(57)【要約】【課題】  目付と通気性が高く、繊維間空隙を維持しながら厚み方向に圧縮されにくい不織布を得ることにある。【解決手段】  ポリエステル長繊維を構成繊維とする不織布であって、該ポリエステル長繊維の横断面形状が、略Ｙ字の下端で上下左右に連結した略Ｙ４形状で、長繊維の単繊維繊度が１０デシテックス以上であり、該構成繊維同士が三次元的に交絡して不織布として一体化しており、目付が７０ｇ／ｍ２以上、１００ｇｆ／ｃｍ２荷重時の嵩密度が０．１０ｇ／ｃｃ以下であることを特徴とするポリエステル長繊維不織布。【選択図】 図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエステル長繊維を構成繊維とする不織布であって、該ポリエステル長繊維の横断面形状が、略Ｙ字の下端で上下左右に連結した
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形状（以下、「略Ｙ４形状」という。）で、
長繊維の単繊維繊度が１０デシテックス以上であり、該構成繊維同士が三次元的に交絡して不織布として一体化しており、
目付が７０ｇ／ｍ２以上、１００ｇｆ／ｃｍ２荷重時の嵩密度が０．１０ｇ／ｃｃ以下であることを特徴とするポリエステル長繊維不織布。
【請求項２】
ポリエステルがポリエチレンテレフタレートであることを特徴とする請求項１記載のポリエステル長繊維不織布。
【請求項３】
単繊維繊度が１０デシテックス以上、長繊維の横断面形状が、略Ｙ字の下端で上下左右に連結した
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形状（以下、「略Ｙ４形状」という。）であるポリエステル長繊維であって、該ポリエステル長繊維が堆積してなるウェブに、ニードルパンチ処理を施して、該長繊維同士を三次元的に交絡させて一体化させることを特徴とする請求項１記載のポリエステル長繊維不織布の製造方法。
【請求項４】
ポリエステル長繊維を溶融紡糸により得る際に用いるノズル孔の形状が、Ｙ字の下端で上下左右に連結し、かつ、隣り合うＹ字の／同士及び＼同士が平行である
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形状（以下、「Ｙ４形」という。）であることを特徴とする請求項３記載のポリエステル長繊維不織布の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高剛性のポリエステル長繊維不織布及びその製造方法に関し、特に圧縮に対して変形しにくく、不織布が有する空隙を維持し、高い通気性を保持しうるポリエステル長繊維不織布及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリエステル不織布は、従来より、種々の用途に用いられている。特に、ポリエステル繊維は他の合成繊維に比べて高剛性であるため、ポリエステル繊維を構成繊維とするポリエステル不織布はフィルター材に積層貼合されて支持体としても用いられている。
【０００３】
たとえば、特許文献１には、フィルター支持体として用いる不織布であって、低融点成分と高融点成分とから構成されるポリエステル系連続繊維から構成され、部分的に熱圧着された不織布であり、目付と通気性が高く、剛性にも優れる不織布が開示されている。
【０００４】
しかしながら、特許文献１の不織布は、部分的に熱圧着することにより剛性を向上させていることから、不織布自体が圧着により繊維間の空隙が潰されている。
【特許文献１】特開２００３−２７５５１９号公報（特許請求の範囲）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者は、部分的に熱圧着して繊維間空隙をつぶすことにより剛性を発揮するのではなく、目付と通気性が高く、かつ繊維間空隙も維持しながら剛性に優れる不織布を得ることを検討した。
【０００６】
