(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２成分のポリオレフィン系樹脂(ただし、ポリスチレン系樹脂も含む、以下同様である。)からなり、各成分が交互に配列された断面構造を有する分割型複合繊維であって、少なくともその１成分のポリオレフィン系樹脂が、エチレン含有量４７〜７５モル％、鹸化度９５％以上のエチレン−ビニルアルコール共重合体を１〜１８重量％含有する樹脂からなるポリオレフィン系分割型複合繊維。
【請求項２】
各成分を構成するポリオレフィン系樹脂が、ポリプロピレン樹脂からなる成分とポリエチレン樹脂からなる成分である請求項１に記載のポリオレフィン系分割型複合繊維。
【請求項３】
ポリオレフィン系樹脂の少なくとも１成分が、立体規則性ポリスチレン樹脂からなる成分である請求項１に記載のポリオレフィン系分割型複合繊維。
【請求項４】
ポリオレフィン系分割型複合繊維が、中空繊維である請求項１〜３の何れか１項に記載のポリオレフィン系分割型複合繊維。
【請求項５】
ポリオレフィン系樹脂の少なくとも１成分に、発泡剤が添加されている請求項１〜４の何れか１項に記載のポリオレフィン系分割型繊維。
【請求項６】
分割型複合繊維の断面形状が、屈曲、湾曲もしくは偏平形状である請求項１〜５の何れか１項に記載のポリオレフィン系分割型複合繊維。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載のポリオレフィン系分割型複合繊維からなる繊維成形体。
【請求項８】
請求項１に記載のポリオレフィン系分割型複合繊維に該分割型複合繊維より低融点からなる繊維を混合し、その低融点繊維のみを熱融着させたのち、該分割型複合繊維を分割するポリオレフィン系分割型複合繊維からなる繊維成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分割性に優れたポリオレフィン系分割型複合繊維に関する。さらに詳しくはバッテリセパレーター、ワイパー、フィルターなどの産業資材分野、おむつ、ナプキンなどの衛生材料分野にも好適に用いることのできる分割性に優れたポリオレフィン系分割型複合繊維及びこれを用いた繊維成形体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、極細繊維を得る方法として、海島型や分割型の複合繊維を用いることが知られている。海島型複合繊維を用いる方法は、複数成分の樹脂を組合せて紡糸し、得られた該複合繊維の１成分を溶解除去することにより、極細繊維を得るものである。この方法は、非常に細い繊維を得ることができる反面、１成分を溶解除去するために非経済的である。一方、分割型複合繊維を用いる方法は、複数成分の樹脂を組合せて紡糸し、得られた複合繊維を物理的応力や繊維を構成する樹脂成分の化学薬品に対する収縮差などを利用して、多数の繊維に分割して極細繊維を得るものである。
【０００３】
例えば、ポリエステル樹脂とポリオレフィン樹脂との組合せ、ポリエステル樹脂とポリアミド樹脂との組合せ、ポリアミド樹脂とポリオレフィン樹脂との組み合わせに代表される分割型複合繊維は、異種のポリマーが混在しているため相溶性に劣るので、物理的応力により分割は容易に進行するものの、分割して得られた極細繊維及びそれからなる繊維成形体は、ポリマー中に官能基を有するため耐薬品性に劣る。そのため、耐薬品性の要求される産業資材分野への使用が制限されているのが現状である。
【０００４】
一方、耐薬品性に優れたポリオレフィン系樹脂同士の組合せでは、前記異種ポリマーの組合わせに比べて比較的、樹脂の相溶性がよいため、得られた分割型複合繊維の分割細繊化には、物理的衝撃を大きくする必要があった。このため、得られた不織布は、分割された部分と分割されない部分が存在したり、該複合繊維が物理的衝撃で動き、目付の厚い部分と薄い部分とができるなど、いわゆる、むらが生じてしまい、該複合繊維を分割細繊化して得られた不織布の地合が悪くなったり、分割されない部分を減らすために、高圧液体流処理の加工速度を大幅に下げる必要があるなど決して満足のできるものではなかった。
【０００５】
これを改善するために特開平４−２８９２２２号公報では、オルガノシロキサン及びこれらの変成体を添加することにより、同種ポリマー同士の分割型複合繊維を容易に分割できるとしている。しかしながら、分割性は多少向上するものの、該分割された繊維を用いた不織布は強力が低下したり、２次加工時の加工性不良の問題等、問題点も多い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、分割し易いポリオレフィン系分割型複合繊維及びそれを用いた緻密で地合のよい繊維成形体を提供することにある。
【０００７】
本発明者らは、前記目的を達成するために、鋭意検討を重ねた結果、少なくとも２成分のポリオレフィン系樹脂から構成される分割型複合繊維であって、少なくともその１成分のポリオレフィン系樹脂を鹸化度９５％以上のエチレン−ビニルアルコール共重合体を１〜３０重量％含有する樹脂にすることにより、分割し易く、かつ該分割型複合繊維を用いて得られる繊維成形体は、緻密で地合のよいものであることを見出し、本発明を完成した。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下の構成からなる。
