樹脂とし、前者を鞘成分Ａ、後者を芯成分Ｂとして用い、複合比率Ａ：Ｂ＝５０：５０（質量比）で、図３−（ａ）に示す形状の吐出孔を４５０孔有する芯鞘型複合紡糸口金を通して、芯−鞘型複合フィラメント状に吐出させた。この際、口金温度は２８０℃、吐出量は３００ｇ／分であった。さらに、吐出されたフィラメント状溶融樹脂流に、口金下３０ｍｍの位置で３０℃の冷却風を吹き当てて空冷し、１２００ｍ／分で巻き取り、未延伸糸を製造した。この未延伸糸を７０℃の温水中で２．８５倍に延伸し、引き続いて９０℃の温水中で１．１５倍に延伸した後、ラウリルホスフェートカリウム塩／ポリオキシエチレン変成シリコーン＝８０／２０からなる油剤を０．２５質量％付与した後、押込み型クリンパーで、捲縮数１１山／２５ｍｍ、捲縮率９％の平面ジグザグ型捲縮を付与した。この捲縮フィラメント糸を、５５℃で６０分間乾燥した後、ロータリーカッターで５ｍｍの繊維長にカットした。このとき得られた短繊維の繊度は１．７ｄｔｅｘであり、図３−（Ａ）に示す繊維横断面形状を有する短繊維が得られた。試験結果を表３に示す。
比較例１０
実施例１４と同様にして短繊維を製造した。但し、口金の吐出孔を、図３−（ｄ）に対応する形状のものに変更した。試験結果を表３に示す。
実施例１５
３５℃で４８時間真空乾燥され、固有粘度〔η〕が０．８であり、Ｔｍが１５２℃であり、ハードセグメントがイソフタル酸１５モル％共重合ポリブチレンテレフタレートであり、ソフトセグメントが平均分子量１５００のポリテトラメチレングリコールであるポリエステル系エラストマー（ＥＬ）と、１２０℃で１６時間真空乾燥され、固有粘度〔η〕が０．６１であり、Ｔｍが２５６℃のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とをそれぞれ別々のエクストルーダーで溶融して、それぞれ温度２４０℃及び２８０℃の溶融樹脂とし、前者を鞘成分Ａ、後者を芯成分Ｂとして用い、複合比率Ａ：Ｂ＝５０：５０（質量比）で、図３−（ａ）に示す形状の吐出孔を４５０孔有する芯−鞘型複合紡糸口金を通して、芯−鞘型複合フィラメント状に吐出させた。この際、口金温度は２８０℃、吐出量は３１０ｇ／分であった。さらに、吐出されたフィラメント状溶融樹脂流を、口金下３０ｍｍの位置で３０℃の冷却風を吹き当てて空冷し、１１００ｍ／分で巻き取り、未延伸糸を得た。この未延伸糸を７０℃の温水中で２．６倍に延伸し、引き続いて９０℃の温水中で１．１５倍に延伸した後、ラウリルホスフェートカリウム塩／ポリオキシエチレン変成シリコーン＝８０／２０からなる油剤を０．２５質量％付与した後、押込み型クリンパーで捲縮数８山／２５ｍｍ、捲縮率６％の平面ジグザグ型捲縮を付与した。この捲縮フィラメント糸を、７０℃で６０分間乾燥した後、ロータリーカッターで５ｍｍの繊維長にカットした。このとき得られた短繊維の繊度は２．５ｄｔｅｘであり、図３−（Ａ）に示す繊維横断面の短繊維が得られた。試験結果を表３に示す。
比較例１１
実施例１５と同様にして短繊維を製造した。但し、口金の吐出孔を、図３−（ｄ）に示された形状のものに変更した。試験結果を表３に示す。
実施例１６
ＭＦＲが５０ｇ／１０分であり、Ｔｍが１５８℃のポリプロピレン（ＰＰ）と、１２０℃で１６時間真空乾燥され、固有粘度〔η〕が０．６１であり、Ｔｍが２５６℃のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とを、それぞれ別々のエクストルーダーで溶融して、それぞれ温度２６０℃と２８０℃の溶融樹脂とし、前者を鞘成分Ａ、後者を本成分Ｂとして用い、複合比率Ａ：Ｂ＝５０：５０（質量比）で、図３−（ａ）に示す形状の吐出孔を４５０孔有する芯−鞘型複合紡糸口金を通して、フィラメント状芯−鞘型溶融樹脂流を吐出させた。