長繊維不織布およびそれを用いた繊維資材
【解決課題】寸法安定性に優れた耐熱、耐薬品性長繊維不織布およびその製造方法、ならびにそれを用いた繊維資材を提供する。
【解決手段】耐熱、耐薬品性に優れる、ポリフェニレンサルファイドを主成分とする重合体から直接紡糸する方法において１段階で紡糸延伸し長繊維不織布化する簡便な工程で製造した主成分がポリフェニレンサルファイドである長繊維不織布。
【解決手段】耐熱、耐薬品性に優れる、ポリフェニレンサルファイドを主成分とする重合体から直接紡糸する方法において１段階で紡糸延伸し長繊維不織布化する簡便な工程で製造した主成分がポリフェニレンサルファイドである長繊維不織布。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長繊維不織布の中でも特に耐熱性及び耐薬品性に優れた長繊維不織布及びその製造方法に関するものである。さらに詳しくはポリフェニレンサルファイド繊維を含む長繊維不織布において、捕集性や低圧損にも優れ、長期間安定して排ガス中のダストろ過を行うことができるプリーツ型フィルター材、また高温下において長期間使用しても物性変化が少なく、且つ長繊維で構成されていることで繊維脱落が少ない複写機やプリンタに使用されるクリーニングロール材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
様々な分野で長繊維不織布が活用されているが、中でも都市ゴミ焼却炉、産業廃棄物焼却炉等から排出される排ガス集塵フィルター材においては耐熱性に加え、発生する塩化水素、硫黄酸化物や窒素酸化物から構成される酸性ガスに耐えうる耐薬品性が必要である。
【０００３】
従来、例えば特許文献１に記載されているようにポリフェニレンサルファイド重合体からなる繊維は耐熱性、耐薬品性等、優れた特性を示し有用であることが示されている。しかし、ポリフェニレンサルファイドは融点が２８０℃と汎用繊維として知られるポリエステル、ポリアミドより高く、高結晶性でモジュラスが大きい為、公知の溶融紡糸技術では１段階で紡糸、延伸することは困難であり、まず紡糸速度を１０００ｍ／ｍｉｎ近傍で未延伸糸を作り、別工程で熱処理を施しながら延伸する手段が用いられてきた。さらに不織布化するには前記工程を経た繊維を所望の繊維長にカットして公知のカード機及び交絡装置により不織布化するといった多数の工程を要していた（例えば特許文献２）。
【０００４】
一方、長繊維不織布とする検討もされており、例えば特許文献３に記載されているように、ポリフェニレンサルファイド重合体から直接紡糸、延伸する所謂公知のスパンボンド法を利用し１７００ｍ／ｍｉｎ近傍で紡糸延伸し、連続してニードルパンチ機により交絡させることで繊維に捲縮を持たせることで１段紡糸、延伸の課題である形態安定性を改善する提案がなされている。しかし本法で得られた長繊維不織布は１８０℃、１０秒間での乾熱収縮率で５０％を超え寸法安定性は十分に改善されていない。
【０００５】
さらに、例えば特許文献４に記載されているようにポリフェニレンサルファイド重合体に１〜１０ｗｔ％となるようにポリオレフィン系重合体を添加し、押出機内で混練させ１段階で紡糸延伸して得られたウェブを１２５℃、好ましくは１４０℃以上で仮接着を施し、１２０℃、３分間熱処理することで得られる長繊維不織布は、耐熱、耐薬品性に加え、乾熱収縮率が５％以下といった寸法安定性にも優れる提案がなされている。しかし本法ではポリオレフィン樹脂添加による、所謂結晶核剤としての作用を狙ったものであるが、結晶量の増加効果は微小であり、また、第１結晶化温度以上の温度での仮接着させる為、仮接着時点でウェブの収縮が発現してしまい、３０％を超す幅入りとともに表面が硬化する問題がある。
【０００６】
上述の如く、耐熱、耐薬品性に優れる例えば、ポリフェニレンサルファイド重合体を１段階で紡糸延伸して得られる寸法安定性に優れた耐熱、耐薬品性長繊維不織布及びその製造方法は提案されていないのが現状である。
【０００７】
【特許文献１】特公昭５２−３０６０９号公報
【特許文献２】特許第２７６４９１１号公報
【特許文献３】特開昭５７−１６９５４号公報
【特許文献４】米国特許出願公開第２００５／０２６９０１１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記従来技術の課題を背景になされたもので、本発明は例えばポリフェニレンサルファイド重合体から直接紡糸する方法において１段階で紡糸延伸し長繊維不織布化する簡便な工程で製造でき、寸法安定性に優れた耐熱、耐薬品性長繊維不織布およびその製造方法、ならびにそれを用いた繊維資材を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは上記課題を解決するため、鋭意研究した結果、ついに本発明を完成するに至った。即ち本発明は以下の構成を採用するものである。
１．使用する樹脂の主成分がポリフェニレンサルファイドである長繊維不織布。
２．上記１に記載の長繊維不織布がスパンボンド不織布である長繊維不織布。
３．１８０℃での乾熱収縮率が５％以下である上記１または２に記載の長繊維不織布。
４．上記１〜３のいずれかに記載の長繊維不織布を使用したプリーツ型フィルター材。
５．上記１〜３のいずれかに記載の長繊維不織布を使用したＯＡ機器用クリーニングロール材。
６．紡糸延伸後、移動する捕集装置に捕集され、得られる布帛の第１結晶化温度以下で仮接着を施し、その後緊張下で当該第１結晶化温度以上の温度条件で熱処理したのち、本接着を施す長繊維不織布の製造方法。
７．紡糸延伸の手段が第１段階のみで、紡糸速度２５００ｍ／ｍｉｎ以上で延伸する上記６記載の長繊維不織布の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、ポリフェニレンサルファイド重合体から直接紡糸することができ１段階の紡糸延伸工程といった簡便な工程で長繊維不織布を得ることが可能である。さらに得られた長繊維不織布の第１結晶化温度以下で仮接着後、緊張下で当該第１結晶化温度以上の温度条件で熱処理を施すことで寸法安定性に優れた耐熱、耐薬品性長繊維不織布を得ることが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で使用される耐熱、耐薬品性樹脂はポリフェニレンサルファイドが公知の溶融紡糸設備で繊維化が可能であり好ましい。
本発明でいうポリフェニレンサルファイドに代表されるポリアリーレンスルフィドは、−Ａｒ−Ｓ−（Ａｒはアリーレン基）で表されるアリーレンスルフィドを繰返し単位とする芳香族ポリマーである。アリーレン基としては、ｐ−フェニレンの他に、例えばｍ−フェニレン、ナフチレン基などさまざまなものが知られているが、その耐熱性、加工性、経済的観点から言ってもｐ−フェニレンスルフィドの繰返し単位が最も優れる。
【００１２】
