(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数成分の異なるポリオレフィン系樹脂からなる分割型複合繊維であって、該繊維の断面において（メタ）アクリル酸金属塩を含有する成分（MA含有成分）と（メタ）アクリル酸金属塩を含有しない成分（MA不含成分）とが隣接しており、断面のほぼ中央部が中空になっていることを特徴とする分割型複合繊維。
【請求項２】
複数成分のポリオレフィン系樹脂が、ポリメチルペンテン系樹脂とポリプロピレン系樹脂の２成分からなることを特徴とする請求項１記載の分割型複合繊維。
【請求項３】
複数成分のポリオレフィン系樹脂が、ポリエチレン系樹脂とポリプロピレン系樹脂の２成分からなることを特徴とする請求項１記載の分割型複合繊維。
【請求項４】
（メタ）アクリル酸金属塩の含有量が１〜１０重量％であることを特徴とする請求項１記載の分割型複合繊維。
【請求項５】
（メタ）アクリル酸金属塩が、メタクリル酸アルカリ金属塩であることを特徴とする請求項１記載の分割型複合繊維。
【請求項６】
中央部の中空率が繊維断面積に対して２〜３０％であることを特徴とする請求項１記載の分割型複合繊維。
【請求項７】
請求項１記載の分割型複合繊維が分割された、繊度１ｄｔｅｘ未満の極細繊維により構成されていることを特徴とする不織布。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧液体流噴射等の高いエネルギーではなく比較的弱い物理的処理によって優れた分割性を有する分割型複合繊維およびその分割後の極細繊維により構成される不織布に関する。特に抄紙工程のパルパーによる衝撃力でも容易に分割し、抄紙した不織布で、ワイパー、人工皮革、衛生材料、フィルター、電池用セパレータなどの用途に好適な不織布に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数のポリオレフィン系樹脂を構成単位として組み合わせた分割型複合繊維として、特開平８−３１１７１７号公報には、２成分のポリオレフィン系樹脂の少なくとも１成分に脂肪酸グリセライド、アルコキシ化アルキルフェノール、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステルなどからなる親水成分を練り込み添加されたポリオレフィン系分割型複合繊維が提案されている。特開平１１−１５８７２７号公報には、エチレン−アクリル酸共重合体やエチレン−メタクリル酸共重合体などの不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸誘導体、不飽和カルボン酸無水物の中から選ばれる一種類以上とエチレンとからなるエチレン共重合体とこのエチレン共重合体よりも融点の高い重合体とが混在する第１成分と、このエチレン共重合体よりも融点の高い重合体からなる第２成分で構成される分割型複合繊維が提案されている。非相溶性樹脂の組み合わせとしては、特開平６２−５７９０７号公報に中空環状の横断面を有し、その横断面において２種の異なる紡糸成分を環の円周にそって多数の構成部分を形成するごとく放射状に交互に配置したものが提案されている。
また、本出願人においても、特公平６−６３１２９号公報にロックウェル硬度６０以上、各成分の炭素数差Δｎ＞０．９からなるポリオレフィン系樹脂の組み合わせからなるポリオレフィン系分割型複合繊維を提案し、特公平６−６３１３０号公報に融点２１０〜２４５℃、ロックウェル硬度６０以上のポリメチルペンテンコポリマーとポリプロピレンよりなる分割型複合繊維を提案している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記分割型複合繊維には、以下の問題点がある。例えば、特開平８−３１１７１７号公報では、親水成分を練り込み添加しているため、親水性に優れた不織布は得られるが、親水成分が各成分の界面へブリードし難く、高圧液体流処理による加工前処理の水濡れ状態を維持できたとしても、分割処理に際しては高圧液体流噴射圧（衝撃力）を高めなければならず、繊維ウェブの地合が乱れてしまい、得られた不織布に斑が生じ易い。特公平６−６３１２９号、特公平６−６３１３０号公報に開示された方法も同様に分割処理に際しては高圧液体流噴射圧（衝撃力）を高めなければならず、繊維ウエブの地合いが乱れてしまい、得られた不織布に斑が生じ易い。