本発明の第１の発明は、少なくとも２成分のポリオレフィン系樹脂(ただし、ポリスチレン系樹脂も含む、以下同様である。)からなり、各成分が交互に配列された断面構造を有する分割型複合繊維であって、少なくともその１成分のポリオレフィン系樹脂が鹸化度９５％以上のエチレン−ビニルアルコール共重合体を１〜３０重量％含有する樹脂からなるポリオレフィン系分割型複合繊維である。本発明の好ましい態様は、各成分を構成するポリオレフィン系樹脂が、ポリプロピレン樹脂からなる成分とポリエチレン樹脂からなる成分である場合である。
更に、本発明の好ましい態様は、ポリオレフィン系樹脂の少なくとも１成分が、立体規則性ポリスチレン樹脂からなる成分である場合である。
別の本発明の好ましい態様は、ポリオレフィン系分割型複合繊維が、中空繊維である場合である。
別の本発明の好ましい態様は、ポリオレフィン系樹脂の少なくとも１成分に、発泡剤が添加されている場合である。
別の本発明の好ましい態様は、分割型複合繊維の断面形状が、屈曲、湾曲もしくは偏平形状である場合である。
本発明の第２の発明は、第１の発明で得られたポリオレフィン系分割型複合繊維からなる繊維成形体である。
本発明の第３の発明は、第１の発明で得られたポリオレフィン系分割型複合繊維に該分割型複合繊維より低融点である繊維を混合し、その低融点繊維のみを熱融着させたのち、該分割型複合繊維を分割するポリオレフィン系分割型複合繊維からなる繊維成形体の製造方法である。
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のポリオレフィン系分割型複合繊維に用いるポリオレフィン系樹脂としては、炭素数が２〜８個の脂肪族α−オレフィン、例えばエチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、３−メチル−１−ブテン、１−ヘキセン、１−オクテン等のオレフィン単独重合体又はこれらの２種以上からなる共重合体、これらの１種以上と少量の他の不飽和モノマー、例えばブタジエン、イソプレン、ペンタジエン−１，３、スチレン、α−メチルスチレン等との共重合体、および上述した重合体の２種以上の混合物を挙げることができる。
【０００９】
これらのポリオレフィン系樹脂のなかでは、ポリプロピレン樹脂およびポリエチレン樹脂が好ましい。本発明で用いられるポリプロピレン樹脂およびポリエチレン樹脂のメルトフローレート（以下、ＭＦＲと略記する。）は、紡糸可能な範囲であれば特に限定されることはないが、１〜１００ｇ／１０分が好ましく、より好ましくは、５〜７０ｇ／１０分である。
【００１０】
ポリプロピレン樹脂としては、プロピレン単独重合体若しくはプロピレンに少量のエチレン及び／または１−ブテンを共重合した共重合体が好ましい。かかるポリプロピレン樹脂は具体的には、チーグラーナッタ触媒、メタロセン触媒等で重合されたアイソタクチックポリプロピレン、シンジオタクチックポリプロピレンを例示できる。ポリプロピレン樹脂のＭＦＲは、上述した通りであるが、繊維紡出後のＭＦＲは１０〜１００ｇ／１０分の範囲内であれば特に問題はない。繊維紡出後のＭＦＲは、より好ましくは、１０〜７０ｇ／１０分である。このＭＦＲが１０ｇ／１０分未満もしくは１００ｇ／１０分を超えるとフィラメントを紡糸する場合、可紡性が悪くなる場合がある。
【００１１】
一方、ポリエチレン樹脂としては、具体的には、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）を例示することができる。なかでも高密度ポリエチレン樹脂が好ましい。また、これらの２種以上の混合物であってもよい。原料としてのポリエチレン樹脂のＭＦＲは溶融紡糸可能な範囲であればよく、紡糸条件等の変更で、繊維紡出後のＭＦＲが１０〜１００ｇ／１０分の範囲内であれば特に問題はない。繊維紡出後のＭＦＲは、より好ましくは、１０〜６０ｇ／１０分である。このＭＦＲが１０ｇ／１０分未満もしくは１００ｇ／１０分を超えるとフィラメントに紡糸する場合、可紡性が悪くなる場合がある。
【００１２】
また、その他のポリオレフィン系樹脂として、立体規則性ポリスチレン樹脂を挙げることができる。
立体規則性ポリスチレン樹脂は、13Ｃ−ＮＭＲ法により測定されるタクティシティーとして、連続する複数個の構造単位の存在割合によって示すことができる。本発明で用いられる立体規則性ポリスチレン樹脂としては、通常、シンジオタクチックペンタッド分率が８５％以上、好ましくは９５％以上であるポリスチレンまたはポリメチルスチレン、ポリエチルスチレン若しくはポリイソプロピルスチレン等のポリアルキルスチレン等を例示することができ、これらを単独もしくは混合して、使用することができる。これら重合体を構成する各モノマーの組合せから得られる共重合体も使用することができる。
【００１３】
更に、上述のスチレン系モノマー群から選択される１種以上のモノマーにエチレン、プロピレン、ブテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン若しくはデセン等のオレフィン系モノマー、ブタジエン若しくはイソプレン等のジエン系モノマー、環状オレフィンモノマーまたは環状ジエンモノマー等の１種以上を添加して共重合して得られるシンジオタクティックポリスチレン構造を有する共重合体も使用することができる。
【００１４】
本発明のポリオレフィン系分割型複合繊維は、上述した樹脂のうちの互いに異なる少なくとも２成分からなるポリオレフィン系樹脂を任意に組合せることが可能であるが、耐薬品性が要求される産業資材分野及び衛生材料分野等に使用する場合、より好ましい組合せとして、耐薬品性が高く、コスト的に有利なポリプロピレン樹脂とポリエチレン樹脂の２成分の組合わせが好適である。
