説明

湿式不織布用熱接着性複合繊維

【課題】本発明の目的は接着性が良好で、効率良く安定して、地合いの均一な不織布を製造できる湿式不織布用熱接着性複合繊維を提供することにある。
【解決手段】繊維形成性成分と熱接着性成分とからなる熱接着性複合繊維であり、融点が130〜230℃の範囲であるポリエステルを熱接着性成分とし、融点が220℃以上でなおかつ熱接着性成分の融点より20℃以上高いポリアルキレンテレフタレートを繊維形成性成分とし、少なくとも該熱接着性成分が表面に露出するように両成分が複合化された熱接着性複合繊維であって、該熱接着性複合繊維表面に油剤が付着し、下記(1)〜(6)を満足していることを特徴とする熱接着性複合繊維。
(1)熱接着性成分に、ポリオレフィンが該熱接着性成分の重量を基準として0.5〜15重量%含まれていること
(2)該ポリオレフィンがポリプロピレン、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン又は線状低密度ポリエチレンに、スチレン、アクリル酸、メタクリル酸又はマレイン酸を共重合したポリオレフィンであること
(3)熱接着性成分の熱接着性複合繊維に占める割合が40〜95重量%であること
(4)繊維長が2〜30mmであること
(5)油剤がポリエステル・ポリエーテル共重合体であること
(6)油剤付着率が熱接着性複合繊維に対して0.01重量%以上であること

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は湿式不織布用熱接着性複合繊維に関し、さらには、強力が高く、地合いの均一な不織布を製造できる湿式不織布用熱接着性複合繊維に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、湿式不織布用熱接着繊維として、共重合ポリエステル系の複合繊維が広く用いられている。
例えば、結晶融点を持たない非晶性共重合ポリエステルを熱接着性成分とし、融点が220℃以上のポリアルキレンテレフタレートを繊維形成性成分とする湿式不織布用熱接着性複合繊維が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。しかしながら、その出願において提案された湿式不織布用熱接着性複合繊維は、従来より接着性は改善されているものの、接着性はなお不十分であった。
【0003】
一方、融点が151℃の結晶性共重合ポリブチレンテレフタレート・イソフタレートを熱接着性成分とし、ポリエチレンテレフタレートを繊維形成性成分とするエアレイド不織布用の熱接着性複合繊維が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。本出願において提案された複合繊維は、良好な接着性を示すものの、水中での分散性に劣るため、得られる湿式不織布の地合いは満足のいくものではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2002−227089号公報
【特許文献2】特開2005−139569号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
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、接着性が良好で、効率良く安定して、地合いの均一な不織布を製造できる湿式不織布用熱接着性複合繊維を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者は、熱接着性成分を構成するポリマーの種類、熱接着性複合繊維の複合状態及び形状などが、主体繊維との接着性に大きく影響することに着目し、従来の湿式不織布用熱接着性複合繊維より接着性が向上し、同時に、効率良く品位の優れた湿式不織布が得られることを見出し、本発明に到達した。
【0007】
かくして、本発明によれば、繊維形成性成分と熱接着性成分とからなる熱接着性複合繊維であり、融点が130〜230℃の範囲であるポリエステルを熱接着性成分とし、融点が220℃以上でなおかつ熱接着性成分の融点より20℃以上高いポリアルキレンテレフタレートを繊維形成性成分とし、少なくとも該熱接着性成分が表面に露出するように両成分が複合化された熱接着性複合繊維であって、該熱接着性複合繊維表面に油剤が付着し、下記(1)〜(6)を満足していることを特徴とする熱接着性複合繊維が提供される。
(1)熱接着性成分に、ポリオレフィンが該熱接着性成分の重量を基準として0.5〜15重量%含まれていること
(2)該ポリオレフィンがポリプロピレン、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン又は線状低密度ポリエチレンに、スチレン、アクリル酸、メタクリル酸又はマレイン酸を共重合したポリオレフィンであること
(3)熱接着性成分の熱接着性複合繊維に占める割合が40〜95重量%であること
(4)繊維長が2〜30mmであること
(5)油剤がポリエステル・ポリエーテル共重合体であること