ところで、本発明者は、特殊な横断面形状を持つポリエステル不織布を開発した（特開２０１３−７６１８２号公報）。これは、ポリエステル長繊維を構成繊維とする不織布であって、該ポリエステル長繊維の横断面形状が、略Ｙ字の下端で上下左右に連結した
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形状であることを特徴とするポリエステル不織布というものである。かかるポリエステル不織布は、特異な横断面形状の長繊維によって構成されるため、高剛性であるという特性を持っている。
【０００７】
本発明者が、上記の特異な横断面形状のポリエステル長繊維を用いて、特定の手段によって不織布化したところ、厚み方向に圧縮されにくく、繊維間空隙を維持しうるものが得られた。したがって、本発明の課題は、目付と通気性が高く、繊維間空隙を維持しながら厚み方向に圧縮されにくい不織布を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本発明は、ポリエステル長繊維を構成繊維とする不織布であって、該ポリエステル長繊維の横断面形状が、略Ｙ字の下端で上下左右に連結した
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形状（以下、「略Ｙ４形状」という。）で、
長繊維の単繊維繊度が１０デシテックス以上であり、該構成繊維同士が三次元的に交絡して不織布として一体化しており、
目付が７０ｇ／ｍ２以上、１００ｇ／ｃｍ２荷重時の嵩密度が０．１０ｇ／ｃｃ以下であることを特徴とするポリエステル長繊維不織布に関するものである。
【０００９】
本発明で用いるポリエステル長繊維について説明する。この長繊維は、繊維の横断面形状に特徴を有するものである。この横断面形状は、図１に示すような略Ｙ字を四個持つものである。そして、略Ｙ字の下端１で上下左右に連結して、図２に示すような略Ｙ４形状となっている。この略Ｙ４形状は、四個の凹部２と八個の凸部３と四個の小凹部４とを有していることにより嵩高性に優れている。また、四個の凹部２の箇所に塵埃等を捕捉されやすく、フィルター性能や塵埃補足性に優れている。また、中央の略＋字部５と、略＋字部５の各先端に連結された四個の略Ｖ字部６により、高剛性となっている。すなわち、六角形やＹ字等の単なる異形ではなく、剛性の高い略＋字部５と略Ｖ字部６の組み合わせによって、より高剛性となるのである。
【００１０】
ポリエステル長繊維は、一種類のポリエステルからなるものでもよく、また、低融点ポリエステルと高融点ポリエステルとを組み合わせてなるものでもよい。一種類のポリエステルから構成される場合は、繊維強度や熱安定性に優れることから、ポリエチレンテレフタレートにより構成されることが好ましい。また、低融点ポリエステルと高融点ポリエステルとの組み合わせでなる場合は、ポリエステル長繊維の横断面形状の略Ｖ字部６が低融点ポリエステルで形成され、略＋字部５が高融点ポリエステルで形成された複合型とするのが好ましい。複合型ポリエステル長繊維を採用する場合は、後述するニードルパンチ工程前に、形態保持のための仮圧着の際に、低融点ポリエステルのみを軟化又は溶融させて、低融点ポリエステル同士を仮熱接着する程度にするのがよい。
【００１１】
ポリエステル長繊維の単繊維繊度は、１０デシテックス以上であることが好ましい。繊度が１０デシテックス未満になると、長繊維の剛性が低下して、ひいてはポリエステル長繊維不織布の剛性も低下する傾向が生じる。そして、長繊維の剛性が低下すると、圧縮に対する変形が大きくなる。なお、本発明で用いるポリエステル長繊維を得る方法等の詳細については、上記した特開２０１３−７６１８２号公報に詳述されている。
【００１２】
本発明のポリエステル長繊維不織布は、構成繊維同士が、三次元的に交絡することにより一体化して不織布の形態を保持している。上記したように、特異な横断面形状を有する長繊維であって、種々の凹凸部を有する長繊維同士が交絡してなることから、本発明のポリエステル長繊維不織布は、繊維間の空隙を大きく有し、嵩高である。