この際、口金温度は２８０℃、吐出量は１９０ｇ／分であった。さらに、吐出されたフィラメント状溶融物流に口金下３０ｍｍの位置で３０℃の冷却風を吹き当てて空冷し、１１５０ｍ／分で巻き取り、未延伸糸を得た。この未延伸糸を７５℃の温水中で２．９倍に延伸した後、ラウリルホスフェートカリウム塩／ポリオキシエチレン変成シリコーン＝８０／２０からなる油剤を０．２５質量％付与した後、押込み型クリンパーで捲縮数１３山／２５ｍｍ、捲縮率１１％の平面ジグザグ型捲縮を付与した。この捲縮フィラメント糸を、１０５℃で６０分間乾燥した後、ロータリーカッターで５ｍｍの繊維長にカットした。このとき得られた短繊維の繊度は１．５ｄｔｅｘであり、図３−（Ａ）に示す繊維横断面形状を有する短繊維が得られた。試験結果を表３に示す。
比較例１２
実施例１６と同様にして短繊維を製造した。但し、口金の吐出孔を、図３−（ｄ）に示された形状のものに変更した。試験結果を表３に示す。
実施例１７
ＭＦＲが２０ｇ／１０分であり、Ｔｍが１１３℃の高圧法低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）と、１２０℃で１６時間真空乾燥され、固有粘度〔η〕が０．６１であり、Ｔｍが２５６℃のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とを、そぞれ別々のエクストルーダーで溶融し、それぞれ温度２５０℃及び２８０℃の溶融樹脂とし、前者を鞘成分Ａ、後者を芯成分Ｂとして用い、複合比率Ａ：Ｂ＝５０：５０（質量比）で、図３（ａ）に示す形状の吐出孔を４５０孔有する芯−鞘型複合紡糸口金を通して、芯−鞘型複合フィラメント状に吐出させた。この際、口金温度は２８０℃、吐出量は２００ｇ／分であった。さらに、吐出されたフィラメント状溶融樹脂流に、口金下３０ｍｍの位置で３０℃の冷却風を吹き当てて、空冷し、１１００ｍ／分で巻き取り、未延伸糸を得た。この未延伸糸を７５℃の温水中で２．８倍に延伸した後、ラウリルホスフェートカリウム塩／ポリオキシエチレン変成シリコーン＝８０／２０からなる油剤を０．２５質量％付与した後、押込み型クリンパーで捲縮数１４山／２５ｍｍ、捲縮率１１％の平面ジグザグ型捲縮を付与した。この捲縮フィラメント糸を９５℃で６０分間乾燥した後、ロータリーカッターで５ｍｍの繊維長にカットした。このとき得られた短繊維の繊度は１．７ｄｔｅｘであり、図３−（Ａ）に示す繊維横断面形状を有する短繊維が得られた。試験結果を表３に示す。
比較例１３
実施例１７と同様にして短繊維を製造した。但し、口金の吐出孔を、図３−（ｄ）に示す形状を有するものに変更した。試験結果を表３に示す。
実施例１８
ＭＦＲが３０ｇ／１０分であり、Ｔｍが１２２℃の線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）と、１２０℃で１６時間真空乾燥され、固有粘度〔η〕が０．６１であり、Ｔｍが２５６℃のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とを、それぞれ別々のエクストルーダーで溶融し、それぞれ温度２５０℃及び２８０℃の溶融樹脂とし、前者を鞘成分Ａ、後者を芯成分Ｂとして用い、複合比率Ａ：Ｂ＝５０：５０（質量比）で、図３−（ａ）に示す形状の吐出孔を４５０孔有する芯−鞘型複合紡糸口金を通して、芯−鞘型複合フィラメント状溶融樹脂流を吐出させた。この際、口金温度は２８０℃、吐出量は２００ｇ／分であった。さらに、吐出されたフィラメント状溶融樹脂流に、口金下３０ｍｍの位置で３０℃の冷却風を吹き当てて空冷し、１１００ｍ／分で巻き取り、未延伸糸を得た。この未延伸糸を７５℃の温水中で２．８倍に延伸した後、ラウリルホスフェートカリウム塩／ポリオキシエチレン変成シリコーン＝８０／２０からなる油剤を０．２５質量％付与した後、押込み型クリンパーで捲縮数１３山／２５ｍｍ、捲縮率１１％の平面ジグザグ型捲縮を付与した。この捲縮フィラメント糸を９５℃で６０分間乾燥した後、ロータリーカッターで５ｍｍの繊維長にカットした。このとき得られた短繊維の繊度は１．７ｄｔｅｘであり、図３−（Ａ）に示す繊維横断面形状を有する短繊維が得られた。試験結果を表３に示す。
