成型品の製造方法
【課題】不織布を基材として用いたときに、成型性が良好で、深絞りの成型品であっても良好に得ることができる成型品の製造方法を提供する。
【解決手段】不織布がバインダー短繊維の含有率が互いに異なる複数の不織ウェブ層を積層してニードルパンチ処理が施されてなるニードルパンチ短繊維不織布であり、該バインダー短繊維が結晶性ポリエステルからなる単相型の形態であり、該結晶性ポリエステルが結晶融点１００〜２００℃で、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸を主成分としジオール成分として１，６−ヘキサンジオール、ブタンジオール、エチレングリコールの少なくともいずれか１つ以上を含むポリエステルであり、熱成型の際に熱を付与することにより該結晶性ポリエステルを溶融させて所定の成型枠にて成型する。
【解決手段】不織布がバインダー短繊維の含有率が互いに異なる複数の不織ウェブ層を積層してニードルパンチ処理が施されてなるニードルパンチ短繊維不織布であり、該バインダー短繊維が結晶性ポリエステルからなる単相型の形態であり、該結晶性ポリエステルが結晶融点１００〜２００℃で、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸を主成分としジオール成分として１，６−ヘキサンジオール、ブタンジオール、エチレングリコールの少なくともいずれか１つ以上を含むポリエステルであり、熱成型の際に熱を付与することにより該結晶性ポリエステルを溶融させて所定の成型枠にて成型する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不織布を用いて熱成型する成型品の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
不織布を基材として成型した成型品は、例えば、体型補正するためのブラジャーパット、肩パット等の体の部位に応じたパット材が知られており、不織布は、繊維間空隙が大きく、クッション性を有するため、パット材として好適に用いられている。また、不織布を基材として成型した成型品として、ギフト商品や取り扱い時に傷等がつきやすい商品を箱詰めする際に使用するトレーがある。不織布によるトレーは、合成樹脂製のフィルム成型品やシート成型品と比べて、繊維の風合いを有し、柔らかであり、また、高級感を付与することができる。成型品に用いる不織布には、得られる成型品の強度と形態保持性のために、熱により溶融するバインダー繊維が混合することが知られている（特許文献１）。
【０００３】
しかしながら、不織布は、フィルム等と比べて絞り成型性が良くないことから、底の浅いトレーには適用できるが、底の深い深絞り成型品への適用が困難である。不織布を基材として、底の深い深絞り成型品を得ようとしても、成型金型に追随して均一に伸びずに、局部的に応力がかかって薄い部分が生じてしまい、また、ひどい場合は、成型時に局部にかかる応力に耐えられずに破れてしまうことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３２３６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記問題を解決するものであって、不織布を基材として用いたときに、成型性が良好で、深絞りの成型品であっても良好に得ることができる成型品の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記の課題を解決するために検討した結果、本発明に到達した。
【０００７】
すなわち、本発明は、不織布を基材として熱成型する成型品の製造方法であって、
不織布が、バインダー短繊維の含有率が互いに異なる複数の不織ウェブ層を積層してニードルパンチ処理が施されてなるニードルパンチ短繊維不織布であり、
該バインダー短繊維が、結晶性ポリエステルからなる単相型の形態であり、該結晶性ポリエステルが、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸を主成分とし、ジオール成分として１，６−ヘキサンジオール、ブタンジオール、エチレングリコールの少なくともいずれか１つ以上を含むポリエステルであり、該結晶性ポリエステルの結晶融点（Ｔｍ）が１００〜２００℃であり、
熱成型の際に、バインダー短繊維を構成する結晶性ポリエステルが溶融する熱を付与することにより、結晶性ポリエステルを溶融させ、所定の成型枠にて成型することを特徴とする成型品の製造方法を要旨とするものである。
【０００８】
以下、本発明を詳細に説明する。
【０００９】
本発明の成型品の製造方法は、バインダー短繊維とバインダー短繊維以外の繊維とからなるニードルパンチ短繊維不織布を用いて熱成型し、所定形状の成型品を得る。
【００１０】
本発明においては、不織布を基材とする成型品であっても、深絞りの成型が可能となる理由のひとつには、バインダー短繊維の構成に大きな特徴がある。
【００１１】
本発明に用いられるバインダー短繊維は、複合形態を採用するものではなく、結晶性ポリエステルのみからなる単相型の形態であり、該結晶性ポリエステルは、結晶融点を有するものであることから、図１の示差走査熱量測定にて描かれるＤＳＣ曲線に示されるように、ピークの形状がシャープ（ピークのこう配が大きい）であり、ピーク高さが高く、融解開始温度と融解終了温度との差は、約１０℃程度である。
【００１２】
バインダー短繊維を構成する結晶性ポリエステルの結晶融点は、１００℃〜２００℃である。１００℃以上であると、得られる成型品を高温雰囲気下で使用した場合であっても熱安定性（耐熱性）は保持することができる。一方、２００℃以下とすることにより、熱成型の際の設定温度を高い温度に設定することなく成型加工を行うことができることから、加工性および経済性の点で有利である。また、ニードルパンチ短繊維不織布において、熱成型の際に、バインダー短繊維以外の繊維への熱の影響が小さく、得られる成型品において品質や風合い等を保つことができる。経済性を考慮すると、結晶融点は１１０〜１５０℃であることが好ましい。また、耐熱性を考慮し、例えば、自動車のエンジン周り等のより高い雰囲気温度下での耐熱性が必要とされる用途においては、結晶融点は１５０〜２００℃であることが好ましい。
【００１３】
結晶性ポリエステルにおけるジカルボン酸成分は、テレフタル酸を主成分とするものであるが、テレフタル酸（以下、ＴＰＡとする）は６０モル％以上、中でも８０モル％以上であることが好ましい。ＴＰＡが６０モル％未満であると、ポリマーの結晶融点が上記範囲外となり、また結晶性が低下しやすくなるため好ましくない。
【００１４】
なお、ジカルボン酸成分として、他の成分を共重合する際の共重合成分としては、その効果を損なわない範囲であれば、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、１，３−シクロブタンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、ダイマー酸などに例示される飽和脂肪族ジカルボン酸またはこれらのエステル形成性誘導体、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸などに例示される不飽和脂肪族ジカルボン酸またはこれらのエステル形成性誘導体、フタル酸、イソフタル酸、５−（アルカリ金属）スルホイソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、４，４’−ビフェニルジカルボン酸、などに例示される芳香族ジカルボン酸またはこれらのエステル形成性誘導体を用いることができる。
【００１５】
