(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリアミド系重合体とポリエステル系重合体とからなる剥離分割型複合長繊維からなる不織布を分割処理して極細繊維不織布となすに際して、少なくとも一方の重合体中に、他方の重合体との相溶性パラメーター差が２〜８［Ｊ１／２／ｃｍ３／２］である化合物を０．０５〜３．０重量％含有させた剥離分割型複合長繊維をウエブとし、次いで該剥離分割型複合長繊維からなる長繊維ウエブにニードルパンチによる交絡処理を施し長繊維不織布とし、その後該長繊維不織布に予め水を付与した後に、シート状物打撃式揉み機により該剥離分割型複合長繊維を分割極細繊維化し、引き続いてリラックス状態で面積収縮率１０〜５０％の範囲で収縮熱処理を施すことを特徴とする極細繊維不織布の製造方法。
【請求項２】
リラックス状態での収縮熱処理が、長繊維不織布を３〜３０％のオーバーフィード率の下に一方向に前進させながら収縮熱処理するものであり、かつ長繊維不織布の側縁部が無保持状態に保たれている請求項１記載の極細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、ポリアミド系重合体とポリエステル系重合体とからなる剥離分割型複合長繊維を分割処理してなる極細繊維不織布の製造方法に関するものである。さらに詳しくは、剥離分割型複合繊維に易分割性を付与すると共に、この長繊維集積体からなる不織布に予め水を付与して水湿潤状態とすることにより、機械的衝撃により容易に分割極細繊維化することができる極細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とは異なって、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ため、土木用や農業用をはじめとする生活関連資材、衣料用資材など多岐にわたって使用されている。
【０００３】
近年、種々用途、特にドレープ性やソフト性等の風合が重視される人工皮革用途やワイピングクロス用途では、構成繊維をより細くすることが重要となっている。このため、特公昭６０−２５５４３号公報、特開昭６２−９７９５７号公報等には、海島型混合紡糸繊維又は海島型複合繊維からなる長繊維不織布を、溶剤処理することにより該繊維の海成分を抽出除去して極細繊維不織布を得る方法が提案されている。しかし、該方法では、抽出設備及び抽出工程が必要であるため、コスト面、生産性、環境等の点から改善が望まれている。
【０００４】
一方、特開平４−３００３５１号公報、特開平１０−５３９４８号公報等には、抽出設備及び抽出工程を必要としない剥離分割型複合繊維からなる長繊維不織布を、高圧水流機で処理して該剥離分割型複合繊維を極細繊維に分割して極細繊維不織布を得る方法が提案されている。しかし、これらの方法には分割遂行度に限界があり、また確実に分割できる不織布目付にも上限がある。
【０００５】
また別の方法として、特公昭６１−１９７５６号公報には、剥離分割型複合繊維の一方成分にポリアルキレングリコールを配合し、該剥離分割型複合繊維からなる不織布を高圧水流機により処理して該ポリアルキレングリコールを含有する成分を破砕除去し、他方成分を極細繊維化する方法が提案されている。しかし、かかる方法では、破砕された成分は最終製品の有効繊維とはなりえず、除去されるためコスト的に不利であり、また破砕されたポリマーが製品から完全には除去されないために品位を低下させるといった問題もある。
【０００６】
さらには、特開平５−３３１７５８号公報には、ポリエステル成分からなる剥離分割型複合繊維の一成分にポリアルキレングリコールの類を含有させ、該複合繊維からなる不織布に水存在下で機械的応力を負荷させ、これにより剥離分割型繊維を分割極細繊維化する方法が提示されている。しかし、この方法では、分割効果を十分発現させるためには大量のポリアルキレングリコールを含有させる必要るため、繊維物性の低下を招いたり、コスト的に不利という問題がある。
【０００７】
また別の方法として、剥離分割型複合繊維からなる長繊維不織布を、溶剤で処理して分割極細繊維化する方法も考えられるが、該処理時に繊維交絡の緩みが進行し、得られる不織布の強度低下を招くだけでなく、環境面でも好ましくない。
【０００８】
