原着不織布
【課題】十分な着色効果を発現し、繊維の分割性や工程安定性が向上した原着不織布を提供する。
【解決手段】ポリアミド重合体からなる成分と、ポリエステル重合体からなる成分との、２成分で構成された剥離分割型複合繊維からなる原着不織布において、どちらか一方の成分にのみ平均１次粒子径が１０〜５０ｎｍのカーボンブラックを該成分の重量を基準として０．５〜３０重量％含有させる。
【解決手段】ポリアミド重合体からなる成分と、ポリエステル重合体からなる成分との、２成分で構成された剥離分割型複合繊維からなる原着不織布において、どちらか一方の成分にのみ平均１次粒子径が１０〜５０ｎｍのカーボンブラックを該成分の重量を基準として０．５〜３０重量％含有させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーボンブラックにより着色された原着不織布に関するものであり、さらに詳しくは、ポリアミド重合体からなる成分と、ポリエステル重合体からなる成分の、２成分で構成された剥離分割型複合繊維からなる原着不織布に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、品位に優れた徹密できめ細かなタッチやドレープ性に優れた布帛が上市され、そのような布帛を得るために細繊度繊維が多用されている。細繊度繊維を得るための手段としては、最初から細い繊度の繊維を製造する方法および、２成分の異なるポリマーから複合繊維として得られた繊維を分割、抽出などの工程を経て細化するなどの方法が取られている。しかし、工程の合理化や工程調子などの面から、主として、後者の方法により細繊度繊維に細化可能な複合繊維を製造し、布帛とした後、繊維を細化する方法が用いられている。例えば、特開平４−３００３５１号公報、特開平１０−５３９４８号公報等には、抽出設備及び抽出工程を必要としない剥離分割型複合繊維からなる長繊維不織布を、高圧水流機で処理して該剥離分割型複合繊維を極細繊維に分割して極細繊維不織布を得る方法が提案されている。しかし、これらの方法には分割遂行度に限界があり、また確実に分割できる不織布目付にも上限がある。特に極細繊維からなる不織布を人工皮革として使用する場合は、目付の大きいものが必要とされるため、容易に極細化可能な方法が望まれている。
【０００３】
一方で、人工皮革の製造技術は種々開発されており、極細繊維から成る不織布を基布として用いることにより、近年では天然皮革に近い風合いのものも得られるようになってきたが、製品として用いた場合に裁断面が銀付表面層の色と異なるという欠点を有する。特に黒色の表面層を用いる場合には裁断面が白色であると審美性が損なわれ、基布として用いられる不織布自体に色を付与する必要がある。これらの欠点を補うために、例えば繊維に染色加工を行う方法や、原着糸を用いる方法が考えられるが、染色加工では後工程が煩雑となり、原着糸を用いる方法では、繊維の強度低下や工程安定性の低下などの問題が発生する。
【０００４】
【特許文献１】特開平４−３００３５１号公報
【特許文献２】特開平１０−５３９４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記背景技術に鑑みなされたもので、その目的は、十分な着色効果を発現し、繊維の分割性や工程安定性が向上した原着不織布を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、鋭意検討した結果、ポリアミド重合体からなる成分と、ポリエステル重合体からなる成分の、２成分で構成された剥離分割型複合繊維からなる不織布であって、どちらか一方の成分にのみ平均１次粒子径が１０〜５０ｎｍのカーボンブラックが該成分の重量を基準として０．５〜３０重量％含有されていることを特徴とする原着不織布』により、上記目的を達成できることを見出した。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の原着不織布は、これを構成する剥離分割型複合繊維の１成分にカーボンブラックを含有させることにより、工程安定性良く不織布を得ることができる。また不織布の目付が大きくても、効率よく分割でき極細繊維化することができるため、容易にかつ強度に優れた極細長繊維からなる原着不織布を得ることができる。また、このようにして得られる原着不織布は、審美性と強度などの物性双方が要求される人工皮革基布用途に好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の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、機械的処理などで各成分に剥離分割できるものであれば特に限定されない。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／ポリエチレンテレフタレートの組合わせが工程性、コスト等の面から好ましい。
【０００９】