【００１５】
本発明のポリオレフィン系分割型複合繊維に好適に使用されるポリプロピレン樹脂とポリエチレン樹脂の２成分の組合わせにあっては、ポリプロピレン樹脂が高融点樹脂であり、ポリエチレン樹脂が低融点樹脂である。
以下、高融点樹脂を樹脂Ａ、低融点樹脂を樹脂Ｂと略記することもある。また、それぞれの樹脂にエチレン−ビニルアルコール共重合体が添加された混合物の場合も、同様である。
【００１６】
本発明において、少なくとも１成分のポリオレフィン系樹脂に添加されるエチレン−ビニルアルコール共重合体は、エチレン−酢酸ビニル共重合体を鹸化することにより得られる重合体であり、その鹸化度が９５％以上、好ましくは９８％以上のである。エチレン含有量は２０〜７５モル％が好ましい。鹸化度が低いと曳糸性が悪くなり、また軟化し易く加工工程でトラブルが発生し易くなる。またエチレン含有量が２０モル％未満では、ポリオレフィン系樹脂に混合する比率が高くなった場合に曳糸性が悪化し易くなる。エチレン含有量が７５モル％を超える場合は、得られた分割型繊維が分割され難くなる。そのため分割し易くするためにエチレン−ビニルアルコール共重合体の添加量を多くする必要がある。またエチレン−ビニルアルコール共重合体のメルトフローレートは、５〜１００ｇ／１０分であれば、特に問題はない。
【００１７】
ポリオレフィン系樹脂に添加するエチレン−ビニルアルコール共重合体の添加量は、１〜３０重量％、好ましくは２〜２０重量％、より好ましくは３〜１５重量％である。エチレン−ビニルアルコール共重合体の添加量が１重量％未満では、分割性を向上させる効果が低く、３０重量％を越える場合には、ポリオレフィン系樹脂に添加するエチレン−ビニルアルコール共重合体が均一に分散せず、曳糸性が悪化し易くなる。
【００１８】
本発明に関わるポリオレフィン系樹脂には、本発明の効果を妨げない範囲内で酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、中和剤、造核剤、エポキシ安定剤、滑剤、抗菌剤、難燃剤、帯電防止材、顔料、可塑剤、親水剤などの添加剤を適宜必要に応じて添加してもよい。
【００１９】
本発明におけるポリオレフィン系分割型複合繊維の断面構造としては、２成分が交互に配列された断面構造を有する図１〜６に例示した構造を挙げることができる。図１、２に例示したように各成分が交互に配列された放射状分割型断面、図３に例示したように各成分が交互に配置された中空状分割型断面、図４，５に例示したように各成分が交互に層状に配置されたは層状分割型断面、図６は各成分が交互に配列され屈曲、湾曲もしくは扁平形状となった分割型断面形状を例示することができる。もちろん、多成分のポリオレフィン系樹脂から構成される分割型複合繊維にあっては、同成分が隣り合うことなく多成分が配列した断面構造をとる。なお図１〜６に例示した該複合繊維の断面構造及び形状はモデル図であり、実際の繊維製造時には、該複合繊維は種々の外部応力を受け断面形状が変形する場合があるが実用上、特に問題はない。
【００２０】
前述した断面構造のなかで、各成分同士の接触界面面積が比較的少なく、分割性に優れる図３、図５、図６に例示の断面構造が好ましい。図３は２成分のポリオレフィン系樹脂（樹脂Ａ、樹脂Ｂ）が、放射状に交互に配列された繊維中心部に中空部を有する複合繊維である。繊維中心部の中空部が占める面積、即ち中空率は、５〜４０％であり、より好ましくは、１０〜３０％である。中空部の形状は特に限定されるものではない。中空率が５％未満では、隣接成分同士の接触面積が大きく、未分割繊維を物理的応力で分割細繊化する場合に、繊維が潰れ難く２成分の接触界面での剥離に要するエネルギーを大きくする必要がある。また中空率が４０％を超えると、隣接成分同士の接触面積が小さく物理的応力による分割細繊化は容易に進行するが、曳糸性、生産性を維持したまま未分割繊維を生産することが難しくなる。即ち中空率は５〜４０％、より好ましくは１０〜３０％とすることにより、曳糸性、生産性を維持したまま、分割し易い繊維とすることができる。
【００２１】
さらに中空部は繊維中心部のみでなく、樹脂Ａまたは樹脂Ｂの何れか一方に発泡剤を混入して紡糸すると、発泡剤の作用で樹脂Ａまたは樹脂Ｂの何れか一方に中空部を存在させることができる。この中空部は樹脂Ａ、樹脂Ｂ成分の境界部に存在し隣接成分同士の接触面積を小さくするので、分割に要する衝撃エネルギーも少なくて済み、易分割性を著しく向上させることができる。用いる発泡剤としては、例えばアゾジカルボンアミド、バリウムアゾジカルボキシレート、Ｎ，Ｎ−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、ｐ−トルエンスルホニルセミカルバジド、トリヒドラジノトリアジン等を例示することができる。また複合繊維外周面は真円でも楕円形または三角〜八角形などの角形等の異形断面形状であっても何ら問題ない。
【００２２】
図５、図６は、少なくとも２成分のポリオレフィン系樹脂から構成され、繊維の断面において、各成分は交互に配列され、かつ、該断面形状が、屈曲、湾曲もしくは扁平形状の複合繊維を例示したものである。該断面形状が屈曲、湾曲もしくは偏平形状の分割型複合繊維は断面が円形の分割型複合繊維、例えば放射状、積層状分割型複合繊維に比べて、分割セグメント数および繊度が同じである場合、表面積が大きく、また隣接成分同士の接触面積が小さくなるため、該分割型複合繊維は高圧液体流を効果的に受けることができ、同じ水圧であっても分割し易くなる。
