JP7767967B2 - Polyphenylene sulfide fiber - Google Patents
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Description
本発明は、湿式不織布用途に好適なポリフェニレンサルファイド繊維に関するものである。 The present invention relates to polyphenylene sulfide fibers suitable for wet-laid nonwoven fabric applications.
ポリフェニレンサルファイド(以下、PPSと略すことがある)樹脂は高い耐熱性、耐薬品性、電気絶縁性、難燃性を有することから、これらの特性を生かした種々の用途、例えば、バグフィルター、抄紙カンバス、電気絶縁材、電池セパレーターなどの用途に使用されている。 Polyphenylene sulfide (hereinafter sometimes abbreviated as PPS) resin has high heat resistance, chemical resistance, electrical insulation, and flame retardancy, and these properties are utilized in a variety of applications, such as bag filters, papermaking canvas, electrical insulation, and battery separators.
その中で、電気絶縁紙や電池セパレーター用途では、緻密化や薄膜化が求められる不織布が用いられている。近年、高温環境下で使用できる電気絶縁材や電池セパレーターの需要が高まっており、耐熱性および耐薬品性に優れたPPS不織布が注目されている。さらに、電池材料等の小型化や軽量化に伴って、薄膜化や低目付化の需要が高まっている。 Nonwoven fabrics that require high density and thin film are used for electrical insulating paper and battery separator applications. In recent years, demand has been growing for electrical insulating materials and battery separators that can be used in high-temperature environments, and PPS nonwoven fabrics with excellent heat and chemical resistance have attracted attention. Furthermore, as battery materials and other products become smaller and lighter, there is a growing demand for thinner films and lower basis weight.
しかしながら、PPS不織布の薄膜化や低目付化については種々検討されているものの、力学的強度の低下や均一性の低下という課題があった。そこで、上記課題を解決するために、PPS繊維について様々な提案がされている。 However, while various efforts have been made to reduce the thickness and basis weight of PPS nonwoven fabrics, problems remain, such as reduced mechanical strength and reduced uniformity. Therefore, various proposals have been made regarding PPS fibers to solve these problems.
例えば、延伸されたPPS繊維と、延伸熱圧着のためのバインダー繊維としての未延伸PPS繊維とから構成されるPPS湿式不織布が提案されている(特許文献1参照。)。 For example, a PPS wet-laid nonwoven fabric composed of stretched PPS fibers and unstretched PPS fibers as binder fibers for stretching and thermocompression bonding has been proposed (see Patent Document 1).
また、メルトブロー方式により、平均繊維径8~35μmからなるメルトブロー不織布が提案されている。この提案では、薄膜かつ生産性に優れたメルトブロー不織布が得られている。(特許文献2参照。)。 In addition, a melt-blown nonwoven fabric with an average fiber diameter of 8 to 35 μm has been proposed using the melt-blowing method. This proposal produces a thin melt-blown nonwoven fabric with excellent productivity. (See Patent Document 2.)
さらに、特定のNa含有量のPPSに電界紡糸を行うことで細繊度かつ機械的強度に優れたPPS繊維を得る方法が提案されている。この提案では確かに、1μm(約0.01dtex)以下の極細繊度で、かつ5.5cN/dtex以上の高強度繊維が得られており、薄膜のPPS不織布が得られている。(特許文献3参照。)。 Furthermore, a method has been proposed for obtaining PPS fibers with fineness and excellent mechanical strength by electrospinning PPS with a specific Na content. This proposal has indeed produced ultrafine fibers of 1 μm (approximately 0.01 dtex) or less and high strength fibers of 5.5 cN/dtex or more, resulting in thin PPS nonwoven fabrics. (See Patent Document 3.)
しかし、特許文献1では、PPS繊維の繊維径が太いことから、湿式不織布シートの薄膜化が困難になることに加え、抄紙時のカットファイバーの分散性が低下し、十分な薄地化や低目付化ができないといった課題もある。 However, in Patent Document 1, the PPS fibers have a large fiber diameter, making it difficult to produce a thin wetlaid nonwoven sheet. In addition, there are issues with the poor dispersibility of the cut fibers during papermaking, making it impossible to produce a sufficiently thin sheet or achieve a low basis weight.
また、特許文献2では、メルトブロー方式の不織布であり、構成される繊維の結晶化度が低いため、耐熱性や寸法安定性が劣るほか、不織布の力学的強度が得られない。 Furthermore, the nonwoven fabric in Patent Document 2 is made using a melt-blown method, and the crystallinity of the fibers that make it up is low, so it has poor heat resistance and dimensional stability, and does not achieve the mechanical strength of a nonwoven fabric.
さらに、特許文献3では、電界紡糸という特殊な紡糸方法を適用しているために、溶融紡糸などの紡糸方法と比較すると繊維生産性が劣るものであった。 Furthermore, Patent Document 3 uses a special spinning method called electrospinning, which results in inferior fiber productivity compared to spinning methods such as melt spinning.
本発明が解決しようとする課題は繊維生産性および不織布生産性を落とすことなく不織布の薄膜化かつ力学的強度向上を可能とするPPS繊維を提供することにある。 The problem that this invention aims to solve is to provide a PPS fiber that enables the thinning of nonwoven fabrics and the improvement of their mechanical strength without compromising fiber productivity or nonwoven fabric productivity.
繊維生産性および不織布生産性を落とすことなく薄膜化かつ力学的強度向上を可能とするPPS繊維を提供するには、以下が重要であることを見出した。 We have discovered that the following are important factors in providing PPS fibers that can be made thinner and have improved mechanical strength without sacrificing fiber productivity or nonwoven fabric productivity.
すなわち、本発明は以下の通りである。
1.ポリマー連鎖末端がCOOH末端であり、315℃でのメルトフローレート(MFR)が300~800g/10minであり、単繊維繊度が0.30~1.20dtexの延伸糸である、ポリフェニレンサルファイド繊維。
さらに、本発明の好ましい態様としては、以下のとおりである。
2.延伸糸の強度が5.0~7.0cN/dtexである、前記1のポリフェニレンサルファイド繊維。
3.延伸糸の結晶化度と剛直非晶の和が50~100%である、前記1または2に記載のポリフェニレンサルファイド繊維。
4.前記1~3のいずれかに記載のポリフェニレンサルファイド繊維を少なくとも10%以上含む湿式不織布。
5.さらにバインダー繊維としてポリフェニレンサルファイド繊維の未延伸糸を含み、該未延伸糸の単繊維繊度が0.9~3.0dtexである前記4に記載の湿式不織布。
6.未延伸糸の乾熱収縮率が60%以下であることを特徴とする前記4または5に記載の湿式不織布。
7.未延伸糸の結晶化度が20%以下である前記4~6のいずれかに記載の湿式不織布。
That is, the present invention is as follows.
1. A polyphenylene sulfide fiber in the form of a drawn yarn having a polymer chain end terminated with a COOH group, a melt flow rate (MFR) at 315°C of 300 to 800 g/10 min, and a single fiber fineness of 0.30 to 1.20 dtex.