さらにポリフェニレンサルファイド重合体は、高分子量の線状ポリマーである。都市ゴミ焼却炉、産業廃棄物焼却炉等から排出される排ガス集塵フィルター材のように厳しい各種用途には単なる耐熱性や耐薬品性のみならず、例えばフィルター形体に必要な強度なども併せ持つ必要がある。そのため、例えば繊維としての高い強力を得るために、重合段階でトリクロロベンゼンなどを用いて未反応の塩素基を残しておき、紡糸前のポリマーの段階で酸素雰囲気あるいは窒素雰囲気での高温処理によって未反応塩素基により架橋反応を起こさせ重合度を増し、繊維として必要な初期強度を得る方法がある。また、比較的メルトフローレート（低分子量）の低いポリマーでも、紡糸前に、酸素雰囲気で一時的に架橋させて分子量を大きくすることによっても繊維自体は強力など必要物性を満足させることができる。しかし、この様な方法では比較的低分子量ポリマーを一次的な架橋反応によって得られたポリマーよりなる繊維であり、ＥＳＣＡなどでイオウ原子を中心とする結合を測定すると既に−ＳＯ−や−ＳＯ２−の結合が含まれ、一次的に架橋や酸化により重合度を高くしたこの様な方法では長期に渡る耐熱性を得ることはできない。本発明では、例えば、ＥＳＣＡでイオウ原子を中心とする結合状態を測定しても、その９５アトミック％以上がスルフィド結合であることが好ましく、９８アトミック％以上であることがより好ましく、１００アトミック％がスルフィド結合であることがさらに好ましい。
【００１３】
本発明で使用するポリフェニレンスルフィドは、極性有機溶媒中で、アルカリ金属硫化物とジハロ芳香族化合物を重合反応させる方法により得ることができる。アルカリ金属硫化物は、例えば、硫化ナトリウム、硫化リチウム、硫化カリウム等、あるいはこれらの混合物などが使用することができる。これらの中でも硫化ナトリウムが最も経済的に優れることから一般的に用いられる。
【００１４】
また、ジハロ化合物としては、例えば、ｐ−ジクロロベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン、ｍ−ジクロロベンゼンなどのジハロベンゼン、１，４−ジクロロナフタレン等のジハロナフタレン、その他、ジハロ安息香酸、ジハロベンゾフェノン、ジハロフェニルエーテルなどを上げることができるが、物性および経済的観点よりｐ−ジクロロベンゼンが最も好ましく使用される。その他、一般的には、多少の分岐構造を得るために１分子当り２個ではなく３個以上のハロゲン置換基を有するポリハロ芳香族化合物を少量併用することも知られており、トリクロロベンゼンなどが上げられるが、本発明でいう線状ポリマーとはこの様な半架橋構造を実質的に有さないものである。
【００１５】
本発明ではポリフェニレンサルファイド重合体が主成分として質量割合で８５％以上含まれることが好ましい。より好ましくは９０％以上である。８５％未満では素材由来である耐熱、耐薬品性が阻害される傾向が発現するため、好ましくない。
【００１６】
添加される素材としてはポリエチレン、ポリプロピレン等のようなポリオレフィン類、ナイロン６、ナイロン６／６、ナイロン６／１０、ナイロン６／１２等のようなポリアミド類、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、ポリシクロヘキシンジメチレンテレフタレート等のようなポリエステル類、ポリエーテルエーテルケトン類、ポリエーテルイミド類、変性ポリフェニレンサルファイド類等、使用することができるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。
【００１７】
また繊維中に、通常使用される添加物、例えば顔料、熱安定剤、紫外線吸収剤、滑剤等を本発明の効果を妨げない範囲で配合してもよい。
【００１８】
本発明でいう紡糸延伸後、移動する捕集装置に捕集され得る方法とは公知のスパンボンドプロセスを意味し、上記捕集装置としてはコンベアネット等を使用する。また機構が複雑な多段階での紡糸延伸手段、つまり各延伸倍率を持たせたローラー間を複数通過させたり、圧力空気をエジェクタ内の複数箇所から供給し延伸する手段ではなく、１段階での紡糸延伸手段である。本法では原料重合体から直接紡糸延伸し長繊維フリース化までのプロセスが非常に簡便であり、糸切れ等の発生を極力抑えることができ、且つ経済上また途中の原料ロスが少なく環境負荷の観点からも好ましい。
【００１９】
本発明でいう得られた布帛の第１結晶化温度以下で仮接着するとは、後工程である緊張熱処理へ長繊維フリースをハンドリングするためにある程度の強度を付与する目的で施される手段であり、第１結晶化温度以下とする意図は仮接着の時点で長繊維フリースが熱収縮しないようにするためである。例として、ポリフェニレンサルファイド長繊維フリースの第１結晶化温度である１２０℃から１５０℃以下、即ち仮接着温度は１２０℃以下が好ましく、より好ましくは１１５℃以下である。尚８０℃以下では該長繊維フリースの強度付与が不足し搬送性が不安定となる場合があり好ましくない。さらに後の緊張熱処理時に長繊維フリースが相互に把持されていないことで収縮斑が発生し外観不備及び強度低下を引き起こすため、好ましくない。また仮接着の手段としては上下熱ロールによる方法が最も簡便な手段と言える。尚、上ロールのみ熱がかかる上下ロール方法等、特に限定されるものではない。
【００２０】
本発明でいう緊張下での熱処理とは前記内容を踏まえ、１５０℃以上が好ましく、より好ましくは１８０℃以上である。本処理により１段階での紡糸延伸工程のみでは成し得なかった結晶化が促進され低収縮化、つまり寸法安定性が実現できる。尚、２８０℃以上では例えば、構成する主原料に使用されるポリフェニレンサルファイドの融点と同等となり溶融するため、好ましくない。またここでいう緊張下とは機械方向は工程張力により把持させ、機械方向と直交する方向はクランプやニードルといった物理的に把持する手段であれば、特に限定されることはない。また熱処理の滞留時間は少なくとも２秒間把持することが好ましく、より好ましくは５秒間把持するよう熱処理区間を設けることが好ましい。２秒未満であると十分に結晶化が進まず、その後の本接着工程で幅入りする問題が発生する。また６０秒以上であると、生産速度を極度に低下させる必要があり、熱処理区間が非常に長くなり望ましくなく、６０秒未満で十分に結晶化が進むため、６０秒以上は必要ないと言える。
【００２１】
本発明でいう本接着とは熱処理後、得られた長繊維フリースに仮接着温度条件と比して高温の熱圧着を施すことを意図し長繊維不織布に一定の強度を発現させるために施す。
また、本工程は各用途により温度、接着圧力、接着面積率といった熱接着条件を変更することで対応することができる。例えば、プリーツ型フィルター材においてはプリーツを作製する為の剛性が必要であり、ある程度の厚みを有することが好ましく、生産速度等、種々影響する要因があり、限定されないが熱接着温度は２２０℃から２７０℃、熱接着圧力は２０から１００ｋｇ／ｃｍ、接着面積率は５から５０％の範囲から適宜設定される。
【００２２】
