JP2008156789A - Polyethylene naphthalate staple fiber nonwoven fabric and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポリエチレンナフタレート繊維の短繊維からなる耐熱性の不織布並びにその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a heat-resistant nonwoven fabric composed of short fibers of polyethylene naphthalate fiber and a method for producing the same.
保温材料、電気絶縁材料、フィルター、医療材料、建築材料等の分野において広く利用されている不織布において、耐熱性を有する不織布の開発の要求が高まっている。係る要請に対応する不織布として、耐熱性が高いポリエチレンナフタレートを使用した不織布が公知である(特許文献1、2)。 In nonwoven fabrics widely used in the fields of heat insulating materials, electrical insulating materials, filters, medical materials, building materials, etc., there is an increasing demand for development of nonwoven fabrics having heat resistance. As a nonwoven fabric corresponding to such a request, a nonwoven fabric using polyethylene naphthalate having high heat resistance is known (Patent Documents 1 and 2).
特許文献1には、ポリエチレンナフタレート(PEN)繊維と潜在的接着性を有する重合体からの繊維とを混合したウェブを加熱接着した不織布が開示されている。この不織布は、接着成分として使用されている繊維が、代表的にはポリエチレンテレフタレート共重合体繊維であって、その融点はPEN繊維より低く、従って得られる不織布は接着成分の融点の影響により不織布の耐熱性が高いものではない。また、特許文献2に開示された不織布は、メルトブロー法で製造されたものであるために強度が充分ではない。 Patent Document 1 discloses a nonwoven fabric obtained by heating and bonding a web obtained by mixing polyethylene naphthalate (PEN) fibers and fibers from a polymer having latent adhesiveness. In this nonwoven fabric, the fiber used as an adhesive component is typically a polyethylene terephthalate copolymer fiber, and its melting point is lower than that of PEN fiber. Therefore, the resulting nonwoven fabric is affected by the melting point of the adhesive component. The heat resistance is not high. Moreover, since the nonwoven fabric disclosed by patent document 2 is manufactured by the melt blow method, intensity | strength is not enough.
上記の不織布の有する問題を解決する不織布として、実質的にポリエチレンナフタレート繊維からなる耐熱性、強度に優れた長繊維不織布も公知である(特許文献3)。 As a non-woven fabric that solves the problems of the non-woven fabric, a long-fiber non-woven fabric that is substantially made of polyethylene naphthalate fiber and has excellent heat resistance and strength is also known (Patent Document 3).
しかるに、特許文献3に開示された不織布は、PEN繊維を使用しているために耐熱性に優れた不織布であるが、長繊維を使用し、スパンボンド法により製造されているためにペーパー状の薄い不織布を製造することができない。ペーパー状の不織布を製造するべく特許文献3のPEN繊維を裁断して短繊維とし、これをペーパー状の不織布とすると充分な強度が得られないことが判明した。 However, the non-woven fabric disclosed in Patent Document 3 is a non-woven fabric excellent in heat resistance because it uses PEN fibers. However, since it uses long fibers and is manufactured by the spunbond method, it is paper-like. A thin nonwoven fabric cannot be produced. It has been found that sufficient strength cannot be obtained when the PEN fiber of Patent Document 3 is cut into short fibers to produce a paper-like non-woven fabric, and this is made into a paper-like non-woven fabric.
本発明は、上記公知技術の問題点に鑑みて、ペーパー状とした場合においても充分な強度を有するPENの短繊維からなる不織布並びにその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the known technology, and an object of the present invention is to provide a non-woven fabric composed of short fibers of PEN having sufficient strength even in the form of paper and a method for producing the same.
本発明のポリエチレンナフタレート短繊維不織布は、第1のポリエチレンナフタレート短繊維と断面形状が偏平形状である第2のポリエチレンナフタレート短繊維とからなることを特徴とする。 The polyethylene naphthalate short fiber nonwoven fabric of the present invention comprises the first polyethylene naphthalate short fiber and the second polyethylene naphthalate short fiber having a flat cross-sectional shape.
係るポリエチレンナフタレート短繊維不織布(以下「PEN不織布」とも表記する。)は、ペーパー状の薄いものを製造することができ、しかも充分な強度を有するものである。またPETなどの低融点材料を使用していないために耐熱性に優れた不織布でもある。上記構成により強度に優れた不織布が得られる理由は明らかではないが、第2のポリエチレンナフタレート短繊維によるバインダー効果によるものと推定される。 Such a polyethylene naphthalate short fiber non-woven fabric (hereinafter also referred to as “PEN non-woven fabric”) can produce a thin paper-like material and has sufficient strength. Moreover, since it does not use a low melting point material such as PET, it is also a non-woven fabric with excellent heat resistance. The reason why a nonwoven fabric excellent in strength can be obtained by the above configuration is not clear, but is presumed to be due to the binder effect of the second polyethylene naphthalate short fibers.