結晶性ポリエステルにおけるジオール成分は、１，６−ヘキサンジオール（以下、ＨＤとする）、ブタンジオール（以下、ＢＤとする）、エチレングリコール（以下、ＥＧとする）の少なくともいずれか１つ以上を含み、上記した結晶融点の範囲を考慮して、適宜含ませる量を選択すればよい。本発明においては、ＨＤ、ＢＤ、ＥＧの少なくともいずれかを重合させるため結晶性が向上する。結晶性ポリエステルのジオール成分は、ＨＤ、ＢＤ、ＥＧの少なくともいずれかによってのみ構成されるものであることが好ましい。ＨＤを含む場合は、ＨＤが３０モル％以上であるとよい。ＨＤが３０モル％以上とすることにより、結晶融点を２００℃以下とすることができる。ジオール成分のすべてがＨＤであると、結晶融点は１５０℃であり、ＢＤやＥＧを共重合することにより、結晶融点を適宜制御することができる。ＥＧまたはＢＤを共重合する場合は、ＨＤ／ＢＤのモル比を３０／７０（モル％）とすると結晶融点は１８４℃、ＨＤ／ＢＤのモル比を６０／４０（モル％）とすると結晶融点は１３５℃、ＨＤ／ＢＤのモル比を８０／２０（モル％）とすると結晶融点は１３０℃、ＨＤ／ＢＤのモル比を９８／２（モル％）とすると結晶融点は１４８℃、ＨＤ／ＥＧのモル比を３０／７０（モル％）とすると結晶融点は１９７℃、ＨＤ／ＥＧのモル比を６０／４０（モル％）とすると結晶融点は１５２℃、ＨＤ／ＥＧのモル比を８５／１５（モル％）とすると結晶融点は１２８℃、ＨＤ／ＥＧのモル比を９７／３（モル％）とすると結晶融点は１４７℃となる。また、ジオール成分としてＥＧとＢＤとを選択してもよい。ＥＧ／ＢＤのモル比を５５／４５（モル％）とすると結晶融点は１８０℃となる。ＥＧ／ＢＤのモル比を７２／２８（モル％）とすると結晶融点は２００℃となる。ＥＧ／ＢＤのモル比を２０／８０（モル％）とすると結晶融点は２００℃となる
なお、ジオール成分において、ＨＤ、ＥＧ、ＢＤ以外にも、その特性を損なわない範囲で、他の成分を共重合してもよく、例えば、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、１，４−ブチレングリコール、１，５−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ポリエチレングリコール、ポリトリメチレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどに例示される脂肪族グリコール、ヒドロキノン、４，４’−ジヒドロキシビスフェノール、１，４−ビス（β−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン、ビスフェノールＡ、２，５−ナフタレンジオール、これらのグリコールにエチレンオキシドが付加したグリコールなどに例示される芳香族グリコールが挙げられる。
【００１６】
結晶性ポリエステルには、結晶性をより向上させるために、結晶核剤が含むことが好ましい。結晶核剤としては、無機系微粒子やポリオレフィン、硫酸塩等を使用することが好ましい。無機系微粒子としては、中でもタルクなどの珪素酸化物を主成分としたものが好ましく、平均粒径３．０μｍ以下もしくは比表面積１５ｍ２／ｇ以上の無機系微粒子を用いることが好ましい。結晶核剤の配合量は、結晶性ポリエステル中に０．０１〜３質量％程度がよい。
【００１７】
また、結晶性ポリエステルには、本発明の効果を損なわない範囲で、リン酸エステル化合物やヒンダードフェノール化合物のような安定剤、コバルト化合物、蛍光増白剤、染料のような色調改良剤、二酸化チタンのような艶消し剤、可塑剤、顔料、制電剤、難燃剤、易染化剤などの各種添加剤を１種類または２種類以上添加してもよい。
【００１８】
本発明においては、バインダー短繊維を構成する結晶性ポリエステルがこのように結晶性に優れるものであるため、融点付近の温度下で、一気に溶融して液体状となり流動する。特定の温度下での流動性が高いために、液体状となった結晶性ポリエステルは、バインダー繊維以外の繊維（骨格となる繊維）の繊維軸方向に伝いながら、不織布全体に均一に浸透していく。
【００１９】
本発明において、ニードルパンチ短繊維不織布は、バインダー短繊維以外の繊維を含有している。バインダー短繊維以外の繊維は、熱成型の際に溶融せずに繊維形態を保持し、得られる成型品の骨格としても機能する。ニードルパンチ短繊維不織布中に含まれるバインダー短繊維の量は、得られる成型品の用途や要求性能に応じて適宜設定すればよい。バインダー短繊維の量が多く、不織布中に半分以上占める場合は、成型品は風合いがプラスチック成型品に近くなり、剛性が高い成型品が得られる傾向となる。また、バインダー短繊維の量を少なくし、熱成型時の熱の影響を受けない骨格となる繊維が不織布中に半分以上占めると、得られる成型品は、繊維独特の風合いを保持し、嵩高で柔軟性を有するものとなる。
【００２０】
本発明では、バインダー短繊維の含有率が互いに異なる複数の不織ウェブ層を積層してニードルパンチ処理を施すことによりニードルパンチ短繊維不織布を得る。バインダー短繊維の含有率が互いに異なる不織ウェブ層を用いることにより、得られる成型品において、例えば、両表面の風合いを異ならせることや、繊維独特の嵩高で柔らかな風合いとプラスチックの硬い風合いとを併存させるようなユニークな形態のものを得ることができる。前述と同様に、不織ウェブ層中にバインダー短繊維が半分以上占める場合は、風合いがプラスチックシートに近いものとなる。一方、不織ウェブ層中に含有するバインダー短繊維が半分未満となると、繊維の柔軟な風合いがより顕れる。本発明においては、バインダー短繊維の含有率が互いに異なる複数の不織ウェブ層において、一方の不織ウェブ層のバインダー短繊維の含有率が６０質量％以上であり、他方の不織ウェブ層のバインダー短繊維の含有率が１０〜４０質量％とすることにより、一方はプラスチックシートのような硬い剛性が顕れ、他方は繊維独特の柔らかで柔軟な風合いが顕れるものとなる。バインダー短繊維の含有率が互いに異なる不織ウェブ層としては、互いにバインダー短繊維の含有率が異なる不織ウェブ層を２層積層したものであっても、互い違いに３層〜複数層積層したものであってもよい。また、両表面にバインダー短繊維が多く含まれる不織ウェブ層、中間層にバインダー短繊維が少ない不織ウェブ層を積層したもの、これとは逆に、両表面にバインダー短繊維が少なく含まれる不織ウェブ層、中間層にバインダー短繊維が多く含まれる不織ウェブ層を積層したもの、あるいは、バインダー短繊維の含有量が厚み方向に徐々に変化するように３層以上積層したもの等が挙げられる。このように、バインダー短繊維の含有量に変化をつけることや、積層の順番を適宜設定することによって、様々な風合いの成型品が得ることができるため、成型品を用いる用途や要求性能に応じて選択するとよい。
【００２１】
バインダー短繊維以外の短繊維（骨格となる繊維）としては、熱成型時の熱処理温度にて熱の影響を受けない繊維であればよい。例えば、天然繊維、再生繊維、合成繊維が挙げられるが、これらの中でも、熱接着剤となるバインダー短繊維を構成する結晶性ポリエステルとの相溶性を考慮すると、骨格となる繊維はポリエステル系合成繊維が好ましい。繊維の形態としては、機械捲縮を有する短繊維であっても、立体的な捲縮であるスパイラル捲縮を有する短繊維であってもよいが、スパイラル捲縮を有する短繊維が好ましい。成型時の深い絞りに良好に追随でき、また、柔軟性と肌触りが良好で嵩高（ボリューム感のある）の成型品が得られるためである。
【００２２】
ニードルパンチ短繊維不織布を構成するバインダー短繊維およびそれ以外の短繊維は、その繊維長は２５〜１００ｍｍ程度でよい。繊維長を２５ｍｍ以上とすることにより、カード機での開繊時に繊維の脱落が発生しにくく操業性が良好であり、一方、繊維長を１００ｍｍ以下とすることにより、カード機で良好に解繊でき、地合いの均一な不織布が得られる。
【００２３】
ニードルパンチ短繊維不織布の目付は、得られる成型品の形態に応じて適宜選択すればよいが８０〜５００ｇ／ｍ２程度がよい。
【００２４】
ニードルパンチ短繊維不織布は、ニードルパンチ工程における針密度は、不織布の目付等に応じて適宜設定すればよいが、パンチ密度は４０〜６０パンチ／ｃｍ２程度がよい。
【００２５】
本発明においては、上記したバインダー短繊維を含むニードルパンチ短繊維不織布を用いて熱成型により成型品を得る。ニードルパンチ不織布は、構成繊維同士が三次元的に交絡しているため、すなわち、繊維同士が縦、横および厚み方向においてもランダムに絡みあって形態を保持しているので、繊維に自由度があり、深絞りの成型型枠にも良好に繊維が追随しやすく、所望の絞り成型品を得ることができる。また、熱成型時にバインダー短繊維が溶融して液体状となったバインダー成分は、熱の影響を受けない骨格となる繊維の繊維軸に沿って流動するが、構成繊維同士が絡み合っているため、その繊維の絡みに応じて曲がりくねって流動する。したがって、流動の際に、液体状のバインダー成分が不織布から流れ落ちてしまうことや、不織布の一部の箇所に偏在することなく、成型体全体にゆき渡らせることができる。なお、成型の基材として用いるニードルパンチ短繊維不織布においては、構成繊維同士は絡合することのみによって不織布の形態を保持しているものであり、バインダー短繊維が溶融することによって熱接着したものではない。
