熱接着性複合繊維および繊維集合体
【課題】耐熱性を有する繊維集合体に好適に用いられ、かつ熱寸法安定性に優れた熱接着性繊維とその熱接着性繊維を用いた寸法安定性に優れた繊維集合体を提供する。
【解決手段】ポリブチレンテレフタレート系共重合ポリエステルとポリエチレンテレフタレート系ポリエステルからなり、ポリブチレンテレフタレート系共重合ポリエステルが少なくとも繊維表面に露出している複合繊維であって、該ポリブチレンテレフタレート系共重合ポリエステルの融解温度が１４０〜１９０℃でかつ特定の共重合成分で構成され、更に熱接着繊維の９０℃における乾熱収縮率が１％以下である熱接着性複合繊維。
【解決手段】ポリブチレンテレフタレート系共重合ポリエステルとポリエチレンテレフタレート系ポリエステルからなり、ポリブチレンテレフタレート系共重合ポリエステルが少なくとも繊維表面に露出している複合繊維であって、該ポリブチレンテレフタレート系共重合ポリエステルの融解温度が１４０〜１９０℃でかつ特定の共重合成分で構成され、更に熱接着繊維の９０℃における乾熱収縮率が１％以下である熱接着性複合繊維。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱接着性繊維およびこれを用いてなる繊維集合体に関するものである。さらに詳しくは、本発明は、車輌用等の比較的高い温度環境下に晒される機会の多い用途に対し、特に耐熱性を有する繊維集合体などに好適に用いられ、かつ熱寸法安定性に優れた熱接着性繊維および繊維集合体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
合成繊維、特にポリエステル繊維は、その優れた寸法安定性、耐候性、機械的特性および耐久性、さらにはリサイクル性等の点から、衣料や産業資材などの用途において不可欠なものとなっており、不織布の分野においても広く使用されている。ルーフィング基材、自動車天井材および緩衝材等に用いられる繊維集合体として使用される不織布繊維構造体においては、該不織布繊維構造体の構成繊維（以下、母材繊維という）相互間を接着する目的で、熱接着性繊維が広く使用されている。
【０００３】
繊維集合体の母材繊維としては、比較的安価で優れたポリエステル繊維が多く使用されており、該母材繊維を接着する熱接着性繊維もリサイクルの容易性から、ポリエステル系素材を用いたものが多く使用されている。例えば、芯成分がポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴという）であり、鞘成分がイソフタル酸（以下、ＩＰＡという）成分を共重合した低融点の共重合ＰＥＴとする芯鞘型のポリエステル系の熱接着性繊維では、該熱接着性繊維を接着する温度に合わせて、低融点の共重合ＰＥＴにおけるＩＰＡ成分の共重合率を設計する。
【０００４】
一般にＰＥＴに対してＩＰＡの共重合率が高くなると、該共重合ＰＥＴの示差走査熱量計（以下、ＤＳＣという）で測定される融解温度は低下する。融解温度とはこの場合、ＤＳＣで測定される吸熱ピークに該当する温度をいう。例えば、共重合成分を含有しないホモＰＥＴの融解温度をＤＳＣで測定すると２５０〜２６０℃の範囲に吸熱ピークが確認されるが、ＩＰＡ２０モル％共重合ＰＥＴでは該吸熱ピークは２１０℃まで低下するとともに、吸熱ピークが観測される範囲が広くなる傾向にある。更に、ＩＰＡ４０モル％共重合ＰＥＴでは、融解温度は１１０℃程度まで低下するが、融解する温度領域が広くなりすぎるとともに、融解温度の際の吸熱量が低下し、融解ピークが観測できなくなる。この場合、ＤＳＣでは融解温度の測定が不可能となるので、融解温度は融点顕微鏡などで測定する。
【０００５】
一方、例えばポリエステル繊維を母材繊維とした繊維集合体を熱融着性繊維とともに熱処理する場合、母材繊維の耐熱性を考慮して、通常は２２０℃以下の温度で熱処理される。このような熱接着温度に対応するためには、ＩＰＡ４０モル％共重合ＰＥＴを熱融着成分とした場合には融解温度を１１０℃程度にまで低下させて使用する方法がとられている（特許文献１，特許文献２参照）。しかしながら、ＩＰＡを４０モル％共重合させると融解温度は低下するが、該融解温度も広くなり、融解開始温度も大幅に低下し、７０℃近辺から徐々に融解を開始する。このように、ポリエステル熱融着繊維は、実用的な接着温度で接着を可能にするとともに、一般的にＩＰＡを３０〜５０モル％共重合した共重合ＰＥＴが広く使用されている。しかしながら、熱融着成分である共重合ＰＥＴの融解開始温度も７０〜８０℃に低下しているために、熱接着された繊維集合体を９０〜１００℃の環境に晒すと、接着点の一部が再融解し、接着点が外れて繊維集合体が変形するなどの欠点を有している。従って例えば、自動車天井材用途などのように、９０〜１００℃の環境下に晒される用途では、ＩＰＡ共重合ＰＥＴで構成されるポリエステル熱融着性繊維は、繊維集合体の耐熱性の面で使用できなかった。
【０００６】
また、繊維集合体は熱接着性繊維と母材繊維とを混綿し、カード機にかけ、不織ウェッブとした後、所定の温度にて熱処理を施し、熱接着性繊維を溶融し接着させるが、熱処理時に繊維及び繊維集合体が収縮すると、繊維集合体の表面に皺が入り表面品位が著しく低下する。また、繊維集合体を取り付けた後、長期間高温環境下にて使用した際に繊維集合体の寸法変化が生じると、外観が著しく悪くなることから、高温環境下にて使用しても寸法安定性に優れることが要求される。
【０００７】
上記課題の耐熱性を改善すべく、脂肪酸ポリラクトンや脂肪族ラクトン成分を含有する特殊共重合ポリエステルが提案されているが、いずれも特殊な成分を共重合成分に用いる必要があり、原材料コストやポリマーの複雑な製造工程を要し、製造コストが高くなるとともに寸法安定性の点ではまだ不十分であるという問題点があった（特許文献３，特許文献４参照）。
【特許文献１】特開平２−１３９４６６号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】特開平６−２８０１４７号公報（特許請求の範囲）
【特許文献３】特開平７−１１９０１１号公報（特許請求の範囲）
【特許文献４】特開平１１−２１７７３１号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、上述した問題点を解決し、従来技術では達成できなかった、耐熱性と熱寸法安定性が同時に優れた熱接着性繊維を提供することにあり、かつその熱接着性繊維を用いた耐熱性と寸法安定性が同時に優れた繊維集合体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明に達した。
【００１０】
すなわち、本発明は以下の通りである。
１．ポリブチレンテレフタレート系共重合ポリエステルとポリエチレンテレフタレート系ポリエステルからなり、該ポリブチレンテレフタレート系共重合ポリエステルが少なくとも繊維表面に露出している複合繊維であって、下記要件を備えたことを特徴とする熱接着性複合繊維。
（１）ポリブチレンテレフタレート系共重合ポリエステルが結晶性融点を持ち、かつ融解温度が１４０〜１９０℃である
（２）ポリブチレンテレフタレート系共重合ポリエステルが全酸成分のうち、テレフタル酸または／およびその誘導体が７５〜６０モル％、イソフタル酸または／およびアジピン酸成分が２５〜４０モル％で構成される
（３）熱接着性複合繊維の９０℃における乾熱収縮率が１％以下である
２．母材繊維が、１項記載の熱接着性複合繊維により接着されてなる繊維集合体であって、該繊維集合体の９０℃における収縮率が０．５％以下であることを特徴とする繊維集合体。
３．繊維集合体を構成する母材繊維の少なくとも一部が非捲縮繊維で占められていることを特徴とする２項記載の繊維集合体。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、車輌用等の比較的高い温度環境下に晒される機会の多い用途に対し、特に耐熱性を有する繊維集合体などに好適に用いられかつ耐熱性と熱寸法安定性が同時にに優れた熱接着性繊維および耐熱性と寸法安定性が同時に優れた繊維集合体を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１３】
本発明の熱接着性複合繊維は、ＰＥＴ系ポリエステルと、ポリブチレンテレフタレート（以下、ＰＢＴという）系共重合ポリエステルからなり、該ＰＢＴ系共重合ポリエステルが少なくとも一部繊維表面に露出してなる複合繊維である。