上述のPEN不織布においては、前記第1のポリエチレンナフタレート短繊維の破断伸度が5〜50%であり、前記第2のポリエチレンナフタレート短繊維の破断伸度が40〜150%であることが好ましい。ポリエチレンナフタレート短繊維の破断強度は裁断前の長繊維を使用してJIS L 1015に従って測定した値である。 In the above-mentioned PEN nonwoven fabric, the breaking elongation of the first polyethylene naphthalate short fibers is 5 to 50%, and the breaking elongation of the second polyethylene naphthalate short fibers is 40 to 150%. preferable. The breaking strength of polyethylene naphthalate short fibers is a value measured according to JIS L 1015 using long fibers before cutting.
第1のPEN短繊維の破断伸度が50%を超える場合,第2のPEN短繊維の破断伸度が40%未満の場合には、いずれも不織布の強度が低下する。破断伸度が5%未満のPEN繊維は製造が困難であり、150%を超えるPEN繊維は伸びが大きすぎて取り扱いが困難である。上記の不織布は長繊維を裁断した短繊維を使用し、抄紙法により製造したペーパータイプの不織布であることが好ましい。第1のPEN短繊維の断面形状は特に限定されないが、長軸長さ/短軸長さ比が5未満の偏平形状ないし円形であることがより強度の高いPEN不織布が得られる観点より好ましく、円形の繊維と偏平形状の繊維とが混在してもよく、円形の繊維であることが特に好ましい。 When the breaking elongation of the first PEN short fiber exceeds 50%, and when the breaking elongation of the second PEN short fiber is less than 40%, the strength of the nonwoven fabric decreases. A PEN fiber having a breaking elongation of less than 5% is difficult to produce, and a PEN fiber having a breaking elongation of more than 150% is too stretched and difficult to handle. The non-woven fabric is preferably a paper-type non-woven fabric manufactured by a paper making method using short fibers cut from long fibers. The cross-sectional shape of the first PEN short fiber is not particularly limited, but a flat shape or a circular shape having a major axis length / minor axis length ratio of less than 5 is preferable from the viewpoint of obtaining a higher strength PEN nonwoven fabric, Circular fibers and flat fibers may be mixed, and circular fibers are particularly preferable.
上述のPEN不織布においては、前記偏平形状は長軸長さ/短軸長さ比が5〜30であることが好ましい。 In the above-described PEN nonwoven fabric, the flat shape preferably has a major axis length / minor axis length ratio of 5 to 30.
係る構成の第2のポリエチレンナフタレート短繊維を使用するPEN不織布は、薄いペーパー状とした場合においても充分な強度を有する不織布である。第2のポリエチレンナフタレート短繊維の断面形状における偏平形状の長軸長さ/短軸長さ比は8以上であることがより好ましく、10以上であることがさらに好ましい。偏平形状の長軸長さ/短軸長さ比は大きい方が好ましいが、30を超えるものは製造することが難しく、25以下であることが製造が容易であり、好ましい。 The PEN nonwoven fabric using the second polyethylene naphthalate short fiber having such a configuration is a nonwoven fabric having sufficient strength even when it is made into a thin paper shape. The major axis length / minor axis length ratio of the flat shape in the cross-sectional shape of the second short polyethylene naphthalate fiber is more preferably 8 or more, and even more preferably 10 or more. Although it is preferable that the ratio of the major axis length / minor axis length of the flat shape is large, it is difficult to produce ones exceeding 30 and it is preferably 25 or less because the production is easy.
上述のPEN不織布においては、前記第2のポリエチレンナフタレート短繊維の割合が10〜60重量%であることが好ましい。 In the above-mentioned PEN nonwoven fabric, the ratio of the second polyethylene naphthalate short fibers is preferably 10 to 60% by weight.
第2のポリエチレンナフタレート短繊維の割合が10重量%未満の場合には、得られる不織布の強度が充分ではなく、60重量%を超えると不織布を構成する繊維自体の耐熱性が低下したり、繊維の収縮による凹凸が発生して不織布の外観が悪化する。不織布中の第2のポリエチレンナフタレート短繊維の割合は20〜55重量%であることがより好ましい。 If the proportion of the second polyethylene naphthalate short fibers is less than 10% by weight, the strength of the resulting nonwoven fabric is not sufficient, and if it exceeds 60% by weight, the heat resistance of the fibers themselves constituting the nonwoven fabric is reduced, Unevenness due to fiber shrinkage occurs and the appearance of the nonwoven fabric deteriorates. The ratio of the second polyethylene naphthalate short fibers in the nonwoven fabric is more preferably 20 to 55% by weight.