【００１３】
このような三次元的に交絡してなる不織布は、長繊維が集積してなる繊維ウェブに、ニードルパンチ処理を施すことにより得ることができる。すなわち、ポリエステル長繊維が集積しなる繊維ウェブを準備し、この繊維ウェブにニードルパンチ処理を施して、堆積されていた長繊維の繊維軸方向を厚み方向にも移動させて、長繊維同士を交絡させる。本発明における長繊維は、特異な横断面を有することにより剛性に優れることから、このような長繊維の繊維軸方向を厚み方向にも移動させて繊維同士を交絡させることにより、厚み方向に高い剛性を有し、圧縮に対して厚み変化が少なく、繊維間の空隙を維持しうる不織布が得られる。ニードルパンチ処理は、繊維ウェブの片面のみから行ってもよく、また、両面から行ってもよい。ニードルパンチ処理の回数は、繊維ウェブの目付等も考慮して適宜設計すればよいが、パンチ数は概ね３０〜１００パンチ／ｃｍ２程度がよい。なお、ポリエステル長繊維が集積してなる繊維ウェブには、搬送性等を考慮して、繊維同士を仮熱接着してなるものを用いるのもよい。繊維同士の仮熱接着は、ニードルパンチ処理による衝撃により、容易に解かれる程度のものとする。
【００１４】
本発明のポリエステル長繊維不織布の目付は、７０ｇ／ｍ２以上である。目付が７０ｇ／ｍ２未満になると、相対的に構成繊維本数が少なくなるため、ニードルパンチ処理による繊維交絡が不十分となり、ポリエステル長繊維不織布の剛性低下や強力不足の傾向となる。目付を７０ｇ／ｍ２以上とすることにより、本発明の効果をより良好に奏することができ、より好ましい目付は１００ｇ／ｍ２以上、さらに好ましい目付は２００ｇ／ｍ２以上である。また、目付は、本発明の長繊維不織布の用途に応じて適宜設定すればよいが、上限は１０００ｇ／ｍ２程度とする。
【００１５】
本発明のポリエステル長繊維不織布は、１００ｇｆ／ｃｍ２荷重時の嵩密度は０．１０ｇ／ｃｃ以下である。本発明の不織布は、厚み方向に圧縮されにくく、当初の繊維間空隙を維持しやすいことから、１００ｇｆ／ｃｍ２荷重時であっても、嵩密度を０．１０ｇ／ｃｃ以下であり、不織布内における空隙を維持することができ、嵩高性に優れるのである。
【００１６】
１００ｇｆ／ｃｍ２荷重時の嵩密度は、以下の方法により測定する。すなわち、ＪＩＳ  Ｌ１９１３  ６．１厚さ（ＩＳＯ法）Ａ法に準じて、厚みを測定する。なお、その際に、試料は、標準状態の試料から、縦１０ｃｍ×横１０ｃｍの試料片１０点とし、プレッサーフードの面積が１０ｃｍ２のものを用い、荷重１００ｇｆ／ｃｍ２をかけて厚さを測定する。測定した１０点の厚さの平均値より、不織布の厚さ（μｍ）を求め、下記により嵩密度を算出する。
嵩密度（ｇ／ｃｃ）＝目付（ｇ／ｍ２）／厚さ（μｍ）
さらには、本発明においては、上と同様の方法で測定する嵩密度であって、荷重を２００ｇｆ／ｃｍ２としたときの嵩密度は、０．１３ｇ／ｃｃ以下であることが好ましい。
【００１７】
本発明に係るポリエステル長繊維不織布は、嵩高性を有し、かつ圧縮に対して厚み方向に圧縮されにくく、その嵩高性を維持しやすいものであり、さまざまな用途に適用できる。たとえば、高剛性であり、かつ塵埃除去性にも優れているという特性を持っているため、フィルター材として好適に用いることができる。すなわち、フィルター材として使用すれば、圧縮されにくく、取扱性にも優れたものになる。また、本発明に係るポリエステル長繊維不織布の優れた塵埃除去性により、微細な塵埃、ウィルスを捕集するメルトブローン不織布製やナノファイバー不織布製等のフィルター材と複合化すると、補強材としての役割と、粗い塵埃を除去するプレフィルターとしての役割とを担うことができる。また、塵埃除去性に優れていることから、清掃具としての拭き取り材としての用途にも適している。
【００１８】