【００１４】
本発明で使用されるＰＢＴ系共重合ポリエステルは、結晶性融点を持ち、融解温度が１４０〜１９０℃であることが必要である。本発明でいう融解温度とは、ＤＳＣで測定される融解曲線において、吸熱ピークに該当する温度をいい、吸熱ピークが確認できないものは融点顕微鏡で測定した温度をいう。また本発明でいう結晶性融点を持つポリエステルとは、ＤＳＣで測定される融解曲線において吸熱ピークが確認できるものをいう。すなわちＤＳＣで測定した融解曲線において、一定の温度領域にて融解温度に該当する吸熱ピークを示すものをいう。吸熱ピークが確認できない非晶性のポリエステルの場合、融解温度よりかなり低温のガラス転移温度以下で軟化・融解が始まるため、高温環境下に晒される用途に使用されると熱接着成分が軟化・再溶融するため、繊維集合体の変形が生じる。
【００１５】
一方、吸熱ピークが確認できることによって、その融解温度までの低温領域では軟化・融解が発生せず、融解温度に到達して融解が生じるので、高温環境下に晒されても熱接着成分が軟化・再溶融することが無く、それからなる繊維集合体を高温環境下で使用することが可能になる。融解温度が１４０〜１９０℃であることによって、融解点が高く、高温環境下で使用した場合の耐熱性を得ることができると共に、熱接着処理を比較的低温で実施できるので経済的に好ましい。
【００１６】
本発明に用いられるＰＢＴ系共重合ポリエステルとは、主たる繰り返し単位の７５〜６０モル％がブチレンテレフタレート単位よりなり、２５〜４０モル％がイソフタル酸成分および／またはアジピン酸成分からなるポリエステルである。ここで、主たる繰り返し単位よりなるポリエステルとは、テレフタル酸を主たる酸成分とし、１，４−ブタンジオールを主たるグリコール成分として得られるポリエステルである。
【００１７】
本発明に用いられるＰＢＴ系共重合ポリエステルが、結晶性融点を持ち、融解温度が１４０〜１９０℃となるためには、次の方法によって製造される。まず、所定の比率のテレフタル酸とイソフタル酸成分および／またはアジピン酸成分と１，４−ブタンジオールとのエステル交換反応によりオリゴマーを得る。次いで得られたオリゴマーを高真空下で高重合度化することで本発明に使用するＰＢＴ系共重合体が得られる。
【００１８】
本発明に用いられるＰＥＴ系ポリエステルとは、主たる繰り返し単位がエチレンテレフタレート単位よりなるポリエステルである。ここで、主たる繰り返し単位よりなるポリエステルとは、テレフタル酸を主たる酸成分とし、エチレングリコールを主たるグリコール成分として得られるポリエステルである。但し、１０モル％、より好ましくは、５モル％以下の割合でエステル結合の形成が可能な他の共重合成分を含むものであってもよい。
【００１９】
共重合可能な成分としては、例えば、イソフタル酸、コハク酸、シクロヘキサンジカルボン酸等のジカルボン酸類、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ポリエチレングリコール等のジオール類を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００２０】
また、本発明の複合繊維には、必要に応じて、艶消し剤となる二酸化チタン、滑剤としてのシリカやアルミナの微粒子、抗酸化剤としてのヒンダードフェノール誘導体、着色顔料、安定剤、蛍光剤、抗菌剤、消臭剤、強化剤などを添加してもよい。
【００２１】
本発明の熱接着性複合繊維は、上記のＰＢＴ系共重合ポリエステルが少なくとも一部繊維表面に露出してなることが重要であり、その形態としては、サイドバイサイド型、同心または偏芯の芯鞘型の複合繊維等が適用可能であるが、接着を強固にする面からは、特に芯鞘型とすることが好ましい。同心の芯鞘型にすると製糸性が良く、偏芯型にすると潜在捲縮性となるので、用途に応じて適切な複合形態を選択することができる。芯鞘型の場合、ＰＢＴ系共重合ポリエステルが少なくとも繊維表面の一部に露出してなることが必要であり、サイドバイサイド型の場合は、少なくとも一方にＰＢＴ系共重合ポリエステルが用いられる。芯鞘型複合繊維の場合の複合比率は、製糸性の面から、２０／８０〜８０／２０が好ましく、接着性および高次加工性の面から、より好ましくは４０／６０〜６０／４０である。
【００２２】
本発明の熱接着性複合繊維は複合紡糸機にて紡糸速度５００〜１５００ｍ／分で紡糸を行った後、得られた未延伸糸を延伸し、所望に応じた捲縮を付与する。捲縮付与後、得られた延伸糸を９０℃〜（Ｔｍ−４０℃）の温度で弛緩状態にて熱処理を施す。ここでＴｍとは熱接着複合繊維の融点である。熱処理温度が９０℃より低いと熱接着複合繊維の９０℃における乾熱収縮率が１％より大きくなる。熱接着複合繊維の芯部は繊維集合体とした後も繊維の形状を保持しているが、熱接着複合繊維の９０℃における乾熱収縮率が１％より大きいと、繊維集合体とした後、高温環境下で使用された際に、繊維形状を保持している芯部の収縮により繊維集合体の収縮が発生し、その結果繊維集合体の寸法安定性が劣るものとなる。熱処理温度が（Ｔｍ−４０℃）より高いかもしくはポリブチレンテレフタレート共重合ポリエステルが結晶性融点を持たないと熱処理時にＰＢＴ共重合ポリエステルが一部溶融し単糸間の融着が生じ熱接着複合繊維を得ることが困難となる。熱処理後、繊維用処理剤を付与し任意の繊維長に切断して、熱接着複合繊維を得る。このようにして得られた熱接着複合繊維は、９０℃での乾熱収縮率が１％以下であることから、寸法安定性に優れたものとなる。
【００２３】
繊維長は、３ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。繊維長が３ｍｍ未満では、ベース綿との間を架橋する割合が少なくなり、構造体としての剛性に劣るものとなる。また、繊維長が１００ｍｍを越える範囲になると、カード通過性等悪化し、製品加工での不具合が生じたりする。製品加工時のカード通過性と不織布の地合を良くするという点から、繊維長は、２０〜７０ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００２４】
本発明の熱接着性複合繊維を用いて繊維集合体となしたときの、接点数による強度特性へ与える影響を鑑み、熱接着性複合繊維の単繊維繊度は５０ｄｔｅｘ以下が好ましく、ベースとなる母材繊維との混綿性や高次加工性を考慮すると、より好ましくは１０ｄｔｅｘ以下である。また、単繊維繊度が０．５ｄｔｅｘ以下の範囲になると、溶融後の接点自体が小さくなるため、目標とする剛性が劣るものとなり、好ましくない。単繊維繊度は、接点の十分な剛性を得るという面から、２ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。
【００２５】
本発明にかかる繊維集合体は、本発明の上述した熱接着性複合繊維により母材繊維が接着されて構成されるものである。該繊維集合体に含まれる熱接着性複合繊維の重量比率は、用途によって選択することができ、また本発明の効果が損なわれない範囲であれば、本発明の熱接着繊維以外の熱接着繊維と併用してもよい。
【００２６】
本発明の繊維集合体は、本発明の熱接着性複合繊維からなる短繊維を、通常のポリエステル繊維等の短繊維（母材繊維）と混綿し、カード機にかけ、不織ウェッブとした後、必要に応じて、ニードルパンチや水流絡合を施した後、上記ＰＢＴ系共重合ポリエステルの溶融温度以上の温度にて熱処理を施し、熱接着性複合繊維を溶融し接着させることにより得ることができる。
【００２７】
本発明の繊維集合体に用いられる母材繊維は、コストとリサイクル性の面でポリエステル繊維が好ましく用いられる。母材繊維は用途によっても相違するが、一般的には、例えば、繊維集合体や嵩高が要求されるものであれば、６〜３０ｄｔｅｘのポリエステル繊維が用いられ、ソフトな風合いが要求されるものであれば、１〜６ｄｔｅｘのポリエステル繊維が用いられる。また、資源の再利用や環境保護の観点から再生ポリエステル繊維を母材繊維として用いてもよい。さらに２種類以上の母材繊維を用いてもよい。これらの母材繊維は、母材の剛性と接着程度のバランスから、母材繊維／熱接着性複合繊維の混合比が２０／８０〜８０／２０重量％の範囲で混合されていることが好ましい。
【００２８】
