(57)【要約】【課題】本発明は、主体繊維とバインダー繊維とを含み、かつ前記主体繊維がバインダー繊維によって固着されてなる不織布であって、実用上、十分な剛性および強度を有し、生産時や後加工時における取り扱い性に優れた不織布を提供することにある。【解決手段】主体繊維とバインダー繊維とを含み、かつ前記主体繊維がバインダー繊維によって固着されて、特定の不織布密度をなす不織布であって、前記主体繊維の単繊維横断面形状において、扁平度が２．０以下であり、かつ１２０度未満の開口角を有する開口部を２個以上有する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
主体繊維とバインダー繊維とを含み、かつ前記主体繊維がバインダー繊維によって固着されてなる不織布であって、下記（１）〜（３）の要件を同時に満足することを特徴とする不織布。
（１）前記主体繊維の単繊維横断面形状において、扁平度が２．０以下であり、かつ１２０度未満の開口角を有する開口部を２個以上有する、
ただし、前記扁平度は下記式により定義する、
扁平度＝（Ａ／Ｂ）
Ａ：繊維軸と直交する断面における最長となる長さ
Ｂ：繊維軸と直交する断面において、Ａの長さ方向と直交する方向の長さ
（２）前期主体繊維の繊度が０．１〜６．６ｄｔｅｘの範囲である、
（３）不織布密度が０．２０〜１．２０ｇ／ｃｍ３の範囲である。
【請求項２】
前記主体繊維の単繊維横断面形状において、下記式により定義する繊維充填率が１０〜８０％の範囲内である、請求項１に記載の不織布。
繊維充填率（％）＝（Ｃ／Ｄ）×１００
Ｃ：繊維軸に直交する断面の面積
Ｄ：繊維軸に直交する最外周円の面積
【請求項３】
前記主体繊維が中空繊維である、請求項１または請求項２に記載の不織布。
【請求項４】
前記主体繊維の繊維長が１〜２５ｍｍの範囲内である、請求項１〜３のいずれかに記載の不織布。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主体繊維とバインダー繊維とを含み、かつ前記主体繊維がバインダー繊維によって固着されてなる不織布であって、熱圧加工により、高密度で表面が平滑でありながら、剛性が高い不織布に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、機械的特性、耐熱性、寸法安定性等に優れ、かつコスト優位性の高いポリエステルを原料として使用した湿式不織布が、電子材料、フィルター材、建築資材、土木資材、および農業資材等として広く用いられている。このような不織布においては、一般的に延伸繊維を主体繊維、未延伸繊維をバインダー繊維としてそれぞれ適正な混率で混合して繊維集合体を作製し、繊維集合体に熱圧加工を施すことで、繊維間を結合させて、その強度を保持させている。
【０００３】
これらの不織布にあっては、生産工程における捲き取り性や塗膜等の後加工工程における取り扱い性の観点から剛性の高い湿式不織布が求められている。熱圧加工条件を弱化することで、不織布が嵩高化し、剛性を向上させ得るが、強度が不十分となるため、実際上は採用し難い（例えば、特許文献１参照。）。したがって、かかる湿式不織布において、物性や形状の耐久性の点で十分満足と言えるものは得られていなかった。一方嵩高性を有する繊維としては特徴ある形状の繊維が公知であるが（例えば、特許文献２，３参照。）、不織布とした場合の特性は明らかではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−０８９９５８号公報
【特許文献２】特開２０１０−０６５３２４号公報
