熱接着性長繊維の製造方法及び熱接着性長繊維
【課題】高強度でかつ熱収縮率の低い熱接着性長繊維を操業性よく製造することができる製造方法を提供する。
【解決手段】芯成分、鞘成分ともにポリエステルであり、鞘成分は芯成分より低融点の共重合ポリエステルである芯鞘型複合繊維を複合紡糸装置を用いて溶融紡糸し、一旦巻き取ることなく連続して、延伸と弛緩処理を行って巻き取る製造方法において、延伸を２段階で、かつ各々スチーム処理を行いながら延伸し、１段目の延伸倍率を２段目より高くし、２段目の延伸倍率を１．０２〜１．１倍とする熱接着性長繊維の製造方法。
【解決手段】芯成分、鞘成分ともにポリエステルであり、鞘成分は芯成分より低融点の共重合ポリエステルである芯鞘型複合繊維を複合紡糸装置を用いて溶融紡糸し、一旦巻き取ることなく連続して、延伸と弛緩処理を行って巻き取る製造方法において、延伸を２段階で、かつ各々スチーム処理を行いながら延伸し、１段目の延伸倍率を２段目より高くし、２段目の延伸倍率を１．０２〜１．１倍とする熱接着性長繊維の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メッシュシートやネット等に好適に用いることができる熱接着性長繊維及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、メッシュシート等の交点部の固定やターポリン用布帛等の通水性が重要視される用途では、塩化ビニル樹脂等の樹脂を用いて加工が行われている。
【０００３】
しかし、近年、塩化ビニル樹脂等は環境への影響が問題視され、樹脂加工を行わない加工方法が検討されるようになってきた。
【０００４】
その一つとして、鞘部が低融点成分である芯鞘型の熱接着性長繊維を用いて、製編織した後、熱処理を行って低融点成分を溶融又は軟化させることによって、交点部を固定したメッシュシートや網目形状を固定したネット、更には繊維からなる成型棒等が提案されている（例えば、特許文献１、２、３参照）。
【０００５】
そして、このような熱接着性長繊維は高強度であることと、製編織後等の後加工の際に鞘成分を溶融させる加熱接着処理時の熱収縮が小さいことが加工性の面で好ましい。
【０００６】
しかしながら、鞘成分が低融点であるため延伸時の加熱ローラでの熱処理を十分行えないことから、熱収縮率が大きくなり、また高強度化を図ることも困難となる。
【０００７】
そこで、本発明者らは、２段目の延伸時に高温のスチームを繊維に吹き付けながら延伸を行うことで、高速で巻き取るスピンドロー法において高強度で熱収縮率の低い熱接着性繊維を得ることができる製造方法を提案した（特許文献４参照）。
【０００８】
この製造方法を用いることにより、十分に使用可能な高強度と熱収縮率の低い加工性に優れた熱接着性長繊維が得られるようになったが、更なる高強度化と熱収縮の低い加工性に優れた熱接着性長繊維を操業性よく得る方法が要望視されていた。
【特許文献１】特開２００１−２７１２４５号公報
【特許文献２】特開２００１−２７１２７０号公報
【特許文献３】特開２００１−２１４３８８号公報
【特許文献４】特開２００２−１８０３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記の問題点を解決し、高強度でかつ熱収縮率の低い熱接着性長繊維を操業性よく製造することができる製造方法を提供することを技術的な課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、次の構成を要旨とするものである。
（１）芯成分、鞘成分ともにポリエステルであり、鞘成分は芯成分より低融点の共重合ポリエステルである芯鞘型複合繊維を複合紡糸装置を用いて溶融紡糸し、一旦巻き取ることなく連続して、延伸と弛緩処理を行って巻き取る製造方法において、延伸を２段階で、かつ各々スチーム処理を行いながら延伸し、１段目の延伸倍率を２段目より高くし、２段目の延伸倍率を１．０２〜１．１倍とすることを特徴とする熱接着性長繊維の製造方法。
（２）（１）の製造方法により得られた切断強度が４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、乾熱収縮率が１５％以下である熱接着性長繊維。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の熱接着性長繊維の製造方法によれば、高強度でかつ熱収縮率の低い熱接着性長繊維を操業性よく製造することができる。そして、本発明の熱接着性長繊維は、高強度でかつ優れた接着性を有しているため、メッシュシートやネット等をはじめ、産業資材や家庭用資材用に好適に使用することが可能となる。
【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。
