(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長繊維束をシートに載置する載置工程、
前記シートに由来する切断片を発生しないように前記長繊維束を切断する切断工程、及び前記シートを取り除く除去工程、
を含むことを特徴とする、短繊維の製造方法。
【請求項２】
切断工程の前に、長繊維束を加圧する加圧工程を更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の短繊維の製造方法。
【請求項３】
加圧工程の前に、長繊維束に油剤を付与する油剤付与工程を更に含むことを特徴とする、請求項２に記載の短繊維の製造方法。
【請求項４】
長繊維の平均繊維径が４μｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の短繊維の製造方法。
【請求項５】
切断工程が、繊維長３ｍｍ以下に切断する工程であることを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の短繊維の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は短繊維の製造方法に関する。特には、平均繊維径が４μｍ以下の長繊維束を切断して短繊維を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
平均繊維径が４μｍ以下の極細短繊維を含む不織布は、濾過性能、柔軟性、隠蔽性、払拭性などの諸特性に優れているため、好適に使用することができる。このような極細短繊維を含む不織布を製造する１つの方法として、ある溶液によって除去可能な樹脂成分（海成分）中に、この溶液によって除去が困難な樹脂成分（島成分）が分散した短繊維（いわゆる海島型短繊維）を使用して、カード法やエアレイ法などにより海島型短繊維を含む繊維ウエブを形成し、次いでニードルや水流の作用によって繊維同士を絡合させて絡合繊維ウエブとした後に、海島型短繊維の海成分を溶液で溶解除去する方法が知られている。
【０００３】
この方法によれば、極細短繊維を含む不織布を製造することができるが、極細短繊維が束となった状態にあるため、この極細短繊維束を解すため、又は形態安定性を付与するために、水流などの流体流を作用させる必要があった。しかしながら、流体流を作用させると、地合いを悪くするという問題があった。
【０００４】
そこで、海島型長繊維の海成分を除去して極細長繊維束とした後に、所望長さに切断して極細短繊維とし、この極細短繊維を用いて湿式法により繊維ウエブを形成すれば、地合の優れる不織布を製造できると考えられた。しかしながら、極細長繊維束を切断する際に極細短繊維同士が融着してしまい、地合いの優れる不織布を製造することが困難であった。
【０００５】
そのため、本願出願人は、極細長繊維束に油剤を付与し、フィルムなどのシートによって極細長繊維束を固定した後に切断する極細短繊維の製造方法を提案した（特許文献１）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１１９６６８号公報（請求項３、請求項７、段落番号００３３、００５０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この製造方法によれば、極細短繊維同士を融着させることなく、極細短繊維を製造することができるため、地合いの優れる不織布を製造することができた。しかしながら、この方法によって極細短繊維を製造した場合、極細長繊維束を固定しているフィルムなどのシートも一緒に切断してしまい、極細短繊維とシートの切断片とが混在してしまうため、シートの切断片を取り除く必要があり、非常に煩雑であった。
【０００８】
そこで本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、繊維同士が融着していない短繊維を、作業性良く製造することのできる、短繊維の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１にかかる発明は、「長繊維束をシートに載置する載置工程、前記シートに由来する切断片を発生しないように前記長繊維束を切断する切断工程、及び前記シートを取り除く除去工程、を含むことを特徴とする、短繊維の製造方法。」である。
【００１０】
本発明の請求項２にかかる発明は、「切断工程の前に、長繊維束を加圧する加圧工程を更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の短繊維の製造方法。」である。
【００１１】
本発明の請求項３にかかる発明は、「加圧工程の前に、長繊維束に油剤を付与する油剤付与工程を更に含むことを特徴とする、請求項２に記載の短繊維の製造方法。」である。
【００１２】
本発明の請求項４にかかる発明は、「長繊維の平均繊維径が４μｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の短繊維の製造方法。」である。
【００１３】
