(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２種類以上の繊維形成性重合体を口金から紡出するに際し、該２種類以上のそれぞれの繊維形成性重合体成分が、他の成分を複数個に分割した繊維横断面形状を有する剥離分割型複合繊維を紡出するものであり、少なくとも１つの該繊維形成性重合体に該繊維形成性重合体と実質的に非相溶でかつ分子量が２０００以上の不飽和モノマーからなる付加重合体を該繊維形成性重合体に対して０．２〜１０重量％含有させ、次いで該紡出糸条を牽引流体により見かけの紡速を２５００ｍ／分以上として牽引した後開繊し、捕集面に堆積させ、不織布を構成する繊維の沸水収縮率が５％以上であることを特徴とする長繊維不織布の製造方法。
【請求項２】
不織布を構成する繊維の下記式で表される収縮率増加率Ｘ（％）が１０％以上である請求項１記載の長繊維不織布の製造方法。
Ｘ（％）＝（Ｓａ（％）／Ｓｏ（％）−１）×１００
（但し、Ｓａは付加重合体を含む繊維の沸水中の収縮率（％）、Ｓｏは実質的に付加重合体を含まない繊維の沸水中の収縮率（％）を示す。）
【請求項３】
複合繊維が分割処理により単糸０．０００１〜１デシテックスの極細繊維を発生可能なものである請求項１または２記載の長繊維不織布の製造方法。
【請求項４】
複合繊維が、一成分がポリアミド重合体であり、他の一成分がポリエステル重合体である二成分からなる剥離分割型複合繊維である請求項１から３のいずれか１項記載の長繊維不織布の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、品位の良好な長繊維不織布の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、長繊維からなる不織布は、短繊維からなる不織布に比べて強力が高く、その製造方法も原綿供給部、開繊装置、カード機、クロスレイ機などの一連の大型設備を必要としないという利点がある為、土木用や農業用をはじめとして生活関連資材、衣料用など多岐にわたって使用されている。近年では構成する繊維をより細くし、柔らかさ、繊維表面積をより向上させ、品質やそれに基づく性能を向上させたものが種々提案されている。
【０００３】
また、かかる長繊維不織布においては、さらに柔らかい風合を得るため不織布を構成する繊維の繊度を低くすることが検討されてきている。例えばその方法とは、あらかじめ極細繊維を発生可能な複合繊維を用いて不織布を形成し、その後分割割繊や抽出などの工程を経て極細繊維不織布とする方法などが提案されている（特開平３−２１３５５５号公報、特開昭４９−１４７７４号公報、特開平１０−５３９４８号公報、特許第２９１６５９０号公報など）。
【０００４】
さらに、以上のような長繊維不織布、特に上記のような極細繊維からなる不織布においては、より優れた品位、風合いとするため、緻密化して繊維間空隙を狭くする方法がとられており、このため交絡処理などして得られた不織布を熱収縮させる方法が一般に多く用いられてきた。しかし、上記長繊維不織布を構成する繊維の収縮率を上げるためには紡速を下げて繊維を低配向化させることにより達成されるが、紡速を下げると生産性が低下するという問題が生じる。さらに、紡糸直結型のスパンボンド法において、紡速は繊維を細化するイジェクターやエアサッカー内の牽引流体の流速で決定され、低紡速化は牽引流体の流速を下げることにつながり、牽引流体と共に補集ネット上に堆積される繊維群の開繊性が大幅に低下し、品位が低下する、つまり目付斑が発生するという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術が有する問題点を解消し、生産性に優れ、均一で、かつ、十分な熱収縮性を有するため緻密な構造の不織布が得られる新規な製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らの研究によれば、上記目的は、２種類以上の繊維形成性重合体を口金から紡出するに際し、該２種類以上のそれぞれの繊維形成性重合体成分が、他の成分を複数個に分割した繊維横断面形状を有する剥離分割型複合繊維を紡出するものであり、少なくとも１つの該繊維形成性重合体に該繊維形成性重合体と実質的に非相溶でかつ分子量が２０００以上の不飽和モノマーからなる付加重合体を該繊維形成性重合体に対して０．