また、本発明の繊維集合体に用いられる母材繊維の少なくとも一部に非捲縮（ノークリンプ）繊維が用いられていると更に好ましい。ここでいう非捲縮（ノークリンプ）とは実質的に捲縮が付与されていない捲縮数が０山／２５ｍｍの繊維のことであるが、本発明の効果を損なわない範囲であれば、捲縮が付与された繊維が混合されていても良い。非捲縮繊維の混合比は用途によって適宜設定できるが、繊維集合体に使用する繊維全体の５％以上が好ましく、１０％以上混合されていると更に好ましい。非捲縮繊維を繊維集合体に用いることにより捲縮部のバネ効果による繊維集合体の収縮が抑制されるため、得られた繊維集合体の寸法安定性が格段に向上する。
【００２９】
このようにして得られた繊維集合体は９０℃での収縮率が０．５％以下であることから、寸法安定性に優れ、比較的高い温度環境下に晒される機会の多い用途に対し、好適に用いることができる。繊維集合体の９０℃における収縮率が０．５％以上であると、高い温度環境下で使用された繊維集合体の収縮により、繊維集合体組付部に隙間ができる等、外観が非常に悪くなるので好ましくない。
【実施例】
【００３０】
以下、実施例によって本発明を詳しく説明するが、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。
【００３１】
（１）融解温度
Ａ．示差走査型熱量計（ＤＳＣ）で窒素気流下、１０℃／分の昇温速度で測定した。
Ｂ．上記のＤＳＣで融解温度が確認できないものは融点顕微鏡を用い、１０℃／分の昇温速度下で、融解開始温度と融解完了温度を観測し、下式で求めた。
融解温度（℃）＝（融解開始温度＋融解完了温度）／２。
【００３２】
（２）耐熱ヘタリ性評価
熱接着性複合繊維７０重量％と、別に開繊機で開繊して得られた母材繊維３０重量％を混綿し、繊維集合体を得る。これをカード機で厚みが３０ｍｍで目付が８００ｇ／ｍ２のウェッブとなし、このウェッブを熱風乾燥機内で１８０℃の温度で２分間熱処理した後、常温で保管していた鉄板間に挟み、厚み１０ｍｍまで圧縮して不織布を得た。次いで、得られた不織布を、熱風乾燥機内で２２０℃の温度で３分間処理した後、常温で保管していた鉄板間に挟み、厚み１０ｍｍまで圧縮して不織布板を得た。得られた不織布板から、１３０ｍｍ×２５ｍｍ×１０ｍｍの形状に切り出して得られたサンプルの縦方向（１３０ｍｍ）の一端から２０ｍｍの領域を台上に固定し、残りの１１０ｍｍを台から突出させた。次いで、この状態を維持したまま、９０℃の温度に設定した恒温槽に８時間放置し、直方体の台から突出した部分の先端における垂れ下がり量（ｍｍ）を測定した。判定は次のとおりである。垂れ下がり量が１２ｍｍ以下のものは耐熱性に優れていると評価できる。
◎：非常に良好（垂れ下がり量 ９ｍｍ以下）
○：良好 （垂れ下がり量が９ｍｍより大きく１２ｍｍ以下）
×：不良 （垂れ下がり量が１２ｍｍより大きい）。
【００３３】
（３）単繊維繊度
ＪＩＳ Ｌ−１０１５（１９９９）−８−５−１に示される方法により単繊維繊度の測定を行った。
【００３４】
（４）乾熱収縮率
ＪＩＳ Ｌ−１０１５（１９９９）−８−１５に示される方法により荷重３００ｍｇ／ｄ、温度９０℃で測定した。
【００３５】
（５）繊維集合体の収縮率
熱接着性Ｄ複合繊維７０重量％と、別に開繊機で開繊して得られた母材繊維３０重量％を混綿し、繊維集合体を得る。これをカード機で厚みが３０ｍｍで目付が８００ｇ／ｍ２のウェッブとなし、このウェッブを熱風乾燥機内で１８０℃の温度で２分間熱処理した後、常温で保管していた鉄板間に挟み、厚み１０ｍｍまで圧縮して不織布を得た。次いで、得られた不織布を、熱風乾燥機内で２２０℃の温度で３分間処理した後、常温で保管していた鉄板間に挟み、厚み１０ｍｍまで圧縮して不織布板を得た。得られた不織布板から、２００ｍｍ×２００ｍｍの形状に切り出して得られたサンプルを、９０℃に維持した熱風乾燥機中に２４時間放置し、この処理後の不織布の縦方向の長さＡ１（ｍｍ）、横方向の長さＡ２（ｍｍ）から下記式により収縮率を求め、寸法安定性として評価した。なお、収縮率が０．５％以下であるものを合格とした。
Ｂ１（縦方向の収縮率）（％） ＝〔（２００−Ａ１）／２００〕×１００
Ｂ２（横方向の収縮率）（％） ＝〔（２００−Ａ２）／２００〕×１００
Ｂ３（繊維集合体の収縮率）（％）＝（Ｂ１＋Ｂ２）／２。
【００３６】
（実施例１〜３、比較例１〜３）
酸成分としてテレフタル酸ジメチル６５ｍｏｌ％とイソフタル酸３５ｍｏｌ％を用い、グリコール成分として１，４−ブタンジオール１００ｍｏｌ％を用いてエステル交換反応させ、次いで温度２５０℃，圧力０．５Ｔｏｒｒ、３時間重縮合反応させ得られたＰＢＴ系共重合ポリエステル（Ａ成分、１６０℃においてＤＳＣの吸熱ピークを示したので、結晶性融点を有している。融解温度１６０℃）と、融解温度が２６０℃のＰＥＴ（Ｂ成分）とを、紡糸温度２８０℃で紡糸口金から吐出させ、引取速度１３００ｍ／分にて、複合溶融紡糸し、芯成分がＢ成分からなり、かつ鞘成分がＡ成分からなる、芯鞘の複合比率が５０：５０の同心芯鞘型複合未延伸糸を得た。次いで、得られた芯鞘複合未延伸糸を、８０℃の温度の温水中で３倍に延伸して４．４ｄｔｅｘの延伸糸とし、押し込み式クリンパーにより捲縮付与後、表１に示す温度にて熱処理を施し、油剤をスプレー方式により付与し、次いで、繊維長３８ｍｍに切断し短繊維形状の熱接着性複合繊維を得た。
【００３７】
得られた熱接着性複合繊維７０重量％と、別に開繊機で開繊して得られた繊維長３８ｍｍ、繊度１４．４ｄｔｅｘのＰＥＴ母材繊維３０重量％を混綿し、繊維集合体を得た。これをカード機で厚みが３０ｍｍで目付が８００ｇ／ｍ２のウェッブとなし、このウェッブを熱風乾燥機内で１８０℃の温度で２分間熱処理した後、常温で保管していた鉄板間に挟み、厚み１０ｍｍまで圧縮して不織布を得た。次いで、得られた不織布を熱風乾燥機内にて２２０℃の温度で３分間処理した後、常温で保管していた鉄板間に挟み、厚み１０ｍｍまで圧縮して不織布板を得た。結果を表１に示す。
【００３８】
（実施例４）
酸成分としてテレフタル酸ジメチル７０ｍｏｌ％とＩＰＡ２５ｍｏｌ％及びアジピン酸５ｍｏｌ％を用い、グリコール成分として１，４−ブタンジオール１００ｍｏｌ％を用いてエステル交換反応させ、次いで重縮合反応させ得られたＰＢＴ系共重合ポリエステル（Ａ成分、１６９℃においてＤＳＣの吸熱ピークを示したので、結晶性融点を有している。融解温度１６９℃）と、融解温度が２６０℃のＰＥＴ（Ｂ成分）とを、紡糸温度２８０℃で紡糸口金から吐出させ、引取速度１３００ｍ／分にて、複合溶融紡糸し、芯成分がＢ成分からなり、かつ鞘成分がＡ成分からなる、芯鞘の複合比率が５０：５０の芯鞘型複合未延伸糸を得た。次いで、得られた芯鞘複合未延伸糸を、８０℃の温度の温水中で３倍に延伸して４．４ｄｔｅｘの延伸糸とし、押し込み式クリンパーにより捲縮付与後、表２に示す温度にて熱処理を施し、油剤をスプレー方式により付与し、次いで、繊維長３８ｍｍに切断し短繊維形状の熱接着性複合繊維を得た。
【００３９】
得られた熱接着性複合繊維７０重量％と、別に開繊機で開繊して得られた繊維長３８ｍｍ、繊度１４．４ｄｔｅｘのＰＥＴ母材繊維３０重量％を混綿し、繊維集合体を得た。これをカード機で厚みが３０ｍｍで目付が８００ｇ／ｍ２のウェッブとなし、このウェッブを熱風乾燥機内で１８０℃の温度で２分間熱処理した後、常温で保管していた鉄板間に挟み、厚み１０ｍｍまで圧縮して不織布を得た。次いで、得られた不織布を熱風乾燥機内にて２２０℃の温度で３分間処理した後、常温で保管していた鉄板間に挟み、厚み１０ｍｍまで圧縮して不織布板を得た。結果を表２に示す。
【００４０】
（実施例５）
別に開繊機で開繊して得られた繊維長３８ｍｍ、繊度１４．４ｄｔｅｘのＰＥＴ繊維２０重量％、繊維長３８ｍｍ、繊度２０ｄｔｅｘの非捲縮のＰＥＴ繊維１０重量％を母材繊維として混綿した以外は実施例１と同様にして熱接着繊維と繊維集合体を得た。結果を表２に示す。
【００４１】
（実施例６）
別に開繊機で開繊して得られた繊維長３８ｍｍ、繊度１４．４ｄｔｅｘのＰＥＴ繊維１０重量％、繊維長３８ｍｍ、繊度２０ｄｔｅｘの非捲縮のＰＥＴ繊維２０重量％を母材繊維として混綿した以外は実施例１と同様にして熱接着繊維と不織布板を得た。結果を表２に示す。
【００４２】
（比較例４）