また、土木用途において土中に埋める、土に接して敷設する等により、地盤補強や雨水分離等の各種の補強材や分離材、排水材としての用途にも適している。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の特異な横断面形状を有するポリエステル長繊維によって構成される不織布は、構成繊維同士が三次元的に交絡することにより一体化しているため、不織布が嵩高であるとともに、剛性の高いポリエステル長繊維によって構成されるため、厚み方向に圧縮されにくく、加圧によっても繊維間空隙を維持し、嵩高性を維持しうることができる。
【実施例】
【００２０】
本発明を以下実施例に基づいて説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。本発明は、特定の横断面形状を持つポリエステル長繊維を構成繊維とし、かつ構成繊維同士が三次元的に交絡することにより一体化した不織布であり、このような不織布は、高剛性であり、厚み方向に圧縮されにくいとの知見に基づくものであると解釈されるべきである。
【００２１】
実施例１
ジカルボン酸成分としてテレフタル酸（ＴＰＡ）１００ｍｏｌ％とジオール成分としてエチレングリコール（ＥＧ）１００ｍｏｌ％を用いて共重合し、ポリエチレンテレフタレート（相対粘度〔ηｒｅｌ〕１．３８、融点２６０℃）を準備した。そして、図３に示したノズル孔を用い、紡糸温度２８５℃、単孔吐出量８．３３ｇ／分で溶融紡糸した。
【００２２】
ノズル孔から排出されたフィラメント群を、２ｍ下のエアーサッカー入口に導入し、ポリエステル長繊維の繊度が１７デシテックスとなるように牽引した。エアーサッカー出口から排出されたポリエステル長繊維群を開繊装置にて開繊した後、移動するネット製コンベア上に集積し、繊維ウェブを得た。この繊維ウェブを、表面温度が１９０℃のエンボスロール（各エンボス凸部先端の面積は０．７ｍｍ２で、ロール全面積に対するエンボス凸部の占める面積率は１５％）とフラットロールからなる熱融着装置に導入し、両ロール間の線圧１５０Ｎ／ｃｍの条件で搬送性を良好にするために仮熱接着して、目付１００ｇ／ｍ２のポリエステル長繊維不織ウェブを得た。
【００２３】
得られたポリエステル長繊維不織ウェブを２枚積層し、この積層したウェブにニードルパンチ処理を施した。ニードルパンチ処理は、オルガン社製ニードル（ＰＰＤ−１番４０）を具備するニードルパンチ機を用い、ニードル針の深度１０ｍｍ、パンチ数４０パンチ／ｃｍ２の条件で、片面から施した。繊維同士が三次元交絡してなる得られたポリエステル長繊維不織布の目付は、２１６．９ｇ／ｍ２であった。
【００２４】
実施例２、３
実施例１において、実施例１で用いた仮熱融着されてなるポリエステル長繊維不織ウェブを３枚積層したウェブを用いたこと（実施例２）、実施例１で用いた仮熱融着されてなるポリエステル長繊維不織ウェブを５枚積層したウェブを用いたこと（実施例３）以外は、実施例１と同様にニードルパンチ処理を施して、実施例２、３のポリエステル長繊維不織布を得た。繊維同士が三次元交絡してなる得られた実施例２のポリエステル長繊維不織布の目付は３１０．２ｇ／ｍ２、実施例３のポリエステル長繊維不織布の目付は５７１．３ｇ／ｍ２であった。
【００２５】
比較例１
ジカルボン酸成分としてテレフタル酸（ＴＰＡ）１００ｍｏｌ％とジオール成分としてエチレングリコール（ＥＧ）１００ｍｏｌ％を用いて共重合し、ポリエチレンテレフタレート（相対粘度〔ηｒｅｌ〕１．３８、融点２６０℃）を準備した。そして、孔径０．４ｍｍのノズル孔を用い、紡糸温度２８５℃、単孔吐出量１．６７ｇ／分で溶融紡糸した。
【００２６】
ノズル孔から排出されたフィラメント群を、２ｍ下のエアーサッカー入口に導入し、ポリエステル長繊維の繊度が３．３デシテックスとなるように牽引した。エアーサッカー出口から排出されたポリエステル長繊維群を開繊装置にて開繊した後、移動するネット製コンベア上に集積し、繊維ウェブを得た。この繊維ウェブを、表面温度が１９０℃のエンボスロール（各エンボス凸部先端の面積は０．７ｍｍ２で、ロール全面積に対するエンボス凸部の占める面積率は１５％）とフラットロールからなる熱融着装置に導入し、両ロール間の線圧１５０Ｎ／ｃｍの条件で搬送性を良好にするために仮熱接着して、目付１００ｇ／ｍ２のポリエステル長繊維不織ウェブを得た。
