JP4624094B2

JP4624094B2 - ポリエステル系ノークリンプショートカット繊維

Info

Publication number: JP4624094B2
Application number: JP2004368741A
Authority: JP
Inventors: 純二池田
Original assignee: Nippon Ester Co Ltd
Current assignee: Nippon Ester Co Ltd
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2004-12-21
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2024-12-21
Also published as: JP2006176891A

Description

本発明は、湿式法によってポリエステル繊維で不織布を製造したり、ポリエステル繊維と他の繊維との混抄紙を製造するのに好適なポリエステル系ノークリンプショートカット繊維に関するものである。

従来から、天然パルプ、合成パルプ、合成繊維ショートカット綿、又はこれらの混合物を水溶液中に分散し、抄紙して湿式不織布を得る方法や、さらにこの不織布に高圧液流処理等を施すことにより、機械的特性に優れた柔軟な湿式不織布を得る方法は一般的に知られている。

しかし、湿式不織布を製造するために、天然パルプ、合成パルプ、合成繊維ショートカット綿、又はこれらの混合物を水溶液中に分散し、抄紙する工程において、ショートカットされた短繊維が互いに疑似接着したり絡み合って凝集し、水中に均一に分散し難いという問題がある。

この問題を解決するために、付与する油剤成分を規定して短繊維の分散性を向上させようとする方法があり、例えば、特許文献１〜４等では、油剤成分を規定して分散性を改良している。しかし、これらの方法は、繊維を延伸した後にのみ油剤を付与しているため、油剤が繊維表面に均一に付着し難く、依然として水中分散性が劣るものであった。

このように、水中分散性に優れ、風合いが良好な湿式不織布や、ポリエステル繊維と他の繊維との混抄紙を得るのに好適なポリエステル系ノークリンプショートカット繊維は未だ提案されていない。
特開昭５８−２０８４９９号公報特開昭５８−２０８５００号公報特公平３−３３８３７号公報特開平９−９５８９１号公報

本発明は、上記の問題を解決し、水中での分散性に優れ、風合いが良好な湿式不織布を得るのに好適なポリエステル系ノークリンプショートカット繊維を提供することを技術的な課題とするものである。

本発明者は、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明に到達した。

すなわち、本発明は、湿式不織布を得るためのショートカット繊維であって、該繊維は、ポリエステルからなり、紡糸時に一次油剤が、延伸後に二次油剤が付与されたノークリンプショートカット繊維であって、単糸繊度が０．３〜１．０ｄｔｅｘ、繊維長が２〜１０ｍｍであり、かつ、一次油剤中にアルキルホスフェート金属塩を含有せず、一次油剤の付着量が０．０５〜０．１０質量％、一次油剤と二次油剤の合計付着量が０．２〜０．５質量％であることを特徴とするポリエステル系ノークリンプショートカット繊維を要旨とするものである。

本発明のポリエステル系ノークリンプショートカット繊維は、繊度、繊維長及び油剤とその付着量を適切に規定したので、水中での優れた分散性を有している。このため、この繊維を使用すれば、地合斑のない品位の高い湿式不織布を得ることができ、その結果、高品質の抄紙が要求される分野への適用が可能となる。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明のポリエステル系ノークリンプショートカット繊維（以下、ショートカット繊維と称することがある。）は、ポリエステルを溶融紡糸した糸条を糸条束として延伸した後、機械捲縮を施すことなく、カットして短繊維としたものであり、この繊維には、紡糸時に一次油剤が、延伸後に二次油剤が付与されている。

本発明において、ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと称することがある。）、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、及びこれらを主成分とする共重合体、さらにはポリ乳酸等の脂肪族ポリエステル等を採用することができるが、経済性や物性の点からＰＥＴやその共重合体が好ましい。

本発明のショートカット繊維は、単糸繊度が０．３〜１．０ｄｔｅｘであることが必要であり、好ましくは０．４〜０．８ｄｔｅｘである。単糸繊度が０．３ｄｔｅｘ未満になると、溶融紡糸時に繊度分布斑が生じやすく、得られるショートカット繊維の品質が損なわれたり、生産性が悪化するため好ましくない。また、１．０ｄｔｅｘを超えると、この繊維を用いた不織布の風合が損なわれるので好ましくない。

また、本発明のショートカット繊維は、繊維長が２〜１０ｍｍであることが必要であり、好ましくは３〜５ｍｍである。繊維長が２ｍｍ未満になると、カットするときの摩擦熱で繊維同士の接着が発生し、未離解部分が残り、水中での分散性が損なわれる。一方、１０ｍｍを超えると、水中でショートカット繊維が再凝集を起こしやすくなる。そして、このような水中での分散性が悪い場合や再凝集が起きた場合は、得られる不織布の地合いが低下すると共に風合いが損なわれる。

前述したように、本発明のショートカット繊維には、紡糸時に一次油剤が、延伸後に二次油剤が付与されているが、一次油剤中にはアルキルホスフェート金属塩を含有していないことが必要である。

