JP2016183433A - 湿式抄造不織布 - Google Patents

Abstract

【課題】 目付斑がなく、均一な外観を呈し、かつ嵩高性に優れた不織布を提供することを課題とする。
【解決手段】 湿式抄造不織布を構成するショートカット繊維の横断面形状が、略Ｙ字の下端で上下左右に連結した略Ｙ４形状で、その単繊維繊度が１０デシテックス以上である湿式抄造不織布。
ショートカット繊維が、ポリエチレンテレフタレートによって構成されることが好ましい。また、湿式抄造不織布が、熱接着性繊維を含み、熱接着性繊維の熱接着成分が溶融または軟化することにより、構成繊維同士が接着一体化していることが好ましい。
【選択図】 図２

Description

本発明は、嵩高性を有する湿式抄造不織布に関するものである。

繊維長が１０ｍｍ未満のいわゆるショートカット繊維やパルプ繊維を用いて、湿式抄造することにより得られる湿式不織布は、抄造する際に、繊維が十分均一に懸濁してなるスラリーを用いるため、目付斑が少なく、地合いの良好な不織布が得られる。

しかしながら、このような湿式不織布は、構成繊維の繊維長が短いため、強度に劣る場合がある。また、湿式抄造する際に、水中で繊維を十分に分散させる必要があるため、繊維には機械捲縮が施されないノークリンプの繊維が使用され、得られる湿式不織布は、繊維間の空隙が小さく嵩密なシートとなる。

このような背景のなか、特許文献１には、顕在捲縮性繊維と潜在捲縮性繊維とを構成繊維とすることにより、従来にない嵩高さを湿式不織布に付与する技術が提案されている。

特許第５０３７９６４号公報

本発明は、目付斑がなく、均一な外観を呈し、かつ嵩高性に優れた不織布を提供することを課題とする。本発明者は、前記課題を達成するために検討しているなかで、特定の異型断面を採用すると、嵩高性を付与でき、かつ外力が加わった場合でも嵩高性を維持しうることを見出し、本発明に到達した。

すなわち、本発明の要旨は、湿式抄造不織布を構成するショートカット繊維の横断面形状が、略Ｙ字の下端で上下左右に連結した

形状（以下、「略Ｙ４形状」という。）で、その繊度が１０デシテックス以上であることを特徴とする湿式抄造不織布である。

本発明における湿式抄造不織布は、その構成繊維の横断面形状に特徴を有するものである。この横断面形状は、図１に示すような略Ｙ字を四個持つものである。そして、略Ｙ字の下端１で上下左右に連結して、図２に示すような略Ｙ４形状となっている。また、中央の略＋字部５と、略＋字部５の各先端に連結された四個の略Ｖ字部６により、高剛性となっている。すなわち、六角形やＹ字等の単なる異形ではなく、剛性の高い略＋字部５と略Ｖ字部６の組み合わせによって、より高剛性となるのである。また、繊維の異型度が大きいことや、繊度も１０デシテックス以上と大きいことから、一定体積中の繊維が存在しない箇所の比率（空隙率）が大きくなり、嵩高となる。また、繊維自体が高剛性であるため、繊維間の空隙は外力によって潰れにくく、圧力が加わった場合でも不織布の嵩高性が維持される。

湿式抄造不織布を構成する前記した略Ｙ４形状の繊維は、熱可塑性重合体によって構成される。機械的強度に優れ、剛性に優れることから、ポリエステル系重合体によって構成されることが好ましく、なかでもポリエチレンテレフタレートによって構成されることがより好ましい。

湿式抄造不織布の構成繊維は、繊維長が２〜１０ｍｍ程度のショートカット繊維が用いられる。また、水中で良好に分散しやすくするために、繊維には機械捲縮等のクリンプは付与させずノークリンプのストレートの形態を採用する。機械捲縮を付与しないことにより、前記した特殊な異型断面形状を変形させることなく維持するため、異型断面に起因する効果（嵩高性と剛性）を効率的に発揮できる。

このような略Ｙ４形状のショートカット繊維を製造するにあたっては、ノズル孔を変更する以外は、従来公知の方法で得られる。すなわち、熱可塑性重合体を溶融紡糸して特殊な異型断面の繊維を得るために、溶融紡糸する際に用いるノズル孔の形状が、Ｙ字の下端で上下左右に連結し、かつ、隣り合うＹ字の／同士及び＼同士が平行である

形状（以下、「Ｙ４形」という。）のものを用いる。

このノズル孔は、図３に示すＹ字を四個持つものである。そして、Ｙ字の下端７で上下左右に連結して、図４に示すＹ４形となっている。このＹ４形は、隣り合うＹ字の／８，８同士が平行であり、また＼９，９同士が平行となっている。かかるＹ４形のノズル孔に熱可塑性樹脂を供給して溶融紡糸することにより、横断面が略Ｙ４形状の繊維を得ることができるのである。特に、隣り合うＹ字の／８，８同士及び＼９，９同士が平行となっていることにより、四個の凹部２を持つ繊維を得ることができる。また、略＋字部５と、その各々の先端に設けられた略Ｖ字部６とを持つ繊維を得ることができる。 Ｙ４形のノズル孔に供給する熱可塑性重合体は、一種類であってもよいし、二種以上であってもよい。