本発明の請求項５にかかる発明は、「切断工程が、繊維長３ｍｍ以下に切断する工程であることを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の短繊維の製造方法。」である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の請求項１にかかる発明は、シートに由来する切断片を発生しないように長繊維束を切断しているため、長繊維束を切断した後に、容易にシートを取り除くことができ、作業性良く短繊維を製造することができる。
【００１５】
本発明の請求項２にかかる発明は、切断する前に長繊維束を加圧しているため長繊維束を硬くすることができ、切断時に長繊維束の変形を抑制することができるため、長繊維を融着させることなく確実に切断し、短繊維を製造することができる。なお、油剤を付与する場合には、この加圧によって油剤量を調節できるという効果もある。
【００１６】
本発明の請求項３にかかる発明は、長繊維束に油剤を付与しているため、長繊維束を切断する際の熱を吸収することができ、また、長繊維間に被膜を形成できるため、短繊維同士の融着を効率的に防止することができる。
【００１７】
本発明の請求項４にかかる発明は、長繊維の平均繊維径が４μｍ以下の細い繊維であっても、確実に切断して極細短繊維を製造することができる。
【００１８】
本発明の請求項５にかかる発明は、繊維長３ｍｍ以下に切断しても、シートを取り除くのが容易であるため、作業性良く短繊維を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の短繊維の製造方法について、本発明の短繊維の製造方法を実施できる製造装置の断面概念図を示す図１をもとに説明する。図１に示す製造装置においては、長繊維束１を図示しない供給装置により油剤５を満たした油剤浴中に供給し、長繊維束１に油剤５を含浸付与し、１対の加圧ロール４ａ、４ｂによって加圧することにより油剤量を調節した後、図示しない供給装置により供給されるシート２の上に油剤保有長繊維束１を載置し、シート２によって搬送するとともに、切断刃３によって、シート２に由来する切断片を発生しないように油剤保有長繊維束１を切断し、図示しないシート除去手段によりシート２を取り除いて短繊維を製造することができる。
【００２０】
より具体的には、長繊維束１を構成する長繊維は特に限定するものではないが、従来の方法によっては融着してしまい、切断するのが困難であった、平均繊維径が４μｍ以下の細い繊維であっても、融着させることなく、確実に切断して短繊維を製造することができる。特には、平均繊維径が３μｍ以下、更には平均繊維径が２μｍ以下の長繊維であっても、融着させることなく、確実に切断して短繊維を製造することができる。他方、長繊維の平均繊維径の下限は本発明の製造方法により製造できる平均繊維径であり、特に限定するものではない。なお、平均繊維径が４μｍ以下の長繊維（特には、３μｍ以下の繊維、２μｍ以下の繊維）は海島型長繊維の海成分を除去して得ることができる。本発明における「平均繊維径」とはＪＩＳ  Ｌ  １０１５に記載されている振動法によって測定された繊度から繊維の密度を考慮して、次式で算出したものをいう。
平均繊維径（μｍ）＝｛（Ｄ×４）／（９０００×ρ×π）｝（１／２）×１０３
ここで、Ｄは繊度（デニール）を意味し、ρは密度（ｇ／ｃｍ３）を意味する。
【００２１】
また、長繊維構成材料も特に限定するものではないが、本発明の製造方法においては、比較的融点が低く、融着しやすい合成長繊維であっても融着させることなく切断して、短繊維を製造することができる。例えば、ポリアミド系繊維、ポリオレフィン系繊維、ポリアミド系樹脂及び／又はポリオレフィン系樹脂を２種類以上複合又は混合した長繊維（例えば、横断面における配置が芯鞘型、サイドバイサイド型、海島型、多重バイメタル型、オレンジ型長繊維など）であっても、融着させることなく切断して、短繊維を製造することができる。勿論、その他の融点の高い合成長繊維、機能性長繊維（例えば、アラミド長繊維など）、或いはガラス長繊維等の無機長繊維であっても、本発明の製造方法により短繊維を製造することができる。
【００２２】
このような長繊維束１は油剤浴に供給され、長繊維束１に油剤５が付与される。このように長繊維束１に油剤５を付与することによって、長繊維束１を切断する際の熱を吸収することができ、また、長繊維間に被膜を形成できることによって、短繊維同士の融着を効率的に防止することができる。この油剤付与の効果は長繊維の平均繊維径が４μｍ以下の細い場合に顕著である。
【００２３】
