(57)【要約】【課題】本発明は、この嵩高性と親水性を備えたポリエステル中空短繊維を提供することを課題とする。【解決手段】繊度が１〜４ｄｔｅｘで中空率が２０〜４０％であり、目付け４００ｇ／ｍ２のウェブの高さが６５ｍｍ以上で、繊維表面が親水化処理されてなるポリエステル短繊維。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
単繊維繊度が１．０〜４．０ｄｔｅｘ、中空率が２０〜４０％、捲縮数が５〜２０山／２．５４ｃｍであり、繊維表面に親水性油剤が０．２０質量〜０．５０質量％付着したポリエステル系短繊維。
【請求項２】
嵩高度が６５ｍｍ以上である請求項１記載のポリエステル系短繊維。
【請求項３】
前記親水性油剤がポリオキシエチレン付加アルキルもしくはフェニルエーテルと芳香族ジカルボン酸とエチレングリコールから得られるブロック型ポリエステルを主成分とする親水性油剤である請求項１または請求項２記載のポリエステル系短繊維。
【請求項４】
請求項１または請求項２記載のポリエステル系短繊維を用いたスパンレース不織布。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、嵩高性かつ親水性をもつポリエステル系短繊維およびそれを用いた不織布に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、コスメティック用シートやメディカル用シートとして嵩高で親水性を有する不織布、更にはそのような不織布用途に適した短繊維が求められている。親水性を有する不織布を得るには、親水性の繊維、例えばポリアミド系短繊維を用いることが考えられるが、汎用性等の観点からポリエステル系短繊維による不織布が求められている。
【０００３】
ポリエステル系短繊維に嵩高性を付与する技術は、主として以下の２種類が挙げられる。
【０００４】
１つ目は繊維の正量繊度を大きくする技術であり、繊維１本あたりの繊維径を大きくすることで、嵩高に優れた短繊維が得られる。
【０００５】
２つ目は、繊維の捲縮形状を立体捲縮にする技術であり、例えば、粘度が異なる２成分のポリマーをサイドバイサイドに貼り合わせた複合繊維とすることで立体捲縮を有する繊維となり、嵩高性に優れた短繊維が得られる。
【０００６】
これらの技術を使用して得られる不織布は、前者の太繊度の場合は嵩高性に優れるものの風合いは劣るため、対人用には不向きであり産業用資材などに用途が限定される。後者のサイドバイサイド繊維の場合は、ポリマーを２種類必要とするため繊維の製造方法が限定される。
【０００７】
一方、親水性を有する不織布に関する技術として、たとえば特許文献１では、捲縮性合成繊維２０〜５０重量％と、親水性繊維８０〜５０重量％とが含まれており、繊維間が交絡してなる吸水性のある嵩高性不織布に関する技術が記載されている。しかしながら、特許文献１記載の捲縮性合成繊維は２種類のポリマーの複合繊維であり、加えて親水性繊維との混綿が必要となる。
【０００８】
特許文献２では、捲縮疎水性長繊維と親水性短繊維が高圧水流交絡によって得られる不織布に関する技術が記載されており、親水性短繊維としてレーヨンなどのセルロース系繊維が好ましいとの記載がある。しかしながら、特許文献２記載の技術においても、親水性繊維との混綿が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平８−２９１４５０号公報
【特許文献２】特開平８−３０２５５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、細繊度ながら嵩高性に優れ、さらにポリエステル以外の繊維と混繊する必要のない親水性を備えたポリエステル系短繊維およびそれを用いた不織布を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は下記の構成を採用する。
【００１２】
（１）単繊維の繊度が１．０〜４．０ｄｔｅｘ、中空率が２０〜４０％、捲縮数が５〜２０山／２．５４ｃｍであり、繊維表面に親水性油剤が０．２０質量〜０．５０質量％付着したポリエステル系短繊維。