Furthermore, preferred embodiments of the present invention are as follows.
2. The polyphenylene sulfide fiber according to 1 above, wherein the drawn yarn has a strength of 5.0 to 7.0 cN/dtex.
3. The polyphenylene sulfide fiber according to 1 or 2 above, wherein the sum of the crystallinity and rigid amorphous content of the drawn yarn is 50 to 100%.
4. A wetlaid nonwoven fabric containing at least 10% or more of the polyphenylene sulfide fiber described in any one of 1 to 3 above.
5. The wetlaid nonwoven fabric according to 4 above, further comprising undrawn yarns of polyphenylene sulfide fibers as binder fibers, the undrawn yarns having a single fiber fineness of 0.9 to 3.0 dtex.
6. The wetlaid nonwoven fabric according to 4 or 5 above, wherein the dry heat shrinkage of the undrawn yarn is 60% or less.
7. The wetlaid nonwoven fabric according to any one of 4 to 6 above, wherein the crystallinity of the undrawn yarn is 20% or less.
本発明のPPS繊維は、繊維生産性および不織布生産性を落とすことなく薄膜化かつ力学的強度向上を可能とする。 The PPS fiber of the present invention enables thinner films and improved mechanical strength without compromising fiber productivity or nonwoven fabric productivity.
以下に、本発明について、望ましい実施形態と共に詳細を説明する。 The present invention is described in detail below, along with preferred embodiments.
本発明で用いられるPPSは、繰り返し単位として、下記構造式(I)で示されるp-フェニレンサルファイド単位や、m-フェニレンサルファイド単位などのフェニレンサルファイド単位を含有するポリマーを意味する。 The PPS used in this invention refers to a polymer containing phenylene sulfide units such as p-phenylene sulfide units and m-phenylene sulfide units represented by the following structural formula (I) as repeating units.
PPSは、p-フェニレンサルファイド単位またはm-フェニレンサルファイド単位のみのホモポリマーまたはp-フェニレンサルファイド単位とm-フェニレンサルファイド単位の両者を有する共重合体であってもよく、本発明の効果を損なわない限り、他芳香族サルファイドとの共重合体あるいは混合物であっても構わない。 PPS may be a homopolymer of only p-phenylene sulfide units or m-phenylene sulfide units, or a copolymer containing both p-phenylene sulfide units and m-phenylene sulfide units. It may also be a copolymer or mixture with other aromatic sulfides, as long as the effects of the present invention are not impaired.
本発明で用いられるPPS樹脂としては、耐熱性や耐久性の観点から上記構造式(I)で示される繰り返し単位であるp-フェニレンサルファイド単位を好ましくは70モル以上、更に好ましくは90モル%以上含むPPSが好ましく用いられる。この場合、PPS樹脂中のその他共重合成分が、m-フェニレンサルファイド単位や他の芳香族サルファイド単位であることが好ましい。 From the standpoint of heat resistance and durability, the PPS resin used in the present invention is preferably a PPS containing at least 70 mol, and more preferably at least 90 mol, of p-phenylene sulfide units, which are repeating units represented by structural formula (I) above. In this case, it is preferable that other copolymerization components in the PPS resin are m-phenylene sulfide units or other aromatic sulfide units.
一般的にPPSはNa、Ca、Mg、Fe、などの金属を有しており、ポリマー連鎖末端はこれらの金属の他、重合原料および触媒由来の末端基、例えば、重合原料としてp-ジクロロベンゼンを用いた場合にはCl基、重合触媒としてN-メチルピロリドンを用いた場合にはその分解物であるN-アルキルピリジン基やピリジン基などになっている。本発明は、低粘度でも十分な重合度が得られる点から、ポリマー連鎖末端としてNaを有したPPSを重合した後、塩酸をはじめとする無機酸、酢酸をはじめとする有機酸などによりポリマーを酸洗浄して、ポリマー連鎖末端をCOOH末端としたPPSを用いることが重要である。ポリマー連鎖末端をCOOH末端としたPPSは他末端のPPS対比同重合度でも溶融時の運動性が高く、吐出時の固化挙動を制御すれば、紡糸操業性は改善される。また、ポリマー連鎖末端をCOOH末端としたPPSは他末端のPPS対比結晶化速度が速く、融点以下、ガラス転移点付近での成形操作のエネルギー量の必要量が減少し、高倍率での延伸が可能となることで、得られる繊維の高強度化および細繊度化が可能となる。特に本発明に用いられるCOOH末端のPPSについては酢酸でpH5.0以下に調整した洗浄液で洗浄し、Na含有量が200ppm以下かつ灰分量が0.05以下であるPPSであることが好ましい。 PPS generally contains metals such as Na, Ca, Mg, and Fe, and the polymer chain ends contain these metals as well as end groups derived from the polymerization raw materials and catalysts, such as Cl groups when p-dichlorobenzene is used as the polymerization raw material, or N-alkylpyridine groups or pyridine groups, which are decomposition products of N-methylpyrrolidone when N-methylpyrrolidone is used as the polymerization catalyst. Because the present invention achieves a sufficient degree of polymerization even at low viscosity, it is important to use PPS with Na at the polymer chain ends, followed by acid washing with an inorganic acid such as hydrochloric acid or an organic acid such as acetic acid, resulting in COOH-terminated PPS. PPS with COOH-terminated polymer chain ends has higher kinetics during melting compared to PPS with other terminals, even at the same degree of polymerization. Therefore, controlling the solidification behavior during extrusion improves spinning operability. Furthermore, PPS with COOH-terminated polymer chain ends has a faster crystallization rate than PPS with other ends, requiring less energy for molding operations below the melting point and near the glass transition point, and can be stretched at a high magnification, enabling the resulting fibers to be stronger and finer. In particular, the COOH-terminated PPS used in the present invention is preferably washed with a cleaning solution adjusted to a pH of 5.0 or less with acetic acid, and has a sodium content of 200 ppm or less and an ash content of 0.05 or less.
なお、本発明によるNa含有量および灰分は次に示す方法で測定した。すなわち、ポリマー5gを精秤した後に500℃で焼成し、次いで530℃で6時間焼成し、灰分量(g)を測定した。また、得られた灰分を塩酸で溶解し、原子吸光光度計:AA-6300(島津製作所)でNa含有量を測定した。 The sodium content and ash content in this invention were measured using the following method. Five grams of polymer was precisely weighed, then calcined at 500°C, and then calcined at 530°C for six hours, after which the ash content (g) was measured. The resulting ash was dissolved in hydrochloric acid, and the sodium content was measured using an atomic absorption spectrophotometer AA-6300 (Shimadzu Corporation).