このように、従来、剥離分割が容易且つ確実に遂行できる剥離分割型複合繊維から、ドレープ性及びソフト性に優れた極細繊維不織布を製造する方法はされておらず、さらには、高目付であっても高圧水流法以外の機械的衝撃処理により容易に且つ安定して分割極細繊維化できる剥離分割型複合繊維は提案されていなかった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術を背景になされたもので、その目的は、剥離分割型複合繊維の剥離分割性を改善し、均一性及び風合に優れた極細長繊維不織布を容易に且つ安価なコストで製造する方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、剥離分割型複合繊維を構成する少なくとも一方の重合体成分に第３成分を添加することにより、剥離分割のしやすさが飛躍的に向上することを見出し、本発明に到達した。
【００１１】
かくして、本発明によれば、「ポリアミド系重合体とポリエステル系重合体とからなる剥離分割型複合長繊維からなる不織布を分割処理して極細繊維不織布となすに際して、少なくとも一方の重合体中に、他方の重合体との相溶性パラメーター差が２〜８［Ｊ１／２／ｃｍ３／２］である化合物を０．０５〜３．０重量％含有させた剥離分割型複合長繊維をウエブとし、次いで該剥離分割型複合長繊維からなる長繊維ウエブにニードルパンチによる交絡処理を施し長繊維不織布とし、その後該長繊維不織布に予め水を付与した後に、シート状物打撃式揉み機により該剥離分割型複合長繊維を分割極細繊維化し、引き続いてリラックス状態で面積収縮率１０〜５０％の範囲で収縮熱処理を施すことを特徴とする極細繊維不織布の製造方法。」が提供される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明で用いられる剥離分割型複合繊維は、繊維形成性ポリエステル系重合体と繊維形成性ポリアミド系重合体とから構成され、機械的処理などで各成分に剥離分割できるものであれば特に限定されない。好ましく用いられるポリアミド系重合体としては、例えばナイロン−６、ナイロン−６６、ナイロン−６１０、ナイロン−１１、ナイロン−１２等があげられ、一方ポリエステル系重合体としては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリトリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート及びこれらを主成分とする共重合ポリエステル等があげられる。中でもナイロン−６／ポリエチレンテレフタレートの組合わせが工程性、コスト等の面から好ましい。
【００１３】
剥離分割型複合繊維の複合形態としては、ポリエステル系重合体とポリアミド系重合体の接合界面の少なくとも一部分が繊維表面に到達している複合形態で、機械的処理等により各成分に剥離分割できるものであれば特に限定されないが、お互いに一方成分が他方成分によって所定数に分割されている形態であることが、分割性の点で望ましい。なかでも、１成分が他成分間に放射状に配置されている断面形状が好ましい。
【００１４】
このように放射状に配置された剥離分割複合繊維は、その分割数は２成分を溶融後、口金内で合流させる方法により任意に設定可能であり、分割前の複合繊維の単糸繊度を考慮して決定されるが、４〜４８、特に８〜２４分割であることが製糸性と分割の容易さ及びその効果の観点から特に好ましい。
【００１５】
なお、上記剥離分割型複合繊維の一方成分の全体に対する複合割合は、該複合繊維の製糸性及び後述する長繊維不織布とした後の分割極細繊維化の面から３０〜７０重量％の範囲、特に４０〜６０重量％の範囲が適当である。この範囲を外れる場合には、両重合体の粘度バランスの調整が困難となり、紡糸時のセクション不良が発生しやすくなり、また、分割極細繊維化の際の分割効率が低下しやすくなる。
【００１６】
かかる剥離型複合繊維全体の断面形状は、丸断面形状、多葉断面形状、多角形形状等任意であり、また中空部を有する形態であってもよいが、中空部を有するものでは２成分の界面長さを減少させることができ、剥離分割性が向上するので好ましい。
【００１７】
剥離分割処理後の単糸繊度は、０．０１〜０．６０ｄｔｅｘの範囲が適当であり、０．０１ｄｔｅｘ未満のものは製造が困難であり、一方０．６０ｄｔｅｘを越えると、得られる不織布のカバーファクターが下がって斑が大きくなりやすく、また風合も低下する傾向にある。
【００１８】