(6)油剤付着率が熱接着性複合繊維に対して0.01重量%以上であること
【発明の効果】
【0008】
本発明の熱接着性複合繊維は主体繊維との接着性が良好であるだけでなく、かかる複合繊維によれば、湿式不織布の地合いを均一なものとすることができる。このため、本発明の複合繊維からは、極めて高品質の不織布を製造することができる。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明の熱接着性複合繊維は繊維形成性成分と熱接着性成分とからなり、融点が130〜230℃の範囲であるポリエステルを熱接着性成分とし、融点が220℃以上でなおかつ熱接着性成分のポリエステルの融点より20℃以上高いポリアルキレンテレフタレートを繊維形成性成分とする熱接着性複合繊維である。上記熱接着性成分を主として構成するポリエステルは、融点が130〜220℃の範囲、好ましくは150〜200℃の範囲であるポリエステルである。ここで「主として構成する」とは、熱接着性成分の60重量%以上、好ましくは65重量%以上、より好ましくは70重量%以上を構成することをいう。かかる熱接着性成分としては、第三成分としてジカルボン酸あるいはジオールを共重合した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及びその共重合体、ポリブチレンテレフタレート及びその共重合体、ポリヘキサメチレンテレフタレート及びその共重合体又はポリ乳酸などが挙げられる。上記熱接着性成分の中でもジカルボン酸あるいはジオールを共重合したポリエチレンテレフタレート、ジカルボン酸あるいはジオールを共重合したポリブチレンテレフタレートが好適である。
【0010】
上記共重合ポリエチレンテレフタレートは、イソフタル酸を酸成分を基準として5〜30モル%、より好ましくは5〜25モル%共重合したものが熱接着性の点で特に好ましい。また、上記共重合ポリブチレンテレフタレートは、イソフタル酸を共重合ポリブチレンテレフタレートの酸成分のモル数を基準として5〜40モル%、より好ましくは5〜35モル%共重合したものが熱接着性の点で特に好ましい。なお、上記の共重合ポリエチレンテレフタレート及び共重合ポリブチレンテレフタレートには、熱接着性やその他の物性を阻害しない範囲で、5−スルホイソフタル酸ナトリウムやアジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ポリカプロラクトン、ジエチレングリコールやトリメチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、シクロヘキサンジオール、ポリエチレングリコールなどが共重合されていてもよい。
【0011】
本発明の繊維形成性成分を構成するポリアルキレンテレフタレートは、融点が220℃以上である必要がある。ただし、上記繊維形成性成分の融点と熱接着性成分の融点の差が大きすぎると紡糸性が低下する傾向にあり、該繊維形成性成分の融点は220〜300℃の範囲が好ましく、より好ましくは225〜280℃の範囲である。また、上記繊維形成性成分の融点は上記熱接着性成分の融点より20℃以上、好ましくは30℃以上、より好ましくは40〜150℃高い必要がある。
【0012】
さらに上記繊維形成性成分を構成するポリアルキレンテレフタレートとしては、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が挙げられるが、中でもポリエチレンテレフタレートが、融点及び複合繊維としたときの剛性が高い点からより好ましい。上記の熱接着性成分及び繊維形成性成分に使用されるポリマーには、本発明の効果を妨げない範囲でさらに、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、中和剤、造核剤、エポキシ安定剤、滑剤、抗菌剤、難燃剤、帯電防止剤、顔料、可塑剤などの添加剤が必要に応じて含有されていてもよい。
【0013】
本発明の複合繊維は、少なくとも熱接着性成分が該繊維の表面に露出している複合繊維であり、熱接着性成分と繊維形成性成分が並列型に複合化されたもの(サイドバイサイド型)、熱接着性成分を鞘成分とし繊維形成性成分を芯成分とし、両成分が同芯鞘芯型又は偏芯鞘芯型に複合化された複合繊維であることが好ましい。本発明の熱接着性複合繊維においては、熱接着性成分の該熱接着性複合繊維表面に占める割合が小さくても高い接着力を示すが、主体繊維を均一に濡らすことができる点で鞘芯型に複合化させるのが特に好ましい。また本発明の複合繊維は、湿式不織布を製造する際の複合繊維の水への分散性の観点から複合繊維表面に油剤が付着していることを必要とする。
【0014】
本発明においては、前述の複合繊維が前述した(1)〜(6)の要件を同時に満足していることが肝要である。これにより、上記各要件の奏する効果があいまって、主体繊維との接着性を良好とすることと、効率良く地合いの均一な湿式不織布を製造することの両方の課題を同時に達成することができる。
【0015】