比較例１４
実施例１８と同様にして短繊維を製造した。但し、口金の吐出孔を、図３−（ｄ）に示されている形状のものに変更した。試験結果を表３に示す。
【表３】
実施例１９
ＭＦＲが２０ｇ／１０分、Ｔｍが１３１℃の高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）と、１２０℃で１６時間真空乾燥した固有粘度〔η〕が０．６１、Ｔｍが２５６℃のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を各々別のエクストルーダーで溶融して、各々温度２５０℃と２８０℃の溶融樹脂とし、前者を鞘成分Ａ、後者を芯成分Ｂとして用い、複合比率Ａ：Ｂ＝５０：５０（質量比）として、図３（ａ）に示す形状の吐出孔を４５０孔有する芯鞘型複合紡糸口金を用いて、複合化して溶融吐出させた。この際、口金温度は２８０℃、吐出量は１５０ｇ／分であった。さらに、吐出ポリマーを口金下３０ｍｍの位置で３０℃の冷却風で空冷し１１５０ｍ／分で巻き取り、未延伸糸を得た。この未延伸糸を７５℃の温水中で３倍に延伸した後、ラウリルホスフェートカリウム塩／ポリオキシエチレン変成シリコーン＝８０／２０からなる油剤を０．１９質量％付与した後、押込み型クリンパーで捲縮数１２山／２５ｍｍ、捲縮率７％の平面ジグザグ型捲縮を付与し、１０５℃で６０分間乾燥した後、オイリングローラーを用いて、白井松新薬（株）製の消臭剤Ｓ−１００（商標、緑茶乾留エキス）の１０質量％水溶液を水分率が１質量％（繊維への剤の理論付着量が０．１質量％）となるように捲縮系に付与し、ロータリーカッターで５ｍｍの繊維長にカットした。このとき得られた短繊維の繊度は１．１ｄｔｅｘであり、図３−（Ａ）に示す繊維横断面の短繊維が得られた。結果を表４に示す。
実施例２０〜２１、比較例１５
実施例２０〜２１及び比較例１５において、実施例１９と同様にして芯鞘型複合短繊維を製造した。但し、口金の吐出孔を、各々図３−（ｂ）、−（ｃ）及び−（ｄ）に対応する形状のものに変更した。結果を表４に示す。
実施例２２
実施例１９と同様にして芯鞘型複合短繊維を製造した。但し、口金の吐出孔を図３−（ｃ）の放射状のスリット部分を３０本有する口金に変更した。結果を表４に示す。
実施例２３、比較例１６
実施例２３及び比較例１６において、それぞれ実施例１９及び比較例１５とそれぞれ同様にして、芯鞘型複合短繊維を製造した。但し、付与する機能剤として、消臭剤Ｓ−１００の代りに、日華化学（株）製の抗菌剤ニッカノンＲＢ（商標、Ｎ−ポリオキシエチレン−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリアルキルアンモニウム塩）の５質量％水溶液を、水分率が５質量％（繊維への剤の理論付着量が０．２５質量％）となるように捲縮系に付与した。結果を表４に示す。
実施例２４、比較例１７
実施例２４及び比較例１７において、それぞれ、実施例１９及び比較例１５とそれぞれ同様にして芯鞘型複合短繊維を製造した。但し、付与する機能剤として、消臭剤Ｓ−１００の代りに、第一工業製薬（株）製の難燃剤ＹＭ８８（商標、ヘキサブロムシクロドデカン）の１０質量％水系エマルジョンを水分率が１０質量％（繊維への剤の理論付着量が１．０質量％）となるように捲縮系に付与した。結果を表４に示す。
実施例２５、比較例１８
