纤维束及网.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200780029972.1

申请日:

2007.08.10

公开号:

CN101506419A

公开日:

2009.08.12

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

D02G3/02; D02J1/18; D01F8/04; D04H1/42

主分类号:

D02G3/02

申请人:

芭爱丝维顺株式会社; 芭爱丝维顺香港有限公司; 芭爱丝维顺有限公司; 芭爱丝维顺有限公司

发明人:

宫内实; 下津志明; 前川明范

地址:

日本大阪府

优先权:

2006.8.11 JP 220109/2006; 2007.6.28 JP 170684/2007

专利代理机构:

中国专利代理(香港)有限公司

代理人:

熊玉兰;李平英

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内容摘要

提供网以及使用网得到的制品的物性或性能与生产性、操作性、成本的平衡优异的纤维束。提供使用这种纤维束制造网的方法。进一步提供均匀且膨松、手感优异的网。该纤维束是纤维截面中复合成分的重心在该复合成分间相互不同的单丝纤度为0.5~100分特/f的热塑性复合连续纤维集束而成的总纤度为1万~50万分特的纤维束,构成该纤维束的热塑性复合连续纤维具有实存卷曲数为8~30个/2.54cm的卷曲,由D1/(W1×L1)(D1:总纤度、W1:纤维束宽度、L1:纤维束厚度)定义的纤维束密度为100~2000分特/mm2,开纤密度比(在夹送辊型开纤机中,以速度25m/min、纤维束温度25℃、1.6倍拉伸开纤时的网密度/纤维束密度)为0.10以下。

权利要求书

1.  纤维束,是纤维截面中复合成分的重心在该复合成分间相互不同的单丝纤度为0.5~100分特/f的热塑性复合连续纤维集束而成的总纤度为1万~50万分特的纤维束,构成该纤维束的热塑性复合连续纤维具有实存卷曲数为8~30个/2.54cm的卷曲,由D1/(W1×L1)(D1:总纤度、W1:纤维束宽度、L1:纤维束厚度)定义的纤维束密度为100~2000分特/mm2,开纤密度比(在夹送辊型开纤机中,以速度25m/min、纤维束温度25℃、1.6倍拉伸开纤时的网密度/纤维束密度)为0.10以下。

2.
  如权利要求1所述的纤维束,其中,热塑性复合连续纤维的伸长率为70%以上。

3.
  如权利要求1或2所述的纤维束,其中,热塑性复合连续纤维的纤维截面为偏心皮芯结构。

4.
  如权利要求3所述的纤维束,其中,热塑性复合连续纤维的芯成分的偏心度为0.2以上。

5.
  网的制造方法,包括将权利要求1~4中任意一项所述的纤维束以拉伸倍率1.4~3.0倍开纤。

6.
  网,其特征在于,是纤维截面中复合成分的重心在该复合成分间相互不同的单丝纤度为0.5~100分特/f的热塑性复合连续纤维在一个方向上排列构成的总纤度为1万~100万分特的网,该热塑性复合连续纤维具有卷曲数为10~100个/2.54cm的螺旋卷曲,由D2/(W2×L2)(D2:总纤度、W2:网宽度、L2:网厚度)定义的网密度为5~80分特/mm2

7.
  如权利要求6所述的网,其中,热塑性复合连续纤维的纤维截面为偏心皮芯结构。

8.
  如权利要求6所述的网,其中,热塑性复合连续纤维的芯成分的偏心度为0.2以上。

9.
  如权利要求6所述的网,是将权利要求1所述的纤维束以拉伸倍率1.4~3.0倍拉伸得到的。

10.
  部件,是使用权利要求6~9中任意一项所述的网得到的。

11.
  网,其特征在于,是纤维截面中复合成分的重心在该复合成分间相互不同的单丝纤度为0.5~100分特/f的热塑性复合连续纤维在一个方向上排列构成的总纤度为1万~100万分特的网,该热塑性复合连续纤维具有卷曲数超过100个/2.54cm的螺旋卷曲,由D2/(W2×L2)(D2:总纤度、W2:网宽度、L2:网厚度)定义的网密度为10~100分特/mm2

12.
  如权利要求11所述的网,其特征在于,是将权利要求6所述的网在80~125℃下热处理得到的。

13.
  部件,是使用权利要求11或12所述的网得到的。

14.
  成型品,其特征在于,将权利要求11或12所述的网与不具有螺旋卷曲的其它的网、片状物或具有少于权利要求11或12所述的网的螺旋卷曲的其它的网、片状物通过多个部分热粘接部形成一体,在部分热粘接部和部分热粘接部之间形成所述其它的网或片状物隆起的环部。

