JP2004181341A

JP2004181341A - フィルター用湿式不織布およびそれに用いるポリエステル系バインダー繊維

Info

Publication number: JP2004181341A
Application number: JP2002350867A
Authority: JP
Inventors: Tamio Yamamoto; 民男山本
Original assignee: Teijin Fibers Ltd
Current assignee: Teijin Frontier Co Ltd
Priority date: 2002-12-03
Filing date: 2002-12-03
Publication date: 2004-07-02

Abstract

【課題】抄紙工程の乾燥・熱処理時の収縮を少なく、不織布性能（強度など）に優れたフィルター用湿式不織布が得られるポリエステル系バインダー繊維を提供する。
【解決手段】繊維長が３〜２５ｍｍ、下記に定義するシート面積収縮率が３０％以下であるフィルター用湿式不織布に用いるポリエステル系バインダー繊維とする。ここで、シート面積収縮率（％）は｛（Ａ_０−Ａ_１）／Ａ_０｝×１００で算出される値である。Ａ_０とＡ_１は、熊谷理機工業株式会社製角型シートマシンを使って、バインダー繊維８０重量％とＮＢＫＰ２０重量％を水中で分散させ、目付けが約５０ｇ／ｍ^２のシートを作成し、乾燥させた後、該シートを熱風循環式乾燥機にて１２０℃、５分間弛緩収縮処理を行い、収縮処理前のシートの面積をＡ_０、収縮処理後の面積をＡ_１とした。また、上記ポリエステル系バインダー繊維を５〜５０重量％含有してなるフィルター用湿式不織布とする。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、斑の少ない不織布性能（強度など）に優れたフィルター用湿式不織布、および、該不織布が得られるポリエステル系バインダー繊維に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、濾紙に代表される液体用フィルター、空気清浄機や自動車の排気フィルターなどに代表される気体用フィルターなどに用いられるフィルター用湿式不織布は、木材パルプ、アバカ、レーヨンおよびビニロンが主原料として使用され、ポリビニルアルコール繊維をバインダー繊維として使用したものが多かった。これに対して近年は、湿式不織布の密度を下げ、疎水性や寸法安定性等の物性を向上させるため、ポリエステル繊維を混抄したものが多くなっており、フィルターの圧力損失、捕集効率などの性能を向上させるためには、さらにポリエステル繊維の湿式不織布中の混抄割合を増やす方向にある。しかし、従来多用されていたポリビニルアルコール繊維状バインダーでは、ポリエステル繊維を接着する力に乏しく、また湿潤強力が低いという問題があった。従って、ポリエステル繊維混抄系不織布のバインダー繊維としては、ポリエステル系バインダー繊維が好適なバインダーとして使用されるようになってきた。かかるポリエステル系バインダー繊維は、木材パルプやレーヨンとの接着性も良好であり、ポリエステル繊維混抄系不織布に好適なバインダー繊維として多くの提案がなされている。例えば特許文献１には、融点が２２０℃以上のポリアルキレンテレフタレートを繊維形成性成分とし、ガラス転移点が５０〜１００℃の範囲でかつ結晶融点を持たない非晶性共重合ポリエステルをバインダー成分とする繊維が、湿式抄紙用バインダー繊維として提示されている。しかしながら、本発明者の検証によると、このような従来のポリエステル系バインダー繊維を用いて湿式不織布を成形した場合は、地合い斑が大きく、不織布性能（強度など）でも不十分なものしか得られない。よって、緻密性や均一性が要求されたり、高い圧力がかかったりする液体用、気体用フィルターなどとして用いるには更なる改善が必要である。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２２７０８９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の従来技術を背景になされたもので、その目的は、抄紙工程の乾燥・熱処理時の収縮を少なく、地合い斑が小さく、不織布性能（強度など）に優れたフィルター用湿式不織布が得られるポリエステル系バインダー繊維およびそれを用いたフィルター用湿式不織布を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は鋭意検討を重ねた結果、上記目的は、「繊維長が３〜２５ｍｍ、下記に定義するシート面積収縮率が３０％以下であるフィルター用湿式不織布に用いるポリエステル系バインダー繊維」によって達成されることを見出した。