この油剤５は長繊維の構成材料によって異なるため特に限定するものではないが、例えば、ポリアミド系長繊維、ポリオレフィン系長繊維、或いはポリアミド系樹脂及び／又はポリオレフィン系樹脂を２種類以上複合又は混合した長繊維である場合には、ポリエーテルエステル型ノニオン活性剤を含んでいるのが好ましい。また、短繊維使用時におけるスラリー中における分散性も考慮すると、ポリエーテルエステル型ノニオン活性剤に加えて、エーテル型ノニオン活性剤を含んでいるのが好ましい。なお、ポリエーテルエステル型ノニオン活性剤とエーテル型ノニオン活性剤の両方を含む場合、その質量比率は１：９〜９：１であるのが好ましく、２：８〜８：２であるのがより好ましく、３：７〜７：３であるのが更に好ましい。エーテル型ノニオン活性剤量が少なすぎると、長繊維束１の内部へ浸透しにくいためかスラリー中において繊維の分散性が悪くなる傾向があり、ポリエーテルエステル型ノニオン活性剤量が少なすぎると、切断時に融着しやすくなる傾向があるためである。なお、油剤５の濃度は１〜１０質量％であるのが好ましく、２〜８質量％であるのがより好ましく、３〜６質量％であるのが更に好ましい。
【００２４】
このような油剤５を長繊維束１に付与する場合、融着防止性に優れるように、長繊維束１の水分率が４０質量％以上となるように付与するのが好ましく、６０質量％以上となるように付与するのがより好ましく、８０質量％以上となるように付与するのが更に好ましい。なお、水分率の上限は長繊維束１が保持することのできる量であり、特に限定するものではない。この「水分率」は、ＪＩＳ  Ｌ  １０１５に記載の水分率測定法に則り、次式より算出したものをいう。
水分率（％）＝（Ｗ−Ｗ’）／Ｗ’×１００
ここで、Ｗは長繊維束１に油剤５を付与した後の質量（ｇ）を意味し、Ｗ’は長繊維束１を絶乾した時の質量（ｇ）をそれぞれ意味する。
【００２５】
なお、図１においては油剤浴中に長繊維束１を浸漬して長繊維束１に油剤５を付与しているが、油剤５を付与できる限りこの方法に限定されず、例えば、油剤５をスプレー又は塗布する方法によっても付与することができる。また、短繊維同士を融着させることなく切断できるのであれば、必ず油剤５を付与する必要はない。
【００２６】
このような油剤５は切断工程の前に付与すれば前述のような作用効果を奏するが、加圧工程よりも前に油剤５を付与すると、加圧によって油剤付与量を調節することができ、油剤５がシート２の下面へ回り込むことがないため、シート２の搬送性を阻害することなく、油剤５による熱の吸収、及び短繊維同士の融着を効率的に防止することができる。
【００２７】
次いで、この油剤５が付与された長繊維束１は１対の加圧ロール４ａ、４ｂに供給される。この１対のロールによって油剤５が付与された長繊維束１が加圧され、長繊維束１が硬くなって切断時における長繊維束１の変形を抑制することができるため、長繊維を融着させることなく確実に切断し、短繊維を製造することができる。なお、図１の製造装置においては、油剤５を付与しているため、１対の加圧ロール４ａ、４ｂによって油剤量を調節でき、結果として、油剤５がシート２の下面へ回り込むことがないため、シート２の搬送性を阻害することなく、油剤５による熱の吸収、及び短繊維同士の融着を効率的に防止できるという効果も奏する。
【００２８】
この１対の加圧ロール４ａ、４ｂによる加圧は次の切断工程において、短繊維同士の融着を生じることなく切断することのできるように硬くできる圧力であれば良く、この融着を生じない加圧条件は長繊維束１の太さ、長繊維の種類、油剤５を付与している場合にはその種類、量などによって変化するため、特に限定するものではない。この加圧条件は実験により確認することができる。
【００２９】
なお、図１の製造装置においては１対の加圧ロール４ａ、４ｂにより油剤５が付与された長繊維束１を加圧しているが、前述のような作用を奏する限り、１対の加圧ロール４ａ、４ｂである必要はなく、フラットプレス機であっても良い。また、特に加圧しなくても短繊維同士が融着することなく切断できるのであれば、加圧する必要はない。
【００３０】
この１対の加圧ロール４ａ、４ｂによる加圧は、前述の通り、長繊維束１を硬くし、切断時における長繊維束１の変形を抑制することにあるため、切断する前に行う。図１の製造装置においては、油剤５を付与した後に加圧しているが、加圧した後に油剤５を付与することもできる。しかしながら、加圧した後に油剤５を付与すると、油剤５が長繊維間に滲入しにくく、長繊維間に被膜を形成しにくくなるため、油剤５を付与した後に加圧するのが好ましい。なお、図１の製造装置においては、加圧した後にシート上に長繊維束１を載置しているが、シート上に長繊維束１を載置した後に加圧しても良い。
【００３１】
次に、この１対の加圧ロール４ａ、４ｂで加圧した長繊維束１を、図示しない供給手段により供給されるシート２の上に載置する。本発明においては、単にシート上に加圧した長繊維束１を載置するだけで良く、シート２で包むなどして長繊維束１を固定する必要がないため、特殊な装置を必要とせず、生産性を高めることができる。
【００３２】
このシート２は長繊維束１を載置することができる限り特に限定するものではないが、例えば、フィルム、不織布、織物、紙などを挙げることができる。これらの中でも、切断によって屑の発生しにくいフィルムであるのが好ましい。なお、シート２を構成する樹脂は特に限定するものではない。また、シート２の厚さは特に限定するものではないが、後述のように、シート２に由来する切断片を発生させず、かつ確実に長繊維束１を切断できるように、シート２に切れ目が入るのが好ましいため、５０μｍ以上であるのが好ましく、１００μｍ以上であるのが更に好ましい。なお、シート２の厚さの上限は長繊維束１を切断することができる限り、特に限定するものではない。