２〜１０重量％含有させ、次いで該紡出糸条を牽引流体により見かけの紡速を２５００ｍ／分以上として牽引した後開繊し、捕集面に堆積させ、不織布を構成する繊維の沸水収縮率が５％以上であることを特徴とする長繊維不織布の製造方法により達成できることを見出した。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明が対象とする不織布の製造方法は、１種類以上の繊維形成性重合体を口金から紡出し、紡出糸条を牽引流体により牽引した後開繊し、捕集面に堆積させる方法である。
【０００８】
ここでいう繊維形成性重合体としては、例えば、ナイロン−６、ナイロン−６６、ナイロン−１２、ナイロン−６１０、ナイロン−４６等のポリアミド重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリテトラメチレンレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレート等のポリエステル重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン重合体等を挙げることができる。
【０００９】
上記重合体には、本発明の目的を奏する範囲内であればカーボンブラック、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、炭酸カルシウム、マイカ、金属微細粉、有機顔料、無機顔料などを添加しても良く、これらの添加剤には熱可塑性重合体への着色効果と共に該重合体の溶融粘度を高くまたは低くする効果もあり、繊維横断面を調節する際に有効である。
【００１０】
本発明においては、上記繊維成形性重合体１種類のみを口金から紡出しても良いし、２種類以上の繊維成形性重合体を混合、あるいは複合化して口金から紡出しても良い。特に、熱収縮してより緻密な品位の高い長繊維不織布とすることができる、分割により極細繊維を発現する複合繊維であることが好ましい。このため、上記で製造方法において、二種類以上の繊維形成性重合体成分を、それぞれ成分が他の成分を複数個に分割する繊維横断面形状を有する剥離分割型複合繊維に溶融複合紡出させることがより好ましい。ここでいう極細繊維とは、単糸が０．０００１〜１デシテックスの細繊度繊維をいう。
【００１１】
紡出糸条が剥離分割型複合繊維の場合、該複合繊維は、一成分がポリアミド重合体であり、他の一成分がポリエステル重合体である、二成分からなる剥離分割型複合繊維であることがより望ましい。その際、剥離分割型複合繊維の分割数は、工程性や、製編織またはニードルパンチ後の剥離分割性を考慮し、８〜２４分割が特に好ましい。また、剥離分割型複合繊維の１成分の全体に対する配合の割合は、繊維の分割性および紡糸性の面から３０〜７０％が好ましく、特に４０〜６０％が好ましい。この範囲を超えると樹脂の粘度バランスの調整が困難なためセクション不良となり、分割率が低下する恐れが生じるからである。
【００１２】
上記のように２種類以上の重合体を複合化する場合は、繊維断面の形成を容易にするため、上記二成分の吐出時の溶融粘度をほぼ同等とすることが好ましい。この際、溶融粘度調整剤などを配合することで調整しても良い。
【００１３】
本発明においては、繊維形成性重合体に、剥離分割型複合繊維のように２種類以上の繊維形成性重合体成分からなる場合はこれを構成する該成分の少なくとも一成分に、該成分と実質的に非相溶の不飽和モノマーからなる付加重合体が含有され、その際該付加重合体の分子量、含有量が以下要件を満足していることが、優れた生産性と開繊性が得られる見かけの紡速２５００ｍ／分以上でも、高い収縮率を維持できる上で肝要である。つまり、かかる要件を同時に満足させることにより、目付斑がなく、かつ十分な収縮率を有する、品位の高い長繊維不織布を製造することができるのである。