酸成分としてテレフタル酸ジメチル７０ｍｏｌ％とイソフタル酸３０ｍｏｌ％を用い、グリコール成分としてエチレングリコール１００ｍｏｌ％を用いてエステル交換反応させ、次いで重縮合反応させ得られたＰＥＴ系共重合ポリエステル（Ａ成分、ＤＳＣの吸熱ピークは確認できなかったので、非晶性である。融解温度１５０℃）と、融解温度が２６０℃のＰＥＴ（Ｂ成分）とを、紡糸温度２８０℃で紡糸口金から吐出させ、引取速度１３００ｍ／分にて、複合溶融紡糸し、芯成分がＢ成分からなり、かつ鞘成分がＡ成分からなる、芯鞘の複合比率が５０：５０の芯鞘型複合未延伸糸を得た。次いで、得られた芯鞘複合未延伸糸を、８０℃の温度の温水中で３倍に延伸して４．４ｄｔｅｘの延伸糸とし、押し込み式クリンパーにより捲縮付与後、表２に示す温度にて熱処理を施し、油剤をスプレー方式により付与し、次いで、繊維長３８ｍｍに切断し短繊維形状の熱接着性複合繊維を得た。
【００４３】
得られた熱接着性複合繊維７０重量％と、別に開繊機で開繊して得られた繊維長３８ｍｍ、繊度１４．４ｄｔｅｘのポリエチレンテレフタレート繊維３０重量％を母材繊維として混綿し、繊維集合体を得た。これをカード機で厚みが３０ｍｍで目付が８００ｇ／ｍ２のウェッブとなし、このウェッブを熱風乾燥機内で１８０℃の温度で２分間熱処理した後、常温で保管していた鉄板間に挟み、厚み１０ｍｍまで圧縮して不織布を得た。次いで、得られた不織布を熱風乾燥機内にて２２０℃の温度で３分間処理した後、常温で保管していた鉄板間に挟み、厚み１０ｍｍまで圧縮して不織布板を得た。結果を表２に示す。
【００４４】
（比較例５）
酸成分としてテレフタル酸ジメチル７０ｍｏｌ％とＩＰＡ３０ｍｏｌ％を用い、グリコール成分としてエチレングリコール１００ｍｏｌ％を用いてエステル交換反応させ、次いで重縮合反応させ得られたＰＥＴ系共重合ポリエステル（Ａ成分、ＤＳＣの吸熱ピークは確認できなかったので、非晶性である。融解温度１５０℃）と、融解温度が２６０℃のＰＥＴ（Ｂ成分）とを、紡糸温度２８０℃で紡糸口金から吐出させ、引取速度１３００ｍ／分にて、複合溶融紡糸し、芯成分がＢ成分からなり、かつ鞘成分がＡ成分からなる、芯鞘の複合比率が５０：５０の芯鞘型複合未延伸糸を得た。次いで、得られた芯鞘複合未延伸糸を、８０℃の温度の温水中で３倍に延伸して４．４ｄｔｅｘの延伸糸とし、押し込み式クリンパーにより捲縮付与後、表２に示す温度にて熱処理を施したところ鞘成分が一部溶融し単糸間の融着が発生し、熱接着繊維を得ることができなかった。
【００４５】
（比較例６）
酸成分としてテレフタル酸ジメチル９０ｍｏｌ％とＩＰＡ１０ｍｏｌ％を用い、グリコール成分として１，４−ブタンジオール１００ｍｏｌ％を用いてエステル交換反応させ、次いで重縮合反応させ得られたＰＢＴ系共重合ポリエステル（Ａ成分、２１０℃においてＤＳＣの吸熱ピークを示したので、結晶性融点を有している。融解温度２１０℃）と、融解温度が２６０℃のＰＥＴ（Ｂ成分）とを、紡糸温度２８０℃で紡糸口金から吐出させ、引取速度１３００ｍ／分にて、複合溶融紡糸し、芯成分がＢ成分からなり、かつ鞘成分がＡ成分からなる、芯鞘の複合比率が５０：５０の芯鞘型複合未延伸糸を得た。次いで、得られた芯鞘複合未延伸糸を、８０℃の温度の温水中で３倍に延伸して４．４ｄｔｅｘの延伸糸とし、押し込み式クリンパーにより捲縮付与後、表２に示す温度にて熱処理を施し、油剤をスプレー方式により付与し、次いで、繊維長３８ｍｍに切断し短繊維形状の熱接着性複合繊維を得た。
【００４６】
得られた熱接着性複合繊維７０重量％と、別に開繊機で開繊して得られた繊維長３８ｍｍ、繊度１４．４ｄｔｅｘのポリエチレンテレフタレート繊維３０重量％を混綿し、カード機で厚みが３０ｍｍで目付が８００ｇ／ｍ２のウェッブとなし、このウェッブを熱風乾燥機内で１８０℃の温度で２分間熱処理した後、常温で保管していた鉄板間に挟み、厚み１０ｍｍまで圧縮して不織布を得た。次いで、得られた不織布を熱風乾燥機内にて２２０℃の温度で３分間処理した後、常温で保管していた鉄板間に挟み、厚み１０ｍｍまで圧縮して不織布板を得た。結果を表２に示す。
【００４７】
（実施例７〜９）
酸成分としてテレフタル酸ジメチル６５ｍｏｌ％とイソフタル酸３５ｍｏｌ％を用い、グリコール成分として１，４−ブタンジオール１００ｍｏｌ％を用いてエステル交換反応させ、次いで重縮合反応させ得られたＰＢＴ系共重合ポリエステル（Ａ成分、１６０℃においてＤＳＣの吸熱ピークを示したので、結晶性融点を有している。融解温度１６０℃）と、融解温度が２６０℃のポリエチレンテレフタレート（Ｂ成分）とを、紡糸温度２８０℃で紡糸口金から吐出させ、引取速度１３００ｍ／分にて、複合溶融紡糸し、芯成分がＢ成分からなり、かつ鞘成分がＡ成分からなる、芯鞘の複合比率が５０：５０の芯鞘型複合未延伸糸を得た。次いで、得られた芯鞘複合未延伸糸を、８０℃の温度の温水中で３倍に延伸して４．４ｄｔｅｘの延伸糸とし、押し込み式クリンパーにより捲縮付与後、表１に示す温度にて熱処理を施し、油剤をスプレー方式により付与し、次いで、繊維長３８ｍｍに切断し短繊維形状の熱接着性複合繊維を得た。
【００４８】
得られた熱接着性複合繊維７０重量％と、別に開繊機で開繊して得られた繊維長３８ｍｍ、繊度１４．４ｄｔｅｘのポリエチレンテレフタレート繊維及び繊維長３８ｍｍ、繊度１８ｄｔｅｘのポリエチレンテレフタレート繊維を表３に示す割合で混綿し、繊維集合体を得た。これをカード機で厚みが３０ｍｍで目付が８００ｇ／ｍ２のウェッブとなし、このウェッブを熱風乾燥機内で１８０℃の温度で２分間熱処理した後、常温で保管していた鉄板間に挟み、厚み１０ｍｍまで圧縮して不織布を得た。次いで、得られた不織布を熱風乾燥機内にて２２０℃の温度で３分間処理した後、常温で保管していた鉄板間に挟み、厚み１０ｍｍまで圧縮して不織布板を得た。結果を表３に示す。
【００４９】
（比較例７）
酸成分としてテレフタル酸ジメチル８５ｍｏｌ％とε−カプロラクトン１５ｍｏｌ％を用い、グリコール成分としてエチレングリコール５０ｍｏｌ％と１，４−ブタンジオール５０ｍｏｌ％を用いてエステル交換反応させ、次いで重縮合反応させ得られた共重合ポリエステル（Ａ成分、１６０℃においてＤＳＣの吸熱ピークを示したので、結晶性融点を有している。融解温度１６０℃）と、融解温度が２６０℃のポリエチレンテレフタレート（Ｂ成分）とを、紡糸温度２８０℃で紡糸口金から吐出させ、引取速度１３００ｍ／分にて、複合溶融紡糸し、芯成分がＢ成分からなり、かつ鞘成分がＡ成分からなる、芯鞘の複合比率が５０：５０の芯鞘型複合未延伸糸を得た。次いで、得られた芯鞘複合未延伸糸を、８０℃の温度の温水中で３倍に延伸して４．４ｄｔｅｘの延伸糸とし、押し込み式クリンパーにより捲縮付与後、表２に示す温度にて熱処理を施し、油剤をスプレー方式により付与し、次いで、繊維長３８ｍｍに切断し短繊維形状の熱接着性複合繊維を得た。
【００５０】
得られた熱接着性複合繊維７０重量％と、別に開繊機で開繊して得られた繊維長３８ｍｍ、繊度１４．４ｄｔｅｘのポリエチレンテレフタレート繊維３０重量％を混綿し、繊維集合体を得た。これをカード機で厚みが３０ｍｍで目付が８００ｇ／ｍ２のウェッブとなし、このウェッブを熱風乾燥機内で１８０℃の温度で２分間熱処理した後、常温で保管していた鉄板間に挟み、厚み１０ｍｍまで圧縮して不織布を得た。次いで、得られた不織布を熱風乾燥機内にて２２０℃の温度で３分間処理した後、常温で保管していた鉄板間に挟み、厚み１０ｍｍまで圧縮して不織布板を得た。結果を表３に示す。
【００５１】
【表１】
【００５２】
【表２】
【００５３】
【表３】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱接着性繊維およびこれを用いてなる繊維集合体に関するものである。さらに詳しくは、本発明は、車輌用等の比較的高い温度環境下に晒される機会の多い用途に対し、特に耐熱性を有する繊維集合体などに好適に用いられ、かつ熱寸法安定性に優れた熱接着性繊維および繊維集合体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
合成繊維、特にポリエステル繊維は、その優れた寸法安定性、耐候性、機械的特性および耐久性、さらにはリサイクル性等の点から、衣料や産業資材などの用途において不可欠なものとなっており、不織布の分野においても広く使用されている。ルーフィング基材、自動車天井材および緩衝材等に用いられる繊維集合体として使用される不織布繊維構造体においては、該不織布繊維構造体の構成繊維（以下、母材繊維という）相互間を接着する目的で、熱接着性繊維が広く使用されている。