【００２３】
さらに屈曲、湾曲した断面形状のものは、断面形状が偏平形状であるものに比べて、製糸工程中、例えば紡糸工程で得られた未延伸糸を延伸工程で延伸する場合、速度差のあるロール間で集束されて強い応力で延伸されるが、このとき、繊維同士は高い圧力で圧迫されることとなる。また短繊維とする場合には、カット工程で延伸工程と同等以上の強い圧力で繊維同士が圧迫されることとなる。このため、屈曲あるいは湾曲した断面形状を有する分割型複合繊維は、偏平形状のものに比べて、繊維は非常に潰され易く、製糸工程中で分割が部分的に進行することとなる。
【００２４】
また分割しなくても繊維の各成分の接触界面には歪みが加わり、より分割しやすい状態になっている。このように製糸工程中で、すでに部分的に分割が進行している場合は、抄紙法が好適に使用できる。抄紙法の場合、すでに部分的に分割が進行している方が抄紙の段階で緻密な地合のよいウェブとなり好ましい。また製糸工程中での分割の進行を極力抑えたい場合は、延伸倍率を低く設定することが有効である。具体的には、延伸糸伸度が未延伸糸伸度の２０％以上を有することが好ましい。
【００２５】
ここで屈曲もしくは湾曲の形状は、特に限定されるものではなく、例えば、Ｕ字型、Ｃ字型、Ｓ字型、Ｍ字型、Ｎ字型、Ｌ字型、波型などを挙げることができ、またこれら種々の屈曲や湾曲形状の混合物であってもよい。さらに偏平形状としては、例えばＩ字型やＵ字型、Ｃ字型の湾曲部が圧縮されて偏平になった断面形状を挙げることができるが、本発明はこれらの断面形状に限定されるものではない。
【００２６】
屈曲、湾曲もしくは扁平形状を有する分割型複合繊維は、カレンダーロール同士の加圧によっても、前記の延伸、カット工程と同様に部分的に分割が進行する。またスパンボンド法によって得られる長繊維のように、延伸工程を経ない分割型複合繊維であっても、加圧されたカレンダーロール間にこれを通過させることにより、分割細繊化した繊維集合体とすることができる。
【００２７】
本発明のポリオレフィン系分割型複合繊維において、２成分のポリオレフィン系樹脂から構成される複合繊維の複合比は容量比で、１０／９０〜９０／１０の範囲で、より好ましくは３０／７０〜７０／３０である。
【００２８】
ポリオレフィン系分割型複合繊維の分割前の単糸繊度は、特に限定されることはないが、０．６〜１０デシテックスであることが好ましく、より好ましくは、１〜６デシテックスである。単糸繊度が０．６デシテックス未満であると溶融紡糸工程での曳糸性が低下する傾向にある。また、１０デシテックスを大幅に超えると、得られたウェブを高圧液体流処理等で分割細繊化しても、均一性の高い繊維集合体とすることが難しくなる。
【００２９】
ポリオレフィン系分割型複合繊維を高圧液体流処理等で分割する場合、分割後の極細繊維の平均単糸繊度は０．５デシテックス以下が好ましく、特に０．３デシテックス以下に分割させることがより好ましい。従って分割型複合繊維の分割セグメント数は、極細繊維の平均繊度が０．５デシテックス以下となるように決めればよく、分割型複合繊維のセグメント数が多ければ分割後の繊度が小さくなる利点があるが、実際には繊維製造上の容易さから４〜３２セグメント数とすることが好ましい。また個々のセグメントの繊度は同一である必要はなく、分割型複合繊維が完全に分割していない場合には、未分割の分割型複合繊維と完全に分割した極細繊維との中間に複数の異なった繊度の繊維が混在していてもよい。
【００３０】
以下、本発明のポリオレフィン系分割型複合繊維の１例として、ポリプロピレン樹脂（樹脂Ａ）と高密度ポリエチレン樹脂（樹脂Ｂ）の２成分を組み合わせ、何れか１成分にエチレン−ビニルアルコール共重合体を前記添加量の範囲で混合させた分割型複合繊維の製造方法を例示する。
上記２成分を通常の溶融紡糸機により長繊維として紡出する。紡糸に際し、紡糸温度は１８０〜３００℃の範囲で紡糸することが好ましく、引き取り速度は４０ｍ／分〜１５００ｍ／分程度とするのがよい。延伸は必要に応じて多段延伸を行ってもよく、延伸倍率は通常３〜９倍程度とするのがよい。さらに得られたトウは必要に応じて捲縮を付与した後、所定長に切断して短繊維とする。以上は短繊維の製造工程を開示したが、トウを切断せず、長繊維トウを分繊ガイドなどによりウェブとすることもできる。その後は必要に応じて高次加工工程を経て、種々の用途に応じた繊維成形体に成形される。また単繊維とせずフィラメント糸としてもよい。
【００３１】
ここで繊維成形体とは、布状の形態であればいかなるものでもよく、例えば織物、編物、不織布を例示することができる。また本発明の繊維は他の繊維と混綿、あるいは混紡して繊維成形体にすることもできる。また、カード法、エアレイド法、あるいは抄紙法などで均一にしたウェブ状物、織物、編物、あるいは不織布を種々積層した繊維成形体であってもよい。
【００３２】
本発明の繊維成形体は必要に応じて本発明の分割型複合繊維に他の繊維を混綿あるいは混紡して用いることができるが、かかる他の繊維としては、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、アクリルなどの合成繊維、綿、羊毛、麻などの天然繊維、レーヨン、キュプラ、アセテートなどの再生繊維、半合成繊維などが挙げられる。
【００３３】