【００２７】
得られたポリエステル長繊維不織ウェブを２枚積層し、この積層したウェブにニードルパンチ処理を施した。ニードルパンチ処理は、オルガン社製ニードル（ＰＰＤ−１番４０）を具備するニードルパンチ機を用い、ニードル針の深度１０ｍｍ、片面パンチ密度４０回／ｃｍ２の条件で、両面から施した。繊維同士が三次元交絡してなる得られたポリエステル長繊維不織布の目付は、２３５．２ｇ／ｍ２であった。
【００２８】
比較例２
比較例１において、比較例１で用いた仮熱融着されてなるポリエステル長繊維不織ウェブを３枚積層したウェブを用いたこと以外は、比較例１と同様にニードルパンチ処理を施して、比較例２のポリエステル長繊維不織布を得た。繊維同士が三次元交絡してなる得られた比較例２のポリエステル長繊維不織布の目付は３４４．８ｇ／ｍ２であった。
【００２９】
得られた実施例１〜３、比較例１、２のポリエステル長繊維不織布について、厚みおよび各種の荷重をかけた状態での厚みと嵩密度を求めた。そして、厚みおよび各種の荷重時の厚みについては、目付１００ｇ／ｍ２あたりの厚みに換算して、特定荷重時における目付１００ｇ／ｍ２あたりの厚みを求めた。
【００３０】
厚みおよび各種荷重時の厚みは、上記したように、ＪＩＳ  Ｌ１９１３  ６．１厚さ（ＩＳＯ法）Ａ法に準じて、厚みを測定し、試料は、標準状態の試料から、縦１０ｃｍ×横１０ｃｍの試料片１０点とし、プレッサーフードの面積が１０ｃｍ２のものを用いて測定した。荷重は、１００ｇｆ／ｃｍ２、１５０ｇｆ／ｃｍ２、２００ｇｆ／ｃｍ２、３００ｇｆ／ｃｍ２の４種とした。なお、測定した１０点の厚さの平均値より、不織布の厚さ（μｍ）を求め、下記式により、嵩密度を算出した。
嵩密度（ｇ／ｃｃ）＝目付（ｇ／ｍ２）／厚さ（μｍ）
【００３１】
また、実施例１〜３、比較例１、２について、通気度の測定を行った。通気度（ｃｃ／ｃｍ2・秒）は、フラジール型通気度試験機（ＤＡＩＥＩ  ＫＡＧＡＫＵＳＥＩＫＩ ＳＥＩＳＡＫＵＳＨＯ ＬＴＤ．ＴＥＸＴＩＬＥ ＡＩＲ ＰＥＲＭＥＡＢＩＬＩＴＹ ＴＥＳＴＥＲ 織物通気度試験機) を用い、ＪＩＳ Ｌ １０９６の「一般織物試験方法」に準拠し、傾斜型気圧計は１２．７ｍｍに固定して通気度を測定した。
【００３２】
結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
本発明の実施例と、比較例とを対比すれば明らかなとおり、実施例に係るポリエステル長繊維不織布は、また、圧縮した際の厚みの変化が少なく、嵩密度も高いので繊維間空隙を維持していることが分かる。また、実施例に係るポリエステル長繊維不織布の通気度も、比較例と対して、高いものであった。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明で用いるポリエステル長繊維の横断面形状である略Ｙ４形状の一つの略Ｙ字を示した図である。
【図２】本発明におけるポリエステル長繊維の横断面形状である略Ｙ４形状を示した図である。
【図３】本発明に用いるＹ４形のノズル孔を示した図である。
【符号の説明】
【００３６】
１    ポリエステル長繊維の横断面形状である略Ｙ４形状の一つの略Ｙ字の下端
２    略Ｙ４形状で形成された凹部
３    略Ｙ４形状で形成された凸部
４    略Ｙ４形状で形成された小凹部
５    略Ｙ４形状中の略＋字部
６    略Ｙ４形状中の略Ｖ字部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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