【００１３】
（２）嵩高度が６５ｍｍ以上である前記（１）記載のポリエステル系短繊維。
【００１４】
（３）前記親水性油剤がポリオキシエチレン付加アルキルもしくはフェニルエーテルと芳香族ジカルボン酸とエチレングリコールから得られるブロック型ポリエステルを主成分とする親水性油剤である前記（１）または前記（２）記載のポリエステル系短繊維。
【００１５】
（４）前記（１）または前記（２）記載のポリエステル系短繊維を用いたスパンレース不織布。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のポリエステル系短繊維は、嵩高性、親水性、ソフト性を兼ね備えた製品に展開することができ、各種不織布製品に好適に適用することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明を詳細に説明する。
【００１８】
本発明のポリエステル系短繊維を構成するポリマーはポリエステル系のポリマーであれば特に限定されないが、ポリエチレンテレフタレートが好ましく用いられる。ポリエチレンテレフタレートは、テレフタル酸を主たる酸成分とし、エチレングリコールを主たるグリコール成分として得られるポリエステルであり、ホモポリマーであってもよいが、９０モル％以上がエチレンテレフタレートの繰り返し単位からなっており、１０モル％以下の割合で他のエステル結合を形成可能な共重合成分を含む共重合体であってよい。共重合可能な化合物としては、酸成分として、例えば、イソフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、アジピン酸、ダイマ酸およびセバシン酸などのジカルボン酸類が挙げられ、一方グリコール成分として、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、ポリエチレングリコールおよびポリプロピレングリコールなどを挙げることができる。
【００１９】
ポリエステル系短繊維を構成するポリマーには、防透けや艶消しなどの機能を付与するために、無機粒子を添加しても構わない。無機粒子としては、シリカゾル、シリカ、アルキルコートシリカ、アルミナゾル酸化チタンおよび炭酸カルシウムなどが挙げられるが、ポリエステル中に添加した際に化学的に安定していればよく、特に化学的安定性、対凝集性およびコストの面から、二酸化チタンが好ましく用いられる。無機粒子の濃度は、目標とする機能に応じて調整して構わないが、ポリエステル繊維質量に対して０．０１〜２０．０質量％が好ましく、０．０５〜５．０質量％であれば製糸操業性や高次加工性、繊維のコスト面からより好ましい。
【００２０】
本発明のポリエステル系短繊維を構成するポリエステル系のポリマーの固有粘度は０．５０〜０．６５であることが好ましい。原綿のハリ・コシを良好にするため、加えて原綿の中空率を保持するためには前述の固有粘度の範囲にすることが好ましい。固有粘度が０．５０未満になると、製糸工程において中空率を２０％以上とすることが困難であり、製糸操業性も悪いものとなる。他方の０．６５を超えると、製糸性に劣り、更にかたくなりすぎるため好ましくない。
【００２１】
本発明のポリエステル系短繊維の単繊維繊度は１．０〜４．０ｄｔｅｘである。１．０ｄｔｅｘ未満の場合には、嵩高性が乏しくなり、製糸工程や高次加工の際にも操業性の点で問題がある。４．０ｄｔｅｘを超えると軽量感が損なわれる。繊度は２．０〜３．５ｄｔｅｘが好ましい。
【００２２】
本発明のポリエステル系短繊維の中空率は２０〜４０％で、好ましくは１５〜３５％である。中空率は嵩高性に影響するため、２０％未満になると嵩高性に乏しくなり、４０％を超えると中空部が変形、破裂しやすくなり好ましくない。
【００２３】
本発明における中空率とは、全断面積における中空部の面積の割合を言う。中空率の測定方法を次に示す。光学顕微鏡で繊維断面を５００倍で撮影する。その撮影した繊維断面を白紙に印刷する。そして、この印刷した繊維の外周に沿ってハサミで切り取る（ｎ＝２０）。そしてこの２０枚合計の重さを量り、その重量をＡとする。次にこの切り取った２０枚について、中空部分をハサミで切り取り、同様に重さを量り、その重量をＢとする。中空率はＢ／Ａ×１００（％）とする。