また特開平１１−１５８７２７号公報の分割性繊維は、１成分がエチレン共重合体成分であるため、融点が９０℃程度と低く、例えば、フィルターや電池用セパレータなど１００℃以上の耐熱性が要求される分野においては、不織布が自己融着してしまい製品の品質に大きな影響を与えてしまう。特開平６２−５７９０７号では構成成分が非相溶性樹脂の組み合わせであり、ポリオレフィン系樹脂の組み合わせからなる分割型複合繊維には適用できない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討の結果、複数成分の異なるポリオレフィン系樹脂からなる分割型複合繊維であって、繊維断面において複数成分のうち（メタ）アクリル酸金属塩を含有する成分（MA含有成分）と（メタ）アクリル酸金属塩を含有しない成分（MA不含成分）が隣接しており、繊維断面のほぼ中央部に中空を有する構造のものが比較的少ない衝撃力でも高度に分割され、かつ加工性に優れた分割型複合繊維を得ることを見いだし、本発明に至った。
【０００５】
本発明の分割型複合繊維において、複数成分のポリオレフィン系樹脂は、ポリメチルペンテン系樹脂とポリプロピレン系樹脂の２成分からなることが望ましい。
【０００６】
また複数成分のポリオレフィン系樹脂は、ポリエチレン系樹脂とポリプロピレン系樹脂の２成分からなることが望ましい。
【０００７】
本発明の分割型複合繊維において、（メタ）アクリル酸金属塩の含有量は１〜１０重量％であることが望ましい。また、（メタ）アクリル酸金属塩は、メタクリル酸アルカリ金属塩であることが望ましい。
【０００８】
本発明の分割型複合繊維において、中央部の中空率は繊維断面積に対して２〜３０％であることが望ましい。
【０００９】
さらに本発明の不織布は上記分割型複合繊維が分割して繊度１ｄｔｅｘ未満の極細繊維を得、この極細繊維により構成されていることを特徴とする不織布である。以下、本発明の内容を具体的に説明する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の分割型複合繊維の繊維断面構造は、２以上の複数成分のうちの少なくとも１成分が２個以上に分割されて配置され、各構成成分は互いに異なる成分と隣接している。さらに全ての各構成成分はその一部を繊維表面に露出するとともに、中空の部分にも露出した構造である。図１に本発明の分割型複合繊維の断面図の一例を示す。そして、本発明に用いられるポリオレフィン系樹脂としては、ポリメチルペンテン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブテン等の重合体あるいは共重合体を挙げることができる。ポリメチルペンテンとしては、４−メチルペンテン−１と例えばエチレン、プロピレン、ブテン−１、ヘキセン−１、オクテン−１、デカン−１、テトラデカン−１、オクタデカン−１等の炭素数２〜２０、好ましくは８〜１８のα−オレフィンの１種または２種との共重合体が挙げられ、通常４−メチルペンテン−１を８５モル％以上含んでいればよい。特に、融点が１００℃以上、より好ましくは１１０℃以上のポリオレフィン系樹脂を用いると、耐熱性の面で優れ都合がよい。
【００１１】
そして、繊維断面において複数成分のうち（メタ）アクリル酸金属塩を含有する成分（以下、MA含有成分という）と（メタ）アクリル酸金属塩を含有しない成分（以下、MA不含成分という）が隣接している。（メタ）アクリル酸金属塩を用いると、各成分の界面における剥離性が著しく向上し、高度な分割性が得られるのである。その理由は定かではないが、繊維製造工程中に熱が加わることによって、（メタ）アクリル酸金属塩が軟化して成分の界面に存在するようになり、隣接するMA不含成分との剥離性を向上させるためと推定される。よって、MA含有成分が隣接して存在すると、各成分の界面における親和性がよくなって、分割性が低下するため好ましくない。
【００１２】
前記MA含有成分における（メタ）アクリル酸金属塩の含有量は、１〜１０重量％であることが好ましい。より好ましくは、１〜６重量％であり、さらに好ましくは、２〜４重量％である。（メタ）アクリル酸金属塩の含有量が１重量％未満であると、各成分の界面における剥離性が不十分であるので分割性に劣り、１０重量％を超えると、分割性は良好であるが、紡糸性に劣るだけでなく、コスト高となるからである。
【００１３】
本発明で用いられる（メタ）アクリル酸金属塩としては、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エステル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エステル等の金属塩が挙げられる。また、金属塩としては、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、アルミニウム塩等が挙げられ、なかでも、金属塩がアルカリ金属塩であると分割性が向上し、特に、カリウム塩が好適である。