剥離分割型複合繊維の複合形態としては、ポリエステル系重合体とポリアミド系重合体の接合界面の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特に限定されないが、お互いに一方成分が他方成分によって所定数に分割されている形態であることが、分割性の点で望ましい。なかでも、１成分が他成分間に放射状に配置されている断面形状が好ましい。このように放射状に配置された剥離分割複合繊維は、その分割数は２成分を溶融後、口金内で合流させる方法により任意に設定可能であり、分割前の複合繊維の単糸繊度を考慮して決定されるが、４〜４８、特に８〜２４分割であることが製糸性と分割の容易さ及びその効果の観点から特に好ましい。本発明においては、極細繊維に含有されているカーボンブラックの平均１次粒径を１０〜５０ｎｍとする必要がある。平均１次粒径が１０ｎｍ未満であると、２次凝集を阻止することが困難となり、強度が低下してしまうなどの欠点が生じる。一方、平均１次粒径が５０ｎｍを超えると２次凝集の形成は少なくなるが、極細繊維の濃色性は低くなる。より好ましい範囲は１２〜３０ｎｍである。
【００１０】
また、上記カーボンブラックは剥離分割型複合繊維を構成する２種類の重合体成分に対し、どちらか一方のみに含有させる必要がある。両方に含有させると不織布としたときの強度の低下が著しい他、紡糸中に重合体成分を吐出する孔の周辺部に異物が付着しやすくなるなど工程安定性の低下を引き起こすこととなる。また極細繊維を発生させる為の分割処理において分割性が低下する。
【００１１】
さらに、カーボンブラックの繊維に対する含有量は０．５〜３０重量％であることが必要である。０．５重量％未満であると十分な着色効果が得られず、３０重量％を超えると極細化した後の不織布強度が低下してしまうなどの欠点が生じる。好ましい含有率の範囲は１〜１５重量％である。
【００１２】
カーボンブラックを、上記剥離分割型複合繊維に混合させる方法としては、繊維の原料となる溶融状態の樹脂に直接または担持媒体に分散させたカーボンブラックを含有させる方法、樹脂ペレツトをカーボンブラックと混合した後に溶融紡糸等により繊維化する方法、カーボンブラックを高濃度で含有するマスターバッチを樹脂ペレツトと混合して溶融紡糸等により繊維化する方法などが挙げられる。このうち、マスターバッチによりカーボンブラックを混合させる方法が製造コストなどの面で好ましく用いられる。
【００１３】
なお、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後述する長繊維不織布とした後の分割極細繊維化の面から３０〜７０重量％の範囲、特に４０〜６０重量％の範囲が適当である。この範囲を外れる場合には、両重合体の粘度バランスの調整が困難となり、紡糸時のセクション不良が発生しやすくなり、また、分割極細繊維化の際の分割効率が低下しやすくなる。かかる剥離分割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、また中空部を有する形態であってもよいが、中空部を有するものでは２成分の界面長さを減少させることができ、剥離分割性が向上するので好ましい。
【００１４】
剥離分割処理後の単糸繊度は、０．０１〜０．０６ｄｔｅｘの範囲が適当であり、０．０１ｄｔｅｘ未満のものは製造が困難であり、一方、０．０６ｄｔｅｘ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斑が大きくなりやすく、また風合も低下する傾向にある。
【００１５】
さらに本発明の目的を損なわない範囲内であれば、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く、これらの添加剤には熱可塑性重合体への着色効果と共に該重合体の溶融粘度を高く又は低くする効果もあり、繊維横断面形状を調節するのに有効である。
【００１６】
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織しながら多孔補集面上にウェブとして捕集する等の公知の方法により、ウェブとなす。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ェブを得るためには好ましい。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。混綿文は積層、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。このようにして得られた長繊維ウェブは、必要に応じて複数枚を積層して、又は単独で、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、長繊維不織布とする。
【００１７】
本発明においては、上記交絡処理が施された長繊維不織布を処理して、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探み機とは、シートの厚み方向に勇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。これに対して、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には、剥離分割化がし難くなるので好ましくないが、他の分割極細繊維化の方法と組み合わせることができる。
