JP2004115951A - Method for producing surface porous fiber and fiber sheet and surface porous fiber and fiber sheet - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a surface porous fiber which has a fiber surface made porous by hemispherical pores while keeping essential physical properties such as fiber strength, etc., of fiber, has wiping effect, retaining effect on dust and liquid or fixation effect on dye by its porosity. <P>SOLUTION: The method for producing the surface porous fiber comprises fixing solid particles having a melting point or a decomposition temperature higher than that of a thermoplastic resin to the surface of the fiber having at least the surface consisting essentially of the thermoplastic resin by fusion of the fiber surface to form a solid particle fixed fiber and then removing the solid particles of the solid particle fixed fiber. The surface porous fiber has pores formed only on the surface of the fiber having at least the surface consisting essentially of the thermoplastic resin. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面のみに多数の細孔を有する繊維及び繊維シートに関し、ワイパー叉はフィルター材などの用途に好適に使用することのできる、表面多孔化繊維及び繊維シートの製造方法、並びに表面多孔化繊維及び繊維シートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
表面に細孔を有する繊維としては、例えば特開平５−１２５６６７号公報（特許文献１）に、メルトフローレートが０．５〜９ｇ／１０分のポリプロピレン系樹脂からなる繊維本体と、前記ポリプロピレン系樹脂と溶融下でパラフィンワックスを混合し、ドラフト率４００以下で押出機で溶融紡糸して、延伸、熱処理後に前記パラフィンワックスを除去することにより形成される多数の細孔とからなり、前記繊維本体の比表面積が２０ｍ^２　／ｇ以上で、前記繊維本体に対する前記細孔の比率が２０％以上で、前記繊維本体のデニールが５０以下であるポリプロピレン系多孔質繊維が記載されている。しかし、この多孔質繊維は、熱延伸によってラメラ晶がジグザグに変形し、これらの結晶間に形成されたパラフィンワックスの層が抽出除去されるため、細孔は繊維断面において広くなったり狭くなったりを繰り返しながら、あたかもへちまの孔のような形態で表面から内部まで連なった細孔を形成している。このように、繊維の表面のみならず、繊維の内部が多孔質であるので、繊維全体の強度が弱くなるという問題があった。また、繊維の内部には、パラフィンワックスが残留したり、抽出液が残留するという問題があった。また、パラフィンワックスや抽出液が残留しないようにするには、手間や時間がかかり過ぎるので生産コストの上昇をまねくという問題があった。
【０００３】
また、特開昭６４−６１１４号公報（特許文献２）には、表面に凹凸形状構造を有するナイロン繊維において、その凹凸形状が、繊維の長手方向に対し直角な方向の外周に沿って、谷の底とそれに隣り合った谷の底との間隔が約３〜３０μｍで、山の頂点と谷の底との垂直距離が約０．２〜２μｍであり、その外周に沿って１０μｍ当たり、約０．２〜３個の山が存在するような凹凸形状である、表面に凹凸形状構造を有する合成繊維が記載されている。この合成繊維は、溶融紡糸に際して、紡出単繊維を３０℃以上の温水浴中で所定の時間をもって冷却する方法によって得られる。また、この公報には、温水中で部分的に表面にある半溶融状のナイロン分子が再結晶化又は再凝集化の際、小さな球状のものが形成されて表面が凹凸模様になることが推測されている。また、この合成繊維を更に延伸することにより、その凹凸模様が延伸方向に伸びた細長い山及び谷に変化された皺状の合成繊維となることが記載されている。
【０００４】
このように、この合成繊維の表面は、球状の突起が多数集まってできた形状をしているので、例えばワイパーなどの用途にこの繊維を用いた場合、拭き取る対象物との間で点接触となって抵抗が少なくなるという問題があった。また、凹部は半球状の細孔となっていないので拭き取った塵埃や液体などを保持し難くなっており、充分な拭き取り効果が得られないという問題があった。また、フィルターなどの用途にこの繊維を用いた場合、繊維表面に塵埃などを保持し難くなっており、塵埃の保持能力を向上する効果が充分に得られないという問題があった。また、この合成繊維は、球状の突起を多数設けようとすると延伸が不充分となり、繊維の強度を高くできないという問題があった。これに対して、繊維の強度を高くしよようとして延伸すると、繊維の強度は高くなるものの、球状の突起が延伸方向に伸びた細長い山及び谷に変化して皺状となってしまう。このため、繊維表面に細孔が多数集まってできた構造、すなわち多孔を有する構造とならず、多孔構造による効果も生じないという問題があった。
【０００５】
また、特開平５−１５８０３号公報（特許文献３）には、繊維表面が粗面化されたポリエステル系繊維で構成された人工毛髪であって、この繊維は、平均繊度Ｘが３０〜７０デニールの範囲に入る繊維であり、さらに繊維表面には、凹部と隣り合う凹部との平均ピッチが０．１〜１．５μｍで密度が平均距離１０μｍ当り５〜１００ケの凹凸が存在することが記載されている。この人工毛髪は、ポリエステル系ポリマー重合時もしくは紡糸時に平均粒子径が１μｍ以下でかつ屈折率が１．８以下の無機粒子を混在せしめ、その粒子混入ポリマーを紡糸延伸し、その延伸後の繊維を、その総繊度が１０^４デニール以上になるように収束させた状態でアルカリ処理によりエッチングを行うことによって得られる。また、この人工毛髪は、従来のポリエステル系の人工毛髪の光沢及び風合いを、天然毛髪に近いものにすると共に、耐光堅牢性に優れ、色変化のないものを得ることを目的としたものであり、添加する微粒子も製糸後表面粗面化と染色後の光沢質感に重要な働きをなすものであることが記載されている。
【０００６】
このように、この人工毛髪の表面には、アルカリ処理によるエッチングによって形成される凹凸が存在するものの、細孔が形成されておらず、この凹凸は、光沢に影響する程度の効果はあるが、凹部として半球状の細孔が形成しているわけではないので、このような半球状の細孔が形成した多孔構造による効果は有しないものであった。例えば、この繊維を利用してワイパーにした場合、拭き取った塵埃や液体などを保持するような効果はなく、また、フィルターとした場合、繊維表面に塵埃などを保持して、塵埃の保持能力を向上する効果は得られないものであった。
【０００７】
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
【特許文献１】
特開平５−１２５６６７号公報
【特許文献２】
特開昭６４−６１１４号公報
【特許文献３】
特開平５−１５８０３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来技術に対して、従来技術の問題点を解決しようとするものであり、繊維が本来有する繊維強度などの物性を保持したまま、繊維表面が半球状の細孔によって多孔化されており、その多孔化による拭き取り効果、塵埃や液体の保持効果、あるいは、染料の定着効果などの優れた機能を有した表面多孔化繊維及び繊維シートの製造方法、並びに表面多孔化繊維及び繊維シートを提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段は、請求項１の発明では、少なくとも表面が熱可塑性樹脂から主としてなる繊維の表面に、細孔を有する繊維の製造方法であって、前記繊維表面に、前記繊維表面の融着により、前記熱可塑性樹脂の融点より高い融点又は分解温度を有する固体粒子を固着させて、固体粒子固着繊維を形成し、その後、固体粒子固着繊維の固体粒子を除去することを特徴とする表面多孔化繊維の製造方法である。
【００１０】
請求項２の発明では、前記繊維表面に、前記繊維表面の融着により前記固体粒子を固着させる方法が、前記固体粒子を前記熱可塑性樹脂の融点以上の温度に加熱し、前記熱可塑性樹脂の融点以上の温度に維持された状態で加熱固体粒子を前記繊維と接触させて、固着させる方法である、請求項１に記載の表面多孔化繊維の製造方法である。
【００１１】
請求項３の発明では、前記固体粒子に水溶性の固体粒子を使用する方法、及び前記固体粒子固着繊維の固体粒子を水に溶解させて除去する方法である、請求項１又は２に記載の表面多孔化繊維の製造方法である。
【００１２】
請求項４の発明では、少なくとも表面が熱可塑性樹脂から主としてなる繊維を含む繊維シートの前記繊維の表面に、細孔を有する繊維シートの製造方法であって、前記繊維表面に、前記繊維表面の融着により、前記熱可塑性樹脂の融点より高い融点又は分解温度を有する固体粒子を固着させて、固体粒子固着繊維を形成し、その後、固体粒子固着繊維の固体粒子を除去することを特徴とする表面多孔化繊維シートの製造方法である。
【００１３】
請求項５の発明では、前記繊維表面に、前記繊維表面の融着により前記固体粒子を固着させる方法が、前記固体粒子を前記熱可塑性樹脂の融点以上の温度に加熱し、前記熱可塑性樹脂の融点以上の高い温度に維持された状態で加熱固体粒子を前記繊維シートと接触させて、固着させる方法である、請求項４に記載の表面多孔化繊維シートの製造方法である。
【００１４】
請求項６の発明では、前記固体粒子に水溶性の固体粒子を使用する方法、及び前記固体粒子固着繊維の固体粒子を水に溶解させて除去する方法である、請求項４又は５に記載の表面多孔化繊維シートの製造方法である。
【００１５】
請求項７の発明では、少なくとも表面が熱可塑性樹脂から主としてなる繊維の表面のみに、細孔が形成されていることを特徴とする表面多孔化繊維である。
【００１６】
請求項８の発明では、前記細孔の開孔部の形状が略円形であるか又は略多角形であり、前記開孔部の平均径が０．１〜１０μｍである、請求項７に記載の表面多孔化繊維である。
【００１７】
請求項９の発明では、前記細孔の平均深さが０．１〜１０μｍである、請求項７叉は８に記載の表面多孔化繊維である。
【００１８】
請求項１０の発明では、前記細孔の個数が繊維の表面１００μｍ^２あたり１０〜１０００個である、請求項７〜９の何れかに記載の表面多孔化繊維である。
【００１９】
請求項１１の発明では、前記細孔が、繊維の表面に固着した固体粒子が繊維の表面より除去されることによって生じた細孔である、請求項７〜１０の何れかに記載の表面多孔化繊維である。
【００２０】
請求項１２の発明では、請求項７〜１１の何れかに記載の表面多孔化繊維を含む、表面多孔化繊維シートである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
［１］本発明による表面多孔化繊維又は表面多孔化繊維シートの製造方法
本発明による、表面多孔化繊維の製造方法によれば、少なくとも表面が熱可塑性樹脂から主としてなる繊維の表面に、細孔を有する繊維を製造することができる。本発明の表面多孔化繊維の製造方法では、前記繊維表面に、前記繊維表面の融着により、前記熱可塑性樹脂の融点より高い融点又は分解温度を有する固体粒子を固着させて、固体粒子固着繊維を形成し、その後、固体粒子固着繊維の固体粒子を除去する。
【００２２】
また、本発明による、表面多孔化繊維シートの製造方法によれば、少なくとも表面が熱可塑性樹脂から主としてなる繊維を含む繊維シートの前記繊維の表面に、細孔を有する繊維シートを製造することができる。本発明の表面多孔化繊維シートの製造方法では、前記繊維表面に、前記繊維表面の融着により、前記熱可塑性樹脂の融点より高い融点又は分解温度を有する固体粒子を固着させて、固体粒子固着繊維を形成し、その後、固体粒子固着繊維の固体粒子を除去する。
【００２３】
本発明の表面多孔化繊維の製造方法で用いる前記繊維、あるいは、本発明の表面多孔化繊維シートの製造方法で用いる繊維シートに含まれる前記繊維は、少なくとも表面が熱可塑性樹脂から主としてなる繊維であり、繊維表面が加熱（例えば、５０℃以上の加熱、好ましくは８０℃以上の加熱）により溶融する繊維であれば、繊維の種類は問わず適宜選択することができる。このような繊維としては、例えば、従来の繊維の製法である溶融紡糸による合成繊維、従来の不織布の製法であるスパンボンド法、メルトブロー法、若しくはフラッシュ紡糸法などによって得られる繊維、又は芯部分が天然繊維、若しくは無機繊維からなる繊維などから適宜選択することができる。
【００２４】