15.
  成型品,其特征在于,构成部件的纤维的表观长度为3~50mm的权利要求13所述的多个部件通过该各部件的一部分热粘接在作为基材的网或片状物上。

16.
  制品,使用权利要求10~15中任意一项所述的部件或成型品得到。

说明书

纤维束及网
技术领域
本发明涉及具有优异的集束性和开纤性的纤维束以及将其开纤得到的以膨松性和柔软的手感为特征的网。更具体地说,本发明涉及下述纤维束,该纤维束的特征在于,在捆包、分配、曳起步骤中,以高纤维密度的状态集束,在开纤步骤中,将该纤维束拉伸时,构成该纤维束的热塑性复合连续纤维表现出螺旋卷曲,通过该螺旋卷曲的表现力,纤维1根1根开纤。本发明进一步涉及将该纤维束开纤得到的以膨松性为特征的网以及使用网得到的制品。
背景技术
卫生巾等吸收性物品的表面层或扫除用拖把、擦具的擦拭部等使用例如PE/PP、PE/PET、PP/PET等热塑性复合纤维。而且,作为该热塑性复合纤维,有时使用将连续的纤维束开纤得到的网。
连续的纤维束集束成赋予了卷曲的热塑性复合连续纤维之间相互密合,以高纤维密度的状态存在。将其加工成上述吸收性物品的表面层或擦具等的擦拭部等时,在该制造步骤中,经过使构成纤维束的热塑性复合连续纤维在宽度方向上相互分离、扩展表观宽度的步骤、即开纤步骤。通过经过该开纤步骤,可以由热塑性复合连续纤维之间集束而成的纤维密度高的状态的纤维束得到热塑性复合连续纤维之间解开的纤维密度低的状态的网。由如此得到的在宽度方向上具有大致均匀的纤维密度、体积的网,制造吸收性物品的表面层或擦具等的擦拭部等。
为了将纤维束开纤得到均匀的网,采用了各种方案。例如,专利文献1中记载了,具有实存卷曲和/或潜在卷曲的单丝纤度为0.5~100旦、总纤度为1万~30万旦、实存卷曲数为10~50个(山)/25mm的丝束(纤维束),其拉伸开纤时的开纤宽度在适当的范围内,可以以高速度均匀地开纤。但是,要求进一步有效地得到膨松的网的纤维束或膨松的网。
专利文献2中记载了,在存在速度差的辊间对丝束(纤维束)提供张力后,使其弹性地收缩,对卷曲进行伸长和收缩从而进行开纤的方法中,通过使辊间的丝束与滑动的板接触,纤维产生向输送方向的偏离,开纤性提高。但是若考虑到在设备上设置滑动板的必要性或由于丝束与滑动板接触所导致的操作性的降低,则经常导致成本增大。
如此,将纤维束开纤以高生产性得到均匀的网的研究从材料纤维束的改善和开纤方法的改善两方面进行。但是,若考虑到得到的网和使用网得到的制品的物性或性能、生产性、操作性、成本则仍未得到可以满意的方案。
[专利文献1]日本特开平9-273037号公报
[专利文献2]日本特开2002-69781号公报
发明内容
本发明的目的在于,提供网以及使用网得到的制品的物性或性能与生产性、操作性、成本方面的平衡优异的纤维束。更具体地说,本发明的目的在于,提供在捆包、分配、曳起步骤中,以高纤维密度的状态集束而成的纤维束,其是具有潜在卷曲性,在开纤步骤中表现出螺旋卷曲,可以提供膨松手感优异的网的纤维束。此外,本发明的目的在于,提供使用这种纤维束制造网的方法。进一步地,本发明的目的在于,提供均匀且膨松、手感优异的网。进一步地,本发明的目的在于,提供使用这种网得到的部件和制品。
本发明人为了解决上述问题而进行精心研究,结果发现,对于纤维截面中复合成分的重心相互不同的热塑性复合连续纤维的纤维束,通过满足规定的单丝纤度、总纤度、实存卷曲数、纤维束密度和开纤密度比,可以由该纤维束经过开纤步骤得到均匀且膨松、手感优异的网。更具体地说,由于该纤维束在开纤前的纤维束的状态下以高纤维密度状态集束,填充性、操作性优异,在随后的开纤步骤中,若实施适当的拉伸处理,则形成纤维束的热塑性复合连续纤维的潜在卷曲表面化,即,由于其纤维截面结构而表现出螺旋卷曲,所以通过该表现力开纤性优异,此外得到的开纤网由于热塑性复合连续纤维具有螺旋卷曲,膨松、手感优异,从而完成本发明。
因此,本发明的纤维束是纤维截面中复合成分的重心在该复合成分间相互不同的单丝纤度为0.5~100分特/f的热塑性复合连续纤维集束而成的总纤度为1万~50万分特的纤维束,构成该纤维束的热塑性复合连续纤维具有实存卷曲数为8~30个/2.54cm的卷曲,由D1/(W1×L1)(D1:总纤度、W1:纤维束宽度、L1:纤维束厚度)定义的纤维束密度为100~2000分特/mm2,开纤密度比(在夹送辊型开纤机(ピンチロ—ル形開機)中,以速度25m/min、纤维束温度25℃、1.6倍拉伸开纤时的网密度/纤维束密度)为0.10以下。
上述纤维束中,热塑性复合连续纤维的伸长率为70%以上是适当的。
作为该热塑性复合连续纤维的复合形态,可以举出纤维截面为偏心皮芯结构、并列结构或多层结构。特别是可以举出偏心皮芯结构。该热塑性复合连续纤维为偏心皮芯结构时,芯成分的偏心度为0.2以上是适当的。
此外,本发明是包括对上述纤维束实施拉伸进行开纤的网的制造方法,具体地说,是包括以拉伸倍率1.4~3.0倍将上述纤维束开纤的网的制造方法。
进一步地,本发明是纤维截面中复合成分的重心在该复合成分间相互不同的单丝纤度为0.5~100分特/f的热塑性复合连续纤维在一个方向上排列构成的总纤度为1万~100万分特的网,该热塑性复合连续纤维具有卷曲数为10~100个/2.54cm的螺旋卷曲,由D2/(W2×L2)(D2:总纤度、W2:网宽度、L2:网厚度)定义的网密度为5~80分特/mm2。本发明的网中,构成纤维的表观纤维长度与该纤维长度方向的网的长度通常一致。这里,表观纤维长度或纤维的表观长度,与对纤维施加负荷从而拉伸卷曲的状态下的长度不同,指的是无负荷状态下的长度。
作为该热塑性复合连续纤维中的复合形态,可以举出纤维截面为偏心皮芯结构、并列结构或多层结构。该热塑性复合连续纤维为偏心皮芯结构时,芯成分的偏心度为0.2以上是适当的。
这种网可以通过以1.4~3.0倍将上述纤维束拉伸开纤来得到。
进一步地,本发明涉及使用上述网得到的的部件。通过对热塑性复合连续纤维具有卷曲数为10~100个/2.54cm的螺旋卷曲、由D2/(W2×L2)(D2:总纤度、W2:网宽度、L2:网厚度)定义的网密度为5~80分特/mm2的上述网进行热处理,可以得到具有卷曲数超过100个/2.54cm的螺旋卷曲、由D2/(W2×L2)(D2:总纤度、W2:网宽度、L2:网厚度)定义的网密度为10~100分特/mm2的网,其作为具有伸缩性的部件是合适的。此时的网的热处理温度为80~125℃是合适的。
进一步地,本发明涉及使用上述网或部件得到的成型品。成型品例如指的是上述具有卷曲数超过100个/2.54cm的螺旋卷曲、由D2/(W2×L2)(D2:总纤度、W2:网宽度、L2:网厚度)定义的网密度为10~100分特/mm2的网与不具有螺旋卷曲的其它的网、片状物或具有卷曲数少于100个/2.54cm的螺旋卷曲的其它的网、片状物通过多个部分热粘接部形成一体,在部分热粘接部和部分热粘接部之间形成上述其它的网或片状物隆起的环状部的成型品。
此外,本发明涉及构成部件的热塑性复合连续纤维的表观长度为3~50mm的上述多个部件通过该各部件的一部分热粘接在作为基材的网或片状物上而成的成型品。
此外,进一步地,本发明涉及使用上述网、部件、成型品得到的制品。
本发明的纤维截面中复合成分的重心在该复合成分间相互不同的热塑性复合连续纤维在一个方向上排列构成的纤维束在开纤前的纤维束的状态下以高纤维密度的状态集束,对捆包容器的填充性、从捆包容器的曳起性优异。而且,在随后的开纤步骤中,由于因其纤维截面结构,表现出螺旋卷曲,所以开纤性优异。利用本发明的纤维束,通过拉伸、开纤,可以得到特别是手感优异、非常膨松,例如网密度为5~80分特/mm2的网。
本发明的纤维截面中复合成分的重心在该复合成分间相互不同的热塑性复合连续纤维在一个方向上排列构成的开纤网,由于热塑性复合连续纤维具有螺旋卷曲而膨松、手感优异。本发明的网还由于构成该网的热塑性复合连续纤维具有潜在卷曲性,具有2次加工适性。由此,本发明的网利用其膨松性、手感或其细小的螺旋卷曲的特性、以及潜在卷曲性,可以适合用于吸收体物品的表面层、擦拭部件、过滤器等中。由本发明的网可以制造柔软手感的制品,可以加工成纸尿片或卫生巾等吸收性物品的表面层、伤口垫或擦汗垫、敷药材料(ハツプ材)、吸收液体的片材、擦具或拖把等擦拭部件、气体过滤器、液体过滤器等制品。
附图说明
[图1]概要表示由实施例6得到的热处理前的部件的截面。
[图2]概要表示由实施例6得到的热处理后的部件的截面。
[图3]概要表示由实施例9得到的热处理前的部件的截面。
[图4]概要表示由实施例9得到的热处理后的部件的截面。