【００１８】
不織布を分割極細化後にさらに風合いを向上させる為、徹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。また、高圧水流による分割処理方法は、ニードルパンチング等により形成された交絡状態が崩されやすいので避けた方が好ましい。
【００１９】
以上に述べた方法により製造される極細繊維不織布は、引き続いて収縮熱処理、特にリラックス状態で収縮 熱処理を施すことが好ましく、面積収縮率でいって５〜６０％の範囲、特に１０〜５０％の範囲が好適である。かくすることにより、長繊維不織布内部の粗大空隙が排除され、均一で徹密な構造を生起させることができる。なお、剥離離分割型複合長繊維の一方成分が他方成分よりもその熱収縮率が大きいものが好ましく、その際 、９５℃の温水中での熱収縮率の差でいえば、５〜６０%の範囲、特に１０〜５０％の範囲であることが好ましい。
【００２０】
なお、ここでいう熱収縮率は、長繊維を０．００５４８８ｃＮ／ｄｔｅｘ（０．５６ｇ／ｔｅｘ）の荷重下で３０分間９５℃の温水中で収縮処理したときの収縮率から、次式により算出される。
収縮率＝（（収縮処理前の長さ−収縮処理後の長さ）／（収縮処理前の長さ））×１００（％）
【００２１】
一方、面積収縮率は、次式により算出される。
面積収縮率＝（（収縮前の長繊維不織布面積−収縮後の長繊維不織布面積）／（収縮前の長繊維不織布面積）（％）×１００（％）
【００２２】
また、ここでいうリラックス状態での収縮熱処理は、長繊維不織布を３〜３０％のオーバーフィード率の下に一方向に前進させながら収縮熱処理することをいう。その際、リラックス状態という観点から、長繊維不織布の前進方向と直交する長繊維不織布の側縁部は無把持状態に保つことが好ましい。また、該オーバーフィード率は、目的とする面積収縮率によって決定すればよいが、３〜３０％の範囲にすると５〜６０％の面積収縮率を達成しやすいので好ましい。
【００２３】
以上の述べた本発明の製造方法により得られた極細繊維不織布は、人工皮革の基布用途や衣料用途、内装材、インテリア材等の産業資材用途、工業用ワイパーやワイピングクロス等のワイパー用途、バグフィルターや濾過布等のフィルター用途、医療衛生材料等の用途に好ましく用いることができる。また、薄目付のものが必要な場合には、得られた高目付けのものをスライスすることにより効率的に生産することもできる。
【実施例】
【００２４】
以下、実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。なお、実施例中における部及び％は、特に断らない限り重量基準であり、また各測定値は、それぞれ以下の方法にしたがって求めたものであり、特に断らない限り、測定値は５点を測定した平均値である。
【００２５】
（１）ポリエステル重合体の固有粘度
ｏ−クロロフェノールを溶媒として３５℃で測定した。
（２）ポリアミド重合体の固有粘度
ｍ−クレゾールを溶媒として３５℃で測定した。
（３）ポリマー吐出状態
複合紡糸中に、紡糸口金より吐出されているポリマーの吐出状態を観察し、次の基準で吐出状態を格付けした。複合紡糸開始１２ｈｒ後に観察を行った。
レベル１：吐出糸条がほぼ一定の流下線を描いて、安定に走行している。
レベル２：吐出糸条に小さな屈曲、屈曲の繰り返し、旋回等が見られる。
レベル３：吐出糸条が大きく屈曲、屈曲の繰り返しあるいは旋回している。一部ポリマーが紡糸口金面に接触し、断糸が頻発している。
（４）分割数
剥離分割型複合繊維の分割率は、不織布の断面を電子顕微鏡で２００倍にて撮影し、１００本の繊維の断面を測定し、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の面積で除して求めた。該分割率が大きいほどよく分割していることを示す。
（５）複合繊維（未分割）の強度
複合繊維を、島津製作所製引張試験機テンシロンに試料長２０ｍｍ（つかみ間隔２０ｍｍ）で把持し、引張速度２０ｍｍ／分で伸長し、切断時の荷重値を測定し、これを複合繊維の総繊度で除して強度を求めた。
（６）極細繊維の繊度
未分割の複合繊維の繊度を繊度測定器（ＳＥＲＣＨ Ｃｏ．ＬＴＤ、型式ＤＣ−２１）にて試長２．５ｃｍ、荷重１ｇにて測定し、それを複合繊維断面を構成する分割数で除して求めた。
（７）不織布の厚み
厚み測定器定器（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。
（８）不織布の強度
幅２ｃｍ、長さ９ｃｍの分割処理後の試験片を不織布の縦方向、横方向に対してそれぞれサンプリングし、試験片をチャックで掴み、チャック間隔５ｃｍとして、引張速度５ｃｍ／分にて伸張させ、破断時の強度を、縦方向、横方向の平均値とし、幅１ｃｍ、試料目付１００ｇ／ｍ２当たりに換算して求めた。
【００２６】
［実施例１］