また、ＯＡクリーニングウェブ材においては表面をより平滑に仕上げる必要があり、熱接着温度範囲は上述と同等であるが、熱接着圧力は４０から３００ｋｇ／ｃｍ、接着面積率は２０から１００％、特に１００％を意図するカレンダロールによる接着方式がより好ましい。
【００２３】
さらに熱処理後の長繊維フリースを得た後、ニードルパンチ加工等の機械交絡処理やウォータージェットによる水流交絡処理を施してもよい。
【００２４】
本発明で得られる長繊維不織布は寸法安定性に非常に優れる点がその特徴として挙げられる。例えば、前段に挙げたプリーツ型フィルターやＯＡクリーニングウェブ材において１８０℃程度の高温雰囲気下で使用されることから１８０℃での乾熱収縮率は５％以下が好ましく、より好ましくは２％以下である。５％を超す不織布では収縮による寸法変化が発生し製品の機能を損なう。例えばクリーニングウェブ材においては収縮シワが発生することで表面の平滑性を損ない拭き取り性能に影響を及ぼす問題が起こる。
【００２５】
本発明でいう紡糸速度とは得られる長繊維の単糸から測定される糸径から１００００ｍの円柱を想定して体積を求め、該構成樹脂の密度との積により繊度（ｄｔｅｘ）を算出し、設定の単孔吐出量（ｇ／ｍｉｎ）との比から算出したもので２５００ｍ／ｍｉｎ以上とすることが好ましく、より好ましくは３０００ｍ／ｍｉｎ以上である。２５００ｍ／ｍｉｎ以下ではメカニズムは明らかになっていないが、緊張下での熱処理を施す際、収縮斑が発生し外観上、強度面から好ましくない。一方、紡糸速度の上限は特に定めないが、１段階で紡糸延伸する方法の限界から７０００ｍ／ｍｉｎ以下が好ましい。
【実施例】
【００２６】
以下に本発明の実施例を示す。本発明は実施例に限定されるものではない。
【００２７】
次に実施例及び比較例を用いて、本発明を具体的に説明するが実施例及び比較例中の物性値は以下の方法で測定した。
【００２８】
＜単繊維の繊度＞
得られた仮接着前の長繊維フリースの任意部位１０箇所からサンプリングした試験片の切断面が観察できるように蒸着セットして、視差走査型電子顕微鏡にて繊維軸を横切る方向にほぼ直角に切断されている任意の繊維５０本について写真撮影し、写真を拡大して各繊維の断面から直径を求め、それら値を平均して繊維の直径を算出する。使用樹脂の固形密度と長さ１００００ｍでの重量を計算して求める。
【００２９】
＜紡糸速度＞
上記方法で得られた単繊維の繊度Ｔ（ｄｔｅｘ）と設定の単孔吐出量Ｑ（ｇ／ｍｉｎ）から下記式に基き、紡糸速度V（ｍ／ｍｉｎ）を求める。
Ｖ＝（１００００×Ｑ）／Ｔ
【００３０】
＜第１結晶化温度＞
ＪＩＳ Ｋ７１２１に準じてＰＥＲＫＩＮ−ＥＬＭＥＲ社製ＤＳＣ７にて試料を５ｍｇ秤量し、２０℃から３４０℃まで２０℃／分にて昇温させ、得られる示差熱分析曲線から結晶化ピーク（発熱ピーク）の頂点の温度とする。尚、ピークが複数存在する場合は、最も高温側のピーク頂点の温度とする。試料より、５点採取して得られたピーク頂点の温度の平均値を求める。
【００３１】
＜融点＞
ＪＩＳ Ｋ７１２１に準じて上記同様にＰＥＲＫＩＮ−ＥＬＭＥＲ社製ＤＳＣ７にて試料を５ｍｇ秤量し、２０℃から３４０℃まで２０℃／分にて昇温させ、得られる示差熱分析曲線から融解ピーク（吸熱ピーク）の頂点の温度とする。尚、ピークが複数存在する場合は、最もピークエリアの広い即ち、主成分の結晶融解ピークの頂点の温度とする。試料より、５点採取して得られたピーク頂点の温度の平均値を求める。
【００３２】
＜耐熱性強度保持率＞
ヤマト科学社製オーブンＤＳ６４を使用し１８０℃×１０００時間、曝露させた後、ＪＩＳ Ｌ１９０６（２０００）に準拠して測定した引張強度Ｓ１を測定する。予め曝露前に同様の方法で測定した引張強度Ｓ０から下記式により、強度保持率Ｓｒ（％）を求める。 Ｓｒ＝（Ｓ１／Ｓ０）×１００
【００３３】
＜耐薬品性強度保持率＞
産業廃棄物焼却炉から排出される雰囲気を想定し２００℃雰囲気下で塩化水素ガス１９００ｐｐｍ、硫黄酸化物ガス２３００ｐｐｍ、水分３０％、酸素１５％を含む混合ガスを１００時間曝露させた後、上記同様に引張強度を測定し、強度保持率（％）を求める。
【００３４】
＜乾熱収縮率＞
ＪＩＳ Ｌ１９０６（２０００）に準拠して測定する。尚、恒温槽への挿入条件は１８
０℃×６０分とする。
【００３５】
（実施例１）
使用原料は株式会社クレハ製ポリフェニレンサルファイドレジン：フォートロンＫＰＳを使用する。使用するレジンのＭＦＲは特に限定されないが６０から２５０から任意に選択する。今回はＭＦＲ１２０を使用し、紡糸温度３００℃にてオリフィス径φ０.２５ｍｍの紡糸口金より単孔吐出量１.５ｇ／ｍｉｎで紡出し、紡糸口金直下５０ｍｍより風速０．５ｍ／ｓｅｃの２５℃空気にて冷却しつつ、紡糸口金直下１.０ｍの位置に配したエジェクタに２９４ｋＰａの圧力で乾燥エアを供給し、１段階で延伸させ、下方１.０ｍの位置で１０ｍ／ｍｉｎの速度で移動しているコンベアネット上へ繊維束を開繊させつつ捕集しスパンボンド長繊維フリースを得た。得られた長繊維フリースの繊度は３.６ｄｔｅｘ、換算した紡糸速度は４１６７ｍ／ｍｉｎであった。また第１結晶化温度は１２５℃であった。
その後、インライン上に設置された仮接着用上下ローラーにて上ロールを梨地調カレンダロールとし、温度９５℃、線圧８ｋｇ／ｃｍ、下ロールを非加熱ローラーで把持した。
さらにシート端部をクランプさせながら、１８０℃に設定された炉内に滞留時間が１０秒となるよう炉内加熱区間を１.７ｍに設定し緊張下での熱処理を施した。
その後、プリーツ型フィルター材用として圧着面積率１５％の彫刻ローラーにて温度２５０℃、線圧５０ｋｇ／ｃｍで本接着を施し、目付量３３５ｇ／ｍ２である長繊維不織布１を得た。
得られた長繊維不織布１の耐熱性強度保持率はＭＤ方向９５％、ＣＤ方向９６％であった。また耐薬品性強度保持率はＭＤ方向９３％、ＣＤ方向９５％であった。さらに乾熱収縮率はＭＤ−０.１％、ＣＤ−０.２％であった。初期データからの劣化が少なく、また収縮率も低く高温での寸法安定性に優れたプリーツ型フィルター材に適した耐熱、耐薬品性長繊維不織布である。
【００３６】
（実施例２）
移動するコンベア速度を１１０ｍ／ｍｉｎとする以外に実施例１と同様にしてスパンボンド長繊維フリースを作成し、仮接着温度１１５℃、線圧１０ｋｇ／ｍｉｎとする以外実施例１同様に仮接着を施しシート端部をクランプさせながら、２００℃に設定された炉内に滞留時間が２.５秒になるよう炉内加熱区間を４.６ｍに設定し緊張下での熱処理を施した。
その後、ＯＡクリーニングロール材用として圧着面積率１００％のカレンダーローラーにて温度２４０℃、線圧８０ｋｇ／ｃｍで本接着を施し、目付量２９ｇ／ｍ２である長繊維不織布２を得た。
得られた長繊維不織布２の融点は２８２℃、耐熱性強度保持率はＭＤ方向９０％、ＣＤ方向９１％であった。また耐薬品性強度保持率はＭＤ方向９２％、ＣＤ方向９３％であった。さらに乾熱収縮率はＭＤ０.２％、ＣＤ０.２％であった。高温での強度保持率が高く、表面が平滑性であり、また長繊維による構成されていることからリントフリー性にも優れたＯＡクリーニングロール材に適した耐熱、耐薬品性長繊維不織布である。
【００３７】