具体实施方式
以下根据发明的实施方式对本发明进行具体的说明。
本发明的纤维束的特征在于,是热塑性复合连续纤维在一个方向上排列构成的。
该热塑性复合连续纤维是将聚乙烯、聚丙烯、以丙烯为主体的与其它α烯烃的2~4元共聚物、聚甲基戊烯等聚烯烃,以尼龙-6、尼龙-66等为代表的聚酰胺类,以聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、共聚有间苯二甲酸等作为酸成分的低熔点聚酯、聚酯弹性体等为代表的聚酯类,氟类树脂等复合熔融纺丝而成的。对复合成分的种数不特别限定,可以为2种成分复合或3种成分以上复合。此外,上述热塑性树脂可以单独或2种以上混合使用。
从可以对构成纤维束的热塑性复合连续纤维赋予熔热接(ヒ—トシ—ル)等热粘接性方面考虑,存在熔点差的成分的复合是合适的,该熔点差优选为20℃以上,进一步优选为50℃以上。若熔点差为20℃以上则由于可以热粘接而不伴随高熔点成分的显著热收缩,所以优选。此外,若熔点差为50℃以上则由于可以设定进一步高的热粘接温度,例如实现熔热接时间的缩短,生产性提高,所以更优选。
此外,为了得到膨松的网,在卷曲步骤中不易产生粘着、通过开纤步骤中的拉伸处理易表现出螺旋卷曲的树脂构成是合适的。从上述方面考虑,优选形成纤维表面的热塑性树脂的结晶性高。即,聚乙烯中,与低密度聚乙烯或直链状低密度聚乙烯相比,优选使用高密度聚乙烯。此外,在聚丙烯类热塑性树脂的情况下,与以丙烯为主体的与其它α烯烃的2~4元共聚物相比,优选使用丙烯均聚得到的聚丙烯。
作为这种组合,可以举出高密度聚乙烯/聚丙烯、高密度聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯等。
对于该热塑性复合连续纤维的高熔点成分与低熔点成分的质量比,高熔点成分为10~90质量%、低熔点成分为90~10质量%,优选高熔点成分为30~70质量%、低熔点成分为70~30质量%。若高熔点成分为10质量%以上则由于熔热接等热粘接时该热塑性复合连续纤维不会过度收缩而可以粘接,所以优选。此外,若低熔点成分为10质量%以上则由于得到可以满意的热粘接强度而优选。若高熔点成分为10~90质量%、低熔点成分为90~10质量%则热粘接时的形态保持性与粘接强度的平衡优异,若高熔点成分为30~70质量%、低熔点成分为70~30质量%则平衡更优异。
构成本发明的纤维束的热塑性复合连续纤维的特征在于,纤维截面中复合成分的重心在该复合成分间相互不同。该热塑性复合连续纤维具有这种截面结构产生的潜在卷曲,通过拉伸处理或热处理等可以使其明显化。复合的形态只要是纤维截面中复合成分的重心相互不同则不特别限定,可以举出偏心皮芯型、并列型、3种成分以上的多层型等。其中,若考虑到纤维的手感或表面摩擦性、熔热接特性等,特别优选为偏心皮芯型。在为偏心皮芯型时,由于低熔点成分覆盖纤维表面,得到因低熔点成分实现的柔软手感,此外熔热接等热粘接性也优异。此外,对纤维截面形状不特别限定,可以为圆形、不规则形或中空,通过适当选择纺丝喷嘴的形状,可以形成各种截面形状。
该热塑性复合连续纤维的截面为偏心皮芯截面时,为高熔点成分的芯成分的偏心度优选为0.2以上,更优选为0.3以上。
其中,偏心度可以由纤维截面的显微镜拍摄照片等,通过下式算出。
偏心度(h)=d/r
r:整个纤维的半径
d:从整个纤维的中心点到芯成分的中心点的距离
偏心度可以通过熔融纺丝时使用的喷嘴的设计、所复合的热塑性树脂的种类、熔体流动速率、熔融纺丝时的温度条件等来控制,偏心度对通过纤维束开纤步骤中的拉伸实现的螺旋卷曲表现性有影响。由偏心度为0.2以上的热塑性复合连续纤维构成的纤维束,由于具有良好的螺旋卷曲表现性,开纤性、手感、膨松性优异,为0.3以上时特别优异。
本发明的纤维束可以由1种热塑性复合连续纤维构成或由2种以上热塑性复合连续纤维构成。由2种以上热塑性复合连续纤维构成时,对其混合的形态不特别限定,可以随机混合、在纤维束的宽度方向上排列混合或在纤维束的厚度方向上层压来混合。作为不同种类的热塑性复合连续纤维,可以举出树脂构成、截面形状、单丝纤度、单丝伸长率、卷曲数、偏心度、色调不同的热塑性复合连续纤维等。
在作为构成本发明纤维束的热塑性复合连续纤维的原料的热塑性树脂中,在不损害本发明效果的范围内,可以含有抗氧化剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、中和剂、成核剂、环氧稳定剂、润滑剂、抗菌剂、消臭剂、阻燃剂、抗静电剂、颜料、增塑剂和其它的热塑性树脂等。
对本发明的纤维束的制造方法举例说明。
在本发明的纤维束的制造中,一般使用常规的熔融复合纺丝机,作为复合纺丝喷嘴,可以使用惯用的并列型、偏心皮芯型或多层型等。纺丝温度优选为200~330℃,牵引速度为300~1500m/min左右即可。如此得到的未拉伸丝,捆束所需根数后导入到拉伸机中,进行适当拉伸和/或热处理,导入到随后的卷曲步骤中。其中,拉伸倍率通常优选为1.2~9.0倍左右。对拉伸温度和热处理温度不特别限定,可以在考虑拉伸步骤的稳定性、拉伸得到的热塑性复合连续纤维的热收缩特性或二次加工性等的基础上适当选择,但是通常优选为热塑性复合纤维彼此之间不熔合的范围内的高温。
适当选择纤维束的制造步骤中的各种条件,可以实现本发明纤维束中的热塑性复合连续纤维的规定单丝纤度和总纤度。
构成本发明纤维束的热塑性复合连续纤维的单丝纤度为0.5~100分特/f,优选为1.0~70分特/f,更优选为2.0~30分特/f。单丝纤度为0.5分特/f以上时,一根纤维具有的纤维强度高,开纤时的单丝断裂或起毛得到抑制,可以以高生产性进行开纤。此外,单丝纤度为100分特/f以下时,纤维束的集束性提高,可以抑制纤维束曳起时的纠结,开纤性也提高。若单丝纤度为1.0~70分特/f则得到更高水平的纤维强度、纤维束的集束性、开纤性,若为2.0~30分特/f则得到进一步高水平的纤维强度、纤维束的集束性、开纤性。
本发明纤维束的总纤度为1万~50万分特,优选为2万~30万分特,更优选为4万~20万分特。总纤度为1万分特以上时,由于构成纤维束的热塑性复合连续纤维的根数足够,集束性提高,开纤时不均的产生得到抑制。此外,总纤度为50万分特以下时,可以抑制纤维束的扭转、纠结、缠绕。因此,若总纤度为1万~50万分特则不会产生问题而可以进行稳定的加工。若为2万~30万分特,更优选为4万~20万分特则由于可以使加工速度进一步高速而优选。
构成本发明纤维束的热塑性复合连续纤维具有卷曲,其卷曲数为8~30个/2.54cm,优选为10~20个/2.54cm,更优选为12~18个/2.54cm。卷曲数为8个/2.54cm以上时,纤维束的集束性高,对捆包容器的填充性优异,从捆包容器曳起时,可以抑制纤维束缠绕或纤维间分裂解开等问题,不会对开纤步骤有不良影响。此外,卷曲数为30个/2.54cm以下时,热塑性复合连续纤维之间不会过度缠绕而开纤性降低,同样可以避免开纤步骤中的不良影响。此外,欲赋予30个/2.54cm以上的卷曲时,在卷曲步骤中,有必要对热塑性复合纤维施加过度的压力,存在卷曲的均匀性降低或产生纤维之间的粘着的可能性。卷曲的形状为山/谷状的锯齿卷曲、Ω型、螺旋型等,不特别限定,但是若考虑到纤维束的集束性、对捆包容器的填充性、从捆包容器的曳起性等,则特别优选为山/谷状的锯齿卷曲或Ω型。
对赋予卷曲的方法不特别限定,可以举出使用填塞箱型卷曲机的方法、通过利用高温高压蒸气或加热加压空气进行气体压入来进行的方法、以及将纤维束塞入高速卷曲机等一对高速旋转体之间并赋予卷曲的方法等。此外,通过上述卷曲赋予方法赋予锯齿卷曲后实施热处理,使卷曲产生微秒的变化,可以形成Ω型的卷曲。
构成本发明纤维束的热塑性复合连续纤维的纤维表面优选用纤维处理剂处理,对其附着量不特别限定,优选为0.01~1.5质量%。若纤维处理剂的附着量为0.01质量%以上,则充分发挥该纤维处理剂的功能。此外,若纤维处理剂的附着量为1.5质量%以下,则不会由于纤维处理剂导致的发粘等,在后面的开纤步骤中产生问题,所以优选。此外,对纤维处理剂的种类不特别限定,可以根据亲水性、防水性表现,摩擦降低,集束性等目的,选择各种纤维处理剂。特别是在日本特开2006-002329号公报中记载的通过赋予含有选自脱水山梨醇脂肪酸酯类和聚氧化烯烷基醚脂肪酸酯类中的至少一种作为主要成分的非离子性的纤维处理剂的热塑性复合连续纤维构成的纤维束的情况下,通过驻极体处理或摩擦处理等可以容易地使纤维带电,从而可以合适地用作尘土捕集性优异的擦具或过滤器的部件。