本発明に用いられるPPSのメルトマスフローレート(以下、MFRとも記す)は、300g/10分~800g/10分が好ましい。MFRを好ましくは300g/10分以上にすることにより、溶融時の流動性が高くなるため紡糸性が向上し、細繊度でも操業性の改善された繊維となる。好ましくは350g/10分以上である。また、MFRを800g/10分以下とすることにより、良好な力学特性を有したPPS繊維となる。好ましくは600g/10分以下、より好ましくは500g/10分以下である。 The melt mass flow rate (hereinafter also referred to as MFR) of the PPS used in the present invention is preferably 300 g/10 min to 800 g/10 min. By setting the MFR to preferably 300 g/10 min or more, the fluidity during melting is increased, improving spinnability and resulting in fibers with improved operability even at finer finenesses. It is preferably 350 g/10 min or more. Furthermore, by setting the MFR to 800 g/10 min or less, PPS fibers with good mechanical properties are obtained. It is preferably 600 g/10 min or less, more preferably 500 g/10 min or less.
なお、本発明におけるPPSのMFRは、JIS K7210-1:2014 8章 A法:質量測定法により、荷重が5.0kgで、温度が315℃の条件で測定された値を指すこととする。 The MFR of PPS in this invention refers to the value measured under conditions of a load of 5.0 kg and a temperature of 315°C according to JIS K7210-1:2014 Chapter 8, Method A: Mass Measurement Method.
本発明のPPS繊維は溶融紡糸によって得ることが出来る。紡糸口金から吐出され引き取られたPPS繊維を未延伸糸と呼び、続く延伸工程にて延伸処理を施したものを延伸糸と呼ぶ。(詳細は後の製造方法の項にて記載する)。 The PPS fiber of the present invention can be obtained by melt spinning. The PPS fiber discharged from the spinneret and taken up is called undrawn yarn, while the fiber that has been drawn in the subsequent drawing process is called drawn yarn. (Details will be provided in the manufacturing method section below.)
本発明のPPS繊維の延伸糸の単繊維繊度(延伸糸単繊維繊度)は0.30~1.20dtexが好ましい。好ましくは0.30~0.90dtexであり、より好ましくは0.30~0.70dtexである。延伸糸単繊維繊度を0.30dtex以上にすることにより、紡糸時糸切れなく安定した操業性を維持できる。また延伸糸単繊維繊度を好ましくは0.90dtex以下、より好ましくは0.70dtex以下にすることにより、湿式不織布化の際に均一性が向上し、機械的強度の向上が可能となる。 The single fiber fineness of the drawn yarn of the PPS fiber of the present invention (drawn yarn single fiber fineness) is preferably 0.30 to 1.20 dtex. It is preferably 0.30 to 0.90 dtex, and more preferably 0.30 to 0.70 dtex. By making the drawn yarn single fiber fineness 0.30 dtex or more, stable operability can be maintained without yarn breakage during spinning. Furthermore, by making the drawn yarn single fiber fineness preferably 0.90 dtex or less, and more preferably 0.70 dtex or less, uniformity during wet-laid nonwoven fabric formation is improved, enabling improved mechanical strength.
本発明のPPS繊維の未延伸糸の単繊維繊度は0.90~3.0dtex、が好ましい。未延伸糸単繊維繊度を0.90dtex以上にすることで紡糸操業性が安定し、また3.0dtex以下、好ましくは2.2dtex以下とすることで湿式不織布加工時の均一性が向上し、機械的強度の向上が可能となる。 The single fiber fineness of the undrawn PPS fiber of the present invention is preferably 0.90 to 3.0 dtex. Having an undrawn single fiber fineness of 0.90 dtex or more stabilizes spinning operability, while having an undrawn single fiber fineness of 3.0 dtex or less, preferably 2.2 dtex or less, improves uniformity during wet nonwoven fabric processing and enables improved mechanical strength.
本発明のPPS繊維の延伸糸強度は5.0~7.0cN/dtexが好ましい。好ましくは5.5~6.5cN/dtexである。強度を5.0cN/dtex以上とすることで湿式不織布の機械強度を向上させることができ、また、強度を7.0cN/dtex以下とすることで繊維延伸操業性を良好にすることができることに加えて、繊維の捲縮付与性を容易にコントロールすることができるため、湿式不織布化時の分散性が向上する。 The drawn yarn strength of the PPS fiber of the present invention is preferably 5.0 to 7.0 cN/dtex, and more preferably 5.5 to 6.5 cN/dtex. A strength of 5.0 cN/dtex or higher can improve the mechanical strength of the wetlaid nonwoven fabric, while a strength of 7.0 cN/dtex or lower not only improves fiber drawing operability but also makes it easier to control the crimp imparting ability of the fiber, improving dispersibility during wetlaid nonwoven fabric formation.
本発明のPPS繊維の未延伸糸の乾熱収縮率は60%以下が好ましい。好ましくは60%以下、より好ましくは50%以下とすることで、湿式不織布加工時の乾燥工程でのシワ発生が抑制され、目付均一性の向上が可能となる。乾熱収縮率は180℃×20分処理した際の処理前の繊維長(A)と処理後の繊維長(B)から次式により算出する。
乾熱収縮率[%]=((A)-(B))/(A)×100
繊維長測定の際には単繊維に規定の荷重(繊度[dtex]×270mg)を掛け、長さを算出する。
The dry heat shrinkage of the undrawn yarn of the PPS fiber of the present invention is preferably 60% or less. By setting it to preferably 60% or less, more preferably 50% or less, the occurrence of wrinkles during the drying step in wet-laid nonwoven fabric processing can be suppressed, and the uniformity of the basis weight can be improved. The dry heat shrinkage is calculated by the following formula from the fiber length (A) before treatment and the fiber length (B) after treatment when treated at 180°C for 20 minutes.
Dry heat shrinkage rate [%] = ((A) - (B)) / (A) x 100
When measuring the fiber length, a specified load (fineness [dtex] x 270 mg) is applied to a single fiber, and the length is calculated.
本発明のPPS繊維の延伸糸は結晶化度と剛直非晶の和が50~100%であることが好ましい。結晶化度と剛直非晶の和を50%以上とすることで、高強度の繊維を得ることができる。剛直非晶とは、高分子の結晶と完全非晶との中間の状態を表し、次式に示す通り、繊維を形成する結晶・非晶の全体(100%)から結晶化度(%)、可動非晶量(%)を差し引いた残りの量を言う。
剛直非晶量[%]=100[%]-結晶化度[%]-可動非晶量[%]
なお、ここで、本発明で言う可動非晶量とは、実施例で後述するように温度変調DSCによる測定から求められるものである。また、結晶化度も後述する方法で測定した値をいう。
The drawn yarn of the PPS fiber of the present invention preferably has a sum of crystallinity and rigid amorphous content of 50 to 100%. By making the sum of crystallinity and rigid amorphous content 50% or more, a high-strength fiber can be obtained. Rigid amorphous refers to a state intermediate between polymer crystals and complete amorphous content, and is the amount remaining after subtracting the crystallinity (%) and mobile amorphous content (%) from the total crystal and amorphous content (100%) that constitutes the fiber, as shown in the following formula:
Rigid amorphous amount [%] = 100 [%] - Crystallinity [%] - Movable amorphous amount [%]
The mobile amorphous amount referred to in the present invention is determined by temperature-modulated DSC as described later in the Examples. The degree of crystallinity is also a value measured by the method described later.
