(57)【要約】【課題】  ポリフェニレンサルファイド短繊維からなる湿式不織布において緻密性を高め薄くて強いものとするために有効な抄紙用ポリフェニレンサルファイド短繊維を提供する。【解決手段】  単繊維繊度が１．０〜３．３ｄｔｅｘであって、該短繊維の繊維軸方向に垂直な繊維断面の長径／短径で表される扁平率Ａが、１．５≦Ａ≦３．０である抄紙用扁平ポリフェニレンサルファイド短繊維である。この抄紙用扁平ポリフェニレンサルファイド短繊維が１〜２０％用いられ、かつ、抄紙密度が０．９０ｃｍ３／ｇ以上である湿式不織布である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単繊維繊度が１．０〜３．３ｄｔｅｘである抄紙用ポリフェニレンサルファイド短繊維であって、該短繊維の繊維軸方向に垂直な繊維断面の長径／短径で表される扁平率Ａが、１．５≦Ａ≦３．０であることを特徴とする抄紙用扁平ポリフェニレンサルファイド短繊維。
【請求項２】
ポリフェニレンサルファイド短繊維から構成される湿式不織布であって、請求項１記載の抄紙用扁平ポリフェニレンサルファイド短繊維が１〜２０％用いられ、かつ、抄紙密度が０．９０ｃｍ３／ｇ以上であることを特徴とする湿式不織布。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抄紙用に用いられる扁平ポリフェニレンサルファイド短繊維に関する。さらに詳しくは、耐熱性、耐薬品性および捕集効率に優れ、薄くて高強度の湿式不織布を製造するのに適した扁平ポリフェニレンサルファイド短繊維に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリフェニレンサルファイド（以下、ＰＰＳという）は、耐熱性、耐薬品性にも優れたエンジニアリングプラスチックである。このＰＰＳの特長を活かして、ＰＰＳ繊維は各種のフィルターや抄紙（湿式不織布）に用いられている。
【０００３】
また、最近のダイオキシン発生などの環境問題から、ダイオキシン発生の少ない高温での焼却が求められ、ＰＰＳ繊維の耐熱性を活かした除去用フィルターが用いられている。このＰＰＳ繊維製フィルターに用いられるＰＰＳ短繊維は、例えば、特開平４−１００９１５号公報などに記載されている。
また、ＰＰＳ繊維製耐熱性機能紙は、例えば、特開平７−１８９１６９号公報などに記載されている。
【０００４】
特開平４−１００９１５号公報には、ＰＰＳの平均分子量や分子量分布を特定範囲内とすることにより毛羽や欠点が少ないＰＰＳ短繊維を製造することが記載されている。また、特開平７−１８９１６９号公報では、未延伸のＰＰＳ繊維と延伸したＰＰＳ繊維を原料として用いて混抄し、未延伸のＰＰＳ繊維を結着材としてＰＰＳ紙を得る方法が記載されている。これらに記載されている抄紙用ＰＰＳ短繊維は、その断面形状が記載されていないので通常の丸断面繊維であると解される。
【０００５】
これら丸断面ＰＰＳ短繊維を用いたＰＰＳ繊維紙の除去用フィルターでは、捕集効率が十分ではないという問題があった。
【０００６】
そこで、粉塵の捕集効率を高めるために、特開２００１−１６４４２１号公報では、繊維断面に凹部を持つ形状のＰＰＳ繊維原綿を用いてウェッブとしニードルパンチ加工、カレンダー処理を施して不織布構造体を製造することが提案されている。
【０００７】
しかしながら、この不織布構造体では、凹凸のある変形断面繊維を用いているので繊維同士の間に空隙が残り易く、厚みに比して強度が低い不織布になり易い問題があった。特に抄紙によって湿式不織布とする場合には、緻密性を高めることが難しく、捕集効率を十分に高めることが難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平４−１００９１５号公報
【特許文献２】特開平７−１８９１６９号公報