実施例２５及び比較例１８において、それぞれ実施例１９及び比較例１５と同様にして、芯鞘型複合短繊維を製造した。但し、付与する機能剤として、消臭剤Ｓ−１００の代りに、ｄ−フェノトリン１０％水性液を水分率が５質量％（繊維への剤の理論付着量が０．５質量％）となるように捲縮系に付与した。結果を表４に示す。
実施例２６
１２０℃で１６時間真空乾燥され、固有粘度〔η〕が０．６１、かつＴｍが２５６℃のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を２８０℃において溶融し、この溶融樹脂を、図２−（ａ）に示す形状の吐出孔を４５０孔有する紡糸口金を用いて吐出させた。この際、口金温度は２８０℃、吐出量は１５０ｇ／分であった。さらに、吐出ポリマーを口金下３５ｍｍの位置で３０℃の冷却風で空冷し１０００ｍ／分で巻き取り、未延伸糸を得た。この未延伸糸を７０℃の温水中で３．２倍に延伸し、引き続いて９０℃の温水中で１．１５倍に延伸した後、ラウリルホスフェートカリウム塩／ポリオキシエチレン変成シリコーン＝８０／２０からなる油剤を０．１８質量％付与した後、押込み型クリンパーで捲縮数１６山／２５ｍｍ、捲縮率１２％の平面ジグザグ型捲縮を付与し、１３０℃で６０分間乾燥した後、オイリングローラーを用いて、白井松新薬（株）製の消臭剤Ｓ−１００（緑茶乾留エキス）の１０質量％水溶液を水分率が１質量％（繊維への剤の理論付着量が０．１質量％）となるように捲縮系に付与し、ロータリーカッターで５ｍｍの繊維長にカットした。このとき得られた短繊維の繊度は１．０ｄｔｅｘであり、図２−（Ａ）に示す繊維横断面の短繊維が得られた。結果を表４に示す。
実施例２７及び比較例１９
実施例２７及び比較例１９のそれぞれにおいて、実施例２６と同様にして短繊維を製造した。但し、口金の吐出孔を、それぞれ図２−（ｂ）、（ｃ）に対応する形状のものに変更した。結果を表４に示す。
【表４】
【産業上の利用可能性】
本発明の合成短繊維は、前述した繊維長と特定のＤ／Ｌ比値を有する異型断面形状を有している。このため、水分含有率が高く、従来開繊性不良で高品位のエアレイドウェブを得ることが困難と思われていた状態においても、また、短繊維が、細繊度、高捲縮、低捲縮（無捲縮を含む）、高水分率を有していても、あるいは高摩擦樹脂からなる短繊維であっても、欠点の少ない均一なエアレイド不織布を製造することができる。このため、本発明の合成短繊維は、エアレイド不織布の構成を多様化し、かつ機能化する点における貢献が極めて大きいものである。
【図１】
【図２】
【図３】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
０．１〜４５ｍｍの繊維長を有する合成短繊維であって、この合成短繊維が１〜３０個の凹部を有する横断面形状を有し、前記横断面形状におけるＤ／Ｌ比〔但し、Ｄは、前記凹部の開口部を規定する１対の凸部に、その両方に接する接線を引いたとき、この接線と、前記凹部の底部との間の、前記接線に直角をなす方向に測定された距離の最大値を表し、Ｌは、前記接線と前記１対の凸部との２個の接点の間隔距離を表す〕
が０．１〜０．５の範囲内にあることを特徴とするエアレイド不織布用合成短繊維。
【請求項２】
前記短繊維の水分含有率が、０．６質量％以上であるが、１０質量％を超えない、請求の範囲第１項に記載のエアレイド不織布用合成短繊維。
【請求項３】
前記短繊維が５ｄｔｅｘ以下の繊度を有する、請求の範囲第１項に記載のエアレイド不織布用合成短繊維。
【請求項４】
前記短繊維が０〜５山／２５ｍｍ又は、１５〜４０山／２５ｍｍの捲縮数を有する、請求の範囲第１項に記載のエアレイド不織布用合成短繊維。
【請求項５】