本発明のPPS繊維の未延伸糸は結晶化度が20%以下であることが好ましい。未延伸糸の結晶化度を20%以下とすることで、湿式不織布加工時の乾燥工程で未延伸糸が繊維間の接着点として作用し、不織布の紙力向上が可能となる。 The unstretched yarn of the PPS fiber of the present invention preferably has a crystallinity of 20% or less. By setting the crystallinity of the unstretched yarn to 20% or less, the unstretched yarn acts as an adhesion point between fibers during the drying process of wet-laid nonwoven fabric processing, making it possible to improve the paper strength of the nonwoven fabric.
本発明のPPS繊維からなる湿式不織布の延伸糸と未延伸糸の重量比率(原綿重量比)は20~80%であることが重要であり、好ましくは延伸糸の重量比率が30~70%である。延伸糸の重量比率が20%未満となるとフィルム状となり引張強度が低下するため好ましくない。延伸糸の重量比率が80%を超えると繊維同士の接着点が減少し、湿式不織布の引張強度が低下するため好ましくない。 It is important that the weight ratio of stretched yarn to unstretched yarn (raw cotton weight ratio) in a wetlaid nonwoven fabric made from the PPS fibers of the present invention is 20 to 80%, with the weight ratio of stretched yarn being preferably 30 to 70%. A weight ratio of stretched yarn of less than 20% is undesirable, as it will form a film and reduce tensile strength. A weight ratio of stretched yarn of more than 80% is undesirable, as it will reduce the number of bonding points between fibers and reduce the tensile strength of the wetlaid nonwoven fabric.
次に、本発明のPPS繊維の製造方法について説明する。 Next, we will explain the method for producing the PPS fiber of the present invention.
本発明のPPS繊維は、ポリマー連鎖末端がCOOH末端であるPPS樹脂を用い、溶融紡糸法により得ることができる。まず、公知の方法によりポリマー連鎖末端としてNaを有したPPSを重合した後、塩酸をはじめとする無機酸、酢酸をはじめとする有機酸などによりポリマーを酸洗浄して、ポリマー連鎖末端をCOOH末端としたPPS樹脂を得る。このPPS樹脂の粉末またはペレットを溶融し、その溶融した樹脂を紡糸口金から紡出する。 The PPS fiber of the present invention can be obtained by melt spinning using a PPS resin whose polymer chain ends are COOH terminals. First, PPS having Na at the polymer chain ends is polymerized using a known method, and then the polymer is acid-washed with an inorganic acid such as hydrochloric acid or an organic acid such as acetic acid to obtain a PPS resin whose polymer chain ends are COOH terminals. Powder or pellets of this PPS resin are melted, and the molten resin is spun from a spinneret.
なお、ポリマー連鎖末端がCOOH末端であるPPS樹脂は分子運動性が高いため、紡出時の固化挙動や吐出安定性を制御することが繊維形状への溶融成形加工の際には重要となる。固化挙動の制御については溶融紡出の際に、樹脂溶融箇所からパックハウジング上部までの部分は通常選択される紡糸温度で良いが、パックハウジング下部および口金部分の温度のみ、パックハウジング上部温度と比較し、好ましくは5~15℃、より好ましくは9~11℃下げることが肝要である。スピンブロックおよびパックハウジング上部の好ましい温度は315~330℃、スピンブロック下部および口金部分の好ましい温度は305~315℃である。 In addition, because PPS resin, whose polymer chain ends in COOH, has high molecular mobility, controlling the solidification behavior and extrusion stability during spinning is important when melt-molding into fiber form. To control solidification behavior, during melt spinning, the section from the resin melt point to the top of the pack housing can be at the normally selected spinning temperature, but it is important to lower the temperature of only the lower pack housing and spinneret section, preferably by 5 to 15°C, and more preferably by 9 to 11°C, compared to the temperature of the upper pack housing. The preferred temperature for the spin block and upper pack housing is 315 to 330°C, and the preferred temperature for the lower spin block and spinneret section is 305 to 315°C.
従来のPPS繊維の製造においては、口金吐出孔のランド長L(口金の吐出孔径と同一の直管部の長さ)を口金吐出孔径Dで除した商で定義されるL/Dは1.0以上4.0以下で設定されることが通常であった。しかし、本発明において、吐出安定性を向上させるためにL/Dは5.0以上10.0以下にすることが重要である。L/Dを5.0以上10.0以下に設定することで、分子運動性の高いPPSを290℃~360℃で紡糸する際の背面圧が最適化され、吐出安定性が向上し、本発明の請求項範囲の細繊度化は可能となるのである。 In conventional PPS fiber production, L/D, defined as the quotient of the land length L of the spinneret discharge hole (the length of the straight pipe section that is the same as the spinneret discharge hole diameter) divided by the spinneret discharge hole diameter D, was typically set between 1.0 and 4.0. However, in the present invention, it is important to set L/D between 5.0 and 10.0 in order to improve discharge stability. By setting L/D between 5.0 and 10.0, the back pressure is optimized when spinning PPS, which has high molecular mobility, at 290°C to 360°C, improving discharge stability and making it possible to achieve the fineness within the claimed range of this invention.
溶融紡糸機としては、一般的にはプレッシャーメルタ型紡糸機か、1軸または2軸のエクストルーダー型紡糸機を用いる。紡糸工程では増粘によるゲル化を防止するため、加熱温度は可能な限り低温で、かつ溶融するに十分な程度の温度とすることが好ましく、具体的には290~360℃の範囲が好ましい。同じくゲル化防止の観点から、溶融中は窒素雰囲気とすることが好ましい。次いで、溶融ポリマーは上記の口金から吐出され、冷却風の吹きつけにより冷却固化される。冷却風の風速は通常5~100m/分であり、温度は室温またはそれ以下の温度であれば良い。冷却固化された後のPPS繊維は、収束剤として油剤を適量付与された後、所定の引取装置で引き取られる。引取速度は通常500~7000m/分の範囲である。 The melt spinning machine typically used is a pressure melter spinning machine or a single-screw or twin-screw extruder-type spinning machine. To prevent gelation due to thickening during the spinning process, the heating temperature is preferably as low as possible while still being sufficient to melt the polymer; specifically, a range of 290 to 360°C is preferred. Also to prevent gelation, a nitrogen atmosphere is preferred during melting. The molten polymer is then extruded from the spinneret and cooled and solidified by blowing cooling air onto it. The cooling air speed is typically 5 to 100 m/min, and the temperature can be room temperature or lower. After cooling and solidifying, the PPS fiber is applied with an appropriate amount of oil as a sizing agent and then taken up by a specified take-up device. The take-up speed is typically in the range of 500 to 7,000 m/min.