＜シート面積収縮率＞
熊谷理機工業株式会社製角型シートマシンを使って、バインダー繊維８０重量％とＮＢＫＰ２０重量％を水中でよく撹拌・混合して分散させ、大きさが約２５ｃｍ×約２５ｃｍで、目付けが約５０ｇ／ｍ^２のシートを作成する。次に、該シートを室温中で一昼夜以上乾燥させた後、孔を開けたテフロンシートの上に載せ、該シートを熱風循環式乾燥機にて１２０℃、５分間弛緩収縮処理を行う。収縮処理前のシートの面積Ａ_０と収縮処理後の面積Ａ_１から下記の式により求め、シート面積収縮率とする。
シート面積収縮率（％）＝｛（Ａ_０−Ａ_１）／Ａ_０｝×１００
さらに、本発明によれば、「上記ポリエステル系バインダー繊維を５〜５０重量％含有してなるフィルター用湿式不織布」が提案される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本発明のポリエステル系バインダー繊維は、先に定義したシート面積収縮率が３０％以下であり、好ましくは２５％以下である。面積収縮率が３０％を越えると、乾燥時に地合の斑が発生し、紙の強力が低いものとなる。
【０００７】
また、上記バインダー繊維の繊維長は３〜２５ｍｍ、好ましくは５〜２０ｍｍである。繊維長が３ｍｍより短くなると、バインダー繊維を製造する際の安定した繊維の切断が難しくなり、また、フィルター用不織布の強力も低くなる。逆に繊維長が２５ｍｍより長くなると、抄紙時の繊維の水中分散が難しくなり、地合斑の大きいフィルター用不織布になる。
【０００８】
本発明のポリエステル系バインダー繊維は、芯鞘型の複合繊維とすることが好ましい。芯成分としては、主たる繰り返し単位の８５モル％以上がエチレンテレフタレートからなるポリエステルを好ましく用いることができる。エチレンテレフタレート単位が８５モル％より少なくなると、融点等の熱的特性が低下するため好ましくない。該ポリエステルは艶消し剤、顔料、蛍光増白剤、紫外線吸収剤等の公知の添加剤を含んでいてもよい。一方、鞘のバインダー成分としては、ポリエチレンテレフタレート系の非晶性共重合ポリエステルを好ましく用いることができる。該共重合ポリエステルは、テレフタル酸、イソフタル酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸等の酸成分と、エチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、ジエチレングリコール等のジオール成分との共重合によって得られるが、特にテレフタル酸、イソフタル酸、エチレングリコールおよびジエチレングリコールから得られる共重合ポリエステルがコスト面から好ましい。
【０００９】
本発明のポリエステル系バインダー繊維は常法のポリエステル複合繊維製造工程で得ることができる。すなわち、バインダー成分が鞘成分を形成するような紡糸ノズルから吐出された複合ポリマー流に冷却風を当て、紡糸速度１５００ｍ／分以下で引取り、未延伸糸を得る。得られた未延伸糸を引き揃えてトウとなし、バインダー成分の非晶性共重合ポリエステルのガラス転移点より高い温度の温水中で延伸熱処理して、シート面積収縮率が３０％以下のバインダー繊維とする。なお、ガラス転移点より高い温度で延伸熱処理すると、バインダー成分が軟化して膠着を起こし易くなるため、膠着防止の目的で、ポリエーテル・ポリエステル共重合体を延伸熱処理前にポリエステル系バインダー繊維の表面に付与してもよい。温水中で延伸熱処理された湿潤トウは、ドラム式カッターへ移送され、所定の長さに切断され、バインダー繊維となる。
【００１０】
本発明のフィルター用湿式不織布は、本発明のポリエステル系バインダー繊維を５〜５０重量％含有した湿式不織布を熱処理してなる不織布である。
【００１１】
本発明の不織布は、本発明のポリエステル系バインダー繊維以外に不織布原料成分として少なくともパルプを含んでいるものを対象とする。上記不織布は、パルプ以外の成分として、レーヨン、ビニロン繊維、アバカ、ポリエステル系繊維などを含んでいても良い。
