説明

熱接着性複合ポリエステルモノフィラメントおよびフィルター用メッシュ織物

【課題】 高い織物格子点の目ズレ抑制効果を発揮し、かつ直線的なオープニング形状を保持して、高い濾過性能を発揮するフィルター用メッシュ織物を製造するのに適した熱接着性複合ポリエステルモノフィラメントおよびフィルター用メッシュ織物を提供すること。
【解決手段】 極限粘度0.70〜1.25のポリエチレンテレフタレートであるA成分と、該A成分より50〜200℃融点の低いポリエステルであるB成分からなり、長辺(a)と短辺(b)の比率(a)/(b)が1.2〜2.0である、横断面が4箇所の直線部を有する四角形状、あるいは扁平形状で、かつ上記A成分とB成分の複合断面比率A:Bが90:10〜60:40の比率で、B成分が上記矩形状の4隅の角部に複合されていることを特徴とする熱接着性複合ポリエステルモノフィラメント。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、フィルター用に好適な熱接着性複合ポリエステルモノフィラメントおよびフィルター用メッシュ織物に関するものであり、詳しくは、家庭用エアコンや掃除機、あるいは精密機器組立工場などで使用される工業用エアコンなどにおける空気清浄フィルター、水浄化用フィルター、その他濾過布などの用途において、十分な織物格子点の目ズレ抑制効果を発揮し、かつ直線的なオープニング形状を保持して、高い濾過性能を発揮するフィルター用メッシュ織物を製造するのに適した熱接着性複合ポリエステルモノフィラメントおよびフィルター用メッシュ織物に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、熱接着性ポリエステルモノフィラメントについては、いくつかの提案がなされており、例えば、ポリエチレンテレフタレートまたはこれを主体とするポリエステルからなる芯成分と該芯成分よりも融点が20℃以上低い低融点ポリエステルからなる鞘成分とで構成された複合長繊維糸であって、芯成分と鞘成分との重量比が10/90〜80/20、芯成分の複屈折率が0.13〜0.17、糸条の強度が4g/d以上、熱収縮応力のピーク値が0.2〜0.4g/dである熱接着性複合長繊維糸である(特許文献1参照)。
【0003】
また、他の提案として、芯が極限粘度(η)0.6〜1.2のポリエステル繊維成分からなり、鞘が前記芯成分より30℃以上低い融点を有する低融点ポリエステルからなる芯鞘複合フィラメントがある(特許文献2参照)。
【0004】
また、さらに他の提案として、高融点成分と低融点成分からなる複合モノフィラメントであって、その複合モノフィラメントが、該高融点成分に融点250℃以上のポリエステルを用いて3カ所以上の凹部を有する多葉断面形状であり、高融点成分の凹部に融点170〜230℃のポリエステルを低融点成分として配置した実質的に円形断面からなるものがある(特許文献3参照)。
【0005】
しかしながら、これら提案においては、熱融着効果を発揮する低融点成分が完全に繊維表面を被覆している芯鞘複合であったり、断面形状が実質的に円形断面であるため、メッシュ織物を製織したのちに、加熱処理にてタテ糸とヨコ糸の格子点を融着させる際に、実質格子点ではない部分の低融点成分まで溶融し、その形状を止めないため、オープニング形状が円形や楕円形、あるいは不定型の曲線形状となってしまい、糸目付に対する織物当たりのオープニング面積が小さくなったり、オープニング面積を任意に設定できないという問題を有していた。また、織物格子点におけるタテ糸およびヨコ糸の重複面積が小さく、熱融着処理を施しても十分な融着効果が得られず、目ズレ防止効果の不十分なメッシュ織物となり、フィルター用途に用いた場合に、捕捉すべき物質を漏洩させてしまったり、通過させるべき物質を捕捉してしまったりと、フィルター精度の低いものとなるという問題を有していた。
【特許文献1】特開平08−246244号公報(特許請求の範囲)
【特許文献2】特開平04−136232号公報(特許請求の範囲)
【特許文献3】特開2001−33650号公報(特許請求の範囲)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、上記問題を解決し、高い織物格子点の目ズレ抑制効果を発揮し、かつ直線的なオープニング形状を保持して、高い濾過性能を発揮するフィルター用メッシュ織物を製造するのに適した熱接着性複合ポリエステルモノフィラメントおよびフィルター用メッシュ織物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記目的を達成するための本発明は、以下の構成を採用する。すなわち、