得られた未延伸糸は、次いで延伸工程に供され延伸糸を得る。延伸工程では、好ましくは、加熱浴中や加熱蒸気中や熱板上や熱ローラー上を走行することにより、延伸温度90~170℃程度で、延伸倍率2~5倍にて延伸される。また、延伸は1段延伸であっても2段延伸であっても良い。 The resulting undrawn yarn is then subjected to a drawing process to obtain a drawn yarn. In the drawing process, the yarn is preferably drawn at a drawing temperature of approximately 90 to 170°C and a draw ratio of 2 to 5 by running it through a heated bath, heated steam, or over a hot plate or heated roller. Drawing may be either one-stage or two-stage.
熱延伸後に定長熱処理を行っても良い。定長熱処理は糸条の長さを一定に保って熱処理を行うか、数%リラックスを取ることが重要である。 Fixed-length heat treatment may be performed after heat drawing. When performing fixed-length heat treatment, it is important to either keep the length of the yarn constant or allow it to relax by a few percent.
定長熱処理温度は、好ましくは130℃以上、より好ましくは150℃以上にすることのより、原綿の収縮率を抑えることでき乾燥時工程通過性が良好となる。また、好ましくは200℃以下、より好ましくは180℃以下にすることにより繊維間の擬似接着を抑制することができる。 The fixed length heat treatment temperature is preferably 130°C or higher, more preferably 150°C or higher, to reduce the shrinkage rate of the raw cotton and improve processability during drying. Furthermore, by setting the temperature below 200°C, more preferably below 180°C, pseudo-adhesion between the fibers can be suppressed.
また、未延伸糸を延伸する工程は、紡糸に続けて延伸を行う連続工程でも良いし、所定速度で引き取られた未延伸糸を一旦缶内に収納し、又は巻き取った後に、延伸工程に供する不連続工程でも良い。得られるPPS繊維は、マルチフィラメントでも、モノフィラメントでも、また、ステープル繊維のいずれの形態でもよいが、なかでも本発明はステープル繊維とするのが特に好適である。一般的に、フィラメントよりもステープル繊維の方が工業的生産の数量規模が大きいため、コストメリットの効果が得られるためである。 The process of drawing the undrawn yarn may be a continuous process in which drawing is carried out following spinning, or a discontinuous process in which the undrawn yarn is taken up at a predetermined speed, temporarily stored in a can or wound up, and then subjected to the drawing process. The resulting PPS fiber may be in the form of multifilament, monofilament, or staple fiber, but staple fiber is particularly preferred in the present invention. This is because staple fiber is generally produced on a larger scale than filament on an industrial scale, resulting in cost benefits.
抄紙などの繊維構造体の原料として供するため、PPS繊維に抄紙分散剤が付与されることが好ましい。得られたPPS繊維への抄紙分散剤の付与は、通常、トウ状態にて、キスローラーを用いて行われる。上記の抄紙分散剤付着率は、繊維重量に対して0.2質量%以上0.8質量%以下が好ましい。分散剤付着率を好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.3%質量以上とすることにより、繊維の分散性が向上し、膜厚均一性および目付CV値に優れた湿式不織布となる。また、分散剤付着率を好ましくは0.8質量%以下、より好ましくは0.5質量%以下とすることにより、工程通過性が向上する。 It is preferable to apply a papermaking dispersant to PPS fibers for use as a raw material for fiber structures such as papermaking. The papermaking dispersant is typically applied to the resulting PPS fibers in a tow state using a kiss roller. The papermaking dispersant deposition rate is preferably 0.2% by mass or more and 0.8% by mass or less, based on the fiber weight. By setting the dispersant deposition rate to preferably 0.1% by mass or more, and more preferably 0.3% by mass or more, fiber dispersibility is improved, resulting in a wetlaid nonwoven fabric with excellent film thickness uniformity and basis weight CV value. Furthermore, by setting the dispersant deposition rate to preferably 0.8% by mass or less, and more preferably 0.5% by mass or less, processability is improved.
このように分散剤付与を行った後、クリンパーによる捲縮の付与を行っても良い。捲縮を付与することにより、繊維同士の絡合が起こり、力学特性に優れた湿式不織布となる。 After applying the dispersant in this way, the fabric may be crimped using a crimper. By crimping the fabric, the fibers become entangled, resulting in a wet-laid nonwoven fabric with excellent mechanical properties.
上記の捲縮数としては、2山/25mm以上15山/25mm以下が好ましい。捲縮数を2山/25mm以上、より好ましくは5山/25mm以上とすることにより、繊維同士の絡合により、力学特性に優れた湿式不織布となる。また、捲縮数を15山/25mm以下、より好ましくは12山/25mm以下とすることにより、抄紙時の繊維の分散性が向上し、膜厚均一性と目付CV値が良好な湿式不織布となる。 The crimp count is preferably 2 crimps/25mm or more and 15 crimps/25mm or less. By setting the crimp count to 2 crimps/25mm or more, and more preferably 5 crimps/25mm or more, the fibers will become entangled, resulting in a wetlaid nonwoven fabric with excellent mechanical properties. Furthermore, by setting the crimp count to 15 crimps/25mm or less, and more preferably 12 crimps/25mm or less, the dispersion of fibers during papermaking will be improved, resulting in a wetlaid nonwoven fabric with good film thickness uniformity and basis weight CV value.
上記のように得られたPPS繊維を、セッターによる乾燥後、カッターで切断することにより、カットファイバーを得ることができる。上記のカットファイバーのカット長は、1mm以上20mm以下であることが好ましい。カット長を好ましくは1mm以上より好ましくは3mm以上とすることにより、繊維同士の絡合により、力学特性に優れた湿式不織布となる。また、カット長を好ましくは20mm以下、より好ましくは10mm以下とすることにより、分散時の繊維の分散性が向上し、膜厚均一性と目付CV値が良好な湿式不織布となる。 The PPS fibers obtained as described above can be dried using a setter and then cut with a cutter to obtain cut fibers. The cut length of the cut fibers is preferably 1 mm or more and 20 mm or less. By setting the cut length to preferably 1 mm or more, and more preferably 3 mm or more, the fibers will become entangled, resulting in a wetlaid nonwoven fabric with excellent mechanical properties. Furthermore, by setting the cut length to preferably 20 mm or less, and more preferably 10 mm or less, the dispersibility of the fibers during dispersion is improved, resulting in a wetlaid nonwoven fabric with good film thickness uniformity and basis weight CV value.
上記方法で得られた延伸糸カットファイバーおよび、上記方法の延伸のみを除した方法で得られた未延伸糸カットファイバーを任意の割合で混合し水中に分散させることにより、分散液を調合することができる。 A dispersion can be prepared by mixing the drawn cut fibers obtained by the above method and the undrawn cut fibers obtained by the above method, but omitting the drawing, in any desired ratio and dispersing them in water.
なお、トウ状態での分散剤付与を行わなかった場合には、この段階で、カットファイバーへの分散剤の付与を行ってもよい。 If no dispersant was added to the tow, dispersant may be added to the cut fibers at this stage.
