(57)【要約】【課題】ペーパー状とした場合においても充分な強度を有するＰＥＮの短繊維不織布並びにその製造方法を提供する。【解決手段】第１のポリエチレンナフタレート短繊維と断面形状が偏平形状である第２のポリエチレンナフタレート短繊維とからなるＰＥＮ不織布とする。該不織布は第１のポリエチレンナフタレート繊維及び第２のナフタレート繊維とを裁断して短繊維とする裁断工程、第１のポリエチレンナフタレート短繊維と第２のナフタレート短繊維とからなる混合繊維シートを作製するシート化工程、混合繊維シートを加圧加熱して不織布とする加熱工程を有する製造方法により製造することが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のポリエチレンナフタレート短繊維と断面形状が偏平形状である第２のポリエチレンナフタレート短繊維とからなることを特徴とするポリエチレンナフタレート短繊維不織布。
【請求項２】
前記第１のポリエチレンナフタレート短繊維の破断伸度が５〜５０％であり、前記第２のポリエチレンナフタレート短繊維の破断伸度が４０〜１５０％であることを特徴とする請求項１に記載のポリエチレンナフタレート短繊維不織布。
【請求項３】
前記偏平形状は長軸長さ／短軸長さ比が５〜３０であることを特徴とする請求項１又は２に記載のポリエチレンナフタレート短繊維不織布。
【請求項４】
前記第２のポリエチレンナフタレート短繊維の割合が１０〜６０重量％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のポリエチレンナフタレート短繊維不織布。
【請求項５】
第１のポリエチレンナフタレート繊維及び第２のナフタレート繊維とを裁断して短繊維とする裁断工程、前記第１のポリエチレンナフタレート短繊維と第２のポリエチレンナフタレート短繊維とからなる混合繊維シートを作製するシート化工程、前記混合繊維シートを加圧加熱して不織布とする加熱工程を有し、
前記第２のポリエチレンナフタレート短繊維は断面形状が偏平形状であることを特徴とするポリエチレンナフタレート短繊維不織布の製造方法。
【請求項６】
前記第１のポリエチレンナフタレート短繊維の破断伸度が５〜５０％であり、前記第２のポリエチレンナフタレート短繊維の破断伸度が４０〜１５０％であることを特徴とする請求項５に記載のポリエチレンナフタレート短繊維不織布の製造方法。
【請求項７】
前記偏平形状は長軸長さ／短軸長さ比が５〜３０であることを特徴とする請求項５又は６に記載のポリエチレンナフタレート短繊維不織布の製造方法。
【請求項８】
前記混合繊維シートにおける前記第２のポリエチレンナフタレート短繊維の割合を１０〜６０重量％とすることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載のポリエチレンナフタレート短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、ポリエチレンナフタレート繊維の短繊維からなる耐熱性の不織布並びにその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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広く利用されている不織布において、耐熱性を有する不織布の開発の要求が高まっている。係る要請に対応する不織布として、耐熱性が高いポリエチレンナフタレートを使用した不織布が公知である（特許文献１、２）。
【０００３】
特許文献１には、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）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開示されている。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繊維であって、その融点はＰＥＮ繊維より低く、従って得られる不織布は接着成分の融点の影響により不織布の耐熱性が高いものではない。また、特許文献２に開示された不織布は、メルトブロー法で製造されたものであるために強度が充分ではない。
【０００４】