本発明のPEN不織布の製造方法は、第1のポリエチレンナフタレート繊維及び第2のナフタレート繊維とを裁断して短繊維とする裁断工程、前記第1のポリエチレンナフタレート短繊維及び第2のポリエチレンナフタレート短繊維の混合繊維シートを作製するシート化工程、前記混合繊維シートを加圧加熱して不織布とする加熱工程を有し、
前記第2のポリエチレンナフタレート短繊維は断面形状が偏平形状であることを特徴とする。
The method for producing a PEN nonwoven fabric according to the present invention includes a cutting step of cutting the first polyethylene naphthalate fiber and the second naphthalate fiber into short fibers, the first polyethylene naphthalate short fiber and the second polyethylene naphthalate. A sheet forming step of preparing a mixed fiber sheet of short phthalate fibers, a heating step of heating the mixed fiber sheet into a nonwoven fabric,
The second polyethylene naphthalate short fiber has a flat cross-sectional shape.
係る製造方法によれば、ペーパー状の薄い不織布を製造することができ、しかも充分な強度を有するPEN不織布を製造することができる。PEN繊維の裁断は第1のポリエチレンナフタレート繊維及び第2のナフタレート繊維とを所定の比率で供給しながら裁断してもよく、別個に裁断して製造した短繊維を所定の比率に混合してもよい。 According to this production method, a paper-like thin nonwoven fabric can be produced, and a PEN nonwoven fabric having sufficient strength can be produced. The cutting of the PEN fiber may be performed while supplying the first polyethylene naphthalate fiber and the second naphthalate fiber at a predetermined ratio, and the short fibers manufactured by cutting separately are mixed at a predetermined ratio. Also good.
上記のPEN不織布の製造方法においては、前記第1のポリエチレンナフタレート短繊維の破断伸度が5〜50%であり、前記第2のポリエチレンナフタレート短繊維の破断伸度が40〜150%であることが好ましい。 In the method for producing the PEN nonwoven fabric, the breaking elongation of the first polyethylene naphthalate short fibers is 5 to 50%, and the breaking elongation of the second polyethylene naphthalate short fibers is 40 to 150%. Preferably there is.
第1のPEN短繊維の破断伸度が50%を超える場合,第2のPEN短繊維の破断伸度が40%未満の場合には、いずれも得られる不織布の強度が低下する。破断伸度が5%未満のPEN繊維は製造が困難であり、150%を超えるPEN繊維は伸びが大きすぎて取り扱いが困難である。 When the breaking elongation of the first PEN short fiber exceeds 50%, and when the breaking elongation of the second PEN short fiber is less than 40%, the strength of the resulting nonwoven fabric decreases. A PEN fiber having a breaking elongation of less than 5% is difficult to produce, and a PEN fiber having a breaking elongation of more than 150% is too stretched and difficult to handle.
上記のPEN不織布の製造方法においては、前記偏平形状は長軸長さ/短軸長さ比が5〜30であることが好ましい。 In the method for producing the PEN nonwoven fabric, the flat shape preferably has a major axis length / minor axis length ratio of 5 to 30.
係る構成の製造方法によれば、より確実に充分な強度を有するペーパー状の薄いPEN不織布を製造することができる。第2のポリエチレンナフタレート短繊維の断面形状における偏平形状の長軸長さ/短軸長さ比は8以上であることがより好ましく、10以上であることがさらに好ましい。偏平形状の長軸長さ/短軸長さ比は大きい方が好ましいが、30を超えるものは製造することが難しく、25以下であることが製造が容易であり、好ましい。 According to the manufacturing method of the structure which concerns, the paper-like thin PEN nonwoven fabric which has sufficient intensity | strength can be manufactured more reliably. The major axis length / minor axis length ratio of the flat shape in the cross-sectional shape of the second short polyethylene naphthalate fiber is more preferably 8 or more, and even more preferably 10 or more. Although it is preferable that the ratio of the major axis length / minor axis length of the flat shape is large, it is difficult to produce ones exceeding 30 and it is preferably 25 or less because the production is easy.
上記のPEN不織布の製造方法においては、前記混合繊維シートにおける前記第2のポリエチレンナフタレート短繊維の割合を10〜60重量%とすることが好ましい。 In the manufacturing method of said PEN nonwoven fabric, it is preferable that the ratio of the said 2nd polyethylene naphthalate short fiber in the said mixed fiber sheet shall be 10 to 60 weight%.