ポリアミド重合体として固有粘度が１．２のナイロン−６を用いた。このＮｙ−６をベース樹脂とし平均１次粒径が１４μｍ（電子顕微鏡により３０００倍で測定）のカーボンブラックを２４重量％含有させたマスターバッチペレットと、上記と同じＮｙ−６のペレットとを、カーボンブラックが全体に対して３重量％となるように混合した混合ペレットを準備した。一方、ポリエステル重合体として固有粘度が０．６４のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ：帝人ファイバー株式会社製）のペレットを準備した。上記の、マスターバッチペレットを含む混合ペレットと、ＰＥＴのペレットを、それぞれ別々にエクストルーダーにて溶融後、口金内で合流させ、単孔当たりの吐出量を２ｇ／分にして中空口金より吐出し、エアサッ力一圧力３４３ｋＰａ（３．５ｋｇ／ｃｍ２）にて高速牽引した後、−３０ｋＶで高電圧印加処理し、フィラメントを開織して、図１に示す１６分割の多層貼合せ型断面をもつ剥離分割型複合長繊維（両成分の重量比率は４８／５２、単糸繊度は４．１ｄｔｅｘ）からなるウェブとして、補集ネットコンベアーで目付４０ｇ／ｍ２、幅１ｍで補集した。
【００２７】
得られたウェブを連続で上下１００℃のエンボスカレンダーにて軽く熱接着を行い、このウェブを１２枚クロスレイヤーに積層し、ニードルパンチにて交絡処理を施し、これを水に浸漬し、軽くマングルで絞った後、シート状物打撃式揉み機にて複合繊維の分割極細繊維化処理を行った。得られた不織布の目付は４８０ｇ／ｍ２で、内層までよく分割されており、柔らかく風合の優れた不織布であった。結果を表１に示す。
【００２８】
［実施例２］
ポリエステル重合体として、固有粘度が０．６４のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に対し、平均１次粒径が１４ｎｍのカーボンブラックを２０重量％含む、ベース樹脂に上記ポリエステルを用いたマスターバッチペレットをカーボンブラックが１０重量％となるように配合したものを用い、ポリアミド重合体として固有粘度１．２のＮｙ−６を用いて、実施例１と同様にして不織布を得た。結果を表１に示す。
【００２９】
［実施例３〜４、比較例１〜４］
カーボンブラックの含有量およびマスターバッチに使用するその１次粒径を種々変更したものを、実施例１と同様にして不織布とした。得られた不織布の物性を表１に示す。
表１から明らかなように、実施例１〜４では、高目付であっても効果的に分割極細繊維化が進み、強度も高く、風合に優れた不織布が工程安定性良く得られている。これに対して、本発明の範囲外である比較例１では、カーボンブラック含有量が少なく、工程安定性や物性は良いものの十分な着色性は得られなかった。また、含有量の多すぎる比較例２や、カーボンブラックの１次粒径の大きい比較例４は強度が低く、カーボンブラックを両成分に含有させた比較例３では、分割性が低下する他、工程安定性にも大きく劣るものとなった。
【００３０】
［実施例５］
実施例１で得られた不織布を、８５０℃の温水パスに２分間浸漬して収縮熱処理を施した。得られた収縮不織布は、面積収縮率が２０％で徹密な構造を有していて、柔らかくかつ充実感のある風合を呈し、人工皮革基布として極めて好適なものであり、その裁断面は黒色を呈し人工皮革としても審美性に優れるものであった。
【００３１】
［比較例５］
実施例１で得られた不織布に代えて比較例１で得られた不織布を用いた以外は、実施例４と同様にした。得られた収縮不織布は、風合いは良好であったものの、裁断面は白く人工皮革として使用した場合に審美性に大きく劣るものであった。
【００３２】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の剥離分割型複合繊維によれば、１成分にカーボンブラックが含有させていることにより、工程安定性良く不織布を得ることができる。また、不織布の目付が大きくても、効率よく分割極細繊維化を行なうことができ、容易にかつ強度に優れた原着極細長繊維不織布を提供することができる。したがって、このようにして得られる該不織布は、特に審美性と強度などの物性双方が要求される人工皮革基布用途に好適に使用することができ、その工業的価値はきわめて大きい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の不織布を構成する剥離分離型複合繊維の断面の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３５】
１ 第一成分（ポリアミド重合体）
２ 第二成分(ポリエステル重合体)
