(57)【要約】【課題】  ポリアミド成分の配置や形状が特定されることなく、分割性に優れており、分割の完全性がより高度に求められる工業用精密機器の研磨用途においても、十分に満足できる性能を有する布帛を得ることができる分割型複合繊維を提供する。【解決手段】  ポリエステル成分とポリアミド成分からなる複合繊維であって、繊維の長手方向に対して垂直に切断した単糸の断面形状において、ポリエステル成分中にポリアミド成分のセグメントが複数存在しており、ポリエステル成分、ポリアミド成分の少なくともいずれか一方に二酸化珪素粒子を含有しており、二酸化珪素粒子の含有量が繊維質量に対して０．０５〜５．０質量％である分割型複合繊維。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエステル成分とポリアミド成分からなる複合繊維であって、繊維の長手方向に対して垂直に切断した単糸の断面形状において、ポリエステル成分中にポリアミド成分のセグメントが複数存在しており、ポリエステル成分、ポリアミド成分の少なくともいずれか一方に二酸化珪素粒子を含有しており、二酸化珪素粒子の含有量が繊維質量に対して０．０５〜５．０質量％であることを特徴とする分割型複合繊維。
【請求項２】
繊維の長手方向に対して垂直に切断した単糸の断面形状において、ポリエステル成分中に８〜３０個のポリアミド成分のセグメントが放射状に配列されている請求項１記載の分割型複合繊維。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリエステル成分とポリアミド成分からなり、優れた分割性を有し、容易に極細ポリアミド繊維が得られる分割型複合繊維であって、研磨布等のワイピングクロス、各種衣料用、医療衛生材用、工業用分野等に好適な織編物、不織布等の布帛を得ることができる分割型複合繊維に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より一方の成分にポリエステル、他方の成分にポリアミドを用いた分割型複合繊維に、アルカリ溶解処理を施してポリエステルを溶出させたり、高圧水流等の物理的処理を施して両成分を分割させることにより、ポリアミド極細繊維を得ることができる分割型複合繊維が知られている。
【０００３】
このような分割型複合繊維は、極細繊維を比較的容易に得ることができることから、各種衣料用や医療衛生材用、工業用分野等へ展開されているが、近年、特に工業用精密機器の研磨布等の用途において、従来よりも高い品質・性能が求められている。
【０００４】
つまり、工業用精密機器の研磨に用いる研磨布においては、分割後のポリアミド極細繊維に部分的に未分割繊維が残存すると、均一な研磨布とならず、研磨傷の原因となるため、分割の完全性がより高度に求められるようになっている。
【０００５】
極細繊維を得ることができる分割型複合繊維としては、特許文献１には、ポリアミド成分のアミノ末端基量と溶融粘度を特定のものとし、ポリアミド成分のセグメントを放射状に配置することにより、分割性を改善したポリエステルとポリアミドからなる分割型複合繊維が開示されている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１記載の複合繊維では、分割後のポリアミド極細繊維の断面形状が特定のものに限られるという問題点があり、また、長時間の操業中には、断面形状が特定範囲のものから外れるものが発生し、これらを製品中から排除することは難しく、製品中に分割不良となる繊維が混入することを完全に排除することはできないという問題点があった。そして、このような分割不良となる繊維が生じると、得られる製品としては均一性に劣るものとなり、分割の完全性が高度に求められる工業用精密機器の研磨布等の用途においては適していないものであった。
【０００７】
また、特許文献２には、ポリエステルとポリオレフィンのような互いに相溶性の低い成分を用いた複合繊維であって、高圧水流等の物理的処理により、両成分を分割することができる分割型複合繊維が提案されている。