前記合成繊維又は不織布の製法によって得られる前記繊維としては、例えば、熱可塑性樹脂（例えば、ポリオレフィン繊維、ポリエステル繊維、又はポリアミド繊維など）からなる合成繊維を挙げることができ、前記合成繊維は、１種類の熱可塑性樹脂からなる合成繊維であっても、異なる２種類以上の樹脂が複合された複合繊維であっても適宜選択して使用することができる。このような複合繊維としては、融点の異なる２種類以上の樹脂が複合された複合繊維を挙げることができ、例えば、共重合ポリエステル／ポリエステル、共重合ポリプロピレン／ポリプロピレン、ポリプロピレン／ポリアミド、ポリエチレン／ポリプロピレン、ポリプロピレン／ポリエステル、又はポリエチレン／ポリエステルなどの樹脂の組み合わせからなる複合繊維を挙げることができる。また、複合繊維が、芯に高融点樹脂を有し、鞘に低融点樹脂を有する芯鞘型複合繊維である場合には、固体粒子が繊維表面に固着される際に、繊維の収縮や糸切れが更に生じにくくなるので好ましい。
【００２５】
また、前記繊維は、繊維全体が実質的に繊維形成性の樹脂のみからなる繊維であることが好ましいが、芯部分が融点を有せずに分解温度を有するような繊維、例えば、レーヨン繊維、アセテート繊維、羊毛繊維、又は炭素繊維などの繊維の表面に、鞘部分として、熱可塑性樹脂が、例えば、コーティングなどにより塗布されてなる繊維であることもできる。また、前記繊維は、芯部分が無機繊維であり、高融点を有するような繊維、例えば、ガラス繊維、セラミック繊維、又は金属繊維などの繊維の表面に鞘部分として、熱可塑性樹脂が、例えば、コーティングなどにより塗布されてなる繊維であることもできる。
【００２６】
少なくとも表面が熱可塑性樹脂から主としてなる繊維としては、例えば、少なくとも表面が１又はそれ以上の熱可塑性樹脂からなる繊維、少なくとも表面が１又はそれ以上の熱可塑性樹脂から実質的になる繊維、あるいは、少なくとも表面が１又はそれ以上の熱可塑性樹脂から主としてなる繊維を挙げることができ、少なくとも表面が１又はそれ以上の熱可塑性樹脂からなる繊維、あるいは、少なくとも表面が１又はそれ以上の熱可塑性樹脂から実質的になる繊維が好ましい。本明細書において「から主としてなる」とは、対象となる熱可塑性樹脂が繊維表面に占める面積が、繊維の表面積に対して、５０％以上（好ましくは６０％以上、より好ましくは７０％以上、特に好ましくは９０％以上）であることを意味する。また、繊維の断面形状又は表面形状は、任意の形状とすることができる。例えば、熱可塑性樹脂からなる複合繊維が、水流などの機械的応力によって分割された断面形状が菊花状の繊維、あるいは、フィブリル状に分割された繊維とすることができる。
【００２７】
前記繊維の平均径及び長さは、例えば、従来の繊維の製法である溶融紡糸による合成繊維、従来の不織布の製法であるスパンボンド法、メルトブロー法、若しくはフラッシュ紡糸法などによって得られる繊維、又は芯部分が天然繊維若しくは無機繊維からなる繊維などの繊維の平均径及び長さのものを適宜選択することができる。例えば、繊維の平均径は、０．１μｍ〜３ｍｍの範囲の広範囲の平均径とすることができる。また、繊維の平均径は、好ましくは０．１μｍ〜５００μｍの範囲であり、更に好ましくは０．１μｍ〜１００μｍの範囲である。ここで、繊維の平均径とは、繊維の断面形状が円以外の場合には、繊維の断面積と同じ面積の円の直径とし、繊維の任意の５００個所以上からのサンプリングによる数平均繊維径とする。
【００２８】
また、繊維の断面積の測定が困難な場合は、繊維の側面を走査型電子顕微鏡等で拡大して撮影し、その繊維の映像で確認しうる繊維径について、繊維の任意の５００箇所以上からのサンプリングによる数平均繊維径を、繊維の繊維径とすることができる。
また、市販されている繊維の場合、カタログや仕様書に数平均繊維径が明示されている場合はその値を繊維の平均径としてもよい。更に、カタログや仕様書にデニールもしくはデシテックスの単位で繊維径が明示されている場合、その値を長さの単位に換算して繊維の平均径としてもよい。
【００２９】
本発明の表面多孔化繊維シートの製造方法で用いる繊維シートは、繊維シート中に、前記繊維、すなわち、少なくとも表面が熱可塑性樹脂から主としてなる繊維を有する繊維シートである限り、特に限定されるものではなく、この繊維シートは、前記繊維のみを含むことができるし、あるいは、前記繊維以外の繊維を含むことができる。前記繊維（すなわち、少なくとも表面が熱可塑性樹脂から主としてなる繊維）以外の繊維としては、特に限定されず、表面が熱可塑性樹脂でない繊維、例えば、無機繊維、あるいは、融点を有さず、分解温度を有する繊維などを用いることができる。
【００３０】
繊維シートの構造としては、例えば、織物、編物、若しくは不織布、又はそれらの組合せなどを挙げることができる。織物又は編物の場合には、例えば、前記繊維を織機又は編機により加工することによって得られる。また、不織布の場合には、例えば、従来の不織布の製法である、乾式法、スパンボンド法、メルトブロー法、フラッシュ紡糸法、又は湿式法などによって繊維シートとすることができる。また、これらの製法によって形成される繊維ウエブに、接着性繊維及び／又は融点の異なる２種類以上の樹脂が複合された複合繊維などを予め混入させてから、加熱処理することにより、繊維間が接合された繊維シートとすることができる。また、前記繊維ウエブ間を機械的絡合処理（例えば、水流絡合又はニードルパンチなど）によって絡合させた繊維シートとすることもできる。また、前記繊維ウエブを、加熱した平滑なロールと加熱した凹凸のあるロールとの間に通して、部分的に結合された繊維シートとすることもできる。また、種類の異なる前記繊維シートを複数積層して更に一体化してなる繊維シートとすることもできる。
【００３１】
また、繊維シートの形状も特に限定されるものではなく、例えば、長尺状繊維シート（例えば、ロールに巻回した繊維シート）、又は非長尺状繊維シート（すなわち、前記長尺状繊維シートを切断して得ることのできる繊維シート）等を挙げることができる。
【００３２】
本発明による表面多孔化繊維の製造方法又は表面多孔化繊維シートの製造方法で用いる固体粒子は、固体粒子を固着させるのに使用する前記繊維の表面を構成する熱可塑性樹脂の融点より高い融点又は分解温度を有する固体粒子である限り、また、繊維表面に固体粒子を固着させた後、その固体粒子を除去することができる固体粒子である限り、無機質又は有機質のいずれであることもでき、固体状の粒子であればこのような粒子の一種以上を適宜選択することができる。このような、固体粒子を除去することができる固体粒子としては、例えば、固体粒子を固着させるのに使用する前記繊維の表面を構成する熱可塑性樹脂を実質的に溶解しない溶媒（例えば、水、水溶液、酸、アルカリ性水溶液など）に対して溶解する固体粒子（例えば、水溶性無機物、金属塩、水溶性樹脂、金属など）がある。このような固体粒子であれば、前記繊維表面に固体粒子を固着させた後、前記溶媒を用いて抽出によって、その固体粒子を容易に除去することができる。また、例えば、抽出以外にも、振動、超音波洗浄、繊維の収縮、若しくは繊維表面の剥離性向上加工などによって、その固体粒子を除去することができる固体粒子を挙げることができる。また、本発明の製造方法で用いる固体粒子の材質としては、例えば、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、炭酸カルシウム、その他各種金属塩、水溶性樹脂、金属粒子、セラミックス、ゼオライト、その他各種無機物など、種々の材質とすることができる。
【００３３】
前記固体粒子の融点又は分解温度は、前記繊維表面を構成する樹脂の内、最も低い融点を有する樹脂の融点より高いことが必要であり、もし、固体粒子の融点又は分解温度が前記樹脂の融点より低い場合は、加熱した固体粒子の熱により繊維表面が溶けず、固体粒子が繊維表面に固着された形態にはならない。すなわち、繊維表面に固体粒子が固着されないか、あるいは、繊維表面に固体粒子が固着されたとしても、その形態は、固体粒子が繊維表面よりも先に溶けて固体粒子が凝集体となったり、固体粒子と繊維表面とが広い面積で融着してしまう形態となる。したがって、その後、この固着した固体粒子を除去しても細孔を充分に形成することができなくなってしまう。
【００３４】
前記固体粒子の平均粒子径は、前記繊維径以下であることが望ましい。固体粒子の平均粒子径が繊維径を超えると、固体粒子が繊維表面に対して大きくなり過ぎて、繊維表面に多孔を形成し難くなることがある。また、固体粒子の平均粒子径は、０．１〜１０μｍが好ましく、０．１〜５μｍがより好ましい。
【００３５】
なお、固体粒子の平均粒子径とは、固体粒子の数平均粒子径を表すものとする。また、数平均粒子径の算出方法としては、粒子を走査型電子顕微鏡等で拡大して撮影し、任意の５００個以上の粒子の粒子径を測定し、測定した個数で除することにより算出する。この際に粒子が球形でない場合は、撮影した粒子の映像で確認しうる個々の粒子の外接円の直径を個々の粒子の粒子径とする。
また、市販されている粒子の場合、カタログや仕様書に数平均粒子径が明示されている場合はその値を固体粒子の平均粒子径としてもよい。
【００３６】
本発明による表面多孔化繊維の製造方法又は表面多孔化繊維シートの製造方法では、前記繊維表面に、前記繊維表面の融着により固体粒子を固着させて固体粒子固着繊維を形成する。前記繊維表面の融着により固体粒子を固着させる方法としては、例えば、前記熱可塑性樹脂の融点より高い融点又は分解温度を有する固体粒子を、前記熱可塑性樹脂の融点以上の温度に加熱し（但し、前記固体粒子の融点又は分解温度未満の温度であり、固体としての形状を保持する範囲の温度で）、前記熱可塑性樹脂の融点以上の温度に維持された状態で加熱固体粒子を前記繊維又は繊維シートと接触させて、前記繊維表面の融着により固着させる方法がある。また、例えば、前記繊維表面を、前記熱可塑性樹脂の融点以上の高い温度に加熱して、その温度に維持された状態で、前記熱可塑性樹脂の融点より高い融点又は分解温度を有する固体粒子を、前記繊維又は繊維シートと接触させて、前記繊維表面の融着により固体粒子を固着させる方法がある。この両者の方法を比較すると、前者の方法である、固体粒子を、前記熱可塑性樹脂の融点以上の温度に加熱し、前記繊維又は繊維シートと接触させる方法がより好ましい。
【００３７】
すなわち、前者の方法によれば、加熱した固体粒子を繊維表面に接触させることで、繊維表面に固体粒子が接触した部分のみが溶融して固体粒子が固着される。そのため、繊維表面の樹脂全体が溶融して流動化することにより、固体粒子が埋没してしまうことは実質的に生じない。また、場合によっては、均一な、実質的に固体粒子１個分の厚さの層からなる一層叉は単層の固着も可能である。このような、単層の固着は図３の走査型電子顕微鏡による写真に例示することができる。
【００３８】
そこで、このようにして固着した固体粒子を、その後、除去することによって、繊維表面に、実質的に固体粒子１個分の厚さの層からなる一層叉は単層に応じた均一な細孔の層を形成することができる。また、例えば、図４（ａ）（ｂ）に示すように、繊維１００の表面１０２に明瞭な半円球状の細孔１０１を形成することができる。なお、ここでいう半円球状とは、略半円球、略楕円球叉は多面体である形状を含み、更に略半円球、略楕円球叉は多面体を形成する面に凹凸を有する形状も含むものとする。また、固体粒子の体積の１割〜９割、好ましくは３割〜７割が繊維の表面に固着した状態となっている固体粒子がその繊維の表面から抜けたときに形成されるような窪み叉は細孔の形状も含むものとする。また、このような半円球状の細孔は、図２の走査型電子顕微鏡による写真に例示することができる。また、前者の方法によれば、固体粒子が繊維表面のみを溶融するので、繊維が単一の樹脂成分からなる繊維であっても、接触処理時又は固着処理時に繊維が収縮したり、繊維全体が溶融して糸切れが生じて問題となることはない。
【００３９】
前記繊維表面の融着により固体粒子を固着させるに際して、前記繊維表面に固体粒子を接触させる方法としては、その繊維表面に固体粒子を固着させることができる限り、特に限定されるものではなく、例えば、
（１）固体粒子を含有する気流を繊維又は繊維シート表面に吹き付ける方法、；（２）固体粒子を繊維又は繊維シートに対して自然落下させる方法；
（３）固体粒子と繊維又は繊維シートとを装入した耐熱性容器を振盪する方法；（４）固体粒子の中に繊維又は繊維シートを浸漬する方法；あるいは、
（５）固体粒子の流動層中に繊維又は繊維シートを曝す方法、
などを挙げることができる。なお、先述の、固体粒子を、前記熱可塑性樹脂の熱可塑性樹脂より高い温度に加熱し、前記繊維又は繊維シートと接触させる好ましい方法による場合には、（１）〜（５）の方法において、固体粒子として加熱した固体粒子を適用すればよい。
【００４０】
例えば、前記（１）の方法において、固体粒子として加熱した固体粒子を適用した方法は、（１’）加熱固体粒子を含有する気流を繊維又は繊維シート表面に吹き付ける方法である。この方法による場合は、前記加熱固体粒子含有気流として、繊維表面を構成する熱可塑性樹脂の内、最も低い融点を有する熱可塑性樹脂の融点以上に加熱した固体粒子と、気流とが混合された混合気流を用いる。
【００４１】
このような混合気流を調整するには、例えば、
（ａ）気流の中に、熱可塑性樹脂の融点以上に加熱した固体粒子を供給する方法；
（ｂ）熱可塑性樹脂の融点以上に加熱した気流の中に、固体粒子を供給する方法；あるいは、
（ｃ）気流の中に固体粒子を供給したものを、熱可塑性樹脂の融点以上に加熱する方法
などを挙げることができる。この内、混合気流調整方法（ｂ）又は（ｃ）によれば、熱可塑性樹脂の融点以上に加熱された気流を介して固体粒子が熱可塑性樹脂の融点以上に加熱される。