（実施例３）
実施例１同様のポリフェニレンサルファイドレジンの質量割合が９５ｗｔ％となるように日本ポリケム社製メルトインデックス２４であるウィンテックＰＰ（ポリプロピレン）を５ｗｔ％添加させた以外、実施例１同様にしてスパンボンド長繊維フリースを得た。得られた長繊維フリースの繊度は３.５ｄｔｅｘ、換算した紡糸速度は４２８６ｍ／ｍｉｎであった。また第１結晶化温度は１２２℃であった。その後も実施例１同様にして目付量３３０ｇ／ｍ２である長繊維不織布３を得た。
得られた長繊維不織布３の耐熱性強度保持率はＭＤ方向９３％、ＣＤ方向９３％であった。また耐薬品性強度保持率はＭＤ方向９２％、ＣＤ方向９２％であった。さらに乾熱収縮率はＭＤ−０.３％、ＣＤ−０.３％であった。初期データからの劣化が少なく、また収縮率も低く高温での寸法安定性に優れたプリーツ型フィルター材に適した耐熱、耐薬品性長繊維不織布である。
【００３８】
（比較例１）
仮接着温度を１８０℃とした以外、実施例１同様にしたところ、当該仮接着時に４０％程度幅入りし、スパンボンド長繊維フリースが収縮固化し巻取りできない不適当なシートとなった。
【００３９】
（比較例２）
エジェクタに９８ｋＰａの圧力で乾燥エアを供給する以外、実施例１と同様にスパンボンド長繊維フリースを得た。得られた長繊維フリースの繊度は６．９ｄｔｅｘ、換算した紡糸速度は２１７４ｍ／ｍｉｎであった。実施例１同様、１８０℃に設定された炉内に滞留時間が１０秒となるよう炉内加熱区間を１.７ｍに設定し緊張下での熱処理を施したところ、収縮斑が発生しランダムに孔が開き外観上及び強度面も非常な不適当なシートとなった。
【００４０】
（比較例３）
使用するレジンを汎用のポリエチレンテレフタレート（固有粘度０.６８、水分率０.００２ｗｔ％）とし、紡糸温度２９０℃とした以外、実施例１同様にしてスパンボンド長繊維フリースを得た。得られた長繊維フリースの繊度は３.２ｄｔｅｘ、換算した紡糸速度は４６８８ｍ／ｍｉｎであった。その後の工程も実施例１同様にして実施し目付量３４２ｇ／ｍ２である長繊維不織布４を得た。
得られた長繊維不織布４の耐熱性強度保持率はＭＤ方向５５％、ＣＤ方向５５％であった。また耐薬品性強度保持率はＭＤ方向２０％、ＣＤ方向２３％であった。さらに乾熱収縮率はＭＤ１.０％、ＣＤ０.３％であった。初期データから大幅に劣化し、プリーツ型フィルター材に不適当な長繊維不織布であった。
【００４１】
（比較例４）
比較例３で使用したレジンを使用した以外、実施例２と同様にして、目付量３０ｇ／ｍ２である長繊維不織布５を得た。
得られた長繊維不織布５の融点は２５９℃、耐熱性強度保持率はＭＤ方向５０％、ＣＤ方向４８％であった。また耐薬品性強度保持率はＭＤ方向１８％、ＣＤ方向１７％であった。さらに乾熱収縮率はＭＤ１.１％、ＣＤ０.４％であった。表面が平滑性であり、また長繊維による構成されていることからリントフリー性には優れるが、耐熱性が劣り、ＯＡクリーニングロール材に不適当な長繊維不織布であった。
【００４２】
（比較例５）
仮接着温度を１４０℃とした以外、実施例３同様にしたところ、当該仮接着時に３０％程度幅入りし、スパンボンド長繊維フリースが収縮固化し巻取りできない不適当なシートとなった。
【００４３】
（比較例６）
実施例１と同様にスパンボンド長繊維フリースを得て仮接着した後、緊張下での熱処理を施さず、その後の熱による本接着加工も施さずに巻き取り長繊維フリースを得た。
【００４４】
（参考例１）
実施例１同様のポリフェニレンサルファイドレジンを使用し、紡糸温度３２０℃にて１ｍｍピッチで１５００個１列に並んだオリフィス径φ０．３ｍｍから単孔吐出量０.３ｇ／ｍｉｎで高速スチーム流中に吐出させた。当該スチームはリップ部ヘッダー内で３５０℃、圧力４００ｋＰａであった。捕集距離４００ｍｍの位置で１５ｍ／ｍｉｎの速度で移動しているコンベアネット上に捕集し長繊維フリースを得た。得られた長繊維フリースの繊度は０．１ｄｔｅｘ、換算した紡糸速度は２４３２０ｍ／ｍｉｎであった。第１結晶化温度は１２８℃であった。
その後、インライン上に設置された仮接着用上下ローラーにて上ロールを梨地調カレンダロールとし、温度１１５℃、線圧８ｋｇ／ｃｍ、下ロールを非加熱ロールで把持した後、緊張下での熱処理を施さず、その後の熱による本接着も施さずに巻取り長繊維フリースを得た。
【００４５】
実施例１〜３、比較例１〜６および参考例１の結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
【００４７】
以上のように、従来、ポリフェニレンサルファイド重合体から直接紡糸し、１段階の紡糸延伸工程といった簡便な工程では寸法安定性に優れた耐熱、耐薬品性長繊維不織布を得る手段が提案されていなかったが、本発明により１段階の紡糸延伸により得られた長繊維不織布の第１結晶化温度以下で仮接着後、緊張下で当該第１結晶化温度以上の温度条件で熱処理を施すことにより寸法安定性に優れた耐熱、耐薬品性長繊維不織布を得ることが可能となった。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明により、耐熱、耐薬品性に優れるポリフェニレンサルファイド繊維が含まれる長繊維不織布を１段紡糸延伸のみで布帛化できるといった簡便な手段で得ることができ、且つ寸法安定性に優れる。また当該、耐熱、耐薬品性長繊維不織布はプリーツ型フィルター材、ＯＡクリーニングロール材に適しており、産業上の利用価値が大である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】実施例で使用した製造装置である。
【符号の説明】
【００５０】
１ 混合ホッパー
２ 押出機
３ ギアポンプ
４ エジェクタ
５ コンベアネット
６ サクションボックス
７ 長繊維フリース
８ 仮接着ロール
９ 緊張熱処理炉
１０ 本接着ロール
１１ 巻取機
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長繊維不織布の中でも特に耐熱性及び耐薬品性に優れた長繊維不織布及びその製造方法に関するものである。さらに詳しくはポリフェニレンサルファイド繊維を含む長繊維不織布において、捕集性や低圧損にも優れ、長期間安定して排ガス中のダストろ過を行うことができるプリーツ型フィルター材、また高温下において長期間使用しても物性変化が少なく、且つ長繊維で構成されていることで繊維脱落が少ない複写機やプリンタに使用されるクリーニングロール材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
様々な分野で長繊維不織布が活用されているが、中でも都市ゴミ焼却炉、産業廃棄物焼却炉等から排出される排ガス集塵フィルター材においては耐熱性に加え、発生する塩化水素、硫黄酸化物や窒素酸化物から構成される酸性ガスに耐えうる耐薬品性が必要である。
【０００３】