【００１４】
上記の不飽和モノマーからなる付加重合体としては、例えばポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリ（４−メチル−１−ペンテン）、ポリスチレン、ポリオクダデイセン−１、ポリビニルベンジル、アクリロニトリル・スチレン共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、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、あるいはこれらの誘導体を挙げることができる。特にポリメチルメタクリレートやポリスチレン、ポリ（４−メチル−１−ペンテン）が好ましい。さらに、ポリメチルメタクリレートはメルトフローレート（ＭＦＲ）が０．１〜６．０ｇ／１０分（ＡＳＴＭ−Ｄ１２３８に準拠、２３０℃、３．８ｋｇ荷重）、アイソタクチック型ポリスチレンはＭＦＲが１〜２０ｇ／１０分（ＡＳＴＭ−Ｄ１２３８に準拠、２３０℃、３．８ｋｇ荷重）、シンジオタクチック型ポリスチレンはＭＦＲが１〜３０ｇ／１０分（ＡＳＴＭ−Ｄ１２３８に準拠、３００℃、２．１６ｋｇ荷重）、ポリ（４−メチル−１−ペンテン）は、ＭＦＲが５〜４０ｇ／１０分（ＡＳＴＭ−Ｄ１２３８に準拠、２６０℃、５ｋｇ荷重）であることが一層好ましい。
【００１５】
また、上記不飽和モノマーからなる付加重合体は、その分子量が２０００以上であることが必要である。分子量が２０００よりも小さいと、被添加繊維形成性重合体に対して応力担持体としての効果が発現しない。一方、分子量が２０万を超えると、被添加繊維形成性重合体中の分散が困難となり、曳糸性が低下する他、繊維としての物性も低下する傾向にあり、分子量は２０万以下が好ましい。より好ましい分子量の範囲は５０００以上１５万以下である。
【００１６】
さらに、上記不飽和モノマーからなる付加重合体の添加量は、被添加繊維形成性重合体に対して０．２〜１０重量％、好ましくは０．５〜５重量％ある。添加量が０．２重量％未満では見かけの紡速を２５００ｍ／分以上とした場合、十分な収縮率を達成できない。一方、１０重量％超えると曳糸性が悪化し、繊維としての物性も低下する。
【００１７】
本発明の不飽和モノマーからなる付加重合体は、剥離分割型複合繊維の場合、これを構成する繊維形成性重合体の内、少なくとも１成分以上に添加されている必要がある。例えば２成分からなる剥離分割型繊維の場合、片方のみへの添加でも、見かけの紡速２５００ｍ／分以上で高い収縮率を実現できる。
【００１８】
添加にあたっては、任意の方法を採用することができ、例えば繊維形成重合体の重合過程で行っても良く、また、繊維形成性重合体と溶融混合してそのまま紡糸する、あるいは溶融混合してチップ化して溶融紡糸する、チップ状態で混合して溶融紡糸するなどいずれの方法を用いても良い。いずれの方法を用いるにしても溶融中に混合を十分に行い、繊維形成性重合体中で不飽和モノマーからなる付加重合体が細かく均一に分散する様配慮することが好ましい。混練を十分に行うことにより上記工程での高収縮化の効果がより顕著なものとなる。
【００１９】
紡出糸条の繊維横断面形状は、円形、楕円形、矩形、多葉断面形状、中空断面形状など公知の横断面形状をいずれも採用することができる。
【００２０】
また、複合繊維の形状としては、用途によって、長繊維状、短繊維状のいずれを選択しても良く、捲縮や他の形態が付与されていても良い。
【００２１】
紡出糸条を牽引した後開繊する方法としては、コロナ放電による帯電や接触帯電などの従来公知の方法で繊維を帯電させるのが好ましい。
【００２２】
捕集面に堆積されたウェブは、他の短繊維を混綿、または長繊維を積層、混合することも可能である。混綿またはされる場合の素材としては、特に限定はされないが、例えば、レーヨン等の再生繊維、アセテート等の半合成繊維、ウール等の天然繊維、ナイロン−６、ナイロン−６６等のポリアミド繊維、ポリエチレンテレフタレート、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等のポリエステル系繊維、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系繊維等から任意に１あるいは２種以上選択して使用することができる。もちろん繊維形状等も限定されず、上記の熱可塑性樹脂を組み合わせた芯鞘型複合繊維、剥離分割型複合繊維、異形断面を有する繊維等を任意に用いることができる。