【０００３】
繊維集合体の母材繊維としては、比較的安価で優れたポリエステル繊維が多く使用されており、該母材繊維を接着する熱接着性繊維もリサイクルの容易性から、ポリエステル系素材を用いたものが多く使用されている。例えば、芯成分がポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴという）であり、鞘成分がイソフタル酸（以下、ＩＰＡという）成分を共重合した低融点の共重合ＰＥＴとする芯鞘型のポリエステル系の熱接着性繊維では、該熱接着性繊維を接着する温度に合わせて、低融点の共重合ＰＥＴにおけるＩＰＡ成分の共重合率を設計する。
【０００４】
一般にＰＥＴに対してＩＰＡの共重合率が高くなると、該共重合ＰＥＴの示差走査熱量計（以下、ＤＳＣという）で測定される融解温度は低下する。融解温度とはこの場合、ＤＳＣで測定される吸熱ピークに該当する温度をいう。例えば、共重合成分を含有しないホモＰＥＴの融解温度をＤＳＣで測定すると２５０〜２６０℃の範囲に吸熱ピークが確認されるが、ＩＰＡ２０モル％共重合ＰＥＴでは該吸熱ピークは２１０℃まで低下するとともに、吸熱ピークが観測される範囲が広くなる傾向にある。更に、ＩＰＡ４０モル％共重合ＰＥＴでは、融解温度は１１０℃程度まで低下するが、融解する温度領域が広くなりすぎるとともに、融解温度の際の吸熱量が低下し、融解ピークが観測できなくなる。この場合、ＤＳＣでは融解温度の測定が不可能となるので、融解温度は融点顕微鏡などで測定する。
【０００５】
一方、例えばポリエステル繊維を母材繊維とした繊維集合体を熱融着性繊維とともに熱処理する場合、母材繊維の耐熱性を考慮して、通常は２２０℃以下の温度で熱処理される。このような熱接着温度に対応するためには、ＩＰＡ４０モル％共重合ＰＥＴを熱融着成分とした場合には融解温度を１１０℃程度にまで低下させて使用する方法がとられている（特許文献１，特許文献２参照）。しかしながら、ＩＰＡを４０モル％共重合させると融解温度は低下するが、該融解温度も広くなり、融解開始温度も大幅に低下し、７０℃近辺から徐々に融解を開始する。このように、ポリエステル熱融着繊維は、実用的な接着温度で接着を可能にするとともに、一般的にＩＰＡを３０〜５０モル％共重合した共重合ＰＥＴが広く使用されている。しかしながら、熱融着成分である共重合ＰＥＴの融解開始温度も７０〜８０℃に低下しているために、熱接着された繊維集合体を９０〜１００℃の環境に晒すと、接着点の一部が再融解し、接着点が外れて繊維集合体が変形するなどの欠点を有している。従って例えば、自動車天井材用途などのように、９０〜１００℃の環境下に晒される用途では、ＩＰＡ共重合ＰＥＴで構成されるポリエステル熱融着性繊維は、繊維集合体の耐熱性の面で使用できなかった。
【０００６】
また、繊維集合体は熱接着性繊維と母材繊維とを混綿し、カード機にかけ、不織ウェッブとした後、所定の温度にて熱処理を施し、熱接着性繊維を溶融し接着させるが、熱処理時に繊維及び繊維集合体が収縮すると、繊維集合体の表面に皺が入り表面品位が著しく低下する。また、繊維集合体を取り付けた後、長期間高温環境下にて使用した際に繊維集合体の寸法変化が生じると、外観が著しく悪くなることから、高温環境下にて使用しても寸法安定性に優れることが要求される。
【０００７】
上記課題の耐熱性を改善すべく、脂肪酸ポリラクトンや脂肪族ラクトン成分を含有する特殊共重合ポリエステルが提案されているが、いずれも特殊な成分を共重合成分に用いる必要があり、原材料コストやポリマーの複雑な製造工程を要し、製造コストが高くなるとともに寸法安定性の点ではまだ不十分であるという問題点があった（特許文献３，特許文献４参照）。
【特許文献１】特開平２−１３９４６６号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】特開平６−２８０１４７号公報（特許請求の範囲）
【特許文献３】特開平７−１１９０１１号公報（特許請求の範囲）
【特許文献４】特開平１１−２１７７３１号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、上述した問題点を解決し、従来技術では達成できなかった、耐熱性と熱寸法安定性が同時に優れた熱接着性繊維を提供することにあり、かつその熱接着性繊維を用いた耐熱性と寸法安定性が同時に優れた繊維集合体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明に達した。
【００１０】
すなわち、本発明は以下の通りである。
１．ポリブチレンテレフタレート系共重合ポリエステルとポリエチレンテレフタレート系ポリエステルからなり、該ポリブチレンテレフタレート系共重合ポリエステルが少なくとも繊維表面に露出している複合繊維であって、下記要件を備えたことを特徴とする熱接着性複合繊維。
（１）ポリブチレンテレフタレート系共重合ポリエステルが結晶性融点を持ち、かつ融解温度が１４０〜１９０℃である
（２）ポリブチレンテレフタレート系共重合ポリエステルが全酸成分のうち、テレフタル酸または／およびその誘導体が７５〜６０モル％、イソフタル酸または／およびアジピン酸成分が２５〜４０モル％で構成される
（３）熱接着性複合繊維の９０℃における乾熱収縮率が１％以下である
２．母材繊維が、１項記載の熱接着性複合繊維により接着されてなる繊維集合体であって、該繊維集合体の９０℃における収縮率が０．５％以下であることを特徴とする繊維集合体。
３．繊維集合体を構成する母材繊維の少なくとも一部が非捲縮繊維で占められていることを特徴とする２項記載の繊維集合体。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、車輌用等の比較的高い温度環境下に晒される機会の多い用途に対し、特に耐熱性を有する繊維集合体などに好適に用いられかつ耐熱性と熱寸法安定性が同時にに優れた熱接着性繊維および耐熱性と寸法安定性が同時に優れた繊維集合体を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１３】
本発明の熱接着性複合繊維は、ＰＥＴ系ポリエステルと、ポリブチレンテレフタレート（以下、ＰＢＴという）系共重合ポリエステルからなり、該ＰＢＴ系共重合ポリエステルが少なくとも一部繊維表面に露出してなる複合繊維である。
【００１４】
本発明で使用されるＰＢＴ系共重合ポリエステルは、結晶性融点を持ち、融解温度が１４０〜１９０℃であることが必要である。本発明でいう融解温度とは、ＤＳＣで測定される融解曲線において、吸熱ピークに該当する温度をいい、吸熱ピークが確認できないものは融点顕微鏡で測定した温度をいう。また本発明でいう結晶性融点を持つポリエステルとは、ＤＳＣで測定される融解曲線において吸熱ピークが確認できるものをいう。すなわちＤＳＣで測定した融解曲線において、一定の温度領域にて融解温度に該当する吸熱ピークを示すものをいう。吸熱ピークが確認できない非晶性のポリエステルの場合、融解温度よりかなり低温のガラス転移温度以下で軟化・融解が始まるため、高温環境下に晒される用途に使用されると熱接着成分が軟化・再溶融するため、繊維集合体の変形が生じる。
【００１５】
一方、吸熱ピークが確認できることによって、その融解温度までの低温領域では軟化・融解が発生せず、融解温度に到達して融解が生じるので、高温環境下に晒されても熱接着成分が軟化・再溶融することが無く、それからなる繊維集合体を高温環境下で使用することが可能になる。融解温度が１４０〜１９０℃であることによって、融解点が高く、高温環境下で使用した場合の耐熱性を得ることができると共に、熱接着処理を比較的低温で実施できるので経済的に好ましい。
【００１６】
本発明に用いられるＰＢＴ系共重合ポリエステルとは、主たる繰り返し単位の７５〜６０モル％がブチレンテレフタレート単位よりなり、２５〜４０モル％がイソフタル酸成分および／またはアジピン酸成分からなるポリエステルである。ここで、主たる繰り返し単位よりなるポリエステルとは、テレフタル酸を主たる酸成分とし、１，４−ブタンジオールを主たるグリコール成分として得られるポリエステルである。
【００１７】