本发明纤维束如下定义的纤维束密度为100~2000分特/mm2,优选为200~1800分特/mm2,更优选为400~1500分特/mm2
纤维束密度=D1(W1×L1)
(D1:纤维束的总纤度(分特)、W1:开纤前的纤维束的宽度(单位mm)、L1:开纤前的纤维束的厚度(单位mm))
纤维束密度过小时,纤维束的集束性差,构成纤维束的纤维之间分裂,由此产生的单丝在单丝之间缠绕或产生纤维束之间的纠结或缠绕。它们即使捆包在捆包容器上后,例如由于输送或移动时的振动也会产生纤维束之间的纠结或缠绕。如此产生的纤维束之间的纠结或缠绕在纤维束的开纤步骤中,对从捆包容器曳起纤维束时的稳定性有不良影响。此外,构成纤维束的纤维之间的分裂有损纤维束的均匀开纤性,得不到具有均匀网密度和膨松性的网。为了避免这种问题,优选纤维束密度为100分特/mm2以上。另一方面,纤维束密度过大时,有可能不能得到由均匀赋予了卷曲的热塑性复合纤维构成的纤维束。此外,即使得到,在卷曲赋予步骤中,也会由于对热塑性复合纤维施加过度的压力,产生纤维间的粘着,仍然导致损害纤维束的均匀开纤性,得不到具有均匀的网密度和体积的网。为了避免这种问题,优选纤维束密度为2000分特/mm2以下。若纤维束密度为100~2000分特/mm2,则纤维束的集束性、从捆包容器的曳起性、纤维束的均匀开纤性良好,若为200~1800分特/mm2则更良好,若为400~1500分特/mm2则进一步优选。
纤维束密度虽然大大依赖于纤维束的总纤度和卷曲步骤中的卷曲赋予部分的容积,但是除此之外还依赖于卷曲步骤中赋予的实存卷曲数或随后的热处理温度等。即,通过适当选择这些条件,可以使纤维束密度在上述范围内。
本发明纤维束如下定义的开纤密度比为0.10以下,更优选为0.08以下,进一步优选为0.06以下。
开纤密度比=(网密度/纤维束密度)
(上述开纤密度比是对纤维束用夹送辊型开纤机,以速度25m/min、纤维束温度25℃、1.6倍拉伸开纤时的密度比,表示通过开纤实现的膨松化的程度。而且,上述开纤条件用于测定纤维束的开纤密度比,实际上将本发明的纤维束开纤得到网时的开纤条件不限于此,可以设定各种条件。)
纤维束密度=D1/(W1×L1)
网密度=D2/(W2×L2)
(D1:纤维束的总纤度(单位分特)、W1:开纤前的纤维束宽度(单位mm)、L1:开纤前的纤维束厚度(单位mm)、D2:网的总纤度(单位分特)、W2:网宽度(单位mm)、L2:网厚度(单位mm),上述纤维束密度和网密度都为25℃下测定的值)
纤维束的开纤密度比为0.10以下时,通过经过开纤步骤表现出螺旋卷曲,由纤维密度高的状态的纤维束得到纤维密度低的状态的膨松的网。即,开纤密度比小的纤维束,在纤维束的状态下由于以纤维密度高的状态集束,对捆包容器的填充性优异,可以效率优异地进行分配,而且可以抑制由于分配步骤中的振动等纤维束之间络合或纠结的不良问题的产生,由此,在开纤步骤中,从捆包容器曳起纤维束时的曳起性优异。进一步地,经过开纤步骤得到的网为纤维密度低的状态,膨松性或手感优异。若为开纤密度比为0.10以下的纤维束则充分发挥这种效果,若为0.08以下则效果更优异而优选,若为0.05以下则进一步优选。
本发明的纤维束,由于是复合成分的重心在该复合成分间相互不同的纤维截面结构等,具有上述数值范围的开纤密度比。
构成本发明的纤维束的热塑性复合连续纤维,优选伸长率为70%以上,更优选为90%以上。若热塑性复合连续纤维的伸长率增大则在将纤维束开纤的步骤中,例如即使以1.6倍以上的高倍率进行拉伸,也不会产生单丝断裂或随之产生的打卷等,可以以良好的操作性稳定地得到膨松的网。此外可以使开纤步骤的加工速度为高速、提高生产性。对使热塑性复合连续纤维的伸长率为70%以上、更优选为90%以上的方法不特别限定,但是在生产热塑性复合连续纤维时,以比其最大拉伸倍率(发生拉伸断裂的倍率)低的倍率进行拉伸的方法是简便的。对实际的拉伸倍率与最大拉伸倍率的比(实际的拉伸倍率/最大拉伸倍率)不特别限定,为0.4~0.7时,由于生产性不会大幅降低,可以提高得到的热塑性复合连续纤维的伸长率,所以优选。
对上述本发明由纤维截面中复合成分的重心在该复合成分间相互不同的热塑性复合连续纤维构成的纤维束实施拉伸,接着释放该拉伸张力,由此可以使因热塑性复合连续纤维的截面结构产生的潜在卷曲明显化,表现出螺旋状的立体卷曲。此时,通过螺旋卷曲表现产生的对厚度方向以及宽度方向的分散力作用于纤维束上,由此容积扩展,可以将纤维密度高的纤维束开纤成纤维密度低的网。如此得到的开纤网由于热塑性复合纤维具有螺旋卷曲,具有手感柔软、非常膨松等特征。
开纤步骤中的拉伸倍率优选为1.4~3.0倍,更优选为1.7~2.5倍。拉伸倍率过低时,仅通过构成纤维束的热塑性复合连续纤维的卷曲伸长,张力不会作用于热塑性复合连续纤维的纤维轴方向上,不会表现出螺旋卷曲或表现的程度不充分。由此得到的网的宽度小,此外网的膨松性或手感也有变差的趋势。为了避免这种问题,优选拉伸倍率为1.4倍以上。另一方面,拉伸倍率过高时,过度的张力作用于热塑性复合连续纤维上而产生单丝断裂或由此产生打卷。为了避免这种问题,优选拉伸倍率为3.0倍以下。若拉伸倍率为1.4~3.0则不会产生单丝断裂而表现出优异的螺旋卷曲,得到具有充分网宽和膨松、手感的网,若拉伸倍率为1.7~2.5倍,则由于拉伸速度即开纤步骤的作业线速度可以高速而特别优选。
对将本发明的纤维束拉伸进行开纤的方法不特别限定,可以举出例如,在存在速度差的辊间对纤维束施加张力后、使其弹性收缩、对卷曲提供伸长和收缩进行开纤的方法,使对轴方向以一定间隔形成在圆周方向上延伸的槽的螺纹辊旋转、对该辊的表面供给纤维束进行开纤的方法,对纤维束喷气进行开纤的方法等。其中,从可以对构成纤维束的热塑性复合连续纤维实施适当的拉伸方面考虑,特别优选为使用存在速度差的辊进行开纤的方法。对此时的辊速度比不特别限定,若为1.4~3.0则可以生产性优异地将本发明的纤维束开纤,此外,开纤得到的网表现出适当的螺旋卷曲,具有膨松、柔软手感,所以优选。
将本发明的纤维束拉伸进行开纤时,可以同时将多根纤维束开纤,此时,可以使用同一种类的纤维束或组合使用不同种类的纤维束。作为不同种类的纤维束,可以举出例如,树脂构成不同的纤维束、单丝纤度不同的纤维束、总纤度不同的纤维束、热塑性复合连续纤维的卷曲数不同的纤维束、纤维束密度不同的纤维束、热塑性复合连续纤维的芯成分的偏心度不同的纤维束等。
对将本发明的纤维束拉伸进行开纤时的纤维束的温度不特别限定,但是优选为20~120℃。若纤维束温度过低则由于拉伸而单丝易断裂,操作性降低。此外,若纤维束温度过高则热塑性复合连续纤维之间易粘着,操作性还是降低。若为20~120℃则能以可以充分满意的操作性水平进行开纤,在该范围内,可以根据要求的网的特性、制品的性能适当设定。例如,纤维束的温度为20~40℃时,通过拉伸实现的螺旋卷曲的表现显著,卷曲数多,得到细小的螺旋卷曲。40~80℃时,螺旋卷曲的表现为中等程度,得到手感优异、并且将网压缩除去负荷时的膨松回复性优异的网。80~120℃时,表现出间距大的螺旋卷曲,得到宽幅且膨松性充分的网。对将纤维束温度控制在上述温度区域的方法不特别限定,可以举出使纤维束通过调整为任意温度的箱内的方法,对纤维束吹任意温度的热风的方法,使纤维束与任意温度的热板或辊接触的方法等。
若如上所述将本发明的纤维束开纤则可以得到热塑性复合连续纤维在一个方向上排列构成的网。
本发明也涉及这种网,具体地说,本发明的网,是纤维截面中复合成分的重心在该复合成分间相互不同的单丝纤度为0.5~100分特/f的热塑性复合连续纤维在一个方向上排列构成的总纤度为1万~100万分特的网,该热塑性复合连续纤维具有卷曲数为10~100个/2.54cm的螺旋卷曲,由D2/(W2×L2)(D2:总纤度、W2:网宽度、L2:网厚度)定义的网密度为5~80分特/mm2。本发明的网中,构成纤维的表观纤维长度与该纤维长度方向的网的长度通常一致。其中,表观纤维长度或纤维的表观长度,与对纤维施加负荷拉伸卷曲的状态下的长度不同,指的是无负荷状态下的长度。
对作为本发明上述网的原料的纤维束的性状不特别限定,本发明的纤维束是其中之一,也可以将本发明纤维束以外的纤维束用作上述网的原料。