以下、上記(1)〜(6)の各要件について説明する。まず、本発明においては、(1)上記のような共重合ポリエチレンテレフタレート、共重合ポリブチレンテレフタレートを熱接着性成分を主として構成するポリマーとして用いた場合、繊維−繊維間の摩擦が高くなりやすく、水中での分散性が低下することがあるため、熱接着性成分に、ポリオレフィンが該成分の重量を基準として0.5〜15重量%含まれている必要がある。これにより湿式不織布中の結束状欠点を格段に減少させることができる。上記ポリオレフィンとしては、(2)にあるようにポリプロピレン、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン又は線状低密度ポリエチレンにスチレン、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸などを共重合したものなどが例示できるが、特にマレイン酸共重合ポリオレフィンがポリエステルとの相溶性が良好であり、不織布にしたときの結束状欠点を減少させる効果が大きいため、より好ましい。即ち本願発明のビニルモノマーを共重合した変性ポリオレフィンの具体例としては、スチレン、アクリル酸、メタクリル酸若しくはマレイン酸などを共重合したポリプロピレン;スチレン、アクリル酸、メタクリル酸若しくはマレイン酸などを共重合した高密度ポリエチレン;スチレン、アクリル酸、メタクリル酸若しくはマレイン酸などを共重合した中密度ポリエチレン;スチレン、アクリル酸、メタクリル酸若しくはマレイン酸などを共重合した低密度ポリエチレン;又はスチレン、アクリル酸、メタクリル酸若しくはマレイン酸などを共重合した線状低密度ポリエチレンを挙げることができる。また、ポリオレフィンの熱接着性成分への混合率が0.5重量%未満であると不織布上の欠点減少効果が低下し、15重量%を超えると、紡糸時の糸切れが発生しやすくなる傾向にある。ポリオレフィンの混合率は、より好ましくは1.0〜10重量%の範囲である。
【0016】
次に、(3)熱接着性成分の複合繊維に占める割合を40〜95重量%とする必要がある。40重量%未満では、主体繊維の表面を十分濡らすだけのポリマー量がないため、該主体繊維との熱接着性が不十分となり、十分な強力の湿式不織布が得られない。95重量%を超えると、複合繊維の安定した溶融紡糸が困難となる。上記割合としては45〜90重量%の範囲が好ましく、より好ましくは50〜80重量%の範囲である。これら(1)、(3)の配合に関する要件は熱接着性成分とポリオレフィンの混合・混練率の調整、複合繊維を紡糸する際に繊維形成性成分と熱接着性成分の吐出量の調整によって当業者であれば容易に実現することができる。
【0017】
さらに(4)繊維長は、2〜30mmとする必要がある。繊維長が2mmを下回ると、主体繊維を強固に接着させるためのネットワークが形成しにくくなり、一方、繊維長が30mmを超えると、抄紙の際に十分な分散性が得られず、好ましくない。繊維長としては、3〜20mmがより好ましい。
【0018】
また、(5)本発明の複合繊維に使用する油剤は、親水性の高くポリエステルとも親和性のあるポリエステル・ポリエーテル共重合体を主たる構成成分とする必要がある。ポリエステル・ポリエーテル共重合体以外の油剤を使用すると、抄紙の際に十分な分散性が得られず、好ましくない。また、本発明の複合繊維には油剤が付着しており、(6)油剤付着率を0.01重量%以上とする必要がある。油剤付着率が0.01重量%を下回ると、抄紙の際に十分な分散性が得られず、好ましくない。抄紙の際には水中に複合繊維を分散させることが一般に採用されるので、水への分散性を考慮してポリエーテル部分には主にポリエチレングリコール、ポリオキシエチレン単位を有することが好ましい。油剤付着率としては、0.1重量%以上がより好ましい。油剤付着率は油剤を含まない熱接着性複合繊維の重量を基準として油剤の固形成分の重量率を持って表すことが一般に採用されている。本発明の複合繊維の繊度は特に限定されないが、0.1〜3デシテックスの範囲が主体繊維との熱接着性をより強固にでき好ましい。特に繊度を細くすればするほど構成本数を多くでき、得られる湿式不織布の強力が高くなるため有利である。紡糸延伸条件の調整によって繊度の調整は行うことができる。
【0019】
本発明の複合繊維を主体繊維と混綿して用いる場合、該複合繊維が湿式不織布中に3〜30重量%程度含まれるようにすれば、十分な接着性能を発揮できる。
【実施例】
【0020】
以下、実施例により、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例における各項目は次の方法で測定した。
(1)繊度
JIS L 1015 7.5.1 A法に記載の方法により測定した。
(2)繊維長
JIS L 1015 7.4.1 C法に記載の方法により測定した。
(3)固有粘度([η])
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。
(4)メルトフローレイト(MFR)
JIS K 7210 に記載の方法により測定した。
(5)融点(Tm)