【０００８】
このような物理的処理により両成分を分割させる方法は、上記のように一方の成分を溶解除去する方法と比較して、廃液処理の問題、残存する溶解成分の悪影響等の問題がなく、また、ワイピングクロス等の布帛を低コストで得るためにも有効な手段である。
【０００９】
しかしながら、高圧水流等の物理的処理により分割させる過程においても分割不良が生じやすく、繊維断面のセグメント形状の僅かなずれ等により分割性が大きく左右されるため、繊維の生産管理が困難であるという問題があった。
【００１０】
つまり、アルカリ溶解処理及び物理的処理のいずれの方法で分割する分割型複合繊維であっても、ポリアミド成分の配置や形状が制限されることなく、分割性に優れており、分割の完全性がより高度に求められる工業用精密機器の研磨用途においても、十分に分割され、均一性に優れた布帛を得ることができる分割型複合繊維は未だに提案されていなかった。
【特許文献１】特開２００１−１１５３３７号公報
【特許文献２】特開２０００−１２９５３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記のような問題点を解決し、ポリアミド成分の配置や形状が制限されることなく、アルカリ溶解処理や高圧水流等の物理的処理による分割性に優れており、十分に分割されることによって、極細繊維を容易に得ることができ、緻密で均一性に優れた構造の不織布等の布帛を得ることができる分割型複合繊維を提供することを技術的な課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明に到達した。すなわち、本発明は、ポリエステル成分とポリアミド成分からなる複合繊維であって、繊維の長手方向に対して垂直に切断した単糸の断面形状において、ポリエステル成分中にポリアミド成分のセグメントが複数存在しており、ポリエステル成分、ポリアミド成分の少なくともいずれか一方に二酸化珪素粒子を含有しており、二酸化珪素粒子の含有量が繊維質量に対して０．０５〜５．０質量％であることを特徴とする分割型複合繊維を要旨とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の分割型複合繊維は、アルカリ溶解処理や物理的処理によるセグメントの分割性に優れており、極細繊維を容易に得ることができるので、ワイピングクロス用不織布を始めとした、研磨材用途分野に好適に用いられる不織布等の布帛を、安定して、低コストで得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１５】
本発明の分割型複合繊維におけるポリエステル成分としては、アルカリ溶解性、分割性、曳糸性等から、エチレンテレフタレート単位を主体とするポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴという）を使用することが好ましく、本発明の効果を損なわない範囲であれば、イソフタル酸、フタル酸、セバシン酸等のジカルボン酸成分、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ブタンジオール等のジオール成分を共重合していてもよい。中でもアルカリ溶解処理により分割させる場合には、アルカリ易溶解性ポリエステルを用いることが好ましい。
【００１６】
アルカリ易溶解性ポリエステルとしては、ジカルボン酸成分にスルホン酸塩基を有する芳香族ジカルボン酸成分を共重合することが好ましく、スルホン酸塩基を含有する芳香族ジカルボン酸成分としては、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、５−ナトリウムスルホテレフタル酸、５−カリウムスルホイソフタル酸、５−カリウムスルホテレフタル酸、５−リチウムスルホイソフタル酸等が挙げられる。特に、５−ナトリウムスルホイソフタル酸が好適である。共重合量は、ポリアミドとのアルカリ溶解速度差等により適宜選択されるが、０．１〜１０．０モル％とすることが好ましい。