【特許文献３】特開２０１０−２７５６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、主体繊維とバインダー繊維とを含み、かつ前記主体繊維がバインダー繊維によって固着されてなる不織布であって、実用上、十分な剛性および強度、すなわち曲げ剛性と引張強度のバランスに優れ、生産時や後加工時における取り扱い性に優れた不織布を提供することにある。本発明の不織布は、湿式不織布として用いられる用途に好ましく使用することが期待できる不織布である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は上記課題を達成するため鋭意検討した結果、繊維構造体を構成する主体繊維の単繊維横断面形状を特定の形状とすることにより、剛性と強度を両立させ得ることを見出し、さらに鋭意検討を重ねることにより本発明を完成するに至った。
【０００７】
かくして、本発明によれば「主体繊維とバインダー繊維とを含み、かつ前記主体繊維がバインダー繊維によって固着されてなる不織布であって、下記（１）〜（３）の要件を同時に満足することを特徴とする不織布ことを特徴とする不織布
（１）前記主体繊維の単繊維横断面形状において、扁平度が２．０以下であり、かつ１２０度未満の開口角を有する開口部を２個以上有する、
Ａ：繊維軸と直交する断面における最長となる長さ
Ｂ：繊維軸と直交する断面において、Ａの長さ方向と直交する方向の長さ
（２）前記主体繊維の繊度が０．１〜６．６ｄｔｅｘの範囲内であることが必要である、
（３）不織布密度が０．２０〜１．２０ｇ／ｃｍ３の範囲である。」
が提供される。
ただし、前記扁平度は下記式により定義する。
扁平度＝（Ａ／Ｂ）
【０００８】
本発明の不織布において、前記主体繊維の繊維長が１〜２５ｍｍの範囲内であることが好ましい。また、前記バインダー繊維が芯鞘型バインダー繊維であることが好ましい。また、不織布の目付が１０〜２００ｇ／ｍ２の範囲内であることが好ましい。また、不織布の厚さが０．１〜１０ｍｍの範囲内であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、主体繊維とバインダー繊維とを含み、かつ前記主体繊維がバインダー繊維によって固着されてなる不織布であって、嵩高でありながら剛性が高く更に曲げ剛性と引張強度のバランスに優れ様々な形状にも成型する事が可能な不織布が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】開口部を説明するための繊維軸方向に直角の繊維断面の模式図であり、図に示した場合には９０度の開口角を有する開口部が１６個あると判断する。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
まず、本発明の不織布に含まれる主体繊維の単繊維横断面形状において、扁平度が２．０以下、好ましくは１．０〜１．２であることが肝要である。該扁平度が２．０よりも大きいと、繊維間に空隙ができにくいため、バインダー繊維の流動性が低下しバインダー繊維による固着点が形成されにくくなり好ましくない。ただし、前記扁平度は下記式により定義する。また下記式の定義より扁平度は１．０より小さい値にはなりえない。
扁平度＝（Ａ／Ｂ）
Ａ：繊維軸と直交する断面における最長となる長さ
Ｂ：繊維軸と直交する断面において、Ａの長さ方向と直交する方向の長さ
【００１２】
また、前記主体繊維の単繊維横断面形状において、１２０度未満の開口角を有する開口部を２個以上、好ましくは４〜３０個、より好ましくは５〜２５個、さらに好ましくは１２〜２０個有することが肝要である。該開口部が２個未満の場合、バインダー繊維との接着点の面積が低下して、十分な強度が得難くなり、好ましくない。ただし、本発明でいう開口部とは図１において矢印にて示す箇所のことである。前記単繊維断面形状の具体例としては、十断面、Ｈ断面、Ｔ断面、Ｙ断面、異型多フィン断面などが例示される。また、繊維断面に中空部を有するものであってもよい。紡糸口金断面を適切に設計することによりこのような種々の断面形状の繊維を得ることができる。