かかる工程において、繊維を紡出後、繊維の静電気防止、繊維成形体への加工性向上のための平滑性付与などを目的として界面活性剤を繊維表面に付着させることができる。界面活性剤の種類、濃度は用途に合わせて適宜調整する。付着の方法は、ローラ法、浸漬法などを用いることができる。付着は、紡糸工程、延伸工程、捲縮工程のいずれで付着させても差し支えない。さらに短繊維、長繊維を問わず、紡糸工程、延伸工程、捲縮工程以外の、例えば繊維成形体に成形後、界面活性剤を付着させることもできる。
【００３４】
本発明のポリオレフィン系分割型複合繊維の繊維長は、特に限定されるものではないが、カード機を用いてウェブを作製する場合は、一般に２０〜７６ｍｍのものを用い、抄紙法やエアレイド法では、一般に繊維長が２ｍｍ〜２０ｍｍのものが好ましく用いられる。繊維長が２ｍｍ未満の場合には、物理的衝撃で繊維が動いてしまい、分割に必要なエネルギーを繊維自体が受けにくくなってしまう。また、繊維長が７６ｍｍを大幅に超える場合はカード機等でのウェブ形成が均一にできず、均一な地合のウェブとするのが難しくなる。
【００３５】
本発明のポリオレフィン系分割型複合繊維からなる繊維成形体の製造方法の一例として、不織布の製造方法を例示する。例えば前記ポリオレフィン系分割型複合繊維の製造方法で製造された短繊維を用いて、カード法、エアレイド法、あるいは抄紙法を用いて必要な目付のウェブを作製する。またメルトブロー法、スパンボンド法などで直接ウェブを作製してもよい。前記の方法で作製したウェブを、ニードルパンチ法、高圧液体流処理等の公知の方法で分割細繊化して繊維成形体を得ることができる。さらに、この繊維成形体を熱風あるいは熱ロール等の公知の加工方法でさらに処理することもできる。また抄紙法などの非常に短い繊維で構成されたウェブをニードルパンチ法、高圧液体流処理等の公知の方法で分割細繊化する場合に、その物理的応力で繊維が分割すると同時に繊維が動いて地合不良となる場合があるため、予め本発明のポリオレフィン系分割型複合繊維を構成する樹脂の融点よりも低融点で熱融着する繊維を混綿しておき、この低融点繊維で熱融着された不織布を作製しておくことで地合の不良を軽減させることができる。
【００３６】
本発明の繊維成形体の目付は、特に限定されるものではないが、１０〜２００ｇ／ｍ2のものが好ましい。目付が１０ｇ／ｍ2未満では、高圧液体流処理などの物理的応力で分割細繊化する場合、地合不良な不織布となる場合がある。また目付が２００ｇ／ｍ2を超えると、目付が高く、より高圧の水流が必要となり、地合良く、均一な分割を行うことが困難となる場合がある。
【００３７】
次に、高圧液体流処理について説明する。高圧液体流処理に用いる高圧液体流装置としては、例えば、孔径が０．０５〜１．５ｍｍ、特に０．１〜０．５ｍｍの噴射孔を孔間隔０．１〜１．５ｍｍで一列あるいは複数列に多数配列した装置を用いる。噴射孔から高水圧で噴射させて得られる高圧液体流を多孔性支持部材上に置いた前記ウェブに衝突させる。これにより本発明の未分割の分割型複合繊維は高圧液体流により、交絡されると同時に細繊化される。噴射孔の配列は前記ウェブの進行方向と直交する方向に列状に配列する。高圧液体流としては、常温あるいは温水を用いてもよいし、任意に他の液体を用いてもよい。
【００３８】
噴射孔とウェブとの間の距離は、１０〜１５０ｍｍとするのがよい。この距離が１０ｍｍ未満であると、この処理により得られる繊維成形体の地合が乱れる。一方、この距離が１５０ｍｍを超えると液体流がウェブに与える物理的衝撃が弱くなり、交絡及び分割細繊化が十分に施されない場合がある。この高圧液体流の処理圧力は、製造方法及び繊維成形体の要求性能によって制御されるが、一般的には２ＭＰａ〜２０ＭＰａの高圧液体流を噴射するのがよい。なお処理する目付等にも左右されるが、前記処理圧力の範囲内において、高圧液体流は順次、低水圧から高水圧へ圧力を上げて処理すると、ウェブの地合が乱れることなく交絡及び分割細繊化が可能となる。高圧液体流を施す際にウェブを載せる多孔性支持部材としては、例えば５０〜２００メッシュの金網製あるいは合成樹脂製のメッシュスクリーンや有孔板など高圧液体流が上記ウェブを貫通するものであれば特に限定されない。
【００３９】
尚、ウェブの片面より高圧液体流処理を施した後、引き続き交絡処理されたウェブを反転させて高圧液体流処理を施すことによって、表裏共に緻密で地合のよい繊維成形体を得ることができる。さらに高圧液体流処理を施した後、処理後の繊維成形体から水分を除去する。この水分を除去するに際しては、公知の方法を採用することができる。例えば，マングロール等の絞り装置を用いて、水分をある程度除去した後、熱風循環式乾燥機等の乾燥装置を用いて完全に水分を除去して本発明の繊維成形体を得ることができる。
【００４０】
本発明のポリオレフィン系分割型複合繊維は、従来のポリオレフィン系分割型繊維に比べ分割し易く、高圧液体流による物理的衝撃が少なくて分割、細繊化が可能である。このため、スパンレースの律速段階である高圧液体流処理の高速化及び高圧液体流の低圧化による地合改善、例えば抄紙法のような繊維長の短い繊維からなるウェブでは、高圧液体流の圧力を低くすることができ、繊維成形体の地合が乱れたり、貫通孔が開くなどの問題を改善することができる。
【００４１】
以上のようにポリオレフィン系樹脂から構成された分割型複合繊維であっても容易に分割させることができ、緻密で地合のよい繊維成形体を得ることができる。さらにポリオレフィン系樹脂に添加するエチレン−ビニルアルコール共重合体は比較的耐薬品性にも優れると共に、その添加量も少ないため、耐薬品性が要求されるようなバッテリセパレーター、ワイパー、フィルター等の産業資材分野をはじめ、衛生材料分野、医療分野にも好適に使用することができる。