【００１７】
さらに、平均分子量１０００〜１００００のポリアルキレングリコールを共重合しているものが好ましい。ポリアルキレングリコールは、ポリエステル中において、アルカリでいち早く溶解することにより、ポリエステルの分子鎖を切断し、また、表面にボイドを発生させて表面積を増やすことなどにより溶解速度を速める作用をするものである。ポリエステル中のポリアルキレングリコールの共重合量は１〜20質量％とすることが好ましい。
【００１８】
一方、ポリアミド成分としては、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン４６、ナイロン１２などのホモポリマーやこれらの成分を共重合したコポリマーが挙げられる。繊維に求められる物理・化学的性質に応じて適宜、ポリマーを選択すればよいが、中でも、ナイロン６は汎用性が高く、比較的安価であるため好ましい。
【００１９】
なお、ポリエステル成分及びポリアミド成分には、必要に応じて酸化防止剤のような安定剤や蛍光剤、顔料、抗菌剤、消臭剤、強化剤等をその効果を損なわない範囲で添加してもよい。
【００２０】
そして、本発明においては、ポリエステル成分、ポリアミド成分のいずれか一方、もしくは両方に、二酸化珪素粒子を含有することが必要である。繊維中に二酸化珪素粒子を含有していることによって、ポリエステル成分とポリアミド成分の境界面に二酸化珪素粒子が析出され、アルカリ溶解処理や物理的処理を施すことにより両成分が容易に分割されるので、セグメントの分割性に優れており、一定した形状の極細繊維を安定して得ることが可能となる。
【００２１】
なお、アルカリ溶解処理によりポリエステル成分を溶解する場合、ポリエステル成分に二酸化珪素粒子が含有されていると、二酸化珪素をポリエステル成分とともに溶解除去することができるので、二酸化珪素粒子を含有しないポリアミド成分（ポリアミド繊維）のみからなる製品を得ることができる。
【００２２】
二酸化珪素粒子は、本発明の分割型複合繊維中に繊維質量に対して０．０５〜５．０質量％含有されており、中でも０．３〜３．０質量％含有されていることが好ましい。
【００２３】
二酸化珪素粒子としては、紡糸時や延伸時の操業性や分割性等を考慮すると、粒子の形状が球状で、粒径が０．５〜５．０μｍ程度のものが好ましい。
【００２４】
二酸化珪素粒子の含有量が０．０５質量％未満であると、ポリエステル成分とポリアミド成分の境界面に二酸化珪素粒子が十分に析出されず、上記のようなセグメントの分割性の向上効果が奏されない。一方、二酸化珪素粒子の含有量が５．０質量％を超えると、ポリマー中において二酸化珪素粒子が一部凝集し、紡糸時、パック圧力が高くなったり、二酸化珪素粒子がパック内のフィルターに堆積し、昇圧したり、糸切れを発生させ、紡糸操業性を悪化させるため、好ましくない。
【００２５】
そして、繊維中に二酸化珪素粒子を含有させるには、二酸化珪素微粒子を溶融紡糸時に溶融しているポリマー中に添加する方法や、溶融前のポリマー中に予め添加、混合して溶融紡糸を行う方法を採用してもよく、また、予め二酸化珪素粒子が含有されたポリエステル又はポリアミドを用い、二酸化珪素粒子を含有しないポリエステルやポリアミドに添加、混合して溶融紡糸を行う方法を採用してもよい。
【００２６】
次に、本発明の分割型複合繊維におけるポリエステル成分とポリアミド成分の配置について説明する。本発明の複合繊維は、繊維の長手方向に対して垂直に切断した単糸の断面形状において、ポリエステル成分中にポリアミド成分のセグメントが複数存在している。
【００２７】
図１（ａ）〜（ｄ）は、このような複合繊維の単糸の断面形状の実施態様を示す模式図であり、図中、Ａはポリエステル成分、Ｂはポリアミド成分、Ｃは中空部である。