上記の分散液を抄紙機に供給することにより、湿式不織布を得ることができる。なお、供給する分散液の繊維濃度を調整することにより、得られる湿式不織布の目付および厚みを変更することができる。 A wetlaid nonwoven fabric can be obtained by supplying the above dispersion to a papermaking machine. Furthermore, by adjusting the fiber concentration of the supplied dispersion, the basis weight and thickness of the resulting wetlaid nonwoven fabric can be changed.
上記のように得られた湿式不織布は、水分を除去するために、乾燥することが好ましい。乾燥温度としては、非晶部の結晶化による融着性の低下が起こらないように、90℃以上150℃以下であることが好ましい。 The wet-laid nonwoven fabric obtained as described above is preferably dried to remove moisture. The drying temperature is preferably 90°C or higher and 150°C or lower to prevent a decrease in fusibility due to crystallization of the amorphous portion.
上記湿式不織布を平板加熱プレス機もしくはカレンダーロールにて、熱圧着することにより、本発明の未延伸糸カットファイバーによる融着が生じ、力学特性に優れた湿式不織布となる。熱圧着温度としては170℃以上250℃以下が好ましく、圧着時間は1分以上10分以下とすることが好ましい。熱圧着温度を好ましくは170℃以上とすることにより、本発明のPPS繊維の融着により、力学特性に優れた湿式不織布となる。熱圧着温度を250℃以下とすることにより、熱圧着時の湿式不織布の熱収縮を抑制することができる。また圧着時間を1分以上とすることにより、湿式不織布全体に均一に加熱することができ、均質な湿式不織布となる。圧着時間を10分以下とすることにより、過度な結晶化による湿式不織布の力学特性の低下を抑制することができる。 By subjecting the above-mentioned wet-laid nonwoven fabric to heat-pressing using a flat-plate heating press or a calendar roll, fusion occurs with the unstretched cut fibers of the present invention, resulting in a wet-laid nonwoven fabric with excellent mechanical properties. The heat-pressing temperature is preferably 170°C or higher and 250°C or lower, and the heat-pressing time is preferably 1 minute or higher and 10 minutes or lower. By setting the heat-pressing temperature to 170°C or higher, fusion of the PPS fibers of the present invention results in a wet-laid nonwoven fabric with excellent mechanical properties. By setting the heat-pressing temperature to 250°C or lower, thermal shrinkage of the wet-laid nonwoven fabric during heat-pressing can be suppressed. Furthermore, by setting the heat-pressing time to 1 minute or longer, the entire wet-laid nonwoven fabric can be heated uniformly, resulting in a homogeneous wet-laid nonwoven fabric. By setting the heat-pressing time to 10 minutes or shorter, deterioration of the mechanical properties of the wet-laid nonwoven fabric due to excessive crystallization can be suppressed.
以下、実施例により本発明のPPS繊維をより具体的に説明する。なお、実施例中の各物性値は次の方法で求めた。 The PPS fiber of the present invention will be explained in more detail below using examples. Note that the physical properties in the examples were determined using the following methods.
[測定方法]
A.メルトフローレート(MFR)
PPSのメルトマスフローレートは、前記の方法(JIS K7210-1(2014) 8章 A法:質量測定法、荷重5.0kg、温度315℃)に従って、メルトインデックサ(株式会社東洋精機製作所製F-F01)を使用して測定した。
[Measurement method]
A. Melt Flow Rate (MFR)
The melt mass flow rate of PPS was measured using a melt indexer (F-F01 manufactured by Toyo Seiki Seisakusho, Ltd.) according to the above-mentioned method (JIS K7210-1 (2014) Chapter 8 Method A: Mass measurement method, load 5.0 kg, temperature 315 ° C.).
B.繊度
繊度はJIS L1015(2010年)に準じて測定した。
B. Fineness Fineness was measured in accordance with JIS L1015 (2010).
C.強度
引張り試験機(オリエンテック社製“テンシロン”)を用いて、JIS L1015(2010年)記載の方法により、試料長2cm、引張り速度2cm/分の条件で応力-歪み曲線を求め、これらから切断時の強力を求める。その値を上記Bで求めた繊度で割ることで、引張強度を求めた。
C. Strength A stress-strain curve was obtained using a tensile tester ("Tensilon" manufactured by Orientec Co., Ltd.) according to the method described in JIS L1015 (2010) under the conditions of a sample length of 2 cm and a pulling speed of 2 cm/min, and the strength at break was calculated from the curve. The tensile strength was calculated by dividing the value by the fineness calculated in B above.
D.結晶化度
示差走査熱量計(TA Instruments社製DSCQ1000)で窒素下、昇温速度10℃/分の条件で示差走査熱量測定を行い、観測される発熱ピークの温度を結晶化温度での結晶化熱量をΔHc(J/g)とした。また、200℃以上の温度にて観測される吸熱ピークの温度(融点)での融解熱量をΔHm(J/g)とした。ΔHmとΔHcの差を完全結晶PPSの融解熱量(146.2J/g)で割り、結晶化度Xc(%)を求めた(次式1)。
Xc={(ΔHm-ΔHc)/146.2}×100 (1)
<DSC>
・雰囲気:窒素流(50mL/分)
・温度・熱量校正:高純度インジウム
・比熱校正:サファイア
・温度範囲:0~350℃
・昇温速度:10℃/分
・試料量:5mg
・試料容器:アルミニウム製標準容器。
D. Crystallinity Differential scanning calorimetry was performed using a differential scanning calorimeter (TA Instruments DSCQ1000) under nitrogen at a heating rate of 10°C/min, and the heat of crystallization at the temperature of the observed exothermic peak was taken as ΔHc (J/g). The heat of fusion at the temperature of the endothermic peak (melting point) observed at temperatures above 200°C was taken as ΔHm (J/g). The difference between ΔHm and ΔHc was divided by the heat of fusion of fully crystalline PPS (146.2 J/g) to determine the crystallinity Xc (%) (see the following formula 1).
Xc={(ΔHm-ΔHc)/146.2}×100 (1)
<DSC>
Atmosphere: nitrogen flow (50 mL/min)
・Temperature and calorific value calibration: High purity indium ・Specific heat calibration: Sapphire ・Temperature range: 0 to 350°C
Heating rate: 10°C/min. Sample amount: 5 mg
- Sample container: Standard aluminum container.