【００１３】
前記主体繊維において、その繊度は、０．１〜６．６ｄｔｅｘ、より好ましくは０．３〜４．５ｄｔｅｘ、更により好ましくは０．５〜３．３ｄｔｅｘの範囲内であることが好ましい。該繊維径が０．１ｄｔｅｘ未満では繊維同士の絡みを生じ、得られる不織布の地合い悪化の原因になる。逆に、該繊維径が６．６ｄｔｅｘよりも大きいと不織布に占める繊維の本数が極めて少なくなり、不織布の特長のひとつである緻密性が損なわれるおそれがある。溶融紡糸の際の溶融ポリマーの吐出量、引取り速度、その後必要に応じて行う延伸処理条件の設定により、これらの繊度の繊維を得ることができる。
【００１４】
また、前記主体繊維において、繊維の形態は長繊維でもよいが繊維の分散性をあげることによりバインダー繊維の流動性を向上させバインダー繊維による固着点が形成されやすくする上で短繊維が好ましい。その際、繊維長としては１〜２５ｍｍの範囲内であることが好ましい。該繊維長が１ｍｍよりも小さいと、水分散後、ワイヤーでの抄上げ時の繊維同士の絡みが小さくなり、繊維脱落や湿紙切れ等の懸念がある。逆に、該繊維長が２５ｍｍよりも大きいと、水分散が極めて難しく、均一な地合いを有する不織布が得られないおそれがある。繊維長は、好ましくは１．５〜２０ｍｍ、より好ましくは２．０〜１５ｍｍ、もっとも好ましくは３．０〜１０ｍｍである。
【００１５】
前記主体繊維の単繊維の横断面、すなわち繊維軸方向に直角方向の繊維断面の形状において繊維充填率が１０〜８０％となるような繊維断面形状を選択することが好ましい。
繊維充填率（％）＝（Ｃ／Ｄ）×１００
Ｃ：繊維軸に直交する断面の面積
Ｄ：繊維軸に直交する最外周円の面積
【００１６】
この繊維充填率が１０％未満であると、得られる不織布の嵩高性は実現できるものの、繊維が折れ曲がったり、座屈しやすくなり十分に剛性のある不織布を得ることができない。また様々な形状に柔軟に成形するということも困難になることがある。一方８０％を越えると、得られる不織布の剛性は確保できるものの、嵩高な不織布を得うることが困難となり好ましくない。
【００１７】
前記主体繊維を形成するポリマーの種類としては特に限定されず、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィンなどの通常の繊維形成性ポリマーなどでよい。なかでも、ポリエチレンテレフタレートやポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ乳酸、ステレオコンプレックスポリ乳酸などのポリエステルや、第三成分を共重合させた共重合ポリエステル、ナイロン６、ナイロン６，６、ナイロン４，６、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリプロピレンなどが好ましく例示される。かかるポリエステルとしては、マテリアルリサイクルまたはケミカルリサイクルされたポリエステルや、特開２００９−０９１６９４号公報に記載された、バイオマスすなわち生物由来の物質を原材料として得られたモノマー成分を使用してなるポリエチレンテレフタレートであってもよい。さらには、特開２００４−２７００９７号公報や特開２００４−２１１２６８号公報に記載されているような、特定のリン化合物およびチタン化合物を含む触媒を用いて得られたポリエステルでもよい。該ポリマー中には、本発明の目的を損なわない範囲内で必要に応じて、微細孔形成剤、カチオン染料可染剤、着色防止剤、熱安定剤、蛍光増白剤、艶消し剤、着色剤、吸湿剤、無機微粒子が１種または２種以上含まれていてもよい。本発明の繊維構造体において、前記主体繊維はバインダー繊維によって固着されている。その際、バインダー繊維としては、以下に示すような熱接着性を有するバインダー繊維が好ましく用いられる。