（ａ）は、繊維の中心付近に中空部を有し、中空部の周辺に偏平形状のポリアミド成分２０セグメントが放射状に配置されたものである。（ｂ）は、略三角形状のポリアミド成分８セグメントが放射状に配置されたものである。（ｃ）は、丸形状のポリアミド成分１９セグメントが配列して配置されたものである。（ｄ）は、偏平形状のポリアミド成分１０セグメントが放射状に配置されたものである。
【００２８】
本発明の分割型複合繊維は、図１に示すように、ポリエステル成分中にポリアミド成分の複数のセグメントが他のセグメントと接触することなく独立した状態で存在していることが好ましい。ただし、前記したように、ポリエステル成分やポリアミド成分中に二酸化珪素を含有しているため、たとえ操業中の諸条件の変化で、ポリアミドセグメント同士が近接又は接触した状態で配置された繊維が混入したとしても、アルカリ溶解処理や物理的処理等のその後の工程で各セグメントは容易に剥離、分割し、最終的に得られる布帛は各セグメントがほぼ完全に分割した分割率が非常に高いものとなる。
【００２９】
そして、紡糸性、製糸性等を考慮すると、繊維の表面にポリアミド成分が露出することなく、ポリエステル成分が繊維表面を占めていることが好ましい。
本発明の分割型複合繊維におけるポリアミド成分のセグメント数は、紡糸性や口金作製の容易性等を考慮し、また、極細繊維の生産性を考慮すると、４〜６０セグメントとすることが好ましく、中でも８〜３０セグメントとすることが好ましい。セグメントの形状は、図１に示すように、偏平形状、略三角形状、丸形等とすることができ、本発明の分割型複合繊維によれば、最終的に得られる極細繊維は、様々な形状のものとすることができる。中でも、図１（ｄ）に示すように、ポリエステル成分中に８〜３０個のポリアミド成分のセグメントが放射状に配列されている形状のものが好ましい。
【００３０】
そして、本発明の分割型複合繊維は、アルカリ溶解処理や物理的処理により分割するものであるが、アルカリ溶解処理を行った場合には、ポリエステル成分が溶出してポリアミド成分の各セグメントが独立した極細繊維のみを得ることができる。物理的処理により分割させた場合には、ポリアミド成分とポリエステル成分が剥離、分割し、両成分の各セグメントが独立した極細繊維を得ることができる。
【００３１】
このような分割後に得られる極細繊維は、単糸繊度が1.0dtex以下であることが好ましく、中でも、0.05〜0.5dtexであることが好ましい。本発明の分割型複合繊維によれば、従来の方法で分割不良が特に問題となる0.5dtex以下で効果が顕著となり、0.5dtex以下の極細繊維は、工業用精密機器、各種電子部品等の研磨用の布帛に使用する際に非常に好適である。
【００３２】
本発明の分割型複合繊維の単糸繊度は特に限定するものではないが、上記したようなポリアミドセグメントの数や分割処理後に得られる極細繊維の単糸繊度、生産性（コスト）、操業安定性等を考慮すると、1.0〜10dtexとすることが好ましい。
【００３３】
また、本発明の分割型複合繊維のポリアミド成分とポリエステル成分との体積複合比率は、複合繊維の単糸繊度、分割数、分割処理後の極細繊維の単糸繊度等を考慮して、２０／８０〜８０／２０とすることが好ましく、中でも４０／６０〜６０／４０とすることが好ましい。
【００３４】
本発明の分割型複合繊維の形状としては図１（ａ）〜（ｄ）に示すような丸断面形状のもののみならず、四角形や三角形等の多角形状のものでよい。また、図１（ａ）に示すように中空部を有するものでもよい。
【００３５】
そして、本発明の分割型複合繊維をアルカリ溶解処理によりポリエステル成分を溶出させ、ポリアミド極細繊維を得る場合には、通常は、作業性を考慮して、織編物や不織布等の布帛にした後に行うことが好ましい。
【００３６】
また、本発明の分割型複合繊維を物理的処理により両成分を剥離、分割する場合には、通常は、不織布にした後、高圧流体処理等を行うことが好ましい。
【００３７】
このような分割処理によりセグメントはほぼ完全に分割され、未分割のセグメントのほとんどない非常に品位の高い織編物や不織布等の製品を得ることが可能となる。