上記の不織布の有する問題を解決する不織布として、実質的にポリエチレンナフタレート繊維からなる耐熱性、強度に優れた長繊維不織布も公知である（特許文献３）。
【０００５】
【特許文献１】特開昭５０−１８７７３号公報
【特許文献２】特開平４−１４６２５１号公報
【特許文献３】特開平１０−２５６５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかるに、特許文献３に開示された不織布は、ＰＥＮ繊維を使用しているために耐熱性に優れた不織布であるが、長繊維を使用し、スパンボンド法により製造されているためにペーパー状の薄い不織布を製造することができない。ペーパー状の不織布を製造するべく特許文献３のＰＥＮ繊維を裁断して短繊維とし、これをペーパー状の不織布とすると充分な強度が得られないことが判明した。
【０００７】
本発明は、上記公知技術の問題点に鑑みて、ペーパー状とした場合においても充分な強度を有するＰＥＮの短繊維からなる不織布並びにその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のポリエチレンナフタレート短繊維不織布は、第１のポリエチレンナフタレート短繊維と断面形状が偏平形状である第２のポリエチレンナフタレート短繊維とからなることを特徴とする。
【０００９】
係るポリエチレンナフタレート短繊維不織布（以下「ＰＥＮ不織布」とも表記する。）は、ペーパー状の薄いものを製造することができ、しかも充分な強度を有するものである。またＰＥＴなどの低融点材料を使用していないために耐熱性に優れた不織布でもある。上記構成により強度に優れた不織布が得られる理由は明らかではないが、第２のポリエチレンナフタレート短繊維によるバインダー効果によるものと推定される。
【００１０】
上述のＰＥＮ不織布においては、前記第１のポリエチレンナフタレート短繊維の破断伸度が５〜５０％であり、前記第２のポリエチレンナフタレート短繊維の破断伸度が４０〜１５０％であることが好ましい。ポリエチレンナフタレート短繊維の破断強度は裁断前の長繊維を使用してＪＩＳ  Ｌ  １０１５に従って測定した値である。
【００１１】
第１のＰＥＮ短繊維の破断伸度が５０％を超える場合，第２のＰＥＮ短繊維の破断伸度が４０％未満の場合には、いずれも不織布の強度が低下する。破断伸度が５％未満のＰＥＮ繊維は製造が困難であり、１５０％を超えるＰＥＮ繊維は伸びが大きすぎて取り扱いが困難である。上記の不織布は長繊維を裁断した短繊維を使用し、抄紙法により製造したペーパータイプの不織布であることが好ましい。第１のＰＥＮ短繊維の断面形状は特に限定されないが、長軸長さ／短軸長さ比が５未満の偏平形状ないし円形であることがより強度の高いＰＥＮ不織布が得られる観点より好ましく、円形の繊維と偏平形状の繊維とが混在してもよく、円形の繊維であることが特に好ましい。
【００１２】
上述のＰＥＮ不織布においては、前記偏平形状は長軸長さ／短軸長さ比が５〜３０であることが好ましい。
【００１３】
係る構成の第２のポリエチレンナフタレート短繊維を使用するＰＥＮ不織布は、薄いペーパー状とした場合においても充分な強度を有する不織布である。第２のポリエチレンナフタレート短繊維の断面形状における偏平形状の長軸長さ／短軸長さ比は８以上であることがより好ましく、１０以上であることがさらに好ましい。偏平形状の長軸長さ／短軸長さ比は大きい方が好ましいが、３０を超えるものは製造することが難しく、２５以下であることが製造が容易であり、好ましい。
【００１４】
上述のＰＥＮ不織布においては、前記第２のポリエチレンナフタレート短繊維の割合が１０〜６０重量％であることが好ましい。
【００１５】
第２のポリエチレンナフタレート短繊維の割合が１０重量％未満の場合には、得られる不織布の強度が充分ではなく、６０重量％を超えると不織布を構成する繊維自体の耐熱性が低下したり、繊維の収縮による凹凸が発生して不織布の外観が悪化する。不織布中の第２のポリエチレンナフタレート短繊維の割合は２０〜５５重量％であることがより好ましい。
【００１６】
本発明のＰＥＮ不織布の製造方法は、第１のポリエチレンナフタレート繊維及び第２のナフタレート繊維とを裁断して短繊維とする裁断工程、前記第１のポリエチレンナフタレート短繊維及び第２のポリエチレンナフタレート短繊維の混合繊維シートを作製するシート化工程、前記混合繊維シートを加圧加熱して不織布とする加熱工程を有し、