本発明の製造方法で製造される熱接着性長繊維は、主に産業資材や生活資材用途に用いられるため、高強度を有することが必要であり、また、良好な製糸性を得るためにも、繊維断面形状は芯成分を補強成分、鞘成分を接着成分とする芯鞘構造を呈するものとする。
【００１３】
本発明で得られる熱接着性長繊維の芯成分のポリエステルは、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと称す。）、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等を単独で用いたり、あるいは複数併用することができるが、中でも、寸法安定性や耐候性にも優れ、安価で汎用性のあるＰＥＴを用いることが好ましい。
【００１４】
芯成分のポリエステルには本来の性能を損なわない程度に第３成分が共重合されていてもよく、原着繊維とするために着色顔料等が含有されていてもよく、また、耐候剤、耐熱剤等が添加されていてもよい。
【００１５】
また、芯成分の極限粘度〔η〕は０．６〜０．８が好ましい。極限粘度〔η〕が０．６より低くなると高強度が得られ難く、また、０．８より高くなると鞘成分が低融点であり、延伸時に十分な熱処理が行えないため、熱収縮率を低くすることが難しくなり好ましくない。
【００１６】
次に、鞘成分は摩擦や屈曲によっても芯成分と剥離がし難く、芯成分と相溶性のある共重合ポリエステルを用いることが好ましい。このような共重合ポリエステルは、２塩基酸又はその誘導体の１種もしくは２種以上と、グリコール系の１種もしくは２種以上とを反応させて得ることができる。
【００１７】
２塩基酸又はその誘導体の例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、Ｐ−オキシ安息香酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族２塩基酸、シュウ酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカンジカルボン酸の脂肪族２塩基酸、１，２−シクロブタンジカルボン酸等の脂肪族２塩基酸、脂肪族ラクトン成分等が挙げられる。
【００１８】
一方、グリコール類の例としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンタンジオール、Ｐ−キシレングリコール等やポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリアルキレングリコール類が挙げられる。
【００１９】
これらの２塩基酸又はその誘導体の１種もしくは２種以上と、グリコール系の１種もしくは２種以上からなる重合体は、熱的に安定性が良好であると共に、原料が比較的安価に供給されるので工業的に有利である。
【００２０】
中でも、特に鞘成分のポリエステルとして、テレフタル酸成分、エチレングリコール成分、１，４−ブタンジオール成分及び脂肪族ラクトン成分を含有する共重合ポリエステルを用いることが好ましい。この共重合ポリエステルは、比較的結晶化速度が速く、紡糸時や熱接着加工後の冷却の面においても優れている。なお、脂肪族ラクトン成分としては、炭素数４〜１１のラクトンが好ましく、特に好ましいラクトンとしては、ε−カプロラクトン（ε−ＣＬ）が挙げられる。
【００２１】
そして、鞘成分は芯成分より低融点であるが、鞘成分のポリエステルの融点は１３０〜２００℃とすることが好ましい。融点が１３０℃より低くなると、使用される用途が限られるようになる。一方、融点が２００℃よりも高くなると溶融接着時の加熱温度を高くする必要があり、コスト面で不利となり、また、溶融接着温度が高くなると芯成分の強度低下が生じることとなる。
【００２２】
鞘成分の極限粘度〔η〕は０．６〜０．８であることが好ましい。極限粘度〔η〕が０．６より低いと複合形態の斑が発生しやすく、一方、０．８より高いと共重合ポリエステルは一般的に結晶性が劣るため熱収縮が大きくなり好ましくない。
【００２３】
また、鞘成分のポリエステルにおいても、本来の性能を損なわない程度に各種添加剤等を添加してもよい。
【００２４】
そして、本発明の熱接着性長繊維の製造方法は、生産性やコスト面を考慮して、芯、鞘成分のポリエステルを複合紡糸装置を用いて溶融紡糸し、一旦巻き取ることなく連続して、延伸と弛緩処理を行って巻き取る製造方法である。
【００２５】
延伸を２段階で、かつ各々スチーム処理を行いながら延伸し、１段目の延伸倍率を２段目より高くし、２段目の延伸倍率を１．０２〜１．１倍とする。
【００２６】
鞘成分が低融点であるために加熱ローラのみの熱処理だけでは熱収縮率を低くするのは困難である。また、高強度化する必要もあるため、未延伸糸を引き取った後、或いは引き揃えた後の１段目の延伸と引き続いて行う２段目の延伸は、糸条に各々スチームを吹き付けながら延伸を行う。