【特許文献３】特開２００１−１６４４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、ＰＰＳ短繊維からなる湿式不織布において緻密性を高め薄くて強いものとするために有効な抄紙用ＰＰＳ短繊維を提供することを目的とする。さらに、防塵フィルターの強さや粉塵捕集効率を向上させるために有効な湿式不織布を提供することを別の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明の抄紙用扁平ＰＰＳ短繊維は、単繊維繊度が１．０〜３．３ｄｔｅｘであって、該短繊維の繊維軸方向に垂直な繊維断面の長径／短径で表される扁平率Ａが、１．５≦Ａ≦３．０であることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の湿式不織布は、ＰＰＳ短繊維から構成される湿式不織布であって、前記の抄紙用扁平ＰＰＳ短繊維が１〜２０％用いられ、かつ、抄紙密度が０．９０ｃｍ３／ｇ以上であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、耐熱性、耐薬品性、および捕集効率が大幅に向上した抄紙（湿式不織布）を製造するのに適したＰＰＳ短繊維を得ることができる。さらに、このＰＰＳ短繊維の優れた特性を十分に発揮でき、薄くしても強く捕集効率が良好な湿式不織布を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の扁平ＰＰＳ短繊維で採用する横断面形状を例示する繊維横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明のＰＰＳ短繊維を構成するＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）は、ポリマーの繰り返し単位の９０％以上が式（Ｉ）で表される単位で構成されるポリマーであるが、１０％未満の繰り返し単位が式（II）で表される単位を含む共重合ＰＰＳでもよい。
【００１５】
【化１】
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【００１６】
本発明の抄紙用扁平ＰＰＳ短繊維は、ＰＰＳで構成された短繊維であり、かつ、その単繊維繊度は、１．０ｄｔｅｘから３．３ｄｔｅｘであり、好ましくは１．３ｄｔｅｘから２．８ｄｔｅｘである。単繊維の繊度が、１．０ｄｔｅｘより細い場合は、抄紙工程で原綿を分散させた抄紙原液を網ですき上げる際に、繊維が脱落して採算性の悪化につながる。３．３ｄｔｅｘを越える場合には不織布とした場合に、同じ目付において、太いために構成本数が減り、捕集効率が悪化する。
【００１７】
本発明の抄紙用扁平ＰＰＳ短繊維は、さらに、繊維断面の長径／短径で表される扁平率Ａが１．５≦Ａ≦３．０であり、好ましくは、２．０≦Ａ≦２．５である。このような扁平ポリエステル短繊維を抄紙用短繊維として用いるところが、本発明の主たる特徴である。
【００１８】
本発明でいう扁平率とは、繊維横断面の長径／短径の値で示される。ここでいう長径とは、該繊維横断面における最も長い部分の長さをいい、短径とは、該繊維断面内で長径とほぼ直交する方向のうち最も長い部分の長さをいうものである。この扁平率Ａが１．５Ａ≦３．０の範囲内にある偏平PPS短繊維であれば種々の断面形状をとることができる。図１（ａ）に例示するような単純な扁平断面であることが好ましいが、そのほかに、図１（ｂ）に示すような三角形型、図１（ｃ）に示すようなドックボーン型、図１（ｄ）に示すような十字型、さらには長径上にリアス式海岸の如き凹凸を有する断面形状などの種々の扁平断面形状をとることができる。  扁平率Ａが１．５未満の場合は、不織布の緻密性を十分に向上させることが難しい。また、該扁平率Ａが３．０を超える場合は、繊維断面の亀裂発生が多発するため、かる扁平ＰＰＳ短繊維を用いた不織布は、品位の悪いものとなる。
【００１９】
本発明の扁平ＰＰＳ短繊維から湿式不織布を製造する抄紙方法としては、連続工程では丸網抄紙機や長網抄紙機、バッチ工程ではシートマシンなどを使った公知の湿式抄造技術が好ましく用いられる。
【００２０】
本発明の扁平ＰＰＳ短繊維は、湿式不織布中に好ましくは１〜２０％、さらに好ましくは５〜１５％含有されていることが、不織布の緻密性を向上させるという前記課題を達成するために好ましい。２０％を超える場合は、不織布の強度が低下し易く、フィルターとしての機能も低下し易い。
【００２１】