【００２６】
本発明においては、上記したバインダー短繊維を含むニードルパンチ短繊維不織布を、所望の金型を用いて熱成型し、成型品を得る。熱成型の際の設定温度は、バインダー短繊維を構成する結晶性ポリエステルが溶融する温度とする。熱成型においては、成型する基材に前記温度に設定した加熱手段にて予備加熱を行い、次いで、この加熱した基材を、雄型と雌型とからなる所望の成型金型に設置して、雄型と雌型を嵌め合わせることにより、所望の形の成型品を得るとよい。熱成型において、前記の加熱を行うことにより、バインダー短繊維を構成する結晶性ポリエステルは、結晶性が高いため、この加熱により、即座に溶融して流動性の高い液体状となる。一方、骨格となる繊維は、熱の影響を受けずに繊維形態を保持している。液体状となった結晶性ポリエステルは、骨格となる繊維の繊維軸方向に沿って流動し、不織布全体に分散する。次いで、この予熱した不織布からなる基材を雄型と雌型とからなる所定形状の金型に設置し、成型を行う。予熱した不織布は、上記したようにバインダー短繊維を構成していた結晶性ポリエステルは液体状となって溶融流動し、バインダー短繊維自体の形態は失っていることから、バインダー短繊維との絡みが解かれて骨格繊維自体も動きやすくなり、深絞りの型枠であっても容易に型枠に沿って均一に伸びて追随し、深絞りの成型品を得ることができる。なお、所定温度にて熱処理する処理時間は、３分〜７分程度がよい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の成型品の製造方法においては、特定のバインダー短繊維とバインダー短繊維以外の繊維を含むニードルパンチ短繊維不織布を基材として用い、所定の熱処理を施した上で熱成型を行う。すなわち、バインダー短繊維は、特定の融点を有する結晶性ポリエステルから構成され、熱成型時には結晶性ポリエステルが溶融するように該ニードルパンチ短繊維不織布に熱を付与することにより、バインダー短繊維を構成する結晶性ポリエステルを溶融させて、所定の成型枠にて成型する。ニードルパンチ短繊維不織布は熱が付与されることにより、バインダー短繊維自体が溶融して液体状となって流動することから、骨格繊維はバインダー短繊維との絡みが解かれて動きやすくなり、また、不織布を構成する繊維同士が交絡のみによって形態を保持しているものであることから、絞りの深い成型型枠であっても、不織布の構成繊維が移動しやすく、不織布は成型型枠に沿って均一に伸びることができる。したがって、基材として不織布を用いたものであっても、良好な深絞りの成型品を得ることができる。また、バインダー短繊維が全て溶融して接着剤として機能することから、形態保持性の良好な成型品を得ることができる。また、互いにバインダー短繊維の含有量が異なる不織ウェブ層を積層しているため、他の素材と複合化することなく、風合いの違いを併存させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明における結晶性ポリエステルのＤＳＣより求めたＤＳＣ曲線の概略図である。
【図２】実施例で用いた雄型と雌型とからなる成型金型の概略断面図である。
【実施例】
【００２９】
次に、実施例を用いて本発明を具体的に説明する。実施例中の各種の特性値等の測定、評価方法は次の通りである。
（１）極限粘度〔η〕
フェノールと四塩化エタンとの等質量混合物を溶媒として、試料濃度０．５質量％、温度２０℃の条件下で常法に基づき測定した。
【００３０】
実施例１
結晶性ポリエステルとして、極限粘度０．９５、結晶融点１２８℃、酸成分としてテレフタル酸（ＴＰＡ）、ジオール成分としてエチレングリコール（ＥＧ）１５モル％、１，６−ヘキサンジオール（ＨＤ）８５モル％からなり、結晶核剤として０．５質量％のタルクを含有する共重合ポリエステルを用いた。
共重合ポリエステルチップを紡糸装置に供給し、紡糸温度２２０℃、吐出量６３２ｇ／分、紡糸孔数１０４０、紡糸速度８００ｍ／分の条件で紡糸した。次いで、紡出糸条を１８℃の冷風で冷却し、引き取って未延伸糸を得た。
この未延伸糸を集束して１１万ｄｔｅｘのトウ状にした未延伸繊維に、延伸倍率３．４５倍、延伸温度４０℃で延伸を行い、この後、ヒートドラム（温度１１０℃）で熱処理を施した。次いで、押し込み式クリンパーで捲縮を付与し、繊維長５１ｍｍに切断して単糸繊度２．２ｄｔｅｘ、乾熱収縮率３．２％のバインダー短繊維を得た。
一方、バインダー短繊維以外の繊維（骨格繊維）として、ポリエチレンテレフタレートからなる複合繊維（ユニチカ社製 コンジュケートタイプ＜３８Ｆ＞３．３ｄｔｅｘ×５１ｍｍ）を用意した。この繊維は、コイルバネ状の立体的な捲縮を有する繊維である。
バインダー短繊維と骨格繊維とを７５／２５（質量％）の割合で混綿し、カード機で解繊した後、クロスレイアーで積層し、ニードルパンチ処理後の目付が２００ｇ／ｍ２となるように目付（１８０ｇ／ｍ２）の乾式ウェブ（バインダー短繊維の含有率が高い不織ウェブ層Ａ）を作成した。
【００３１】
一方、バインダー短繊維と骨格繊維とを２５／７５（質量％）の割合で混綿し、カード機で解繊した後、クロスレイアーで積層し、ニードルパンチ処理後の目付が５０ｇ／ｍ２となるように目付（４５ｇ／ｍ２）の乾式ウェブ（バインダー短繊維の含有率が低い不織ウェブ層Ｂ）を作成した。
得られた不織ウェブ層Ａと不織ウェブ層Ｂとを積層し、バーブ付きニードルを有するニードルロッカーに通して、針密度５０パンチ／ｃｍ2にてニードリングを行い２５０ｇ／ｍ2のニードルパンチ短繊維不織布を得た。
【００３２】
実施例２、３
不織ウェブ層Ａにおけるバインダー繊維の混率を表１に示すように変更したこと以外は、実施例１と同様にしてニードルパンチ短繊維不織布を得た。
【００３３】
実施例４、５
不織ウェブ層Ｂにおけるバインダー繊維の混率を表１に示すように変更したこと以外は、実施例１と同様にしてニードルパンチ短繊維不織布を得た。
【００３４】
実施例６、７
ニードリングの針密度を表１に示す数に変更した以外は、実施例１と同様にしてニードルパンチ短繊維不織布を得た。
【００３５】
実施例８
骨格繊維として、ポリエチレンテレフタレートからなり中空部を有する複合繊維（ユニチカ社製 コンジュケートタイプ＜Ｈ３８Ｆ＞４．４ｄｔｅｘ×５１ｍｍ）を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてニードルパンチ短繊維不織布を得た。
【００３６】
実施例９
結晶性ポリエステルとして、極限粘度０．９８、結晶融点１３０℃、酸成分としてテレフタル酸（ＴＰＡ）、ジオール成分として１，４−ブタンジオール（ＢＤ）２０モル％、１，６−ヘキサンジオール（ＨＤ）８０モル％からなり、結晶核剤として０．５質量％のタルクを含有するものを用いたこと以外は、実施例１と同様にしてバインダー短繊維（乾熱収縮率３．５％）を得た。得られたバインダー短繊維を用いて、実施例１と同様にしてニードルパンチ短繊維不織布を得た。
【００３７】
実施例１０
結晶性ポリエステルとして、極限粘度０．７３、結晶融点１５０℃、酸成分としてテレフタル酸（ＴＰＡ）、ジオール成分として１，６−ヘキサンジオール（ＨＤ）からなるポリエステルを用いた。
ポリエステルチップを紡糸装置に供給し、紡糸温度２４０℃、吐出量６５０ｇ／分、紡糸孔数１０４０、紡糸速度８００ｍ／分の条件で紡糸した。次いで、紡出糸条を１８℃の冷風で冷却し、引き取って未延伸糸を得た。
この未延伸糸を集束して１１万ｄｔｅｘのトウ状にした未延伸繊維に、延伸倍率３．５５倍、延伸温度５０℃で延伸を行い、この後、ヒートドラム（温度１３０℃）で熱処理を施した。次いで、押し込み式クリンパーで捲縮を付与し、繊維長５１ｍｍに切断して単糸繊度２．２ｄｔｅｘ、乾熱収縮率３．０％のバインダー短繊維を得た。
このバインダー繊維を用いた以外は、実施例１と同様にしてニードルパンチ短繊維不織布を得た。
【００３８】
実施例１１
結晶性ポリエステルとして、極限粘度０．６８、結晶融点１８０℃、酸性分としてテレフタル酸（ＴＰＡ）、ジオール成分としてエチレングリコール（ＥＧ）５５モル％、１，４−ブタンジオール（ＢＤ）４５モル％からなる共重合ポリエステルを用いた。