第2のポリエチレンナフタレート短繊維の割合が10重量%未満の場合には得られる不織布の強度が充分ではなく、60重量%を超えると不織布を構成する繊維自体の耐熱性が低下したり、ヤンキードライヤーにて加熱乾燥する際に繊維の収縮等による不織布の地合い(繊維の均一性)の低下が発生して外観が悪化する。 If the proportion of the second polyethylene naphthalate short fibers is less than 10% by weight, the strength of the resulting nonwoven fabric is not sufficient, and if it exceeds 60% by weight, the heat resistance of the fibers themselves constituting the nonwoven fabric is reduced, or Yankee When heated and dried with a dryer, the appearance of the nonwoven fabric (fibre uniformity) is reduced due to shrinkage of the fibers, and the appearance is deteriorated.
本発明のPEN不織布を構成する繊維は、ポリエチレンナフタレート(PEN)繊維、具体的にはポリエチレン−2,6−ナフタレート繊維である。PENは5モル%以下の第3成分を含む共重合ポリエチレン−2,6−ナフタレートであってもよい。ポリエチレン−2,6−ナフタレートは、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸又はその誘導体とエチレングリコールとを、触媒の存在下重合させることによって合成される。ナフタレン−2,6−ジカルボン酸誘導体としてはメチルエステル、酸ハライド、ビスヒドロキシエチル−2,6−ナフタレート等が例示される。 The fibers constituting the PEN nonwoven fabric of the present invention are polyethylene naphthalate (PEN) fibers, specifically, polyethylene-2,6-naphthalate fibers. PEN may be copolymer polyethylene-2,6-naphthalate containing 5 mol% or less of the third component. Polyethylene-2,6-naphthalate is synthesized by polymerizing naphthalene-2,6-dicarboxylic acid or a derivative thereof and ethylene glycol in the presence of a catalyst. Examples of naphthalene-2,6-dicarboxylic acid derivatives include methyl esters, acid halides, bishydroxyethyl-2,6-naphthalate and the like.
ポリエチレン−2,6−ナフタレートに5モル%以下で共重合可能な成分としては、ジカルボン酸、グリコールないしビスフェノール類、オキシカルボン酸ないしその誘導体が例示される。ジカルボン酸としては、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ダイマー酸等の脂肪族ジカルボン酸、シクロプロパンジカルボン酸、シクロブタンジカルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸等の脂環族ジカルボン酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレン−2,7−ジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、3,5−ジカルボキシベンゼンスルホン酸ナトリウム等のジカルボン酸が例示される。 Examples of components copolymerizable with polyethylene-2,6-naphthalate at 5 mol% or less include dicarboxylic acids, glycols or bisphenols, oxycarboxylic acids or derivatives thereof. Examples of the dicarboxylic acid include aliphatic dicarboxylic acids such as naphthalene-2,6-dicarboxylic acid oxalic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, and dimer acid, cyclopropanedicarboxylic acid, cyclobutanedicarboxylic acid, and hexahydroterephthalic acid. Aromatic dicarboxylic acids such as cyclic dicarboxylic acid, phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, naphthalene-2,7-dicarboxylic acid, diphenyldicarboxylic acid, diphenyl ether dicarboxylic acid, diphenylsulfone dicarboxylic acid, diphenoxyethanedicarboxylic acid, 3, Examples include dicarboxylic acids such as sodium 5-dicarboxybenzenesulfonate.
共重合可能なグリコールないしビスフェノール類としては、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、ジエチレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチレングリコール、p−キシレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールA、p−ジフェノキシスルホン1,4−ビス(β−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、2,2−ビス(p−β−ヒドロキシエトキシフェニル)プロパン、ポリアルキレングリコール、p−フェニレンビス(ジメチルシロキサン)等が例示される。またオキシカルボン酸ないしその誘導体としては、グリコール酸、ヒドロキシ安息香酸やそのアルキルエステル等が例示される。 Examples of copolymerizable glycols or bisphenols include propylene glycol, trimethylene glycol, diethylene glycol, tetramethylene glycol, hexamethylene glycol, neopentylene glycol, p-xylene glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, bisphenol A, p. -Diphenoxysulfone 1,4-bis (β-hydroxyethoxy) benzene, 2,2-bis (p-β-hydroxyethoxyphenyl) propane, polyalkylene glycol, p-phenylenebis (dimethylsiloxane), etc. . Examples of oxycarboxylic acid and its derivatives include glycolic acid, hydroxybenzoic acid and alkyl esters thereof.