従来、例えば特許文献１に記載されているようにポリフェニレンサルファイド重合体からなる繊維は耐熱性、耐薬品性等、優れた特性を示し有用であることが示されている。しかし、ポリフェニレンサルファイドは融点が２８０℃と汎用繊維として知られるポリエステル、ポリアミドより高く、高結晶性でモジュラスが大きい為、公知の溶融紡糸技術では１段階で紡糸、延伸することは困難であり、まず紡糸速度を１０００ｍ／ｍｉｎ近傍で未延伸糸を作り、別工程で熱処理を施しながら延伸する手段が用いられてきた。さらに不織布化するには前記工程を経た繊維を所望の繊維長にカットして公知のカード機及び交絡装置により不織布化するといった多数の工程を要していた（例えば特許文献２）。
【０００４】
一方、長繊維不織布とする検討もされており、例えば特許文献３に記載されているように、ポリフェニレンサルファイド重合体から直接紡糸、延伸する所謂公知のスパンボンド法を利用し１７００ｍ／ｍｉｎ近傍で紡糸延伸し、連続してニードルパンチ機により交絡させることで繊維に捲縮を持たせることで１段紡糸、延伸の課題である形態安定性を改善する提案がなされている。しかし本法で得られた長繊維不織布は１８０℃、１０秒間での乾熱収縮率で５０％を超え寸法安定性は十分に改善されていない。
【０００５】
さらに、例えば特許文献４に記載されているようにポリフェニレンサルファイド重合体に１〜１０ｗｔ％となるようにポリオレフィン系重合体を添加し、押出機内で混練させ１段階で紡糸延伸して得られたウェブを１２５℃、好ましくは１４０℃以上で仮接着を施し、１２０℃、３分間熱処理することで得られる長繊維不織布は、耐熱、耐薬品性に加え、乾熱収縮率が５％以下といった寸法安定性にも優れる提案がなされている。しかし本法ではポリオレフィン樹脂添加による、所謂結晶核剤としての作用を狙ったものであるが、結晶量の増加効果は微小であり、また、第１結晶化温度以上の温度での仮接着させる為、仮接着時点でウェブの収縮が発現してしまい、３０％を超す幅入りとともに表面が硬化する問題がある。
【０００６】
上述の如く、耐熱、耐薬品性に優れる例えば、ポリフェニレンサルファイド重合体を１段階で紡糸延伸して得られる寸法安定性に優れた耐熱、耐薬品性長繊維不織布及びその製造方法は提案されていないのが現状である。
【０００７】
【特許文献１】特公昭５２−３０６０９号公報
【特許文献２】特許第２７６４９１１号公報
【特許文献３】特開昭５７−１６９５４号公報
【特許文献４】米国特許出願公開第２００５／０２６９０１１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記従来技術の課題を背景になされたもので、本発明は例えばポリフェニレンサルファイド重合体から直接紡糸する方法において１段階で紡糸延伸し長繊維不織布化する簡便な工程で製造でき、寸法安定性に優れた耐熱、耐薬品性長繊維不織布およびその製造方法、ならびにそれを用いた繊維資材を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは上記課題を解決するため、鋭意研究した結果、ついに本発明を完成するに至った。即ち本発明は以下の構成を採用するものである。
１．使用する樹脂の主成分がポリフェニレンサルファイドである長繊維不織布。
２．上記１に記載の長繊維不織布がスパンボンド不織布である長繊維不織布。
３．１８０℃での乾熱収縮率が５％以下である上記１または２に記載の長繊維不織布。
４．上記１〜３のいずれかに記載の長繊維不織布を使用したプリーツ型フィルター材。
５．上記１〜３のいずれかに記載の長繊維不織布を使用したＯＡ機器用クリーニングロール材。
６．紡糸延伸後、移動する捕集装置に捕集され、得られる布帛の第１結晶化温度以下で仮接着を施し、その後緊張下で当該第１結晶化温度以上の温度条件で熱処理したのち、本接着を施す長繊維不織布の製造方法。
７．紡糸延伸の手段が第１段階のみで、紡糸速度２５００ｍ／ｍｉｎ以上で延伸する上記６記載の長繊維不織布の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、ポリフェニレンサルファイド重合体から直接紡糸することができ１段階の紡糸延伸工程といった簡便な工程で長繊維不織布を得ることが可能である。さらに得られた長繊維不織布の第１結晶化温度以下で仮接着後、緊張下で当該第１結晶化温度以上の温度条件で熱処理を施すことで寸法安定性に優れた耐熱、耐薬品性長繊維不織布を得ることが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で使用される耐熱、耐薬品性樹脂はポリフェニレンサルファイドが公知の溶融紡糸設備で繊維化が可能であり好ましい。
本発明でいうポリフェニレンサルファイドに代表されるポリアリーレンスルフィドは、−Ａｒ−Ｓ−（Ａｒはアリーレン基）で表されるアリーレンスルフィドを繰返し単位とする芳香族ポリマーである。アリーレン基としては、ｐ−フェニレンの他に、例えばｍ−フェニレン、ナフチレン基などさまざまなものが知られているが、その耐熱性、加工性、経済的観点から言ってもｐ−フェニレンスルフィドの繰返し単位が最も優れる。
【００１２】
さらにポリフェニレンサルファイド重合体は、高分子量の線状ポリマーである。都市ゴミ焼却炉、産業廃棄物焼却炉等から排出される排ガス集塵フィルター材のように厳しい各種用途には単なる耐熱性や耐薬品性のみならず、例えばフィルター形体に必要な強度なども併せ持つ必要がある。そのため、例えば繊維としての高い強力を得るために、重合段階でトリクロロベンゼンなどを用いて未反応の塩素基を残しておき、紡糸前のポリマーの段階で酸素雰囲気あるいは窒素雰囲気での高温処理によって未反応塩素基により架橋反応を起こさせ重合度を増し、繊維として必要な初期強度を得る方法がある。また、比較的メルトフローレート（低分子量）の低いポリマーでも、紡糸前に、酸素雰囲気で一時的に架橋させて分子量を大きくすることによっても繊維自体は強力など必要物性を満足させることができる。しかし、この様な方法では比較的低分子量ポリマーを一次的な架橋反応によって得られたポリマーよりなる繊維であり、ＥＳＣＡなどでイオウ原子を中心とする結合を測定すると既に−ＳＯ−や−ＳＯ２−の結合が含まれ、一次的に架橋や酸化により重合度を高くしたこの様な方法では長期に渡る耐熱性を得ることはできない。本発明では、例えば、ＥＳＣＡでイオウ原子を中心とする結合状態を測定しても、その９５アトミック％以上がスルフィド結合であることが好ましく、９８アトミック％以上であることがより好ましく、１００アトミック％がスルフィド結合であることがさらに好ましい。
【００１３】
本発明で使用するポリフェニレンスルフィドは、極性有機溶媒中で、アルカリ金属硫化物とジハロ芳香族化合物を重合反応させる方法により得ることができる。アルカリ金属硫化物は、例えば、硫化ナトリウム、硫化リチウム、硫化カリウム等、あるいはこれらの混合物などが使用することができる。これらの中でも硫化ナトリウムが最も経済的に優れることから一般的に用いられる。
【００１４】
