(57)【要約】【課題】  耐熱性に優れ、引裂き強度が格段に向上した不織布を提供する。【解決手段】  ポリエチレンナフタレート延伸短繊維およびポリエチレンナフタレート未延伸短繊維とからなり両短繊維が熱圧着されている不織布とし、該不織布で測定した未延伸短繊維のＤＳＣのピーク温度が２７０℃以上である不織布とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエチレンナフタレート延伸短繊維およびポリエチレンナフタレート未延伸短繊維とからなり両短繊維が熱圧着されている不織布であって、該不織布で測定した未延伸短繊維のＤＳＣのピーク温度が２７０℃以上であることを特徴とする不織布。
【請求項２】
不織布で測定した延伸短繊維のＤＳＣのピーク温度が２７７℃以上である請求項１記載の不織布。
【請求項３】
引裂き強度が０．１ｃＮ／（ｇ／ｍ２）以上である請求項１または２記載の不織布。
【請求項４】
ポリエチレンナフタレート延伸短繊維の複屈折率（△ｎ）が０．２２以上であるポリエチレンナフタレート短繊維および複屈折率（△ｎ）が０．０１以下である低配向ポリエチレンナフタレート短繊維が混繊され、熱圧着されている請求項１〜３のいずれかに記載の不織布。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不織布に関し、さらに詳しくは、ポリエチレンナフタレートからなる短繊維より構成された、引裂き強度及び耐熱性に優れた不織布に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、耐熱性を有する不織布の開発が種々の分野で要望されている。例えば保温材料、電気絶縁材料、フィルター、医療材料、建築材料等の分野において、不織布は広く利用されているが、これらの分野の一部において耐熱性が必要とされ、そのため耐熱性を有する不織布の開発の要求が高まっている。
【０００３】
耐熱性不織布を得るための１つの方向は、その素材として耐熱性のポリマーを使用することである。耐熱性のポリマーの１つであるポリエチレンナフタレートを使用した不織布が既に提案されている。特許文献１には、ポリエチレンナフタレート繊維と潜在的接着性を有する重合体からの繊維とを混合したウェブを加熱接着した不織布が提案されている。この不織布は、接着成分として使用されている繊維が、代表的にはポリエチレンテレフタレート共重合体からの繊維であって、その融点はかなり低いものである。そのため、この不織布は接着成分の融点の影響を受け、ポリエチレンナフタレートの有する本来の耐熱性が生かされていない。
【０００４】
また、特許文献２には、ポリエチレンナフタレート繊維から実質的になり、平均繊維径が０．１〜１０μｍであり、縦横の引っ張り強力に優れた不織布が提案されている。しかしながら、この不織布は、具体的にはジェット紡糸（メルトブロー）法で製造されたものであり、繊維径が不均一で細く、極細であるが、その繊維の強度は充分高いとは云えず、これが不織布の引裂き強度にも影響している。しかも、この不織布は、ジェット紡糸によるために、種々のタイプの特性を有する不織布を提供することが困難である。
【０００５】
さらに、特許文献３及び４には、ポリエチレンテレテレフタレートのそれぞれ延伸短繊維と未延短伸繊維とを抄紙し、カレンダーで熱圧着してからなる感熱孔版原紙用不織布が記載されている。しかし、これらの引用文献に具示されているように金属／弾性ロール系カレンダー加圧機で金属ロール表面温度２１５℃、線圧２０ｋｇ／ｃｍの条件下で圧着して得られた不織布が具示されている。しかし、我々の研究によれば、かかる条件で成形した不織布は引裂き強度の点では未だ不十分であり、実用性の面で応用できる用途に限界があった。
【０００６】
【特許文献１】特開昭５０−１８７７３号公
【特許文献２】特開平４−１４６２５１号公報
【特許文献３】特開２０００−１１８１６２号公報