パーキンエルマー社製の示差走査熱量計DSC−7型を使用し、昇温速度20℃/分で測定した。
(6)シートの引張り強さ及び地合い
熊谷理機工業株式会社製角型シートマシンを使って、熱接着性複合繊維50%と主体繊維50%とを水中でよく撹拌、混合して分散させ、大きさが約25cm×約25cmで、目付けが約50g/cmのシートを作製する。該シートを濾紙の間に挟んで、熊谷理機工業株式会社製の高温用回転型乾燥機を使って表面温度160℃の条件で、熱処理を行う。この熱処理されたシートを、JIS P8113に従って引張り強さを測定し、裂断長で表した。熱処理されたシートについては下記の判定基準で地合いの良否も目視で判定した。
地合い○:構成繊維の分布が均一であり、斑が非常に少ない。
地合い△:構成繊維の分布がやや不均一であり、斑がやや目立つ。
地合い×:構成繊維の分布が非常に不均一であり、斑が目立つ。
【0021】
[参考例1]
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)のチップをエクストルーダーで溶融し、280℃の溶融ポリマー(繊維形成性成分)とした。溶融ポリマーを、直径0.3mmの丸穴キャピラリーを1305孔有する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720g/分であった。さらに吐出ポリマーを30℃の冷却風で冷却し、1200m/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3.1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、酸成分がモル比でテレフタル酸が80%、イソフタル酸が20%と数平均分子量3000のポリエチレングリコール70重量%とを共重合した数平均分子量が約10000のポリエーテル・ポリエステル共重合体のエマルジョン(濃度2%)を通過させ、約12%の水分率になるように絞った後、130℃で乾燥した後、5mmの繊維長にカットした。得られた短繊維の繊度は1.7デシテックスであった。
【0022】
[実施例1]
80℃で24時間真空乾燥した固有粘度[η]が0.55、Tmが151℃の共重合ポリブチレンテレフタレート(PBT)・イソフタレート(co−PBT;イソフタル酸25モル%、エチレングリコール35モル%共重合されたポリブチレンテレフタレート)とマレイン酸が0.5重量%共重合された低密度ポリエチレン(MFR8g/10分、Tm98℃)のチップを95:5の重量割合で混合し、これを二軸エクストルーダーで溶融し、255℃の溶融混合ポリマー(熱接着性成分)とした。一方、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)のチップをエクストルーダーで溶融し、280℃の溶融ポリマー(繊維形成性成分)とした。両溶融ポリマーを、前者を鞘成分A、後者を芯成分Bとし、かつ重量比がA:B=50:50となるように、直径0.3mmの丸穴キャピラリーを1032孔有する公知の芯鞘型複合紡糸口金から、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750g/分であった。さらに吐出ポリマーを30℃の冷却風で冷却し、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3.1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、酸成分がモル比でテレフタル酸が80%、イソフタル酸が20%と数平均分子量3000のポリエチレングリコール70重量%とを共重合した数平均分子量が約10000のポリエーテル・ポリエステル共重合体のエマルジョン(濃度2%)を通過させ、約12%の水分率になるように絞った後、乾燥せずに、5mmの繊維長にカットした。ポリエーテル・ポリエステル共重合体の油剤の付着率は0.24%であった。得られた短繊維の繊度は2.1デシテックスであった。得られた繊維と参考例1で作製した主体繊維を使用して作製したシートの引張り強さと地合いを表1に示した。
【0023】
[比較例1]
35℃で48時間真空乾燥した固有粘度[η]が0.57、Tmを示さない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30モル%、ジエチレングリコール4モル%共重合)を二軸エクストルーダーで溶融し、250℃の溶融ポリマー(熱接着性成分)とした。一方、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)のチップをエクストルーダーで溶融し、280℃の溶融ポリマー(繊維形成性成分)とした。両溶融ポリマーを、前者を鞘成分A、後者を芯成分Bとし、かつ重量比がA:B=50:50となるように、直径0.3mmの丸穴キャピラリーを1032孔有する公知の芯鞘型複合紡糸口金から、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750g/分であった。さらに吐出ポリマーを30℃の冷却風で冷却し、1100m/分で巻き取り、未延伸糸を得た。この未延伸糸を55℃の温水中で3.1倍に延伸し、引き続いて50℃の温水中で1.15倍に延伸した後、酸成分がモル比でテレフタル酸が80%、イソフタル酸が20%と数平均分子量3000のポリエチレングリコール70重量%とを共重合した数平均分子量が約10000のポリエーテル・ポリエステル共重合体のエマルジョン(濃度2%)を通過させ、約12%の水分率になるように絞った後、乾燥せずに、5mmの繊維長にカットした。得られた短繊維の繊度は2.1デシテックスであった。得られた繊維と参考例1で作製した主体繊維を使用して作製したシートの引張り強さと地合いを表1に示した。