【００４２】
前記（１’）加熱固体粒子を含有する気流を繊維又は繊維シート表面に吹き付ける方法では、例えば、図１に例示する装置を用いることができる。図１は、本発明の表面多孔化繊維叉は表面多孔化繊維シートの製造方法に用いる装置の一態様を模式的に示す概略図である。図１では、固体粒子２９と気流Ａとを混合する粒子混合手段３０がエジェクターとなっており、気流発生手段としてのブロワー１１及び加熱管１２で生じた気流Ａを粒子混合手段３０に送り、粒子混合手段３０には、粒子供給手段としてのロート状の供給容器２１と回転式の供給制御ロータ２２と供給管２３とを連絡させておき、気流Ａによって生じる吸引力によって、粒子供給手段２１から供給する固体粒子２９を吸引して、気流Ａの中に固体粒子２９を供給する。このようにして得られた混合気流（すなわち、繊維表面を構成する熱可塑性樹脂の内、最も低い融点を有する熱可塑性樹脂の融点以上に加熱された固体粒子を含む混合気流）を、噴出手段としてのノズル４１から噴出させると、固体粒子２９は、噴出時に与えられた運動エネルギーによる慣性力により繊維表面に衝突する。ノズル４１の先方には、繊維８０又は繊維シート８０’を支持する支持手段である回転ロール７０又は７０’に、繊維８０又は繊維シート８０’が支持されながら移動しており、この繊維８０又は繊維シート８０’に固体粒子２９が吹き付けられるようになっている。また、図１では、気流で吹き飛ばす方式の粒子回収手段９３を備えることによって、繊維８０又は繊維シート８０’に固着しなかった余剰の固体粒子を除去して回収するようになっている。
【００４３】
前記繊維表面の融着により固体粒子を固着させるに際して、前記繊維表面に固体粒子を接触させる方法として、前記（２）〜（５）の方法において、固体粒子として加熱した固体粒子を適用した、それぞれ（２’）〜（５’）の方法のいずれかを用いる場合には、固体粒子を予め加熱してから、種々の接触方法により、繊維又は繊維シートに含まれる繊維と接触させる。
【００４４】
前記接触方法（２’）、すなわち、加熱固体粒子を繊維又は繊維シートに対して自然落下させる方法では、例えば、繊維又は繊維シートを移動する耐熱性のコンベアー上に載せ、次に、コンベアーの上部より加熱した固体粒子を、例えば、散布することにより、繊維表面に加熱した固体粒子が接触すると同時に、加熱した固体粒子が繊維表面の熱可塑性樹脂を接触点のみ溶かした状態で保持されるようにする。次に、室温に放置するか、あるいは、必要に応じて適当な冷却手段、例えば、コンベアー上部より冷却空気を吹き付け、繊維又は繊維シートと固体粒子とを冷却して、固体粒子を繊維表面に固着させる。次に、固体粒子固着繊維に固着しなかった固体粒子を、適当な固体粒子除去手段、例えば、コンベアーを傾斜させ、振動により落下させたり、気流で吹き飛ばす等の方法によって除去する。
【００４５】
また、前記接触方法（３’）、すなわち、加熱固体粒子と繊維又は繊維シートとを装入した耐熱性容器を振盪する方法では、例えば、繊維又は繊維シートを耐熱性の容器の中に入れ、更に、加熱した固体粒子を容器の中に入れ、容器の蓋を閉め、容器全体を振盪して、繊維表面に加熱した固体粒子が接触すると同時に、加熱した固体粒子が繊維表面の熱可塑性樹脂を接触点のみ溶かした状態で保持されるようにする。次に、容器より素早く繊維又は繊維シートを取り出し、繊維又は繊維シートを冷却して、固体粒子を繊維表面に固着させる。次に固体粒子固着繊維に固着しなかった固体粒子を、適当な除去手段、例えば、水洗により除去する。
【００４６】
本発明による表面多孔化繊維の製造方法又は表面多孔化繊維シートの製造方法では、前記繊維表面に、固体粒子を固着させて、固体粒子固着繊維を形成し、その後、固体粒子固着繊維の固体粒子を除去する。固体粒子固着繊維の固体粒子を除去する方法としては、固体粒子固着繊維の固体粒子を除去することができる限り、特に限定されず、例えば、固体粒子を固着させるのに使用する前記繊維の表面を構成する熱可塑性樹脂を実質的に溶解しない溶媒に対して溶解する固体粒子を、前記繊維表面に固着させた後、前記溶媒を用いて抽出によって、その固体粒子を除去する方法がある。この方法では、前記溶媒として、例えば、水、水溶液、酸、アルカリ性水溶液などを用いる一方、前記固体粒子として、例えば、水溶性無機物、金属塩、水溶性樹脂、金属などを用いる方法がある。特に前記溶媒として水を用いる一方、前記固体粒子として、金属塩又は水溶性樹脂を用いる方法が、生産コストの負担も少なく好適である。このような金属塩としては、例えば、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムなどがある。また、このような水溶性樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリアクリル酸などがある。
【００４７】
また、固体粒子固着繊維の固体粒子を除去する他の方法としては、例えば、固体粒子固着繊維を振動させ、固体粒子を繊維表面より剥離させる方法がある。また、固体粒子固着繊維を超音波洗浄の方法によって、固体粒子を繊維表面より剥離させる方法がある。また、固体粒子固着繊維の繊維を伸長又は収縮させて、固体粒子を繊維表面より剥離させる方法がある。また、繊維表面に、例えば撥水加工又は撥油加工などにより、繊維表面の剥離性を向上させる加工を予め施してから、固体粒子を固着させておき、固体粒子を繊維表面より剥離させる方法がある。
【００４８】
なお、表面多孔化繊維シートの製造方法では、前記の方法以外にも、すなわち、繊維シートに含まれる繊維を表面多孔化繊維とする方法以外にも、表面多孔化繊維を予め形成しておき、この表面多孔化繊維を含む繊維を用いてシートを形成する方法も可能である。
【００４９】
本発明の製造方法（本発明による表面多孔化繊維の製造方法及び本発明による表面多孔化繊維シートの製造方法の両方を含む）によれば、繊維表面のみに、固体粒子が固着され、その後、その固体粒子が除去されるので、繊維が本来有する繊維強度などの物性を保持したまま、繊維表面のみを細孔によって確実に多孔化することができる。また、固体粒子の形状に応じた要求どおりの大きさの細孔を形成することができるので、その多孔化による拭き取り効果、塵埃や液体の保持効果、あるいは、染料の定着効果など、要求に応じた、優れた機能を発揮することができる。また、本発明の製造方法によれば、このような表面多孔化繊維又は表面多孔化繊維を含む表面多孔化繊維シートを容易に得ることができる。
【００５０】
［２］本発明の表面多孔化繊維及び表面多孔化繊維シート
本発明の表面多孔化繊維は、少なくとも表面が熱可塑性樹脂から主としてなる繊維の表面のみに、細孔が形成されている。
本発明の表面多孔化繊維は、例えば、本発明による、表面多孔化繊維の製造方法により製造することができる。
【００５１】
本発明の表面多孔化繊維は、少なくとも表面が熱可塑性樹脂から主としてなる繊維の表面のみに、細孔が形成されている繊維である。この「少なくとも表面が熱可塑性樹脂から主としてなる繊維」については、本発明の製造方法において先述した「少なくとも表面が熱可塑性樹脂から主としてなる繊維」に関する説明がそのまま当てはまる。すなわち、少なくとも表面が熱可塑性樹脂から主としてなる繊維であり、繊維表面が加熱（例えば、５０℃以上の加熱、好ましくは８０℃以上の加熱）により溶融する繊維であれば、繊維の種類は問わず適宜選択することができる。このような繊維としては、例えば、従来の繊維の製法である溶融紡糸による合成繊維、従来の不織布の製法であるスパンボンド法、メルトブロー法、若しくはフラッシュ紡糸法などによって得られる繊維、又は芯部分が天然繊維若しくは無機繊維からなる繊維などから適宜選択することができる。
【００５２】
本発明の表面多孔化繊維は、例えば、図４（ａ）（ｂ）に示すように、繊維１００の表面１０２のみに、細孔１０１が形成されている。ここで、「繊維の表面のみに」とは、実質的に、表面から見える（例えば、走査型電子顕微鏡で繊維の表面を撮影した映像で見える）細孔のみが、繊維の表面に形成されていることを意味する。したがって、例えば、繊維形成性熱可塑性樹脂に、ある溶媒で抽出可能な粒子状物質を混入させてから、繊維を紡糸した後で、その溶剤を用いて粒子状物質を抽出して形成されるような細孔は含まない。このような細孔は、繊維表面に開孔を有しているものの、細孔の内部には、表面から見えない空隙となっている部分が多数存在しているので、本発明の表面多孔化繊維が有する細孔とは異なっている。
【００５３】
前記細孔の形状は、細孔の概念から外れない限り（細孔の概念から外れるものとしては、例えば、筋状、線状、帯状、山脈状、溝状、又は皺状などがある）、特に限定されるものではなく、半円球状であることが好ましい。この「半円球状」については、本発明の製造方法において先述した「半円球状」に関する説明がそのまま当てはまる。また、前記細孔の繊維表面上における開孔部の形状は、略円形であるか又は略多角形であることが好ましい。ここで、開孔部１０３とは、図４（ａ）（ｂ）に例示する細孔の図に示すように、繊維表面１０２に形成されている細孔１０１の開孔によって形成されている輪郭を指す。前記細孔の形状が半円球状であることによって、あるいは、前記開孔部の形状が略円形であるか又は略多角形であることによって、その細孔による拭き取り効果、塵埃や液体の保持効果、あるいは、染料の定着効果などの優れた機能をより有効に発揮することができる。
【００５４】
前記開孔部の平均径は０．１〜１０μｍであることが好ましく、０．１〜５μｍであることがより好ましく、０．１〜３μｍであることがより好ましい。前記開孔部の平均径が０．１〜１０μｍであることによって、その細孔による拭き取り効果、塵埃や液体の保持効果、あるいは、染料の定着効果などの優れた機能をより有効に発揮することができる。ここで、「開孔部の平均径」とは、繊維の側面を走査型電子顕微鏡等で拡大して撮影し、その繊維の映像で確認しうる開孔部の外接円の直径について、繊維側面の任意の５００箇所以上からのサンプリングによる数平均開孔部径を指す。
【００５５】
また、前記開孔部の長径は短径の５倍以下であることが好ましく、３倍以下であることがより好ましく、２倍以下であることが更に好ましい。ここで、「開孔部の長径」とは、繊維側面の走査型電子顕微鏡等による映像上に現れる細孔において、開孔部の輪郭上の任意の２点間を結ぶ直線のうち最も長い直線の長さを指し、「開孔部の短径」とは、前記開孔部の長径に直交する直線と開孔部の輪郭とが交わる２点を結ぶ任意の直線のうち最も長い直線の長さを指す。なお、前記開孔部の長径に直交する一つの直線に対して、開孔部の輪郭とが交わる点が３点以上存在する場合は、それらの点のうち任意の２点を結ぶ直線のうち最も長い直線を、前記２点を結ぶ直線とする。また、前記開孔部の長径と短径との比較値は、任意の５００箇所以上の細孔からのサンプリングによる数平均比較値とする。
【００５６】
前記細孔の深さは、繊維の表面のみに細孔が形成されている限り特に限定されるものではなく、前記細孔の平均深さは、好ましくは、０．１〜１０μｍであり、より好ましくは、０．１〜５μｍであり、更に好ましくは、０．１〜３μｍである。ここで、細孔の平均深さとは、繊維の断面をレーザー顕微鏡（例えば、レーザーテック（株）製の高精細コンフォーカル顕微鏡などがある）等で拡大して撮影し、その繊維の映像で確認しうる各細孔の最も深い部分の深さについて、繊維断面の任意の５００箇所以上の細孔からのサンプリングによる数平均細孔深さを、細孔の平均深さとすることができる。ここで、「各細孔の最も深い部分の深さ」とは、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、繊維断面の映像上に現れる繊維表面を表す直線１０２に対して垂線を引いたときに、この垂線と細孔の内壁が交わる交点と、この垂線と繊維表面を表す直線１０２が交わる交点とを結ぶ直線のうち最も長い直線の長さ（図４（ａ）、（ｂ）におけるｂの長さ）を指す。
【００５７】
また、繊維軸方向の繊維断面の走査型電子顕微鏡等による映像上に現れる細孔において、細孔の長さは、開孔巾の０．６〜３倍が好ましく、０．７〜２倍がより好ましい。ここで、「細孔の長さ」とは、図４（ｃ）、（ｄ）に示すように、開孔部の輪郭を表す両端の点Ａ、Ｂのうち片方の点Ａから、細孔の壁を表す線に沿って、他の点Ｂへ至る道のりの長さの半分の長さを指し、「開孔巾」とは、前記開孔部の輪郭を表す両端の点Ａ、Ｂを結ぶ直線の長さａを指す。なお、細孔の長さと開孔巾との比較値は、任意の５００箇所以上の細孔からのサンプリングによる数平均比較値とする。
【００５８】
また、前記細孔の個数は、繊維の表面１００μｍ^２あたり１０〜１０００個であることが好ましく、２０〜５００個であることがより好ましく、２０〜２００個であることが更に好ましい。前記細孔の個数が、繊維の表面１００μｍ^２あたり１０〜１０００個であることによって、その細孔による拭き取り効果、塵埃や液体の保持効果、あるいは、染料の定着効果などの優れた機能をより有効に発揮することができる。
【００５９】
前記細孔は、繊維の表面に固着した固体粒子が繊維の表面より除去されることによって生じた細孔であることが好ましい。前記細孔を、繊維の表面に固着した固体粒子が繊維の表面より除去されることによって生じた細孔とする方法は、例えば、本発明による、表面多孔化繊維の製造方法、あるいは、本発明による、表面多孔化繊維シートの製造方法により製造することができる。固体粒子が繊維の表面より除去されることによって生じた細孔であることによって、繊維が本来有する繊維強度などの物性を保持したまま、繊維表面のみが細孔によって確実に多孔化されている。また、固体粒子の形状に応じた要求どおりの大きさの細孔が形成されているので、その多孔化による拭き取り効果、塵埃や液体の保持効果、あるいは、染料の定着効果など、要求に応じた、優れた機能を発揮することができる。
