説明

芯鞘型複合長繊維

【課題】芯部にポリエステルを用い、鞘部にポリエチレンを用いた芯鞘型複合繊維とすることで、アルカリ環境下で使用する産業資材に十分使用可能な高強度と耐アルカリ性を有する熱接着性長繊維を提供する。
【解決手段】芯部がポリエチレンテレフタレート、鞘部が芯部より低融点のポリエチレンで構成された芯鞘型複合繊維の長繊維であって、切断強度が3.5cN/dtex以上、10%水酸化ナトリウム溶液中で70℃、100分間のアルカリ処理を施した後の強力保持率が80%以上である芯鞘型複合長繊維。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、芯部にポリエチレンテレフタレート、鞘部にポリエチレンを配した複合繊維の長繊維であって、熱処理により鞘部が接着成分となり、耐アルカリ性を必要とするメッシュシートやネット等に用いることが好適な芯鞘型複合長繊維に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、メッシュシート等の交点部の固定やターポリン用布帛等の通水性が重要視される用途では、塩化ビニル樹脂等の樹脂を用いて加工が行われている。しかし、近年、塩化ビニル樹脂等は環境への影響が問題視され、樹脂加工を行わない加工方法が検討されるようになってきた。
【0003】
その一つとして、鞘部が低融点成分である芯鞘型の熱接着性長繊維を用いて、製編織した後、熱処理を行って低融点成分を溶融又は軟化させることによって、交点部を固定したメッシュシートや網目形状を固定したネット、更には繊維からなる成型棒等が提案されている(例えば、特許文献1、2、3参照)。
【0004】
そして、このような熱接着性長繊維は、寸法安定性や耐候性及び価格の面において、ポリエステルを芯成分及び鞘成分に用いたポリエステル系の熱接着性長繊維が一般的に用いられている。しかしながら、ポリエステル系繊維は耐アルカリ性に劣るという欠点を有していた。
【0005】
したがって、アルカリ環境下でポリエステル系の熱接着性長繊維を用いたメッシュシートやネット等を使用する場合に、加水分解による劣化が速く、長期間の使用に問題があった。
【0006】
このようなことから、寸法安定性や耐候性に優れたポリエステル系の繊維でありながら、耐アルカリ性に優れた熱接着性長繊維が要望視されるようになってきた。
【特許文献1】特開2001−271245号公報
【特許文献2】特開2001−271270号公報
【特許文献3】特開2001−214388号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、上記の問題点を解決し、芯部にポリエステルを用い、鞘部にポリエチレンを用いた芯鞘型複合繊維とすることで、アルカリ環境下で使用する産業資材用途に十分使用可能な高強度と耐アルカリ性を有する熱接着性長繊維を提供することを技術的な課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、芯部がポリエチレンテレフタレート、鞘部が芯部より低融点のポリエチレンで構成された芯鞘型複合繊維の長繊維であって、切断強度が3.5cN/dtex以上、10%水酸化ナトリウム溶液中で70℃、100分間のアルカリ処理を施した後の強力保持率が80%以上であることを特徴とする芯鞘型複合長繊維を要旨とするものである。
【発明の効果】
【0009】
本発明の芯鞘型複合長繊維は、寸法安定性や耐候性に優れたポリエステルを芯部とし、芯部より低融点のポリエチレンを鞘部に配しているため、熱処理により鞘部のポリエチレンは溶融して接着成分となる。熱処理によりポリエチレンが溶融すると、芯部のポリエステルからなる繊維の表面を被覆し、ポリエチレンは耐アルカリ性に優れているため、ポリエステルの加水分解を抑制することが可能となる。したがって、本発明の芯鞘型複合長繊維は、アルカリ環境下で使用する産業資材、例えばメッシュシートやネット等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】
【0010】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の芯鞘型複合長繊維は、マルチフィラメントでもモノフィラメントであってもよいが、単糸を糸長方向に対して垂直に切断した横断面形状において、芯鞘型の複合形状を呈しているものである。芯部は1つでも2〜5個程度の複数個ある多芯型であってもよい。また芯鞘形状は同心円型のものであっても、偏心型のものであってもよい。さらには横断面形状は芯鞘型であれば、丸断面形状のもののみならず、多角形等の異形のものであってもよい。