本発明に用いられるＰＢＴ系共重合ポリエステルが、結晶性融点を持ち、融解温度が１４０〜１９０℃となるためには、次の方法によって製造される。まず、所定の比率のテレフタル酸とイソフタル酸成分および／またはアジピン酸成分と１，４−ブタンジオールとのエステル交換反応によりオリゴマーを得る。次いで得られたオリゴマーを高真空下で高重合度化することで本発明に使用するＰＢＴ系共重合体が得られる。
【００１８】
本発明に用いられるＰＥＴ系ポリエステルとは、主たる繰り返し単位がエチレンテレフタレート単位よりなるポリエステルである。ここで、主たる繰り返し単位よりなるポリエステルとは、テレフタル酸を主たる酸成分とし、エチレングリコールを主たるグリコール成分として得られるポリエステルである。但し、１０モル％、より好ましくは、５モル％以下の割合でエステル結合の形成が可能な他の共重合成分を含むものであってもよい。
【００１９】
共重合可能な成分としては、例えば、イソフタル酸、コハク酸、シクロヘキサンジカルボン酸等のジカルボン酸類、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ポリエチレングリコール等のジオール類を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００２０】
また、本発明の複合繊維には、必要に応じて、艶消し剤となる二酸化チタン、滑剤としてのシリカやアルミナの微粒子、抗酸化剤としてのヒンダードフェノール誘導体、着色顔料、安定剤、蛍光剤、抗菌剤、消臭剤、強化剤などを添加してもよい。
【００２１】
本発明の熱接着性複合繊維は、上記のＰＢＴ系共重合ポリエステルが少なくとも一部繊維表面に露出してなることが重要であり、その形態としては、サイドバイサイド型、同心または偏芯の芯鞘型の複合繊維等が適用可能であるが、接着を強固にする面からは、特に芯鞘型とすることが好ましい。同心の芯鞘型にすると製糸性が良く、偏芯型にすると潜在捲縮性となるので、用途に応じて適切な複合形態を選択することができる。芯鞘型の場合、ＰＢＴ系共重合ポリエステルが少なくとも繊維表面の一部に露出してなることが必要であり、サイドバイサイド型の場合は、少なくとも一方にＰＢＴ系共重合ポリエステルが用いられる。芯鞘型複合繊維の場合の複合比率は、製糸性の面から、２０／８０〜８０／２０が好ましく、接着性および高次加工性の面から、より好ましくは４０／６０〜６０／４０である。
【００２２】
本発明の熱接着性複合繊維は複合紡糸機にて紡糸速度５００〜１５００ｍ／分で紡糸を行った後、得られた未延伸糸を延伸し、所望に応じた捲縮を付与する。捲縮付与後、得られた延伸糸を９０℃〜（Ｔｍ−４０℃）の温度で弛緩状態にて熱処理を施す。ここでＴｍとは熱接着複合繊維の融点である。熱処理温度が９０℃より低いと熱接着複合繊維の９０℃における乾熱収縮率が１％より大きくなる。熱接着複合繊維の芯部は繊維集合体とした後も繊維の形状を保持しているが、熱接着複合繊維の９０℃における乾熱収縮率が１％より大きいと、繊維集合体とした後、高温環境下で使用された際に、繊維形状を保持している芯部の収縮により繊維集合体の収縮が発生し、その結果繊維集合体の寸法安定性が劣るものとなる。熱処理温度が（Ｔｍ−４０℃）より高いかもしくはポリブチレンテレフタレート共重合ポリエステルが結晶性融点を持たないと熱処理時にＰＢＴ共重合ポリエステルが一部溶融し単糸間の融着が生じ熱接着複合繊維を得ることが困難となる。熱処理後、繊維用処理剤を付与し任意の繊維長に切断して、熱接着複合繊維を得る。このようにして得られた熱接着複合繊維は、９０℃での乾熱収縮率が１％以下であることから、寸法安定性に優れたものとなる。
【００２３】
繊維長は、３ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。繊維長が３ｍｍ未満では、ベース綿との間を架橋する割合が少なくなり、構造体としての剛性に劣るものとなる。また、繊維長が１００ｍｍを越える範囲になると、カード通過性等悪化し、製品加工での不具合が生じたりする。製品加工時のカード通過性と不織布の地合を良くするという点から、繊維長は、２０〜７０ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００２４】
本発明の熱接着性複合繊維を用いて繊維集合体となしたときの、接点数による強度特性へ与える影響を鑑み、熱接着性複合繊維の単繊維繊度は５０ｄｔｅｘ以下が好ましく、ベースとなる母材繊維との混綿性や高次加工性を考慮すると、より好ましくは１０ｄｔｅｘ以下である。また、単繊維繊度が０．５ｄｔｅｘ以下の範囲になると、溶融後の接点自体が小さくなるため、目標とする剛性が劣るものとなり、好ましくない。単繊維繊度は、接点の十分な剛性を得るという面から、２ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。
【００２５】
本発明にかかる繊維集合体は、本発明の上述した熱接着性複合繊維により母材繊維が接着されて構成されるものである。該繊維集合体に含まれる熱接着性複合繊維の重量比率は、用途によって選択することができ、また本発明の効果が損なわれない範囲であれば、本発明の熱接着繊維以外の熱接着繊維と併用してもよい。
【００２６】
本発明の繊維集合体は、本発明の熱接着性複合繊維からなる短繊維を、通常のポリエステル繊維等の短繊維（母材繊維）と混綿し、カード機にかけ、不織ウェッブとした後、必要に応じて、ニードルパンチや水流絡合を施した後、上記ＰＢＴ系共重合ポリエステルの溶融温度以上の温度にて熱処理を施し、熱接着性複合繊維を溶融し接着させることにより得ることができる。
【００２７】
本発明の繊維集合体に用いられる母材繊維は、コストとリサイクル性の面でポリエステル繊維が好ましく用いられる。母材繊維は用途によっても相違するが、一般的には、例えば、繊維集合体や嵩高が要求されるものであれば、６〜３０ｄｔｅｘのポリエステル繊維が用いられ、ソフトな風合いが要求されるものであれば、１〜６ｄｔｅｘのポリエステル繊維が用いられる。また、資源の再利用や環境保護の観点から再生ポリエステル繊維を母材繊維として用いてもよい。さらに２種類以上の母材繊維を用いてもよい。これらの母材繊維は、母材の剛性と接着程度のバランスから、母材繊維／熱接着性複合繊維の混合比が２０／８０〜８０／２０重量％の範囲で混合されていることが好ましい。
【００２８】
また、本発明の繊維集合体に用いられる母材繊維の少なくとも一部に非捲縮（ノークリンプ）繊維が用いられていると更に好ましい。ここでいう非捲縮（ノークリンプ）とは実質的に捲縮が付与されていない捲縮数が０山／２５ｍｍの繊維のことであるが、本発明の効果を損なわない範囲であれば、捲縮が付与された繊維が混合されていても良い。非捲縮繊維の混合比は用途によって適宜設定できるが、繊維集合体に使用する繊維全体の５％以上が好ましく、１０％以上混合されていると更に好ましい。非捲縮繊維を繊維集合体に用いることにより捲縮部のバネ効果による繊維集合体の収縮が抑制されるため、得られた繊維集合体の寸法安定性が格段に向上する。
【００２９】
このようにして得られた繊維集合体は９０℃での収縮率が０．５％以下であることから、寸法安定性に優れ、比較的高い温度環境下に晒される機会の多い用途に対し、好適に用いることができる。繊維集合体の９０℃における収縮率が０．５％以上であると、高い温度環境下で使用された繊維集合体の収縮により、繊維集合体組付部に隙間ができる等、外観が非常に悪くなるので好ましくない。
【実施例】
【００３０】
以下、実施例によって本発明を詳しく説明するが、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。
【００３１】
（１）融解温度
Ａ．示差走査型熱量計（ＤＳＣ）で窒素気流下、１０℃／分の昇温速度で測定した。
Ｂ．上記のＤＳＣで融解温度が確認できないものは融点顕微鏡を用い、１０℃／分の昇温速度下で、融解開始温度と融解完了温度を観測し、下式で求めた。
融解温度（℃）＝（融解開始温度＋融解完了温度）／２。
【００３２】
（２）耐熱ヘタリ性評価