共重合ポリエステルチップを紡糸装置に供給し、紡糸温度２５０℃、吐出量６６８ｇ／分、紡糸孔数１０４０、紡糸速度８００ｍ／分の条件で紡糸した。次いで、紡出糸条を１８℃の冷風で冷却し、引き取って未延伸糸を得た。
この未延伸糸を集束して１１万ｄｔｅｘのトウ状にした未延伸繊維に、延伸倍率３．６５倍、延伸温度５０℃で延伸を行い、この後、ヒートドラム（温度１５０℃）で熱処理を施した。次いで、押し込み式クリンパーで捲縮を付与し、繊維長５１ｍｍに切断して単糸繊度２．２ｄｔｅｘ、乾熱収縮率２．９％のバインダー短繊維を得た。
このバインダー繊維を用いた以外は、実施例１と同様にしてニードルパンチ短繊維不織布を得た。
【００３９】
実施例１２
結晶性ポリエステルとして、極限粘度０．６８、結晶融点２００℃、酸成分としてテレフタル酸（ＴＰＡ）、ジオール成分としてエチレングリコール（ＥＧ）７２モル％、１，４−ブタンジオール（ＢＤ）２８モル％からなる共重合ポリエステルを用いた。
共重合ポリエステルチップを紡糸装置に供給し、紡糸温度２５０℃、吐出量６６８ｇ／分、紡糸孔数１０４０、紡糸速度８００ｍ／分の条件で紡糸した。次いで、紡出糸条を１８℃の冷風で冷却し、引き取って未延伸糸を得た。
この未延伸糸を集束して１１万ｄｔｅｘのトウ状にした未延伸繊維に、延伸倍率３．６５倍、延伸温度６０℃で延伸を行い、この後、ヒートドラム（温度１７０℃）で熱処理を施した。次いで、押し込み式クリンパーで捲縮を付与し、繊維長５１ｍｍに切断して単糸繊度２．２ｄｔｅｘ、乾熱収縮率３．２％のバインダー短繊維を得た。
このバインダー繊維を用いた以外は、実施例１と同様にしてニードルパンチ短繊維不織布を得た。
【００４０】
実施例１３
結晶性ポリエステルとして、極限粘度０．６８、結晶融点２００℃、酸性分としてテレフタル酸（ＴＰＡ）、ジオール成分としてエチレングリコール（ＥＧ）２０モル％、１，４−ブタンジオール（ＢＤ）８０モル％からなる共重合ポリエステルを用いた。
共重合ポリエステルチップを紡糸装置に供給し、紡糸温度２５０℃、吐出量６６８ｇ／分、紡糸孔数１０４０、紡糸速度８００ｍ／分の条件で紡糸した。次いで、紡出糸条を１８℃の冷風で冷却し、引き取って未延伸糸を得た。
この未延伸糸を集束して１１万ｄｔｅｘのトウ状にした未延伸繊維に、延伸倍率３．６５倍、延伸温度６０℃で延伸を行い、この後、ヒートドラム（温度１７０℃）で熱処理を施した。次いで、押し込み式クリンパーで捲縮を付与し、繊維長５１ｍｍに切断して単糸繊度２．２ｄｔｅｘ、乾熱収縮率２．８％のバインダー短繊維を得た。
このバインダー繊維を用いた以外は、実施例１と同様にしてニードルパンチ短繊維不織布を得た。
【００４１】
比較例１
バインダー短繊維として、鞘部に非晶性ポリエステル（エチレンテレフタレート単位に酸成分としてイソフタル酸を４０モル％共重合した共重合ポリエステル）、芯部にポリエチレンテレフタレートが配されたポリエステル系の芯鞘型バインダー短繊維（ユニチカ社製メルティ＜４０８０＞２．２ｄｔｅx×５１ｍｍ）に変更した以外は、実施例１と同様
にしてニードルパンチ短繊維不織布を得た。
【００４２】
比較例２
結晶性ポリエステルとして、極限粘度０．７２、融点２２０℃、酸成分としてテレフタル酸（ＴＰＡ）、ジオール成分として１，４−ブタンジオール（ＢＤ）からなるポリエステルを用いた。
ポリエステルチップを紡糸装置に供給し、紡糸温度２７０℃、吐出量６６８ｇ／分、紡糸孔数１０４０、紡糸速度８００ｍ／分の条件で紡糸した。次いで、紡出糸条を１８℃の冷風で冷却し、引き取って未延伸糸を得た。
この未延伸糸を集束して１１万ｄｔｅｘのトウ状にした未延伸繊維に、延伸倍率３．６５倍、延伸温度６０℃で延伸を行い、この後、ヒートドラム（温度１９０℃）で熱処理を施した。次いで、押し込み式クリンパーで捲縮を付与し、繊維長５１ｍｍに切断して単糸繊度２．２ｄｔｅｘ、乾熱収縮率３．０％のバインダー短繊維を得た。
このバインダー繊維を用いた以外は、実施例１と同様にしてニードルパンチ短繊維不織布を得た。
【００４３】
＜成型品の製造＞
前記得られたニードルパンチ短繊維不織布を適宜の大きさに裁断し、バインダー繊維を構成するポリエステルの結晶融点＋２０℃×５分の予熱を行った後に、図２に示す雄型と雌型とからなる成型プレス機に設置し、雄型と雌型とを嵌合により加圧して成形品を得た。なお、比較例１においては、予熱温度を１４０℃とした。
得られた成型品について、下記評価を行い、その評価結果等を表１に示す。
１．地合
得られた成型品表面の地合を目視にて判断し、全体的に均一であり良好であるものを「○」、部分的に薄い個所がある、あるいは破れが発生しているものは不良として「×」の２段階で評価した。
２．形状保持性
得られた略円錐形の成型品４個を用い、頂点を結ぶ線が正方形を描くように配し、その上に２５ｃｍ×２５ｃｍ角のステンレス板と重り（ステンレス板と重りの合計加重が１０００ｇ）を載せて１分間放置した。１分経過後、ステンレス板と重りを外し、成型品の形状変化を目視により観察し、成型品４個いずれも変形のないものを「○」、成型品に型崩れが見られたものを「×」として、２段階の評価を行った。
３．耐久性
得られた成型品の表面（外層、内層）を手で擦った後の状態で判断し、毛羽の発生がない（○）、毛羽の発生や損傷がある（×）の２段階で評価した。
【００４４】
【表１】
【００４５】
表１から明らかなように、実施例１〜１３で得られた成型品は全体的に均一であり、薄い箇所もなく地合が非常に良好であった。また、形状保持性、耐久性ともに優れたものであった。また、一方の面は、バインダー短繊維が多く含有しているので、成型品自体は剛性のあるものとなり、また、バインダー短繊維の含有率が少ない側の成型品の表面は、繊維独特の風合いを保持し、クッション性があり、肌触りが良好であった。
【００４６】
一方、比較例１の成型品は、加圧成型時に型枠に追随することができずに均一に伸びなかったため、極端に薄い箇所があり、成型品の頂点箇所は破れが発生していた。これは、ニードルパンチ短繊維不織布を構成するバインダー短繊維において、熱接着剤として機能する鞘部が非晶性ポリエステルであり、熱成型の際の予熱処理ではバインダー成分が軟化するものの流動しにくく、かつ芯成分が熱の影響を受けずに全く伸びがないため、成型型枠に沿って伸びることができなかったと推察する。なお、比較例１では、成型品が得られなかったので、形状保持性および耐久性は評価しなかった。
【００４７】
比較例２の成型品は反発性がなく、円錐形状の成型品の頂点部分を手で押しただけで型崩れし、手で触ったときに表面に損傷が生じた。これは、バインダー繊維の融点が高いため、熱成型の際の予熱温度が骨格繊維の融点近くなり、骨格繊維に熱劣化が生じたと推察する。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不織布を用いて熱成型する成型品の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
不織布を基材として成型した成型品は、例えば、体型補正するためのブラジャーパット、肩パット等の体の部位に応じたパット材が知られており、不織布は、繊維間空隙が大きく、クッション性を有するため、パット材として好適に用いられている。また、不織布を基材として成型した成型品として、ギフト商品や取り扱い時に傷等がつきやすい商品を箱詰めする際に使用するトレーがある。不織布によるトレーは、合成樹脂製のフィルム成型品やシート成型品と比べて、繊維の風合いを有し、柔らかであり、また、高級感を付与することができる。成型品に用いる不織布には、得られる成型品の強度と形態保持性のために、熱により溶融するバインダー繊維が混合することが知られている（特許文献１）。
【０００３】
しかしながら、不織布は、フィルム等と比べて絞り成型性が良くないことから、底の浅いトレーには適用できるが、底の深い深絞り成型品への適用が困難である。不織布を基材として、底の深い深絞り成型品を得ようとしても、成型金型に追随して均一に伸びずに、局部的に応力がかかって薄い部分が生じてしまい、また、ひどい場合は、成型時に局部にかかる応力に耐えられずに破れてしまうことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３２３６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記問題を解決するものであって、不織布を基材として用いたときに、成型性が良好で、深絞りの成型品であっても良好に得ることができる成型品の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記の課題を解決するために検討した結果、本発明に到達した。