构成本发明网的热塑性复合连续纤维通过将热塑性树脂复合进行熔融纺丝来得到,对热塑性树脂的种类不特别限定,其中,可以举出作为构成纤维束的热塑性复合连续纤维的成分所举出的上述树脂组。对复合成分的种数不特别限定,可以为2种成分复合或3种成分以上复合。此外,上述热塑性树脂可以单独或2种以上混合使用。从可以对构成网的纤维束赋予熔热接等热粘接性方面考虑,存在熔点差的成分的复合是合适的,该熔点差优选为20℃,进一步优选为50℃以上。若熔点差为20℃以上则可以热粘接而不会伴随高熔点成分的显著热收缩,所以优选。此外,若熔点差为50℃以上则由于可以设定更高的热粘接温度,例如实现熔热接时间的缩短,生产性提高,所以更优选。此外,从得到作为本发明特征的膨松的网方面考虑,在卷曲步骤中不易产生粘着、通过开纤步骤中的拉伸处理易表现出螺旋卷曲的树脂构成是合适的,从上述方面考虑,优选形成纤维表面的热塑性树脂的结晶性高。即,聚乙烯中,与低密度聚乙烯或直链状低密度聚乙烯相比,优选使用高密度聚乙烯。此外,在聚丙烯类热塑性树脂的情况下,与以丙烯为主体的与其它α烯烃的2~4元共聚物相比,优选使用丙烯均聚得到的聚丙烯。
作为这种组合,可以举出高密度聚乙烯/聚丙烯、高密度聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯等。
对构成本发明网的热塑性复合连续纤维的高熔点成分与低熔点成分的质量比不特别限定,其中可以举出作为构成纤维束的热塑性复合连续纤维的高熔点成分与低熔点成分的质量比所举出的上述质量比范围。
在作为构成本发明网的热塑性复合连续纤维的原料的热塑性树脂中,在不损害本发明效果的范围内,可以含有抗氧化剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、中和剂、成核剂、环氧稳定剂、润滑剂、抗菌剂、消臭剂、阻燃剂、抗静电剂、颜料、增塑剂和其它的热塑性树脂等。
构成本发明网的热塑性复合连续纤维优选的单丝纤度为0.5~100分特/f,更优选为1.0~70分特/f,进一步优选为2.0~30分特/f。单丝纤度为0.5分特/f以上时,一根纤维具有的纤维强度足够高,将网切断或实施熔热接加工来加工成制品时,可以抑制单丝断裂或起毛。此外,单丝纤度为100分特/f以下时,构成网的纤维根数足够多,膨松性充分,此外纤维柔软且网的手感也柔软,所以可以用于广泛的用途中。若单丝纤度为0.5~100分特/f则可以同时满足膨松性或手感等网物性和将网加工成制品时的生产性,若为1.0~70分特/f则可以以高水平满足上述要求,若为2.0~30分特/f则可以以更高水平满足上述要求。
本发明网的总纤度优选为1万~100万分特,更优选为2万~60万分特,进一步优选为4万~40万分特。网的总纤度为1万分特以上时,构成网的热塑性复合连续纤维的根数充分,网的膨松性或丰满感充分。另一方面,网的总纤度为100万分特以下时,总纤度不会过大,可以保持与成本相匹配的膨松性或丰满感的提高效果。而且,本发明的网可以将1根纤维束开纤来得到或分别将多根纤维束开纤、将它们重叠或排列来得到。换而言之,例如欲得到总纤度为30万分特的网时,可以将1根总纤度为30万分特的纤维束开纤来得到或分别将3根总纤度为10万分特的纤维束开纤、将它们在厚度方向上重叠或在宽度方向上排列来得到。
本发明的网通过同时将多根纤维束开纤来得到时,可以使用同一种类的纤维束或组合使用不同种类的纤维束。作为不同种类的纤维束,可以举出例如,树脂构成不同的纤维束、单丝纤度不同的纤维束、总纤度不同的纤维束、热塑性复合连续纤维的卷曲数不同的纤维束、纤维束密度不同的纤维束、热塑性复合连续纤维的芯成分的偏心度不同的纤维束等。
构成本发明网的热塑性复合连续纤维具有螺旋卷曲,其优选的卷曲数为10~100个/2.54cm,进一步优选为15~80个/2.54cm。螺旋卷曲的卷曲数为10个/2.54cm以上时,通过充分的卷曲数,手感柔软,此外例如加工成擦拭部件时,尘土的保持性优异。此外,卷曲数为100个/2.54cm以下时,纤维之间不会由于卷曲而过度缠绕、纤维1根1根的解除性欠缺,可以保持良好的手感。卷曲数为15~80个/2.54cm时,由于网的手感特别优异而优选。
本发明网的如下定义的网密度为5~80分特/mm2,优选为10~50分特/mm2
网密度=D2(W2×L2)
(D2:总纤度(分特)、W2:网宽度(单位mm)、L2:网厚度(单位mm))
网密度为5分特/mm2以上时,单位体积的纤维的根数充分,丰满感充分。此外,网密度为80分特/mm2以下时,单位体积的纤维根数不会比必要根数多,可以保持柔软的手感。网密度为10~50分特/mm2时,由于网的膨松性或丰满感、手感的平衡优异而特别优选。
构成本发明网的热塑性复合连续纤维的特征在于,纤维截面中复合成分的重心在该复合成分间相互不同。该热塑性复合连续纤维具有因这种截面结构所导致产生的潜在卷曲,通过使其明显化,表现出螺旋卷曲,可以实施改变网的结构或手感的2次加工。例如,若暴露于水蒸气、热风下或浸渍在热水中等施加热则由于各复合成分的热收缩差,表现出进一步细小的螺旋卷曲,纤维收缩。利用弹性收缩率差,也可以同样地使纤维收缩。复合的形态只要是纤维截面中复合成分的重心相互不同则不特别限定,可以举出偏心皮芯型、并列型、3种成分以上的多层型等。其中,若考虑到纤维的手感或表面摩擦性、熔热接特性等,特别优选为偏心皮芯型。在为偏心皮芯型时,由于低熔点成分完全覆盖纤维表面,得到因低熔点成分实现的柔软手感,此外熔热接等热粘接性也优异。此外,对纤维截面形状不特别限定,可以为圆形、不规则形或中空,通过适当选择纺丝喷嘴的形状,可以形成各种截面形状。
该热塑性复合连续纤维的截面为偏心皮芯截面时,为高熔点成分的芯成分的偏心度优选为0.2以上,更优选为0.3以上。偏心度的定义如上所述。
偏心度可以通过熔融纺丝时使用的喷嘴的设计、所复合的热塑性树脂的种类、熔体流动速率、熔融纺丝时的温度条件等来控制。若偏心度小于0.2则螺旋卷曲的表现大多不充分,此外,热收缩等2次加工性有变差的趋势。由此,构成本发明网的该热塑性复合连续纤维的截面为偏心皮芯截面时,为了使该网具有适当的卷曲表现性以及2次加工性,其偏心度优选为0.2以上,若为0.3以上则由于进一步发挥充分的效果而更优选。
构成本发明网的热塑性复合连续纤维具有螺旋卷曲,由此网表现出良好的膨松性和手感。进一步地,该热塑性复合连续纤维由于具有潜在卷曲性,网也具有各种2次加工适性。利用这种特性,可以将本发明的网加工成各种制品。作为制品,可以举出纸尿片或卫生巾等吸收性物品的表面层、伤口垫或擦汗垫、敷药材料、吸收液体的片材、擦具或拖把等擦拭部件、气体过滤器、液体过滤器等,但是不特别限于此处所举出的制品。
对由本发明的网得到上述制品的方法不特别限定。例如,可以将由热塑性复合连续纤维构成的本发明的网切断成所需的纤维长,得到制品部件,对其进一步进行加工制成制品。对构成此时的部件的网的纤维长不特别限定,但是根据其用途或加工性例如切断成500mm以下的长度来使用。由本发明网构成的部件,构成该部件的热塑性复合连续纤维的表观纤维长度与部件的长度相同,即热塑性复合连续纤维的两末端仅存在于部件的两端。由此,本发明的网以及部件具有柔软的手感而无因纤维末端导致的针扎感,适合用于卫生材料的表面材料等。此外,对本发明的网和部件实施压花热处理或部分熔热接处理时,由于纤维长度与网和部件的长度相同且纤维在一个方向上排列,可以抑制未粘接的热塑性复合纤维的脱落,同时降低压花点或熔热接部的面积率,可以不损害膨松性或柔软性而加工成制品。即,例如对使用纤维长度为38mm的切段纤维通过梳理法得到的网和部件实施压花热处理或部分熔热接热处理时,为了防止热塑性复合纤维的脱落,换而言之为了不产生未粘接的热塑性复合纤维,有必要在纤维排列方向上以至少38mm以下的间隔实施该热处理,与此相对地,利用本发明的网和部件时,可以使该热处理的间隔充分增大。
通过对本发明的网实施热处理,得到下述网,该网的特征在于,是纤维截面中复合成分的重心在该复合成分间相互不同的单丝纤度为0.5~100分特/f的热塑性复合连续纤维在一个方向上排列构成的总纤度为1万~100万分特的网,该热塑性复合连续纤维具有卷曲数超过100个/2.54cm的螺旋卷曲,由D2/(W2×L2)(D2:总纤度、W2:网宽度、L2:网厚度)定义的网密度为10~100分特/mm2。即,得到通过热处理表现出极其细小的螺旋卷曲、通过该螺旋卷曲的伸缩力在纤维排列方向上具有伸缩性的伸缩性网。若对该伸缩性网实施压花热处理或部分熔热接处理则得到片状的伸缩性部件。该伸缩性网和伸缩性部件兼具柔软手感和良好的伸缩性,例如适合用于敷药材料或纸尿片的腰部材料等中。对伸缩性网实施的压花点或熔热接部的面积率不特别限定,但是为了兼具柔软手感和良好的伸缩性,优选为20%以下,更优选为10%以下。此外,对压花点或熔热接部的形状或排列不特别限定,可以适当选择。