【００２７】
１段目の延伸は５．０〜５．５倍とすることが好ましい。１段目の延伸倍率が５．０倍よりも小さい場合、２段目の延伸で十分に延伸が行われず、高強度の繊維とすることが困難となりやすい。一方、５．５倍よりも大きい場合、２段目の延伸が困難となりやすい。
【００２８】
２段目の延伸倍率は１．０２〜１．１とするものであり、中でも１．０３〜１．０７とすることが好ましい。延伸倍率が１．０２未満であると延伸効果が小さく不十分となり、高強度の繊維とすることが困難となる。一方、延伸倍率が１．１を超えると１段目の延伸もスチーム処理を行っているために結晶化が進んでおり、糸切れが生じて延伸が困難となる。
【００２９】
スチーム処理の方法としては、例えばオリフィスやスリットを対称に配置したスチーム処理機を用いて糸条に直接スチームを吹き付けて行う方法を挙げることができる。次に、スチームの温度や圧力は鞘成分の融点や単糸の融着及び延伸性を考慮に入れて２００〜４５０℃、０．１〜０．８ＭＰaとすることが好ましい。
【００３０】
また、１段目と２段目の延伸の際に施すスチーム処理は、使用するスチーム処理機の形状やスチームの温度及び圧力が同じであっても異なっていてもよい。
【００３１】
巻取速度は２０００〜４０００ｍ／分程度が好ましく、巻取速度が２０００ｍ／分より遅いと生産性が劣り、４０００ｍ／分より速いと延伸性や強度が劣るようになる。
【００３２】
本発明の製造方法で得られる熱接着性長繊維は、切断強度が４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましく、芯成分や鞘成分の極限粘度〔η〕を前記した範囲内とし、延伸性を考慮すると切断強度は４．５〜６．０ｃＮ／ｄｔｅｘとすることが好ましい。
【００３３】
また、本発明の製造方法で得られる熱接着性長繊維は、乾熱収縮率が１５％以下であることが好ましい。中でも乾熱収縮率が１５〜５％であることが好ましい。乾熱収縮率が１５％を超えると、製品としたときに寸法安定性や加工性が劣るようになり好ましくない。
【００３４】
なお、本発明における乾熱収縮率は、ＪＩＳ−Ｌ１０１３ 乾熱収縮率のかせ収縮率（Ａ法）に従い、温度１５０℃の乾燥機中で１５分間処理し、算出式により乾熱収縮率を求めるものである。
【００３５】
繊維の断面形状は芯鞘構造であれば、鞘成分、芯成分とも異型でもよいが、高強度化の面において、延伸性がよく高強度が得られやすい同心丸断面が好ましい。
【００３６】
次に、本発明の製造方法で得られる熱接着性長繊維は、芯鞘質量比（芯：鞘）は１：１〜５：１とすることが好ましく、芯成分がこの範囲より小さくなると結晶性の劣る鞘成分の共重合ポリエステルの質量比が大きくなるため熱収縮が大きくなる。一方、芯成分がこの範囲より大きくなると複合形態の斑が発生しやすく安定した延伸性が得られにくくなる。
【００３７】
本発明の製造方法で得られる熱接着性長繊維は、総繊度２００〜２０００ｄｔｅｘ、単糸繊度５〜２０ｄｔｅｘ程度とすることが好ましい。
【００３８】
次に、本発明の熱接着性長繊維の製造方法について、一例を用いて説明する。
常用の複合紡糸装置に芯鞘型の複合紡糸口金を装着し、口金温度２８０〜３００℃で溶融紡糸し、紡出された糸条を紡糸口金直下に設置された温度２００〜３５０℃、長さ１０〜４０ｃｍの加熱筒を通過させて、長さ１００〜２００ｃｍの横型冷却装置を用いて、温度１０〜３０℃、速度０．５〜１．２ｍ／秒の冷却風で冷却する。この後、油剤を付与して非加熱の１ローラに引き取り、引き続き２０〜１２０℃の２ローラで１．００５〜１．０３倍の引き揃えを行う。続いて、２ローラと３ローラ間に設置したスチーム処理機でスチーム処理を行いながら、温度１００〜１７０℃の３ローラで１段目の延伸を行う。引き続き、３ローラと４ローラ間に設置したスチーム処理機でスチーム処理を行いながら、温度１００〜１７０℃の４ローラで２段目の延伸を行う。そして、温度５０〜１２０℃の５ローラで５〜１０％の弛緩処理を行い、巻取装置で２０００〜４０００ｍ／分の速度で巻き取る。
【実施例】
【００３９】
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。なお、実施例における各物性値は、次の方法で測定した。
（ａ）ポリエステルの極限粘度
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、濃度０．５ｇ／ｄｌ、温度２０℃で測定した。
（ｂ）切断強度、切断伸度
ＪＩＳＬ−１０１３に従い、島津製作所製オートグラフＤＳＳー５００を用い、つかみ間隔２５ｃｍ、引っ張り速度３０ｃｍ／分で測定した。
（ｃ）融点