【００３８】
したがって、本発明の分割型複合繊維は、織編物等の布帛にする場合には長繊維、不織布や紡績糸にする場合には所定の長さに切断した短繊維とすることが好ましい。
【００３９】
次に、本発明の分割型複合繊維の製造方法について一例を用いて説明する。
【００４０】
まず、予め二酸化珪素粒子が含有されたポリエステルを用い、二酸化珪素粒子を含有しないポリエステルで希釈して二酸化珪素粒子の含有量を調整する。そして、常用の複合紡糸装置を用い、図１に示すような断面形状となるようにポリエステル成分とポリアミド成分を複合紡糸する。紡出した繊維を横吹付や環状吹付等の従来公知の冷却装置を用いて、吹付風により冷却した後、油剤を付与し、引き取りローラを介して未延伸糸を引き取る。その後、未延伸糸に必要に応じて延伸や熱処理を施すが、一旦巻き取ってから延伸する二工程法と、一旦巻き取ることなく連続して延伸を行う一工程法のいずれを採用してもよい。延伸や熱処理条件は得ようとする繊維の物性や用途により適宜選択する。
【００４１】
そして、短繊維とする場合には、紡糸後一旦巻き取った繊維を集束して繊維束とし、これを公知の延伸機にてローラ群間で延伸を行い、乾式不織布用途に用いる場合は、押し込み式クリンパー等の捲縮付与装置にて捲縮を付与し、湿式不織布用途に用いる場合は捲縮を付与することなく、得られた繊維をＥＣカッタ−、ギロチンカッタ−などのカッターで所定の長さに切断すればよい。
【００４２】
また、本発明の分割型複合繊維は、上記したように分割型複合繊維を物理的処理により両成分を剥離、分割する場合には、不織布にした後、高圧流体処理等を行うことが好ましい。そこで、本発明の分割型複合繊維を用いた不織布の製造例を示す。
【００４３】
まず、分割型複合繊維をローラーカード等のカード機にてウェブとなし、次いで、交絡割繊するため高圧液体流処理をする。高圧液体流処理とは、水を噴射孔から高圧力で噴射させて得られる水流（高圧液体流）により分割割繊することを言い、具体的には、孔径０．０５〜２．０ｍｍの噴射孔が、噴射孔間隔０．０５〜１０ｍｍで一列ないし複数列に配置した装置を用い、噴射孔から液体を２〜２０ＭＰａの圧力で水を噴射して、支持板に載置したウェブに衝突させる。水流の圧力、噴射孔の列数、処理速度、処理回数等の処理条件は、不織布の用途等に応じて適宜選択すればよい。支持板としては、抄紙と支持板とを高圧液体流が貫通する構成のものであればよく、メッシュスクリーンや有孔板を用いるとよい。メッシュスクリーンの組織やメッシュの大きさ等を適宜選択することによって、不織布の表面形態を平滑とする他、孔形状や模様等を付与することができる。
【００４４】
高圧液体流処理時に本発明の分割型複合繊維は分割され、分割により発現した極細繊維同士が緻密に三次元的に交絡一体化するため、不織布化も同時に行うことができる。
【００４５】
高圧液体流処理を施した不織布において、メッシュスクリーンとして細かい目のもの（１００メッシュ程度）を用いて得られたものは、表面平滑なものであり、極細繊維が緻密に交絡した不織布が得られる。さらに、得られた不織布を相対する熱カレンダーロール等を通過させ不織布の厚みを規制することによって、緻密な構造の不織布を得ることができる。
【実施例】
【００４６】
次に実施例を挙げて、本発明を具体的に説明する。なお、特性値の測定および評価方法は次の通りである。
（１）ポリエステルの極限粘度〔η〕
フェノールと四塩化エタンとの等質量混合物を溶媒として、２０℃にて測定した。
（２）ポリアミドの相対粘度
相対粘度９６％硫酸を溶媒として、濃度１％、温度２５．０℃で測定した。
（３）単糸繊度（ｄｔｅｘ）
ＪＩＳ Ｌ−１０１５の方法により測定した。
（４）ポリアミドまたはポリエステルの分割後の繊度（ｄｔｅｘ）
（３）により測定した単糸繊度と、セグメントの数（分割数）とポリアミド成分とポリエステル成分の密度と複合比率から、各成分の分割後の繊度を算出した。
（５）分割率（％）