【００２３】
上記のようにして得られたウェブは、交絡または接着により繊維同士が固定されるが、三次元的に機械交絡が施されることが収縮性のうえで好ましい。この場合は、必要に応じて弱熱圧着され、一旦巻き取った後、またはそのまま連続で三次元的に機械的交絡処理が施される。ウェブの交絡処理はニードルパンチ等のようにバーブ付の針でパンチングする方法、あるいは高圧水流によって繊維を交絡させる従来の方法によってなされる。
【００２４】
紡出糸条が剥離分割型複合繊維の場合、上記ウェブの交絡後、あるいは交絡前に分割割繊処理が施される。分割割繊の程度は用途により選択されるものであるが、分割処理方法としては主として機械的方法による処理がコスト的、工程的に好ましく用いられる。高圧流体処理による方法は交絡と割繊処理が同時に行える点で好ましい。また、機械的な分割処理としては、ローラー間で加圧する方法、超音波処理を行う方法、衝撃を与える方法など公知の方法を用いることができる。さらに、化学的な分割処理としては、該剥離分割型複合繊維を構成する少なくとも１成分を膨潤させるような薬液、または少なくとも１成分を溶解するような薬液により浸漬処理するなど従来公知の方法を用いることができる。これらの分割処理は単独で行っても、組み合わせても良い。
【００２５】
本発明においては、不織布を構成する繊維の収縮率としては５％以上が好ましく、より好ましくは１０％以上である。特に、上記繊維が単独の繊維形成性重合体からなる繊維と比較して、剥離分割型複合繊維の場合は十分な収縮率が得られない傾向にあるが、本発明によれば上記のような高い収縮率を達成できる。さらに、本発明においては得られる不織布を構成する繊維の下記式で表される収縮率増加率Ｘ（％）が１０％以上であることが好ましく、これにより十分な収縮が得られ、より品位の高い不織布とすることができる。
Ｘ（％）＝（Ｓａ（％）／Ｓｏ（％）−１）×１００
（但し、Ｓａは上記付加重合体を含む繊維の沸水中の収縮率（％）、Ｓｏは実質的に上記付加重合体を含まない繊維の沸水中の収縮率（％）を示す。）
【００２６】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。
【００２７】
（１）複合繊維の破断強度および破断伸度
ウェブから単繊維を１０本ランダムに抜き取り、気温２５℃、湿度６０%の恒温恒湿に保たれた部屋に１昼夜保存した後、島津製作所製引張試験機テンシロンにサンプル長さ１００ｍｍ（つかみ間隔１００ｍｍ）で把持し、引張速度２００ｍｍ／分で伸長し、切断時の荷重値をサンプルの繊度で除した値を引張破断強度、伸長率を破断伸度とする。
【００２８】
（２）収縮率
ウェブから単繊維を１０本ランダムに抜き取り、気温２５℃、湿度６０％の恒温恒湿に保たれた部屋に１昼夜保存した後、長さ約６０ｃｍの輪状として荷重０．０４４ｃＮ／ｄｔｅｘで長さ（Ｌｏ）を測定し、荷重をはずして沸水中に３０分間浸漬し、その後再度荷重をかけて長さ（Ｌ）を測定後、次式により収縮率Ｓ（％）を求めた。
Ｓ（％）＝（Ｌ−Ｌｏ）／Ｌｏ×１００
【００２９】
（３）メルトフローレート（ＭＦＲ）
ＡＳＴＭ−Ｄ１２３８に準拠して求めた。
【００３０】
（４）不織布目付の均一性（ｃｖ％）
不織布を幅２ｃｍ、長さ２０ｃｍの小片に、幅が不織布の幅方向となるように切り取って重量を測定し、その標準偏差を重量の平均値で除したものを％で表す。
【００３１】
（５）不織布の収縮性
孔径０．２ｍｍのオリフィスが０．８ｍｍの間隔で設けられたノズルから水圧７ＭＰａの柱状水流を不織布の表裏面にそれぞれ２回ずつ噴射したものを、８５℃の温水バスに緊張状態とならない様に浸漬し、触感と目視による評価を行った。
【００３２】
（６）見かけの紡速