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーボンブラックにより着色された原着不織布に関するものであり、さらに詳しくは、ポリアミド重合体からなる成分と、ポリエステル重合体からなる成分の、２成分で構成された剥離分割型複合繊維からなる原着不織布に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、品位に優れた徹密できめ細かなタッチやドレープ性に優れた布帛が上市され、そのような布帛を得るために細繊度繊維が多用されている。細繊度繊維を得るための手段としては、最初から細い繊度の繊維を製造する方法および、２成分の異なるポリマーから複合繊維として得られた繊維を分割、抽出などの工程を経て細化するなどの方法が取られている。しかし、工程の合理化や工程調子などの面から、主として、後者の方法により細繊度繊維に細化可能な複合繊維を製造し、布帛とした後、繊維を細化する方法が用いられている。例えば、特開平４−３００３５１号公報、特開平１０−５３９４８号公報等には、抽出設備及び抽出工程を必要としない剥離分割型複合繊維からなる長繊維不織布を、高圧水流機で処理して該剥離分割型複合繊維を極細繊維に分割して極細繊維不織布を得る方法が提案されている。しかし、これらの方法には分割遂行度に限界があり、また確実に分割できる不織布目付にも上限がある。特に極細繊維からなる不織布を人工皮革として使用する場合は、目付の大きいものが必要とされるため、容易に極細化可能な方法が望まれている。
【０００３】
一方で、人工皮革の製造技術は種々開発されており、極細繊維から成る不織布を基布として用いることにより、近年では天然皮革に近い風合いのものも得られるようになってきたが、製品として用いた場合に裁断面が銀付表面層の色と異なるという欠点を有する。特に黒色の表面層を用いる場合には裁断面が白色であると審美性が損なわれ、基布として用いられる不織布自体に色を付与する必要がある。これらの欠点を補うために、例えば繊維に染色加工を行う方法や、原着糸を用いる方法が考えられるが、染色加工では後工程が煩雑となり、原着糸を用いる方法では、繊維の強度低下や工程安定性の低下などの問題が発生する。
【０００４】
【特許文献１】特開平４−３００３５１号公報
【特許文献２】特開平１０−５３９４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記背景技術に鑑みなされたもので、その目的は、十分な着色効果を発現し、繊維の分割性や工程安定性が向上した原着不織布を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、鋭意検討した結果、ポリアミド重合体からなる成分と、ポリエステル重合体からなる成分の、２成分で構成された剥離分割型複合繊維からなる不織布であって、どちらか一方の成分にのみ平均１次粒子径が１０〜５０ｎｍのカーボンブラックが該成分の重量を基準として０．５〜３０重量％含有されていることを特徴とする原着不織布』により、上記目的を達成できることを見出した。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の原着不織布は、これを構成する剥離分割型複合繊維の１成分にカーボンブラックを含有させることにより、工程安定性良く不織布を得ることができる。また不織布の目付が大きくても、効率よく分割でき極細繊維化することができるため、容易にかつ強度に優れた極細長繊維からなる原着不織布を得ることができる。また、このようにして得られる原着不織布は、審美性と強度などの物性双方が要求される人工皮革基布用途に好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の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、機械的処理などで各成分に剥離分割できるものであれば特に限定されない。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／ポリエチレンテレフタレートの組合わせが工程性、コスト等の面から好ましい。
【０００９】
剥離分割型複合繊維の複合形態としては、ポリエステル系重合体とポリアミド系重合体の接合界面の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特に限定されないが、お互いに一方成分が他方成分によって所定数に分割されている形態であることが、分割性の点で望ましい。なかでも、１成分が他成分間に放射状に配置されている断面形状が好ましい。このように放射状に配置された剥離分割複合繊維は、その分割数は２成分を溶融後、口金内で合流させる方法により任意に設定可能であり、分割前の複合繊維の単糸繊度を考慮して決定されるが、４〜４８、特に８〜２４分割であることが製糸性と分割の容易さ及びその効果の観点から特に好ましい。本発明においては、極細繊維に含有されているカーボンブラックの平均１次粒径を１０〜５０ｎｍとする必要がある。平均１次粒径が１０ｎｍ未満であると、２次凝集を阻止することが困難となり、強度が低下してしまうなどの欠点が生じる。一方、平均１次粒径が５０ｎｍを超えると２次凝集の形成は少なくなるが、極細繊維の濃色性は低くなる。より好ましい範囲は１２〜３０ｎｍである。
【００１０】
また、上記カーボンブラックは剥離分割型複合繊維を構成する２種類の重合体成分に対し、どちらか一方のみに含有させる必要がある。両方に含有させると不織布としたときの強度の低下が著しい他、紡糸中に重合体成分を吐出する孔の周辺部に異物が付着しやすくなるなど工程安定性の低下を引き起こすこととなる。また極細繊維を発生させる為の分割処理において分割性が低下する。
【００１１】