【００１８】
ここで、本発明で用いられるバインダー繊維は、未延伸繊維あるいは、芯鞘型複合繊維が挙げられる。未延伸繊維は、ポリエチレンテレフテレート、ポリブチレンテフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステルを紡糸速度８００〜１，３００ｍ／ｍｉｎ、好ましくは、９００〜１，２００ｍ／ｍｉｎで巻き取ることにより得られる繊維が好ましく採用することができる。あるいは主体繊維との熱接着性を向上させるために、上記の主体繊維と同じポリマーからなる繊維を用いることも好ましい。また、バインダー繊維として用いられる芯鞘型複合繊維としては、鞘成分に熱接着性成分と芯成分にポリエチレンテレフタレートなどを配しており、繊維表面に露出している必要がある。重量割合としては、前者と後者が３０／７０〜７０／３０の範囲が適当である。なお、上述のポリマー中には、各種安定剤、紫外線吸収剤、増粘分岐剤、艶消し剤、着色材その他各種の改良剤等も必要に応じて配合されていても良い。
【００１９】
本発明の不織布において、前記主体繊維はバインダー繊維によって固着されている。ここで、不織布の前記主体繊維とバインダー繊維の重量比率は、８０／２０〜２０／８０、より好ましくは、７０／３０〜３０／７０、更により好ましくは６５／３５〜３５／６５であることが好ましい。主体繊維が８０重量％を超える（バインダー繊維が２０重量％未満）と、不織布の形態を構成する接着点が少なくなり過ぎ、強度不足となるため、好ましくない。一方、主体繊維が２０重量％未満では、不織布が樹脂化し、品位的に好ましくない。
【００２０】
本発明の不織布は例えば、以下の製造方法により製造することができる。すなわち、前述のように、主体繊維とバインダー繊維とをパルパー内で水に分散、撹拌、混合し、ワイヤーパート（例えば、傾斜短網、円網、長網、或いはそれらのコンビネーション）により均一なウエブ（湿紙）を形成した後、熱処理（ヤンキードライヤー、多筒ドライヤー等のドラム接触型、エアスルードライヤー等の熱風サクション型）を施すことにより、主体繊維をバインダー繊維によって固着する。その後、金属／金属ローラー、金属／ペーパーローラー、金属／弾性ローラーなどのカレンダー／エンボス加工を施す。すなわち上記手法によって得られる不織布は湿式不織布の用途として用いられることが好ましい。
【００２１】
かくして得られた湿式不織布において、湿式不織布の密度が０．２０〜１．２０ｇ／ｃｍ３の範囲にあることが好ましい。その湿式不織布の密度のより好ましい範囲は０．５０〜１．１０ｇ／ｃｍ３であり、さらにより好ましい範囲は０．７０〜１．００ｇ／ｃｍ３である。不織布の密度が０．２０ｇ／ｃｍ３未満であると、機械的強度が不足し、取り扱い性が低下する。密度が、１．２０ｇ／ｃｍ３より大きいと不織布が樹脂化して、フィルムライクとなり、不織布の特長が損なわれるため、好ましくない。また、湿式不織布の目付は、１０〜２００ｇ／ｍ２（より好ましくは５０〜１００ｇ／ｍ２）の範囲内であることが好ましい。該目付が１０ｇ／ｍ２よりも小さいと、湿式不織布に占める繊維の構成本数が極めて少なくなり形態をおじするのが困難な恐れがある。逆に該目付けが２００ｇ／ｍ２を越えると、厚み方向に斑が生じる恐れがある。また、湿式不織布の厚さとしては０．１〜１０．０ｍｍ、より好ましくは０．５〜５．０ｍｍの範囲内であることが好ましい。主体繊維とバインダー繊維の分散重量とウェブの面積の関係及びその後の熱処理による主体繊維とバインダー繊維間、バインダー繊維間の固着状況により上記の不織布の密度、目付、厚さを適宜調整することができる。なお、かかる湿式不織布には、撥水加工、防炎加工、難燃加工など公知の機能加工が付加されていてもさしつかえない。かかる湿式不織布には、前記のような単繊維横断面形状を有する主体繊維が含まれるので、バインダー繊維との接着面積が増大する。その結果、湿式不織布の引張強度が向上する。