前記第２のポリエチレンナフタレート短繊維は断面形状が偏平形状であることを特徴とする。
【００１７】
係る製造方法によれば、ペーパー状の薄い不織布を製造することができ、しかも充分な強度を有するＰＥＮ不織布を製造することができる。ＰＥＮ繊維の裁断は第１のポリエチレンナフタレート繊維及び第２のナフタレート繊維とを所定の比率で供給しながら裁断してもよく、別個に裁断して製造した短繊維を所定の比率に混合してもよい。
【００１８】
上記のＰＥＮ不織布の製造方法においては、前記第１のポリエチレンナフタレート短繊維の破断伸度が５〜５０％であり、前記第２のポリエチレンナフタレート短繊維の破断伸度が４０〜１５０％であることが好ましい。
【００１９】
第１のＰＥＮ短繊維の破断伸度が５０％を超える場合，第２のＰＥＮ短繊維の破断伸度が４０％未満の場合には、いずれも得られる不織布の強度が低下する。破断伸度が５％未満のＰＥＮ繊維は製造が困難であり、１５０％を超えるＰＥＮ繊維は伸びが大きすぎて取り扱いが困難である。
【００２０】
上記のＰＥＮ不織布の製造方法においては、前記偏平形状は長軸長さ／短軸長さ比が５〜３０であることが好ましい。
【００２１】
係る構成の製造方法によれば、より確実に充分な強度を有するペーパー状の薄いＰＥＮ不織布を製造することができる。第２のポリエチレンナフタレート短繊維の断面形状における偏平形状の長軸長さ／短軸長さ比は８以上であることがより好ましく、１０以上であることがさらに好ましい。偏平形状の長軸長さ／短軸長さ比は大きい方が好ましいが、３０を超えるものは製造することが難しく、２５以下であることが製造が容易であり、好ましい。
【００２２】
上記のＰＥＮ不織布の製造方法においては、前記混合繊維シートにおける前記第２のポリエチレンナフタレート短繊維の割合を１０〜６０重量％とすることが好ましい。
【００２３】
第２のポリエチレンナフタレート短繊維の割合が１０重量％未満の場合には得られる不織布の強度が充分ではなく、６０重量％を超えると不織布を構成する繊維自体の耐熱性が低下したり、ヤンキードライヤーにて加熱乾燥する際に繊維の収縮等による不織布の地合い（繊維の均一性）の低下が発生して外観が悪化する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明のＰＥＮ不織布を構成する繊維は、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維、具体的にはポリエチレン−２,６−ナフタレート繊維である。ＰＥＮ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−ナフタレートであってもよい。ポリエチレン−２,６−ナフタレートは、ナフタレン−２,６−ジカルボン酸又はその誘導体とエチレングリコールとを、触媒の存在下重合させることによって合成される。ナフタレン−２,６−ジカルボン酸誘導体としてはメチルエステル、酸ハライド、ビスヒドロキシエチル−２,６−ナフタレート等が例示される。
【００２５】
ポリエチレン−２,６−ナフタレートに５モル％以下で共重合可能な成分としては、ジカルボン酸、グリコールないしビスフェノール類、オキシカルボン酸ないしその誘導体が例示される。ジカルボン酸としては、ナフタレン−２,６−ジカルボン酸シュウ酸、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ジカルボン酸が例示される。
【００２６】
共重合可能なグリコールないしビスフェノール類としては、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−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）等が例示される。またオキシカルボン酸ないしその誘導体としては、グリコール酸、ヒドロキシ安息香酸やそのアルキルエステル等が例示される。
【００２７】
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。極限粘度［η］は、ＰＥＮないし共重合体をフェノールとオルトジクロロベンゼンとの混合溶媒（重量比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。
