(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素数が１０〜１４である直鎖状炭化水素基を有するアニオン系油剤成分と、炭素数が１０〜１４である直鎖状炭化水素基を有するノニオン系油剤成分とが付着してなり、前記油剤成分の総付着量が繊維重量当り０．２〜０．８重量％であり、かつ、繊維長が２〜１０ｍｍの範囲であることを特徴とする湿式不織布用ポリアミド短繊維。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維製造工程の通過性に優れ、かつ特に湿式不織布加工性に優れたポリアミド短繊維に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリアミド繊維は従来から汎用合成繊維として広く知られており、短繊維としては、紡績糸からなる衣料や、様々な不織布からなる資材用途など様々な分野に用いられている。
【０００３】
ポリアミド短繊維は、汎用合成繊維の中において比較的優れた強伸度特性、ソフトな触感、独特の風合い、適度な吸湿性などの特徴を有しており、不織布として用いた場合に、耐摩耗性などの物理的な耐久性や、耐薬品性などの化学的な耐久性に優れた構造体を得ることができる。
【０００４】
このような不織布は、具体的には、電池セパレーター用途、抄紙フェルト用途や研磨剤用途などに使用されている。
【０００５】
従来、短繊維はサーマルボンドなどのいわゆる乾式製法にて不織布に加工される例が多かったが、不織布の緻密化などの高性能化が要求される中で、高い緻密性が得られやすい湿式不織布の需要が拡大してきている。
【０００６】
湿式不織布と乾式不織布では加工方法が大きく異なるので、原綿のスペックもそれに対応したものでなくてはならない。湿式不織布は、短繊維を水に分散させ、抄造することにより得られる。このように湿式不織布の製造においては水浴中にて短繊維を分散させる工程があり、ここでの短繊維の分散性が良好であることが求められる。
【０００７】
ポリアミドは元々親水性を有する素材であるが、通常そのままでは水浴中での分散性は不十分であり、繊維の親水性を高めるような油剤（以下、親水性油剤という）を付与した後に使用される。
【０００８】
しかし、親水性油剤は、粘着性を有しており、繊維製造工程での通過性は悪い傾向が強い。
【０００９】
繊維製造工程での糸切れが多く、ローラーやガイド類への巻付トラブルが発生すると、その糸切れの端糸部分がトウに含まれていると、張力がかからないまま短繊維へと切断されるため、所望の繊維長よりも長い繊維長、すなわち異常長を有する繊維の発生につながることがある。
【００１０】
そのため、繊維製造工程では、繊維の親水性を高める効果には劣るが、工程通過性に優れる鉱物油などのオイル類を含む油剤を付与し、その後の繊維切断工程などで親水性油剤の浴などを通して、親水性油剤を付与し直すという方法も使用されている。ここでいう親水性油剤は分散剤とも呼ばれる。
【００１１】
この方法は、油剤付与が二度手間であり生産効率が悪い上、先に付与した工程通過油剤を事実上脱油することになり、排水負荷が大きくなるという不都合がある。
【００１２】
そこで、繊維製造工程から高次加工まで一貫して工程通過性に優れるとともに繊維の親水性を高めることができる油剤成分が求められている。
【００１３】
ポリアミド短繊維を湿式不織布になす例はこれまでに知られており、特許文献１〜３には湿式不織布に使用するためのポリアミド短繊維の製造方法が開示されているが、特許文献１では特定の水分率を有する長繊維束を回転刃式繊維束切断装置により切断することが開示され、特許文献２ではビスアミド化合物を含有させたポリアミド成分を繊維表面に露出させることが開示され、特許文献３では繊維の断面形状を多葉形状とすることが開示されているだけで、使用する油剤については具体的に示されておらず、上記要求を満たすような油剤成分はこれまでに見出されていなかった。
【特許文献１】特開２００４−９１９７０号公報
【特許文献２】特開２００６−８９８８６号公報