【0011】
そして、本発明の芯鞘型複合長繊維は、芯部がポリエチレンテレフタレート、鞘部が芯部より低融点のポリエチレンで構成される。芯部をポリエチレンテレフタレート(以下、PETと略称することもある。)で構成させることで、良好な製糸性が得られるとともに、耐候性や寸法安定性、強度に優れるものとなる。
【0012】
芯部のPETには、本発明の目的とする性能を損なわない範囲で、他の成分を含有していてもよく、例えば、各種添加剤や原着繊維とするために着色顔料等、あるいは他の共重合成分を含有するものであってもよい。
【0013】
芯部のPETの極限粘度〔η〕は、0.6〜1.1が好ましい。極限粘度〔η〕が0.6より低くなると切断強度が低下しやすくなるため好ましくない。一方、極限粘度が1.1より高くなると、鞘部が低融点であるため延伸時に十分な熱処理が行えないこととなり、熱接着加工時の熱収縮が大きくなり、加工性が低下しやすくなるため好ましくない。
【0014】
また、鞘部は芯部より低融点のポリエチレンで構成されるものであり、中密度または高密度ポリエチレンを用いることが好ましく、中でも、溶融流動性や冷却の面に優れ、製糸性が良好となるため高密度ポリエチレン(以下、HDPEと略称することもある。)を用いることが好ましい。
【0015】
ポリエチレンの融点は、鞘部のPETよりも100〜150℃低いことが好ましく、中でも110〜140℃低いことが好ましい。
【0016】
また、HDPEの密度は0.945〜0.965とすることが好ましい。なおHDPEの密度は、JISK7112 プラスチック−非発泡プラスチックの密度及び比重の測定方法のD法(密度こうばい管)により測定したものである。
【0017】
さらに、HDPEのメルトインデックス値(以下、MI値と略称することもある。)はASTMのD−1238(E)の方法で測定して5〜30g/10分の範囲のものが好ましい。この範囲を超えると強度低下を起こすことがあり、一方、MI値が5g/10分未満になると溶融粘性が高くなるため、熱接着加工時に溶融流動性が悪くなり、接着斑をおこすようになるため好ましくない。
【0018】
また、鞘部のポリエチレンには本発明の目的とする性能を損なわない範囲で、着色顔料や各種添加剤が添加されていてもよい。
【0019】
次に、本発明の芯鞘型複合長繊維は、切断強度が3.5cN/dtex以上であることが必要であり、中でも3.8dtex以上であることが好ましい。切断強度が3.5cN/dtex未満であると、一般的な産業資材用途として使用するには強度が不足し、使用する用途が限られるようになる。
【0020】
そして、本発明の芯鞘型複合長繊維における芯鞘複合比(芯:鞘の質量比率)は、1:1〜5:1であることが好ましく、芯部がこの範囲より大きくなると複合形態が単糸間で不均一になりやすく、延伸性が劣るようになるため好ましくない。一方、芯部がこの範囲より小さくなると切断強度が低下し、好ましくない。
【0021】
さらに、本発明の芯鞘型複合長繊維は耐アルカリ性に優れるものであり、その指標として、10%水酸化ナトリウム溶液中で70℃、100分間のアルカリ処理を施した後の強力保持率が80%以上であることが必要であり、中でも85%以上であることが好ましい。
【0022】
本発明における強力保持率は、アルカリ処理前の切断強力をAとし、試料を長さ25cmの枠に固定した状態で、10%水酸化ナトリウム溶液中で70℃、100分間のアルカリ処理を施し、自然乾燥した後、枠から外して測定した切断強力をBとして、下記の式により強力保持率を算出するものである。
強力保持率(%)=(B/A)×100
【0023】
強力保持率が80%以上であることにより、耐アルカリ性が必要とされる用途に長期間使用することが可能となる。一方、強力保持率がこれよりも低いと、長期間使用しないうちにメッシュシートやネット等が破断し、耐久性に劣るようになる。
【0024】
また、本発明の芯鞘型複合繊維は、寸法安定性や配向結晶化の向上のため切断伸度は15〜30%とすることが好ましい。
【0025】
なお、本発明における切断強度、切断強力、切断伸度は、JIS L−1013引張り強さ及び伸び率の標準時試験に従い、島津製作所製オートグラフDSS−500を用い、つかみ間隔25cm、引っ張り速度30cm/分で測定するものである。