得られた不織布の断面を電子顕微鏡で観察し、次式で算出した。
分割率（％）＝（ａ／ｂ）×１００
ａ：ポリアミド成分のセグメント数の半数以上が分割した単糸の本数（一視野あたり）
ｂ：aにおいて、分割する前の単糸の本数
（６）不織布の目付（ｇ／ｍ2）
ＪＩＳ Ｐ−８１４２の方法により測定した。
（７）融点（℃）
パーキンエルマー社製示差走査型熱量計ＤＳＣ−２型を用い、重合体試料約５ｍｇ、窒素中、昇温速度１０℃／分、２８０℃で５分ホールドし、降温速度１０℃／分で２０℃まで降温し、再び昇温速度１０℃／分で２８０℃まで昇温させた。
【００４７】
実施例１
分割型複合繊維を構成するポリエステル成分として、重縮合反応時に二酸化珪素粒子（富士シリシア製サイリシア３１０Ｐ）をポリエステル成分の２．０質量％となるように添加して得られた極限粘度０．６５のＰＥＴを用いた。ポリアミド成分として、相対粘度が３．０、融点が２１５℃のナイロン６を用いた。
そして、ポリエステル成分／ポリアミド成分の複合質量比を５０／５０とし、紡糸温度２７０℃、８５０孔の紡糸孔を有する紡糸口金を備えた複合紡糸装置を用いて、紡糸速度１１００ｍ／分で紡糸し、未延伸糸を得た。次いで、得られた未延伸糸を集束して糸条束とし、延伸温度６０℃、延伸倍率３．３倍で延伸した後、押し込み式クリンパーで捲縮を付与し、続いて仕上げ油剤を付与した後に切断し、繊度２．９ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍの分割型複合繊維を得た。
得られた分割型複合繊維は、各単糸の断面形状が図１（ｄ）に示すようなものであった（ポリアミド成分のセグメント数１０個）。
得られた分割型複合繊維をローラーカードにより８０ｇ／分の速度で開繊し、目付６０ｇ／ｍ２のウエブとした。この不織布ウエブを、１００メッシュスクリーンからなるネットコンベアーに載置し、孔径０．１２ｍｍ、孔間隔１．０ｍｍの噴射孔を複数個有する噴射ノズルを３段階に設け、前段１９６０ｋＰａ、中段２９４０ｋＰａ、後段２９４０ｋＰａの水圧でウエブの表裏に水流交絡処理を施して分割型複合繊維の分割処理と絡合処理を行い、６０ｇ／ｍ２の不織布を得た。
【００４８】
実施例２
実施例１の分割型複合繊維を構成する成分であるポリアミド成分をナイロン６６（相対粘度２．５、融点２５５℃）に変更した以外は、実施例１と同様の方法で分割型複合繊維と不織布を得た。
【００４９】
実施例３〜４、比較例１〜２
実施例１のポリエステル成分中の二酸化珪素粒子の含有量を変更し、繊維中の二酸化珪素粒子の含有量が表１に示す値となるように変更した以外は、実施例１と同様の方法で分割型複合繊維と不織布を得た。
【００５０】
実施例１〜４、比較例１〜２の分割型複合繊維の分割率、分割後の繊維の単糸繊度を表１に示す。
【００５１】
【表１】
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【００５２】
表１から明らかなように、実施例１〜４の分割型複合繊維は、いずれも紡糸操業性が良く得ることができ、分割率が高いものであったため、これらの分割型複合繊維から得られた不織布は、均一な単糸繊度の極細繊維からなり、品位の高いものであった。
一方、比較例１の分割型複合繊維は、二酸化珪素粒子の添加量が少なかったため、分割率が低く、未分割の繊維の混入も多く、均一な単糸繊度の極細繊維からなる不織布を得ることができなかった。比較例２の分割型複合繊維は、二酸化珪素粒子の添加量が多すぎたため、溶融紡糸時の切れ糸が多く、操業性が悪くなり、不織布を得ることができなかった。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の分割型複合繊維の単糸の断面形状の例を示す断面模式図である。
【符号の説明】
【００５４】
Ａ  ポリエステル成分
Ｂ  ポリアミド成分
Ｃ  中空部
【図１】
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