湿式不織布を構成するその他の繊維としては、本発明で特定した扁平ＰＰＳ短繊維以外のＰＰＳ短繊維（例えば、丸断面ＰＰＳ短繊維）を用いることが好ましいが、これ以外に、ポリエステル短繊維（ＰＥＴ、ＰＢＴ等）、ポリアミド短繊維（ナイロン６、ナイロン６６等）等を使用してもよい。
【００２２】
湿式不織布の密度（抄紙密度）は０．９０ｇ／ｃｍ３以上である。なお、本発明でいう抄紙密度とは後述（４）に記載する方法により求められる値である。抄紙密度が０．９０ｇ／ｃｍ３以上となる条件で抄紙することにより、湿式不織布（紙）の紙面方向および厚み方向における繊維間の空隙が潰れ、繊維間の摩擦が大きくなるので、紙の強度が向上し、取り扱い性が向上する。
【００２３】
短繊維の物性値測定、湿式不織布の物性値測定、評価は以下の方法により行う。
（１）短繊維の単繊維繊度（dtex）
短繊維の重量を電子天秤で秤量した。この重量値とカット長とからその１００００ｍの重量に換算して単繊維繊度を求める。
（２）短繊維の扁平率
繊維横断面を拡大鏡で観察し、長径と短径とを測定し、その割合（長径／短径）を求める。
【００２４】
（３）湿式不織布の厚み（Ｌ）
１０．０ｃｍ角にカットした紙片４枚を試料として用い、ＪＩＳ−Ｌ−１９０６（２０００年改正）の試験法に準じて荷重１０ｋＰａで、２３℃、相対湿度５０％の雰囲気下で各々の紙面の中央部１点の厚みを１μｍのオーダーまで測定する。計４枚で測定した結果の平均の値を求め、０．１μｍのオーダーを四捨五入した値を厚み（Ｌ）（μｍ）とする。
【００２５】
（４）湿式不織布の坪量、密度
１０．０ｃｍ角にカットした紙片４枚を試料として用い、各々の紙の重量（ｇ）を、２３℃、相対湿度５０％の雰囲気下で測定し、紙の面積（ｍ２）で除し、各々の紙の坪量値（ｇ／ｍ２）とする。計４枚の平均値を求めて有効数字３桁で坪量（ｇ／ｍ２）を算出する。また、ｃｍの単位に換算した坪量の値を上記（３）項で測定した厚みで除して少数点以下２桁で密度（ｇ／ｃｍ２）を算出する。
【００２６】
（５）湿式不織布の粉塵捕集効率  湿式不織布を用いて通常の方法で防塵用フィルターを調製し、３０日間実用テストを行い、粉塵の粒径別（粉塵径０．３〜０．５μｍ、０．５〜１．０μｍ、１．０〜２．０μｍ、２．０〜５．０μｍ）に捕集効率を測定した。
この捕集効率の値から、次表の基準で、粉塵径別に良否を判定した。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
前表において良と判定された粉塵径の区分の数により、捕集効率の良（○）、やや不良（△）、不良（×）と判断した。
良と判定された粉塵径の区分の数が０〜１ヶ所：×
良と判定された粉塵径の区分の数が２〜３ヶ所：△
良と判定された粉塵径の区分の数が４ヶ所    ：○
【実施例】
【００２９】
以下に実施例をあげて本発明をより具体的に説明する。
【００３０】
［実施例１］
融点２８０℃、メルトフローレート１７０ｇ／１０ｍｉｎのＰＰＳ樹脂からなるペレットを使用し、通常の溶融紡糸機を用い、３２０℃の温度で溶融紡糸を行った。このとき、吐出孔形が長方形（縦／横の比：１／３）の７００個の孔を持つ紡糸口金を用い、吐出量３２０ｇ／分で紡出し、冷却チムニー温度２５℃、風速２５ｍ／分で冷却し、集束剤として通常のＰＰＳ用紡糸油剤を付与し、紡糸速度８００ｍ／分で引き取り、ＰＰＳ未延伸糸を製造した。得られた糸を９５℃の熱水浴で３．４倍に延伸し、ノニオン系の抄紙用油剤を付与し、クリンパーに通して１０山／２５ｍｍの捲縮をかけた後にＥＣカッター（帝人製機製）にて５１ｍｍ長にカットし、１．７ｄｔｅｘ、扁平率２．３の扁平ＰＰＳ短繊維を製造した。
【００３１】
また、上記と同じＰＰＳ樹脂ペレットを用い、紡糸口金を、吐出孔形が丸形の７００個の孔をもつ紡糸口金に変更した以外は上記と同様の方法で丸断面ＰＰＳ短繊維を製造した。
【００３２】
これら得られた扁平ＰＰＳ短繊維１５％と、丸断面ＰＰＳ短繊維８５％を用いて湿式不織布を製造した。その抄紙方法は次のとおりとした。これらＰＰＳ短繊維を水に分散させ、さらに分散剤であるノニオン系界面活性剤を添加して均一に分散させ抄紙原液とした。この抄紙原液を実験用抄紙機（２５ｃｍ角のシート形成可能な角型シートマシン）の１２０メッシュの金属製の網の上に抄紙し、未乾燥紙を得た。得られた未乾燥紙を標準型回転型乾燥機で、表裏が交互にドラム面に接するように未乾燥紙を通して、温度１１０℃で乾燥し、厚さ２５０μｍ（±１０μｍ）、抄紙密度０．９３ｃｍ３／ｇの湿式不織布（抄紙）を製造した。