【００６０】
本発明の表面多孔化繊維シートは、その繊維シート中に、本発明の表面多孔化繊維を少なくとも含む限り、特に限定されるものではなく、本発明の表面多孔化繊維のみを含むこともできるし、あるいは、本発明の表面多孔化繊維以外の繊維を含むこともできる。表面多孔化繊維以外の繊維としては、特に限定されず、少なくとも表面が熱可塑性樹脂から主としてなる繊維であっても、あるいは、表面が熱可塑性樹脂でない繊維、例えば、無機繊維、あるいは、融点を有せず分解温度を有する繊維などであることもできる。
【００６１】
繊維シートの構造としては、例えば、織物、編物、若しくは不織布、又はそれらの組合せを挙げることができる。織物又は編物の場合には、例えば、前記繊維を織機又は編機により加工することによって得られる。また、不織布の場合には、例えば、従来の不織布の製法である、乾式法、スパンボンド法、メルトブロー法、フラッシュ紡糸法、又は湿式法などによって繊維シートとすることができる。また、これらの製法によって形成される繊維ウエブに、接着性繊維及び／又は融点の異なる２種類以上の樹脂が複合された複合繊維などを予め混入させてから、加熱処理することにより、繊維間が接合された繊維シートとすることができる。また、前記繊維ウエブ間を機械的絡合処理（例えば、水流絡合又はニードルパンチなど）によって絡合させた繊維シートとすることもできる。また、前記繊維ウエブを、加熱した平滑なロールと加熱した凹凸のあるロールとの間に通して、部分的に結合された繊維シートとすることもできる。また、種類の異なる前記繊維シートを複数積層して更に一体化してなる繊維シートとすることもできる。
【００６２】
本発明の表面多孔化繊維シートを得る方法としては、例えば、本発明の表面多孔化繊維を含んだシートを前記のようにして形成することによって得る方法、あるいは、表面多孔化繊維を含まない繊維シートを予め形成してから、本発明による表面多孔化繊維シートの製造方法を用いて、多孔を形成する方法等を挙げることができる。このように、本発明の表面多孔化繊維シートは、繊維シート中に表面多孔化繊維を有しているので、この繊維シートをワイパー叉はフィルター材等の様々な用途に適した形態とすることにより、表面多孔化繊維の有している細孔による効果を更に有効に発揮することができる。
【００６３】
【実施例】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
抄造装置により、芯成分がポリプロピレン樹脂であり、鞘成分が高密度ポリエチレン樹脂（融点＝１３２℃）からなる芯鞘型の複合繊維（繊度＝０．８デシテックス、繊維長＝１０ｍｍ、繊維強度４．２ｇ／デシテックス）１００％からなる抄造シートを作製した。次に、この抄造シートを金網のコンベアーベルトの上に載置して、エアースルー型のドライヤーの中で、複合繊維の接着成分である高密度ポリエチレン繊維が溶融するように、１４０℃の温度で熱接着処理を行ない、湿式法不織布を得た。この湿式法不織布は面密度が４５ｇ／ｍ^２であった。
【００６４】
次に、和光純薬製塩化ナトリウムを、粉砕機にかけて粉砕して、一次粒子の平均粒子径が２．５μｍである塩化ナトリウム微粒子を得た。次に、図１に示す装置を用いて、前記湿式法不織布を金網のコンベアーベルトの上に載置して、コンベアーベルトを移動させた。次に、図１に示す装置を用いて、１７０℃に加熱された前記塩化ナトリウム微粒子と空気が混合された混合気流を準備して、この湿式法不織布の上から、この混合気流を、この湿式法不織布の表面全体に均一になるように吹き付けて、塩化ナトリウム微粒子が、この湿式法不織布の主として片面に固着した繊維シートを得た。次に、この繊維シートを反転させて、金網のコンベアーベルトの上に載置して、この繊維シートの反対面も同様にして、混合気流を吹き付けて、塩化ナトリウム微粒子が、この湿式法不織布の両面に固着した繊維シートを得た。この固体粒子固着シートは、面密度が８０ｇ／ｍ^２であった。また、この固体粒子固着シートに含まれる固体粒子固着繊維は、繊維の表面全体が塩化ナトリウム微粒子の粒子１個分の厚さの層で覆われていた。得られた固体粒子固着繊維を走査型電子顕微鏡で２０００倍に拡大した映像による写真を図３に示す。
【００６５】
次に、前記固体粒子固着シートを水中に投入して、この固体粒子固着シートに固着した塩化ナトリウム微粒子を水に溶解させて、この固体粒子固着シートから塩化ナトリウム微粒子を除去して、繊維の表面のみに、細孔が形成された表面多孔化繊維からなる表面多孔化繊維シートを得た。この表面多孔化繊維シートの面密度は４５ｇ／ｍ^２であった。また、この表面多孔化繊維シートに含まれる表面多孔化繊維は、繊維の表面全体に繊維の表面１００μｍ^２あたり１００個の半円球状の細孔を有しており、その細孔の平均径は、２．５μｍであり、固着していた塩化ナトリウム微粒子の平均径に対応するものであった。また、その細孔の深さは、先述の、塩化ナトリウム微粒子の粒子１個分の厚さの層に対応する深さであった。また、この表面多孔化繊維の繊維強度を測定すると４．２ｇ／デシテックスであった。得られた表面多孔化繊維を走査型電子顕微鏡で２０００倍に拡大した映像による写真を図２に示す。
【００６６】
【実施例２】
抄造装置により、ポリプロピレン樹脂（融点＝１６０℃）からなるポリプロピレン繊維（繊度＝１．９デシテックス、繊維長＝５１ｍｍ、繊維強度６．５ｇ／デシテックス）１００％からなる繊維ウエブをカード機により作製した。続いて水流絡合法により繊維ウエブを絡合させた水流絡合不織布を作製した。この水流絡合不織布は面密度が４０ｇ／ｍ^２であった。
【００６７】
次に、実施例１において、湿式法不織布の代わりに前記水流絡合不織布を用いたこと、及び２００℃に加熱された前記塩化ナトリウム微粒子と空気が混合された混合気流を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、塩化ナトリウム微粒子が固着した固体粒子固着シートを得た。この固体粒子固着シートは、面密度が５５ｇ／ｍ^２であった。また、この固体粒子固着シートに含まれる固体粒子固着繊維は、繊維の表面全体が塩化ナトリウム微粒子の粒子１個分の厚さの層で覆われていた。
【００６８】
次に、実施例１と同様にして、前記固体粒子固着シートを水中に投入して、この固体粒子固着シートに固着した塩化ナトリウム微粒子を水に溶解させて、この固体粒子固着シートから塩化ナトリウム微粒子を除去して、繊維の表面のみに、細孔が形成された表面多孔化繊維からなる表面多孔化繊維シートを得た。この表面多孔化繊維シートの面密度は４０ｇ／ｍ^２であった。また、この表面多孔化繊維シートに含まれる表面多孔化繊維は、繊維の表面全体に繊維の表面１００μｍ^２あたり８０個の半円球状の細孔を有しており、その細孔の平均径は、２．５μｍであり、固着していた塩化ナトリウム微粒子の平均径に対応するものであった。また、その細孔の深さは、先述の、塩化ナトリウム微粒子の粒子１個分の厚さの層に対応する深さであった。また、この表面多孔化繊維の繊維強度を測定すると６．５ｇ／デシテックスであった。
【００６９】
【実施例３】
ポリプロピレン樹脂（融点＝１６０℃）からなるフィラメント状のポリプロピレン繊維（繊度＝１．９デシテックス、繊維強度６．５ｇ／デシテックス）を準備した。
次に、和光純薬製塩化ナトリウムを、粉砕機にかけて粉砕して、一次粒子の平均粒子径が２．５μｍである塩化ナトリウム微粒子を得た。次に、図１に示す装置を用いて、前記フィラメントをロール支持体の上に載置して、ロール支持体を回転させ、フィラメントを移動させた。次に、図１に示す装置を用いて、２００℃に加熱された前記塩化ナトリウム微粒子と空気が混合された混合気流を準備して、このフィラメントの上から、この混合気流を、このフィラメントの表面全体に均一になるように吹き付けて、塩化ナトリウム微粒子が、このフィラメントの表面全体に固着した繊維を得た。次に、この繊維に固着しなかった塩化ナトリウム微粒子を室温の気流で吹き飛ばして除き、塩化ナトリウム微粒子が固着した固体粒子固着繊維を得た。この固体粒子固着繊維に固着している塩化ナトリウム微粒子の質量は繊維の単位長さ当り０．０５ｍｇ／ｍであった。また、この固体粒子固着繊維は、繊維の表面全体が塩化ナトリウム微粒子の粒子１個分の厚さの層で覆われていた。
【００７０】
次に、前記固体粒子固着繊維を水中に投入して、この固体粒子固着繊維に固着した塩化ナトリウム微粒子を水に溶解させて、この固体粒子固着繊維から塩化ナトリウム微粒子を除去して、繊維の表面のみに、細孔が形成された表面多孔化繊維からなる表面多孔化繊維を得た。この表面多孔化繊維の繊度は１．９デシテックスであった。また、この表面多孔化繊維は、繊維の表面全体に繊維の表面１００μｍ^２あたり５０個の半円球状の細孔を有しており、その細孔の平均径は、２．５μｍであり、固着していた塩化ナトリウム微粒子の平均径に対応するものであった。また、その細孔の深さは、先述の、塩化ナトリウム微粒子の粒子１個分の厚さの層に対応する深さであった。また、この表面多孔化繊維の繊維強度を測定すると６．５ｇ／デシテックスであった。
また、この表面多孔化繊維に捲縮処理を行い、長さ５１ｍｍにカットしたステープル繊維を作製して、カード機にかけて開繊処理を行い、繊維ウエブを形成したところ、繊維の糸切れは実質的に生ぜず良好な繊維ウエブからなる繊維シートを得ることができた。
【００７１】
【比較例１】
特開平５−１２５６６７号公報（引用文献１）に記載のポリプロピレン系多孔質繊維の製造方法に準じて、ポリプロピレン樹脂（融点＝１６０℃）と、パラフィンワックスとを溶融下で混合し、この混合物を押出機に投入して溶融紡糸して未延伸繊維を得、次いで、この未延伸繊維を延伸し、次いで、熱処理を施した後、パラフィンワックスを抽出除去することにより、フィラメント状のポリプロピレン系多孔質繊維（繊度＝４．２デシテックス）を得た。
このフィラメント状のポリプロピレン系多孔質繊維は、細孔が繊維断面において広くなったり狭くなったりを繰り返しながら、あたかもへちまの孔のような形態で表面から内部まで連なった細孔を形成していた。また、この多孔質繊維の繊維強度を測定すると１．５ｇ／デシテックスであった。
次に、このフィラメント状のポリプロピレン系多孔質繊維に捲縮処理を行い、長さ５１ｍｍにカットしたステープル繊維を作製して、カード機にかけて開繊処理を行い、繊維ウエブを形成しようとしたところ、繊維の糸切れが激しくて、カードに詰まったり、あるいは、ほとんどカードを通過することができず、繊維ウエブを形成することが困難であった。
【００７２】
【発明の効果】
本発明の製造方法によれば、繊維の繊維表面叉は繊維シートを構成する繊維の繊維表面のみに、固体粒子が固着され、その後、その固体粒子が除去されるので、繊維が本来有する繊維強度などの物性を保持したまま、繊維表面のみを細孔によって確実に多孔化することができる。また、固体粒子の形状に応じた要求どおりの大きさの細孔を形成することができるので、その多孔化による拭き取り効果、塵埃や液体の保持効果、あるいは、染料の定着効果など、要求に応じた、優れた機能を発揮することができる。また、本発明の製造方法によれば、このような表面多孔化繊維又は表面多孔化繊維を含む表面多孔化繊維シートを容易に得ることができる。
また、本発明の表面多孔化繊維及び表面多孔化繊維シートは、繊維が本来有する繊維強度などの物性を保持したまま、繊維表面が半球状の細孔によって多孔化されており、その多孔化による拭き取り効果、塵埃や液体の保持効果、あるいは、染料の定着効果などの優れた機能を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の表面多孔化繊維叉は表面多孔化繊維シートの製造方法に用いる装置の一態様を模式的に示す概略図である。
【図２】本発明の一実施例による表面多孔化繊維の走査型電子顕微鏡による写真である。（拡大倍率＝２０００倍）
【図３】図２の表面多孔化繊維を得る前の中間作製物である、固体粒子担持繊維の走査型電子顕微鏡による写真である。（拡大倍率＝２０００倍）
【図４】本発明の表面多孔化繊維が有する細孔の一態様を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
１１・・・ブロワー；１２・・・加熱管；
２１・・・供給容器；２２・・・供給制御ロータ；２３・・・供給管；
２９・・・固体粒子；
３０・・・粒子混合手段；４１・・・ノズル；
５０、５１、５２・・・加熱手段；
６０、６１、６２・・・補助加熱手段；
７０・・・ロール叉は繊維支持手段；
７０’・・・ロール叉は繊維シート支持手段；
８０・・・繊維；８０’繊維シート；
９０・・・固着処理室；９１・・・室内加熱手段
９２・・・粒子回収ボックス；
９３・・・空気を吹き飛ばす方式の粒子回収手段
１００・・・繊維
１０１・・・細孔
１０２・・・繊維表面
１０３・・・開孔部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fiber and a fiber sheet having a large number of pores only on the surface, a method for producing a surface-perforated fiber and a fiber sheet, which can be suitably used for applications such as a wiper or a filter material, and a surface porosity. The present invention relates to a modified fiber and a fiber sheet.