【００１４】
本発明の分割型複合繊維の各成分の容積比率は、特に限定するものではないが、１つの成分を少なくとも２分割できるだけの量があればよく、例えば、２成分であれば２／８〜８／２、好ましくは４／６〜６／４である。各成分の容積比率が２／８、あるいは８／２の範囲外であると、紡糸性に劣るだけでなく、分割性のよい繊維断面が得られないからである。
【００１５】
本発明の分割型複合繊維の繊度は、分割後の極細繊維の繊度が１ｄｔｅｘ未満となるように適宜設定すればよいが、未分割状態で０．５〜２０ｄｔｅｘとすることが好ましい。繊度が０．５ｄｔｅｘ未満であると、繊維化が困難となり、２０ｄｔｅｘを超えると、分割後の繊度１ｄｔｅｘ未満の極細繊維を得るのが困難となるからである。また、分割後発生する極細繊維の繊度は、１ｄｔｅｘ未満であることが好ましい。より好ましくは、０．５ｄｔｅｘ未満であり、さらに好ましくは、０．３ｄｔｅｘ未満である。
【００１６】
本発明の分割型複合繊維において、繊維断面のほぼ中央部には中空を有する。繊維断面の中央部に中空を有していると、複数成分の接触面積が小さく、分割性が中実断面の分割型複合繊維と比して向上し、弱い衝撃力により容易に分割可能となし、後述する湿式抄造時におけるパルパー処理の衝撃力のみでも十分に分割することができる。中央部の中空率は、繊維断面積の２〜３０％であることが好ましい。２％より小さくては各構成成分を中空部に露出させることが困難であり、３０％を越えると生産性の点から難しくなるからである。中空率のより好ましい範囲は、４〜２５％であり、さらに好ましくは１０〜２０％である。また、繊維断面における中空は、ほぼ中央部に位置していれば、同心、偏心のいずれの形態であってもよいが、生産性から考慮すると、同心に位置することが好ましい。
【００１７】
次に、本発明の分割型複合繊維の製造方法について説明する。まず、前記ポリオレフィン系樹脂の少なくとも１成分の樹脂に（メタ）アクリル酸金属塩を混合する。混合する方法としては、公知の混合装置を用いればよく、例えば、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサーなどで混合し、公知の単軸または２軸押出機等で溶融混合して、あらかじめマスターバッチ化しておくと都合がよい。このときポリオレフィン系樹脂には、必要に応じて、酸化防止剤、紫外線防止剤などの安定剤や酸化チタン、金属セッケン、カーボンブラック、顔料、抗菌剤、防黴剤などの添加剤を混合させてもよい。
【００１８】
そして、（メタ）アクリル酸金属塩が混合されたポリオレフィン系樹脂は、公知の溶融紡糸機を用い、溶融紡糸される。分割型複合ノズルを用いて、繊維断面において複数成分のうちMA含有成分とMA不含成分が隣接し、互いに分割された構造となるように、紡糸温度２００〜３５０℃で樹脂を押し出し、所定の繊度の紡糸フィラメントを作製する。紡糸フィラメントは、必要に応じて延伸される。延伸は、延伸温度６０〜１５０℃、延伸倍率２倍以上で処理すると、繊維強力が向上するので好ましい。得られたフィラメントには、繊維処理剤を付着させてもよい。そして、必要に応じて、捲縮付与装置で捲縮を与え、所定の長さに切断されて本発明の分割型複合繊維を得る。
【００１９】
得られた分割型複合繊維は、不織布、織編物などの布帛に加工することができる。不織布の形態としては、サーマルボンド不織布、ケミカルボンド不織布、スパンレース不織布、ニードルパンチ不織布等の主としてステープル繊維からなる不織布、スパンボンド不織布等の長繊維からなる不織布、湿式抄造法による湿式不織布、エアレイ不織布等の短繊維からなる不織布、あるいはこれらの積層体を用途に応じて決定するとよいが、高圧液体流噴射によるスパンレース不織布が、前記分割型複合繊維を高度に分割させることができ、極細繊維独特の風合いを有し、緻密であり、地合い斑の少ない均質な不織布が得られる点で、特に好ましい。
【００２０】
例えば、前記分割型複合繊維を含有する不織布が、スパンレース不織布である場合、高圧液体流処理は、従来からよく知られている方法で行われ、その条件は最終的に得ようとする不織布の目付や風合いなどに応じて設定すればよい。例えば、目付３０〜８０ｇ／ｍ2 のスパンレース不織布を得ようとする場合は、孔径０．０５〜０．５ｍｍのオリフィスが０．３〜１．５ｍｍの間隔で設けられたノズルから、水圧２〜１０MPa の柱状水流を両面からそれぞれ１回以上噴射するとよい。
【００２１】