【０００７】
すなわち、本発明は、不織布を基材として熱成型する成型品の製造方法であって、
不織布が、バインダー短繊維の含有率が互いに異なる複数の不織ウェブ層を積層してニードルパンチ処理が施されてなるニードルパンチ短繊維不織布であり、
該バインダー短繊維が、結晶性ポリエステルからなる単相型の形態であり、該結晶性ポリエステルが、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸を主成分とし、ジオール成分として１，６−ヘキサンジオール、ブタンジオール、エチレングリコールの少なくともいずれか１つ以上を含むポリエステルであり、該結晶性ポリエステルの結晶融点（Ｔｍ）が１００〜２００℃であり、
熱成型の際に、バインダー短繊維を構成する結晶性ポリエステルが溶融する熱を付与することにより、結晶性ポリエステルを溶融させ、所定の成型枠にて成型することを特徴とする成型品の製造方法を要旨とするものである。
【０００８】
以下、本発明を詳細に説明する。
【０００９】
本発明の成型品の製造方法は、バインダー短繊維とバインダー短繊維以外の繊維とからなるニードルパンチ短繊維不織布を用いて熱成型し、所定形状の成型品を得る。
【００１０】
本発明においては、不織布を基材とする成型品であっても、深絞りの成型が可能となる理由のひとつには、バインダー短繊維の構成に大きな特徴がある。
【００１１】
本発明に用いられるバインダー短繊維は、複合形態を採用するものではなく、結晶性ポリエステルのみからなる単相型の形態であり、該結晶性ポリエステルは、結晶融点を有するものであることから、図１の示差走査熱量測定にて描かれるＤＳＣ曲線に示されるように、ピークの形状がシャープ（ピークのこう配が大きい）であり、ピーク高さが高く、融解開始温度と融解終了温度との差は、約１０℃程度である。
【００１２】
バインダー短繊維を構成する結晶性ポリエステルの結晶融点は、１００℃〜２００℃である。１００℃以上であると、得られる成型品を高温雰囲気下で使用した場合であっても熱安定性（耐熱性）は保持することができる。一方、２００℃以下とすることにより、熱成型の際の設定温度を高い温度に設定することなく成型加工を行うことができることから、加工性および経済性の点で有利である。また、ニードルパンチ短繊維不織布において、熱成型の際に、バインダー短繊維以外の繊維への熱の影響が小さく、得られる成型品において品質や風合い等を保つことができる。経済性を考慮すると、結晶融点は１１０〜１５０℃であることが好ましい。また、耐熱性を考慮し、例えば、自動車のエンジン周り等のより高い雰囲気温度下での耐熱性が必要とされる用途においては、結晶融点は１５０〜２００℃であることが好ましい。
【００１３】
結晶性ポリエステルにおけるジカルボン酸成分は、テレフタル酸を主成分とするものであるが、テレフタル酸（以下、ＴＰＡとする）は６０モル％以上、中でも８０モル％以上であることが好ましい。ＴＰＡが６０モル％未満であると、ポリマーの結晶融点が上記範囲外となり、また結晶性が低下しやすくなるため好ましくない。
【００１４】
なお、ジカルボン酸成分として、他の成分を共重合する際の共重合成分としては、その効果を損なわない範囲であれば、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、１，３−シクロブタンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、ダイマー酸などに例示される飽和脂肪族ジカルボン酸またはこれらのエステル形成性誘導体、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸などに例示される不飽和脂肪族ジカルボン酸またはこれらのエステル形成性誘導体、フタル酸、イソフタル酸、５−（アルカリ金属）スルホイソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、４，４’−ビフェニルジカルボン酸、などに例示される芳香族ジカルボン酸またはこれらのエステル形成性誘導体を用いることができる。
【００１５】
結晶性ポリエステルにおけるジオール成分は、１，６−ヘキサンジオール（以下、ＨＤとする）、ブタンジオール（以下、ＢＤとする）、エチレングリコール（以下、ＥＧとする）の少なくともいずれか１つ以上を含み、上記した結晶融点の範囲を考慮して、適宜含ませる量を選択すればよい。本発明においては、ＨＤ、ＢＤ、ＥＧの少なくともいずれかを重合させるため結晶性が向上する。結晶性ポリエステルのジオール成分は、ＨＤ、ＢＤ、ＥＧの少なくともいずれかによってのみ構成されるものであることが好ましい。ＨＤを含む場合は、ＨＤが３０モル％以上であるとよい。ＨＤが３０モル％以上とすることにより、結晶融点を２００℃以下とすることができる。ジオール成分のすべてがＨＤであると、結晶融点は１５０℃であり、ＢＤやＥＧを共重合することにより、結晶融点を適宜制御することができる。ＥＧまたはＢＤを共重合する場合は、ＨＤ／ＢＤのモル比を３０／７０（モル％）とすると結晶融点は１８４℃、ＨＤ／ＢＤのモル比を６０／４０（モル％）とすると結晶融点は１３５℃、ＨＤ／ＢＤのモル比を８０／２０（モル％）とすると結晶融点は１３０℃、ＨＤ／ＢＤのモル比を９８／２（モル％）とすると結晶融点は１４８℃、ＨＤ／ＥＧのモル比を３０／７０（モル％）とすると結晶融点は１９７℃、ＨＤ／ＥＧのモル比を６０／４０（モル％）とすると結晶融点は１５２℃、ＨＤ／ＥＧのモル比を８５／１５（モル％）とすると結晶融点は１２８℃、ＨＤ／ＥＧのモル比を９７／３（モル％）とすると結晶融点は１４７℃となる。また、ジオール成分としてＥＧとＢＤとを選択してもよい。ＥＧ／ＢＤのモル比を５５／４５（モル％）とすると結晶融点は１８０℃となる。ＥＧ／ＢＤのモル比を７２／２８（モル％）とすると結晶融点は２００℃となる。ＥＧ／ＢＤのモル比を２０／８０（モル％）とすると結晶融点は２００℃となる
なお、ジオール成分において、ＨＤ、ＥＧ、ＢＤ以外にも、その特性を損なわない範囲で、他の成分を共重合してもよく、例えば、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、１，４−ブチレングリコール、１，５−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ポリエチレングリコール、ポリトリメチレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどに例示される脂肪族グリコール、ヒドロキノン、４，４’−ジヒドロキシビスフェノール、１，４−ビス（β−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン、ビスフェノールＡ、２，５−ナフタレンジオール、これらのグリコールにエチレンオキシドが付加したグリコールなどに例示される芳香族グリコールが挙げられる。
【００１６】
結晶性ポリエステルには、結晶性をより向上させるために、結晶核剤が含むことが好ましい。結晶核剤としては、無機系微粒子やポリオレフィン、硫酸塩等を使用することが好ましい。無機系微粒子としては、中でもタルクなどの珪素酸化物を主成分としたものが好ましく、平均粒径３．０μｍ以下もしくは比表面積１５ｍ２／ｇ以上の無機系微粒子を用いることが好ましい。結晶核剤の配合量は、結晶性ポリエステル中に０．０１〜３質量％程度がよい。
【００１７】
また、結晶性ポリエステルには、本発明の効果を損なわない範囲で、リン酸エステル化合物やヒンダードフェノール化合物のような安定剤、コバルト化合物、蛍光増白剤、染料のような色調改良剤、二酸化チタンのような艶消し剤、可塑剤、顔料、制電剤、難燃剤、易染化剤などの各種添加剤を１種類または２種類以上添加してもよい。
【００１８】