[0002]
[Prior art]
As a fiber having pores on its surface, for example, JP-A-5-125667 (Patent Document 1) discloses a fiber body made of a polypropylene resin having a melt flow rate of 0.5 to 9 g / 10 minutes, The resin and the paraffin wax are mixed while being melted, melt-spun with an extruder at a draft ratio of 400 or less, stretched, formed of a large number of pores formed by removing the paraffin wax after heat treatment, and comprising the fiber main body. 20m specific surface area ² / G or more, the ratio of the pores to the fiber main body is 20% or more, and the denier of the fiber main body is 50 or less. However, in this porous fiber, the lamellar crystals are deformed zigzag by hot drawing, and the layer of paraffin wax formed between these crystals is extracted and removed, so the pores become wider or narrower in the fiber cross section. By repeating the above, pores are formed from the surface to the inside in the form of pores. As described above, since not only the surface of the fiber but also the inside of the fiber is porous, there is a problem that the strength of the entire fiber is weakened. In addition, there is a problem that paraffin wax remains or an extract remains inside the fiber. Further, there is a problem in that it takes too much time and labor to prevent the paraffin wax and the extract from remaining, which leads to an increase in production cost.
[0003]
JP-A-64-6114 (Patent Literature 2) discloses that, in a nylon fiber having an uneven structure on the surface, the uneven shape of the nylon fiber extends along the outer periphery in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the fiber. The distance between the bottom of the valley and the bottom of the valley adjacent to it is about 3 to 30 μm, the vertical distance between the top of the hill and the bottom of the valley is about 0.2 to 2 μm, and about 10 μm A synthetic fiber having an uneven structure on the surface, which has an uneven shape having 0.2 to 3 peaks, is described. This synthetic fiber is obtained by cooling the spun monofilament in a warm water bath at 30 ° C. or higher for a predetermined time during melt spinning. Further, according to this gazette, it is speculated that when semi-molten nylon molecules partially on the surface in warm water are recrystallized or re-agglomerated, small spherical ones are formed and the surface becomes uneven. Have been. Further, it is described that when the synthetic fiber is further stretched, the uneven pattern becomes a wrinkle-like synthetic fiber changed into elongated ridges and valleys extending in the stretching direction.
[0004]
As described above, since the surface of the synthetic fiber has a shape formed by gathering a large number of spherical protrusions, for example, when this fiber is used for an application such as a wiper, point contact with an object to be wiped is performed. Therefore, there is a problem that the resistance is reduced. In addition, since the concave portion does not have a hemispherical pore, it is difficult to hold the wiped dust and liquid, and there is a problem that a sufficient wiping effect cannot be obtained. Further, when this fiber is used for a filter or the like, it is difficult to retain dust and the like on the fiber surface, and there is a problem that the effect of improving the ability to retain dust cannot be sufficiently obtained. In addition, this synthetic fiber has a problem that if many spherical projections are provided, the drawing becomes insufficient and the strength of the fiber cannot be increased. On the other hand, when the fiber is stretched in order to increase the strength, the fiber strength is increased, but the spherical projections change into elongated ridges and valleys extending in the stretching direction and become wrinkled. For this reason, there has been a problem that the structure is not a structure in which many pores are gathered on the fiber surface, that is, a structure having a porous structure, and the effect of the porous structure does not occur.
[0005]
JP-A-5-15803 (Patent Document 3) discloses an artificial hair composed of a polyester fiber having a roughened fiber surface, the fiber having an average fineness X of 30 to 70 denier. And that the average pitch between the concave portions and the adjacent concave portions is 0.1 to 1.5 μm and the density is 5 to 100 irregularities per 10 μm average distance on the fiber surface. Have been. This artificial hair is prepared by mixing inorganic particles having an average particle diameter of 1 μm or less and a refractive index of 1.8 or less during the polymerization or spinning of a polyester polymer, spinning and stretching the polymer containing the particles, and drawing the fiber after the stretching. , Its total fineness is 10 ⁴ It can be obtained by performing etching by alkali treatment in a state of converging so as to be denier or more. The purpose of this artificial hair is to make the gloss and texture of the conventional polyester-based artificial hair close to those of natural hair, and to obtain a hair that is excellent in light fastness and has no color change. It is described that the fine particles to be added also play an important role in surface roughening after spinning and glossy texture after dyeing.
[0006]
As described above, although the surface of the artificial hair has irregularities formed by etching by alkali treatment, no pores are formed, and the irregularities have an effect of affecting gloss. Since the hemispherical pores were not formed as the concave portions, the effect of the porous structure having such hemispherical pores was not obtained. For example, if this fiber is used to make a wiper, there is no effect of holding the wiped dust or liquid, and if a filter is used, the dust and the like are held on the fiber surface, and the ability to hold dust is improved. The effect of improvement was not obtained.
[0007]
Prior art document information related to the invention of this application includes the following.
[Patent Document 1]
JP-A-5-125667
[Patent Document 2]
JP-A-64-6114
[Patent Document 3]
JP-A-5-15803
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention is to solve the problems of the prior art with respect to such a conventional technology, and the fiber surface is formed by hemispherical pores while maintaining physical properties such as fiber strength inherent to the fiber. A method for producing a surface-perforated fiber and a fiber sheet having excellent functions such as a wiping effect, a dust and liquid holding effect, and a dye-fixing effect by being made porous, and a surface-perforated fiber And a fiber sheet.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
Means for solving the above-mentioned problem is, in the invention of claim 1, a method for producing a fiber having pores on at least the surface of a fiber mainly composed of a thermoplastic resin, wherein the fiber surface is provided with the fiber By fusing the surface, solid particles having a melting point or a decomposition temperature higher than the melting point of the thermoplastic resin are fixed to form solid particle fixed fibers, and thereafter, the solid particles of the solid particle fixed fibers are removed. This is a method for producing surface-porous fibers.
[0010]
In the invention of claim 2, the method of fixing the solid particles to the fiber surface by fusing the fiber surface includes heating the solid particles to a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin. The method for producing a surface-porous fiber according to claim 1, wherein the method is a method in which heated solid particles are brought into contact with the fiber while the temperature is maintained at a temperature equal to or higher than the melting point to fix the fiber.
[0011]
The invention of claim 3 is a method of using water-soluble solid particles as the solid particles and a method of dissolving and removing the solid particles of the solid particle-fixed fibers in water. This is a method for producing surface-perforated fibers.
[0012]
The invention according to claim 4 is a method for producing a fiber sheet having pores on at least the surface of the fiber sheet, the surface of the fiber sheet including fibers mainly composed of a thermoplastic resin. By fusing, solid particles having a melting point or a decomposition temperature higher than the melting point of the thermoplastic resin are fixed to form solid particle fixed fibers, and thereafter, the solid particles of the solid particle fixed fibers are removed. This is a method for producing a surface porous fiber sheet.
[0013]
In the invention of claim 5, the method of fixing the solid particles to the fiber surface by fusing the fiber surface includes heating the solid particles to a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin. The method for producing a surface-perforated fiber sheet according to claim 4, wherein the method is a method in which heated solid particles are brought into contact with and fixed to the fiber sheet while being maintained at a temperature higher than the melting point.
[0014]
The invention according to claim 6, wherein the method is a method using water-soluble solid particles as the solid particles, and a method of dissolving and removing the solid particles of the solid particle-fixed fibers in water. This is a method for producing a surface porous fiber sheet.
[0015]
The invention according to claim 7 is a surface-porous fiber characterized in that pores are formed only on the surface of a fiber whose surface is mainly composed of a thermoplastic resin.
[0016]
In the invention of claim 8, the shape of the opening of the pore is substantially circular or substantially polygonal, and the average diameter of the opening is 0.1 to 10 μm. Is a surface-porous fiber.
[0017]
According to the ninth aspect of the present invention, there is provided the surface-porous fiber according to the seventh or eighth aspect, wherein the average depth of the pores is 0.1 to 10 μm.
[0018]
In the invention of claim 10, the number of the pores is 100 μm on the surface of the fiber. ² The surface-porous fiber according to any one of claims 7 to 9, wherein the number of the perforated fibers is 10 to 1000 pieces.
[0019]
In the invention according to claim 11, the pores are pores formed by removing solid particles fixed on the surface of the fiber from the surface of the fiber, and the pores are the surface pores according to any one of claims 7 to 10. It is a synthetic fiber.
[0020]
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a surface perforated fiber sheet including the surface perforated fiber according to any one of the seventh to eleventh aspects.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[1] Method for producing surface-perforated fiber or surface-perforated fiber sheet according to the present invention
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the manufacturing method of the surface perforated fiber by this invention, the fiber which has a pore at least on the surface of the fiber which mainly consists of thermoplastic resins can be manufactured. In the method for producing a surface-perforated fiber of the present invention, solid particles having a melting point or a decomposition temperature higher than the melting point of the thermoplastic resin are fixed to the fiber surface by fusing the fiber surface to obtain a solid particle-fixed fiber. Is formed, and then the solid particles of the solid particle fixed fibers are removed.
[0022]
Further, according to the method for producing a surface-perforated fiber sheet according to the present invention, it is possible to produce a fiber sheet having pores at least on the surface of the fiber of the fiber sheet containing fibers mainly composed of a thermoplastic resin. it can. In the method for producing a surface-perforated fiber sheet of the present invention, solid particles having a melting point or a decomposition temperature higher than the melting point of the thermoplastic resin are fixed to the fiber surface by fusing the fiber surface to fix the solid particles. The fibers are formed and then the solid particles of the solid particle fixed fibers are removed.
[0023]
The fibers used in the method for producing a surface-perforated fiber of the present invention, or the fibers contained in the fiber sheet used in the method for producing a surface-perforated fiber sheet of the present invention are fibers whose at least surfaces are mainly composed of a thermoplastic resin. Yes, as long as the fiber surface melts by heating (for example, heating at 50 ° C. or higher, preferably at 80 ° C. or higher), the type of fiber can be appropriately selected regardless of the type of fiber. As such a fiber, for example, a synthetic fiber obtained by melt spinning which is a conventional fiber manufacturing method, a fiber obtained by a conventional nonwoven fabric manufacturing method such as a spun bond method, a melt blow method, or a flash spinning method, or a core portion is used. It can be appropriately selected from natural fibers or fibers made of inorganic fibers.
[0024]
Examples of the fiber obtained by the method of producing the synthetic fiber or the nonwoven fabric include a synthetic fiber made of a thermoplastic resin (for example, a polyolefin fiber, a polyester fiber, or a polyamide fiber). A synthetic fiber composed of different kinds of thermoplastic resins or a composite fiber composed of two or more different kinds of resins can be appropriately selected and used. Examples of such a conjugate fiber include conjugate fibers in which two or more resins having different melting points are conjugated. For example, copolymer polyester / polyester, copolymer polypropylene / polypropylene, polypropylene / polyamide, polyethylene / polypropylene, Composite fibers composed of a combination of resins such as polypropylene / polyester or polyethylene / polyester can be mentioned. Further, when the composite fiber is a core-sheath type composite fiber having a high-melting resin in the core and a low-melting resin in the sheath, when the solid particles are fixed to the fiber surface, the fiber shrinks and the fiber This is preferable because cutting is less likely to occur.
[0025]
Further, the fiber is preferably a fiber in which the entire fiber is substantially composed of only a fiber-forming resin, but a fiber whose core portion has a decomposition temperature without a melting point, for example, rayon fiber, A fiber formed by applying a thermoplastic resin as a sheath portion to a surface of a fiber such as an acetate fiber, a wool fiber, or a carbon fiber, for example, by coating or the like can also be used. In addition, the fiber, the core portion is an inorganic fiber, a fiber having a high melting point, for example, a glass fiber, a ceramic fiber, or a thermoplastic resin as a sheath portion on the surface of a fiber such as a metal fiber, for example, a thermoplastic resin, It may be a fiber applied by coating or the like.
[0026]
Examples of the fiber whose main surface is mainly made of a thermoplastic resin include, for example, a fiber whose surface is at least one or more thermoplastic resins, a fiber whose at least surface is substantially one or more thermoplastic resins, or At least the surface may be a fiber mainly composed of one or more thermoplastic resins, and at least the surface is a fiber composed of one or more thermoplastic resins, or at least the surface is composed of one or more thermoplastic resins. Substantial fibers are preferred. In the present specification, “consisting mainly of” means that the area occupied by the target thermoplastic resin on the fiber surface is 50% or more (preferably 60% or more, more preferably 70% or more) with respect to the surface area of the fiber. Particularly preferably 90% or more). The cross-sectional shape or surface shape of the fiber can be any shape. For example, a composite fiber made of a thermoplastic resin may be a fiber having a chrysanthemum flower-shaped cross-section or a fibril-divided fiber obtained by dividing by a mechanical stress such as a water flow.
[0027]
The average diameter and length of the fibers are, for example, synthetic fibers obtained by melt spinning, which is a conventional method for producing fibers, spunbond method, which is a conventional method for producing nonwoven fabric, melt blow method, or fibers obtained by a flash spinning method, or Fibers having an average diameter and length such as fibers having a core portion made of natural fibers or inorganic fibers can be appropriately selected. For example, the average diameter of the fibers can be a wide range of average diameter in the range of 0.1 μm to 3 mm. The average diameter of the fibers is preferably in the range of 0.1 μm to 500 μm, and more preferably in the range of 0.1 μm to 100 μm. Here, the average diameter of the fiber is, when the cross-sectional shape of the fiber is other than a circle, the diameter of a circle having the same area as the cross-sectional area of the fiber, and the number average fiber diameter obtained by sampling from any 500 or more points of the fiber. And
[0028]
In addition, when it is difficult to measure the cross-sectional area of the fiber, the side of the fiber is enlarged and photographed with a scanning electron microscope or the like, and the fiber diameter that can be confirmed in the image of the fiber is obtained from any 500 or more points of the fiber. Can be used as the fiber diameter of the fiber.