前記ポリエチレンナフタレートは、極限粘度[η]が0.45〜1.0のものを使用する。極限粘度[η]は、PENないし共重合体をフェノールとオルトジクロロベンゼンとの混合溶媒(重量比6:4)に溶解し、35℃で測定した粘度から求めた値である。極限粘度[η]が1.0を超えると溶融粘度が異常に高くなって溶融紡糸が困難となり、[η]が0.45未満では目的とする高融点を有し、物性も良好な繊維が得られない。 The polyethylene naphthalate having an intrinsic viscosity [η] of 0.45 to 1.0 is used. The intrinsic viscosity [η] is a value obtained from a viscosity measured at 35 ° C. by dissolving PEN or a copolymer in a mixed solvent of phenol and orthodichlorobenzene (weight ratio 6: 4). When the intrinsic viscosity [η] exceeds 1.0, the melt viscosity becomes abnormally high and melt spinning becomes difficult, and when [η] is less than 0.45, a fiber having a desired high melting point and good physical properties is obtained. I can't get it.
本発明のPEN不織布並びにその製造方法においては、第1のポリエチレンナフタレート(PEN)繊維と第2のPEN繊維とを使用する。第1のPEN繊維は、2500〜6000m/分、好ましくは3000〜5000m/分の紡連で直接延伸糸を紡糸する方法、ないし2000m/分以下、好ましくは400〜1500m/分の紡連で未延伸糸を紡糸した後に延伸する方法によって製造することができる。第1のPEN繊維の繊度は特に限定されないが、0.5dtex〜10dtex、好ましくは1dtex〜8dtexの範囲が有利である。繊度の小さなPEN繊維を使用すると薄いペーパー状の不織布を製造することができる。 In the PEN nonwoven fabric of the present invention and the manufacturing method thereof, the first polyethylene naphthalate (PEN) fiber and the second PEN fiber are used. The first PEN fiber is a method in which a drawn yarn is spun directly at a spinning speed of 2500 to 6000 m / min, preferably 3000 to 5000 m / min, or less than 2000 m / min, preferably 400 to 1500 m / min. It can be produced by a method in which a drawn yarn is spun and then drawn. The fineness of the first PEN fiber is not particularly limited, but a range of 0.5 dtex to 10 dtex, preferably 1 dtex to 8 dtex is advantageous. When a PEN fiber having a small fineness is used, a thin paper-like nonwoven fabric can be produced.
第2のPEN繊維は、2000m/分以下、好ましくは500〜1500m/分の紡連で紡糸することにより得ることができる繊維中のPEN分子の配向度が低いものである。この第2のPEN繊維の繊度も特に限定されるものではないが、1dtex〜15dtex、好ましくは2dtex〜12dtexの範囲である。 The second PEN fiber has a low degree of orientation of PEN molecules in the fiber that can be obtained by spinning with a spinning chain of 2000 m / min or less, preferably 500 to 1500 m / min. The fineness of the second PEN fiber is not particularly limited, but is in the range of 1 dtex to 15 dtex, preferably 2 dtex to 12 dtex.
本発明の不織布を構成する第2のPEN繊維の断面形状は偏平形状であり、凹凸を有する偏平形状であってもよい。偏平形状としては、楕円形、長円形、並びに菱形、長方形などの凸多角形が好ましい。菱形や長方形は、角が面取りされた形状となる。図1には楕円形の例(図1(a))及び長円形(図1(b))を例示した。xが長軸長さであり、yが短軸長さである。 The cross-sectional shape of the 2nd PEN fiber which comprises the nonwoven fabric of this invention is a flat shape, and the flat shape which has an unevenness | corrugation may be sufficient. As a flat shape, convex polygons, such as an ellipse, an ellipse, a rhombus, and a rectangle, are preferable. A rhombus or a rectangle has a chamfered corner. FIG. 1 illustrates an elliptical example (FIG. 1A) and an oval shape (FIG. 1B). x is the major axis length and y is the minor axis length.