【特許文献４】特開２０００−１１８１６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、耐熱性に優れ、引裂き強度が格段に向上した不織布を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らの研究によれば、前記本発明の目的は、ポリエチレンナフタレート延伸短繊維およびポリエチレンナフタレート未延伸短繊維とからなり両短繊維が熱圧着されている不織布であって、該不織布で測定した未延伸短繊維のＤＳＣのピーク温度が２７０℃以上であることを特徴とする不織布により達成されることが見出された。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、耐熱性に優れ、引裂き強度が著しく向上した不織布が提供される。また、本発明の不織布は、高い強度も具備しており、薄くても十分に実用に耐えられるため、不織布の軽量化という面での効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明においては、不織布が、ポリエチレンナフタレート延伸短繊維およびポリエチレンナフタレート未延伸短繊維とからなり、両繊維が熱圧着されている不織布である。
本発明の不織布においては、ポリエチレンナフタレート未延伸短繊維が実質的に接着成分として作用し、得られた不織布は強度を有し、かつ耐熱性は優れたものである。
【００１１】
上記の両繊維を構成するポリエチレンナフタレート、具体的にはポリエチレン−２，６−ナフタレートまたは５モル％以下の第３成分を含む共重合ポリエチレン−２，６−ナフタレートである。一般にポリエチレン−２，６−ナフタレートは、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸またはその機能的誘導体とエチレングリコールまたはその機能的誘導体とを、触媒の存在下で適当な反応条件の下に結合せしめることによって合成される。この場合、ポリエチレン−２，６−ナフタレートの重合完結前に適当な１種または２種以上の第３成分を添加すれば共重合または混合ポリエステルが合成されるが、適当な第３成分としては（ａ）２個のエステル形成官能基を有する化合物；例えばシュウ酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ダイマー酸等の脂肪族ジカルボン酸；シクロプロパンジカルボン酸、シクロブタンジカルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸等の脂環族ジカルボン酸；フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレン−２，７−ジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸；ジフェニルエーテルジカルボン酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、３，５−ジカルボキシベンゼンスルホン酸ナトリウム等のカルボン酸；グリコール酸、ｐ−オキシエトキシ安息香酸等のオキシカルボン酸；プロピレングリコール、トリメチレングリコール、ジエチレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチレングリコール、ｐ−キシレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールＡ、ｐ，ｐ−ジフェノキシスルホン１，４−ビス（β−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン、２，２−ビス（ｐ−β−ヒドロキシエトキシフェニル）プロパン、ポリアルキレングリコール、ｐ−フェニレンビス（ジメチルシロキサン）等のオキシ化合物、あるいはその機能的誘導体；前記カルボン酸類、オキシカルボン酸類、オキシ化合物類またはその機能的誘導体から誘導せられる高重合度化合物等や、（ｂ）１個のエステル形成官能基を有する化合物、例えば安息香酸、ベンゾイル安息香酸、ベンジルオキシ安息香酸、メトキシポリアルキレングリコール等、（ｃ）３個以上のエステル形成官能基を有する化合物、例えばグリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン等も実質的に線状である程度に使用せられる化合物として挙げられる。
【００１２】
前記ポリエチレンナフタレートは、極限粘度［η］が０．４５〜１．０のものを使用する。本明細書にいう極限粘度［η］は、ポリマーをフェノールとオルトジクロロベンゼンとの混合溶媒（混合比６：４）に溶解し、３５℃で測定した粘度から求めた値である。極限粘度［η］が１．０を超えると溶融粘度が異常に高くなって溶融紡糸が困難となり、［η］が０．４５未満では目的とする高融点を有し、物性も良好な繊維が得られないので不適当である。