【００４２】
【実施例】
以下、本発明を実施例及び比較例によって説明するが、本発明はこれらにより限定されるものではない。なお実施例、比較例における用語と物性の測定方法は以下の通りである。
【００４３】
（１）メルトフローレート（ＭＦＲ）
ＪＩＳ  Ｋ  ７２１０に準拠して測定した。
原料がポリプロピレン樹脂である場合：  条件１４
原料がポリエチレン樹脂である場合：  条件４
原料がシンジオタクテイックポリスチレン樹脂である場合：  温度３００℃、荷重２１．１８Ｎ
原料がエチレン−ビニルアルコール共重合体である場合：  条件４
【００４４】
（２）曳糸性
溶融紡糸時の曳糸性を糸切れ回数の発生率により、次の３段階で評価した。
○：糸切れが全く発生せず、操作性が良好である。
△：糸切れが１時間当たり１〜２回
×：糸切れが１時間当たり４回以上発生し、操作上問題がある。
【００４５】
（３）融点
融点測定は、デュポン社製熱分析装置ＤＳＣ１０を用い、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２２に準拠して行った。
【００４６】
（４）繊維引張強伸度
ＪＩＳ  Ｌ  １０１３法に準拠して、島津製作所（株）製オートグラフ  ＡＧＳ５００Ｄを用い、試長１００ｍｍ、引張速度１００ｍｍ／分で測定した。
【００４７】
（５）分割性評価
（分割後ウェブの作製方法）
ブレンダー（Osterizer  Blender）に５００ｍｌの脱イオン水と本発明の分割型複合繊維１．０ｇ（繊維重量）を入れ、７９００ｒｐｍで５分間撹拌した。これを直径１２ｃｍのブフナーロートで濾過し、８０℃で乾燥させた。該ウェブは完全に分割した分割型複合繊維、部分的に分割した分割型複合繊維、及び未分割の分割型複合繊維が混ざり合ったウェブであった。
（分割前ウェブの作製方法）
ビーカーに５００ｍｌの脱イオン水と本発明の分割型複合繊維１．０ｇ（繊維重量）を入れ、ガラス棒で１０秒撹拌した。これを直径１２ｃｍのブフナーロートで濾過し、８０℃で乾燥させた。該ウェブは大部分が未分割の分割型複合繊維で構成されたウェブであった。
（通気度減少率の測定方法）
分割前及び分割後の各ウェブを１５０メッシュの金属金網で挟み、ＪＩＳ  Ｌ１０９６  ６．２７Ａ法に準拠して通気度を測定し、以下の式より通気度減少率を算出した。
通気度減少率（％）
＝（分割前ウェブの通気度−分割後ウェブの通気度）／分割前ウェブの通気度×１００
分割率が大きくなるほどウェブは緻密となり、通気度は低下し、通気度減少率は大きくなる。従って通気度減少率が高くなるほど該分割型複合繊維の分割率は高くなり、分割し易い繊維であると判断することができる。
【００４８】
（６）高圧液体流処理
ローラカード機、エアレイド機、抄紙機等で作成したウェブを８０メッシュの平織りからなるコンベアーベルト上に載せ、コンベアーベルト速度１０ｍ／分の速度で、ノズル径０．１ｍｍ、ノズルピッチ１ｍｍのノズル直下を通過させ、高圧液体流を噴射した。まず、２ＭＰａで予め予備処理（２段）した後、水圧５ＭＰａの高圧液体流で４段処理した。ウェブを反転させ、さらに水圧５ＭＰａの高圧液体流で４段処理することにより、分割細繊化した部分を含む不織布を得た。ここで段とは、ノズル直下を通過した回数のことである。
【００４９】
実施例１
樹脂Ａとしてポリプロピレン系結晶性エチレン−プロピレンランダム共重合体樹脂（融点１４５℃、ＭＦＲ１７）を用い、樹脂Ｂとして高密度ポリエチレン樹脂（融点１３１℃、ＭＦＲ１６）８０重量部とエチレン−ビニルアルコール共重合体（鹸化度９９％、エチレン含有量４７モル％、ＭＦＲ１４、融点１６０℃）２０重量部の混合物を用いて、分割型複合繊維用口金により、樹脂Ａと樹脂Ｂの容積比率５０／５０の図２に示した繊維の断面構造及び形状を有する分割型複合繊維を紡糸した。引き取り工程において、アルキルフォスフェートカリウム塩を付着させた。得られた未延伸糸を９０℃で延伸し、抄紙用分散剤を付着させた後、５ｍｍ長に切断した。得られた分割型複合繊維を用い、前記（５）の分割性評価に準拠して分割性の評価を行った。
【００５０】
比較例１
樹脂Ａとしてポリプロピレン系結晶性エチレン−プロピレンランダム共重合体樹脂（融点１４５℃、ＭＦＲ１７）を用い、樹脂Ｂとして高密度ポリエチレン樹脂（融点１３１℃、ＭＦＲ１６）を用いた以外は、実施例１に準拠して分割型複合繊維の作製を行い、同様に分割性の評価を行った。
【００５１】
実施例２
樹脂Ａとしてポリプロピレン樹脂（プロピレン単独重合体、融点１６３℃、ＭＦＲ１６）を用い、樹脂Ｂとして高密度ポリエチレン樹脂（融点１３１℃、ＭＦＲ１６）９０重量部とエチレン−ビニルアルコール共重合体（鹸化度９９％、エチレン含有量４７モル％、ＭＦＲ１４、融点１６０℃）１０重量部の混合物を用いて、分割型複合繊維用口金により、樹脂Ａと樹脂Ｂの容積比率５０／５０の図１に示した繊維の断面構造及び形状を有する分割型複合繊維を紡糸した。引き取り工程において、アルキルフォスフェートカリウム塩を付着させた。得られた未延伸糸を９０℃で延伸し、抄紙用分散剤を付着させた後、５ｍｍ長に切断した。得られた分割型複合繊維を用い、前記（５）の分割性評価に準拠して分割性の評価を行った。
【００５２】
比較例２
樹脂Ａとしてポリプロピレン樹脂（プロピレン単独重合体、融点１６３℃、ＭＦＲ１６）を用い、樹脂Ｂとして高密度ポリエチレン樹脂（融点１３１℃、ＭＦＲ１６）を用いた以外は、実施例２に準拠して分割型複合繊維の作製を行い、同様に分割性の評価を行った。