本発明のPEN不織布は、第1のポリエチレンナフタレート繊維及び第2のナフタレート繊維とを裁断して短繊維とする裁断工程、前記第1のポリエチレンナフタレート短繊維と第2のナフタレート短繊維とからなる混合繊維シートを作製するシート化工程、前記混合繊維シートを加圧加熱して不織布とする加熱工程を有する製造方法により製造することが好ましい。第1のポリエチレンナフタレート繊維及び第2のナフタレート繊維は一般的な長繊維の製造方法により紡糸して製造する。シート化工程は特に限定されないが、湿式法、即ち、第1のPEN繊維と第2のPEN繊維を所定の割合で水に分散させ、抄紙機を使用して混合繊維シートとする方法によることが好ましい。混合繊維シートを作製するシート化工程においては、接着剤は使用しない。混合繊維シートは乾燥し(乾燥工程)、加熱工程に供し、ヒートロール、熱プレス等の公知の手段で加圧、加熱して不織布とする。シート化工程、乾燥工程、加熱工程は連続して行うことが好ましい態様である。 The PEN nonwoven fabric of the present invention includes a cutting step of cutting the first polyethylene naphthalate fiber and the second naphthalate fiber into short fibers, the first polyethylene naphthalate short fibers and the second naphthalate short fibers. It is preferable to manufacture by the manufacturing method which has the heating process which produces the mixed fiber sheet which becomes the sheet forming process, and pressurizes and heats the said mixed fiber sheet. The first polyethylene naphthalate fiber and the second naphthalate fiber are produced by spinning by a general production method of long fibers. Although the sheeting step is not particularly limited, it is based on a wet method, that is, a method in which the first PEN fiber and the second PEN fiber are dispersed in water at a predetermined ratio, and a mixed fiber sheet is obtained using a paper machine. preferable. In the sheet forming step for producing the mixed fiber sheet, no adhesive is used. The mixed fiber sheet is dried (drying step), subjected to a heating step, and pressurized and heated by a known means such as a heat roll and a hot press to obtain a nonwoven fabric. The sheet forming step, the drying step, and the heating step are preferably performed continuously.
PENの短繊維の長さは、第1のPEN繊維と第2のPEN繊維共に1〜10mmであることが好ましく、2〜8mmであることがより好ましい。第1のPEN繊維と第2のPEN繊維の短繊維は同じ長さであってもよく、異なる長さであってもよい。加熱工程における加熱温度は、180〜250℃、より好ましくは190〜240℃であり、加圧における線圧は、0.5〜4kN/cmである。本発明の不織布の目付量は10〜70g/m2であることが好ましく、20〜60g/m2であることがより好ましい。 The length of the short fibers of PEN is preferably 1 to 10 mm for both the first PEN fiber and the second PEN fiber, and more preferably 2 to 8 mm. The short fibers of the first PEN fiber and the second PEN fiber may have the same length or different lengths. The heating temperature in a heating process is 180-250 degreeC, More preferably, it is 190-240 degreeC, and the linear pressure in pressurization is 0.5-4 kN / cm. The basis weight of the nonwoven fabric of the present invention is preferably 10 to 70 g / m 2 , more preferably 20 to 60 g / m 2 .
<評価方法>
実施例における繊維の特性の測定方法は次のとおりである。
(1)破断伸度
JISL 1015に準じ、定速伸度型引張り試験機にて常温(20℃)にて測定する。
(2)不織布強伸度
JISL 1096に準じ、定速伸度型引張り試験機にて常温(20℃)にて測定する。
<Evaluation method>
The measuring method of the characteristic of the fiber in an Example is as follows.
(1) Elongation at break According to JISL 1015, measured at room temperature (20 ° C.) with a constant-speed elongation type tensile tester.
(2) Nonwoven fabric strong elongation According to JISL 1096, measured at room temperature (20 ° C.) with a constant-speed elongation type tensile tester.
<不織布の製造例>
(第1のPEN繊維の製造例)
PEN樹脂を紡糸装置により断面が円形のダイスを使用して紡糸速度600m/分の速度で紡糸し、次いで常法により5倍延伸して繊度が2.0dtex,破断伸度が26%の第1のPEN繊維(1A)を製造した。延伸倍率を変えて繊度が4.4dtex、破断伸度が122%の第1PEN繊維(1B)を製造した。
<Production example of nonwoven fabric>
(Example of production of first PEN fiber)
A PEN resin is spun at a spinning speed of 600 m / min using a die having a circular cross section by a spinning device, and then stretched 5 times by a conventional method to obtain a first fineness of 2.0 dtex and a breaking elongation of 26%. PEN fiber (1A) was produced. A first PEN fiber (1B) having a fineness of 4.4 dtex and a breaking elongation of 122% was produced by changing the draw ratio.
(第2のPEN繊維の製造例)
PEN樹脂を紡糸装置により断面が長円形のダイスを使用して紡糸速度900m/分の速度で紡糸し、繊度が7.6dtexの第2のPEN繊維を製造した。ダイスは、繊維断面の長軸長さ/短軸長さ比が15となるものを使用し、第2PEN繊維(2A)(破断伸度66%)、及び繊維の長軸長さ/短軸長さ比が9となる長円形のダイスを使用し、紡糸速度900m/分にて繊度が11.1dtexの第2PEN繊維(2B)(破断伸度141%)を製造した。
(Example of production of second PEN fiber)
The PEN resin was spun at a spinning speed of 900 m / min by using a die having an oval cross section with a spinning device to produce a second PEN fiber having a fineness of 7.6 dtex. A die having a major axis length / minor axis length ratio of 15 in the fiber cross section is used, the second PEN fiber (2A) (breaking elongation: 66%), and the major axis length / minor axis length of the fiber. An oval die having a thickness ratio of 9 was used to produce a second PEN fiber (2B) (breaking elongation: 141%) having a fineness of 11.1 dtex at a spinning speed of 900 m / min.