In the case of commercially available fibers, if the number average fiber diameter is specified in a catalog or specification, that value may be used as the average fiber diameter. Furthermore, when the fiber diameter is specified in units of denier or decitex in catalogs and specifications, the value may be converted into a unit of length and used as the average diameter of the fiber.
[0029]
The fiber sheet used in the method for producing a surface-perforated fiber sheet of the present invention is not particularly limited as long as the fiber sheet has the above-mentioned fiber, that is, a fiber sheet having at least a surface mainly composed of a thermoplastic resin. Instead, the fibrous sheet can include only the fibers, or can include fibers other than the fibers. The fibers other than the fibers (that is, fibers whose surface is mainly composed of a thermoplastic resin) are not particularly limited, and fibers whose surfaces are not a thermoplastic resin, for example, inorganic fibers, or having no melting point and a decomposition temperature And the like.
[0030]
Examples of the structure of the fiber sheet include a woven fabric, a knitted fabric, or a nonwoven fabric, or a combination thereof. In the case of a woven or knitted fabric, for example, it is obtained by processing the fiber with a loom or a knitting machine. In the case of a nonwoven fabric, for example, a fiber sheet can be formed by a conventional nonwoven fabric manufacturing method such as a dry method, a spun bond method, a melt blow method, a flash spinning method, or a wet method. In addition, a fiber web formed by these methods is mixed in advance with an adhesive fiber and / or a composite fiber in which two or more resins having different melting points are composited, and then subjected to a heat treatment, whereby a gap between the fibers is obtained. It can be a bonded fiber sheet. Further, it is also possible to form a fiber sheet in which the fiber webs are entangled by a mechanical entanglement treatment (for example, hydroentanglement or needle punching). Further, the fiber web may be passed between a heated smooth roll and a heated uneven roll to form a partially bonded fiber sheet. In addition, a fiber sheet obtained by laminating a plurality of different types of fiber sheets and further integrating the same can be obtained.
[0031]
Further, the shape of the fiber sheet is not particularly limited. For example, a long fiber sheet (for example, a fiber sheet wound on a roll) or a non-long fiber sheet (that is, the long fiber sheet) And a fiber sheet obtained by cutting the same.
[0032]
The solid particles used in the method for producing a surface-perforated fiber or the method for producing a surface-perforated fiber sheet according to the present invention have a melting point higher than the melting point of the thermoplastic resin constituting the surface of the fiber used for fixing the solid particles, or As long as it is a solid particle having a decomposition temperature, and as long as it is a solid particle capable of removing the solid particle after fixing the solid particle on the fiber surface, it can be either inorganic or organic, One or more of such particles can be appropriately selected as long as the particles are shaped like particles. As such solid particles from which the solid particles can be removed, for example, a solvent that does not substantially dissolve the thermoplastic resin constituting the surface of the fiber used for fixing the solid particles (for example, water, There are solid particles (eg, a water-soluble inorganic substance, a metal salt, a water-soluble resin, and a metal) that dissolve in an aqueous solution, an acid, an alkaline aqueous solution, and the like. With such solid particles, after the solid particles are fixed to the fiber surface, the solid particles can be easily removed by extraction using the solvent. Further, for example, other than the extraction, there may be mentioned solid particles from which the solid particles can be removed by vibration, ultrasonic cleaning, fiber shrinkage, or fiber surface releasability improvement processing. Further, as the material of the solid particles used in the production method of the present invention, for example, sodium chloride, calcium chloride, calcium carbonate, other various metal salts, water-soluble resin, metal particles, ceramics, zeolite, other various inorganic substances, and the like The material can be used.
[0033]
The melting point or decomposition temperature of the solid particles is required to be higher than the melting point of the resin having the lowest melting point among the resins constituting the fiber surface, and if the melting point or decomposition temperature of the solid particles is the melting point of the resin. When the temperature is lower, the fiber surface does not melt due to the heat of the heated solid particles, and the solid particles are not fixed to the fiber surface. That is, the solid particles are not fixed to the fiber surface, or even if the solid particles are fixed to the fiber surface, the form is such that the solid particles are dissolved before the fiber surface and the solid particles are aggregated, The solid particles and the fiber surface are fused in a wide area. Therefore, the pores cannot be formed sufficiently even after the solid particles are removed.
[0034]
The average particle diameter of the solid particles is desirably equal to or smaller than the fiber diameter. If the average particle diameter of the solid particles exceeds the fiber diameter, the solid particles may be too large relative to the fiber surface, making it difficult to form porosity on the fiber surface. Further, the average particle diameter of the solid particles is preferably 0.1 to 10 μm, and more preferably 0.1 to 5 μm.
[0035]
In addition, the average particle diameter of the solid particles represents the number average particle diameter of the solid particles. Further, as a method of calculating the number average particle diameter, the number average particle diameter is calculated by taking an enlarged image of the particle with a scanning electron microscope or the like, measuring the particle diameter of arbitrary 500 or more particles, and dividing by the measured number. . At this time, if the particles are not spherical, the diameter of the circumcircle of each particle, which can be confirmed in the captured image of the particle, is defined as the particle diameter of each particle.
In the case of commercially available particles, if the number average particle diameter is specified in a catalog or specification, that value may be used as the average particle diameter of the solid particles.
[0036]
In the method for producing a surface-perforated fiber or the method for producing a surface-perforated fiber sheet according to the present invention, solid particles are fixed to the fiber surface by fusing the fiber surface to form solid particle-fixed fibers. As a method of fixing the solid particles by fusion of the fiber surface, for example, a solid particle having a melting point higher than the melting point of the thermoplastic resin or a decomposition temperature is heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin (however, A temperature lower than the melting point or decomposition temperature of the solid particles, and a temperature in a range that maintains the shape as a solid), and heating the solid particles at a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin. There is a method in which the fibers are brought into contact with a fiber sheet and fixed by fusion of the fiber surface. Further, for example, the fiber surface is heated to a temperature higher than or equal to the melting point of the thermoplastic resin, and in a state maintained at that temperature, solid particles having a melting point or a decomposition temperature higher than the melting point of the thermoplastic resin. There is a method in which solid particles are fixed by bringing the fiber or fiber sheet into contact with the fiber or by fusing the fiber surface. Comparing these two methods, the former method, in which the solid particles are heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin and brought into contact with the fiber or fiber sheet, is more preferable.
[0037]
That is, according to the former method, by bringing the heated solid particles into contact with the fiber surface, only the portion where the solid particles are in contact with the fiber surface is melted and the solid particles are fixed. Therefore, the solid particles are not substantially buried by melting and fluidizing the entire resin on the fiber surface. In some cases, a single layer or a single layer composed of a uniform layer substantially having a thickness of one solid particle can be fixed. Such sticking of a single layer can be exemplified in a photograph taken by a scanning electron microscope in FIG.
[0038]
Then, by removing the solid particles thus fixed, the uniform fine pores corresponding to a single layer or a single layer substantially consisting of a layer having a thickness of one solid particle are formed on the fiber surface by removing the solid particles. Can be formed. In addition, for example, as shown in FIGS. 4A and 4B, clear semi-spherical pores 101 can be formed on the surface 102 of the fiber 100. In addition, the semi-spherical shape here includes a substantially semi-spherical shape, a substantially elliptical spherical shape or a shape that is a polyhedron, and a substantially semi-spherical shape, a substantially elliptical spherical shape or a shape having irregularities on a surface forming a polyhedral shape. Shall be included. Moreover, 10% to 90%, preferably 30% to 70% of the volume of the solid particles is in a state of being fixed to the surface of the fiber, and a depression formed when the solid particle comes off from the surface of the fiber. Alternatively, the shape of the pores is also included. In addition, such a semi-spherical pore can be exemplified in a photograph taken by a scanning electron microscope in FIG. Further, according to the former method, since the solid particles melt only on the fiber surface, even if the fiber is a fiber made of a single resin component, the fiber shrinks at the time of the contact treatment or the fixing treatment, or the whole fiber Does not melt and cause yarn breakage.
[0039]
When the solid particles are fixed by fusion of the fiber surface, the method of bringing the solid particles into contact with the fiber surface is not particularly limited as long as the solid particles can be fixed to the fiber surface. ,
(1) a method in which an air stream containing solid particles is blown onto the surface of a fiber or a fiber sheet; (2) a method in which the solid particles fall naturally on the fiber or the fiber sheet;
(3) a method of shaking a heat-resistant container loaded with solid particles and a fiber or a fiber sheet; (4) a method of immersing the fiber or fiber sheet in the solid particles; or
(5) a method of exposing a fiber or a fiber sheet to a fluidized bed of solid particles,
And the like. In the case where the solid particles are heated to a higher temperature than the thermoplastic resin of the thermoplastic resin and brought into contact with the fiber or the fiber sheet, the solid particles are preferably used in the methods (1) to (5). What is necessary is just to apply the heated solid particle as a solid particle.
[0040]
For example, in the above method (1), the method in which the heated solid particles are applied as the solid particles is (1 ′) a method in which an air stream containing the heated solid particles is blown onto the fiber or fiber sheet surface. In the case of this method, as the heated solid particle-containing airflow, a mixture of the solid particles heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin having the lowest melting point among the thermoplastic resins constituting the fiber surface and the airflow is mixed. Use airflow.
[0041]
To adjust such a mixture, for example,
(A) a method of supplying solid particles heated above the melting point of the thermoplastic resin into an air stream;
(B) a method of supplying solid particles into an air stream heated above the melting point of the thermoplastic resin; or
(C) A method in which solid particles are supplied into an air stream and heated above the melting point of the thermoplastic resin.
And the like. Among them, according to the mixed airflow adjusting method (b) or (c), the solid particles are heated to a temperature higher than the melting point of the thermoplastic resin through an airflow heated to a temperature higher than the melting point of the thermoplastic resin.
[0042]
In the method (1 ′) of blowing an air stream containing heated solid particles onto the surface of a fiber or a fiber sheet, for example, an apparatus illustrated in FIG. 1 can be used. FIG. 1 is a schematic view schematically showing one embodiment of an apparatus used for the method for producing a surface-perforated fiber or a surface-perforated fiber sheet of the present invention. In FIG. 1, the particle mixing means 30 for mixing the solid particles 29 and the air flow A is an ejector, and sends the air flow A generated by the blower 11 and the heating pipe 12 as the air flow generation means to the particle mixing means 30, The mixing means 30 is connected to a funnel-shaped supply container 21 serving as a particle supply means, a rotary supply control rotor 22 and a supply pipe 23, and is supplied from the particle supply means 21 by a suction force generated by the air flow A. The solid particles 29 to be sucked are supplied into the airflow A. The gas mixture thus obtained (that is, a gas mixture containing solid particles heated above the melting point of the thermoplastic resin having the lowest melting point among the thermoplastic resins constituting the fiber surface) is used as the jetting means. Is ejected from the nozzle 41, the solid particles 29 collide with the fiber surface due to the inertial force due to the kinetic energy given at the time of ejection. In front of the nozzle 41, the fiber 80 or the fiber sheet 80 'is moving while being supported by the rotating roll 70 or 70' which is a support means for supporting the fiber 80 or the fiber sheet 80 '. The solid particles 29 are sprayed on the sheet 80 '. Further, in FIG. 1, by providing a particle collecting means 93 of a type blown off by an air current, excess solid particles not fixed to the fiber 80 or the fiber sheet 80 ′ are removed and collected.
[0043]
In fixing the solid particles by fusion of the fiber surface, as a method of bringing the solid particles into contact with the fiber surface, in the methods of (2) to (5), heated solid particles are applied as the solid particles. When any of the methods (2 ′) to (5 ′) is used, the solid particles are preliminarily heated and then brought into contact with the fibers or the fibers contained in the fiber sheet by various contact methods.
[0044]
In the contact method (2 ′), that is, a method in which the heated solid particles are allowed to fall naturally onto a fiber or a fiber sheet, for example, the fiber or the fiber sheet is placed on a moving heat-resistant conveyor, and then the upper part of the conveyor is The more heated solid particles, for example, by spraying, at the same time the heated solid particles are in contact with the fiber surface, so that the heated solid particles are held in a state where only the contact point melts the thermoplastic resin on the fiber surface I do. Next, leave at room temperature or, if necessary, appropriate cooling means, for example, blowing cooling air from the upper part of the conveyor to cool the fiber or fiber sheet and the solid particles, and fix the solid particles to the fiber surface. Let it. Next, the solid particles that have not adhered to the solid particle-fixing fibers are removed by a suitable solid particle removing means, for example, a method in which the conveyor is inclined and dropped by vibration or blown off by an air current.
[0045]
In the contact method (3 ′), that is, in a method of shaking a heat-resistant container loaded with heated solid particles and a fiber or a fiber sheet, for example, a fiber or a fiber sheet is placed in a heat-resistant container, Further, the heated solid particles are placed in a container, the lid of the container is closed, and the entire container is shaken so that the heated solid particles come into contact with the fiber surface, and the heated solid particles remove the thermoplastic resin on the fiber surface. Only the contact points are kept melted. Next, the fiber or fiber sheet is quickly taken out of the container, and the fiber or fiber sheet is cooled to fix solid particles to the fiber surface. Next, the solid particles not fixed to the solid particle fixed fibers are removed by a suitable removing means, for example, washing with water.