口金からの繊維形成性重合体の吐出量と、捕集面に堆積されたウェブ中の繊維の繊度とから換算した。
【００３３】
［参考例１］
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ；ｏ−クロロフェノール中の極限粘度０．６４）を、エクストルーダーにて溶融させた。その際、エクストルーダー中でこのポリエチレンテレフタレートに対してサイドストリームから溶融状態でＭＦＲ＝２．５、分子量６００００のポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）をＰＥＴ中の含有量が２重量％となるよう導入し、合流させ混合分散させた。その後、ポリエチレンテレフタレートを、単孔当たりの吐出量を２ｇ／分にて中空口金より吐出し、エジェクター圧力を０．２５ＭＰａとして高速牽引した後、−３０ｋＶで高電圧印加処理後、空気流とともに分散板に衝突させ、フィラメントを開繊し、補集ネットコンベアーに堆積させ、幅１ｍのウェブを得た。さらに得られたウェブを連続で上下１３０℃のエンボスカレンダーにて軽く熱圧着を行った。得られた不織布は目付が５０ｇ／ｍ２で均一性に優れたものであった。得られたウェブ中の繊維、および不織布の物性を表１に示す。
【００３４】
［実施例１］
ナイロン−６（Ｎｙ６；ｍ−クレゾール中の極限粘度１．１）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ；ｏ−クロロフェノール中の極限粘度０．６４）とを、エクストルーダーにて溶融させた。その際、エクストルーダー中でナイロン−６に対してサイドストリームから溶融状態でＭＦＲ＝２．５、分子量６００００のポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を２重量％の添加率となるよう導入し、合流させ混合分散させた。その後、該ポリアミドと該ポリエステルとを口金内で合流させ、単孔当たりの吐出量を２ｇ／分にて中空口金より吐出し、エジェクター圧力を０．２５ＭＰａとして高速牽引した後、−３０ｋＶで高電圧印加処理後、空気流とともに分散板に衝突させ、フィラメントを開繊し、図１に示すような１６分割の多層貼合せ型断面をもつ剥離分割型複合繊維からなるウェブとして補集ネットコンベアーで幅１ｍで補集した。さらに得られたウェブを連続で上下１００℃のエンボスカレンダーにて軽く熱圧着を行った。両成分の重量率は４８／５２であり、両成分は互いに相手成分によって１６分割されており、不織布を分割、収縮処理した後の不織布の目付は５０ｇ／ｍ２であった。得られたウェブ中の繊維、および不織布の物性を表１に示す。
【００３５】
［実施例２〜６、比較例１〜５］
実施例１で、添加剤の種類、添加量、不飽和モノマーからなる付加重合体を添加する繊維形成性重合体、換算紡速を表１のように変更した以外は実施例１と同様にして、ウェブを得、さらに不織布とした。得られたウェブ中の繊維、および不織布の物性を表１に示す。表１でＰｓｔはアイソタクチック型ポリスチレンを示す。
【００３６】
【表１】
0004316783.tif 000002
【００３７】
【発明の効果】
本発明の長繊維不織布の製造方法によれば、２５００ｍ／分以上の紡速でも十分な収縮性を達成できるため、生産性を落とすことなく、均一で緻密な品位の良い外観、構造を有する不織布を得ることができる。また、本発明によれば、上記長繊維不織布を構成する繊維を剥離分割型複合繊維とした場合、従来よりも収縮率の高い複合繊維を得ることができ、さらにかかる複合繊維は分割して極細繊維化できることから、一層緻密な不織布が得られ、該不織布は格段に優れた品位や風合を達成できる。かくして、本発明により得られる長繊維不織布は人工皮革基布、ワイパー、フィルター、医療衛生材料などに好適に使用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の剥離分離型複合繊維の断面拡大図の一例を示す。
【符号の説明】
１  ナイロン−６
２  ポリエチレンテレフタレート
【図１】
0004316783.tif 000003