また、ジハロ化合物としては、例えば、ｐ−ジクロロベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン、ｍ−ジクロロベンゼンなどのジハロベンゼン、１，４−ジクロロナフタレン等のジハロナフタレン、その他、ジハロ安息香酸、ジハロベンゾフェノン、ジハロフェニルエーテルなどを上げることができるが、物性および経済的観点よりｐ−ジクロロベンゼンが最も好ましく使用される。その他、一般的には、多少の分岐構造を得るために１分子当り２個ではなく３個以上のハロゲン置換基を有するポリハロ芳香族化合物を少量併用することも知られており、トリクロロベンゼンなどが上げられるが、本発明でいう線状ポリマーとはこの様な半架橋構造を実質的に有さないものである。
【００１５】
本発明ではポリフェニレンサルファイド重合体が主成分として質量割合で８５％以上含まれることが好ましい。より好ましくは９０％以上である。８５％未満では素材由来である耐熱、耐薬品性が阻害される傾向が発現するため、好ましくない。
【００１６】
添加される素材としてはポリエチレン、ポリプロピレン等のようなポリオレフィン類、ナイロン６、ナイロン６／６、ナイロン６／１０、ナイロン６／１２等のようなポリアミド類、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、ポリシクロヘキシンジメチレンテレフタレート等のようなポリエステル類、ポリエーテルエーテルケトン類、ポリエーテルイミド類、変性ポリフェニレンサルファイド類等、使用することができるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。
【００１７】
また繊維中に、通常使用される添加物、例えば顔料、熱安定剤、紫外線吸収剤、滑剤等を本発明の効果を妨げない範囲で配合してもよい。
【００１８】
本発明でいう紡糸延伸後、移動する捕集装置に捕集され得る方法とは公知のスパンボンドプロセスを意味し、上記捕集装置としてはコンベアネット等を使用する。また機構が複雑な多段階での紡糸延伸手段、つまり各延伸倍率を持たせたローラー間を複数通過させたり、圧力空気をエジェクタ内の複数箇所から供給し延伸する手段ではなく、１段階での紡糸延伸手段である。本法では原料重合体から直接紡糸延伸し長繊維フリース化までのプロセスが非常に簡便であり、糸切れ等の発生を極力抑えることができ、且つ経済上また途中の原料ロスが少なく環境負荷の観点からも好ましい。
【００１９】
本発明でいう得られた布帛の第１結晶化温度以下で仮接着するとは、後工程である緊張熱処理へ長繊維フリースをハンドリングするためにある程度の強度を付与する目的で施される手段であり、第１結晶化温度以下とする意図は仮接着の時点で長繊維フリースが熱収縮しないようにするためである。例として、ポリフェニレンサルファイド長繊維フリースの第１結晶化温度である１２０℃から１５０℃以下、即ち仮接着温度は１２０℃以下が好ましく、より好ましくは１１５℃以下である。尚８０℃以下では該長繊維フリースの強度付与が不足し搬送性が不安定となる場合があり好ましくない。さらに後の緊張熱処理時に長繊維フリースが相互に把持されていないことで収縮斑が発生し外観不備及び強度低下を引き起こすため、好ましくない。また仮接着の手段としては上下熱ロールによる方法が最も簡便な手段と言える。尚、上ロールのみ熱がかかる上下ロール方法等、特に限定されるものではない。
【００２０】
本発明でいう緊張下での熱処理とは前記内容を踏まえ、１５０℃以上が好ましく、より好ましくは１８０℃以上である。本処理により１段階での紡糸延伸工程のみでは成し得なかった結晶化が促進され低収縮化、つまり寸法安定性が実現できる。尚、２８０℃以上では例えば、構成する主原料に使用されるポリフェニレンサルファイドの融点と同等となり溶融するため、好ましくない。またここでいう緊張下とは機械方向は工程張力により把持させ、機械方向と直交する方向はクランプやニードルといった物理的に把持する手段であれば、特に限定されることはない。また熱処理の滞留時間は少なくとも２秒間把持することが好ましく、より好ましくは５秒間把持するよう熱処理区間を設けることが好ましい。２秒未満であると十分に結晶化が進まず、その後の本接着工程で幅入りする問題が発生する。また６０秒以上であると、生産速度を極度に低下させる必要があり、熱処理区間が非常に長くなり望ましくなく、６０秒未満で十分に結晶化が進むため、６０秒以上は必要ないと言える。
【００２１】
本発明でいう本接着とは熱処理後、得られた長繊維フリースに仮接着温度条件と比して高温の熱圧着を施すことを意図し長繊維不織布に一定の強度を発現させるために施す。
また、本工程は各用途により温度、接着圧力、接着面積率といった熱接着条件を変更することで対応することができる。例えば、プリーツ型フィルター材においてはプリーツを作製する為の剛性が必要であり、ある程度の厚みを有することが好ましく、生産速度等、種々影響する要因があり、限定されないが熱接着温度は２２０℃から２７０℃、熱接着圧力は２０から１００ｋｇ／ｃｍ、接着面積率は５から５０％の範囲から適宜設定される。
【００２２】
また、ＯＡクリーニングウェブ材においては表面をより平滑に仕上げる必要があり、熱接着温度範囲は上述と同等であるが、熱接着圧力は４０から３００ｋｇ／ｃｍ、接着面積率は２０から１００％、特に１００％を意図するカレンダロールによる接着方式がより好ましい。
【００２３】
さらに熱処理後の長繊維フリースを得た後、ニードルパンチ加工等の機械交絡処理やウォータージェットによる水流交絡処理を施してもよい。
【００２４】
本発明で得られる長繊維不織布は寸法安定性に非常に優れる点がその特徴として挙げられる。例えば、前段に挙げたプリーツ型フィルターやＯＡクリーニングウェブ材において１８０℃程度の高温雰囲気下で使用されることから１８０℃での乾熱収縮率は５％以下が好ましく、より好ましくは２％以下である。５％を超す不織布では収縮による寸法変化が発生し製品の機能を損なう。例えばクリーニングウェブ材においては収縮シワが発生することで表面の平滑性を損ない拭き取り性能に影響を及ぼす問題が起こる。
【００２５】
本発明でいう紡糸速度とは得られる長繊維の単糸から測定される糸径から１００００ｍの円柱を想定して体積を求め、該構成樹脂の密度との積により繊度（ｄｔｅｘ）を算出し、設定の単孔吐出量（ｇ／ｍｉｎ）との比から算出したもので２５００ｍ／ｍｉｎ以上とすることが好ましく、より好ましくは３０００ｍ／ｍｉｎ以上である。２５００ｍ／ｍｉｎ以下ではメカニズムは明らかになっていないが、緊張下での熱処理を施す際、収縮斑が発生し外観上、強度面から好ましくない。一方、紡糸速度の上限は特に定めないが、１段階で紡糸延伸する方法の限界から７０００ｍ／ｍｉｎ以下が好ましい。
【実施例】
【００２６】
以下に本発明の実施例を示す。本発明は実施例に限定されるものではない。
【００２７】
次に実施例及び比較例を用いて、本発明を具体的に説明するが実施例及び比較例中の物性値は以下の方法で測定した。
【００２８】
＜単繊維の繊度＞