[0046]
In the method for producing a surface-perforated fiber or the method for producing a surface-perforated fiber sheet according to the present invention, solid particles are fixed to the fiber surface to form solid particle-fixed fibers, and then solid particles of the solid particle-fixed fibers are formed. Is removed. The method for removing the solid particles of the solid particle-fixed fiber is not particularly limited as long as the solid particles of the solid particle-fixed fiber can be removed.For example, the surface of the fiber used to fix the solid particles may be used. There is a method in which solid particles soluble in a solvent that does not substantially dissolve the constituting thermoplastic resin are fixed to the fiber surface, and then the solid particles are removed by extraction using the solvent. In this method, for example, water, an aqueous solution, an acid, an alkaline aqueous solution, or the like is used as the solvent, while a water-soluble inorganic substance, a metal salt, a water-soluble resin, or a metal is used as the solid particles. In particular, a method in which water is used as the solvent and a metal salt or a water-soluble resin is used as the solid particles is preferable because the production cost is less burdensome. Examples of such a metal salt include sodium chloride, calcium chloride, ammonium chloride, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, and the like. Examples of such a water-soluble resin include polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, and polyacrylic acid.
[0047]
Another method for removing the solid particles of the solid particle-fixed fibers is, for example, a method of vibrating the solid particle-fixed fibers to separate the solid particles from the fiber surface. In addition, there is a method in which the solid particles are separated from the fiber surface by ultrasonic cleaning of the solid particle-fixed fibers. In addition, there is a method in which the solid particles are exfoliated or contracted from the fiber surface by extending or contracting the fibers of the solid particle fixed fibers. Further, a method of applying in advance a process for improving the releasability of the fiber surface to the fiber surface by, for example, a water repellent process or an oil repellent process, and then fixing the solid particles, and separating the solid particles from the fiber surface. is there.
[0048]
In addition, in the method for producing a surface-porous fiber sheet, in addition to the above-described method, that is, other than the method of converting the fibers contained in the fiber sheet into surface-porous fibers, the surface-porous fibers are formed in advance, A method of forming a sheet using fibers containing the surface-porous fibers is also possible.
[0049]
According to the production method of the present invention (including both the method for producing a surface-perforated fiber according to the present invention and the method for producing a surface-perforated fiber sheet according to the present invention), solid particles are fixed only to the fiber surface, Since the solid particles are removed, only the fiber surface can be reliably made porous by the pores while maintaining the physical properties such as the fiber strength inherent to the fiber. In addition, since pores of the required size can be formed according to the shape of the solid particles, the porosity can be adjusted according to the requirements, such as wiping effect, dust and liquid holding effect, or dye fixing effect. In addition, excellent functions can be exhibited. Further, according to the production method of the present invention, such a surface-perforated fiber or a surface-perforated fiber sheet containing the surface-perforated fiber can be easily obtained.
[0050]
[2] Surface porous fiber and surface porous fiber sheet of the present invention
The surface porous fiber of the present invention has pores formed only on the surface of at least the fiber mainly composed of a thermoplastic resin.
The surface perforated fiber of the present invention can be produced, for example, by the method for producing a surface perforated fiber according to the present invention.
[0051]
The surface porous fiber of the present invention is a fiber in which pores are formed only on the surface of a fiber whose surface is mainly composed of a thermoplastic resin. Regarding the “fiber whose at least surface is mainly composed of a thermoplastic resin”, the description regarding the “fiber whose at least surface is mainly composed of a thermoplastic resin” described in the production method of the present invention is directly applicable. That is, as long as the fiber is a fiber mainly composed of at least the surface of a thermoplastic resin, and the fiber surface is a fiber that is melted by heating (for example, heating at 50 ° C. or more, preferably heating at 80 ° C. or more), any type of fiber can be used. It can be selected as appropriate. As such a fiber, for example, a synthetic fiber obtained by melt spinning which is a conventional fiber manufacturing method, a fiber obtained by a conventional nonwoven fabric manufacturing method such as a spun bond method, a melt blow method, or a flash spinning method, or a core portion is used. It can be appropriately selected from fibers made of natural fibers or inorganic fibers.
[0052]
In the surface-porous fiber of the present invention, for example, as shown in FIGS. 4A and 4B, pores 101 are formed only on the surface 102 of the fiber 100. Here, "only on the surface of the fiber" means that substantially only pores visible from the surface (for example, visible in an image of the surface of the fiber taken with a scanning electron microscope) are formed on the surface of the fiber. Means that Thus, for example, the fiber-forming thermoplastic resin is mixed with a particulate matter that can be extracted with a certain solvent, and then, after the fiber is spun, the particulate matter is extracted with the solvent and formed. Does not include fine pores. Although such pores have pores on the fiber surface, there are many pores inside the pores that are not visible from the surface. It is different from the pores of the fiber.
[0053]
As long as the shape of the pores does not deviate from the concept of the pores (as deviating from the concept of the pores, for example, there are streaks, lines, bands, mountains, grooves, or wrinkles), There is no particular limitation, and a semi-spherical shape is preferable. Regarding the “semispherical shape”, the description of the “semispherical shape” described above in the manufacturing method of the present invention is directly applicable. The shape of the opening on the fiber surface of the pore is preferably substantially circular or substantially polygonal. Here, the aperture 103 is a contour formed by the aperture of the pore 101 formed on the fiber surface 102 as shown in the diagram of the pore illustrated in FIGS. Point to. Due to the shape of the pores being semi-spherical, or by the shape of the opening being substantially circular or substantially polygonal, the wiping effect by the pores and the effect of retaining dust and liquid Alternatively, excellent functions such as a fixing effect of a dye can be exhibited more effectively.
[0054]
The average diameter of the apertures is preferably from 0.1 to 10 μm, more preferably from 0.1 to 5 μm, and even more preferably from 0.1 to 3 μm. When the average diameter of the apertures is 0.1 to 10 μm, excellent effects such as a wiping effect by the pores, an effect of retaining dust and liquid, or an effect of fixing dyes are more effectively exerted. Can be. Here, the "average diameter of the aperture" means that the diameter of the circumcircle of the aperture, which can be confirmed in an image of the fiber by photographing the side of the fiber by enlarging it with a scanning electron microscope or the like, Means the number-average hole diameter obtained by sampling from 500 or more arbitrary points.
[0055]
In addition, the major axis of the opening is preferably 5 times or less, more preferably 3 times or less, even more preferably 2 times or less the minor axis. Here, “the major axis of the aperture” refers to the longest straight line connecting any two points on the contour of the aperture in the pores appearing on the image of the fiber side surface by a scanning electron microscope or the like. Refers to the length of the longest straight line of the arbitrary straight line connecting two points where a straight line perpendicular to the long diameter of the opening and the contour of the opening crosses. Point out. When there are three or more points where the outline of the opening intersects with one straight line perpendicular to the major axis of the opening, the straight line connecting any two of these points The longest straight line is a straight line connecting the two points. The comparison value between the major axis and the minor axis of the opening is a number average comparison value obtained by sampling from arbitrary 500 or more pores.
[0056]
The depth of the pores is not particularly limited as long as the pores are formed only on the surface of the fiber, and the average depth of the pores is preferably 0.1 to 10 μm. It is preferably from 0.1 to 5 μm, and more preferably from 0.1 to 3 μm. Here, the average depth of the pores means that the cross section of the fiber is photographed by enlarging it with a laser microscope (for example, a high-definition confocal microscope manufactured by Lasertec Co., Ltd.) and checking the image of the fiber. Regarding the depth of the deepest part of each of the obtained pores, the number average pore depth obtained by sampling from arbitrary 500 or more pores in the fiber cross section can be taken as the average pore depth. Here, “the depth of the deepest portion of each pore” refers to a line perpendicular to the straight line 102 representing the fiber surface appearing on the image of the fiber cross section, as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b). When drawn, the length of the longest straight line among the straight lines connecting the intersection of the perpendicular and the inner wall of the pore and the intersection of the straight line 102 representing the fiber surface (FIGS. 4A and 4B) ))).
[0057]
In the pores appearing on the image of the fiber cross section in the fiber axis direction by a scanning electron microscope or the like, the length of the pores is preferably 0.6 to 3 times the opening width, and 0.7 to 2 times the opening width. More preferred. Here, as shown in FIGS. 4C and 4D, the “length of the pore” refers to the pore length from one of the points A and B at both ends representing the contour of the opening. Along the line representing the wall of, refers to half the length of the path to another point B, "opening width" refers to the points A, B at both ends representing the contour of the opening Indicates the length a of the connecting straight line. The comparison value between the length of the pores and the opening width is a number average comparison value obtained by sampling from arbitrary 500 or more pores.
[0058]
The number of the pores is 100 μm on the surface of the fiber. ² The number is preferably 10 to 1000, more preferably 20 to 500, and still more preferably 20 to 200. The number of the pores is 100 μm on the surface of the fiber. ² When the number is 10 to 1000 pieces, excellent functions such as a wiping effect by the pores, a dust and liquid holding effect, and a dye fixing effect can be more effectively exerted.
[0059]
The pores are preferably pores formed by removing solid particles fixed on the surface of the fiber from the surface of the fiber. The method of forming the pores into pores formed by removing solid particles fixed on the surface of the fiber from the surface of the fiber includes, for example, the method of producing a surface-porous fiber according to the present invention, or the method of the present invention. Can be produced by the method for producing a surface porous fiber sheet. The pores formed by the removal of the solid particles from the surface of the fiber ensure that only the fiber surface is made porous by the pores while maintaining the intrinsic properties of the fiber, such as fiber strength. In addition, since pores of the size as required according to the shape of the solid particles are formed, the wiping effect by the porosity, the effect of retaining dust and liquid, or the effect of fixing dye, etc. , Can exhibit excellent functions.
[0060]
The surface-perforated fiber sheet of the present invention is not particularly limited as long as the fiber sheet contains at least the surface-perforated fiber of the present invention, and may include only the surface-perforated fiber of the present invention. Alternatively, fibers other than the surface perforated fibers of the present invention can be included. The fibers other than the surface-porous fibers are not particularly limited, and fibers having at least a surface mainly composed of a thermoplastic resin, or fibers having a surface that is not a thermoplastic resin, for example, inorganic fibers or having a melting point. It is also possible to use a fiber having a decomposition temperature without the need.
[0061]
Examples of the structure of the fiber sheet include a woven fabric, a knitted fabric, or a nonwoven fabric, or a combination thereof. In the case of a woven or knitted fabric, for example, it is obtained by processing the fiber with a loom or a knitting machine. In the case of a nonwoven fabric, for example, a fiber sheet can be formed by a conventional nonwoven fabric manufacturing method such as a dry method, a spun bond method, a melt blow method, a flash spinning method, or a wet method. In addition, a fiber web formed by these methods is mixed in advance with an adhesive fiber and / or a composite fiber in which two or more resins having different melting points are composited, and then subjected to a heat treatment, whereby a gap between the fibers is obtained. It can be a bonded fiber sheet. Further, it is also possible to form a fiber sheet in which the fiber webs are entangled by a mechanical entanglement treatment (for example, hydroentanglement or needle punching). Further, the fiber web may be passed between a heated smooth roll and a heated uneven roll to form a partially bonded fiber sheet. In addition, a fiber sheet obtained by laminating a plurality of different types of fiber sheets and further integrating the same can be obtained.
[0062]
As a method for obtaining the surface-perforated fiber sheet of the present invention, for example, a method for obtaining a sheet containing the surface-perforated fiber of the present invention by forming as described above, or a fiber containing no surface-perforated fiber Examples of the method include forming a sheet in advance and then forming a porous sheet by using the method for producing a surface-porous fiber sheet according to the present invention. As described above, since the surface-perforated fiber sheet of the present invention has surface-perforated fibers in the fiber sheet, the fiber sheet is formed into a form suitable for various uses such as a wiper or a filter material. Thereby, the effect of the pores of the surface porous fiber can be more effectively exerted.
[0063]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples, but these do not limit the scope of the present invention.
Embodiment 1
3. A core-sheath type composite fiber (fineness = 0.8 decitex, fiber length = 10 mm, fiber length = 4 mm) in which the core component is a polypropylene resin and the sheath component is a high-density polyethylene resin (melting point = 132 ° C.). A sheet made of 100% (2 g / decitex) was prepared. Next, the sheet is placed on a wire mesh conveyor belt, and heated at a temperature of 140 ° C. in an air-through dryer so that the high-density polyethylene fiber, which is an adhesive component of the composite fiber, is melted. A heat bonding process was performed to obtain a wet nonwoven fabric. This wet method nonwoven fabric has an areal density of 45 g / m. ² Met.
[0064]
Next, sodium chloride manufactured by Wako Pure Chemical Industries was pulverized with a pulverizer to obtain sodium chloride fine particles having an average primary particle diameter of 2.5 μm. Next, using the apparatus shown in FIG. 1, the wet nonwoven fabric was placed on a wire mesh conveyor belt, and the conveyor belt was moved. Next, using the apparatus shown in FIG. 1, a mixed gas stream in which the sodium chloride fine particles heated to 170 ° C. and the air were mixed was prepared, and the mixed gas stream was passed over the wet nonwoven fabric, By spraying the entire surface of the nonwoven fabric so as to be uniform, a fiber sheet in which sodium chloride fine particles were mainly fixed to one surface of the wet nonwoven fabric was obtained. Next, the fiber sheet is turned over, placed on a wire mesh conveyor belt, and the opposite side of the fiber sheet is similarly blown with a mixed airflow, so that sodium chloride fine particles form the wet-process nonwoven fabric. A fiber sheet fixed on both sides was obtained. This solid particle fixed sheet has an areal density of 80 g / m2. ² Met. The solid particle-fixing fibers contained in the solid particle-fixing sheet had the entire fiber surface covered with a layer having a thickness of one particle of sodium chloride fine particles. FIG. 3 shows a photograph of an image obtained by enlarging the obtained solid particle-fixed fiber by 2000 times with a scanning electron microscope.