パーキンエルマー社製の示差走査熱量計ＤＳＣ−７型を使用し、昇温速度２０℃／分で測定した。
（ｄ）乾熱収縮率
前記した方法で測定した。
【００４０】
実施例１
芯成分として極限粘度〔η〕０．７０のＰＥＴ（融点２５５℃）を用い、鞘成分として、テレフタル酸とエチレングリコールとのエステル化反応で得られたテレフタル酸成分とエチレングリコール成分とのモル比が、１：１．１３のオリゴマーに、ε−カプロラクトンを酸成分に対して１５モル％及び１，４−ブタンジオールをジオール成分に対して５０モル％の割合で共重合させた極限粘度〔η〕０．７０、融点１６０℃の共重合ポリエステルを用いた。
そして、常用の複合紡糸装置を用い、孔径が０．５ｍｍの芯鞘型の紡糸口金を装着し、温度２８０℃、芯鞘質量比（芯：鞘）３：１として溶融紡糸を行った。紡出した糸条を長さ１５ｃｍ、温度３００℃に加熱された加熱筒内を通過させた後、長さ１５０ｃｍの横型吹き付け装置で冷却風温度１５℃、速度０．７ｍ／秒の冷却風を吹き付けて冷却した。
次に、油剤を付与して非加熱の１ローラに引き取り、連続して温度９０℃の２ローラで１．０１倍の引き揃えを行った。２ローラと３ローラの間に直径３ｍｍで糸道に対称に２個配置されたオリフィスから、繊維の進行方向に向かって５０度の角度で温度４００℃、圧力０．２Ｍｐａのスチームを吹き出すスチーム処理機を設け、このスチーム処理機内を通過させてスチーム処理しながら、温度１４０℃の３ローラに引き取り、５．３倍の延伸（１段目の延伸）を行った。引き続いて同じスチーム熱処理機を３ローラと４ローラの間に設け、このスチーム処理機内を通過させて１段目の延伸時と同じ条件でスチーム処理しながら、温度１４０℃の４ローラに引き取り、１．０３倍の延伸（２段目の延伸）を行った。そして、温度１２０℃の５ローラで引き取り３％の弛緩処理を行い、１％のリラックスを掛けて速度３０００ｍ／分の巻取機で巻き取り、５６０ｄｔｅｘ／４８フィラメントの熱接着性長繊維（同心丸断面形状）を得た。
【００４１】
実施例２
２段目の延伸倍率を１．０８倍に変更した以外は実施例１と同様に行った。
【００４２】
比較例１
２段目の延伸倍率を１．０１倍に変更した以外は実施例１と同様に行った。
【００４３】
比較例２
１段目の延伸倍率を４．８７とし、２段目の延伸倍率を１．１２倍にして、１段目と２段目の合計延伸倍率を実施例１とほぼ同じにした以外は実施例１と同様に行った。
【００４４】
比較例３
１段目と２段目の延伸の際にスチーム処理を行わなかった以外は実施例１と同様に行った。
【００４５】
比較例４
２段目の延伸の際にスチーム処理を行わなかった以外は実施例１と同様に行った。
【００４６】
実施例１〜２、比較例１〜４で得られた熱接着性長繊維の切断強度、伸度、乾熱収縮率の測定結果を表１に示す。
【００４７】
【表１】
【００４８】
表１から明らかなように、実施例１〜２の製造方法で得られた熱接着性長繊維は、切断強度が５．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上と高く、乾熱収縮率も１３％以下であった。そして、操業性よく得ることができた。
一方、比較例１の製造方法は２段目の延伸倍率が低かったために、十分に延伸されず、得られた熱接着性長繊維は強度が低いものとなった。比較例２の製造方法は合計延伸倍率は実施例１と同程度であるが、２段目の延伸倍率が高すぎたために延伸中に糸切れが多発し、繊維を得ることができなかった。比較例３の製造方法は延伸時にスチーム処理を行わなかったため、得られた熱接着性長繊維は乾熱収縮率が高く、切断強度は低いものであった。比較例４の製造方法は２段目の延伸の際にスチーム処理を行わなかったため、得られた熱接着性長繊維は乾熱収縮率が高いものとなった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メッシュシートやネット等に好適に用いることができる熱接着性長繊維及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、メッシュシート等の交点部の固定やターポリン用布帛等の通水性が重要視される用途では、塩化ビニル樹脂等の樹脂を用いて加工が行われている。
【０００３】
しかし、近年、塩化ビニル樹脂等は環境への影響が問題視され、樹脂加工を行わない加工方法が検討されるようになってきた。
【０００４】
その一つとして、鞘部が低融点成分である芯鞘型の熱接着性長繊維を用いて、製編織した後、熱処理を行って低融点成分を溶融又は軟化させることによって、交点部を固定したメッシュシートや網目形状を固定したネット、更には繊維からなる成型棒等が提案されている（例えば、特許文献１、２、３参照）。
【０００５】
そして、このような熱接着性長繊維は高強度であることと、製編織後等の後加工の際に鞘成分を溶融させる加熱接着処理時の熱収縮が小さいことが加工性の面で好ましい。