熱接着性複合繊維７０重量％と、別に開繊機で開繊して得られた母材繊維３０重量％を混綿し、繊維集合体を得る。これをカード機で厚みが３０ｍｍで目付が８００ｇ／ｍ２のウェッブとなし、このウェッブを熱風乾燥機内で１８０℃の温度で２分間熱処理した後、常温で保管していた鉄板間に挟み、厚み１０ｍｍまで圧縮して不織布を得た。次いで、得られた不織布を、熱風乾燥機内で２２０℃の温度で３分間処理した後、常温で保管していた鉄板間に挟み、厚み１０ｍｍまで圧縮して不織布板を得た。得られた不織布板から、１３０ｍｍ×２５ｍｍ×１０ｍｍの形状に切り出して得られたサンプルの縦方向（１３０ｍｍ）の一端から２０ｍｍの領域を台上に固定し、残りの１１０ｍｍを台から突出させた。次いで、この状態を維持したまま、９０℃の温度に設定した恒温槽に８時間放置し、直方体の台から突出した部分の先端における垂れ下がり量（ｍｍ）を測定した。判定は次のとおりである。垂れ下がり量が１２ｍｍ以下のものは耐熱性に優れていると評価できる。
◎：非常に良好（垂れ下がり量 ９ｍｍ以下）
○：良好 （垂れ下がり量が９ｍｍより大きく１２ｍｍ以下）
×：不良 （垂れ下がり量が１２ｍｍより大きい）。
【００３３】
（３）単繊維繊度
ＪＩＳ Ｌ−１０１５（１９９９）−８−５−１に示される方法により単繊維繊度の測定を行った。
【００３４】
（４）乾熱収縮率
ＪＩＳ Ｌ−１０１５（１９９９）−８−１５に示される方法により荷重３００ｍｇ／ｄ、温度９０℃で測定した。
【００３５】
（５）繊維集合体の収縮率
熱接着性Ｄ複合繊維７０重量％と、別に開繊機で開繊して得られた母材繊維３０重量％を混綿し、繊維集合体を得る。これをカード機で厚みが３０ｍｍで目付が８００ｇ／ｍ２のウェッブとなし、このウェッブを熱風乾燥機内で１８０℃の温度で２分間熱処理した後、常温で保管していた鉄板間に挟み、厚み１０ｍｍまで圧縮して不織布を得た。次いで、得られた不織布を、熱風乾燥機内で２２０℃の温度で３分間処理した後、常温で保管していた鉄板間に挟み、厚み１０ｍｍまで圧縮して不織布板を得た。得られた不織布板から、２００ｍｍ×２００ｍｍの形状に切り出して得られたサンプルを、９０℃に維持した熱風乾燥機中に２４時間放置し、この処理後の不織布の縦方向の長さＡ１（ｍｍ）、横方向の長さＡ２（ｍｍ）から下記式により収縮率を求め、寸法安定性として評価した。なお、収縮率が０．５％以下であるものを合格とした。
Ｂ１（縦方向の収縮率）（％） ＝〔（２００−Ａ１）／２００〕×１００
Ｂ２（横方向の収縮率）（％） ＝〔（２００−Ａ２）／２００〕×１００
Ｂ３（繊維集合体の収縮率）（％）＝（Ｂ１＋Ｂ２）／２。
【００３６】
（実施例１〜３、比較例１〜３）
酸成分としてテレフタル酸ジメチル６５ｍｏｌ％とイソフタル酸３５ｍｏｌ％を用い、グリコール成分として１，４−ブタンジオール１００ｍｏｌ％を用いてエステル交換反応させ、次いで温度２５０℃，圧力０．５Ｔｏｒｒ、３時間重縮合反応させ得られたＰＢＴ系共重合ポリエステル（Ａ成分、１６０℃においてＤＳＣの吸熱ピークを示したので、結晶性融点を有している。融解温度１６０℃）と、融解温度が２６０℃のＰＥＴ（Ｂ成分）とを、紡糸温度２８０℃で紡糸口金から吐出させ、引取速度１３００ｍ／分にて、複合溶融紡糸し、芯成分がＢ成分からなり、かつ鞘成分がＡ成分からなる、芯鞘の複合比率が５０：５０の同心芯鞘型複合未延伸糸を得た。次いで、得られた芯鞘複合未延伸糸を、８０℃の温度の温水中で３倍に延伸して４．４ｄｔｅｘの延伸糸とし、押し込み式クリンパーにより捲縮付与後、表１に示す温度にて熱処理を施し、油剤をスプレー方式により付与し、次いで、繊維長３８ｍｍに切断し短繊維形状の熱接着性複合繊維を得た。
【００３７】
得られた熱接着性複合繊維７０重量％と、別に開繊機で開繊して得られた繊維長３８ｍｍ、繊度１４．４ｄｔｅｘのＰＥＴ母材繊維３０重量％を混綿し、繊維集合体を得た。これをカード機で厚みが３０ｍｍで目付が８００ｇ／ｍ２のウェッブとなし、このウェッブを熱風乾燥機内で１８０℃の温度で２分間熱処理した後、常温で保管していた鉄板間に挟み、厚み１０ｍｍまで圧縮して不織布を得た。次いで、得られた不織布を熱風乾燥機内にて２２０℃の温度で３分間処理した後、常温で保管していた鉄板間に挟み、厚み１０ｍｍまで圧縮して不織布板を得た。結果を表１に示す。
【００３８】
（実施例４）
酸成分としてテレフタル酸ジメチル７０ｍｏｌ％とＩＰＡ２５ｍｏｌ％及びアジピン酸５ｍｏｌ％を用い、グリコール成分として１，４−ブタンジオール１００ｍｏｌ％を用いてエステル交換反応させ、次いで重縮合反応させ得られたＰＢＴ系共重合ポリエステル（Ａ成分、１６９℃においてＤＳＣの吸熱ピークを示したので、結晶性融点を有している。融解温度１６９℃）と、融解温度が２６０℃のＰＥＴ（Ｂ成分）とを、紡糸温度２８０℃で紡糸口金から吐出させ、引取速度１３００ｍ／分にて、複合溶融紡糸し、芯成分がＢ成分からなり、かつ鞘成分がＡ成分からなる、芯鞘の複合比率が５０：５０の芯鞘型複合未延伸糸を得た。次いで、得られた芯鞘複合未延伸糸を、８０℃の温度の温水中で３倍に延伸して４．４ｄｔｅｘの延伸糸とし、押し込み式クリンパーにより捲縮付与後、表２に示す温度にて熱処理を施し、油剤をスプレー方式により付与し、次いで、繊維長３８ｍｍに切断し短繊維形状の熱接着性複合繊維を得た。
【００３９】
得られた熱接着性複合繊維７０重量％と、別に開繊機で開繊して得られた繊維長３８ｍｍ、繊度１４．４ｄｔｅｘのＰＥＴ母材繊維３０重量％を混綿し、繊維集合体を得た。これをカード機で厚みが３０ｍｍで目付が８００ｇ／ｍ２のウェッブとなし、このウェッブを熱風乾燥機内で１８０℃の温度で２分間熱処理した後、常温で保管していた鉄板間に挟み、厚み１０ｍｍまで圧縮して不織布を得た。次いで、得られた不織布を熱風乾燥機内にて２２０℃の温度で３分間処理した後、常温で保管していた鉄板間に挟み、厚み１０ｍｍまで圧縮して不織布板を得た。結果を表２に示す。
【００４０】
（実施例５）
別に開繊機で開繊して得られた繊維長３８ｍｍ、繊度１４．４ｄｔｅｘのＰＥＴ繊維２０重量％、繊維長３８ｍｍ、繊度２０ｄｔｅｘの非捲縮のＰＥＴ繊維１０重量％を母材繊維として混綿した以外は実施例１と同様にして熱接着繊維と繊維集合体を得た。結果を表２に示す。
【００４１】
（実施例６）
別に開繊機で開繊して得られた繊維長３８ｍｍ、繊度１４．４ｄｔｅｘのＰＥＴ繊維１０重量％、繊維長３８ｍｍ、繊度２０ｄｔｅｘの非捲縮のＰＥＴ繊維２０重量％を母材繊維として混綿した以外は実施例１と同様にして熱接着繊維と不織布板を得た。結果を表２に示す。
【００４２】
（比較例４）
酸成分としてテレフタル酸ジメチル７０ｍｏｌ％とイソフタル酸３０ｍｏｌ％を用い、グリコール成分としてエチレングリコール１００ｍｏｌ％を用いてエステル交換反応させ、次いで重縮合反応させ得られたＰＥＴ系共重合ポリエステル（Ａ成分、ＤＳＣの吸熱ピークは確認できなかったので、非晶性である。融解温度１５０℃）と、融解温度が２６０℃のＰＥＴ（Ｂ成分）とを、紡糸温度２８０℃で紡糸口金から吐出させ、引取速度１３００ｍ／分にて、複合溶融紡糸し、芯成分がＢ成分からなり、かつ鞘成分がＡ成分からなる、芯鞘の複合比率が５０：５０の芯鞘型複合未延伸糸を得た。次いで、得られた芯鞘複合未延伸糸を、８０℃の温度の温水中で３倍に延伸して４．４ｄｔｅｘの延伸糸とし、押し込み式クリンパーにより捲縮付与後、表２に示す温度にて熱処理を施し、油剤をスプレー方式により付与し、次いで、繊維長３８ｍｍに切断し短繊維形状の熱接着性複合繊維を得た。
【００４３】
得られた熱接着性複合繊維７０重量％と、別に開繊機で開繊して得られた繊維長３８ｍｍ、繊度１４．４ｄｔｅｘのポリエチレンテレフタレート繊維３０重量％を母材繊維として混綿し、繊維集合体を得た。これをカード機で厚みが３０ｍｍで目付が８００ｇ／ｍ２のウェッブとなし、このウェッブを熱風乾燥機内で１８０℃の温度で２分間熱処理した後、常温で保管していた鉄板間に挟み、厚み１０ｍｍまで圧縮して不織布を得た。次いで、得られた不織布を熱風乾燥機内にて２２０℃の温度で３分間処理した後、常温で保管していた鉄板間に挟み、厚み１０ｍｍまで圧縮して不織布板を得た。結果を表２に示す。
【００４４】
（比較例５）
酸成分としてテレフタル酸ジメチル７０ｍｏｌ％とＩＰＡ３０ｍｏｌ％を用い、グリコール成分としてエチレングリコール１００ｍｏｌ％を用いてエステル交換反応させ、次いで重縮合反応させ得られたＰＥＴ系共重合ポリエステル（Ａ成分、ＤＳＣの吸熱ピークは確認できなかったので、非晶性である。融解温度１５０℃）と、融解温度が２６０℃のＰＥＴ（Ｂ成分）とを、紡糸温度２８０℃で紡糸口金から吐出させ、引取速度１３００ｍ／分にて、複合溶融紡糸し、芯成分がＢ成分からなり、かつ鞘成分がＡ成分からなる、芯鞘の複合比率が５０：５０の芯鞘型複合未延伸糸を得た。次いで、得られた芯鞘複合未延伸糸を、８０℃の温度の温水中で３倍に延伸して４．４ｄｔｅｘの延伸糸とし、押し込み式クリンパーにより捲縮付与後、表２に示す温度にて熱処理を施したところ鞘成分が一部溶融し単糸間の融着が発生し、熱接着繊維を得ることができなかった。