さらに、カーボンブラックの繊維に対する含有量は０．５〜３０重量％であることが必要である。０．５重量％未満であると十分な着色効果が得られず、３０重量％を超えると極細化した後の不織布強度が低下してしまうなどの欠点が生じる。好ましい含有率の範囲は１〜１５重量％である。
【００１２】
カーボンブラックを、上記剥離分割型複合繊維に混合させる方法としては、繊維の原料となる溶融状態の樹脂に直接または担持媒体に分散させたカーボンブラックを含有させる方法、樹脂ペレツトをカーボンブラックと混合した後に溶融紡糸等により繊維化する方法、カーボンブラックを高濃度で含有するマスターバッチを樹脂ペレツトと混合して溶融紡糸等により繊維化する方法などが挙げられる。このうち、マスターバッチによりカーボンブラックを混合させる方法が製造コストなどの面で好ましく用いられる。
【００１３】
なお、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後述する長繊維不織布とした後の分割極細繊維化の面から３０〜７０重量％の範囲、特に４０〜６０重量％の範囲が適当である。この範囲を外れる場合には、両重合体の粘度バランスの調整が困難となり、紡糸時のセクション不良が発生しやすくなり、また、分割極細繊維化の際の分割効率が低下しやすくなる。かかる剥離分割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、また中空部を有する形態であってもよいが、中空部を有するものでは２成分の界面長さを減少させることができ、剥離分割性が向上するので好ましい。
【００１４】
剥離分割処理後の単糸繊度は、０．０１〜０．０６ｄｔｅｘの範囲が適当であり、０．０１ｄｔｅｘ未満のものは製造が困難であり、一方、０．０６ｄｔｅｘ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斑が大きくなりやすく、また風合も低下する傾向にある。
【００１５】
さらに本発明の目的を損なわない範囲内であれば、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く、これらの添加剤には熱可塑性重合体への着色効果と共に該重合体の溶融粘度を高く又は低くする効果もあり、繊維横断面形状を調節するのに有効である。
【００１６】
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織しながら多孔補集面上にウェブとして捕集する等の公知の方法により、ウェブとなす。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ェブを得るためには好ましい。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。混綿文は積層、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。このようにして得られた長繊維ウェブは、必要に応じて複数枚を積層して、又は単独で、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、長繊維不織布とする。
【００１７】
本発明においては、上記交絡処理が施された長繊維不織布を処理して、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探み機とは、シートの厚み方向に勇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。これに対して、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には、剥離分割化がし難くなるので好ましくないが、他の分割極細繊維化の方法と組み合わせることができる。
【００１８】
不織布を分割極細化後にさらに風合いを向上させる為、徹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。また、高圧水流による分割処理方法は、ニードルパンチング等により形成された交絡状態が崩されやすいので避けた方が好ましい。
【００１９】
以上に述べた方法により製造される極細繊維不織布は、引き続いて収縮熱処理、特にリラックス状態で収縮 熱処理を施すことが好ましく、面積収縮率でいって５〜６０％の範囲、特に１０〜５０％の範囲が好適である。かくすることにより、長繊維不織布内部の粗大空隙が排除され、均一で徹密な構造を生起させることができる。なお、剥離離分割型複合長繊維の一方成分が他方成分よりもその熱収縮率が大きいものが好ましく、その際 、９５℃の温水中での熱収縮率の差でいえば、５〜６０%の範囲、特に１０〜５０％の範囲であることが好ましい。
【００２０】
なお、ここでいう熱収縮率は、長繊維を０．００５４８８ｃＮ／ｄｔｅｘ（０．５６ｇ／ｔｅｘ）の荷重下で３０分間９５℃の温水中で収縮処理したときの収縮率から、次式により算出される。
収縮率＝（（収縮処理前の長さ−収縮処理後の長さ）／（収縮処理前の長さ））×１００（％）
【００２１】
一方、面積収縮率は、次式により算出される。
面積収縮率＝（（収縮前の長繊維不織布面積−収縮後の長繊維不織布面積）／（収縮前の長繊維不織布面積）（％）×１００（％）