[0065]
Next, the solid particle-fixed sheet is poured into water, the sodium chloride fine particles fixed to the solid particle-fixed sheet are dissolved in water, and the sodium chloride fine particles are removed from the solid particle-fixed sheet. Only in this case, a surface-perforated fiber sheet comprising surface-perforated fibers having pores was obtained. The areal density of the surface-perforated fiber sheet is 45 g / m. ² Met. In addition, the surface-perforated fiber contained in the surface-perforated fiber sheet has a fiber surface of 100 μm over the entire fiber surface. ² Per 100 semi-circular spherical pores, and the average diameter of the pores was 2.5 μm, which corresponded to the average diameter of the fixed sodium chloride fine particles. The depth of the pores was a depth corresponding to the layer having a thickness of one particle of sodium chloride fine particles described above. When the fiber strength of the surface-porous fiber was measured, it was 4.2 g / decitex. FIG. 2 shows a photograph of an image obtained by enlarging the obtained surface-perforated fiber by 2000 times with a scanning electron microscope.
[0066]
Embodiment 2
A fiber web composed of 100% of polypropylene fibers (fineness = 1.9 decitex, fiber length = 51 mm, fiber strength 6.5 g / decitex) made of a polypropylene resin (melting point = 160 ° C.) was produced by a carding machine. Subsequently, a hydroentangled nonwoven fabric in which the fiber web was entangled by a hydroentanglement method was produced. This hydroentangled nonwoven fabric has an areal density of 40 g / m. ² Met.
[0067]
Next, in Example 1, except that the hydroentangled nonwoven fabric was used instead of the wet-processed nonwoven fabric, and that a mixed gas flow in which the sodium chloride fine particles heated to 200 ° C. and air were mixed was used. In the same manner as in Example 1, a solid particle fixed sheet to which sodium chloride fine particles were fixed was obtained. This solid particle fixed sheet has an areal density of 55 g / m 2. ² Met. The solid particle-fixing fibers contained in the solid particle-fixing sheet had the entire fiber surface covered with a layer having a thickness of one particle of sodium chloride fine particles.
[0068]
Next, in the same manner as in Example 1, the solid particle-fixed sheet was poured into water, and the sodium chloride fine particles fixed to the solid particle-fixed sheet were dissolved in water. Was removed to obtain a surface-perforated fiber sheet comprising surface-perforated fibers in which pores were formed only on the surfaces of the fibers. The areal density of the surface-perforated fiber sheet is 40 g / m. ² Met. In addition, the surface-perforated fiber contained in the surface-perforated fiber sheet has a fiber surface of 100 μm over the entire fiber surface. ² Each had 80 hemispherical pores, and the average diameter of the pores was 2.5 μm, which corresponded to the average diameter of the fixed sodium chloride fine particles. The depth of the pores was a depth corresponding to the layer having a thickness of one particle of sodium chloride fine particles described above. The fiber strength of the surface-porous fiber measured was 6.5 g / decitex.
[0069]
Embodiment 3
Filamentous polypropylene fibers (fineness = 1.9 dtex, fiber strength 6.5 g / dtex) made of a polypropylene resin (melting point = 160 ° C.) were prepared.
Next, sodium chloride manufactured by Wako Pure Chemical Industries was pulverized with a pulverizer to obtain sodium chloride fine particles having an average primary particle diameter of 2.5 μm. Next, using the apparatus shown in FIG. 1, the filament was placed on a roll support, and the roll support was rotated to move the filament. Next, using the apparatus shown in FIG. 1, a mixed gas stream in which the sodium chloride fine particles heated to 200 ° C. and air are mixed is prepared, and the mixed gas stream is applied from above the filament to the surface of the filament. The fiber was sprayed so as to be uniform throughout, and a fiber in which sodium chloride fine particles were fixed to the entire surface of the filament was obtained. Next, the sodium chloride fine particles which were not fixed to the fibers were blown off by an air stream at room temperature to remove solid chloride fixed fibers to which the sodium chloride fine particles were fixed. The mass of the sodium chloride fine particles fixed to the solid particle fixed fibers was 0.05 mg / m per unit length of the fibers. In addition, the solid particle-fixed fiber had its entire surface covered with a layer having a thickness of one particle of sodium chloride fine particles.
[0070]
Next, the solid particle-fixed fibers are poured into water, the sodium chloride fine particles fixed to the solid particle-fixed fibers are dissolved in water, and the sodium chloride fine particles are removed from the solid particle-fixed fibers. Only in this case, a surface-perforated fiber composed of a surface-perforated fiber in which pores were formed was obtained. The fineness of this surface porous fiber was 1.9 dtex. In addition, the surface porous fiber has a fiber surface of 100 μm ² Each had 50 hemispherical pores, and the average diameter of the pores was 2.5 μm, which corresponded to the average diameter of the fixed sodium chloride fine particles. The depth of the pores was a depth corresponding to the layer having a thickness of one particle of sodium chloride fine particles described above. The fiber strength of the surface-porous fiber measured was 6.5 g / decitex.
Further, the surface-porous fiber was crimped, staple fibers cut to a length of 51 mm were produced, and the fiber was opened with a card machine to form a fiber web. Thus, a fiber sheet made of a good fiber web could be obtained.
[0071]
[Comparative Example 1]
A polypropylene resin (melting point = 160 ° C.) and paraffin wax are mixed under melting in accordance with the method for producing a porous polypropylene fiber described in JP-A-5-125667 (Cited Document 1). An undrawn fiber is obtained by melt-spinning into an extruder, and then the undrawn fiber is drawn, and then subjected to a heat treatment, and then a paraffin wax is extracted and removed to obtain a filamentous polypropylene-based porous material. Fiber (fineness = 4.2 dtex) was obtained.
The filamentous polypropylene-based porous fiber formed pores that continued from the surface to the inside in the form of pores while the pores repeatedly widened and narrowed in the fiber cross section. The fiber strength of this porous fiber was measured to be 1.5 g / decitex.
Next, the filamentous polypropylene-based porous fiber was subjected to a crimping treatment, a staple fiber cut to a length of 51 mm was prepared, and subjected to a fiber opening treatment with a card machine to form a fiber web. Since the fibers were severely broken, the card was jammed or hardly passed through the card, and it was difficult to form a fiber web.
[0072]
【The invention's effect】
According to the production method of the present invention, the solid particles are fixed only to the fiber surface of the fibers or the fiber surfaces of the fibers constituting the fiber sheet, and then the solid particles are removed. While maintaining such physical properties as above, only the fiber surface can be reliably made porous by the pores. In addition, since pores of the required size can be formed according to the shape of the solid particles, the porosity can be adjusted according to the requirements, such as wiping effect, dust and liquid holding effect, or dye fixing effect. In addition, excellent functions can be exhibited. Further, according to the production method of the present invention, such a surface-perforated fiber or a surface-perforated fiber sheet containing the surface-perforated fiber can be easily obtained.
In addition, the surface-perforated fiber and the surface-perforated fiber sheet of the present invention are characterized in that the fiber surface is made porous by hemispherical pores while maintaining physical properties such as fiber strength inherent to the fiber. It has excellent functions such as a wiping effect, a dust and liquid holding effect, and a dye fixing effect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view schematically showing one embodiment of an apparatus used in a method for producing a surface-perforated fiber or a surface-perforated fiber sheet of the present invention.
FIG. 2 is a scanning electron microscope photograph of a surface-porous fiber according to an embodiment of the present invention. (Enlargement magnification = 2000 times)
3 is a photograph of a fiber supporting solid particles, which is an intermediate product before obtaining the surface-perforated fiber of FIG. 2, by a scanning electron microscope. (Enlargement magnification = 2000 times)
FIG. 4 is an explanatory view schematically showing one embodiment of pores of the surface-porous fiber of the present invention.
[Explanation of symbols]
11 blower; 12 heating tube;
21: supply container; 22: supply control rotor; 23: supply pipe;
29 ... solid particles;
30: particle mixing means; 41: nozzle;
50, 51, 52 ... heating means;
60, 61, 62 ... auxiliary heating means;
70 ... roll or fiber supporting means;
70 '... roll or fiber sheet support means;
80 ... fiber; 80 'fiber sheet;
90: fixing treatment chamber; 91: indoor heating means
92 ... particle collection box;
93 ・ ・ ・ Particle collection means of the type that blows air
100 ... fiber
101 ... pore
102 ・ ・ ・ Fiber surface
103 ・ ・ ・ Opening

Claims (12)

少なくとも表面が熱可塑性樹脂から主としてなる繊維の表面に、細孔を有する繊維の製造方法であって、
前記繊維表面に、前記繊維表面の融着により、前記熱可塑性樹脂の融点より高い融点又は分解温度を有する固体粒子を固着させて、固体粒子固着繊維を形成し、その後、固体粒子固着繊維の固体粒子を除去することを特徴とする表面多孔化繊維の製造方法。A method for producing a fiber having pores on at least the surface of a fiber mainly composed of a thermoplastic resin,
On the fiber surface, by fusing the fiber surface, solid particles having a melting point or a decomposition temperature higher than the melting point of the thermoplastic resin are fixed to form solid particle fixed fibers, and then the solid particles of the solid particle fixed fibers are solidified. A method for producing a surface-porous fiber, comprising removing particles. 前記繊維表面に、前記繊維表面の融着により前記固体粒子を固着させる方法が、
前記固体粒子を前記熱可塑性樹脂の融点以上の温度に加熱し、前記熱可塑性樹脂の融点以上の温度に維持された状態で加熱固体粒子を前記繊維と接触させて、固着させる方法である、請求項１に記載の表面多孔化繊維の製造方法。A method of fixing the solid particles to the fiber surface by fusing the fiber surface,
A method in which the solid particles are heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin, and the heated solid particles are brought into contact with the fibers in a state where the solid particles are maintained at a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin. Item 4. A method for producing a surface-perforated fiber according to Item 1. 前記固体粒子に水溶性の固体粒子を使用する方法、及び前記固体粒子固着繊維の固体粒子を水に溶解させて除去する方法である、請求項１又は２に記載の表面多孔化繊維の製造方法。The method for producing surface-perforated fibers according to claim 1 or 2, wherein a method of using water-soluble solid particles for the solid particles and a method of dissolving and removing the solid particles of the solid particle-fixed fibers in water. . 少なくとも表面が熱可塑性樹脂から主としてなる繊維を含む繊維シートの前記繊維の表面に、細孔を有する繊維シートの製造方法であって、前記繊維表面に、前記繊維表面の融着により、前記熱可塑性樹脂の融点より高い融点又は分解温度を有する固体粒子を固着させて、固体粒子固着繊維を形成し、その後、固体粒子固着繊維の固体粒子を除去することを特徴とする表面多孔化繊維シートの製造方法。A method for producing a fiber sheet having pores on the surface of the fiber of a fiber sheet containing at least a surface mainly composed of a thermoplastic resin, wherein the fiber surface is fused to the fiber surface by the fusion of the fiber surface. A method for producing a surface-perforated fiber sheet, comprising fixing solid particles having a melting point or a decomposition temperature higher than the melting point of a resin to form solid particle-fixed fibers, and then removing the solid particles of the solid particle-fixed fibers. Method. 前記繊維表面に、前記繊維表面の融着により前記固体粒子を固着させる方法が、
前記固体粒子を前記熱可塑性樹脂の融点以上の温度に加熱し、前記熱可塑性樹脂の融点以上の高い温度に維持された状態で加熱固体粒子を前記繊維シートと接触させて、固着させる方法である、請求項４に記載の表面多孔化繊維シートの製造方法。A method of fixing the solid particles to the fiber surface by fusing the fiber surface,
A method in which the solid particles are heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin, and the heated solid particles are brought into contact with the fiber sheet while being maintained at a high temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin, and are fixed. A method for producing a surface-perforated fiber sheet according to claim 4. 前記固体粒子に水溶性の固体粒子を使用する方法、及び前記固体粒子固着繊維の固体粒子を水に溶解させて除去する方法である、請求項４又は５に記載の表面多孔化繊維シートの製造方法。The method for producing a surface-perforated fiber sheet according to claim 4 or 5, wherein a method of using water-soluble solid particles as the solid particles and a method of dissolving the solid particles of the solid particle-fixed fibers in water to remove the solid particles are used. Method. 少なくとも表面が熱可塑性樹脂から主としてなる繊維の表面のみに、細孔が形成されていることを特徴とする表面多孔化繊維。A surface-porous fiber, characterized in that pores are formed only on the surface of a fiber whose surface is mainly composed of a thermoplastic resin. 前記細孔の開孔部の形状が略円形であるか又は略多角形であり、前記開孔部の平均径が０．１〜１０μｍである、請求項７に記載の表面多孔化繊維。The surface-perforated fiber according to claim 7, wherein the shape of the opening of the pore is substantially circular or substantially polygonal, and the average diameter of the opening is 0.1 to 10 µm. 前記細孔の平均深さが０．１〜１０μｍである、請求項７叉は８に記載の表面多孔化繊維。The surface-porous fiber according to claim 7 or 8, wherein the average depth of the pores is 0.1 to 10 µm. 前記細孔の個数が繊維の表面１００μｍ^２あたり１０〜１０００個である、請求項７〜９の何れかに記載の表面多孔化繊維。The number of said pores is 10 to 1000 surface 100 [mu] m ² per fiber, surface porosity of the fibers according to any one of claims 7-9. 前記細孔が、繊維の表面に固着した固体粒子が繊維の表面より除去されることによって生じた細孔である、請求項７〜１０の何れかに記載の表面多孔化繊維。The surface-porous fiber according to any one of claims 7 to 10, wherein the pores are pores formed by removing solid particles fixed on the fiber surface from the fiber surface. 請求項７〜１１の何れかに記載の表面多孔化繊維を含む、表面多孔化繊維シート。A surface porous fiber sheet comprising the surface porous fiber according to any one of claims 7 to 11.

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