【００５３】
実施例３
樹脂Ａとしてポリプロピレン樹脂（プロピレン単独重合体、融点１６３℃、ＭＦＲ１６）を用い、樹脂Ｂとして高密度ポリエチレン樹脂（融点１３１℃、ＭＦＲ１６）９５重量部とエチレン−ビニルアルコール共重合体（鹸化度９９％、エチレン含有量４７モル％、ＭＦＲ１４、融点１６０℃）５重量部の混合物の２成分を用いて、分割型複合繊維用口金により、樹脂Ａと樹脂Ｂの容積比率５０／５０の図３に示した繊維の断面構造及び形状を有する分割型複合繊維を紡糸した。引き取り工程において、アルキルフォスフェートカリウム塩を付着させた。得られた未延伸糸を９０℃で延伸し、抄紙用分散剤を付着させた後、５ｍｍ長に切断した。得られた分割型複合繊維を用い、前記（５）の分割性評価に準拠して分割性の評価を行った。
【００５４】
比較例３
樹脂Ａとしてポリプロピレン樹脂（プロピレン単独重合体、融点１６３℃、ＭＦＲ１６）を用い、樹脂Ｂとして高密度ポリエチレン樹脂（融点１３１℃、ＭＦＲ１６）を用いた以外は、実施例３に準拠して分割型複合繊維の作製を行い、同様に分割性の評価を行った。
【００５５】
実施例４
樹脂Ａとしてポリプロピレン樹脂（プロピレン単独重合体、融点１６３℃、ＭＦＲ１６）を用い、樹脂Ｂとして高密度ポリエチレン樹脂（融点１３１℃、ＭＦＲ１６）９７重量部とエチレン−ビニルアルコール共重合体（鹸化度９９％、エチレン含有量４７モル％、ＭＦＲ１４、融点１６０℃）３重量部の混合物を用いた以外は、実施例３に準拠して分割型複合繊維の作製を行い、同様に分割性の評価を行った。
【００５６】
実施例５
樹脂Ａとしてポリプロピレン樹脂（プロピレン単独重合体、融点１６３℃、ＭＦＲ１６）を用い、樹脂Ｂとして高密度ポリエチレン樹脂（融点１３１℃、ＭＦＲ１６）８２重量部とエチレン−ビニルアルコール共重合体（鹸化度９９％、エチレン含有量４７モル％、ＭＦＲ１４、融点１６０℃）１８重量部の混合物を用いた以外は、実施例３に準拠して分割型複合繊維の作製を行い、同様に分割性の評価を行った。
【００５７】
実施例６
図６に示した繊維の断面構造及び形状を有する分割型複合繊維とした以外は、実施例２に準拠して分割型複合繊維の作製を行い、同様に分割性の評価を行った。
【００５８】
比較例４
図６に示した繊維の断面構造及び形状を有する分割型複合繊維とした以外は、比較例２に準拠して分割型複合繊維の作製を行い、同様に分割性の評価を行った。
【００５９】
実施例７
樹脂Ａとしてポリプロピレン樹脂（プロピレン単独重合体、融点１６３℃、ＭＦＲ１６）を用い、樹脂Ｂとして直鎖状低密度ポリエチレン樹脂（融点１２３℃、ＭＦＲ２３）９０重量部とエチレン−ビニルアルコール共重合体（鹸化度９９％、エチレン含有量４７モル％、ＭＦＲ１４、融点１６０℃）１０重量部の混合物を用いた以外は、実施例３に準拠して分割型複合繊維の作製を行い、同様に分割性の評価を行った。
【００６０】
比較例５
樹脂Ａとしてポリプロピレン樹脂（プロピレン単独重合体、融点１６３℃、ＭＦＲ１６）を用い、樹脂Ｂとして直鎖状低密度ポリエチレン樹脂（融点１２３℃、ＭＦＲ２３）を用いた以外は、実施例７に準拠して分割型複合繊維の作製を行い、同様に分割性の評価を行った。
【００６１】
実施例８
樹脂Ａとしてポリプロピレン樹脂（プロピレン単独重合体、融点１６３℃、ＭＦＲ１６）を用い、樹脂Ｂとして低密度ポリエチレン樹脂（融点１１０℃、ＭＦＲ２０）９０重量部とエチレン−ビニルアルコール共重合体（鹸化度９９％、エチレン含有量４７モル％、ＭＦＲ１４、融点１６０℃）１０重量部の混合物を用いた以外は、実施例３に準拠して分割型複合繊維の作製を行い、同様に分割性の評価を行った。
【００６２】
比較例６
樹脂Ａとしてポリプロピレン樹脂（プロピレン単独重合体、融点１６３℃、ＭＦＲ１６）を用い、樹脂Ｂとして低密度ポリエチレン樹脂（融点１１０℃、ＭＦＲ２０）を用いた以外は、実施例８に準拠して分割型複合繊維の作製を行い、同様に分割性の評価を行った。
【００６３】
実施例９
樹脂Ａとしてポリプロピレン樹脂（プロピレン単独重合体、融点１６３℃、ＭＦＲ１６）９０重量部とエチレン−ビニルアルコール共重合体（鹸化度９９％、エチレン含有量４７モル％、ＭＦＲ１４、融点１６０℃）１０重量部の混合物を用い、樹脂Ｂとして高密度ポリエチレン樹脂（融点１３１℃、ＭＦＲ２６）を用いた以外は、実施例６に準拠して分割型複合繊維の作製を行い、同様に分割性の評価を行った。
【００６４】
実施例１０（参考例１）
樹脂Ａとしてシンジオタクチックポリスチレン樹脂（ラセミ体からなるスチレン単独重合体、シンジオタクチックペンタッドが９５％、融点２７０℃）を用い、樹脂Ｂとしてポリプロピレン樹脂（融点１６３℃、ＭＦＲ１０）９０重量部とエチレン−ビニルアルコール共重合体（鹸化度９９％、エチレン含有量４４モル％、ＭＦＲ６、融点１６５℃）１０重量部の混合物を用いて、分割型複合繊維用口金により、樹脂Ａと樹脂Ｂの容積比率５０／５０の図３に示した繊維の断面構造及び形状を有する分割型複合繊維を紡糸した。引き取り工程において、アルキルフォスフェートカリウム塩を付着させた。得られた未延伸糸を１２０℃で延伸し、さらに１５０℃でアニーリングを行った後、抄紙用分散剤を付着させ５ｍｍ長に切断した。得られた分割型複合繊維を用い、前記（５）の分割性評価に準拠して分割性の評価を行った。
【００６５】
比較例７