アルキルホスフェート金属塩としては、ラウリルホスフェートカリウム塩、セチルホスフェートカリウム塩、ステアリルホスフェートカリウム塩等が挙げられる。

一次油剤中にアルキルホスフェート金属塩が若干でも含有されていると、延伸工程での熱処理時に、アルキルホスフェート金属塩が隣り合う繊維間で固着し、油剤の繊維間への進入が阻害され、未離解部分が残るため、繊維の水中の分散性が損なわれる。

そこで、本発明において、一次油剤は、延伸工程での熱処理時、隣り合う繊維間が固着しないようにするため、アルキルホスフェート金属塩を含有しない油剤とし、具体的にはポリエーテル系やポリエステル系のエマルジョン油剤を用いることが好ましい。また、二次油剤と同種の油剤とすることが好ましい。

一次油剤の付着量は０．０５〜０．１０質量％であることが必要であり、好ましくは０．０６〜０．０９質量％である。一次油剤の付着量が０．０５質量％未満になると、糸条の集束性が悪化し、延伸工程でケンスからの立ち上がりが悪くなるため好ましくない。また、０．１０質量％を超えると繊維の金属摩擦が高くなり、延伸操業性が悪化するため好ましくない。

また、一次油剤と二次油剤の合計付着量は、０．２〜０．５質量％であることが必要である。合計付着量が０．２質量％未満になると、繊維の水中での分散性が悪化するため好ましくない。また、０．５質量％を超えると繊維の水中での分散性は良好となるが、経済性を考慮した場合、好ましくない。

二次油剤の種類は特に限定されるものではないが、例えばポリエーテル系やポリエステル系のエマルジョン油剤が好ましい。

なお、本発明における油剤の付着量は、エタノールで油剤を繊維から抽出し、エタノールを蒸発乾固させた後、質量を測定して算出した。

油剤付着量（質量％）＝（抽出油剤繊維質量／抽出前繊維質量）×１００
本発明のショートカット繊維の断面形状は特に限定されるものではないが、丸断面、扁平断面、三角断面、六葉断面等が好適に用いられる。

次に、本発明のポリエステル系ノークリンプショートカット繊維の製造方法について説明する。まず、ポリエステルを溶融紡糸し、糸条が冷却固化された後、紡糸油剤（一次油剤）として例えばポリエ−テル系のエマルジョン油剤を付着量として０．０５〜０．１０質量％付与する。そして、この糸条を集束して糸条束とし、延伸を施して単糸繊度を０．３〜１．０ｄｔｅｘとした後、必要に応じて熱処理し、次いで仕上げ油剤（二次油剤）を、一次油剤と二次油剤の合計付着量が０．２〜０．５質量％となるように付与した後、捲縮を施すことなく繊維長２〜１０ｍｍにカットして目的とする本発明のショートカット繊維を得る。

以上のように、本発明のショートカット繊維は、ポリエステル系短繊維の繊度、繊維長、油剤とその付着量を適切に規定することで、優れた水中での分散性を有するものとなり、この繊維を使用すれば、地合斑のない品位の高い湿式不織布を得ることができ、かつ製造工程を簡素化できるので、経済的効果が高いものである。

次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。なお、実施例にける各特性の評価方法は、次の通りである。
（１）融点
示差走査型熱量計（パーキンエルマー社製ＤＳＣ７）を用い、昇温速度２０℃／分で測定した融解吸収曲線の極値を与える温度を融点とした。
（２）極限粘度
フェノールと四塩化エタンとの等質量混合物を溶媒として用い、温度２０℃で測定した。
（３）繊度
ＪＩＳＬ−１０１５−７−５−１Ａの方法により測定した。
（４）繊維長
ＪＩＳＬ−１０１５−７−４−１Ｃの方法により測定した。
（５）油剤の付着量
前記の方法で測定した。
（６）操業性
紡糸、延伸時の状況により、次の2段階で評価した。なお、○であれば合格とした。
○：紡糸時の切れ糸回数が３回／日・錘以下であり、なおかつ延伸時にローラ巻き付きの発生がない。
×：紡糸時の切れ糸回数が３回／日・錘を超えるか、または延伸時にローラ単糸巻き付きの発生がある。
（７）分散性
１０００ｃｍ^３のビーカーに３０℃の水を１ｋｇ秤取し、そこへ繊維１ｇを投入し、ＤＣスターラー（撹拌ペラは３枚スクリュー型で直径は約５０ｍｍ）で回転数３０００ｒｐｍ、撹拌時間１分間の条件で撹拌し、撹拌後の分散状態を下記の評価基準で、目視にて判断した。なお、○であれば合格とした。
○：結束繊維の数：０〜５個
×：〃：６個以上
（８）湿式不織布の風合い
湿式不織布を１５×１５ｃｍの正方形に切断し、パネラー５人による手触りにより、風合いのソフト性を下記の基準で官能評価した。なお、○であれば合格とした。
○：良好
×：不良