前記短繊維の表面の少なくとも１部分が、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、高圧法低密度ポリエチレン樹脂、線状低密度ポリエチレン樹脂及びエラストマー樹脂から選ばれた少なくとも１種により形成されている、請求の範囲第１項に記載のエアレイド不織布用合成短繊維。
【請求項６】
短繊維表面に、前記短繊維質量に対して、０．０１〜１０質量％の付着量で付着している少なくとも１種の機能剤をさらに含む、請求の範囲第１項に記載のエアレイド不織布用合成短繊維。
【請求項７】
前記機能剤が、消臭性機能剤、抗菌性機能剤、難燃性機能剤及び害虫忌避性機能剤から選ばれる、請求の範囲第６項に記載のエアレイド不織布用合成短繊維。
【請求項１】
０．１〜４５ｍｍの繊維長を有する合成短繊維であって、この合成短繊維が１〜３０個の凹部を有する横断面形状を有し、前記横断面形状におけるＤ／Ｌ比〔但し、Ｄは、前記凹部の開口部を規定する１対の凸部に、その両方に接する接線を引いたとき、この接線と、前記凹部の底部との間の、前記接線に直角をなす方向に測定された距離の最大値を表し、Ｌは、前記接線と前記１対の凸部との２個の接点の間隔距離を表す〕
が０．１〜０．５の範囲内にあることを特徴とするエアレイド不織布用合成短繊維。
【請求項２】
前記短繊維の水分含有率が、０．６質量％以上であるが、１０質量％を超えない、請求の範囲第１項に記載のエアレイド不織布用合成短繊維。
【請求項３】
前記短繊維が５ｄｔｅｘ以下の繊度を有する、請求の範囲第１項に記載のエアレイド不織布用合成短繊維。
【請求項４】
前記短繊維が０〜５山／２５ｍｍ又は、１５〜４０山／２５ｍｍの捲縮数を有する、請求の範囲第１項に記載のエアレイド不織布用合成短繊維。
【請求項５】
前記短繊維の表面の少なくとも１部分が、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、高圧法低密度ポリエチレン樹脂、線状低密度ポリエチレン樹脂及びエラストマー樹脂から選ばれた少なくとも１種により形成されている、請求の範囲第１項に記載のエアレイド不織布用合成短繊維。
【請求項６】
短繊維表面に、前記短繊維質量に対して、０．０１〜１０質量％の付着量で付着している少なくとも１種の機能剤をさらに含む、請求の範囲第１項に記載のエアレイド不織布用合成短繊維。
【請求項７】
前記機能剤が、消臭性機能剤、抗菌性機能剤、難燃性機能剤及び害虫忌避性機能剤から選ばれる、請求の範囲第６項に記載のエアレイド不織布用合成短繊維。
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０８０６５８
【国際公開日】平成１７年９月１日（２００５．９．１）
【発行日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５１０３４６（Ｐ２００６−５１０３４６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００５／００３５４１
【国際出願日】平成１７年２月２３日（２００５．２．２３）
【出願人】（３０２０１１７１１）帝人ファイバー株式会社 (1,101)
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１７年９月１日（２００５．９．１）
【発行日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００５／００３５４１
【国際出願日】平成１７年２月２３日（２００５．２．２３）
【出願人】（３０２０１１７１１）帝人ファイバー株式会社 (1,101)
【Ｆターム（参考）】
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