【0024】
[比較例2]
80℃で24時間真空乾燥した固有粘度[η]が0.55、Tmが151℃の共重合ポリブチレンテレフタレート・イソフタレート(coPBT;イソフタル酸25モル%、エチレングリコール35モル%共重合)とマレイン酸が0.5重量%共重合された低密度ポリエチレン(MFR8g/10分、Tm98℃)のチップを95:5の割合で混合し、これを二軸エクストルーダーで溶融し、255℃の溶融混合ポリマー(熱接着性成分)とした。一方、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)のチップをエクストルーダーで溶融し、280℃の溶融ポリマー(繊維形成性成分)とした。両溶融ポリマーを、前者を鞘成分A、後者を芯成分Bとし、かつ重量比がA:B=50:50となるように、直径0.3mmの丸穴キャピラリーを1032孔有する公知の芯鞘型複合紡糸口金から、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750g/分であった。さらに吐出ポリマーを30℃の冷却風で冷却し、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3.1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、ステアリルホスフェートカリウム塩/ジメチルシリコーン=65/35(重量比)からなる油剤のエマルジョン(濃度2%)を通過させ、約12%の水分率になるように絞った後、乾燥せずに、5mmの繊維長にカットした。得られた短繊維の繊度は2.1デシテックスであった。得られた繊維と参考例1で作製した主体繊維を使用して作製したシートの引張り強さと地合いを表1に示した。
【0025】
【表1】

【産業上の利用可能性】
【0026】
本発明の熱接着性複合繊維は主体繊維との接着性が良好であるだけでなく、かかる熱接着性複合繊維によれば、湿式不織布の地合いを均一なものとすることができる。このため、本発明の複合繊維からは、極めて高品質の不織布を製造することができる。そのためそのようにして得られた不織布はフィルターなど濾過機能を要求される用途に好ましく用いることができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
繊維形成性成分と熱接着性成分とからなる熱接着性複合繊維であり、融点が130〜230℃の範囲であるポリエステルを熱接着性成分とし、融点が220℃以上でなおかつ熱接着性成分の融点より20℃以上高いポリアルキレンテレフタレートを繊維形成性成分とし、少なくとも該熱接着性成分が表面に露出するように両成分が複合化された熱接着性複合繊維であって、該熱接着性複合繊維表面に油剤が付着し、下記(1)〜(6)を満足していることを特徴とする熱接着性複合繊維。
(1)熱接着性成分に、ポリオレフィンが該熱接着性成分の重量を基準として0.5〜15重量%含まれていること
(2)該ポリオレフィンがポリプロピレン、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン又は線状低密度ポリエチレンに、スチレン、アクリル酸、メタクリル酸又はマレイン酸を共重合したポリオレフィンであること
(3)熱接着性成分の熱接着性複合繊維に占める割合が40〜95重量%であること
(4)繊維長が2〜30mmであること
(5)油剤がポリエステル・ポリエーテル共重合体であること
(6)油剤付着率が熱接着性複合繊維に対して0.01重量%以上であること
【請求項2】
熱接着性複合繊維が、熱接着性成分を鞘、繊維形成性成分を芯とする芯鞘型複合繊維であることを特徴とする請求項1記載の熱接着性複合繊維。
【請求項3】
繊維形成性成分がポリエチレンテレフタレートである請求項1〜2のいずれかに記載の熱接着性複合繊維。

【公開番号】特開2011−74506(P2011−74506A)
【公開日】平成23年4月14日(2011.4.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−224592(P2009−224592)
【出願日】平成21年9月29日(2009.9.29)
【出願人】(302011711)帝人ファイバー株式会社 (1,101)
【Fターム(参考)】