对伸缩性网和伸缩性部件的伸张回复率不特别限定,但是优选为60%以上,更优选为80%以上。若伸张回复率为60%以上则可以得到利用该伸张特性的成型品、制品,若伸张回复率为80%以上则可以得到更高水平的成型品、制品。为了提高伸张回复率,优选螺旋卷曲的卷曲数多。若至少具有卷曲数超过100个/2.54cm的螺旋卷曲则表现出上述伸张回复率,若卷曲数为150个/2.54cm以上则由于表现出更高的伸张回复率而更优选。对卷曲数的上限不特别限定,若优先考虑所得到的伸缩性网和伸缩性部件的手感的柔软性,则优选为250个/2.54cm以下。对得到伸缩性网和伸缩性部件时的热处理方法不特别限定,可以使用热风、水蒸气、温水等任意加热介质,但是使用热风时由于得到柔软性优异的伸缩网和伸缩部件而优选。对热处理温度也不特别限定,但是优选为80~125℃,更优选为100~120℃。若热处理温度为80℃以上则由于在短的热处理时间内,即以高生产性表现出适当的螺旋卷曲,得到伸缩性网和伸缩性部件,所以优选。此外,若热处理温度为125℃以下则不会由于加热固化导致网的手感降低而表现出适当的螺旋卷曲,得到伸缩性网和伸缩性部件,所以优选。热处理温度为100~120℃时,由于得到网的手感和生产性的良好平衡而更优选。
对由本发明的网得到上述部件和制品的方法不特别限定,例如可以将多个网在厚度方向上重叠来得到或将多个网在横方向上排列来得到。组合的网可以是同种类或不同种类,可以组合网和其它的材料、例如粉碎纸浆或高吸收性树脂,天然纤维的网,膜或无纺织物等片状物,开孔无纺织物或网等通气、通液性片,单丝或氨纶等纤维状物。即,例如可以在网上附着液体石蜡等风尘捕获加工剂后,层压膜或纺粘型无纺织物等片状物和网,通过熔热接处理使其部分热粘接得到制品。
通过实施热处理得到的上述网的特征在于,是上述纤维截面中复合成分的重心在该复合成分间相互不同的单丝纤度为0.5~100分特/f的热塑性复合连续纤维在一个方向上排列构成的总纤度为1万~100万分特的网,该热塑性复合连续纤维具有卷曲数超过100个/2.54cm的螺旋卷曲,由D2/(W2×L2)(D2:总纤度、W2:网宽度、L2:网厚度)定义的网密度为10~100分特/mm2。将该通过实施热处理得到的网与不具有螺旋卷曲的其它的网、片状物或与上述网相比具有少的螺旋卷曲的其它的网、片状物,通过多个部分热粘接部形成一体,在部分热粘接部和部分热粘接部之间,形成上述其它的网或片状物隆起的环部得到成型品,该成型品兼具伸缩性和表面凹凸结构,适合用作擦具或拖把等的擦拭部件、卫生材料等的表面材料。
该成型品如下得到:将本发明的纤维截面中复合成分的重心在该复合成分间相互不同的单丝纤度为0.5~100分特/f的热塑性复合连续纤维在一个方向上排列构成的总纤度为1万~100万分特、其中所述热塑性复合连续纤维具有卷曲数10~100个/2.54cm的螺旋卷曲,网密度为5~80分特/mm2的网作为第1层,层压通过后面的热处理不表现出螺旋卷曲的其它的网、片状物或可以表现出卷曲数小于10个/2.54cm的螺旋卷曲的其它的网、片状物至少1层,对其实施压花热处理或部分熔热接处理等形成一体,对其进行热处理,由此得到上述成型品。即,若对它们进行热处理则第1层因其截面形状产生通过螺旋卷曲表现实现的表观长度的显著收缩,与此相对地,层压在第1层上的其它的网或片状物的层由于与第1层相比不收缩,因两层的热收缩差,形成上述其它的网或片状物的层隆起的环部。对将各层形成一体时的压花点或熔热接部的面积率不特别限定,若考虑到成型品的手感、伸缩性则优选为20%以下,更优选为10%以下。若粘接部的面积率为20%以下则由于表现出柔软的手感和良好的伸缩性而优选,若为10%以下则由于表现出更高水平的柔软性和伸缩性而优选。对压花点或熔热接部的形状或图案不特别限定,可以根据欲得到的凹凸结构的尺寸、排列等适当选择。对形成环部时的热处理方法不特别限定,可以使用热风、水蒸气、温水等任意加热介质,但是为了使凹凸结构的对比鲜明,优选使用热风、增大凸部的隆起。此外,对形成环部时的热处理温度也不特别限定,但是与上述同样地,优选为80~125℃,更优选为100~120℃。若热处理温度为80℃以上则由于在短的热处理时间内即以高生产性表现出适当的螺旋卷曲,得到形成有网或片状物隆起的环部的成型品,所以优选。此外,若热处理温度为125℃以下则不会由于加热固化导致网的手感降低,表现出适当的螺旋卷曲,得到形成有网或片状物隆起的环部的成型品,所以优选。热处理温度为100~120℃时,由于得到网的手感和生产性的良好平衡而更优选。
对其它的网或片状物不特别限定,可以举出通过纺粘、熔喷、梳理、气流成网、抄浆等得到的网,或对它们实施热处理、胶乳处理、水刺或针刺等交织处理得到的无纺织物,对网或无纺织物实施开孔处理得到的开孔无纺织物,以及膜、网状物、织物、编织布等。
成型品,其特征在于,将使用下述网得到的纤维的表观长度为3~50mm的多个部件通过该各部件的一部分热粘接在作为基材的网或片状物上,所述网的特征在于,是纤维截面中复合成分的重心在该复合成分间相互不同的单丝纤度为0.5~100分特/f的热塑性复合连续纤维在一个方向上排列构成的总纤度为1万~100万分特的网,该热塑性复合连续纤维具有卷曲数超过100个/2.54cm的螺旋卷曲,由D2/(W2×L2)(D2:总纤度、W2:网宽度、L2:网厚度)定义的网密度为10~100分特/mm2。该成型品由于在作为基材的网或片状物的表面上隆起形成凸部,进一步地,形成该凸部的部件由于具有极其细小的螺旋卷曲,例如对沙尘等粒径大的尘土的捕集性优异,适合用作擦具或拖把等的擦拭部件。
该成型品如下得到:将本发明的纤维截面中复合成分的重心在该复合成分间相互不同的单丝纤度为0.5~100分特/f的热塑性复合连续纤维在一个方向上排列构成的总纤度为1万~100万分特、其中所述热塑性复合连续纤维具有卷曲数10~100个/2.54cm的螺旋卷曲、网密度为5~80分特/mm2的网,和作为基材的网或片状物层压,对其实施压花热处理或部分熔热接处理等形成一体后,在压花点或熔热接部之间,将由纤维截面中复合成分的重心在该复合成分间相互不同的热塑性复合连续纤维构成的网切断,对其进行热处理使该切断的网热收缩,由此得到上述成型品。通过热处理,构成该切断网的热塑性复合纤维,因其截面形状产生显著细小的螺旋卷曲,表观长度缩短。此时,由于三维表现螺旋卷曲,该切断网大多在作为基材的网或片状物的表面上以立起的形式收缩,形成凸部。进一步地,将该成型品的凸部作为擦拭面擦拭地板等时,通过与地板的摩擦,凸部隆起,形成更显著的凸部。
切断热塑性复合连续纤维的部位,只要是压花点或熔热接部等粘接部之间则不特别限定,可以为粘接部的中间位置或与粘接部相邻的位置。在中间位置切断时,在该粘接部的两边附近形成2个凸部,在相邻位置切断时,在该粘接部的一边附近形成1个凸部。对由从粘接部到切断位置的长度与从热处理后的粘接部到切断的端部的长度定义的收缩率((从粘接部到切断位置的长度-从热处理后的粘接部到切断的端部的长度)/从粘接部到切断位置的长度)×100)不特别限定,但是优选为30%以上,更优选为50%以上。若为30%以上则形成明显的凸部,若为50%以上则形成充分的凸部。该热处理后的切断网的表观长度(从热处理后的切断的端到端的长度)通常为3~50mm是合适的。
对压花或熔热接等粘接部的面积率不特别限定,但是为了使成型品的手感柔软,并增大成型品单位面积的凸部的面积,优选为20%以下,更优选为10%以下。若粘接部的面积率为20%以下则由于维持柔软的手感,每单位面积具有多的凸部而优选,若为10%以下则表现出更高水平的柔软性,此外每单位面积的凸部面积进一步多,所以优选。对压花点或熔热接部的形状或图案不特别限定,可以考虑到欲得到的凸部的尺寸、排列等来适当选择。对形成凸部时的热处理方法不特别限定,可以使用热风、水蒸气、温水等任意加热介质,但是为了使凸部立起增大,优选使用热风来增大凸部的隆起。
对形成凸部时的热处理温度也不特别限定,为了形成明显的凸部,优选增大上述由从粘接部到切断位置的长度与热处理后的切断网的表观长度定义的收缩率,作为这种热处理温度,优选为80~125℃,更优选为100~120℃。与上述同样地,若热处理温度为80℃以上则由于在短的热处理时间内,即以高生产性表现出适度的螺旋卷曲,得到形成从作为基材的网或片状物明显地隆起的凸部的成型品,所以优选。此外,若热处理温度为125℃以下则不会由于加热固化导致网的手感降低而表现出适度的螺旋卷曲,得到形成从作为基材的网或片状物明显地隆起的凸部的成型品,所以优选。热处理温度为100~120℃时,由于得到网的手感和生产性的良好平衡而更优选。