そして、前記不織布における分割型複合繊維の含有量は、少なくとも１０重量％であることが好ましい。より好ましくは、少なくとも２０重量％である。含有量が１０重量％未満であると、不織布中の極細繊維の占める割合が少なく、極細繊維独特の風合いを有し、緻密な不織布が得られないからである。分割型複合繊維以外に混合する他の素材としては、特に限定はされないが、コットン、パルプ、麻、レーヨンなどのセルロース系繊維、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などのポリエステル系繊維、ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミド系繊維、アクリル系繊維、あるいはポリオレフィン系繊維などから任意に一あるいは二以上選択して使用することができる。また繊維形状においても特に限定されず、単一繊維、鞘芯型複合繊維、偏心鞘芯型複合繊維、並列型複合繊維、海島型複合繊維、分割型複合繊維等の断面が円状、異形状等いずれであってもよい。
特に本発明の分割型複合繊維は、上記の湿式抄造法による抄造工程において従来の分割性繊維より短時間の離解、叩解処理、特にパルパー処理により容易に分割させることができる。また乾式不織布の場合、ロール間を通すことによって容易に分割させることができる。
【００２２】
【実施例】
以下、本発明の内容について実施例を挙げて具体的に説明する。なお分割型複合繊維の分割率は次のようにして測定した。
【００２３】
［分割率］
不織布を束ねて切断し、その切断面を電子顕微鏡をもちいて５００倍に拡大観察し分割型複合繊維のうち完全に分割した繊維の割合を分割率（％）とした。
【００２４】
［実施例１］  ポリオレフィン系樹脂としてポリメチルペンテンコポリマー（商品名ＤＸ８２０、三井化学株式会社製）をＡ成分、ポリプロピレン（商品名ＳＡ０３Ｂ、日本ポリケム株式会社製）をＢ成分として使用し、ポリプロピレン樹脂にメタクリル酸カリウム塩を３重量％添加し、二つの成分の容積比をＡ／Ｂ＝５／５とし、紡糸温度をＡ成分３００℃、Ｂ成分２７０℃とし、引取速度６００ｍ／分で溶融紡糸して６ｄｔｅｘの複合繊維の未延伸糸を得た。この未延伸糸を延伸温度１１０℃で３倍延伸し、繊維油剤を付与したのち繊維長６ｍｍに切断して繊度２．２ｄｔｅｘの８分割型複合繊維を得た。繊維断面は図１に示す形状で、中央部における中空率は、繊維断面積に対して１６％であった。
得られた８分割型複合繊維を４０重量％、熱接着性複合繊維２．２ｄｔｅｘ、６ｍｍ（商品名ＮＢＦ（Ｈ）、大和紡績株式会社製）を２０重量％、ポリプロピレン繊維１．１ｄｔｅｘ、１０ｍｍ（商品名ＰＺ、大和紡績株式会社製）を４０重量％を混合し、これを３．５ｇ／１リットルの割合に調製して水分散液とし、パルパーで撹拌し上記８分割型複合繊維を分割させた。パルパーは家庭用ミキサー（商品名ナショナルＭＸ−１５１Ｓ、松下電器産業株式会社製）で代用し、一度に１リットルの水分散液を入れ、６０００回転／分で２分間撹拌した。
そして、上記撹拌後の水分散液に水を加えて１６リットルのスラリーに調製し、定法により湿式抄紙して目付５０ｇ／ｍ2 の不織布を得た。この不織布中の分割型複合繊維の分割率は９０％であった。
【００２５】
［実施例２］
ポリプロピレン樹脂にアクリル酸カリウム塩３重量％を添加した以外は実施例１と同様とし、繊維化し、不織布化した。分割型複合繊維の分割率は９０％であった。
【００２６】
［比較例１］
ポリプロピレン樹脂にメタクリル酸金属塩を添加せず、また中空率０％とした以外は実施例１と同様とし、繊維化し、不織布化した。分割型複合繊維の分割率は２０％であった。この不織布に高圧で水流噴射することにより分割率を８０％とすることができたが、不織布の地合い斑が生じた。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の分割型複合繊維は、繊維断面において（メタ）アクリル酸金属塩を含有する成分（MA含有成分）と（メタ）アクリル酸金属塩を含有しない成分（MA不含成分）が隣接し、互いに分割させた構造を採ることにより、比較的少ない衝撃力でも高度に分割し、かつ優れた加工性を有する。そして、本発明のポリオレフィン系分割型複合繊維を分割させて、繊度１ｄｔｅｘ未満の極細繊維を形成させることにより、極細繊維独特の風合いを有し、緻密であり、地合い斑の少ない均質な不織布が得られる。本発明の分割型複合繊維は、ワイパー、人工皮革、衛生材料、フィルター、電池用セパレータなどの用途に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の分割型複合繊維における繊維断面の一例を示す。
【符号の説明】
１．MA含有成分
２．MA不含成分
３．中空
【図１】
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