【0026】
本発明の芯鞘型複合長繊維を構成する単糸数、単糸繊度も特に限定するものではないが、マルチフィラメントの場合は、単糸数20〜300本、単糸繊度が5〜30dtexの範囲とすることが好ましく、モノフィラメントの場合は、繊度が200〜2000dtexの範囲とすることが好ましい。
【0027】
次に、本発明の芯鞘型複合長繊維(マルチフィラメント)の製造方法について説明する。まず、芯部と鞘部のチップをそれぞれ供給して常用の複合紡糸装置を用いて溶融紡糸する。そして、未延伸糸を一旦巻き取り、その後延伸を行う2工程法でもよいが、一旦巻き取らずに連続して延伸を行うスピンドロー法が生産性やコスト面において好ましい。延伸方法は加熱ローラのみで行うローラ延伸又は加熱ローラ間にスチーム熱処理装置を設けて行う方法を採用することができる。巻き取り速度は2000〜4000m/分程度が好ましく、巻き取り速度がこの範囲より遅いと生産性が劣り、速いと高強度が得られ難くなったり、延伸性が劣るようになる。
【実施例】
【0028】
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。なお、実施例における各物性値は、次の方法で測定した。
(a)ポリエステルの極限粘度
フェノールと四塩化エタンとの等重量混合物を溶媒とし、濃度0.5g/dl、温度20℃で測定した。
(b)切断強度、切断強力、切断伸度、強力保持率
前記の方法で測定、算出した。
(c)融点
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。
【0029】
実施例1
芯部を構成するPETとして、極限粘度〔η〕0.70、融点255℃のPETを用いた。鞘部を構成するポリエチレンとしては、密度が0.951g/cm、MI値〔ASTMのD−1238(E)の方法で測定〕が10g/10分、融点が130℃のHDPEを用いた。
常用の複合溶融紡糸装置に孔径が0.5mm、ホール数が48個の芯鞘型複合紡糸口金を装着し、口金温度280℃、芯鞘質量比(芯:鞘)1:1にして紡出した。紡糸口金直下に設けた温度200℃、長さ15cmの加熱筒内を通過させた後、長さ40cmの環状吹き付け装置で、冷却風温度15℃、速度0.7m/秒で冷却した。
次に、油剤を付与して非加熱の1ローラに引き取り、連続して温度90℃の2ローラで1.02倍の引き揃えを行い、その後、温度110℃の3ローラで4.8倍の延伸を行い、温度100℃の4ローラで2%の弛緩熱処理を行って、1%のリラックスを掛けて速度3000m/分のワインダーに巻き取り、円形断面形状(芯部と鞘部が同心円に配置された)の550dtex/48フィラメントの芯鞘型複合長繊維を得た。
【0030】
実施例2
芯鞘質量比(芯:鞘)芯鞘質量比を3:1に変更した以外は実施例1と同様に行った。
【0031】
比較例1
芯鞘質量比(芯:鞘)芯鞘質量比を1:2に変更した以外は実施例1と同様に行った。
【0032】
比較例2
鞘部のポリエチレンを芯部に用いたPETに変更した以外は実施例1と同様に行った。
【0033】
実施例1〜2、比較例1〜2で得られた繊維の特性値を測定した結果を表1に示す。
【0034】
【表1】

【0035】
表1から明らかなように、実施例1〜2の芯鞘型複合長繊維は切断強度、切断伸度及びアルカリ処理後の強力保持率とも優れていた。
一方、比較例1の芯鞘型複合長繊維は、芯部の質量比率が小さいために切断強度に劣るものであった。また、比較例2の芯鞘型複合長繊維は、鞘部にポリエチレンを用いずPETを用いたものであったので、アルカリ処理後の強力保持率に劣るものであった。


【特許請求の範囲】
【請求項1】
芯部がポリエチレンテレフタレート、鞘部が芯部より低融点のポリエチレンで構成された芯鞘型複合繊維の長繊維であって、切断強度が3.5cN/dtex以上、10%水酸化ナトリウム溶液中で70℃、100分間のアルカリ処理を施した後の強力保持率が80%以上であることを特徴とする芯鞘型複合長繊維。


【公開番号】特開2009−299209(P2009−299209A)
【公開日】平成21年12月24日(2009.12.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−152981(P2008−152981)
【出願日】平成20年6月11日(2008.6.11)
【出願人】(399065497)ユニチカファイバー株式会社 (190)
【Fターム(参考)】