実施例１
融点が２６０℃、極限粘度０．７のＰＥＴを、紡糸温度２９８℃、吐出量１８０ｇ／分、紡糸速度１１５０ｍ／分の条件で、孔径０．２２ｍｍ、ホール数１０４０の丸型断面のノズルで紡出した。次いで、紡糸油剤（一次油剤）としてポリエーテル系のエマルジョン油剤（アルキルホスフェート金属塩を含有しない）を、繊維質量の０．０７質量％付与して未延伸糸を得た。
得られた未延伸糸を５０ｋｔｅｘのトウに集束した後、延伸倍率３．０倍で延伸し、さらに２００℃で熱処理を行い、ついで、仕上げ油剤（二次油剤）としてポリエーテル系のエマルジョン油剤を０．３質量％（一次油剤と二次油剤の合計付着量が０．３７質量％）付与した後、３ｍｍに切断して単糸繊度０．４ｄｔｅｘのノークリンプショートカット繊維を得た。
このノークリンプシヨートカット繊維２．０ｇと、１．１ｄｔｅｘのポリエステルバインダー繊維（ユニチカ株式会社製、商標：メルティ）０．５ｇとを混合し、パルプ離解機（熊谷理機工業製）に投入し、３０００ｒｐｍで１分間撹拌した。その後、得られた試料を抄紙機（熊谷理機工業製角型シ−トマシン）に移し、増粘剤（ポリアクリルアマイド）を５ｐｐｍ滴下した後に付帯の撹拌羽根で撹拌を行い、湿式不織布ウエブとした。
２５×２５ｃｍの抄紙した湿式不織布ウエブを、プレス機（熊谷理機工業製）で余分な水分を脱水した後、表面温度１３０℃、熱処理時間１００秒、プレス線圧０．１ＭＰａの条件で回転乾燥機（熊谷理機工業製；卓上型ヤンキードライヤー）にて熱処理し、目付４０ｇ／ｍ^２の湿式不織布を得た。

実施例２〜３
繊維長を表１に記載した値に変更した以外は、実施例１と同様の方法でノークリンプショートカット繊維と湿式不織布を得た。

実施例４
一次油剤、二次油剤と油剤の合計付着量を表１に記載した値に変更した以外は、実施例１と同様の方法でノークリンプショートカット繊維と湿式不織布を得た。

実施例５〜７
単糸繊度を表１に記載した値に変更した以外は、実施例１と同様の方法でノークリンプショートカット繊維と湿式不織布を得た。

比較例１
一次油剤にステアリルホスフェートカリウム塩を主体成分とするエマルジョン油剤（ステアリルホスフェートカリウム塩が８０質量％含有）を使用し、付着量を表１に記載した値に変更した以外は、実施例１と同様の方法でノークリンプショートカット繊維と湿式不織布を得た。

比較例２〜３
単糸繊度を表１に記載した値に変更した以外は、実施例１と同様の方法でノークリンプショートカット繊維と湿式不織布を得た。

比較例４
繊維長を表１に記載した値に変更した以外は、実施例１と同様の方法でノークリンプショートカット繊維と湿式不織布を得た。

比較例５〜６
一次油剤と二次油剤の付着量を表１に記載した値に変更した以外は、実施例１と同様の方法でノークリンプショートカット繊維と湿式不織布を得た。

比較例７
二次油剤と、一次油剤と二次油剤の合計付着量を表１に記載した値に変更した以外は、実施例１と同様の方法でノークリンプショートカット繊維と湿式不織布を得た。

実施例１〜７と比較例１〜７で得られたノークリンプショートカット繊維と湿式不織布の評価結果を併せて表１に示す。

表１から明らかなように、実施例１〜７は、繊維製造時の操業性、繊維の水中分散性、湿式不織布の風合いのいずれも良好であった。
一方、比較例１は、一次油剤にアルキルホスフェート金属塩を含有する油剤を使用したので、繊維の水中分散性が悪かった。比較例２は、単糸繊度が細いため紡糸で繊度分布斑が大きく、延伸時にローラ単糸巻き付きも発生し、繊維製造時の操業性が悪く、繊維を得ることができなかった。比較例３は、繊度が太すぎるため、不織布の風合いが悪かった。比較例４は、繊維長が長すぎたため再凝集が発生し、水中分散性が悪かった。比較例５は、一次油剤の付着量が多すぎたため、延伸時の操業性が悪かった。比較例６は、一次油剤の付着量が少なすぎたため糸条の集束性が悪く、このため延伸工程でケンスからの立ち上がりが不良となり、延伸操業性が悪かった。また、得られた不織布の風合いも悪かった。比較例７は、一次油剤と二次油剤の合計付着量が少なかったため、繊維の水中分散性が悪く、得られた不織布の風合いも悪かった。

Claims

湿式不織布を得るためのショートカット繊維であって、該繊維は、ポリエステルからなり、紡糸時に一次油剤が、延伸後に二次油剤が付与されたノークリンプショートカット繊維であって、単糸繊度が０．３〜１．０ｄｔｅｘ、繊維長が２〜１０ｍｍであり、かつ、一次油剤中にアルキルホスフェート金属塩を含有せず、一次油剤の付着量が０．０５〜０．１０質量％、一次油剤と二次油剤の合計付着量が０．２〜０．５質量％であることを特徴とするポリエステル系ノークリンプショートカット繊維。