(1)極限粘度0.70〜1.25のポリエチレンテレフタレートであるA成分と、該A成分より50〜200℃融点の低いポリエステルであるB成分からなり、長辺(a)と短辺(b)の比率(a)/(b)が1.2〜2.0である、横断面が4箇所の直線部を有する四角形状、あるいは扁平形状で、かつ上記A成分とB成分の複合断面比率A:Bが90:10〜60:40の比率で、B成分が上記矩形状の4隅の角部に複合されていることを特徴とする熱接着性複合ポリエステルモノフィラメント。
【0008】
(2)破断強度が3.5cN/dtex以上であることを特徴とする前記(1)に記載の熱接着性複合ポリエステルモノフィラメント。
【0009】
(3)フィルター用であることを特徴とする前記(1)または(2)に記載の熱接着性複合ポリエステルモノフィラメント。
【0010】
(4)前記(1)〜(3)のいずれかに記載の熱接着性複合ポリエステルモノフィラメントからなることを特徴とするフィルター用メッシュ織物。
【発明の効果】
【0011】
本発明のフィルター用熱接着性複合ポリエステルモノフィラメントは、熱接着成分とポリエチレンテレフタレート成分の複合形態、断面形状、融点温度差を適正なものとすることにより、高い織物格子点の目ズレ抑制効果を発揮し、かつ直線的なオープニング形状を保持して、高い濾過性能を発揮するフィルター用メッシュ織物を製造するのに適したフィルター用熱接着性複合ポリエステルモノフィラメントを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
以下、本発明を詳細に説明する。
【0013】
本不明のモノフィラメントを構成するA成分は、極限粘度0.70〜1.25のポリエチレンテレフタレートであり、フィルター用メッシュ織物を製織するのに十分な強度を得るためのものである。極限粘度が0.70を下回るとモノフィラメントのねじれ弾性が低くなるため、解舒撚りが残存したまま製織されるため、オープニングが不均一なものになったり、熱接着性が不足する部分が多く発生する。また、極限粘度1.25を上回るとモノフィラメントをパッケージから解舒して整経・製織する際に、パッケージ形状がモノフィラメントに残存して、カール状になり、同様にオープニングが不均一なものになったり、熱接着性が不足する部分が多く発生する。好ましくはA成分の極限粘度は0.75〜1.00である。また、ポリエチレンテレフタレート以外のポリエステル、例えば、ポリブチレンテレフタレートやポリトリメチレンテレフタレートでは、モノフィラメントの弾性率が過剰に低く、またこれらポリエステルは伸縮性を発現し易く、熱収縮性も高いため、フィルター用メッシュ織物にした際の寸法安定性に劣るため、好ましくない。
【0014】
本発明のモノフィラメントを構成するB成分は、A成分より50〜200℃融点の低いポリエステルであり、フィルター用メッシュ織物を製織後、ヒートセッターなどで加熱処理することにより、A成分を軟化あるいは溶融させることなく、B成分のみが軟化あるいは溶融してタテ糸とヨコ糸の格子部分が接着され、目ズレを防止するとともに、オープニング寸法の均一性を得ることができるものである。この加熱処理を行う際には、接触式ヒーターや非接触式ヒーターの何れかを選択することが可能であるが、加熱温度はB成分の融点より50℃低い温度から、A成分の融点より20℃低い温度までの間の範囲が好ましい。この温度が低すぎるとB成分が十分軟化または溶融しないためタテ糸とヨコ糸の格子部分が十分に接着せず、一方、この温度が高すぎると芯成分も軟化または溶融してしまい、オープニング均一性が劣るものとなる。なお、融点とは、ディファレンシャル・スキャニング・カロリメーター(Differential Scanning Calorimeter;メトラーTA3000、パーキンエルマー社製)を使用し、試料10mg、昇温及び降温速度10℃/分の条件で、窒素置換を行いながら各2サンプルを測定した平均値を示すものである。
【0015】
本発明のB成分のポリエステルは、ポリエチレンテレフタレートやポリブ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などに所望の融点となるようにイソフタル酸やポリエチレングリコール、ポリアルキレングリコールなどのグリコール成分を共重合したものが好ましい。
【0016】
本発明のモノフィラメントは、横断面形状が、長辺(a)と短辺(b)の比率(a)/(b)が1.2〜2.0の範囲のものであり、それぞれの辺に直線部を有して、横断面が4箇所の直線部を有する四角形状あるいは扁平形状などの矩形状のものであり、メッシュ織物にした際に、モノフィラメントに撚りを入れることなく織物構造中における各タテ糸と各ヨコ糸が長辺あるいは直径方向、短辺あるいは短径方向が揃って配列し、オープニング格子の形態を直線的な矩形形状を形成するとともに、タテ糸およびヨコ糸の格子部分におけるB成分の重複面積を極大化し、熱接着効果を十分に発揮するためのものである。長辺(a)と短辺(b)の比率(a)/(b)が1.2を下回る場合、あるいは2.0を上回る場合のいずれにおいても、モノフィラメントのねじれ弾性が過剰に小さくなく、解舒撚りが残存したまま製織されるため、オープニング格子形態が不均一になり、また、撚り溜まり部分ではタテ糸およびヨコ糸の格子部分でのB成分の重なり合う面積が過剰に小さくなり、熱接着効果が不十分なものとなる。長辺(a)と短辺(b)の比率(a)/(b)は、好ましくは1.5〜1.8の範囲である。