【００３３】
［実施例２］
吐出量のみを３７５ｇ／分とした他は実施例１と同様に実施し、単繊維繊度２．０ｄｔｅｘ、扁平率２．２の扁平ＰＰＳ短繊維を製造した。得られた扁平ＰＰＳ短繊維１５％と、実施例１で得られた丸断面ＰＰＳ短繊維８５％とを用い、実施例１と同様に抄紙を行い、厚さ２５０μｍ（±１０μｍ）、抄紙密度０．９８ｃｍ３／ｇの湿式不織布（抄紙）を製造した。
【００３４】
［実施例３］
吐出量のみを２４５ｇ／分とした他は実施例１と同様に実施し、単繊維繊度１．３ｄｔｅｘ、扁平率２．３の扁平ＰＰＳ短繊維を製造した。得られた扁平ＰＰＳ短繊維１５％と、実施例１で得られた丸断面ＰＰＳ短繊維８５％とを用い、実施例１と同様に抄紙を行い、厚さ２５０μｍ（±１０μｍ）、抄紙密度０．９７ｃｍ３／ｇの湿式不織布（抄紙）を製造した。
【００３５】
［実施例４］
実施例１で得られた扁平ＰＰＳ短繊維を５％と、実施例１で得られた丸断面ＰＰＳ短繊維を９５％との割合で用い、実施例１と同様に抄紙を行い、厚さ２５０μｍ（±１０μｍ）、抄紙密度０．９５ｃｍ３／ｇの湿式不織布（抄紙）を製造した。
【００３６】
［実施例５］
吐出孔形が三角形で７００個の孔を持つ紡糸口金を用いた他は実施例１と同様に実施し、単繊維繊度１．７ｄｔｅｘ、扁平率２．３の扁平三角断面ＰＰＳ短繊維（図１（ｂ）を製造した。得られた扁平三角断面ＰＰＳ短繊維１５％と、実施例１で得られた丸断面ＰＰＳ短繊維８５％とを用い、実施例１と同様に抄紙を行い、厚さ２５０μｍ（±１０μｍ）、抄紙密度０．９５ｃｍ３／ｇの湿式不織布（抄紙）を製造した。
【００３７】
［比較例１］
紡糸口金の吐出孔数２００個、吐出量を２６０ｇ／分とした他は実施例１と同様に実施し、単繊維繊度４．８ｄｔｅｘ、扁平率２．５の扁平ＰＰＳ短繊維を製造した。得られた扁平ＰＰＳ短繊維１５％と、実施例１で得られた丸断面ＰＰＳ短繊維８５％とを用い、実施例１と同様に抄紙を行い、厚さ２５０μｍ（±１０μｍ）、抄紙密度１．０２ｃｍ３／ｇの湿式不織布（抄紙）を製造した。
【００３８】
［比較例２］
実施例１で得られた扁平ＰＰＳ短繊維を５０％、丸断面ＰＰＳ短繊維を５０％の割合で用い、実施例１と同様に抄紙を行い、厚さ２５０μｍ（±１０μｍ）、抄紙密度０．９３ｃｍ３／ｇの湿式不織布（抄紙）を製造した。
【００３９】
［比較例３］
実施例１で得られた丸断面ＰＰＳ短繊維を１００％用いて、実施例１と同様に抄紙を行い、厚さ２５０μｍ（±１０μｍ）、抄紙密度０．９１ｃｍ３／ｇの湿式不織布（抄紙）を製造した。
【００４０】
［比較例４］
実施例１で得られた扁平ＰＰＳ短繊維を８５％、丸断面ＰＰＳ短繊維を１５％用い、抄紙密度が０．５７ｃｍ３／ｇとなるように条件調整して抄紙を製造した。
【００４１】
実施例１〜５、比較例１〜３において得られた抄紙について粉塵捕集効率を測定し、捕集性能を判定した結果を表２に示した。
【００４２】
【表２】
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【００４３】
実施例１〜５で得られた抄紙はいずれも粉塵捕集効率が優れたものであった。実施例１〜３と比較例１の対比から、扁平PPS繊維の繊度が捕集効率に影響することが分かる。実施例１、４と比較例２、３の対比から、抄紙中の扁平PPS繊維の混率が捕集効率に影響することが分かる。実施例５から、単純な丸扁平PPS繊維より劣るものの、扁平三角断面PPS繊維でも捕集効率に優れた抄紙が得られることが分かる。
【００４４】
比較例３から、扁平PPS繊維を用いずに丸断面ＰＰＳ繊維のみから製造された抄紙は捕集効率が不十分であることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の抄紙用扁平ＰＰＳ繊維は、湿式不織布（抄紙）用に好適であり、優れた捕集効果を持つ湿式不織布を製造することができ、防塵フィルターなどの各種フィルターや防護服などに適用することができる。
【図１】
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