【００２４】
本発明の中空ポリエステル短繊維は繊維横断面の外形が円形であることが好ましい。すなわち、繊維断面の外形が極端な異形であると紡糸時に糸切れが多発し、また延伸時にも糸切れや毛羽が多発しやすい。また、中空部は円形であることが望ましいが、必ずしも真円でなくとも、ほぼ真円状でもよく、三角形状や四角形状であってもよい。
【００２５】
また、本発明の中空ポリエステル短繊維の繊維長は、加工方法によっても異なってくるが、スパンレース加工であれば、高次加工工程での工程通過性の観点から１０〜１００ｍｍであることが好ましく、より好ましくは３０〜８０ｍｍである。湿式不織布加工には、１〜３０ｍｍであることが好ましく、より好ましくは３〜１５ｍｍである。
本発明のポリエステル系短繊維の捲縮数は５〜２０山／２．５４ｃｍであり、このましくは８〜１８山／２．５４ｃｍである。捲縮数も嵩高性に影響するため、５山／２．５４ｃｍ以下になると嵩高性に乏しくなり、２０山／２．５４ｃｍを超えると不織布加工時に工程通過性不良が発生するため好ましくない。捲縮数は、ＪＩＳ  Ｌ１０１５（２０１０）に準拠して測定する。
【００２６】
本発明のポリエステル系短繊維の強度および伸度は特に限定しないが、強度は２．０〜７．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、より好ましくは３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ〜７．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度は１５〜６０％程度、より好ましくは２０〜４５％であれば、高次加工性に優れ、不織布にした際にも物性面で加工しやすいものが得られる。
【００２７】
また、本発明のポリエステル系短繊維は、繊維表面が親水化処理されていることが重要である。繊維表面を親水化させる表面処理剤としては公知のポリエステルに対する親水化処理剤（親水性油剤）を用いることができるが、好ましくは、ポリオキシエチレン付加アルキルもしくはフェニルエーテルと芳香族ジカルボン酸とエチレングリコールから得られるポリエステル化合物を主成分とする親水性油剤が挙げられる。特に、ポリオキシエチレン付加アルキルもしくはフェニルエーテルと芳香族ジカルボン酸とエチレングリコールを縮重合反応させて得られたブロック型ポリエステル（ブロック共重合体）が好ましく用いられる。芳香族ジカルボン酸としては、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸ジメチル、および５−スルホイソフタル酸ジメチル等が挙げられるが、中でもテレフタル酸またはイソフタル酸がより好ましく用いられる。
【００２８】
上記の親水性油剤をポリエステル系短繊維表面に付着させるが、その付着量はポリエステル系短繊維に対し０．２０〜０．５０質量％である必要があり、好ましくは０．２５〜０．３５質量％である。付着量が０．２０質量％未満であると、スパンレース加工後の吸水性が低下するため、吸収体への液透過性が悪くなる。一方、０．５０質量％を超えると、親水性油剤脱落量が多くなるため工程通過性不良の原因となる。
【００２９】
親水性油剤の付着量の測定方法は特に制限はないが、一般的にソックスレー抽出法が用いられる。原綿をソックスレー抽出器に投入し、溶媒としてメタノールを用い、一定時間適切な温度で原綿より親水性油剤を抽出する。その後、メタノールを蒸発させ、残油分量Ｗｏ（ｇ）を測定する。一方、抽出後の原綿を十分乾燥させた後、重量Ｗｓ（ｇ）を測定する。そして、下記式
親水性油剤付着量＝Ｗｏ÷Ｗｓ×１００
により、親水性油剤付着量を測定する。
【００３０】
上記本発明のポリエステル系短繊維の製造方法は特に制限はないが、例えば、ポリエステルポリマーを溶融状態で紡糸口金から吐出し、紡糸口金から１〜８０ｍｍの位置より、風速２０〜７０ｍ／分、風温１５〜３５℃の冷却風を口金面から吐出した紡出糸に吹きあてて、６００〜１５００ｍ／分の速度で引き取った未延伸糸を、２〜５倍で延伸することにより製造することができる。