【００１３】
本発明における延伸短繊維は、複屈折△ｎが０．２０以上の高配向であることが好ましく、より好ましくは０．２０〜０．３６、さらに好ましくは０．３０〜０．３５である。密度では、１．３５０〜１．３６５ｇ／ｃｍ３にあることが好ましい。
【００１４】
また、未延伸短繊維は、Δｎとしては０．０１以下が好ましく、より好ましくは０．００８以下、さらに好ましくは０．００８以下である。繊維の配向が上記のように低いことで延伸短繊維との接着力が強固となり、繊維の脱落をより引き起こしにくいため好ましい。また、密度は１．３２５〜１．３４０であることが好ましい。
【００１５】
本発明の不織布を構成する延伸短繊維および未延伸短繊維の繊維径は、あまり大きすぎても不織布の均一性が悪く、特に薄膜紙をつくるのが困難である。一方、延伸短繊維および未延伸短繊維の繊維径は、あまり小さすぎても、不織布として必要な強度が得られない。したがって、延伸短繊維および未延伸短繊維の繊維径は５〜５０μｍが好ましく、１０〜３０μｍがより好ましい。
【００１６】
延伸短繊維、未延短伸繊維とも、断面形状はいかなるものでもよいが、未延伸短繊維は扁平なものが好ましく、その場合、断面の長径に相当する部分が上記繊維径の範囲であることが特に好ましい。
さらに延伸短繊維、未延伸短繊維とも、１〜１５ｍｍ程度の短繊維であることがより好ましい。
【００１７】
本発明の不織布は、上記の延伸短繊維と未延伸短繊維とからなり、両繊維が熱圧着されている不織布であるが、本発明においては、該不織布で測定した未延伸短繊維のＤＳＣのピーク温度が２７０℃以上、好ましくは２７１℃以上であることが肝要である。
【００１８】
不織布の成形において上記両繊維を熱圧着させる場合、カレンダーロール等を用いるが、例えば、特開２０００−１１８１６３号公報の実施例に記載されているような金属／弾性ロール系カレンダー加圧機で金属ロール表面温度２１５℃、線圧２０ｋｇ／ｃｍの条件下で圧着して得られた不織布では、未延伸繊維のＤＳＣのピーク温度が２７０℃未満になり、引裂き強度が著しく低下し、耐熱性も低くなる。
【００１９】
この原因については定かではないが、不織布の引裂き強度には未延伸短繊維の結晶化が大きく影響しており、両短繊維が十分に融着していることに加え、さらにそのような状態で結晶化が十分に進んでいることが重要であると推測される。しかも、上記ＤＳＣのピーク温度を境に、何らかの微細構造の変化が起きると考えられ、不織布の引裂き強度が著しく向上する現象があることを見出した。
また、延伸短繊維のＤＳＣのピーク温度は好ましくは２７７℃以上、より好ましくは２７８℃以上であり、この際、不織布の引裂き強度はより高くなる傾向にある。
【００２０】
上記の未延伸短繊維と延伸短繊維は不織布のＤＳＣを測定することによって、両者のピーク温度に違いがある場合は、２つのピークとなって現れ、低温側が未延伸短繊維の、高温側が延伸短繊維のピーク温度として発現する。さらに、未延伸短繊維のピーク温度が高温側にシフトすることにより、延伸短繊維のＤＳＣピークと重なる場合も本発明には含まれる。
【００２１】
本発明において、延伸短繊維の混合比率が低すぎると強度が低くなり、絶縁紙として必要な強度が得られにくい。一方、未延伸繊維の混合比率が低く過ぎると、接着性が不十分であり、表面平滑性に欠ける。したがって、本発明の不織布においては、延伸短繊維と未延伸短繊維との混合比率は９０：１０〜３０：７０の範囲が好ましく、８０：２０〜５０：５０の範囲がより好ましい。
【００２２】
本発明の不織布の目付量は、あまり大きすぎても取り扱いが困難であり、逆に目付けが小さすぎても、強度が不十分となり問題である。したがって、本発明の不織布の目付量は、好ましくは１０〜３００ｇ／ｍ２あり、より好ましくは２０〜２００ｇ／ｍ２ある。
【００２３】
本発明の不織布の厚さは、あまり厚すぎても腰が強く、また熱処理効率が悪くなり問題である。逆に薄すぎても、腰が弱いためシワになりやすい。したがって、本発明の不織布の厚さは、好ましくは０．２〜６ｍｍ、より好ましくは０．４〜４ｍｍである。
【００２４】
本発明の不織布の引裂き強度は、０．１ｃＮ／（ｇ／ｍ２）以上であり、電気絶縁紙、断熱材料、フィルターとして十分な引裂き強度を保持している。
【００２５】
本発明の不織布は、引裂き強度、耐熱性、その他基本性能を損なわない範囲の第３成分を混合することは差し支えない。かかる第３成分として、天然繊維、ポリビニルアルコール系、アラミド系等の合成繊維等を用いることができる。