(第3のPEN繊維の製造例)
PEN樹脂を紡糸装置により断面が円形のダイスを使用して紡糸速度900m/分の速度で紡糸し、繊度が7.2dtexの第2のPEN繊維(破断伸度105%)を製造した。
(Example of production of third PEN fiber)
The PEN resin was spun at a spinning speed of 900 m / min using a die having a circular cross section by a spinning device to produce a second PEN fiber (breaking elongation: 105%) having a fineness of 7.2 dtex.
また紡糸速度を400m/分として長軸長さ/短軸長さ比が5、破断伸度が200%以上の第2PEN繊維を製造しようと試みたが、いわゆる腰の弱い繊維であって取り扱いが困難であり、不織布は製造しなかった。 Attempts were made to produce a second PEN fiber having a major axis length / minor axis length ratio of 5 at a spinning speed of 400 m / min and a breaking elongation of 200% or more. It was difficult and no nonwoven fabric was produced.
<不織布製造の実験例>
(実験例1)
第1のPEN繊維(1A)と繊維断面の長軸長さ/短軸長さ比が15の第2のPEN繊維(2A)をそれぞれカッターにより長さ5mmに裁断して短繊維とし、第1のPEN繊維(1A)の短繊維と第2のPEN繊維(2A)の短繊維を第2のPEN繊維(2A)の割合が50%重量%となるように混合して水に分散し、抄紙機を使用して混合繊維シートとした。乾燥後の混合繊維シートを温度230℃のエンボスカレンダーを使用し、線圧1.2kN/cmにて加圧・加熱して目付量が57.9g/m2のPEN不織布を得た。このPEN不織布(1)を使用して強度を測定した。短繊維の混合比率(重量比)並びに不織布の強度、伸度及び目視による地合い(繊維の分布の均一性)評価の測定結果を表1に示した。
<Examples of non-woven fabric production>
(Experimental example 1)
The first PEN fiber (1A) and the second PEN fiber (2A) having a major axis length / minor axis length ratio of 15 in the fiber cross section are each cut into a length of 5 mm by a cutter to form a short fiber. The PEN fiber (1A) short fiber and the second PEN fiber (2A) short fiber were mixed so that the ratio of the second PEN fiber (2A) was 50% by weight and dispersed in water to make paper. A mixed fiber sheet was prepared using a machine. The mixed fiber sheet after drying was pressed and heated at a linear pressure of 1.2 kN / cm using an embossed calendar at a temperature of 230 ° C. to obtain a PEN nonwoven fabric having a basis weight of 57.9 g / m 2 . The strength was measured using this PEN nonwoven fabric (1). Table 1 shows the measurement results of the mixing ratio (weight ratio) of the short fibers and the strength, elongation, and visual texture (uniformity of the fiber distribution) of the nonwoven fabric.
(実験例2)
第2のPEN繊維として長軸長さ/短軸長さ比が9の第2PEN繊維(2B)を使用した以外は実験例1と同様にして目付量が56.5g/m2のPEN不織布を得た。短繊維の混合比率(重量比)並びに不織布の強伸度の測定結果を表1に示した。
(Experimental example 2)
A PEN nonwoven fabric having a basis weight of 56.5 g / m 2 was obtained in the same manner as in Experimental Example 1 except that the second PEN fiber (2B) having a major axis length / minor axis length ratio of 9 was used as the second PEN fiber. Obtained. Table 1 shows the measurement results of the mixing ratio (weight ratio) of the short fibers and the strength and elongation of the nonwoven fabric.
(実験例3)
第2のPEN繊維として第2PEN繊維(2A)と第2PEN繊維(2C)を併用した以外は実験例1と同様にして目付量が57.6g/m2のPEN不織布を得た。短繊維の混合比率(重量比)並びに不織布の強伸度の測定結果を表1に示した。
(Experimental example 3)
A PEN nonwoven fabric having a basis weight of 57.6 g / m 2 was obtained in the same manner as in Experimental Example 1 except that the second PEN fiber (2A) and the second PEN fiber (2C) were used in combination as the second PEN fiber. Table 1 shows the measurement results of the mixing ratio (weight ratio) of the short fibers and the strength and elongation of the nonwoven fabric.