【００３１】
溶融紡糸の際の溶融温度は、例えばポリエチレンテレフタレートであれば、生産性を考えると２２０〜２８０℃とすることが好ましい。溶融方法としては、プレッシャーメルター法およびエクストルーダー法が挙げられ、いずれの方法でも問題はないが、均一溶融と滞留防止の観点からエクストルーダーによる溶融方法を採用することが好ましい。溶融ポリマーは配管を通り、計量された後、口金パックへと流入される。この際、熱劣化を抑えるために、配管通過時間は３０分以下であることが好ましい。パックへ流入された溶融ポリマーは紡糸口金より吐出される。この際のポリマー温度は、２５０〜２８０℃が適当である。
【００３２】
この時の紡糸口金は、中空繊維が得られるようなスリットのものを使用する必要があり、円弧状のスリットを繊維１本あたり２〜６個配置させて円形を形成したものを使用するとよい。
【００３３】
また、前述のとおり、紡糸口金から１〜８０ｍｍの位置より、風速２０〜７０ｍ／分、風温１５〜３５℃の冷却風を口金面から吐出したポリマーに吹きあてて、６００〜１５００ｍ／分の速度で未延伸糸を引き取るが、冷却風を口金面から吐出下ポリマーに吹きあてる条件や未延伸糸の引取り条件が本発明に記載した範囲外になると、目標とする中空率のものが得られないことがある。
【００３４】
紡糸した未延伸糸を延伸する工程では、未延伸糸を３０〜２００ｋｔｅｘに束ねて、２〜５倍で蒸気下もしくは熱水中で延伸する。その後目標とする物性に応じて、緊張熱処理を行って強度、伸度、収縮率を調整する。そしてクリンパーを用いて捲縮付与をする。
捲縮特性は、本発明で規定する範囲を満たし、かつ、高次加工性で問題にならなければ特に限定しないが、捲縮数は５〜２５山／２５ｍｍ、捲縮度は５〜３０％であることが好ましい。捲縮が高すぎると、絡合性が高くなりすぎて、カード工程においてネップが発生したり、ウェッブの均一性を欠くことがある。
【００３５】
繊維の親水化処理として親水性油剤を付与する方法として、特に制限は無いが、繊維を親水性油剤の浴に浸水させる方法や、繊維にスプレーで均一付与する方法などがあり制限はない。付与する工程はクリンパー通過前、通過後どちらであっても制限はない。
【００３６】
捲縮付与後、前述の好ましい繊維長である１〜１００ｍｍに切断する。
こうして得られたポリエステル系短繊維は、嵩高性、親水性、ソフト性に優れ、均一で高品質のものが得られ、高次加工性にも優れたものとなる。また生産性にも優れるため、不織布の汎用品を高品質にすることが可能となる。
【００３７】
また、本発明のポリエステル系短繊維は、嵩高性に優れたものとなり、具体的には、この嵩高度が６５ｍｍ以上となる。本発明において嵩高度とは、目付け４００ｇ／ｍ２のウェブとし、一定荷重をかけたときの高さを言い、その測定方法は後述する。
【００３８】
かくして得られる本発明のポリエステル系短繊維は、これを用いて不織布とすることが可能であり、特にスパンレース法不織布の製造に好適である。スパンレース加工の方法は限定されるものではないが、常法によりカード工程によりウェッブを形成し、スパンレース工程によりジェット高圧水流により繊維を交絡させ、スパンレース不織布が製造される。
【００３９】
この不織布を用いて最終製品にされると、嵩高性と親水性に優れたものが得られる。例えば、コスメティック用シートとして汗拭き用や化粧落とし用シート等があり、メディカル用シートとしてはお尻拭き用シートや貼付基材用シート等に好適に適用することができるが、この限りではない。
【実施例】
【００４０】
次に、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例で用いる特性は、次のようにして測定したものである。
【００４１】
（１）親水性
原綿をカードに通して得られたウェブを、室温２０℃、湿度６５％の環境下で２４時間静置した。ウェブ５ｇを３ｇのポリプロピレン製の網カゴに詰めサンプルを作成した。常温の純水１Ｌを１Ｌビーカーに入れ、サンプルを水面に落としてからビーカーの底まで沈みきるまでの時間を測定した。測定値から、下記基準で優（Ａ）、良（Ｂ）、否（Ｃ）を評価した。なお、２回の平均を結果とした。