【００２２】
また、ここでいうリラックス状態での収縮熱処理は、長繊維不織布を３〜３０％のオーバーフィード率の下に一方向に前進させながら収縮熱処理することをいう。その際、リラックス状態という観点から、長繊維不織布の前進方向と直交する長繊維不織布の側縁部は無把持状態に保つことが好ましい。また、該オーバーフィード率は、目的とする面積収縮率によって決定すればよいが、３〜３０％の範囲にすると５〜６０％の面積収縮率を達成しやすいので好ましい。
【００２３】
以上の述べた本発明の製造方法により得られた極細繊維不織布は、人工皮革の基布用途や衣料用途、内装材、インテリア材等の産業資材用途、工業用ワイパーやワイピングクロス等のワイパー用途、バグフィルターや濾過布等のフィルター用途、医療衛生材料等の用途に好ましく用いることができる。また、薄目付のものが必要な場合には、得られた高目付けのものをスライスすることにより効率的に生産することもできる。
【実施例】
【００２４】
以下、実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。なお、実施例中における部及び％は、特に断らない限り重量基準であり、また各測定値は、それぞれ以下の方法にしたがって求めたものであり、特に断らない限り、測定値は５点を測定した平均値である。
【００２５】
（１）ポリエステル重合体の固有粘度
ｏ−クロロフェノールを溶媒として３５℃で測定した。
（２）ポリアミド重合体の固有粘度
ｍ−クレゾールを溶媒として３５℃で測定した。
（３）ポリマー吐出状態
複合紡糸中に、紡糸口金より吐出されているポリマーの吐出状態を観察し、次の基準で吐出状態を格付けした。複合紡糸開始１２ｈｒ後に観察を行った。
レベル１：吐出糸条がほぼ一定の流下線を描いて、安定に走行している。
レベル２：吐出糸条に小さな屈曲、屈曲の繰り返し、旋回等が見られる。
レベル３：吐出糸条が大きく屈曲、屈曲の繰り返しあるいは旋回している。一部ポリマーが紡糸口金面に接触し、断糸が頻発している。
（４）分割数
剥離分割型複合繊維の分割率は、不織布の断面を電子顕微鏡で２００倍にて撮影し、１００本の繊維の断面を測定し、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の面積で除して求めた。該分割率が大きいほどよく分割していることを示す。
（５）複合繊維（未分割）の強度
複合繊維を、島津製作所製引張試験機テンシロンに試料長２０ｍｍ（つかみ間隔２０ｍｍ）で把持し、引張速度２０ｍｍ／分で伸長し、切断時の荷重値を測定し、これを複合繊維の総繊度で除して強度を求めた。
（６）極細繊維の繊度
未分割の複合繊維の繊度を繊度測定器（ＳＥＲＣＨ Ｃｏ．ＬＴＤ、型式ＤＣ−２１）にて試長２．５ｃｍ、荷重１ｇにて測定し、それを複合繊維断面を構成する分割数で除して求めた。
（７）不織布の厚み
厚み測定器定器（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。
（８）不織布の強度
幅２ｃｍ、長さ９ｃｍの分割処理後の試験片を不織布の縦方向、横方向に対してそれぞれサンプリングし、試験片をチャックで掴み、チャック間隔５ｃｍとして、引張速度５ｃｍ／分にて伸張させ、破断時の強度を、縦方向、横方向の平均値とし、幅１ｃｍ、試料目付１００ｇ／ｍ２当たりに換算して求めた。
【００２６】
［実施例１］
ポリアミド重合体として固有粘度が１．２のナイロン−６を用いた。このＮｙ−６をベース樹脂とし平均１次粒径が１４μｍ（電子顕微鏡により３０００倍で測定）のカーボンブラックを２４重量％含有させたマスターバッチペレットと、上記と同じＮｙ−６のペレットとを、カーボンブラックが全体に対して３重量％となるように混合した混合ペレットを準備した。一方、ポリエステル重合体として固有粘度が０．６４のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ：帝人ファイバー株式会社製）のペレットを準備した。上記の、マスターバッチペレットを含む混合ペレットと、ＰＥＴのペレットを、それぞれ別々にエクストルーダーにて溶融後、口金内で合流させ、単孔当たりの吐出量を２ｇ／分にして中空口金より吐出し、エアサッ力一圧力３４３ｋＰａ（３．５ｋｇ／ｃｍ２）にて高速牽引した後、−３０ｋＶで高電圧印加処理し、フィラメントを開織して、図１に示す１６分割の多層貼合せ型断面をもつ剥離分割型複合長繊維（両成分の重量比率は４８／５２、単糸繊度は４．１ｄｔｅｘ）からなるウェブとして、補集ネットコンベアーで目付４０ｇ／ｍ２、幅１ｍで補集した。
【００２７】
得られたウェブを連続で上下１００℃のエンボスカレンダーにて軽く熱接着を行い、このウェブを１２枚クロスレイヤーに積層し、ニードルパンチにて交絡処理を施し、これを水に浸漬し、軽くマングルで絞った後、シート状物打撃式揉み機にて複合繊維の分割極細繊維化処理を行った。得られた不織布の目付は４８０ｇ／ｍ２で、内層までよく分割されており、柔らかく風合の優れた不織布であった。結果を表１に示す。
【００２８】
［実施例２］