得られた仮接着前の長繊維フリースの任意部位１０箇所からサンプリングした試験片の切断面が観察できるように蒸着セットして、視差走査型電子顕微鏡にて繊維軸を横切る方向にほぼ直角に切断されている任意の繊維５０本について写真撮影し、写真を拡大して各繊維の断面から直径を求め、それら値を平均して繊維の直径を算出する。使用樹脂の固形密度と長さ１００００ｍでの重量を計算して求める。
【００２９】
＜紡糸速度＞
上記方法で得られた単繊維の繊度Ｔ（ｄｔｅｘ）と設定の単孔吐出量Ｑ（ｇ／ｍｉｎ）から下記式に基き、紡糸速度V（ｍ／ｍｉｎ）を求める。
Ｖ＝（１００００×Ｑ）／Ｔ
【００３０】
＜第１結晶化温度＞
ＪＩＳ Ｋ７１２１に準じてＰＥＲＫＩＮ−ＥＬＭＥＲ社製ＤＳＣ７にて試料を５ｍｇ秤量し、２０℃から３４０℃まで２０℃／分にて昇温させ、得られる示差熱分析曲線から結晶化ピーク（発熱ピーク）の頂点の温度とする。尚、ピークが複数存在する場合は、最も高温側のピーク頂点の温度とする。試料より、５点採取して得られたピーク頂点の温度の平均値を求める。
【００３１】
＜融点＞
ＪＩＳ Ｋ７１２１に準じて上記同様にＰＥＲＫＩＮ−ＥＬＭＥＲ社製ＤＳＣ７にて試料を５ｍｇ秤量し、２０℃から３４０℃まで２０℃／分にて昇温させ、得られる示差熱分析曲線から融解ピーク（吸熱ピーク）の頂点の温度とする。尚、ピークが複数存在する場合は、最もピークエリアの広い即ち、主成分の結晶融解ピークの頂点の温度とする。試料より、５点採取して得られたピーク頂点の温度の平均値を求める。
【００３２】
＜耐熱性強度保持率＞
ヤマト科学社製オーブンＤＳ６４を使用し１８０℃×１０００時間、曝露させた後、ＪＩＳ Ｌ１９０６（２０００）に準拠して測定した引張強度Ｓ１を測定する。予め曝露前に同様の方法で測定した引張強度Ｓ０から下記式により、強度保持率Ｓｒ（％）を求める。 Ｓｒ＝（Ｓ１／Ｓ０）×１００
【００３３】
＜耐薬品性強度保持率＞
産業廃棄物焼却炉から排出される雰囲気を想定し２００℃雰囲気下で塩化水素ガス１９００ｐｐｍ、硫黄酸化物ガス２３００ｐｐｍ、水分３０％、酸素１５％を含む混合ガスを１００時間曝露させた後、上記同様に引張強度を測定し、強度保持率（％）を求める。
【００３４】
＜乾熱収縮率＞
ＪＩＳ Ｌ１９０６（２０００）に準拠して測定する。尚、恒温槽への挿入条件は１８
０℃×６０分とする。
【００３５】
（実施例１）
使用原料は株式会社クレハ製ポリフェニレンサルファイドレジン：フォートロンＫＰＳを使用する。使用するレジンのＭＦＲは特に限定されないが６０から２５０から任意に選択する。今回はＭＦＲ１２０を使用し、紡糸温度３００℃にてオリフィス径φ０.２５ｍｍの紡糸口金より単孔吐出量１.５ｇ／ｍｉｎで紡出し、紡糸口金直下５０ｍｍより風速０．５ｍ／ｓｅｃの２５℃空気にて冷却しつつ、紡糸口金直下１.０ｍの位置に配したエジェクタに２９４ｋＰａの圧力で乾燥エアを供給し、１段階で延伸させ、下方１.０ｍの位置で１０ｍ／ｍｉｎの速度で移動しているコンベアネット上へ繊維束を開繊させつつ捕集しスパンボンド長繊維フリースを得た。得られた長繊維フリースの繊度は３.６ｄｔｅｘ、換算した紡糸速度は４１６７ｍ／ｍｉｎであった。また第１結晶化温度は１２５℃であった。
その後、インライン上に設置された仮接着用上下ローラーにて上ロールを梨地調カレンダロールとし、温度９５℃、線圧８ｋｇ／ｃｍ、下ロールを非加熱ローラーで把持した。
さらにシート端部をクランプさせながら、１８０℃に設定された炉内に滞留時間が１０秒となるよう炉内加熱区間を１.７ｍに設定し緊張下での熱処理を施した。
その後、プリーツ型フィルター材用として圧着面積率１５％の彫刻ローラーにて温度２５０℃、線圧５０ｋｇ／ｃｍで本接着を施し、目付量３３５ｇ／ｍ２である長繊維不織布１を得た。
得られた長繊維不織布１の耐熱性強度保持率はＭＤ方向９５％、ＣＤ方向９６％であった。また耐薬品性強度保持率はＭＤ方向９３％、ＣＤ方向９５％であった。さらに乾熱収縮率はＭＤ−０.１％、ＣＤ−０.２％であった。初期データからの劣化が少なく、また収縮率も低く高温での寸法安定性に優れたプリーツ型フィルター材に適した耐熱、耐薬品性長繊維不織布である。
【００３６】
（実施例２）
移動するコンベア速度を１１０ｍ／ｍｉｎとする以外に実施例１と同様にしてスパンボンド長繊維フリースを作成し、仮接着温度１１５℃、線圧１０ｋｇ／ｍｉｎとする以外実施例１同様に仮接着を施しシート端部をクランプさせながら、２００℃に設定された炉内に滞留時間が２.５秒になるよう炉内加熱区間を４.６ｍに設定し緊張下での熱処理を施した。
その後、ＯＡクリーニングロール材用として圧着面積率１００％のカレンダーローラーにて温度２４０℃、線圧８０ｋｇ／ｃｍで本接着を施し、目付量２９ｇ／ｍ２である長繊維不織布２を得た。
得られた長繊維不織布２の融点は２８２℃、耐熱性強度保持率はＭＤ方向９０％、ＣＤ方向９１％であった。また耐薬品性強度保持率はＭＤ方向９２％、ＣＤ方向９３％であった。さらに乾熱収縮率はＭＤ０.２％、ＣＤ０.２％であった。高温での強度保持率が高く、表面が平滑性であり、また長繊維による構成されていることからリントフリー性にも優れたＯＡクリーニングロール材に適した耐熱、耐薬品性長繊維不織布である。
【００３７】
（実施例３）
実施例１同様のポリフェニレンサルファイドレジンの質量割合が９５ｗｔ％となるように日本ポリケム社製メルトインデックス２４であるウィンテックＰＰ（ポリプロピレン）を５ｗｔ％添加させた以外、実施例１同様にしてスパンボンド長繊維フリースを得た。得られた長繊維フリースの繊度は３.５ｄｔｅｘ、換算した紡糸速度は４２８６ｍ／ｍｉｎであった。また第１結晶化温度は１２２℃であった。その後も実施例１同様にして目付量３３０ｇ／ｍ２である長繊維不織布３を得た。
得られた長繊維不織布３の耐熱性強度保持率はＭＤ方向９３％、ＣＤ方向９３％であった。また耐薬品性強度保持率はＭＤ方向９２％、ＣＤ方向９２％であった。さらに乾熱収縮率はＭＤ−０.３％、ＣＤ−０.３％であった。初期データからの劣化が少なく、また収縮率も低く高温での寸法安定性に優れたプリーツ型フィルター材に適した耐熱、耐薬品性長繊維不織布である。
【００３８】
（比較例１）
仮接着温度を１８０℃とした以外、実施例１同様にしたところ、当該仮接着時に４０％程度幅入りし、スパンボンド長繊維フリースが収縮固化し巻取りできない不適当なシートとなった。
【００３９】
（比較例２）
エジェクタに９８ｋＰａの圧力で乾燥エアを供給する以外、実施例１と同様にスパンボンド長繊維フリースを得た。得られた長繊維フリースの繊度は６．９ｄｔｅｘ、換算した紡糸速度は２１７４ｍ／ｍｉｎであった。実施例１同様、１８０℃に設定された炉内に滞留時間が１０秒となるよう炉内加熱区間を１.７ｍに設定し緊張下での熱処理を施したところ、収縮斑が発生しランダムに孔が開き外観上及び強度面も非常な不適当なシートとなった。
【００４０】
（比較例３）