【００２８】
本発明のＰＥＮ不織布並びにその製造方法においては、第１のポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維と第２のＰＥＮ繊維とを使用する。第１のＰＥＮ繊維は、２５００〜６０００ｍ／分、好ましくは３０００〜５０００ｍ／分の紡連で直接延伸糸を紡糸する方法、ないし２０００ｍ／分以下、好ましくは４００〜１５００ｍ／分の紡連で未延伸糸を紡糸した後に延伸する方法によって製造することができる。第１のＰＥＮ繊維の繊度は特に限定されないが、０.５ｄｔｅｘ〜１０ｄｔｅｘ、好ましくは１ｄｔｅｘ〜８ｄｔｅｘの範囲が有利である。繊度の小さなＰＥＮ繊維を使用すると薄いペーパー状の不織布を製造することができる。
【００２９】
第２のＰＥＮ繊維は、２０００ｍ／分以下、好ましくは５００〜１５００ｍ／分の紡連で紡糸することにより得ることができる繊維中のＰＥＮ分子の配向度が低いものである。この第２のＰＥＮ繊維の繊度も特に限定されるものではないが、１ｄｔｅｘ〜１５ｄｔｅｘ、好ましくは２ｄｔｅｘ〜１２ｄｔｅｘの範囲である。
【００３０】
本発明の不織布を構成する第２のＰＥＮ繊維の断面形状は偏平形状であり、凹凸を有する偏平形状であってもよい。偏平形状としては、楕円形、長円形、並びに菱形、長方形などの凸多角形が好ましい。菱形や長方形は、角が面取りされた形状となる。図１には楕円形の例（図１（ａ））及び長円形（図１（ｂ））を例示した。ｘが長軸長さであり、ｙが短軸長さである。
【００３１】
本発明のＰＥＮ不織布は、第１のポリエチレンナフタレート繊維及び第２のナフタレート繊維とを裁断して短繊維とする裁断工程、前記第１のポリエチレンナフタレート短繊維と第２のナフタレート短繊維とからなる混合繊維シートを作製するシート化工程、前記混合繊維シートを加圧加熱して不織布とする加熱工程を有する製造方法により製造することが好ましい。第１のポリエチレンナフタレート繊維及び第２のナフタレート繊維は一般的な長繊維の製造方法により紡糸して製造する。シート化工程は特に限定されないが、湿式法、即ち、第１のＰＥＮ繊維と第２のＰＥＮ繊維を所定の割合で水に分散させ、抄紙機を使用して混合繊維シートとする方法によることが好ましい。混合繊維シートを作製するシート化工程においては、接着剤は使用しない。混合繊維シートは乾燥し（乾燥工程）、加熱工程に供し、ヒートロール、熱プレス等の公知の手段で加圧、加熱して不織布とする。シート化工程、乾燥工程、加熱工程は連続して行うことが好ましい態様である。
【００３２】
ＰＥＮの短繊維の長さは、第１のＰＥＮ繊維と第２のＰＥＮ繊維共に１〜１０ｍｍであることが好ましく、２〜８ｍｍであることがより好ましい。第１のＰＥＮ繊維と第２のＰＥＮ繊維の短繊維は同じ長さであってもよく、異なる長さであってもよい。加熱工程における加熱温度は、１８０〜２５０℃、より好ましくは１９０〜２４０℃であり、加圧における線圧は、０．５〜４ｋＮ／ｃｍである。本発明の不織布の目付量は１０〜７０ｇ／ｍ２であることが好ましく、２０〜６０ｇ／ｍ２であることがより好ましい。
【実施例】
【００３３】
＜評価方法＞
実施例における繊維の特性の測定方法は次のとおりである。
（１）破断伸度
ＪＩＳＬ １０１５に準じ、定速伸度型引張り試験機にて常温（２０℃）にて測定する。
（２）不織布強伸度
ＪＩＳＬ １０９６に準じ、定速伸度型引張り試験機にて常温（２０℃）にて測定する。
【００３４】
＜不織布の製造例＞
（第１のＰＥＮ繊維の製造例）
ＰＥＮ樹脂を紡糸装置により断面が円形のダイスを使用して紡糸速度６００ｍ／分の速度で紡糸し、次いで常法により５倍延伸して繊度が２．０ｄｔｅｘ，破断伸度が２６％の第１のＰＥＮ繊維（１Ａ）を製造した。延伸倍率を変えて繊度が４．４ｄｔｅｘ、破断伸度が１２２％の第１ＰＥＮ繊維（１Ｂ）を製造した。
【００３５】
（第２のＰＥＮ繊維の製造例）
ＰＥＮ樹脂を紡糸装置により断面が長円形のダイスを使用して紡糸速度９００ｍ／分の速度で紡糸し、繊度が７．６ｄｔｅｘの第２のＰＥＮ繊維を製造した。ダイスは、繊維断面の長軸長さ／短軸長さ比が１５となるものを使用し、第２ＰＥＮ繊維（２Ａ）（破断伸度６６％）、及び繊維の長軸長さ／短軸長さ比が９となる長円形のダイスを使用し、紡糸速度９００ｍ／分にて繊度が１１．１ｄｔｅｘの第２ＰＥＮ繊維（２Ｂ）（破断伸度１４１％）を製造した。