【００１２】
本発明の不織布は、常法の湿式抄紙工程で製造される。すなわち、パルプなどの製紙原料とポリエステル系バインダー繊維とをパルパーに投入して攪拌・分散し、抄き網に供給し、湿紙となし、乾燥工程を経て、ロール状に巻取りフィルター用湿式不織布とする。抄き網は円網、短網が一般的であるが、長網、ロトフォーマー、ハイドロフォーマー、パーチフォーマーなどでも構わない。乾燥工程は複数の回転加熱ローラー式（多筒式）あるいはヤンキードラム式のいずれでも構わない。なお、乾燥筒の間に全く把持されないオープンゾーンが存在する多筒式乾燥工程では、通常、構成原料の収縮特性などが不適の場合に、オープンゾーンでのウェブ破断あるいは不織布地合斑発生などの問題が発生するが、本発明のポリエステル系バインダー繊維では、他の構成原料との熱収縮バランスが良いので、多筒式乾燥工程を用いても、このような問題は発生しない。
【００１３】
上記の不織布製造工程で、パルプなどの不織布原料と混抄して使用される本発明のポリエステル系バインダー繊維が、均一な地合で優れた強力を有するフィルター用不織布の形成に重要な機能を発揮する。
【００１４】
本発明において、不織布中のバインダー繊維の配合比率は５〜５０重量％、より好ましくは１０〜４０重量％である。配合比率が５重量％より少なくなると、得られたフィルター用不織布の強力が低下する。逆に５０重量％を越えると、フィルター用不織布の風合が硬くなる。
【００１５】
【実施例】
以下、実施例により、本発明を更に具体的に説明する。なお、実施例における各項目は次の方法で測定した。
（１）固有粘度
オルソクロロフェノールを溶媒として使用し３５℃で測定した。
（２）ガラス転移点（Ｔｇ）、融点（Ｔｍ）
ＴＡインスツルメント・ジャパン（株）社製のサーマル・アナリスト２２００を使用し、昇温速度２０℃／分で測定した。
（３）シート面積収縮率
熊谷理機工業株式会社製角型シートマシンを使って、バインダー繊維８０重量％とＮＢＫＰ２０重量％とを水中でよく撹拌・混合して分散させ、大きさが約２５ｃｍ×約２５ｃｍで、目付けが約５０ｇ／ｍ^２のシートを作成する。次に、該シートを室温中で一昼夜以上乾燥させた後、孔を開けたテフロンシートの上に載せ、該シートを１２０℃の熱風循環式乾燥機中で５分間弛緩収縮処理を行う。収縮処理前のシートの面積Ａ_０と収縮処理後の面積Ａ_１から下記の式により求め、シート面積収縮率とした。
シート面積収縮率（％）＝｛（Ａ_０−Ａ_１）／Ａ_０｝×１００
（４）引張り強力
ＪＩＳ−Ｐ−８１１３に示される方法で測定した。
（５）湿潤引張り強力
ＪＩＳ−Ｐ−８１３５に示される方法で測定した。
（６）地合、風合
実施例１〜３および比較例１は市販されている自動車用フィルターを、それ以外は市販されているティーバッグを比較対照品として、官能判定した。
【００１６】
［実施例１〜３、比較例１］
芯成分として固有粘度が０．６３、Ｔｇが６７℃、Ｔｍが２５５℃のポリエチレンテレフタレート、鞘成分としてテレフタル酸が６０モル％、イソフタル酸が４０モル％、エチレングリコールが９６モル％、ジエチレングリコールが４モル％の割合で共重合された、固有粘度が０．５５、Ｔｇが６５℃の非晶性共重合ポリエステルを用い、各々のペレットを乾燥後、芯鞘型複合溶融紡糸装置に供給し、孔数が９００個の口金を用い、重量比５０／５０の複合比率、紡糸温度２７５℃、吐出量７１０ｇ／分、紡糸速度１２００ｍ／分の条件下で引取り、未延伸糸を得た。尚、引取り前にポリエーテル・ポリエステル共重合体の付着量が０．１％となるようにエマルジョンをオイリングローラーで付与した。得られた未延伸糸を引き揃えて約４５万デシテックスのトウとなし、温水温度（延伸熱処理温度）を変更して３．１倍に延伸した後、約１５％の水分率となるように絞った後、５ｍｍの長さに切断し、単繊維繊度が約２．２デシテックスの収縮率が異なるバインダー繊維を得た。次いで、得られたバインダー繊維３０重量％、通常の延伸熱処理されたポリエチレンテレフタレート繊維（繊度が３．３デシテックス、繊維長が５ｍｍ）２０重量％、ＮＢＫＰ５０重量％の配合比率とし、通常の短網抄紙機で抄紙し、１３０℃の多筒式乾燥機で乾燥し、秤量が約１６０ｇ／ｍ^２で厚さが０．８〜０．９ｍｍの不織布を得た。バインダー繊維の特性と、抄紙調子、得られた不織布の特性の関係を表１に示す。
【００１７】
【表１】