【特許文献３】特開２００７−１８６８１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、繊維製造工程の通過性に優れ、湿式不織布への使用に適したポリアミド短繊維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】
【００１５】
本発明は、かかる課題を解決するために、次のような手段を採用するものである。
すなわち、炭素数が１０〜１４である直鎖状炭化水素基を有するアニオン系油剤成分と、炭素数が１０〜１４である直鎖状炭化水素基を有するノニオン系油剤成分とが付着してなり、前記油剤成分の総付着量が繊維重量当り０．２〜０．８重量％であり、かつ、繊維長が２〜１０ｍｍの範囲であることを特徴とする湿式不織布用ポリアミド短繊維である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、製糸工程通過性が良好で、かつ湿式不織布加工性も優れたポリアミド短繊維を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明者らは、製糸工程通過性と湿式不織布加工性の両方をともに満たすポリアミド短繊維に関し、鋭意検討したところ、特定の油剤成分を付与することで、かかる課題を一挙に解決することを究明したものである。
【００１８】
本発明のポリアミド短繊維に使用するポリアミドは、繊維に形成できるポリアミドであれば、好ましく用いることができる。中でも、汎用性に優れるポリカプラミドやポリヘキサメチレンアジパミドを好ましく使用できるが、中でも耐熱性が高く、各種資材用途に好適に用いることができるヘキサメチレンアジパミドを特に好ましく使用することができる。また、他にもナイロン１２や、本発明の効果を損ねない範囲において共重合成分を有するポリアミドを好適に用いることができる。
【００１９】
本発明のポリアミド短繊維は単成分繊維に限るものではなく、芯鞘構造や海島構造などの複合繊維でも構わない。例えば熱接着バインダーとして使用できるポリヘキサメチレンアジパミドとポリカプラミドなどの組み合わせによる２０℃以上の融点差を有する芯鞘複合繊維も好ましい。
本発明のポリアミド短繊維は、炭素数が１０〜１４である直鎖状炭化水素基を有するアニオン系油剤成分と、炭素数が１０〜１４である直鎖状炭化水素基を有するノニオン系油剤成分とが付着してなることが必要である。かかる油剤成分が付着した繊維は、繊維製造における工程通過性に優れるとともに、湿式不織布加工時における水浴中での分散を行うために必要とされる性能である親水性にも優れたものとなる。
【００２０】
炭素数が１０〜１４である直鎖状炭化水素基を有するノニオン系油剤成分としては、例えば炭素数が１０〜１４の直鎖状炭化水素基を有するポリエーテル類や脂肪酸エステル類を用いることができる。直鎖状炭化水素基としては、直鎖状アルキル、直鎖状アルケニルなどが例示できる。また、かかるノニオン系油剤成分には、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなどが付加されていたり、複数のモノマー成分の組み合わせからなるブロック共重合体、ランダム共重合体、交互共重合体などが含まれていても構わないし、ノニオン系油剤成分の分子鎖中には分枝構造を有するアルキル基、ヒドロキシル基、アミド基、アミノ基などの官能機を含んでいても構わない。
【００２１】
炭素数が１０〜１４の直鎖状炭化水素基を有するポリエーテル類の場合、その重量平均分子量は、２００〜２００００の範囲内であることが好ましく、４００〜１５０００の範囲内であることがより好ましい。かかる重量平均分子量が小さすぎると、粘着性が高くなりすぎて、繊維製造工程にて油剤成分が脱落しやすい傾向を示し、工程内のローラーでの巻き付きトラブルが多発することがあり、かかる重量平均分子量が大きすぎると、湿式不織布加工時の水中分散性が悪くなることがある。
【００２２】
炭素数が１０〜１４である直鎖状炭化水素基を有するアニオン系油剤成分としては、例えば炭素数が１０〜１４の直鎖状炭化水素基を有するアルキルホスフェート類やサルフェート類などのアルカリ金属塩が使用できる。
【００２３】
かかるアルカリ金属塩におけるアルカリ金属は、ナトリウムやカリウムを好ましく選択できる。