本発明においては、上述の剥離分割型複合繊維からなる長繊維不織布を分割処理しても分割極細化し難いので、ポリアミド重合体又はポリエステル重合体の少なくとも一方の成分に、他方の成分との相溶性パラメーターの差が２〜８［Ｊ1/2／ｃｍ3/2］の範囲にある化合物（以下、添加化合物と称することがある）を０．０５〜３．０重量％含有させることが肝要である。
【００１９】
かかる添加化合物の作用効果は不明であるが、おそらく該化合物が配合された対象重合体よりブリードアウトし、他方の重合体との界面に一部存在するようになるためであろうと推定される。
【００２０】
このような添加化合物の例としては、ポリアミド系重合体に添加する場合は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン及びその共重合体等のポリオレフィン、ポリジメチルシロキサン、オルガノポリシロキサン及びその変性体や付加体等のシリコンオイル、ポリエチレングリコール等があげられる。一方ポリエステル系重合体に含有させる添加化合物としても、上記と同様の化合物を例示することができる。なお、これらの添加化合物は、一方の重合体のみに含有させればよいが、双方の重合体に含有させてもなんら差し支えない。
【００２１】
本発明でいう上記相溶性パラメーターは室温での値であり、該相溶性パラメーターの差が２［Ｊ1/2／ｃｍ3/2］未満の場合には、本発明の目的とする易分割性の効果が現れず、一方該相溶性パラメーター差が８［Ｊ1/2／ｃｍ3/2］を越える場合には、複合繊維の界面形成性が低下して紡糸性の悪化につながるので好ましくない。また、相溶性パラメーター差が前記範囲内にある添加化合物の含有量が０．０５重量％未満の場合にも本発明の目的とする易分割性の効果が現れず、一方３．０重量％を越える場合には紡糸安定性が低下するので好ましくない。
【００２２】
これらの添加化合物のポリアミド重合体又はポリエステル重合体への添加方法は、夫々の重合体を製造時に添加する方法、複合繊維を溶融紡糸する際に該添加対象重合体と該添加化合物とを混合した後に溶融混練する方法、別々に溶融した該添加対象重合体と該添加化合物とを溶融紡糸する前に混練する方法等任意の方法を採用することができるが、該添加化合物の耐熱性の点、溶融紡糸の作業が容易であること等の点から、該添加対象重合体チップと添加化合物とを混合後溶融複合紡糸することが望ましい。
【００２３】
さらに本発明の目的を損なわない範囲内であれば、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、無機顔料等を添加してもよく、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又は低くする効果もあり、繊維横断面形状を調節するのに有効である。
【００２４】
本発明においては、上記の剥離分割型複合繊維を、スパンボンド法、又は、紡糸・延伸して一旦巻き取った延伸糸を高速の牽引流体により開繊しながら多孔補集面上にウエブとして捕集する等の公知の方法により、ウエブとなす。なかでも、口金より紡出された糸条を高速牽引し、補集ネット上に噴射・補集するスパンボンド法が、生産性の点から特に好ましい。ここで、高速牽引の速度としては、２０００〜８０００ｍ／分の範囲、特に３０００〜６０００ｍ／分の範囲が適当であり、紡糸口金から吐出された複合長繊維をエジェクターやエアサッカーなどにより上記範囲の速度にて高速牽引すればよい。高速牽引により細化された複合長繊維は、開繊されながら補集ネット上に補集される。その際、コロナ放電による帯電や接触帯電等の従来公知の方法により繊維を帯電させることが、より均一性に優れたウエブを得るためには好ましい。
【００２５】
該複合長繊維をネット上に補集する際、他の短繊維を混綿したり、他の長繊維を積層、混合することも可能である。混綿又は積層、混合される他の繊維素材としては、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、２種以上の熱可塑性樹脂を組み合わせた芯鞘型複合繊維や剥離分割型複合繊維、その他断面形状を異形断面とした繊維等、任意のものを用いることができる。
【００２６】
このようにして得られた長繊維ウエブは、必要に応じて複数枚を積層して、又は単独で、必要に応じて予備的に熱接着し、一旦巻き取った後に、又は、連続してニードルパンチ処理による交絡処理を施して、長繊維不織布とする。
【００２７】