E.剛直非晶量
上記Dと同一の示差走査熱量計により温度変調DSC測定を、窒素下、昇温速度2℃/分の条件、温度振幅1℃、温度変調周期60秒の条件で行い、得られたチャートのガラス転移温度(Tg)前後のベースラインに補助線を引き、その差を比熱差(ΔCp)とし、完全非晶PPSのTg前後での比熱差(ΔCp0:0.2699J/g℃)で割り、次式(2)より可動非晶量(Xma)を求めた。さらに、次式(3)により、全体からの結晶化度(Xc)と可動非晶量(Xma)の差から剛直非晶量(Xra)を算出した。
Xma(%)=ΔCp/ΔCp0×100 (2)
Xra(%)=100-(Xc+Xma) (3)
<温度変調DSC>
・雰囲気:窒素流(50mL/分)
・温度・熱量校正:高純度インジウム
・比熱校正:サファイア
・温度範囲:0~250℃
・昇温速度:2℃/分
・試料量:5mg
・試料容器:アルミニウム製標準容器。
E. Rigid Amorphous Amount Temperature-modulated DSC measurement was performed using the same differential scanning calorimeter as in D above under nitrogen conditions of a heating rate of 2°C/min, a temperature amplitude of 1°C, and a temperature modulation period of 60 seconds. An auxiliary line was drawn on the baseline of the obtained chart around the glass transition temperature (Tg). The difference was taken as the specific heat difference (ΔCp). This was divided by the specific heat difference (ΔCp0: 0.2699 J/g°C) around the Tg of completely amorphous PPS to determine the mobile amorphous amount (Xma) using the following formula (2). Furthermore, the rigid amorphous amount (Xra) was calculated from the difference between the degree of crystallinity (Xc) from the whole and the mobile amorphous amount (Xma) using the following formula (3):
Xma (%) = ΔCp/ΔCp0×100 (2)
Xra (%) = 100-(Xc+Xma) (3)
<Temperature Modulated DSC>
Atmosphere: nitrogen flow (50 mL/min)
・Temperature and calorific value calibration: High purity indium ・Specific heat calibration: Sapphire ・Temperature range: 0 to 250°C
Heating rate: 2°C/min. Sample amount: 5 mg
- Sample container: Standard aluminum container.
F.乾熱収縮率
乾熱収縮率は180℃×20分処理した際の処理前の繊維長(A)と処理後の繊維長(B)から次式により算出する。
乾熱収縮率[%]=((A)-(B))/(A)×100
繊維長測定の際には単繊維に規定の荷重(繊度[dtex]×270mg)を掛け、長さを算出する。
F. Dry Heat Shrinkage The dry heat shrinkage is calculated from the fiber length (A) before treatment and the fiber length (B) after treatment at 180°C for 20 minutes using the following formula.
Dry heat shrinkage rate [%] = ((A) - (B)) / (A) x 100
When measuring the fiber length, a specified load (fineness [dtex] x 270 mg) is applied to a single fiber, and the length is calculated.
G.紡糸性
各実施例・比較例において、24錘紡糸を実施し、紡糸時間が0~12時間、12~24時間における1錘当たりの糸切れ回数をカウントした。糸切れの要因は様々考えられるが、0~12時間と比較し12~24時間で糸切れ回数が多くなるのは口金汚れによる糸切れである。紡糸性は、紡糸時間12時間で1錘当たりの糸切れ回数が2回未満の場合を○、2~3回の場合を△、4回以上の場合を×とした。
G. Spinnability In each Example and Comparative Example, spinning was carried out using 24 spindles, and the number of thread breakages per spindle was counted for spinning times of 0 to 12 hours and 12 to 24 hours. There are various possible causes of thread breakage, but the reason why the number of thread breakages is higher for 12 to 24 hours compared to 0 to 12 hours is that thread breakages are caused by dirty spinnerets. Spinnability was evaluated as ○ when the number of thread breakages per spindle during a 12-hour spinning time was less than 2, △ when it was 2 to 3, and × when it was 4 or more.
H.乾燥工程通過性
実施例または比較例にて得られたカット長6mmのPPS繊維を繊維濃度1重量%の水分散液を調合し手漉き抄紙機(熊谷理機工業(株)社製角型シートマシン自動クーチング付き)を用いて目付20g/m2の湿式不織布を得、クーチング処理をした。該不織布を未乾燥のまま熊谷理機工業(株)社製KRK回転型乾燥機(標準型)に投入し、温度120℃、処理時間約2.5min/回で処理を行い湿式不織布のシワ(乾燥工程通過性)を確認した。乾燥工程通過性では乾燥時のシワについて、収縮シワがほとんど発生せず連続抄紙可能なものは○(優良)、収縮シワが発生するが連続抄紙可能な程度のものは△(普通)、収縮シワや剥がれが発生して連続抄紙不可と推測されるものは×(不良)とした。
I.紙力
上記Gの方法で得られた湿式不織布を230℃の平板加熱プレス機を用いて、プレス圧1.5MPaで3分間熱圧着を行った。得られた湿式不織布を、テンシロン(オリエンテック社製UTM-III-100)を用いて、試料幅25mm、初期長30mm、引張速度20mm/分で最大点荷重の値を測定し、5回の測定の算術平均値を引張強度(N/25mm)とし、引張強度の平均値が15N/25mm以上であるものを○(優良)、10~15N/25mmであるものを△(普通)、それ以下を×(不良)とした。
H. Drying Process Passability A water dispersion of 1% by weight of fiber was prepared from the PPS fibers with a cut length of 6 mm obtained in the Examples or Comparative Examples. A wet-laid nonwoven fabric with a basis weight of 20 g/m was obtained using a hand-made papermaking machine (a square sheet machine with automatic couching, manufactured by Kumagaya Riki Kogyo Co., Ltd.) and then couched. The wet-laid nonwoven fabric was placed in a KRK rotary dryer (standard type) manufactured by Kumagaya Riki Kogyo Co., Ltd., and treated at a temperature of 120°C for a treatment time of approximately 2.5 min per cycle, and the wrinkling of the wet-laid nonwoven fabric (drying process passability) was checked. Regarding the drying process passability, those with almost no shrinkage wrinkles and capable of continuous papermaking were rated as ○ (excellent), those with shrinkage wrinkles but sufficient to enable continuous papermaking were rated as △ (fair), and those with shrinkage wrinkles or peeling that presumably made continuous papermaking impossible were rated as × (poor).
I. Paper Strength The wet-laid nonwoven fabric obtained by method G above was subjected to thermocompression bonding for 3 minutes at a pressure of 1.5 MPa using a flat plate heating press at 230°C. The maximum point load of the obtained wet-laid nonwoven fabric was measured using a Tensilon (UTM-III-100, manufactured by Orientec Co., Ltd.) with a sample width of 25 mm, an initial length of 30 mm, and a tensile speed of 20 mm/min. The arithmetic mean value of five measurements was taken as the tensile strength (N/25 mm). Average tensile strength values of 15 N/25 mm or more were rated as ○ (excellent), 10 to 15 N/25 mm were rated as △ (fair), and values below this were rated as × (poor).
J.総合判定
上記の紡糸性(0~12時間、12~24時間)および抄紙評価(乾燥工程通過性、紙力)において、6項目中で×(悪い)の判定が1つでもある場合は、総合判定を×(不良)とし、6項目中で〇(優良)もしくは△(普通)判定のみの場合、総合判定を〇(優良)とし、〇(優良)を合格とした。
J. Overall Judgment In the above spinnability (0-12 hours, 12-24 hours) and papermaking evaluation (drying process passability, paper strength), if there was even one judgment of × (bad) among the six items, the overall judgment was recorded as × (bad), and if there were only judgments of 〇 (excellent) or △ (fair) among the six items, the overall judgment was recorded as 〇 (excellent), and 〇 (excellent) was considered a pass.