【００１８】
［実施例４〜７、比較例２］
実施例２の切断前のトウを使って、繊維長の異なるバインダー繊維を得た。得られたバインダー繊維３０重量％、アバカ５０重量％、ＮＢＫＰ２０重量％の配合比率として、通常の円網抄紙機で抄紙し、１３０℃のヤンキー式乾燥機で乾燥し、秤量が約２２ｇ／ｍ^２のティーバッグ用不織布を得た。尚、繊維長２．５ｍｍはドラム式カッターで切断時の抵抗が非常に大きく、また得られたバインダー繊維中にも塊状の欠点が多数見出されたため、評価は実施しなかった。得られた結果を表２に示す。
【００１９】
【表２】

【００２０】
［実施例８〜１０］
実施例３のバインダー繊維を用い、配合比率を変更して実施例４と同じ要領でティーバッグ用不織布を作って評価し、表３の結果を得た。実施例８の不織布は湿潤引張強力が低めではあるが、実用可能なレベルであった。
【００２１】
【表３】

【００２２】
【発明の効果】
本発明のポリエステル系バインダー繊維によれば、フィルター用不織布を製造する際の収縮が小さいため、均一な地合で強力に優れたフィルター用不織布を得ることができる。さらに、本発明のフィルター用不織布は、従来よりも優れた均一性、強力を有しているため、緻密性、均一性が必要なフィルターや高い圧力がかかるフィルターなどの用途に幅広く利用できるものである。

Claims

繊維長が３〜２５ｍｍ、下記に定義するシート面積収縮率が３０％以下であるフィルター用湿式不織布に用いるポリエステル系バインダー繊維。
＜シート面積収縮率＞
熊谷理機工業株式会社製角型シートマシンを使って、バインダー繊維８０重量％とＮＢＫＰ２０重量％を水中でよく撹拌・混合して分散させ、大きさが約２５ｃｍ×約２５ｃｍで、目付けが約５０ｇ／ｍ^２のシートを作成する。次に、該シートを室温中で一昼夜以上乾燥させた後、孔を開けたテフロンシートの上に載せ、該シートを熱風循環式乾燥機にて１２０℃、５分間弛緩収縮処理を行う。収縮処理前のシートの面積Ａ_０と収縮処理後の面積Ａ_１から下記の式により求め、シート面積収縮率とする。
シート面積収縮率（％）＝｛（Ａ_０−Ａ_１）／Ａ_０｝×１００
ポリエステル系バインダー繊維が、ポリエチレンテレフタレート系ポリエステルを芯成分とし、テレフタル酸、イソフタル酸、エチレングリコールおよびジエチレングリコールから構成される非晶性共重合ポリエステルを鞘成分とするポリエステル系複合繊維である請求項１記載のフィルター用湿式不織布に用いるポリエステル系バインダー繊維。
請求項１のポリエステル系バインダー繊維を５〜５０重量％含有してなるフィルター用湿式不織布。