【実施例】
【００２２】
次に本発明の実施例及び比較例を詳述するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、実施例中の各測定項目は下記の方法で測定した。
【００２３】
（１）融点
Ｄｕ Ｐｏｎｔ社製 熱示差分析計９９０型を使用し、昇温２０℃／分で測定し、融解ピークをもとめた。融解温度が明確に観測されない場合には、微量融点測定装置（柳本製作所製）を用い、ポリマーが軟化して流動を始めた温度（軟化点）を融点とする。なお、ｎ数５でその平均値を求めた。
【００２４】
（２）繊度
ＪＩＳ  Ｌ  １０１５  ７．５．１  Ａ法に記載の方法により測定した。
【００２５】
（３）扁平度
主体繊維を２０本抜き取り、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察をした後、下記式により算出しその平均値を求めた。
扁平度＝（Ｂ／Ａ）×１００
Ａ：繊維軸と直交する断面における最長となる長さ
Ｂ：繊維軸と直交する断面において、Ａの長さ方向と直交する方向の長さ
【００２６】
（４）繊維充填率（％）＝（Ｃ／Ｄ）×１００
主体繊維を２０本抜き取り、繊維軸に直角方向の繊維断面をＳＥＭ観察した後、下記式により算出しその平均値を求めた。
Ｃ：繊維軸に直交する断面の面積
Ｄ：繊維軸に直交する最外周の面積 
【００２７】
（５）１２０度未満の開口角を有する開口部の個数
主体繊維を１本抜き取り、ＳＥＭ観察をした後、１２０度未満の開口角を有する開口部の個数を数えた。
【００２８】
（６）不織布厚み
ＪＩＳ  Ｌ  １９１３に準じて厚み（ｍｍ）を測定した。
【００２９】
（７）不織布引張強度
ＪＩＳ  Ｐ８１１３（紙および板紙の引張強さ試験方法）
【００３０】
（８）不織布曲げ剛性
５ｃｍ×５ｃｍの不織布試料を採取し、カトーテック社製ＫＥＳ曲げ試験機（ＫＥＳ−ＦＢ２）によって、タテ方向、ヨコ方向における曲げ剛性Ｂ値をそれぞれ測定し、得られた値を平均して、不織布の曲げ剛性の指標とした。
【００３１】
（９）不織布目付、密度
ＪＩＳ  Ｌ  １９１３に記載の方法により測定した。また不織布目付と不織布厚みから不織布密度を算出した。
【００３２】
［実施例１〜４、比較例１〜２］
固有粘度が０．６４ｄＬ／ｇ、融点２６０℃のポリエチレンテレフタレートを用いて、口金を適宜変更して、溶融紡糸、延伸することで、表１に示すような単繊維断面形状および繊度を有する、捲縮ナシの主体繊維（５ｍｍ）を得た。
一方、帝人ファイバー（株）製未延伸バインダー繊維（単繊維繊度１．２ｄｔｅｘ、繊維長５ｍｍ、捲縮ナシ、単繊維断面形状：丸断面）を用意した。次いで、前記主体繊維と未延伸バインダー繊維とを６０：４０の混綿比率（重量比率）で試験用パルパーに投入し混合、撹拌した後、傾斜短網抄紙機を用いて抄紙後、ヤンキードライヤー（１２０℃×１分）、カレンダー加工（１６０℃×１８０ｋｇ／ｃｍ）を施し、湿式不織布を得た。使用した主体繊維及び得られた繊維構造体の物性を表１に示した。
実施例１〜４で得られた湿式不織布は、引張強度と曲げ剛性を両立させることが可能である。
【００３３】
【表１】
2013122102.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、主体繊維とバインダー繊維とを含み、かつ前記主体繊維がバインダー繊維によって固着されてなる不織布であって、実用上、十分な剛性および強度を有し、生産時や後加工時における取り扱い性に優れた不織布を提供することができ、その工業的価値は極めて大である。
【符号の説明】
【００３５】
１〜１６：１２０度未満の開口角を有する開口部
【図１】
2013122102.tif 000003