<実施例1~6、比較例1~3>
表1に記載のMFRとなるように、公知の方法によりポリマー連鎖末端としてNaを有したPPSを重合した後、酢酸でpH5.0以下に調整した洗浄液で洗浄した。Na含有量が200ppm以下かつ灰分量が0.05以下 であることを確認しCOOH末端PPS樹脂であると判断した。本PPS樹脂を150℃で6時間真空乾燥した後、紡糸温度330℃で溶融紡糸した。溶融紡糸において、該樹脂をプレッシャーメルタによって溶融押出しし、ギアーポンプで計量しつつ紡糸パックにPPSを供給し、L/Dが6.25の口金を通して紡糸した。
<Examples 1 to 6, Comparative Examples 1 to 3>
PPS having Na at the polymer chain end was polymerized by a known method to obtain the MFR listed in Table 1, and then washed with a cleaning solution adjusted to pH 5.0 or less with acetic acid. The Na content was confirmed to be 200 ppm or less and the ash content was 0.05 or less, and the resin was determined to be COOH-terminated PPS resin. This PPS resin was vacuum dried at 150°C for 6 hours and then melt-spun at a spinning temperature of 330°C. In the melt spinning, the resin was melt-extruded using a pressure melter, and the PPS was fed into a spinning pack while being metered using a gear pump, and spun through a spinneret with an L/D of 6.25.
その後トータル繊度を約100,000dtexとし、表1に記載の繊度及び繊維特性となるように特定の延伸倍率、延伸温度98℃にて延伸し、キスローラーにて分散剤を付与した後、乾燥後6mmにカットして延伸糸カットファイバーを得た。さらに、上記方法の延伸のみを除した方法で未延伸糸カットファイバーを得た。得られたPPSカットファイバーを繊維濃度1重量%の水分散液を調合し手漉き抄紙機(熊谷理機工業(株)社製角型シートマシン自動クーチング付き)を用いて目付20g/m2の湿式不織布をクーチング処理した。該不織布を未乾燥のまま熊谷理機工業(株)社製KRK回転型乾燥機(標準型)に投入し、温度120℃、処理時間約2.5min/回で処理し、湿式不織布を得た。さらに、上記湿式不織布を230℃の平板加熱プレス機を用いて、プレス圧1.5MPaで3分間熱圧着を行った。 The fibers were then stretched at a specific draw ratio and a stretching temperature of 98°C to achieve a total fineness of approximately 100,000 dtex and the fineness and fiber properties listed in Table 1. A dispersant was applied using a kiss roller, and the fibers were dried and cut to 6 mm lengths to obtain stretched cut fibers. Furthermore, unstretched cut fibers were obtained using a method similar to the above, but omitting the stretching step. The resulting PPS cut fibers were mixed with an aqueous dispersion at a fiber concentration of 1% by weight, and a wet-laid nonwoven fabric with a basis weight of 20 g/ m2 was couched using a hand-made papermaking machine (a square sheet machine with automatic couching, manufactured by Kumagaya Riki Kogyo Co., Ltd.). The wet nonwoven fabric was then placed in a KRK rotary dryer (standard model) manufactured by Kumagaya Riki Kogyo Co., Ltd., and treated at 120°C for approximately 2.5 min per cycle to obtain a wet-laid nonwoven fabric. Furthermore, the wet-laid nonwoven fabric was subjected to thermocompression bonding using a flat plate heating press at 230° C. under a pressure of 1.5 MPa for 3 minutes.
得られたPPSカットファイバーおよび湿式不織布にて上記評価を行った。結果を下表に示す。 The above evaluations were carried out on the resulting PPS cut fiber and wet-laid nonwoven fabric. The results are shown in the table below.
実施例1~4では紡糸性も良好であり、水分散性も良好な抄紙用PPSを得ることができ、得られた湿式不織布においても乾燥工程でのシワが改善でき、かつ得られた湿式不織布の紙力も充分強かった。実施例5においては延伸糸の繊度が細い一方、未延伸糸の繊度が太いために、抄紙の目付バラツキが大きく、細繊度未延伸糸を用いた湿式不織布対比紙力が劣位となった。実施例6においては紡糸時にポリマー配向が進む条件で採取した未延伸糸を用いた。その場合、未延伸糸の乾熱収縮率が高く乾燥工程でシワが発生しやすく、また結晶化度も高い為にバインダー繊維の接着力が低く、紙力が実施例1対比劣位となった。 In Examples 1 to 4, PPS for papermaking was obtained that had good spinnability and water dispersibility. The resulting wetlaid nonwoven fabrics also had improved wrinkles during the drying process and sufficient paper strength. In Example 5, the fineness of the drawn yarn was thin, while the fineness of the undrawn yarn was thick, resulting in large variations in paper weight and inferior paper strength compared to wetlaid nonwoven fabrics made with finer undrawn yarn. In Example 6, undrawn yarn was used that was collected under conditions that promoted polymer orientation during spinning. In this case, the undrawn yarn had a high dry heat shrinkage rate, making it prone to wrinkles during the drying process, and its high crystallinity meant that the adhesive strength of the binder fiber was low, resulting in inferior paper strength compared to Example 1.
一方、比較例1において、繊度が太く、目付バラつきが大きいために、乾燥時のシワが発生した。さらに、構成本数が少なくなってしまったために、充分な紙力が得られなかった。比較例2においてはCa末端であるが故に、MFRを上昇させると樹脂の重合度が低下し、繊維の充分な強度が得られなかった。そのために、得られた湿式不織布においても充分な紙力が得られなかった。比較例3においてはCa末端かつMFRが低いために、細繊度品の紡糸について、紡糸性が悪化してしまったと共に、繊維強度が低く、充分な紙力が得られなかった。比較例4においてはNa末端であるために、繊維強度が得られず、充分な紙力が得られなかった。
On the other hand, in Comparative Example 1, wrinkles occurred during drying due to the large fineness and large variations in basis weight. Furthermore, sufficient paper strength was not obtained due to the small number of constituent fibers. In Comparative Example 2, because of the Ca termination, increasing the MFR reduced the degree of polymerization of the resin, and sufficient fiber strength was not obtained. As a result, the resulting wetlaid nonwoven fabric did not have sufficient paper strength. In Comparative Example 3, because of the Ca termination and low MFR, spinning of a fine-fineness product was impaired, and fiber strength was low, so sufficient paper strength was not obtained. In Comparative Example 4, because of the Na termination, fiber strength was not obtained, and sufficient paper strength was not obtained.
Claims (7)
7. The wetlaid nonwoven fabric according to claim 4, wherein the undrawn yarn has a crystallinity of 20% or less.
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