【００３６】
（第３のＰＥＮ繊維の製造例）
ＰＥＮ樹脂を紡糸装置により断面が円形のダイスを使用して紡糸速度９００ｍ／分の速度で紡糸し、繊度が７．２ｄｔｅｘの第２のＰＥＮ繊維（破断伸度１０５％）を製造した。
【００３７】
また紡糸速度を４００ｍ／分として長軸長さ／短軸長さ比が５、破断伸度が２００％以上の第２ＰＥＮ繊維を製造しようと試みたが、いわゆる腰の弱い繊維であって取り扱いが困難であり、不織布は製造しなかった。
【００３８】
＜不織布製造の実験例＞
（実験例１）
第１のＰＥＮ繊維（１Ａ）と繊維断面の長軸長さ／短軸長さ比が１５の第２のＰＥＮ繊維（２Ａ）をそれぞれカッターにより長さ５ｍｍに裁断して短繊維とし、第１のＰＥＮ繊維（１Ａ）の短繊維と第２のＰＥＮ繊維（２Ａ）の短繊維を第２のＰＥＮ繊維（２Ａ）の割合が５０％重量％となるように混合して水に分散し、抄紙機を使用して混合繊維シートとした。乾燥後の混合繊維シートを温度２３０℃のエンボスカレンダーを使用し、線圧１．２ｋＮ／ｃｍにて加圧・加熱して目付量が５７．９ｇ／ｍ２のＰＥＮ不織布を得た。このＰＥＮ不織布（１）を使用して強度を測定した。短繊維の混合比率（重量比）並びに不織布の強度、伸度及び目視による地合い（繊維の分布の均一性）評価の測定結果を表１に示した。
【００３９】
（実験例２）
第２のＰＥＮ繊維として長軸長さ／短軸長さ比が９の第２ＰＥＮ繊維（２Ｂ）を使用した以外は実験例１と同様にして目付量が５６．５ｇ／ｍ２のＰＥＮ不織布を得た。短繊維の混合比率（重量比）並びに不織布の強伸度の測定結果を表１に示した。
【００４０】
（実験例３）
第２のＰＥＮ繊維として第２ＰＥＮ繊維（２Ａ）と第２ＰＥＮ繊維（２Ｃ）を併用した以外は実験例１と同様にして目付量が５７．６ｇ／ｍ２のＰＥＮ不織布を得た。短繊維の混合比率（重量比）並びに不織布の強伸度の測定結果を表１に示した。
【００４１】
（実験例４）
第２のＰＥＮ繊維（２Ａ）の割合が２０％重量％となるように混合した以外は実験例１と同様にして目付量が５７．４ｇ／ｍ２の不織布を得た。短繊維の混合比率（重量比）並びに不織布の強伸度の測定結果を表１に示した。
【００４２】
（実験例５）
第２のＰＥＮ繊維（２Ａ）の割合が６５％重量％となるように混合した以外は実験例１と同様にして目付量が５８．４ｇ／ｍ２の不織布を得た。短繊維の混合比率（重量比）並びに不織布の強伸度の測定結果を表１に示した。
【００４３】
（実験例６）
第１のＰＥＮ繊維として破断伸度が１２２％の第１のＰＥＮ繊維（１Ｂ）を使用した以外は実験例１と同様にして目付量が５８．１ｇ／ｍ２の不織布を得た。短繊維の混合比率（重量比）並びに不織布の強伸度の測定結果を表１に示した。
【００４４】
（実験例７）
第１のＰＥＮ繊維（１Ｂ）、及び第２のＰＥＮ繊維に相当する破断伸度を有する断面が円形の第３のＰＥＮ繊維を長さ５ｍｍに裁断して使用して実験例１と同様にして目付量が５８．４ｇ／ｍ２の不織布を得た。短繊維の混合比率（重量比）並びに不織布の強伸度の測定結果を表１に示した。
【００４５】
【表１】
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【００４６】
上記表１の結果より、本願発明のＰＥＮ不織布（実験例１〜３）は優れた強伸度を有するものであった。これに対して第２のＰＥＮ繊維に相当する破断伸度を有するものの、断面が円形の第３のＰＥＮ繊維を使用した実験例７の不織布は強伸度が弱いものであった。実験例４、５、６の不織布は断面が長円形の第２のＰＥＮ繊維を使用したものではあるが、いずれも好ましい範囲内の破断伸度を有する第１のＰＥＮ繊維（１Ａ）と第２のＰＥＮ繊維（２Ａ）を使用するが組成が好ましい範囲外である実験例４、５の不織布、並びに第１のＰＥＮ繊維として破断伸度が好ましい範囲を超えるＰＥＮ繊維（１Ｂ）を使用した実験例６の不織布は、強伸度は実験例１〜３よりは低かった。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明のＰＥＮ不織布を構成する第２のＰＥＮ繊維の断面形状の例を示した図
【図１】
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