(実験例4)
第2のPEN繊維(2A)の割合が20%重量%となるように混合した以外は実験例1と同様にして目付量が57.4g/m2の不織布を得た。短繊維の混合比率(重量比)並びに不織布の強伸度の測定結果を表1に示した。
(Experimental example 4)
A nonwoven fabric having a basis weight of 57.4 g / m 2 was obtained in the same manner as in Experimental Example 1 except that the mixing was performed so that the ratio of the second PEN fiber (2A) was 20% by weight. Table 1 shows the measurement results of the mixing ratio (weight ratio) of the short fibers and the strength and elongation of the nonwoven fabric.
(実験例5)
第2のPEN繊維(2A)の割合が65%重量%となるように混合した以外は実験例1と同様にして目付量が58.4g/m2の不織布を得た。短繊維の混合比率(重量比)並びに不織布の強伸度の測定結果を表1に示した。
(Experimental example 5)
A nonwoven fabric having a basis weight of 58.4 g / m 2 was obtained in the same manner as in Experimental Example 1 except that mixing was performed so that the ratio of the second PEN fiber (2A) was 65% by weight. Table 1 shows the measurement results of the mixing ratio (weight ratio) of the short fibers and the strength and elongation of the nonwoven fabric.
(実験例6)
第1のPEN繊維として破断伸度が122%の第1のPEN繊維(1B)を使用した以外は実験例1と同様にして目付量が58.1g/m2の不織布を得た。短繊維の混合比率(重量比)並びに不織布の強伸度の測定結果を表1に示した。
(Experimental example 6)
A nonwoven fabric having a basis weight of 58.1 g / m 2 was obtained in the same manner as in Experimental Example 1 except that the first PEN fiber (1B) having a breaking elongation of 122% was used as the first PEN fiber. Table 1 shows the measurement results of the mixing ratio (weight ratio) of the short fibers and the strength and elongation of the nonwoven fabric.
(実験例7)
第1のPEN繊維(1B)、及び第2のPEN繊維に相当する破断伸度を有する断面が円形の第3のPEN繊維を長さ5mmに裁断して使用して実験例1と同様にして目付量が58.4g/m2の不織布を得た。短繊維の混合比率(重量比)並びに不織布の強伸度の測定結果を表1に示した。
(Experimental example 7)
The first PEN fiber (1B) and the third PEN fiber having a circular elongation having a breaking elongation corresponding to the second PEN fiber were cut into a length of 5 mm and used in the same manner as in Experimental Example 1. A nonwoven fabric having a basis weight of 58.4 g / m 2 was obtained. Table 1 shows the measurement results of the mixing ratio (weight ratio) of the short fibers and the strength and elongation of the nonwoven fabric.
上記表1の結果より、本願発明のPEN不織布(実験例1〜3)は優れた強伸度を有するものであった。これに対して第2のPEN繊維に相当する破断伸度を有するものの、断面が円形の第3のPEN繊維を使用した実験例7の不織布は強伸度が弱いものであった。実験例4、5、6の不織布は断面が長円形の第2のPEN繊維を使用したものではあるが、いずれも好ましい範囲内の破断伸度を有する第1のPEN繊維(1A)と第2のPEN繊維(2A)を使用するが組成が好ましい範囲外である実験例4、5の不織布、並びに第1のPEN繊維として破断伸度が好ましい範囲を超えるPEN繊維(1B)を使用した実験例6の不織布は、強伸度は実験例1〜3よりは低かった。 From the result of the said Table 1, the PEN nonwoven fabric (Experimental Examples 1-3) of this invention has the outstanding strong elongation. On the other hand, the nonwoven fabric of Experimental Example 7 using the third PEN fiber having a circular cross section, although having a breaking elongation corresponding to the second PEN fiber, had a weak high elongation. The nonwoven fabrics of Experimental Examples 4, 5, and 6 use the second PEN fiber having an oval cross section, and both the first PEN fiber (1A) and the second PEN fiber having a breaking elongation within a preferable range. Of PEN fibers (2A), the composition of which is outside the preferred range, and the nonwoven fabrics of Experimental Examples 4 and 5, and the PEN fiber (1B) having a breaking elongation exceeding the preferred range as the first PEN fiber The nonwoven fabric of No. 6 had lower strength than Experimental Examples 1 to 3.
Claims (8)
前記第2のポリエチレンナフタレート短繊維は断面形状が偏平形状であることを特徴とするポリエチレンナフタレート短繊維不織布の製造方法。 A cutting step of cutting the first polyethylene naphthalate fiber and the second naphthalate fiber into short fibers, and a mixed fiber sheet comprising the first polyethylene naphthalate short fibers and the second polyethylene naphthalate short fibers. A sheeting step to be prepared, and a heating step to press and heat the mixed fiber sheet to form a nonwoven fabric;
The method for producing a polyethylene naphthalate short fiber nonwoven fabric, wherein the second polyethylene naphthalate short fiber has a flat cross-sectional shape.
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