Ａ：１０秒以下
Ｂ：１１〜１５秒
Ｃ：１６秒以上。
【００４２】
（２）嵩高性
底辺２００ｍｍ角の嵩高変化確認用透明箱の中に、（１）と同様に処理したウェブを１６ｇ入れ、次いで、２００ｍｍ角の板によりウェブの上に初期荷重０．０９４ｇ／ｃｍ２をかけ、１分後のウェブの厚み（嵩高性（ｍｍ））を測定した。測定値から、下記基準で優（Ａ）、良（Ｂ）、否（Ｃ）を評価した。なお、２回の平均を結果とした。
Ａ：６５．０ｍｍ以上
Ｂ：６０．０ｍｍ以上６５．０ｍｍ未満
Ｃ：６０．０ｍｍ未満。
【００４３】
（３）ソフト性
前記（１）と同様に処理したウェブを６人の被験者に触ってもらい、次の点数基準に従って点数をつけた後に平均点を算出した。評価基準に従って平均点より評価を決定し、Ａを合格とした。
（点数）
３点：ソフト感がある
２点：ソフト感が弱い
１点：ソフト感がない
（評価）
Ａ：３．０〜２．６点
Ｂ：２．５〜２．１点
Ｃ：２．０〜１．６点
Ｄ：１．５〜１．０点。
【００４４】
（４）親水性油剤付着量
原綿をソックスレー抽出器に投入し、溶媒としてメタノール１２０ｍｌを用い、３時間還流下で５ｇの原綿より親水性油剤を抽出した。その後、メタノールを蒸発させ、残油分量Ｗｏ（ｇ）を測定した。一方、抽出後の原綿を十分乾燥させた後、重量Ｗｓ（ｇ）を測定した。
そして下記式により、親水性油剤付着量を算出した。
親水性油剤付着量（％）＝Ｗｏ÷Ｗｓ×１００
なお、測定回数をｎ＝３として、その平均値とした。
【００４５】
（実施例１）
使用するポリマーはポリエチレンテレフタレートとし、これを溶融温度２８０℃で溶融し、ギアポンプによる計量を行い、２８０℃の温度で口金に流入し紡糸した。紡糸繊維の断面形状は中空断面であり、紡糸された糸条を１３００ｍ／分の速度で引き取りながら、冷却装置を用いて冷却した。このとき、紡糸口金から１０ｍｍの位置より風速５５ｍ／分、風温２５℃の条件で冷却風を当てた。その後、オイリングローラーを用いて非イオン系の工程油剤を０．１質量％付与し、フリーローラーを経て収束０．１％ガイドで他の紡糸錘と３６本合糸した後に、缶内へ振り落とし収納することにより、未延伸糸を得た。未延伸糸が収納された缶を３０缶採取し、採取した缶を並べて３０本の未延伸糸を引き揃えながら、９０℃の温度の温水浴に導き、延伸倍率３．２倍で延伸した延伸糸をクリンパーへ導き機械捲縮を付与して捲縮トウを得た。得られた捲縮トウを乾燥後、ポリオキシエチレン付加アルキルと芳香族ジカルボン酸とエチレングリコールを縮重合反応させて得られたブロック型ポリエステル系の親水性油剤をスプレーで付与し、回転式のカッターにより切断しポリエステル系短繊維を得た。得られたポリエステルは単繊維繊度が２．８ｄｔｅｘ、中空率が３０％、繊維長５１ｍｍ、強度５．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２５％、捲縮数１２山／２．５４ｃｍ、繊維表面の親水性油剤付着量は０．３５％であった。このポリエステル系短繊維１００％をカード機に通してウェブを作成して評価した。
【００４６】
（実施例２）
単繊維繊度が３．３ｄｔｅｘとなるようにした以外は、実施例１同様に製造し、評価した。結果を表１に示す。
【００４７】
（比較例１）
中空率を１３％となるようにした以外は、実施例１同様に製造し、評価した。結果を表１に示す。
【００４８】
（比較例２）
単繊維繊度が７．０ｄｔｅｘ、中空率が３５％となるようにした以外は、実施例１同様に製造し、評価した。結果を表１に示す。
【００４９】
（比較例３）
繊維表面の親水性油剤を親水性でなく疎水性（ここではアミノ変性シリコーンを主成分としたシリコーン系油剤）とした以外は、実施例１同様に製造し、評価した。結果を表１に示す。
【００５０】
（比較例４）
紡糸口金を変更し、単繊維繊度が３．３ｄｔｅｘの中実繊維とした以外は、実施例１同様に製造し、評価した。結果を表１に示す。
【００５１】
【表１】
2019163566.tif 000002