本発明においては、バインダー短繊維を構成する結晶性ポリエステルがこのように結晶性に優れるものであるため、融点付近の温度下で、一気に溶融して液体状となり流動する。特定の温度下での流動性が高いために、液体状となった結晶性ポリエステルは、バインダー繊維以外の繊維（骨格となる繊維）の繊維軸方向に伝いながら、不織布全体に均一に浸透していく。
【００１９】
本発明において、ニードルパンチ短繊維不織布は、バインダー短繊維以外の繊維を含有している。バインダー短繊維以外の繊維は、熱成型の際に溶融せずに繊維形態を保持し、得られる成型品の骨格としても機能する。ニードルパンチ短繊維不織布中に含まれるバインダー短繊維の量は、得られる成型品の用途や要求性能に応じて適宜設定すればよい。バインダー短繊維の量が多く、不織布中に半分以上占める場合は、成型品は風合いがプラスチック成型品に近くなり、剛性が高い成型品が得られる傾向となる。また、バインダー短繊維の量を少なくし、熱成型時の熱の影響を受けない骨格となる繊維が不織布中に半分以上占めると、得られる成型品は、繊維独特の風合いを保持し、嵩高で柔軟性を有するものとなる。
【００２０】
本発明では、バインダー短繊維の含有率が互いに異なる複数の不織ウェブ層を積層してニードルパンチ処理を施すことによりニードルパンチ短繊維不織布を得る。バインダー短繊維の含有率が互いに異なる不織ウェブ層を用いることにより、得られる成型品において、例えば、両表面の風合いを異ならせることや、繊維独特の嵩高で柔らかな風合いとプラスチックの硬い風合いとを併存させるようなユニークな形態のものを得ることができる。前述と同様に、不織ウェブ層中にバインダー短繊維が半分以上占める場合は、風合いがプラスチックシートに近いものとなる。一方、不織ウェブ層中に含有するバインダー短繊維が半分未満となると、繊維の柔軟な風合いがより顕れる。本発明においては、バインダー短繊維の含有率が互いに異なる複数の不織ウェブ層において、一方の不織ウェブ層のバインダー短繊維の含有率が６０質量％以上であり、他方の不織ウェブ層のバインダー短繊維の含有率が１０〜４０質量％とすることにより、一方はプラスチックシートのような硬い剛性が顕れ、他方は繊維独特の柔らかで柔軟な風合いが顕れるものとなる。バインダー短繊維の含有率が互いに異なる不織ウェブ層としては、互いにバインダー短繊維の含有率が異なる不織ウェブ層を２層積層したものであっても、互い違いに３層〜複数層積層したものであってもよい。また、両表面にバインダー短繊維が多く含まれる不織ウェブ層、中間層にバインダー短繊維が少ない不織ウェブ層を積層したもの、これとは逆に、両表面にバインダー短繊維が少なく含まれる不織ウェブ層、中間層にバインダー短繊維が多く含まれる不織ウェブ層を積層したもの、あるいは、バインダー短繊維の含有量が厚み方向に徐々に変化するように３層以上積層したもの等が挙げられる。このように、バインダー短繊維の含有量に変化をつけることや、積層の順番を適宜設定することによって、様々な風合いの成型品が得ることができるため、成型品を用いる用途や要求性能に応じて選択するとよい。
【００２１】
バインダー短繊維以外の短繊維（骨格となる繊維）としては、熱成型時の熱処理温度にて熱の影響を受けない繊維であればよい。例えば、天然繊維、再生繊維、合成繊維が挙げられるが、これらの中でも、熱接着剤となるバインダー短繊維を構成する結晶性ポリエステルとの相溶性を考慮すると、骨格となる繊維はポリエステル系合成繊維が好ましい。繊維の形態としては、機械捲縮を有する短繊維であっても、立体的な捲縮であるスパイラル捲縮を有する短繊維であってもよいが、スパイラル捲縮を有する短繊維が好ましい。成型時の深い絞りに良好に追随でき、また、柔軟性と肌触りが良好で嵩高（ボリューム感のある）の成型品が得られるためである。
【００２２】
ニードルパンチ短繊維不織布を構成するバインダー短繊維およびそれ以外の短繊維は、その繊維長は２５〜１００ｍｍ程度でよい。繊維長を２５ｍｍ以上とすることにより、カード機での開繊時に繊維の脱落が発生しにくく操業性が良好であり、一方、繊維長を１００ｍｍ以下とすることにより、カード機で良好に解繊でき、地合いの均一な不織布が得られる。
【００２３】
ニードルパンチ短繊維不織布の目付は、得られる成型品の形態に応じて適宜選択すればよいが８０〜５００ｇ／ｍ２程度がよい。
【００２４】
ニードルパンチ短繊維不織布は、ニードルパンチ工程における針密度は、不織布の目付等に応じて適宜設定すればよいが、パンチ密度は４０〜６０パンチ／ｃｍ２程度がよい。
【００２５】
本発明においては、上記したバインダー短繊維を含むニードルパンチ短繊維不織布を用いて熱成型により成型品を得る。ニードルパンチ不織布は、構成繊維同士が三次元的に交絡しているため、すなわち、繊維同士が縦、横および厚み方向においてもランダムに絡みあって形態を保持しているので、繊維に自由度があり、深絞りの成型型枠にも良好に繊維が追随しやすく、所望の絞り成型品を得ることができる。また、熱成型時にバインダー短繊維が溶融して液体状となったバインダー成分は、熱の影響を受けない骨格となる繊維の繊維軸に沿って流動するが、構成繊維同士が絡み合っているため、その繊維の絡みに応じて曲がりくねって流動する。したがって、流動の際に、液体状のバインダー成分が不織布から流れ落ちてしまうことや、不織布の一部の箇所に偏在することなく、成型体全体にゆき渡らせることができる。なお、成型の基材として用いるニードルパンチ短繊維不織布においては、構成繊維同士は絡合することのみによって不織布の形態を保持しているものであり、バインダー短繊維が溶融することによって熱接着したものではない。
【００２６】
本発明においては、上記したバインダー短繊維を含むニードルパンチ短繊維不織布を、所望の金型を用いて熱成型し、成型品を得る。熱成型の際の設定温度は、バインダー短繊維を構成する結晶性ポリエステルが溶融する温度とする。熱成型においては、成型する基材に前記温度に設定した加熱手段にて予備加熱を行い、次いで、この加熱した基材を、雄型と雌型とからなる所望の成型金型に設置して、雄型と雌型を嵌め合わせることにより、所望の形の成型品を得るとよい。熱成型において、前記の加熱を行うことにより、バインダー短繊維を構成する結晶性ポリエステルは、結晶性が高いため、この加熱により、即座に溶融して流動性の高い液体状となる。一方、骨格となる繊維は、熱の影響を受けずに繊維形態を保持している。液体状となった結晶性ポリエステルは、骨格となる繊維の繊維軸方向に沿って流動し、不織布全体に分散する。次いで、この予熱した不織布からなる基材を雄型と雌型とからなる所定形状の金型に設置し、成型を行う。予熱した不織布は、上記したようにバインダー短繊維を構成していた結晶性ポリエステルは液体状となって溶融流動し、バインダー短繊維自体の形態は失っていることから、バインダー短繊維との絡みが解かれて骨格繊維自体も動きやすくなり、深絞りの型枠であっても容易に型枠に沿って均一に伸びて追随し、深絞りの成型品を得ることができる。なお、所定温度にて熱処理する処理時間は、３分〜７分程度がよい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の成型品の製造方法においては、特定のバインダー短繊維とバインダー短繊維以外の繊維を含むニードルパンチ短繊維不織布を基材として用い、所定の熱処理を施した上で熱成型を行う。すなわち、バインダー短繊維は、特定の融点を有する結晶性ポリエステルから構成され、熱成型時には結晶性ポリエステルが溶融するように該ニードルパンチ短繊維不織布に熱を付与することにより、バインダー短繊維を構成する結晶性ポリエステルを溶融させて、所定の成型枠にて成型する。ニードルパンチ短繊維不織布は熱が付与されることにより、バインダー短繊維自体が溶融して液体状となって流動することから、骨格繊維はバインダー短繊維との絡みが解かれて動きやすくなり、また、不織布を構成する繊維同士が交絡のみによって形態を保持しているものであることから、絞りの深い成型型枠であっても、不織布の構成繊維が移動しやすく、不織布は成型型枠に沿って均一に伸びることができる。したがって、基材として不織布を用いたものであっても、良好な深絞りの成型品を得ることができる。また、バインダー短繊維が全て溶融して接着剤として機能することから、形態保持性の良好な成型品を得ることができる。また、互いにバインダー短繊維の含有量が異なる不織ウェブ層を積層しているため、他の素材と複合化することなく、風合いの違いを併存させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明における結晶性ポリエステルのＤＳＣより求めたＤＳＣ曲線の概略図である。