对作为基材的网或片状物不特别限定,可以举出通过纺粘、熔喷、梳理、气流成网、抄浆等得到的网,或对它们实施热处理、胶乳处理、水刺或针刺等交织处理得到的无纺织物,对网或无纺织物实施开孔处理得到的开孔无纺织物,以及膜、网状物、织物、编织布等。
对由上述本发明的部件或成型品得到制品的方法不特别限定,例如可以将多个部件或成型品组合来得到制品,该组合的部件或成型品可以是同种类或不同种类。此外,可以将本发明的部件或成型品与其它的材料组合来得到制品。作为其它的材料,可以举出上述粉碎纸浆或高吸收性树脂,天然纤维的网,膜或无纺织物等片状物,开孔无纺织物或网等通气、通液性片,单丝或氨纶等纤维状物等。
[实施例]
以下,通过实施例对本发明进行具体的说明,但是本发明不被这些实施例所限定。而且,实施例中表示的物性值的测定方法或定义如下所示。
(1)单丝纤度
根据JIS-L-1015进行测定。
(2)单丝伸长率
根据JIS-L-1015进行测定。
(3)总纤度
由构成纤维束或网的热塑性复合连续纤维的构成根数和单丝纤度计算。
(4)卷曲数
对赋予了卷曲的拉伸丝和构成网的热塑性复合连续纤维,根据JIS-L-1015进行测定。
(5)纤维束密度和网密度
由纤维束或网的宽度和厚度、热塑性复合连续纤维的构成根数计算。
纤维束和网的厚度使用Kato Tech株式会社制的“KES-G5:Handy压缩试验机”,在0.5gf/cm2的压缩负荷下进行测定。
(6)偏心度
用显微镜拍摄纤维截面,通过下式计算。
偏心度(h)=d/r
r:整个纤维的半径
d:从整个纤维的中心点到芯成分的中心点的距离
(7)纤维束的集束性
对纤维束1m观察纤维束的分裂状态和部位。判定基准是,产生纤维束的分裂并完全分离的部位为0~1个时为良好,为2个以上时为不良。
(8)曳起性
将纤维束撒入50×50×50cm的捆包容器中,在10kg、5分钟的条件下施加负荷后除去负荷。将该纤维束以15m/min的速度向上方垂直曳起,观察此时纤维束之间的纠结或缠绕的产生情况。在5分钟内产生不良问题的次数为0~1次时判定为良好,2次以上时判定为不良。
(9)纤维束的开纤试验
利用夹送辊型开纤机,通过辊间的速度差拉伸纤维束,释放该拉伸张力,由此将纤维束开纤得到网。作业线终速度为25m/min。
(10)热处理网和部件的伸张回复率
切出纤维排列方向上长度为150mm、宽度为50mm的试验片,使用岛津制作所株式会社制的拉伸试验机Autograph AG-G。将卡盘间设定为100mm,固定试验片。以100mm/min的拉伸速度伸张至100%后,以相同的速度返回,施加在试验片上的负荷为0。此后立即以相同的速度再次伸张至100%,再次开始施加负荷时的伸长长度计为Lmm,根据下式计算。
100%伸张时的伸张回复率={(100-L)/100}×100
[实施例1]
纤维束的制造
以高密度聚乙烯作为皮成分,以聚对苯二甲酸乙二醇酯作为芯成分,以体积比50:50复合,使用偏心皮芯喷嘴进行熔融纺丝,得到7.0分特的未拉伸丝。捆束该未拉伸丝2.5万根,将其用加热至60℃的热辊拉伸机拉伸至2.0倍,然后用20mm宽的高速卷曲机赋予15.2个/2.54cm的卷曲后在100℃下进行干燥热处理,得到单丝纤度为3.5分特/f、总纤度为86940分特的纤维束。该纤维束的纤维束密度为960分特/mm2,集束性、曳起性都良好。将其在25℃下以1.6倍开纤后,热塑性复合连续纤维表现出螺旋卷曲,在宽度方向上均匀扩展,开纤密度比为0.06。
[实施例2]
纤维束的制造
将高密度聚乙烯和聚丙烯以体积比60:40复合,使用并列喷嘴进行熔融纺丝,得到14.7分特的未拉伸丝。捆束该未拉伸丝1.1万根,将其用加热至90℃的热辊拉伸机拉伸至3.0倍,然后用20mm宽的高速卷曲机赋予14.0个/2.54cm的卷曲后在100℃下进行干燥热处理,得到单丝纤度为4.9分特、总纤度为51842分特的纤维束。该纤维束的纤维束密度为550分特/mm2,集束性、曳起性都良好。将其在25℃下以1.6倍开纤后,热塑性复合连续纤维表现出螺旋卷曲,在宽度方向上均匀扩展,开纤密度比为0.09。
[实施例3]
纤维束的制造
以聚丙烯作为皮成分,以聚对苯二甲酸乙二醇酯作为芯成分,以体积比50:50复合,使用偏心皮芯喷嘴进行熔融纺丝,得到15.6分特的未拉伸丝。捆束该未拉伸丝1.2万根,将其用加热至120℃的热辊拉伸机拉伸至2.6倍,然后用27mm宽的填塞箱型卷曲机赋予17.2个/2.54cm的卷曲后在100℃下进行干燥热处理,得到单丝纤度为6.0分特、总纤度为74520分特的纤维束。该纤维束的纤维束密度为710分特/mm2,集束性、曳起性都良好。将其在25℃下以1.6倍开纤后,热塑性复合连续纤维表现出螺旋卷曲,在宽度方向上均匀扩展,开纤密度比为0.08。
[实施例4]
纤维束的制造
以高密度聚乙烯作为皮成分,以聚对苯二甲酸乙二醇酯作为芯成分,以体积比60:40复合,使用偏心皮芯喷嘴进行熔融纺丝,得到57.2分特的未拉伸丝。捆束该未拉伸丝2.5万根,将其用加热至60℃的热辊拉伸机拉伸至2.2倍,然后用20mm宽的高速卷曲机赋予8.9个/2.54cm的卷曲后在100℃下进行干燥热处理,得到单丝纤度为26分特、总纤度为74360分特的纤维束。该纤维束的纤维束密度为1180分特/mm2,集束性、曳起性都良好。将其在25℃下以1.6倍开纤后,热塑性复合连续纤维表现出螺旋卷曲,在宽度方向上均匀扩展,开纤密度比为0.02。
[实施例5]
纤维束的制造
首先,将高密度聚乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯以体积比50:50复合,使用并列喷嘴进行熔融纺丝,得到6.9分特的未拉伸丝:A。然后,以高密度聚乙烯作为皮成分,以聚对苯二甲酸乙二醇酯作为芯成分,以体积比55:45复合,使用偏心皮芯喷嘴进行熔融纺丝,得到33.6分特的未拉伸丝:B。将捆束2.2万根该未拉伸丝:A得到的纤维束和捆束0.28万根未拉伸丝:B得到的纤维束在厚度方向上层压,用加热至80℃的热辊拉伸机拉伸至2.1倍,然后用20mm宽的高速卷曲机赋予卷曲后在100℃下进行干燥热处理。A的单丝纤度为3.3分特、卷曲数为13.5个/2.54cm,B的单丝纤度为16.0分特、卷曲数为12.0个/2.54cm。而且,纤维束的总纤度为115590分特。该纤维束的纤维束密度为1500分特/mm2,集束性、曳起性都良好。将其在25℃下以1.6倍开纤后,热塑性复合连续纤维表现出螺旋卷曲,在宽度方向上均匀扩展,开纤密度比为0.05。
[比较例1]
除了使用同心皮芯喷嘴之外,与实施例1同样地操作得到未拉伸丝。将其与实施例1同样地拉伸,得到单丝纤度为3.5分特、卷曲数为15.6分特、总纤度为87500分特的纤维束。该纤维束的纤维束密度为990分特/mm2,集束性、曳起性都良好。将其在25℃下以1.6倍开纤后,在宽度方向上扩展。但是,实施例1中通过表现出螺旋卷曲来扩大宽度,与此相对地,比较例1中是通过锯齿卷曲的伸缩力来扩大宽度的情况。可能是由于该影响,得到的网的宽度、厚度都比实施例1小,开纤密度比为0.13。
[比较例2]
将高密度聚乙烯和聚丙烯以体积比40:60复合,使用并列喷嘴进行熔融纺丝,得到12.0分特的未拉伸丝。捆束该未拉伸丝2.5万根,将其用加热至90℃的热辊拉伸机拉伸至3.0倍,不经过卷曲步骤进行牵引。得到单丝纤度为4.0分特、总纤度为99360分特的纤维束。由于不经过卷曲步骤,实质上不卷曲,但是可见波状的间距大的卷曲。该纤维束的集束性显著降低,纤维束的宽度和厚度不恒定,因此纤维束密度不能测定。若欲将其从捆包容器曳起,则多发生纤维束之间的纠结或缠绕。将其在25℃下以1.6倍开纤后,热塑性复合连续纤维虽然表现出螺旋形卷曲,在宽度方向上扩展,但是其宽度不恒定,此外存在在宽度方向上纤维交叉的部分,均匀性差。
[比较例3]
以高密度聚乙烯作为皮成分,以聚对苯二甲酸乙二醇酯作为芯成分,以体积比50:50复合,使用偏心皮芯喷嘴进行熔融纺丝,得到14.0分特的未拉伸丝。捆束该未拉伸丝3.7万根,将其用加热至60℃的热辊拉伸机拉伸至2.8倍,然后用20mm宽的高速卷曲机赋予13.2个/2.54cm的卷曲后在100℃下进行干燥热处理,得到单丝纤度为5.0分特、总纤度为186300分特的纤维束。该纤维束的纤维束密度为2060分特/mm2,虽然集束性无问题,但是纤维束有硬结感,发现在一部分上热塑性复合纤维之间粘着的部分。确认曳起性后可知,可能由于该粘着部,经常产生纠结或缠绕。将其在25℃下以1.6倍开纤后,热塑性复合连续纤维表现出螺旋卷曲,在宽度方向上扩展,但是热塑性复合连续纤维之间的粘着产生的部分不开纤,开纤宽度不稳定并且缺乏均匀性。