【００４５】
（比較例６）
酸成分としてテレフタル酸ジメチル９０ｍｏｌ％とＩＰＡ１０ｍｏｌ％を用い、グリコール成分として１，４−ブタンジオール１００ｍｏｌ％を用いてエステル交換反応させ、次いで重縮合反応させ得られたＰＢＴ系共重合ポリエステル（Ａ成分、２１０℃においてＤＳＣの吸熱ピークを示したので、結晶性融点を有している。融解温度２１０℃）と、融解温度が２６０℃のＰＥＴ（Ｂ成分）とを、紡糸温度２８０℃で紡糸口金から吐出させ、引取速度１３００ｍ／分にて、複合溶融紡糸し、芯成分がＢ成分からなり、かつ鞘成分がＡ成分からなる、芯鞘の複合比率が５０：５０の芯鞘型複合未延伸糸を得た。次いで、得られた芯鞘複合未延伸糸を、８０℃の温度の温水中で３倍に延伸して４．４ｄｔｅｘの延伸糸とし、押し込み式クリンパーにより捲縮付与後、表２に示す温度にて熱処理を施し、油剤をスプレー方式により付与し、次いで、繊維長３８ｍｍに切断し短繊維形状の熱接着性複合繊維を得た。
【００４６】
得られた熱接着性複合繊維７０重量％と、別に開繊機で開繊して得られた繊維長３８ｍｍ、繊度１４．４ｄｔｅｘのポリエチレンテレフタレート繊維３０重量％を混綿し、カード機で厚みが３０ｍｍで目付が８００ｇ／ｍ２のウェッブとなし、このウェッブを熱風乾燥機内で１８０℃の温度で２分間熱処理した後、常温で保管していた鉄板間に挟み、厚み１０ｍｍまで圧縮して不織布を得た。次いで、得られた不織布を熱風乾燥機内にて２２０℃の温度で３分間処理した後、常温で保管していた鉄板間に挟み、厚み１０ｍｍまで圧縮して不織布板を得た。結果を表２に示す。
【００４７】
（実施例７〜９）
酸成分としてテレフタル酸ジメチル６５ｍｏｌ％とイソフタル酸３５ｍｏｌ％を用い、グリコール成分として１，４−ブタンジオール１００ｍｏｌ％を用いてエステル交換反応させ、次いで重縮合反応させ得られたＰＢＴ系共重合ポリエステル（Ａ成分、１６０℃においてＤＳＣの吸熱ピークを示したので、結晶性融点を有している。融解温度１６０℃）と、融解温度が２６０℃のポリエチレンテレフタレート（Ｂ成分）とを、紡糸温度２８０℃で紡糸口金から吐出させ、引取速度１３００ｍ／分にて、複合溶融紡糸し、芯成分がＢ成分からなり、かつ鞘成分がＡ成分からなる、芯鞘の複合比率が５０：５０の芯鞘型複合未延伸糸を得た。次いで、得られた芯鞘複合未延伸糸を、８０℃の温度の温水中で３倍に延伸して４．４ｄｔｅｘの延伸糸とし、押し込み式クリンパーにより捲縮付与後、表１に示す温度にて熱処理を施し、油剤をスプレー方式により付与し、次いで、繊維長３８ｍｍに切断し短繊維形状の熱接着性複合繊維を得た。
【００４８】
得られた熱接着性複合繊維７０重量％と、別に開繊機で開繊して得られた繊維長３８ｍｍ、繊度１４．４ｄｔｅｘのポリエチレンテレフタレート繊維及び繊維長３８ｍｍ、繊度１８ｄｔｅｘのポリエチレンテレフタレート繊維を表３に示す割合で混綿し、繊維集合体を得た。これをカード機で厚みが３０ｍｍで目付が８００ｇ／ｍ２のウェッブとなし、このウェッブを熱風乾燥機内で１８０℃の温度で２分間熱処理した後、常温で保管していた鉄板間に挟み、厚み１０ｍｍまで圧縮して不織布を得た。次いで、得られた不織布を熱風乾燥機内にて２２０℃の温度で３分間処理した後、常温で保管していた鉄板間に挟み、厚み１０ｍｍまで圧縮して不織布板を得た。結果を表３に示す。
【００４９】
（比較例７）
酸成分としてテレフタル酸ジメチル８５ｍｏｌ％とε−カプロラクトン１５ｍｏｌ％を用い、グリコール成分としてエチレングリコール５０ｍｏｌ％と１，４−ブタンジオール５０ｍｏｌ％を用いてエステル交換反応させ、次いで重縮合反応させ得られた共重合ポリエステル（Ａ成分、１６０℃においてＤＳＣの吸熱ピークを示したので、結晶性融点を有している。融解温度１６０℃）と、融解温度が２６０℃のポリエチレンテレフタレート（Ｂ成分）とを、紡糸温度２８０℃で紡糸口金から吐出させ、引取速度１３００ｍ／分にて、複合溶融紡糸し、芯成分がＢ成分からなり、かつ鞘成分がＡ成分からなる、芯鞘の複合比率が５０：５０の芯鞘型複合未延伸糸を得た。次いで、得られた芯鞘複合未延伸糸を、８０℃の温度の温水中で３倍に延伸して４．４ｄｔｅｘの延伸糸とし、押し込み式クリンパーにより捲縮付与後、表２に示す温度にて熱処理を施し、油剤をスプレー方式により付与し、次いで、繊維長３８ｍｍに切断し短繊維形状の熱接着性複合繊維を得た。
【００５０】
得られた熱接着性複合繊維７０重量％と、別に開繊機で開繊して得られた繊維長３８ｍｍ、繊度１４．４ｄｔｅｘのポリエチレンテレフタレート繊維３０重量％を混綿し、繊維集合体を得た。これをカード機で厚みが３０ｍｍで目付が８００ｇ／ｍ２のウェッブとなし、このウェッブを熱風乾燥機内で１８０℃の温度で２分間熱処理した後、常温で保管していた鉄板間に挟み、厚み１０ｍｍまで圧縮して不織布を得た。次いで、得られた不織布を熱風乾燥機内にて２２０℃の温度で３分間処理した後、常温で保管していた鉄板間に挟み、厚み１０ｍｍまで圧縮して不織布板を得た。結果を表３に示す。
【００５１】
【表１】
【００５２】
【表２】
【００５３】
【表３】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリブチレンテレフタレート系共重合ポリエステルとポリエチレンテレフタレート系ポリエステルからなり、該ポリブチレンテレフタレート系共重合ポリエステルが少なくとも繊維表面に露出している複合繊維であって、下記要件を満足することを特徴とする熱接着性複合繊維。
（１）ポリブチレンテレフタレート系共重合ポリエステルが結晶性融点を持ち、かつ融解温度が１４０〜１９０℃である
（２）ポリブチレンテレフタレート系共重合ポリエステルが全酸成分のうち、テレフタル酸または／およびその誘導体が７５〜６０モル％、イソフタル酸または／およびアジピン酸成分が２５〜４０モル％で構成される
（３）熱接着性複合繊維の９０℃における乾熱収縮率が１％以下である
【請求項２】
母材繊維が請求項１記載の熱接着性複合繊維により接着されてなる繊維集合体であって、該繊維集合体の９０℃における収縮率が０．５％以下であることを特徴とする繊維集合体。
【請求項３】
母材繊維の少なくとも一部が非捲縮繊維で占められていることを特徴とする請求項２記載の繊維集合体。
【請求項１】
ポリブチレンテレフタレート系共重合ポリエステルとポリエチレンテレフタレート系ポリエステルからなり、該ポリブチレンテレフタレート系共重合ポリエステルが少なくとも繊維表面に露出している複合繊維であって、下記要件を満足することを特徴とする熱接着性複合繊維。
（１）ポリブチレンテレフタレート系共重合ポリエステルが結晶性融点を持ち、かつ融解温度が１４０〜１９０℃である
（２）ポリブチレンテレフタレート系共重合ポリエステルが全酸成分のうち、テレフタル酸または／およびその誘導体が７５〜６０モル％、イソフタル酸または／およびアジピン酸成分が２５〜４０モル％で構成される
（３）熱接着性複合繊維の９０℃における乾熱収縮率が１％以下である
【請求項２】
母材繊維が請求項１記載の熱接着性複合繊維により接着されてなる繊維集合体であって、該繊維集合体の９０℃における収縮率が０．５％以下であることを特徴とする繊維集合体。
【請求項３】
母材繊維の少なくとも一部が非捲縮繊維で占められていることを特徴とする請求項２記載の繊維集合体。
【公開番号】特開２００８−４５２４１（Ｐ２００８−４５２４１Ａ）
【公開日】平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２２２７３８（Ｐ２００６−２２２７３８）
【出願日】平成１８年８月１７日（２００６．８．１７）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月１７日（２００６．８．１７）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
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