【図２】実施例で用いた雄型と雌型とからなる成型金型の概略断面図である。
【実施例】
【００２９】
次に、実施例を用いて本発明を具体的に説明する。実施例中の各種の特性値等の測定、評価方法は次の通りである。
（１）極限粘度〔η〕
フェノールと四塩化エタンとの等質量混合物を溶媒として、試料濃度０．５質量％、温度２０℃の条件下で常法に基づき測定した。
【００３０】
実施例１
結晶性ポリエステルとして、極限粘度０．９５、結晶融点１２８℃、酸成分としてテレフタル酸（ＴＰＡ）、ジオール成分としてエチレングリコール（ＥＧ）１５モル％、１，６−ヘキサンジオール（ＨＤ）８５モル％からなり、結晶核剤として０．５質量％のタルクを含有する共重合ポリエステルを用いた。
共重合ポリエステルチップを紡糸装置に供給し、紡糸温度２２０℃、吐出量６３２ｇ／分、紡糸孔数１０４０、紡糸速度８００ｍ／分の条件で紡糸した。次いで、紡出糸条を１８℃の冷風で冷却し、引き取って未延伸糸を得た。
この未延伸糸を集束して１１万ｄｔｅｘのトウ状にした未延伸繊維に、延伸倍率３．４５倍、延伸温度４０℃で延伸を行い、この後、ヒートドラム（温度１１０℃）で熱処理を施した。次いで、押し込み式クリンパーで捲縮を付与し、繊維長５１ｍｍに切断して単糸繊度２．２ｄｔｅｘ、乾熱収縮率３．２％のバインダー短繊維を得た。
一方、バインダー短繊維以外の繊維（骨格繊維）として、ポリエチレンテレフタレートからなる複合繊維（ユニチカ社製 コンジュケートタイプ＜３８Ｆ＞３．３ｄｔｅｘ×５１ｍｍ）を用意した。この繊維は、コイルバネ状の立体的な捲縮を有する繊維である。
バインダー短繊維と骨格繊維とを７５／２５（質量％）の割合で混綿し、カード機で解繊した後、クロスレイアーで積層し、ニードルパンチ処理後の目付が２００ｇ／ｍ２となるように目付（１８０ｇ／ｍ２）の乾式ウェブ（バインダー短繊維の含有率が高い不織ウェブ層Ａ）を作成した。
【００３１】
一方、バインダー短繊維と骨格繊維とを２５／７５（質量％）の割合で混綿し、カード機で解繊した後、クロスレイアーで積層し、ニードルパンチ処理後の目付が５０ｇ／ｍ２となるように目付（４５ｇ／ｍ２）の乾式ウェブ（バインダー短繊維の含有率が低い不織ウェブ層Ｂ）を作成した。
得られた不織ウェブ層Ａと不織ウェブ層Ｂとを積層し、バーブ付きニードルを有するニードルロッカーに通して、針密度５０パンチ／ｃｍ2にてニードリングを行い２５０ｇ／ｍ2のニードルパンチ短繊維不織布を得た。
【００３２】
実施例２、３
不織ウェブ層Ａにおけるバインダー繊維の混率を表１に示すように変更したこと以外は、実施例１と同様にしてニードルパンチ短繊維不織布を得た。
【００３３】
実施例４、５
不織ウェブ層Ｂにおけるバインダー繊維の混率を表１に示すように変更したこと以外は、実施例１と同様にしてニードルパンチ短繊維不織布を得た。
【００３４】
実施例６、７
ニードリングの針密度を表１に示す数に変更した以外は、実施例１と同様にしてニードルパンチ短繊維不織布を得た。
【００３５】
実施例８
骨格繊維として、ポリエチレンテレフタレートからなり中空部を有する複合繊維（ユニチカ社製 コンジュケートタイプ＜Ｈ３８Ｆ＞４．４ｄｔｅｘ×５１ｍｍ）を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてニードルパンチ短繊維不織布を得た。
【００３６】
実施例９
結晶性ポリエステルとして、極限粘度０．９８、結晶融点１３０℃、酸成分としてテレフタル酸（ＴＰＡ）、ジオール成分として１，４−ブタンジオール（ＢＤ）２０モル％、１，６−ヘキサンジオール（ＨＤ）８０モル％からなり、結晶核剤として０．５質量％のタルクを含有するものを用いたこと以外は、実施例１と同様にしてバインダー短繊維（乾熱収縮率３．５％）を得た。得られたバインダー短繊維を用いて、実施例１と同様にしてニードルパンチ短繊維不織布を得た。
【００３７】
実施例１０
結晶性ポリエステルとして、極限粘度０．７３、結晶融点１５０℃、酸成分としてテレフタル酸（ＴＰＡ）、ジオール成分として１，６−ヘキサンジオール（ＨＤ）からなるポリエステルを用いた。
ポリエステルチップを紡糸装置に供給し、紡糸温度２４０℃、吐出量６５０ｇ／分、紡糸孔数１０４０、紡糸速度８００ｍ／分の条件で紡糸した。次いで、紡出糸条を１８℃の冷風で冷却し、引き取って未延伸糸を得た。
この未延伸糸を集束して１１万ｄｔｅｘのトウ状にした未延伸繊維に、延伸倍率３．５５倍、延伸温度５０℃で延伸を行い、この後、ヒートドラム（温度１３０℃）で熱処理を施した。次いで、押し込み式クリンパーで捲縮を付与し、繊維長５１ｍｍに切断して単糸繊度２．２ｄｔｅｘ、乾熱収縮率３．０％のバインダー短繊維を得た。
このバインダー繊維を用いた以外は、実施例１と同様にしてニードルパンチ短繊維不織布を得た。
【００３８】
実施例１１
結晶性ポリエステルとして、極限粘度０．６８、結晶融点１８０℃、酸性分としてテレフタル酸（ＴＰＡ）、ジオール成分としてエチレングリコール（ＥＧ）５５モル％、１，４−ブタンジオール（ＢＤ）４５モル％からなる共重合ポリエステルを用いた。
共重合ポリエステルチップを紡糸装置に供給し、紡糸温度２５０℃、吐出量６６８ｇ／分、紡糸孔数１０４０、紡糸速度８００ｍ／分の条件で紡糸した。次いで、紡出糸条を１８℃の冷風で冷却し、引き取って未延伸糸を得た。
この未延伸糸を集束して１１万ｄｔｅｘのトウ状にした未延伸繊維に、延伸倍率３．６５倍、延伸温度５０℃で延伸を行い、この後、ヒートドラム（温度１５０℃）で熱処理を施した。次いで、押し込み式クリンパーで捲縮を付与し、繊維長５１ｍｍに切断して単糸繊度２．２ｄｔｅｘ、乾熱収縮率２．９％のバインダー短繊維を得た。
このバインダー繊維を用いた以外は、実施例１と同様にしてニードルパンチ短繊維不織布を得た。
【００３９】
実施例１２
結晶性ポリエステルとして、極限粘度０．６８、結晶融点２００℃、酸成分としてテレフタル酸（ＴＰＡ）、ジオール成分としてエチレングリコール（ＥＧ）７２モル％、１，４−ブタンジオール（ＢＤ）２８モル％からなる共重合ポリエステルを用いた。
共重合ポリエステルチップを紡糸装置に供給し、紡糸温度２５０℃、吐出量６６８ｇ／分、紡糸孔数１０４０、紡糸速度８００ｍ／分の条件で紡糸した。次いで、紡出糸条を１８℃の冷風で冷却し、引き取って未延伸糸を得た。
この未延伸糸を集束して１１万ｄｔｅｘのトウ状にした未延伸繊維に、延伸倍率３．６５倍、延伸温度６０℃で延伸を行い、この後、ヒートドラム（温度１７０℃）で熱処理を施した。次いで、押し込み式クリンパーで捲縮を付与し、繊維長５１ｍｍに切断して単糸繊度２．２ｄｔｅｘ、乾熱収縮率３．２％のバインダー短繊維を得た。
このバインダー繊維を用いた以外は、実施例１と同様にしてニードルパンチ短繊維不織布を得た。
【００４０】
実施例１３
結晶性ポリエステルとして、極限粘度０．６８、結晶融点２００℃、酸性分としてテレフタル酸（ＴＰＡ）、ジオール成分としてエチレングリコール（ＥＧ）２０モル％、１，４−ブタンジオール（ＢＤ）８０モル％からなる共重合ポリエステルを用いた。
共重合ポリエステルチップを紡糸装置に供給し、紡糸温度２５０℃、吐出量６６８ｇ／分、紡糸孔数１０４０、紡糸速度８００ｍ／分の条件で紡糸した。次いで、紡出糸条を１８℃の冷風で冷却し、引き取って未延伸糸を得た。
この未延伸糸を集束して１１万ｄｔｅｘのトウ状にした未延伸繊維に、延伸倍率３．６５倍、延伸温度６０℃で延伸を行い、この後、ヒートドラム（温度１７０℃）で熱処理を施した。次いで、押し込み式クリンパーで捲縮を付与し、繊維長５１ｍｍに切断して単糸繊度２．２ｄｔｅｘ、乾熱収縮率２．８％のバインダー短繊維を得た。
このバインダー繊維を用いた以外は、実施例１と同様にしてニードルパンチ短繊維不織布を得た。
【００４１】
比較例１
バインダー短繊維として、鞘部に非晶性ポリエステル（エチレンテレフタレート単位に酸成分としてイソフタル酸を４０モル％共重合した共重合ポリエステル）、芯部にポリエチレンテレフタレートが配されたポリエステル系の芯鞘型バインダー短繊維（ユニチカ社製メルティ＜４０８０＞２．２ｄｔｅx×５１ｍｍ）に変更した以外は、実施例１と同様