略Ｙ４形状のショートカット繊維の繊度は、剛性を考慮して１０デシテックス以上とする。また、１５デシテックス以上であることが好ましい。繊度は大きいほど剛性に優れる傾向にあるが、上限は４０デシテックス程度とする。

湿式抄造不織布には、略Ｙ４形状のショートカット繊維以外に、本発明の目的が達成される範囲において、針葉樹パルプや広葉樹パルプ等の天然パルプ、ポリエチレンやポリプロピレン等の合成パルプ等を混ぜてもよい。また、構成繊維同士を接着して一体化するためのバインダーが含まれているとよい。このようなバインダーとしては、熱により溶融し熱接着剤として機能する熱可塑性重合体によって構成される熱接着性繊維や、熱水により溶解して接着剤として機能するビニロンバインダー繊維等が挙げられる。熱接着性繊維を用いる場合は、接着強力を考慮して、ポリエステル系の熱接着性繊維であって、鞘成分が熱接着成分となる芯鞘型熱接着繊維を好ましく用いることが好ましい。略Ｙ４形状のショートカット繊維と熱接着性繊維との混合比率は、略Ｙ４形状のショートカット繊維／接着繊維＝６０／４０〜９０／１０がよく、６０／４０〜８０／２０がより好ましい。また、熱接着性繊維の繊度は、略Ｙ４形状のショートカット繊維の繊度よりも小さいものを使用する。熱接着繊維の繊度をより小さいものを使用することにより、熱接着点が増やすことができる。具体的には、熱接着性繊維の繊度は、１〜５デシテックス程度が好ましい。

湿式抄造不織布の目付は、用途や要求性能に応じて適宜設定すればよく、１０〜３００ｇ／ｍ^２程度がよい。

本発明の湿式抄造不織布は、例えば、以下の方法により得ることができる。

まず、抄造ウェブの原料となる繊維懸濁液を準備する。抄造ウェブの構成繊維である略Ｙ４形状のショートカット繊維と接着剤となる熱接着性繊維、必要に応じて分散剤等を水中に投入して離解し、均一な分散液を調製する。なお、長時間の離解作業により繊維同士がもつれることや繊維がダメージを受けることを防ぐためにも、離解はできるだけ短い時間で行うのが好ましい。この工程で繊維の束を極力なくし、単繊維状に分散させておく。離解を行った繊維分散液は、緩やかな攪拌のもと必要に応じて希釈し、高分子のポリアクリルアミド溶液、ポリエチレンオキサイド溶液等の粘剤を適宜添加することで、均一な分散状態の繊維懸濁液（スラリー）を調製する。なお、離解が容易な繊維や、原料段階で水分と繊維とが混合してなるものを用いる場合については、攪拌のみにて分散させるとよい。

得られた繊維懸濁液は、手漉きでもよいが、効率的に得るには、機械漉きである円網、長網、短網、傾斜式等のワイヤーの少なくとも一つを有する抄紙機を用い、抄造ウェブとする。得られた抄造ウェブは、必要に応じてプレス工程を経て、乾燥・熱処理工程に移動し、原料中の水分を除去し、乾燥させて、湿式抄造不織布とする。抄造ウェブ中に、接着剤として、ポリエステル系熱接着性繊維やビニロンバイダー繊維を用いた場合は、含水状態にて乾燥工程での加熱されることにより、ポリエステル系熱接着繊維の場合は熱接着成分が溶融または軟化して熱接着剤として機能し、また、ビニロンバインダー繊維の場合はビニロン繊維が溶解して接着剤として機能し、該接着剤を介して、抄造ウェブを構成するショートカット繊維同士が接着されて一体化する。ポリエステル熱接着性繊維を用いた場合は、乾燥工程での設定温度を、熱接着剤として機能する熱可塑性重合体が溶融または軟化する温度に設定するとよい。乾燥工程は、加熱フラットローラー、ヤンキードライヤー、熱風乾燥機等を用いればよいが、繊維の横断面形状が変形しにくく良好に維持しうることから、熱風を吹付けて熱処理を施す熱風乾燥機（エアスルー）を好ましく用いる。

本発明の湿式抄造不織布は、略Ｙ４断面形状の繊維により構成されていることから、剛性を有し、かつ高い嵩高性を有しながら、不織布表面は湿式抄造不織布の特徴である均一な表面形態を呈する。剛性があり、かつ繊維間の空隙が大きいにも関わらず外力によって変形しにくく嵩高性を維持するため、各種フィルター、フィルター基材、フィルター補強材、農業資材、建築材料、ワイピングクロスやワイピングクロス材料等として好適に使用しうる。

本発明によれば、抄造ウェブの特徴である目付斑がなく均一で地合いが良好であるという特徴と有しながら、抄造ウェブにはない嵩高性と剛性を有し、かつその嵩高性は、外力によっても変形しにくい嵩保持性も併せ持つ湿式抄造不織布を提供することができる。