樹脂Ａとしてシンジオタクチックポリスチレン樹脂（ラセミ体からなるスチレン単独重合体、シンジオタクチックペンタッドが９５％、融点２７０℃）を用い、樹脂Ｂとしてポリプロピレン樹脂（融点１６３℃、ＭＦＲ１０）を用いた以外は実施例１０に準拠して分割型複合繊維の作製を行い、同様に分割性の評価を行った。
【００６６】
実施例１１（参考例２）
樹脂Ａとしてシンジオタクチックポリスチレン樹脂（ラセミ体からなるスチレン単独重合体、シンジオタクチックペンタッドが９５％、融点２７０℃）を用い、樹脂Ｂとして高密度ポリエチレン樹脂（融点１３１℃、ＭＦＲ１６）９０重量部とエチレン−ビニルアルコール共重合体（鹸化度９９％、エチレン含有量４４モル％、ＭＦＲ６、融点１６５℃）１０重量部の混合物を用いて、分割型複合繊維用口金により、樹脂Ａと樹脂Ｂの容積比率５０／５０の図３に示した繊維の断面構造及び形状を有する分割型複合繊維を紡糸した。引き取り工程において、アルキルフォスフェートカリウム塩を付着させた。得られた未延伸糸を１２０℃で延伸し抄紙用分散剤を付着させた後、５ｍｍ長に切断した。得られた分割型複合繊維を用い、前記（５）の分割性評価に準拠して分割性の評価を行った。
【００６７】
実施例１２
樹脂Ａとしてポリプロピレン樹脂（プロピレン単独重合体、融点１６３℃、ＭＦＲ１６）を用い、樹脂Ｂとして高密度ポリエチレン樹脂（融点１３１℃、ＭＦＲ１６）８８重量部とエチレン−ビニルアルコール共重合体（鹸化度９９％、エチレン含有量４７モル％、ＭＦＲ１４、融点１６０℃）１０重量部と発泡剤マスターバッチ２重量部（大日精化工業（株）製「ダイブローＨＣ」：低密度ポリエチレンベース、発泡剤含有量２０重量％）の混合物を用いて、分割型複合繊維用口金により、樹脂Ａと樹脂Ｂの容積比率５０／５０の図２に示した繊維の断面構造及び形状を有する分割型複合繊維を紡糸した。引き取り工程において、アルキルフォスフェートカリウム塩を付着させた。得られた未延伸糸を９０℃で延伸し、抄紙用分散剤を付着させた後、５ｍｍ長に切断した。得られた分割型複合繊維を用い、前記（５）の分割性評価に準拠して分割性の評価を行った。
【００６８】
比較例８
樹脂Ａとしてポリプロピレン樹脂（プロピレン単独重合体、融点１６３℃、ＭＦＲ１６）を用い、樹脂Ｂとして高密度ポリエチレン樹脂（融点１３１℃、ＭＦＲ１６）９８重量部と発泡剤マスターバッチ２重量部（大日精化工業（株）製「ダイブローＨＣ」：低密度ポリエチレンベース、発泡剤含有量２０重量％）を用いた以外は、実施例１２に準拠して分割型複合繊維の作製を行い、同様に分割性の評価を行った。
【００６９】
実施例１〜１２、比較例１〜８の紡糸・延伸条件、繊維物性、複合構造及び形状、通気度減少率等の測定結果を後述の表１、表２に示した。
【００７０】
実施例１３
実施例３で得られた未延伸糸を９０℃、５．０倍で延伸し、機械捲縮をかけて５１ｍｍ長に切断した。得られた短繊維をローラカード機にてウェブとし、前記（６）高圧液体流処理を行った後、さらに８０℃のドライヤーで乾燥させて繊維成形体を得た。該繊維成形体は非常に緻密で地合が良くワイパーとして好適であった。
【００７１】
実施例１４
実施例３で得た分割型複合繊維を８０重量部とポリプロピレン／低密度ポリエチレンの鞘芯型複合繊維（ＥＡＣ繊維、チッソ（株））を２０重量部添加し、角型シートマシン（２５ｃｍ×２５ｃｍ）を用い抄紙法でウェブとした。乾燥後１０５℃で予備接着を行い未分割状態のウェブを得た。前記（６）高圧液体流処理を行った後、さらに８０℃のドライヤーで乾燥させて繊維成形体を得た。
該繊維成形体は非常に緻密で地合がよく、ワイパーとして好適であった。
【００７２】
【表１】
0004608819.tif 000002
【００７３】
【表２】
0004608819.tif 000003
【００７４】
表１、２によると、実施例１と比較例１、実施例２と比較例２、実施例３〜５と比較例３、実施例６と比較例４、実施例７と比較例５、実施例８と比較例６、及び実施例１０と比較例７を比較すると、エチレン−ビニルアルコール共重合体の添加により、通気度減少率の値が増大しており、その添加効果が明らかである。即ち、驚くべきことに、従来のような高水圧の高圧液体流処理を行わなくても、ブレンダ−中で水を媒体として撹拌するだけで、分割細繊化が容易に進行するため、比較的低目付の不織布でも地合が乱れることなく分割が可能であり、さらに高圧液体流処理のコストも大幅に削減することができる。
【００７５】
【発明の効果】
本発明のポリオレフィン系分割型複合繊維は、非常に分割し易いため、物理衝撃を大きくしなくても極細繊維化が容易に行えるため、緻密で地合いのよい繊維成形体を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いられる分割型複合繊維の断面の１模式図である。
【図２】本発明に用いられる分割型複合繊維の断面の１模式図である。
【図３】本発明に用いられる分割型複合繊維の断面の１模式図である。
【図４】本発明に用いられる分割型複合繊維の断面の１模式図である。
【図５】本発明に用いられる分割型複合繊維の断面の１模式図である。
【図６】本発明に用いられる分割型複合繊維の断面の１模式図である。
【符号の説明】
１  中空部
【図１】
0004608819.tif 000004
【図２】
0004608819.tif 000005
【図３】
0004608819.tif 000006
【図４】
0004608819.tif 000007
【図５】
0004608819.tif 000008
【図６】
0004608819.tif 000009