【0017】
本発明のモノフィラメントは、A成分とB成分の複合断面比率A:B=90:10〜60:40であり、A成分が発揮する強度とB成分が発揮する熱接着効果を両立するものである。複合断面比率は、モノフィラメントの断面写真を撮影し、その写真あるいはこれをコピーしたもので、A成分とB成分とを切り分けて重量を測定し、その重量比率にA成分とB成分の各々のポリマーの重量密度を乗ずることで複合断面比率とするものである。なお、本発明のモノフィラメントの破断強度は3.5cN/dtex以上であることが好ましく、製織性やフィルター用メッシュ織物の引き裂き強力を高めることができるものである。より好ましくは、4.5cN/dtex以上、10cN/dtex以下である。破断強度が10cN/dtexを超える場合、パッケージに巻き取る際の応力歪みがモノフィラメントに残存しやすく、解舒した後にモノフィラメントがウェーブ状になりやすいためである。
【0018】
本発明のモノフィラメントにおいて、熱接着効果を発揮するB成分は、A成分の全表面を被覆することなく、図1や図2に示すように、横断面が矩形状の4隅の角部に複合されているものである。すなわち、図1は、4隅の角部に複合されたB成分は、一つの頂点が角部を形成する三角形状をなすとともに、その角部が台形状に切削された形状に複合されているものであり、図2は、4隅の角部に複合されたB成分は、全体として楕円形状に複合されているとともに、角部が該楕円形状の外周の一部によりRをもたせた曲面形状に複合されているものであり、これにより少ない複合比率で十分な熱接着効果を得ると同時に、タテ糸およびヨコ糸の格子部分以外の熱接着処理の不要な部分での表面露呈面積を極小化することで、オープニング部分の直線的な矩形形状を得るものである。本発明のモノフィラメントの複合形態を得るためには、特に口金形状を限定するものではなく、一般的な複合紡糸口金において、A成分とB成分を複合する部分において、B成分をA成分の複合したい箇所に、スリット溝あるいは絞り孔にて流入させて複合させたのちに、単一の矩形吐出孔から吐出しても良く、吐出孔を各々別に設けて、B成分の吐出中心線をA成分の吐出中心線に対して、30〜60°の角度で斜めに吐出させて口金吐出直後に複合させるものでも良い。
【0019】
なお、本発明のモノフィラメント繊度は、特にフィルター用途に用いることから、10〜100dtexの範囲であることが好ましく、より好ましくは20〜50dtexである。
【実施例】
【0020】
以下本発明を実施例により詳細に説明する。なお、実施例中の評価は以下の方法に従った。
【0021】
1.極限粘度
試料0.8gを2つ準備し、各々をオルソクロロフェノール12.6g中に100℃で溶解した後に、25℃で測定した値の平均値とした。
【0022】
2.破断強度
オリエンテックス社製テンシロン引張試験機を用い、初期試料長20cm、引張速度2cm/分で1本の延伸糸当たり5回測定した強度(cN/dtex)の平均値をとして用いた。
【0023】
3.熱接着効果
JIS L1096記載の方法に準拠して、つかみ間隔10cm、伸張速度20cm/分にて引張破断力を測定し、引張破断力を試料重量で除した値(N/g)を接着強度として判定した。
接着強度50N/g以上:○合格
接着強度50N/g未満:×不合格
4.オープニング形状
メッシュ織物の任意のオープニング100箇所について、真上から顕微鏡写真で500倍で写真撮影し、オープニングの4つの角部分の曲率半径とオープニング面積を算出して、次の通り判定した。
曲率半径<0.5×(d×90)1/2、かつオープニング面積の標準偏差が平均値の10%未満:○合格
曲率半径≧0.5×(d×90)1/2、またはオープニング面積の標準偏差が平均値の10%以上:×不合格
ただし、d:モノフィラメント繊度(dtex)
実施例1