にしてニードルパンチ短繊維不織布を得た。
【００４２】
比較例２
結晶性ポリエステルとして、極限粘度０．７２、融点２２０℃、酸成分としてテレフタル酸（ＴＰＡ）、ジオール成分として１，４−ブタンジオール（ＢＤ）からなるポリエステルを用いた。
ポリエステルチップを紡糸装置に供給し、紡糸温度２７０℃、吐出量６６８ｇ／分、紡糸孔数１０４０、紡糸速度８００ｍ／分の条件で紡糸した。次いで、紡出糸条を１８℃の冷風で冷却し、引き取って未延伸糸を得た。
この未延伸糸を集束して１１万ｄｔｅｘのトウ状にした未延伸繊維に、延伸倍率３．６５倍、延伸温度６０℃で延伸を行い、この後、ヒートドラム（温度１９０℃）で熱処理を施した。次いで、押し込み式クリンパーで捲縮を付与し、繊維長５１ｍｍに切断して単糸繊度２．２ｄｔｅｘ、乾熱収縮率３．０％のバインダー短繊維を得た。
このバインダー繊維を用いた以外は、実施例１と同様にしてニードルパンチ短繊維不織布を得た。
【００４３】
＜成型品の製造＞
前記得られたニードルパンチ短繊維不織布を適宜の大きさに裁断し、バインダー繊維を構成するポリエステルの結晶融点＋２０℃×５分の予熱を行った後に、図２に示す雄型と雌型とからなる成型プレス機に設置し、雄型と雌型とを嵌合により加圧して成形品を得た。なお、比較例１においては、予熱温度を１４０℃とした。
得られた成型品について、下記評価を行い、その評価結果等を表１に示す。
１．地合
得られた成型品表面の地合を目視にて判断し、全体的に均一であり良好であるものを「○」、部分的に薄い個所がある、あるいは破れが発生しているものは不良として「×」の２段階で評価した。
２．形状保持性
得られた略円錐形の成型品４個を用い、頂点を結ぶ線が正方形を描くように配し、その上に２５ｃｍ×２５ｃｍ角のステンレス板と重り（ステンレス板と重りの合計加重が１０００ｇ）を載せて１分間放置した。１分経過後、ステンレス板と重りを外し、成型品の形状変化を目視により観察し、成型品４個いずれも変形のないものを「○」、成型品に型崩れが見られたものを「×」として、２段階の評価を行った。
３．耐久性
得られた成型品の表面（外層、内層）を手で擦った後の状態で判断し、毛羽の発生がない（○）、毛羽の発生や損傷がある（×）の２段階で評価した。
【００４４】
【表１】
【００４５】
表１から明らかなように、実施例１〜１３で得られた成型品は全体的に均一であり、薄い箇所もなく地合が非常に良好であった。また、形状保持性、耐久性ともに優れたものであった。また、一方の面は、バインダー短繊維が多く含有しているので、成型品自体は剛性のあるものとなり、また、バインダー短繊維の含有率が少ない側の成型品の表面は、繊維独特の風合いを保持し、クッション性があり、肌触りが良好であった。
【００４６】
一方、比較例１の成型品は、加圧成型時に型枠に追随することができずに均一に伸びなかったため、極端に薄い箇所があり、成型品の頂点箇所は破れが発生していた。これは、ニードルパンチ短繊維不織布を構成するバインダー短繊維において、熱接着剤として機能する鞘部が非晶性ポリエステルであり、熱成型の際の予熱処理ではバインダー成分が軟化するものの流動しにくく、かつ芯成分が熱の影響を受けずに全く伸びがないため、成型型枠に沿って伸びることができなかったと推察する。なお、比較例１では、成型品が得られなかったので、形状保持性および耐久性は評価しなかった。
【００４７】
比較例２の成型品は反発性がなく、円錐形状の成型品の頂点部分を手で押しただけで型崩れし、手で触ったときに表面に損傷が生じた。これは、バインダー繊維の融点が高いため、熱成型の際の予熱温度が骨格繊維の融点近くなり、骨格繊維に熱劣化が生じたと推察する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
不織布を基材として熱成型する成型品の製造方法であって、
不織布が、バインダー短繊維の含有率が互いに異なる複数の不織ウェブ層を積層してニードルパンチ処理が施されてなるニードルパンチ短繊維不織布であり、該バインダー短繊維が、結晶性ポリエステルからなる単相型の形態であり、該結晶性ポリエステルが、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸を主成分とし、ジオール成分として１，６−ヘキサンジオール、ブタンジオール、エチレングリコールの少なくともいずれか１つ以上を含むポリエステルであり、該結晶性ポリエステルの結晶融点（Ｔｍ）が１００〜２００℃であり、
熱成型の際に、バインダー短繊維を構成する結晶性ポリエステルが溶融する熱を付与することにより、結晶性ポリエステルを溶融させ、所定の成型枠にて成型することを特徴とする成型品の製造方法。
【請求項２】
バインダー短繊維の含有率が互いに異なる複数の不織ウェブ層において、一方の不織ウェブ層のバインダー短繊維の含有率が６０質量％以上であり、他方の不織ウェブ層のバインダー短繊維の含有率が１０〜４０質量％であることを特徴とする請求項１記載の成型品の製造方法。
【請求項３】
熱成型の際に、結晶性ポリエステルが溶融する温度で予熱することにより、結晶性ポリエステルを溶融させ、次いで、所定の成型枠にて成型することを特徴とする請求項１または２記載の成型品の製造方法。
【請求項４】
ニードルパンチ短繊維不織布が、バインダー短繊維以外の繊維が、スパイラル捲縮を有する短繊維であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の成型品の製造方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項記載の成型品の製造方法により得られた成型品。
【請求項１】
不織布を基材として熱成型する成型品の製造方法であって、
不織布が、バインダー短繊維の含有率が互いに異なる複数の不織ウェブ層を積層してニードルパンチ処理が施されてなるニードルパンチ短繊維不織布であり、該バインダー短繊維が、結晶性ポリエステルからなる単相型の形態であり、該結晶性ポリエステルが、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸を主成分とし、ジオール成分として１，６−ヘキサンジオール、ブタンジオール、エチレングリコールの少なくともいずれか１つ以上を含むポリエステルであり、該結晶性ポリエステルの結晶融点（Ｔｍ）が１００〜２００℃であり、
熱成型の際に、バインダー短繊維を構成する結晶性ポリエステルが溶融する熱を付与することにより、結晶性ポリエステルを溶融させ、所定の成型枠にて成型することを特徴とする成型品の製造方法。
【請求項２】
バインダー短繊維の含有率が互いに異なる複数の不織ウェブ層において、一方の不織ウェブ層のバインダー短繊維の含有率が６０質量％以上であり、他方の不織ウェブ層のバインダー短繊維の含有率が１０〜４０質量％であることを特徴とする請求項１記載の成型品の製造方法。
【請求項３】
熱成型の際に、結晶性ポリエステルが溶融する温度で予熱することにより、結晶性ポリエステルを溶融させ、次いで、所定の成型枠にて成型することを特徴とする請求項１または２記載の成型品の製造方法。
【請求項４】
ニードルパンチ短繊維不織布が、バインダー短繊維以外の繊維が、スパイラル捲縮を有する短繊維であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の成型品の製造方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項記載の成型品の製造方法により得られた成型品。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−７９４７４（Ｐ２０１３−７９４７４Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２１０７８（Ｐ２０１１−２２１０７８）
【出願日】平成２３年１０月５日（２０１１．１０．５）
【出願人】（０００２２８０７３）日本エステル株式会社 (273)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月５日（２０１１．１０．５）
【出願人】（０００２２８０７３）日本エステル株式会社 (273)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]