【００３３】
続いて、シート２に由来する切断片を発生しないように、シート上に載置した長繊維束１を切断刃３により切断する。この切断によってシート２に由来する切断片が発生しないため、シート２を簡単に取り除くことができる。シート２に由来する切断片を発生しないように長繊維束１を切断するには、シート２を完全に切断することなく、長繊維束１を切断すれば良い。例えば、切断刃３の先端がシート２と当接する程度まで押し付けて長繊維束１のみを切断する方法、切断刃３の先端がシート２に進入する程度まで押し付けてシート２の厚さ方向に切れ目が入るものの、完全に切断しないように切断する方法、切断刃３をシート上の長繊維束存在領域にのみ押し付けて、シート２の幅方向（シート２の搬送方向と交差する方向）に切れ目が入るものの、完全に切断しないように切断する方法を挙げることができる。これらの中でも、シート２の厚さ方向に切れ目が入るものの、完全に切断しないように切断する方法であると、確実に長繊維束１を切断することができ、しかもシート搬送時に破断しにくいため、特に好適な態様である。この好適であるシート２の厚さ方向に切れ目が入るものの、完全に切断しないように切断する方法は、例えば、ハーフカット加工機により実施することができる。
【００３４】
この長繊維束１の切断長さは特に限定するものではないが、従来はシート２を取り除くのに多大な労力を必要とした繊維長３ｍｍ以下に切断しても、シート２から切断片が発生せず、シート形態を維持しているため、容易にシート２を取り除くことができ、作業性良く短繊維を製造することができる。
【００３５】
そして、長繊維束１が切断されて形成された短繊維はシート２によって搬送され、短繊維とシート２とに分離され、図示しない手段によりシート２を取り除いて、本発明の短繊維を製造することができる。本発明においては、シート２に由来する切断片を発生しておらず、シート形態を維持した状態にあるため、容易に除去することができる。このシート２の取り除き方法は、例えば、巻き取りロールによってシート２を巻き取ることによって実施できる。場合によっては手で取り除くこともできる。
【実施例】
【００３６】
次に、実施例に基づいて、本発明による短繊維の製造方法をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００３７】
（実施例１）
海島型繊維の海成分を溶解除去して形成した、平均繊維径２μｍのポリプロピレン長繊維を１００万ｄｔｅｘに集束した長繊維束１を形成した。
【００３８】
次いで、ポリエーテルエステル型ノニオン活性剤とエーテル型ノニオン活性剤とを１：１で混合した後、水で希釈し、濃度４．５質量％とした混合油剤５の浴中に、前記長繊維束１を浸漬し、引き上げた後に、１対のゴムロールで加圧（１５ｋｇｆ／ｃｍ）し、長繊維束１を幅１００ｍｍ、平均厚さ５ｍｍの板状に潰すとともに、油剤量を調節し、水分率を７０質量％とした。
【００３９】
次いで、前記板状長繊維束１をポリプロピレンフィルム（厚さ：１００μｍ、幅：１５０ｍｍ）の中央部に載置した後、フィルムで板状長繊維束１をハーフカット加工機へ供給し、フィルムの厚さ方向に切れ目が入るものの、完全に切断しないように板状長繊維束１を切断し、繊維長２ｍｍの短繊維を製造した。
【００４０】
その後、切れ目の入ったフィルムを手で取り除き、短繊維を製造した。フィルムは繋がった状態にあったため、容易に取り除くことができた。
【００４１】
そして、この短繊維７０ｍａｓｓ％と、別途用意したポリプロピレン（芯）−ポリエチレン（鞘、融点：１３５℃）から構成される芯鞘型繊維（繊維径：１７．５μｍ、繊維長：１０ｍｍ）３０ｍａｓｓ％とを湿式抄紙した後、温度１３８℃に設定したオーブンによって、芯鞘型繊維を融着させて、不織布を製造した。得られた不織布における短繊維の分散状態を、電子顕微鏡により観察したところ、短繊維同士が融着しておらず、地合いの優れるものであった。
【００４２】
（比較例）
実施例１と同様にして形成した、混合油剤５を含む板状長繊維束１（水分率：７０質量％）を、図２に示すように、ポリエステルフィルム（厚さ：１００μｍ）で周囲全体を囲んで固定した後、固定刃と移動刃とを組み合わせたギロチンカット機へ供給し、長繊維束１及びフィルムを完全に切断して、繊維長２ｍｍの短繊維を製造した。
【００４３】
その後、短繊維とフィルムの切断片との混合物からフィルムの切断片のみを取り除く作業を手作業で行なったが、多大な労力を必要とする、非常に煩雑な作業であった。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の短繊維の製造方法を実施できる製造装置の断面概念図
【図２】比較例における板状長繊維束をフィルムで固定した状態を示す模式的断面図
【符号の説明】
【００４５】
１  長繊維束
２  シート
３  切断刃
４ａ、４ｂ  加圧ロール
５  油剤
【図１】
0005410687.tif 000002
【図２】
0005410687.tif 000003