2つのエクストルダー押出機からなる複合紡糸機を用いて、極限粘度0.75、融点260℃のポリエチレンテレフタレートをA成分、イソフタル酸35wt%、ジエチレングリコール30wt%を共重合した共重合ポリエチレンテレフタレートをB成分として各ポリマーを個別の押出機、ポリマー配管、および計量ポンプを用いて、A成分とB成分の複合断面比率A:B=70:30となるように吐出量を調整し、複合紡糸口金を用いて、図1に示す断面の複合モノフィラメント吐出糸条を冷却固化および油剤を付与した後に、1000m/分の周速度であるゴデーローラーで引き取り、一旦未延伸糸を巻き取った。該未延伸糸を表面温度80℃の第1ホットローラーと表面温度130℃の第2ホットローラー間で4.4倍の延伸を施した後に、第2ホットローラーと冷却ローラー間で1.35%のリラックスを付与した後に、繊度27dtexの複合ポリエステルモノフィラメントをボビンパッケージに巻き取った。得られたモノフィラメントの破断強度は4.0cN/dtexであり、これを用いて100メッシュのフィルター用メッシュ織物を製織し、生機を非接触式のヒートセッターで100℃の温度で加熱処理した。加熱処理後のメッシュ織物は熱接着効果、オープニング形状ともに良好なものとなった。
【0024】
実施例2〜4
実施例2〜4では、A成分の極限粘度、複合断面比率、断面における長辺(a)/短辺(b)の比率については口金形状を変更し、また、B成分の融点については共重合成分量を調整して変更し、それぞれ実施例1と同様の方法、同様の断面形状で繊度27dtexのモノフィラメントを採取し、100メッシュのフィルター用メッシュ織物を製織後、各々加熱処理加工を施した。実施例2〜4のいずれも、加熱処理後のメッシュ織物は熱接着効果、オープニング形状ともに良好なものとなった。
結果をまとめて表1〜表2に示す。
【0025】
比較例1〜5
比較例1〜5では、A成分の極限粘度、複合断面比率、断面における長辺(a)/短辺(b)の比率を変更し、また、B成分の融点については共重合成分量を調整して変更し、それぞれ実施例1と同様の方法、同様の断面形状で繊度27dtexのモノフィラメントを採取し、100メッシュのフィルター用メッシュ織物を製織後、各々加熱処理加工を施した。比較例1では、接着強度が不足したものとなり、比較例2では、オープニング面積のバラツキが大きいものとなった。比較例3については、B成分の複合断面積比率が過少であり、熱接着効果の低いものとなり、比較例4、5では、オープニングが曲線的で面積バラツキも大きいものとなった。
【0026】
比較例6
芯成分にA成分、鞘成分にB成分とし、実質的に同心円型の芯鞘複合糸としたこと以外は、実施例1と同様の方法で繊度27dtexのモノフィラメントを採取し、100メッシュのフィルター用メッシュ織物を製織後、加熱処理加工を施したが、接着強度が不十分であり、かつオープニングの曲率半径の大きいものとなった。
【0027】
比較例7
口金形状を変更して、断面における長辺(a)/短辺(b)の比率を3.0としたこと以外は、実施例1と同様の方法、同様の断面形状で繊度27dtexのモノフィラメントを採取し、100メッシュのフィルター用メッシュ織物を製織後、加熱処理加工を施したが、タテ糸とヨコ糸の格子部分でモノフィラメントが湾曲して畝状になり、実質的にタテ糸とヨコ糸が重なり合わない部分が発生した。このため熱接着もオープニング形状も著しく劣るものとなった。
【0028】
【表1】

【0029】
【表2】

【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】本発明の複合ポリエステルモノフィラメントの断面形態を示す一模式図である。
【図2】本発明の複合ポリエステルモノフィラメントの他の断面形態を示す一模式図である。
【符号の説明】
【0031】
1:複合繊維
2:A成分
3:B成分

【特許請求の範囲】
【請求項1】
極限粘度0.70〜1.25のポリエチレンテレフタレートであるA成分と、該A成分より50〜200℃融点の低いポリエステルであるB成分からなり、長辺(a)と短辺(b)の比率(a)/(b)が1.2〜2.0である、横断面が4箇所の直線部を有する四角形状、あるいは扁平形状で、かつ上記A成分とB成分の複合断面比率A:Bが90:10〜60:40の比率で、B成分が上記形状の4隅の角部に複合されていることを特徴とする熱接着性複合ポリエステルモノフィラメント。
【請求項2】
破断強度が3.5cN/dtex以上であることを特徴とする請求項1に記載の熱接着性複合ポリエステルモノフィラメント。
【請求項3】
フィルター用であることを特徴とする請求項1または2に記載の熱接着性複合ポリエステルモノフィラメント。
【請求項4】
請求項1〜3のいずれかに記載の熱接着性複合ポリエステルモノフィラメントからなることを特徴とするフィルター用メッシュ織物。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2008−184696(P2008−184696A)
【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2007−16596(P2007−16596)
【出願日】平成19年1月26日(2007.1.26)
【出願人】(000003159)東レ株式会社 (7,677)
【Fターム(参考)】