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例における各特性値は、以下のようにして求めた。
（１）ポリエステルの相対粘度［ηｒｅｌ］；フェノールと四塩化エタンとの等質量比の混合溶媒１００ｃｃに試料０．５ｇを溶解し、２０℃で測定した。
（２） 融点（℃）；パーキンエルマー社製の示差走査熱量計ＤＳＣ−７型を用い、昇温速度２０℃／分で測定した。

実施例
ポリエチレンテレフタレート（相対粘度〔ηｒｅｌ〕１．３８、融点２６０℃）を準備し、図４に示したノズル孔を用いて、紡糸温度２８５℃、単孔吐出量６．６７ｇ／分で溶融紡糸し、速度１０００ｍ／分で引き取った。引き取った未延伸糸は、延伸温度１４０℃で延伸し、次いで熱ローラーで緊張熱処理を行い、分散油剤を付与した後、カットして、単繊維繊度１６．５デシテックス、繊維長５ｍｍの横断面形状が略Ｙ４形のショートカット繊維を得た。

次いで、繊維懸濁液を準備した。横断面形状が略Ｙ４形のショートカット繊維と、熱接着性繊維として、芯鞘型のポリエステル系熱接着性繊維（ユニチカ株式会社製 商品名「メルティ４０８０」単繊維繊度３デシテックス、繊維長５ｍｍ）を用い、略Ｙ４形のショートカット繊維／熱接着性繊維の混合比率を８０／２０として、パルプ離解機に投入し、３０００ｒｐｍにて２分間撹拌して繊維懸濁液とした。

得られた繊維混濁液を、抄造装置の容器内に投入し、多孔板かき混ぜ器を用いて１分間撹拌した後、抄造を行い、抄造ウェブを得た。得られた抄造ウェブを１３０℃に設定した熱風乾燥機内に投入し、水分を除去するとともに熱接着させるための熱処理を施し、実施例の湿式抄造不織布（目付１０２ｇ／ｍ^２）を得た。

比較例
実施例において、主体となるショートカット繊維として、略Ｙ４形のショートカット繊維に換えて、横断面が円形、繊度３デシテックス、繊維長５ｍｍのポリエチレンテレフタレートからなるショートカット繊維を用いたこと以外は、実施例と同様にして、比較例の湿式抄造不織布（目付１０６ｇ／ｍ^２）を得た。

得られた実施例および比較例の湿式抄造不織布について、２種類の荷重（１．９６ｋＰａ、９．８ｋＰａ）を加えた際の厚みを測定し、荷重による厚み変化を評価した結果を表１に示す。なお、空隙率は、ポリエステルの密度を１．３７ｇ／ｃｃとして算出した。

また、参考例として、実施例１のショートカット繊維と同様の略Ｙ４形の横断面形状の繊度１６．５デシテックスの長繊維によって構成されるスパンボンド不織布であって、熱エンボス加工により部分的に熱圧着されることによって一体化してなるスパンボンド不織布（目付約１２０ｇ／ｍ^２）の厚みについて、参考までに表１に示した。なお、参考例のスパンボンド不織布は、熱エンボス加工が施されたものであることから、その形態に起因して、空隙率が実施例や比較例に比べて低く、厚み変化率も小さい。

本発明の湿式抄造不織布は、比較例の湿式抄造不織布に比べて、嵩高性に優れるとともに、荷重を加えられた際の空隙保持性にも優れていることがわかる。

本発明における繊維の横断面形状である略Ｙ４形状の一つの略Ｙ字を示した図である。 本発明における繊維の横断面形状である略Ｙ４形状を示した図である。 本発明における繊維を得るためのＹ４形のノズル孔のひとつのＹ字を示した図である。 本発明における繊維を得るためのＹ４形のノズル孔を示した図である。

１ 繊維横断面形状である略Ｙ４形状の一つの略Ｙ字の下端
２ 略Ｙ４形状で形成された凹部
３ 略Ｙ４形状で形成された凸部
４ 略Ｙ４形状で形成された小凹部
５ 略Ｙ４形状中の略十字部
６ 略Ｙ４形状中の略Ｖ字部
７ 溶融紡糸する際のノズル孔の形状であるＹ４形状の一つのＹ字の下端
８ Ｙ字の／
９ Ｙ字の＼

Claims (3)

1. 湿式抄造不織布を構成するショートカット繊維の横断面形状が、略Ｙ字の下端で上下左右に連結した
   

   

   形状（以下、「略Ｙ４形状」という。）で、その繊度が１０デシテックス以上であることを特徴とする湿式抄造不織布。
2. ショートカット繊維が、ポリエチレンテレフタレートによって構成されることを特徴とする請求項１記載の湿式抄造不織布。
3. 湿式抄造不織布が、熱接着性繊維を含み、熱接着性繊維の熱接着成分が溶融または軟化することにより、構成繊維同士が接着一体化していることを特徴とする請求項１または２記載の湿式抄造不織布。
   

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