【００２４】
本発明で使用する油剤成分においては、炭素数が１０〜１４の直鎖状炭化水素基を有することが必要であるが、これは、製糸工程における工程通過性と繊維への親水性付与という、一般に相反する二つの性質を満たすためである。炭素数が１０未満の炭化水素基を有する油剤を使用した場合は、繊維への親水性付与効果に優れ、湿式不織布製造工程における短繊維の水中分散性は良好であるが、油剤の粘着性が高いことにより、繊維製造工程において、ローラーやガイド類への巻き付きが増加することになる。また、逆に炭素数が１５以上の直鎖状炭化水素構造を有する油剤を使用する場合には、得られる繊維の平滑性に優れ、繊維と金属との摩擦係数も低下するので、繊維製造工程における通過性は良好となるが、湿式不織布製造工程における短繊維の水中分散性が不十分となり、分散性を得るためには、新たに親水性の油剤成分を追油する必要性が生じる。
【００２５】
アニオン系油剤成分とノニオン系油剤成分がいずれも、炭素数が１０〜１４の直鎖状炭化水素基を有するという条件を満たしているため、アニオン系油剤成分とノニオン系油剤成分を混合し使用することができ、その製造方法に合わせた最適な混合比率を選択することができる。
【００２６】
たとえば、アニオン系油剤成分とノニオン系油剤成分の重量比率は１０／９０〜６０／４０の範囲であることが好ましい。アニオン系油剤成分の含まれる重量比率が１０％未満であると冬場などの湿度の低い季節などに繊維製造工程にて静電気が発生したり、湿式不織布加工時の水中分散性が悪くなることが観られることがある。また、アニオン系油剤成分の含まれる重量比率が６０％を超えると、水中分散時に泡立ちが多くなることがあるので、撹拌速度を下げたり、消泡剤を添加する必要が生じることがある。
【００２７】
また、繊維に対する前記油剤成分の総付着量、すなわち油分量は、それが低すぎると湿式不織布加工時に水浴中での分散不良が生じることや、工程での擦過や静電気の発生により繊維製造工程における通過性が悪化するため好ましくなく、また油分が高すぎると製糸工程での油剤脱落が多くなり、そのためローラー類への巻き付きが発生しやすくなり、操業性が悪化するため好ましくない。好ましい範囲は繊維重量に対して、０．２〜０．８重量％の範囲内であり、より好ましくは０．４〜０．６重量％の範囲内である。
【００２８】
ポリアミド短繊維の親水性を損ねるような成分はできるだけ付着させないようにすることが肝要である。例えばシリコーン系の成分や中性オイル成分などは、通常のポリアミド短繊維の油剤成分として一般的に使用されることがあるが、本発明においては極力付着させないようにする。
【００２９】
本発明のポリアミド短繊維の繊維長は、２〜１０ｍｍの範囲であることが好ましい。かかる繊維長が小さすぎる場合には、かかる短繊維を得るための長繊維を切断する工程で繊維の融着が発生しやすく、湿式不織布に加工する際に水浴中の分散不良繊維が多発することになる。また、かかる繊維長が大きすぎる場合には、繊維間の絡合が強くなり、湿式不織布に加工する際に水浴中での分散性が悪くなる。
【００３０】
本発明のポリアミド短繊維は、ポリアミドのトウ形状の繊維に、前述した油剤成分を水に分散させた分散液、いわゆる油剤を付与し、乾燥して、所望の、具体的には前述した繊維長となるように切断することにより製造することができる。油剤は、繊維製造工程での通過性を考慮し、トウ状の繊維に延伸を実施する前に付与するのが良いが、油剤の付与方法としては、一本一本の繊維表面に対する均一付与や、前述した付着量の制御しやすさを考慮すると、油剤浴中にトウ形状の繊維を通過させ、含浸させ後にニップローラーで余剰分を絞り落とす方法を採用するのが好ましい。
【００３１】
かくして得られるポリアミド短繊維の物理特性は、製糸工程及び湿式不織布通過性を悪化させない範囲であれば、特に限定されるものではないが、例えば、単繊維繊度は、湿式不織布として使用される際に、薄手化や緻密さなどの機能を活かすためには２ｄｔｅｘ以下であることが好ましく、乾強度は、製糸工程や不織布加工工程での通過時の耐久性や、製品として実際に使用される際の耐久性を考えると、２ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。ただし、乾強度が７ｃＮ／ｄｔｅｘを超えると繊維を切断する際にナイフに与える負担が著しく悪化し、繊維切断工程での操業性や製品収率が悪くなることがある。