本発明においては、上記交絡処理が施された長繊維不織布を処理して、該剥離分割型複合長繊維を分割極細化する必要があるが、その分割方法は、分割極細化が確実に遂行できる方法であれば複数の方法を組み合わせても構わない。例えば機械的な分割処理方法としては、ローラー間で加圧する方法、超音波処理を行なう方法、衝撃を与える方法、揉み処理をする方法を例示することができるが、これらの中で、シート状物打撃式揉み機による方法が最も効果的であり好ましい。なお、ここでいうシート状物打撃式揉み機とは、シートの厚み方向に剪断力を効率よく加えることができるものであり、剥離分割型複合繊維の分割極細繊維化を効率よく行なうことができる。これに対して、高圧柱状水流処理や衝撃のみによる方法では、不織布の目付が大きい場合には、剥離分割化がし難くなるので好ましくないが、他の分割極細繊維化の方法と組み合わせることができる。
【００２８】
本発明においては、上記剥離分割型複合繊維の分割極細繊維化に先立って、該長繊維不織布に予め水を付与することが肝要である。ここで、付与する水には該剥離分割型繊維の少なくとも一方成分を膨潤させる薬品が混合されていてもよく、また付与方法は、水中への浸漬処理する等、従来公知の方法を採用すればよい。但し、不織布をさらに緻密化する場合には、分割処理に引き続いて収縮熱処理を施すのが好ましいので、繊維の分割が遂行する前に熱がかかる分割処理方法は避けた方が好ましい。また、高圧水流による分割処理方法は、ニードルパンチング等により形成された交絡状態が崩されやすいので避けた方が好ましい。
【００２９】
以上に述べた方法により製造される極細繊維不織布は、引き続いて収縮熱処理、特にリラックス状態で収縮熱処理を施すことが好ましく、面積収縮率でいって特に１０〜５０％の範囲が好適である。かくすることにより、長繊維不織布内部の粗大空隙が排除され、均一で緻密な構造を生起させることができる。なお、剥離分割型複合長繊維の一方成分が他方成分よりもその熱収縮率が大きいものが好ましく、その際、９５℃の温水中での熱収縮率の差でいえば、５〜６０％の範囲、特に１０〜５０％の範囲であることが好ましい。
【００３０】
なお、ここでいう熱収縮率は、長繊維を０．００５４８８ｃＮ／ｄｔｅｘ（０．０５６ｇ／ｔｅｘ）の荷重下で３０分間９５℃の温水中で収縮処理したときの収縮率から、次式により算出される。
収縮率＝（（収縮処理前の長さ−収縮処理後の長さ）／（収縮処理前の長さ））×１００（％）
一方、面積収縮率は、次式により算出される。
面積収縮率＝（（収縮前の長繊維不織布面積−収縮後の長繊維不織布面積）／（収縮前の長繊維不織布面積））×１００（％）
【００３１】
また、ここでいうリラックス状態での収縮熱処理は、長繊維不織布を３〜３０％のオーバーフィード率の下に一方向に前進させながら収縮熱処理することをいう。その際、リラックス状態という観点から、長繊維不織布の前進方向と直交する長繊維不織布の側縁部は無把持状態に保つことが好ましい。また、該オーバーフィード率は、目的とする面積収縮率によって決定すればよいが、３〜３０％の範囲にすると５〜６０％の面積収縮率を達成しやすいので好ましい。
【００３２】
以上に述べた本発明の製造方法により得られた極細繊維不織布は、人工皮革の基布用途や衣料用途、内装材、インテリア材等の産業資材用途、工業用ワイパーやワイピングクロス等のワイパー用途、バグフィルターや濾過布等のフィルター用途、医療衛生材料等の用途に好ましく用いることができる。また、薄目付のものが必要な場合には、得られた高目付けのものをスライスすることにより効率的に生産することもできる。
【００３３】
【実施例】
以下、実施例をあ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。なお、実施例中における部及び％は、特に断らない限り重量基準であり、また各測定値は、それぞれ以下の方法にしたがって求めたものであり、特に断らない限り、測定値は５点の平均値である。
【００３４】
＜分割率＞
剥離分割型複合繊維の分割率は、不織布の断面を電子顕微鏡で２００倍で撮影し、１００本の繊維の断面を測定し、全体の面積と未分割（完全に分割していない、例えば、２個や３個程度に分割したものも含む）のフィラメントの断面積の差を全体の面積で除して求めた。該分割率が大きいほどよく分割していることを示す。
＜試料の厚み＞
厚み測定器（株式会社大栄科学精器製作所製、「ＰＥＡＣＯＣＫモデルＨ」）を使用し、試料１ｃｍ2当たり１．７６４Ｎ（１８０ｇ）の荷重を加えた状態で測定した。
【００３５】
＜引張強度及び破断伸度＞