【００２６】
以上に説明した本発明の不織布は例えば以下の方法によって製造することができる。
まず、未延伸繊維は、前述したポリエチレンナフタレートをチップ状などとし、常法により、溶融紡糸し、これを所定の長さにカットすることによって得ることができる。また、延伸単繊維は、前述したポリエチレンナフタレートをチップ状などとし、常法により、溶融紡糸し、これを延伸し、さらに必要に応じて熱処理を施した後、所定の長さにカットすることによって得ることができる。
【００２７】
本発明においてポリエチレンナフタレートには、必要に応じて、難燃剤、熱安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、顔料、脂肪酸エステル、ワックス等の有機滑剤あるいはポリシロキサン等の消泡剤等を配合することができる。
【００２８】
得られた延伸短繊維および未延短伸繊維を、所定の割合となるように水中にパルパーあるいはビーターで混合分散させた後、円網、短網あるいは長網抄紙機で抄造し、次いで熱カレンダー圧着することで原綿が得られる。
【００２９】
本発明の不織布において、前述したように未延伸短繊維のＤＳＣのピーク温度を２７０℃以上に、さらに延伸短繊維のピーク温度を２７７℃以上に発現させるには、カレンダーロールを用いて成形する場合、該ロールの表面温度を１６０℃〜３００℃、線圧を５０〜２５０ｋｇ／ｃｍにおいて両者の条件を調整することで可能である。具体的には、ロール表面温度が１６０℃のような低温であっても線圧が２４０ｋｇ／ｃｍ以上であれば、上記のＤＳＣのピーク温度を２７０℃以上に発現させることができる。一方、カレンダーロール表面温度が２６０℃のような高温の場合は、線圧を５０ｋｇ／ｃｍ以上とすれば、上記のＤＳＣのピーク温度を発現させることができる。
【実施例】
【００３０】
実施例における測定方法は次のとおりである。
（１）ＤＳＣピーク温度
パーキン・エルマー社製示差熱量分析装置にて、昇温速度１０℃／分にて測定する。
（２）繊維複屈折率
白色光下で、偏光顕微鏡レベックス式コンペンセータを用いて測定する。
（３）不織布強力、伸度
ＪＩＳ  Ｌ  １０９６に準じ、定速伸度型引張り試験機にて測定する。
（４）不織布の引裂き強度
ＪＩＳ  Ｌ  １０９６に準じ、定速伸度型引張り試験機にて引き裂き強力を測定し、それを目付けで除した値とした。
【００３１】
［実施例１］
（延伸短繊維の製造）
固有粘度が０．６４のポリエチレンナフタレートチップを３００℃で溶融し、孔数が１０００の口金を通して２９５℃で吐出し、６００ｍ／分の速度で巻き取った。次にこの未延伸糸を３．５倍の倍率で９５℃の温水中で延伸し、２００℃で緊張熱処理、さらに１５０℃で弛緩熱処理して、平均繊維径５μｍで複屈折が０．２２の延伸繊維を得、これを５ｍｍに切断して延伸短繊維とした。
【００３２】
（未延伸短繊維の製造）
固有粘度が０．６４のポリエチレンナフタレートチップを３００℃で溶融し、孔数が１０００の口金を通して２９５℃で吐出し、１０００ｍ／分の速度で巻き取り、平均繊維径８μｍで複屈折が０．０１の未延伸繊維を得、これを５ｍｍに切断して未延伸短繊維とした。
【００３３】
（抄紙）
延伸短繊維と未延伸短繊維とを６５：３５の重量比率でパルパー中で十分混合分散せしめた後、円網抄紙機で速度９ｍ／分、ヤンキードライヤー表面温度１３０℃で加熱乾燥した。抄上げ目付量は１０ｇ／ｍ2であった。
【００３４】
次いで金属／弾性ロール系カレンダー加工機で金属ロール表面温度２６０℃、線圧６０ｋｇ／ｃｍの条件下圧着し、厚さ１ｍｍの不織布を得た。この不織布のＤＳＣを測定したところ、２７１℃に未延伸短繊維のピーク温度が、２７９℃に延伸短繊維のピーク温度がそれぞれ観察された。結果を表１に示す。なお、不織布の引裂き強度、強度、伸度はいずれも不織布の長さ方向の物性を示す。
【００３５】
［実施例２、及び、比較例１、２］
抄紙におけるカレンダー条件を表１のように変更した以外は実施例１と同様にして不織布を得た。結果を表１に示す。
【表１】
2006207085.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明によれば、優れた耐熱性を有し、かつ高い引裂き強度を有する短繊維不織布が提供される。従って断熱材料、電気絶縁紙、各種フィルター等の耐熱性と引裂き強度が要求される不織布の用途に有利に利用できる。