【００３２】
本発明のポリアミド短繊維の乾伸度は、製糸工程や、不織布加工工程での通過性を考えると、３０％以上であることが好ましく、最終製品である不織布の形態保持性を考えると、１００％以下であることが好ましい。
【００３３】
なお、ここでいう繊度、乾強度、乾伸度は、ＪＩＳ Ｌ １０１５（１９９９年）(化学繊維ステープル試験法）に基づいて求められるものである。
【００３４】
本発明のポリアミド短繊維には捲縮が付与されていないことが好ましい。このようなストレート繊維であることが好ましい。捲縮が付与されていると、繊維間の絡合により、不織布加工時の水浴中の分散性が悪化するため好ましくない。
【００３５】
本発明のポリアミド短繊維を用いて得た湿式不織布は、エアフィルターなどのフィルター類に用いることができるばかりか、電池セパレーターとしての使用など、種々の用途に好ましく用いることができる。
【実施例】
【００３６】
以下、本発明を実施例を挙げてさらに具体的に説明する。各種物性の測定方法は次の通りである。
【００３７】
単繊維繊度、乾強度、乾伸度は、ＪＩＳ Ｌ １０１５（１９９９年）（化学繊維ステープル試験法）に準じて測定した。
【００３８】
油分は、ソックスレー管を用いたエタノール抽出分から、ケルダール法にて定量したポリアミドモノマー及びオリゴマーの重量を差し引き、算出した。
【００３９】
（実施例１）
酸化チタンを０．３０重量％含有するナイロン６６チップを、単軸のエクストルーダーにより２８０℃の温度にて溶融し、孔数が６００ホールの口金を用いて紡出し、チムニーにより冷却した糸条を１３００ｍ／分の速度で引き取り、缶に収納することで未延伸糸を得た。
【００４０】
得られた未延伸糸を５０本束ねたトウを、延伸工程内において、油剤Ａの濃度が１．５重量％になるように調整した油剤浴中を通過させ、ニップローラーで過剰の油剤を絞った後に、水蒸気を付与し、３．０倍に延伸を行い、トウを得た。
【００４１】
油剤Ａの組成は、デシル（Ｃ１２）ホスフェートナトリウム塩と、分子鎖中にＣ１２構造を含むポリエーテルを５０：５０の重量比で配合したものである。
【００４２】
トウを１０ｔ生産する際に、延伸ローラーへの巻付きトラブルの発生回数は２回であり、工程通過性は良好であった。
【００４３】
得られたトウをＥＣローターにより繊維長５ｍｍに切断し、短繊維を得た。この短繊維を、水浴中に撹拌しながら投入したところ、良好な分散性を示し、湿式不織布加工性も良好であった。繊維一般物性等の測定結果を表１に示す。
【００４４】
（実施例２）
酸化チタンを０．３０％含有するナイロン６６チップを芯側に、酸化チタンを０．３０％含有するナイロン６チップを鞘側に用い、芯鞘複合繊維として紡出すること以外は実施例１と同様に短繊維を製造した。繊維一般物性等の測定結果を表１に示す。
【００４５】
（比較例１）
油剤Ａを油剤Ｂに変更した以外は、実施例１と同様にして短繊維を製造した。
【００４６】
ここで、油剤Ｂとはオクチル（Ｃ８）ホスフェートカリウム塩と、分子鎖中にＣ８構造を含むポリエーテルを５０：５０の重量比で配合したものである。
【００４７】
トウを１０ｔ生産する際に、油剤の粘着に起因する延伸ローラーへの巻き付きは、２０回発生し、操業性は悪いものであった。
【００４８】
繊維切断後に湿式不織布加工を実施する際に、水浴中での分散性は良好であった。
【００４９】
（比較例２）
油剤Ａを油剤Ｃに変更した以外は、実施例１と同様にして短繊維を製造した。
【００５０】
ここで、油剤Ｃとはセチル（Ｃ１６）ホスフェートカリウム塩と、分子鎖中にＣ１６構造を含むポリエーテルを５０：５０の重量比で配合したものである。
【００５１】
得られた短繊維を、水浴中に撹拌しながら投入したところ、水浴中での分散時に均一性に欠けるため、得られた不織布にはシワが観られ、地合が悪いものであった。
【００５２】
【表１】
0005045353.tif 000002