[比较例4]
将高密度聚乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯以体积比50:50复合,使用并列喷嘴进行熔融纺丝,得到250分特的未拉伸丝。捆束该未拉伸丝3.7万根,将其用加热至60℃的热辊拉伸机拉伸至2.1倍,然后用27mm宽的填塞箱型卷曲机赋予7.8个/2.54cm的卷曲后在100℃下进行干燥热处理,得到单丝纤度为120分特、总纤度为115200分特的纤维束。该纤维束的纤维束密度为1200,但是热塑性复合连续纤维的单丝纤度大、此外卷曲数过少,为7.8个/2.54cm,所以集束性差,在纤维束上见到大量分裂。确认曳起性后可知,该纤维束的分裂部分多产生纠结或缠绕。此外,该分裂部分也引起开纤不良问题,开纤宽度不稳定,网缺乏均匀性。
[比较例5]
按照日本特开平9-273037号公报的实施例6中记载的方法,以熔点为135℃的丙烯-乙烯-丁-1-烯无规共聚物作为皮成分,以聚丙烯作为芯成分,以体积比50:50复合,使用偏心皮芯喷嘴进行熔融纺丝,得到6.2分特的未拉伸丝。
捆束该未拉伸丝2.5万根,将其用加热至70℃的热辊拉伸机拉伸至2.8倍,然后用27mm宽的填塞箱型卷曲机赋予18.0个/2.54cm的卷曲后在60℃下进行干燥热处理,得到单丝纤度为2.2分特、总纤度为54648分特的纤维束。该纤维束的纤维束密度为510分特/mm2,集束性、曳起性都无问题。但是可见在纤维束的一部分上热塑性复合纤维之间显著粘着。该粘着可能由于卷曲步骤中的压力而产生,认为高摩擦性、低熔点的丙烯-乙烯-丁-1-烯无规共聚物为其原因。此外,采用日本特开平9-273037号公报中记载的对即将导入卷曲机前的丝束(纤维束)喷水分的方法后,可以改善粘着的程度。将如此抑制粘着得到的纤维束在25℃下以1.6倍开纤后,热塑性复合连续纤维的一部分表现出螺旋卷曲,但是大部分未表现出螺旋卷曲,开纤密度比为0.14,仅通过开纤步骤不能得到均匀且膨松的网。而且,观察未表现出螺旋卷曲的部分,发现虽然弱但是纤维束之间粘着。对于该现象也认为高摩擦性、低熔点的丙烯-乙烯-丁-1-烯无规共聚物为其原因。
[实施例6]
网的制造和擦具的制造
将实施例1的纤维束在25℃下以2.0倍开纤后,得到单丝纤度为3.2分特、总纤度为79488分特的网。网密度为17分特/mm2,开纤密度比为0.02。构成网的热塑性复合连续纤维表现出卷曲数为32个/2.54cm的细小螺旋卷曲,为非常柔软的触感和手感。
将其层压到纺粘型无纺织物上,在网的宽度方向上以50mm间隔实施5mm宽度的熔热接。熔热接部的面积率为9%。然后,在熔热接部与熔热接部之间、即50mm间隔的中央部分将构成网的热塑性复合连续纤维切断,得到图1所示的部件。进一步地,使其起毛试制作擦具。该擦具具有柔软手感,例如适于除去玩偶、键盘的间隙等细小凹凸部的尘埃。
此外,对在上述熔热接部与熔热接部之间、即50mm间隔的中央部分将构成网的热塑性复合连续纤维切断得到的部件在100℃的烘箱中进行热处理2分钟,热塑性复合纤维上表现出螺旋卷曲,使网收缩,得到图2所示的部件。通过热收缩,卷曲数增大至120个/2.54cm,此外网密度变为35分特/mm2。网的收缩率为56%,此外相对于作为基材的纺粘型无纺织物层以45度的角度隆起,形成凸部。将该凸部作为擦拭面前后擦拭地板后,通过与地板的摩擦凸部进一步隆起,与纺粘型无纺织物的层的角度变为70度。通过该凸部的隆起,尘土的捕集性提高,沙尘等粒径大的尘土被大量捕集。
[实施例7]
网的制造和吸收体的制造
将实施例2的纤维束在30℃下以1.8倍开纤后,得到单丝纤度为4.6分特、总纤度为48668分特的网。网密度为26分特/mm2,开纤密度比为0.05。构成网的热塑性复合连续纤维表现出卷曲数为68个/2.54cm的螺旋卷曲,非常柔软、膨松。将该网层压到纸浆吸收体和第二片之上,将两端熔热接形成一体,试制餐巾吸收体。该吸收体的肌肤触感非常柔软。
此外,将该网在120℃的烘箱中进行热处理1分钟后,构成网的热塑性连续复合纤维表现出显著细小的螺旋卷曲,在纤维排列方向上收缩。通过该热处理收缩的网的热塑性复合连续纤维的卷曲数为170个/2.54cm,网密度为80分特/mm2。该网具有良好的伸缩性,100%伸张时的伸张回复率为85%。进一步地,使该伸缩性网通过面积率为8%的压花辊,得到伸缩性部件。该部件在100%伸张时的伸缩回复率为70%,具有良好的伸缩性,可以适合用作敷药材料的基材。
[实施例8]
网的制造和吸收体的制造
将实施例4的纤维束在50℃下以2.8倍开纤后,得到单丝纤度为20.0分特、总纤度为57200分特的网。网密度为10分特/mm2,开纤密度比为0.01。构成网的热塑性复合连续纤维表现出卷曲数为18个/2.54cm的螺旋卷曲,非常柔软、膨松。将该网层压到纸浆吸收体和第二片之上,将两端熔热接形成一体,试制餐巾吸收体。该吸收体的肌肤触感非常柔软。
[实施例9]
网的制造和片的制造
将实施例4的纤维束在30℃下以2.8倍开纤后,得到单丝纤度为20.3分特、总纤度为58058分特的网。网密度为19分特/mm2,开纤密度比为0.02。构成网的热塑性复合连续纤维表现出卷曲数为36个/2.54cm的螺旋卷曲,非常柔软、膨松。将该网与将比较例1所示的纤维束在25℃下以1.6倍开纤得到的网层压,在网的宽度方向上以25mm间隔实施5mm宽度的熔热接,得到图3所示的部件。将其在100℃的烘箱中热处理1分钟后,构成由实施例4的纤维束形成的网的热塑性连续复合纤维表现出非常细小的螺旋卷曲,显著地热收缩。通过该热伸缩,由实施例4的纤维束构成的层的热塑性复合连续纤维的卷曲数变为160个/2.54cm,此外网密度为43分特/mm2。25mm的熔热接间隔变为12mm,由比较例1的纤维束构成的网的层隆起形成凹凸,得到具有因非常细小的螺旋卷曲实现的伸缩性的图4所示的伸缩性部件。该片可以适合用作地板用擦具。
[实施例10]
网的制造
将实施例1的纤维束和实施例4的纤维束在厚度方向上层压,在50℃下以2.0倍开纤后,得到单丝纤度为3.2分特、卷曲数为26个/2.54cm的热塑性复合连续纤维和单丝纤度为21.6分特、卷曲数为20个/2.54cm的热塑性复合连续纤维在厚度方向上层压而成的总纤度为141106分特的网。网密度为19分特/mm2。如此得到的网由2层构成,但是这些层的界限不明确,由于网层的纤维相互交织而不易发生层间剥离。在网的宽度方向上以100mm间隔实施宽度5mm的熔热接。该网在厚度方向上具有密度梯度,此外纤维的自由度高,用作空气过滤器时有益。
[比较例6]
将比较例1的网在25℃下以1.4倍开纤后,得到单丝纤度为3.5分特、总纤度为86940分特的网。网密度为170分特/mm2,开纤密度比为0.17。构成网的热塑性复合连续纤维仅具有纤维束的状态下具有的锯齿卷曲,未表现出螺旋卷曲。例如若与实施例6的网相比,含有大量未开纤的部分,膨松性和手感差。
[比较例7]
将比较例1的网在25℃下以2.0倍开纤后,得到单丝纤度为3.2分特、总纤度为79488分特的网。相对于比较例5的开纤条件,欲通过提高倍率来提高开纤性,但是热塑性复合连续纤维具有的卷曲伸长,开纤性反而降低,并且产生大量的单丝断裂。结果网密度高、为212分特/mm2,手感显著差。
[比较例8]
将比较例3的纤维束在50℃下以2.0倍开纤后,得到单丝纤度为4.3分特、总纤度为160218分特的网。但是纤维束中存在的粘着部即使拉伸2.0倍也不开纤,损害网的均匀性的同时网宽也不稳定。
以下的表1和表2表示通过上述实施例和比较例制造的纤维束和网的物性。
表中的热塑性树脂成分1和成分2如下简称。
HDPE:高密度聚乙烯
PET:聚对苯二甲酸乙二醇酯
PP:聚丙烯
co-PP:丙烯-乙烯-丁-1-烯无规共聚物

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提供网以及使用网得到的制品的物性或性能与生产性、操作性、成本的平衡优异的纤维束。提供使用这种纤维束制造网的方法。进一步提供均匀且膨松、手感优异的网。该纤维束是纤维截面中复合成分的重心在该复合成分间相互不同的单丝纤度为0.5100分特/f的热塑性复合连续纤维集束而成的总纤度为1万50万分特的纤维束,构成该纤维束的热塑性复合连续纤维具有实存卷曲数为830个/2.54cm的卷曲,由D1/(W1L1)(D。

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