ポリエステル重合体として、固有粘度が０．６４のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に対し、平均１次粒径が１４ｎｍのカーボンブラックを２０重量％含む、ベース樹脂に上記ポリエステルを用いたマスターバッチペレットをカーボンブラックが１０重量％となるように配合したものを用い、ポリアミド重合体として固有粘度１．２のＮｙ−６を用いて、実施例１と同様にして不織布を得た。結果を表１に示す。
【００２９】
［実施例３〜４、比較例１〜４］
カーボンブラックの含有量およびマスターバッチに使用するその１次粒径を種々変更したものを、実施例１と同様にして不織布とした。得られた不織布の物性を表１に示す。
表１から明らかなように、実施例１〜４では、高目付であっても効果的に分割極細繊維化が進み、強度も高く、風合に優れた不織布が工程安定性良く得られている。これに対して、本発明の範囲外である比較例１では、カーボンブラック含有量が少なく、工程安定性や物性は良いものの十分な着色性は得られなかった。また、含有量の多すぎる比較例２や、カーボンブラックの１次粒径の大きい比較例４は強度が低く、カーボンブラックを両成分に含有させた比較例３では、分割性が低下する他、工程安定性にも大きく劣るものとなった。
【００３０】
［実施例５］
実施例１で得られた不織布を、８５０℃の温水パスに２分間浸漬して収縮熱処理を施した。得られた収縮不織布は、面積収縮率が２０％で徹密な構造を有していて、柔らかくかつ充実感のある風合を呈し、人工皮革基布として極めて好適なものであり、その裁断面は黒色を呈し人工皮革としても審美性に優れるものであった。
【００３１】
［比較例５］
実施例１で得られた不織布に代えて比較例１で得られた不織布を用いた以外は、実施例４と同様にした。得られた収縮不織布は、風合いは良好であったものの、裁断面は白く人工皮革として使用した場合に審美性に大きく劣るものであった。
【００３２】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の剥離分割型複合繊維によれば、１成分にカーボンブラックが含有させていることにより、工程安定性良く不織布を得ることができる。また、不織布の目付が大きくても、効率よく分割極細繊維化を行なうことができ、容易にかつ強度に優れた原着極細長繊維不織布を提供することができる。したがって、このようにして得られる該不織布は、特に審美性と強度などの物性双方が要求される人工皮革基布用途に好適に使用することができ、その工業的価値はきわめて大きい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の不織布を構成する剥離分離型複合繊維の断面の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３５】
１ 第一成分（ポリアミド重合体）
２ 第二成分(ポリエステル重合体)
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリアミド重合体からなる成分と、ポリエステル重合体からなる成分との、２成分で構成された剥離分割型複合繊維からなる不織布であって、どちらか一方の成分にのみ平均１次粒子径が１０〜５０ｎｍのカーボンブラックが該成分の重量を基準として０．５〜３０重量％含有されていることを特徴とする原着不織布。
【請求項２】
剥離分割型複合繊維の表面に、どちらか一方の成分が露出している請求項１記載の原着不織布。
【請求項３】
剥離分割型長繊維を、単糸０．０１〜０．６ｄｔｅｘの極細繊維に分割した請求項１または２記載の原着不織布。
【請求項１】
ポリアミド重合体からなる成分と、ポリエステル重合体からなる成分との、２成分で構成された剥離分割型複合繊維からなる不織布であって、どちらか一方の成分にのみ平均１次粒子径が１０〜５０ｎｍのカーボンブラックが該成分の重量を基準として０．５〜３０重量％含有されていることを特徴とする原着不織布。
【請求項２】
剥離分割型複合繊維の表面に、どちらか一方の成分が露出している請求項１記載の原着不織布。
【請求項３】
剥離分割型長繊維を、単糸０．０１〜０．６ｄｔｅｘの極細繊維に分割した請求項１または２記載の原着不織布。
【図１】
【公開番号】特開２００８−１８４７２５（Ｐ２００８−１８４７２５Ａ）
【公開日】平成２０年８月１４日（２００８．８．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２１５９２（Ｐ２００７−２１５９２）
【出願日】平成１９年１月３１日（２００７．１．３１）
【出願人】（３０３０００５４５）帝人コードレ株式会社 (66)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月１４日（２００８．８．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月３１日（２００７．１．３１）
【出願人】（３０３０００５４５）帝人コードレ株式会社 (66)
【Ｆターム（参考）】
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