使用するレジンを汎用のポリエチレンテレフタレート（固有粘度０.６８、水分率０.００２ｗｔ％）とし、紡糸温度２９０℃とした以外、実施例１同様にしてスパンボンド長繊維フリースを得た。得られた長繊維フリースの繊度は３.２ｄｔｅｘ、換算した紡糸速度は４６８８ｍ／ｍｉｎであった。その後の工程も実施例１同様にして実施し目付量３４２ｇ／ｍ２である長繊維不織布４を得た。
得られた長繊維不織布４の耐熱性強度保持率はＭＤ方向５５％、ＣＤ方向５５％であった。また耐薬品性強度保持率はＭＤ方向２０％、ＣＤ方向２３％であった。さらに乾熱収縮率はＭＤ１.０％、ＣＤ０.３％であった。初期データから大幅に劣化し、プリーツ型フィルター材に不適当な長繊維不織布であった。
【００４１】
（比較例４）
比較例３で使用したレジンを使用した以外、実施例２と同様にして、目付量３０ｇ／ｍ２である長繊維不織布５を得た。
得られた長繊維不織布５の融点は２５９℃、耐熱性強度保持率はＭＤ方向５０％、ＣＤ方向４８％であった。また耐薬品性強度保持率はＭＤ方向１８％、ＣＤ方向１７％であった。さらに乾熱収縮率はＭＤ１.１％、ＣＤ０.４％であった。表面が平滑性であり、また長繊維による構成されていることからリントフリー性には優れるが、耐熱性が劣り、ＯＡクリーニングロール材に不適当な長繊維不織布であった。
【００４２】
（比較例５）
仮接着温度を１４０℃とした以外、実施例３同様にしたところ、当該仮接着時に３０％程度幅入りし、スパンボンド長繊維フリースが収縮固化し巻取りできない不適当なシートとなった。
【００４３】
（比較例６）
実施例１と同様にスパンボンド長繊維フリースを得て仮接着した後、緊張下での熱処理を施さず、その後の熱による本接着加工も施さずに巻き取り長繊維フリースを得た。
【００４４】
（参考例１）
実施例１同様のポリフェニレンサルファイドレジンを使用し、紡糸温度３２０℃にて１ｍｍピッチで１５００個１列に並んだオリフィス径φ０．３ｍｍから単孔吐出量０.３ｇ／ｍｉｎで高速スチーム流中に吐出させた。当該スチームはリップ部ヘッダー内で３５０℃、圧力４００ｋＰａであった。捕集距離４００ｍｍの位置で１５ｍ／ｍｉｎの速度で移動しているコンベアネット上に捕集し長繊維フリースを得た。得られた長繊維フリースの繊度は０．１ｄｔｅｘ、換算した紡糸速度は２４３２０ｍ／ｍｉｎであった。第１結晶化温度は１２８℃であった。
その後、インライン上に設置された仮接着用上下ローラーにて上ロールを梨地調カレンダロールとし、温度１１５℃、線圧８ｋｇ／ｃｍ、下ロールを非加熱ロールで把持した後、緊張下での熱処理を施さず、その後の熱による本接着も施さずに巻取り長繊維フリースを得た。
【００４５】
実施例１〜３、比較例１〜６および参考例１の結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
【００４７】
以上のように、従来、ポリフェニレンサルファイド重合体から直接紡糸し、１段階の紡糸延伸工程といった簡便な工程では寸法安定性に優れた耐熱、耐薬品性長繊維不織布を得る手段が提案されていなかったが、本発明により１段階の紡糸延伸により得られた長繊維不織布の第１結晶化温度以下で仮接着後、緊張下で当該第１結晶化温度以上の温度条件で熱処理を施すことにより寸法安定性に優れた耐熱、耐薬品性長繊維不織布を得ることが可能となった。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明により、耐熱、耐薬品性に優れるポリフェニレンサルファイド繊維が含まれる長繊維不織布を１段紡糸延伸のみで布帛化できるといった簡便な手段で得ることができ、且つ寸法安定性に優れる。また当該、耐熱、耐薬品性長繊維不織布はプリーツ型フィルター材、ＯＡクリーニングロール材に適しており、産業上の利用価値が大である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】実施例で使用した製造装置である。
【符号の説明】
【００５０】
１ 混合ホッパー
２ 押出機
３ ギアポンプ
４ エジェクタ
５ コンベアネット
６ サクションボックス
７ 長繊維フリース
８ 仮接着ロール
９ 緊張熱処理炉
１０ 本接着ロール
１１ 巻取機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用する樹脂の主成分がポリフェニレンサルファイドである長繊維不織布。
【請求項２】
請求項１に記載の長繊維不織布がスパンボンド不織布である長繊維不織布。
【請求項３】
１８０℃での乾熱収縮率が５％以下である請求項１または２に記載の長繊維不織布。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の長繊維不織布を使用したプリーツ型フィルター材。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載の長繊維不織布を使用したＯＡ機器用クリーニングロール材。
【請求項６】
紡糸延伸後、移動する捕集装置に捕集され、得られる布帛の第１結晶化温度以下で仮接着を施し、その後緊張下で当該第１結晶化温度以上の温度条件で熱処理したのち、本接着を施す長繊維不織布の製造方法。
【請求項７】
紡糸延伸の手段が第１段階のみで、紡糸速度２５００ｍ／ｍｉｎ以上で延伸する請求項６記載の長繊維不織布の製造方法。
【請求項１】
使用する樹脂の主成分がポリフェニレンサルファイドである長繊維不織布。
【請求項２】
請求項１に記載の長繊維不織布がスパンボンド不織布である長繊維不織布。
【請求項３】
１８０℃での乾熱収縮率が５％以下である請求項１または２に記載の長繊維不織布。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の長繊維不織布を使用したプリーツ型フィルター材。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載の長繊維不織布を使用したＯＡ機器用クリーニングロール材。
【請求項６】
紡糸延伸後、移動する捕集装置に捕集され、得られる布帛の第１結晶化温度以下で仮接着を施し、その後緊張下で当該第１結晶化温度以上の温度条件で熱処理したのち、本接着を施す長繊維不織布の製造方法。
【請求項７】
紡糸延伸の手段が第１段階のみで、紡糸速度２５００ｍ／ｍｉｎ以上で延伸する請求項６記載の長繊維不織布の製造方法。
【図１】
【公開番号】特開２００８−２２３２０９（Ｐ２００８−２２３２０９Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１３１８（Ｐ２００８−３１３１８）
【出願日】平成２０年２月１３日（２００８．２．１３）
【出願人】（０００００３１６０）東洋紡績株式会社 (3,622)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月１３日（２００８．２．１３）
【出願人】（０００００３１６０）東洋紡績株式会社 (3,622)
【Ｆターム（参考）】
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