ＪＩＳ  Ｌ−１０９６記載の方法に準拠し、幅５ｃｍ、長さ１５ｃｍの試料片をつかみ間隔１０ｃｍで把持し、定速伸長型引張試験機を用いて引張速度３０ｃｍ／分で伸長し、２０％伸長時の応力を引張応力（σ２０）、切断時の荷重値及び伸長率をそれぞれ引張強力、破断伸度とした。引張強力は、幅１ｃｍ、試料目付１００ｇ／ｍ2当たりに換算して求めた。
【００３６】
＜剥離強度＞
幅２ｃｍ、長さ９ｃｍの試験片の端に幅２ｃｍ、長さ１．５ｃｍのセロテープを貼る。同寸法の塩ビレザーを用意し、それぞれに接着剤を塗布して張り合わせ、３０ｋｇの荷重をかけ８０℃で３時間放置する。その後試験片を取り出して冷却後、定速伸長型引張試験機を用いてセロテープを貼って接着していない部分に対し、試験片、塩ビレザーそれぞれチャックでつかみ、引張速度３ｃｍ／分で伸長し剥離させる。初期剥離後の剥離応力を、剥離強度とし、幅１ｃｍ、試料目付１００ｇ／ｍ2当たりに換算して求めた。
【００３７】
［実施例１]
ポリアミド系重合体としてナイロン−６（ｍ−クレゾール中の固有粘度１．１）、ポリアミド系重合体への添加化合物として、分子量２００００のポリエチレングリコールを予めポリアミド系重合体に対して２％チップブレンドし、ポリエステル重合体としてポリエチレンテレフタレート（ｏ−クロロフェノール中の固有粘度０．６４）を用いて、それぞれ別々にエクストルーダーにて溶融後、口金内で合流させ、単孔当たりの吐出量を２ｇ／分にして中空口金より吐出し、エジェクター圧力３４３ｋＰａ（３．５ｋｇ／ｃｍ2）にて高速牽引した後、−３０ｋＶで高電圧印加処理し、空気流と共に分散板に衝突させ、フィラメントを開繊し、図１に示す１６分割の多層貼合せ型断面をもつ剥離分割型複合長繊維（両成分の重量率は４８／５２、単糸繊度は４．１デシテックス、中空率は４％）からなるウェブとして、補集ネットコンベアーで目付４０ｇ／ｍ2、幅１ｍで補集した。
【００３８】
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接着を行い、このウェブを１０枚クロスレイヤーにて積層し、ニードルパンチにて交絡処理を施した後、水に浸漬し、軽くマングルで絞った後、シート状物打撃式揉み機にて複合繊維の分割極細繊維化処理を行った。得られた不織布の目付は３７０ｇ／ｍ2で、内層までよく分割されており、柔らかく風合の優れた不織布であった。得られた不織布の物性を表１に示す。
【００３９】
［実施例２〜５、比較例１〜３]
実施例１において、剥離分割型繊維を構成する各重合体への添加化合物の種類及び添加量を表１に記載のように変更する以外は実施例１と同様にして不織布を得た。得られた不織布の物性を表１に合わせて示す。
【００４０】
【表１】
0003827962.tif 000002
【００４１】
表１から明らかなように、実施例１〜５では、高目付であっても効果的に分割極細繊維化が進み、風合に優れた不織布が得られている。これに対して、本発明の範囲外である比較例１、３では、分割極細繊維化が不織布内部まで進まず、結果として剥離強度が低く、風合も硬いものしか得られず、また比較例２では、添加化合物の量が多すぎるために安定した紡糸することができずウエブとして捕集することができなかった。
【００４２】
［実施例６］
実施例１で得られた不織布を、８５℃の温水バスに２分間浸漬して収縮熱処理を施した。得られた収縮不織布は、面積収縮率が２０％で緻密な構造を有していて、柔らかくかつ充実感のある風合を呈し、人工皮革基布として極めて好適なものであった。
【００４３】
【発明の効果】
本発明の製造方法によれば、剥離分割型複合繊維の少なくとも一方成分には特定の相溶性パラメーターを有する化合物が添加され、且つ予め水が付与された状態で剥離分割型複合長繊維の分割極細繊維化処理が施されているので、不織布の目付が大きくても、きわめて効率よく分割極細繊維化を行なうことができ、容易に且つ均一性に優れた極細長繊維不織布を提供することができる。また、このようにして得られる該極細繊維不織布は、人工皮革基布、ワイパー、フィルター、医療衛生材料等の用途に好適に使用することができ、その工業的価値はきわめて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の剥離分割型複合繊維の断面拡大図の一例を示す。
【符号の説明】
１  第一成分（ポリアミド重合体）
２  第二成分（ポリエステル重合体）
【図１】
0003827962.tif 000003