【０００６】
しかしながら、鞘成分が低融点であるため延伸時の加熱ローラでの熱処理を十分行えないことから、熱収縮率が大きくなり、また高強度化を図ることも困難となる。
【０００７】
そこで、本発明者らは、２段目の延伸時に高温のスチームを繊維に吹き付けながら延伸を行うことで、高速で巻き取るスピンドロー法において高強度で熱収縮率の低い熱接着性繊維を得ることができる製造方法を提案した（特許文献４参照）。
【０００８】
この製造方法を用いることにより、十分に使用可能な高強度と熱収縮率の低い加工性に優れた熱接着性長繊維が得られるようになったが、更なる高強度化と熱収縮の低い加工性に優れた熱接着性長繊維を操業性よく得る方法が要望視されていた。
【特許文献１】特開２００１−２７１２４５号公報
【特許文献２】特開２００１−２７１２７０号公報
【特許文献３】特開２００１−２１４３８８号公報
【特許文献４】特開２００２−１８０３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記の問題点を解決し、高強度でかつ熱収縮率の低い熱接着性長繊維を操業性よく製造することができる製造方法を提供することを技術的な課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、次の構成を要旨とするものである。
（１）芯成分、鞘成分ともにポリエステルであり、鞘成分は芯成分より低融点の共重合ポリエステルである芯鞘型複合繊維を複合紡糸装置を用いて溶融紡糸し、一旦巻き取ることなく連続して、延伸と弛緩処理を行って巻き取る製造方法において、延伸を２段階で、かつ各々スチーム処理を行いながら延伸し、１段目の延伸倍率を２段目より高くし、２段目の延伸倍率を１．０２〜１．１倍とすることを特徴とする熱接着性長繊維の製造方法。
（２）（１）の製造方法により得られた切断強度が４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、乾熱収縮率が１５％以下である熱接着性長繊維。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の熱接着性長繊維の製造方法によれば、高強度でかつ熱収縮率の低い熱接着性長繊維を操業性よく製造することができる。そして、本発明の熱接着性長繊維は、高強度でかつ優れた接着性を有しているため、メッシュシートやネット等をはじめ、産業資材や家庭用資材用に好適に使用することが可能となる。
【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。
本発明の製造方法で製造される熱接着性長繊維は、主に産業資材や生活資材用途に用いられるため、高強度を有することが必要であり、また、良好な製糸性を得るためにも、繊維断面形状は芯成分を補強成分、鞘成分を接着成分とする芯鞘構造を呈するものとする。
【００１３】
本発明で得られる熱接着性長繊維の芯成分のポリエステルは、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと称す。）、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等を単独で用いたり、あるいは複数併用することができるが、中でも、寸法安定性や耐候性にも優れ、安価で汎用性のあるＰＥＴを用いることが好ましい。
【００１４】
芯成分のポリエステルには本来の性能を損なわない程度に第３成分が共重合されていてもよく、原着繊維とするために着色顔料等が含有されていてもよく、また、耐候剤、耐熱剤等が添加されていてもよい。
【００１５】
また、芯成分の極限粘度〔η〕は０．６〜０．８が好ましい。極限粘度〔η〕が０．６より低くなると高強度が得られ難く、また、０．８より高くなると鞘成分が低融点であり、延伸時に十分な熱処理が行えないため、熱収縮率を低くすることが難しくなり好ましくない。
【００１６】
次に、鞘成分は摩擦や屈曲によっても芯成分と剥離がし難く、芯成分と相溶性のある共重合ポリエステルを用いることが好ましい。このような共重合ポリエステルは、２塩基酸又はその誘導体の１種もしくは２種以上と、グリコール系の１種もしくは２種以上とを反応させて得ることができる。
【００１７】
２塩基酸又はその誘導体の例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、Ｐ−オキシ安息香酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族２塩基酸、シュウ酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカンジカルボン酸の脂肪族２塩基酸、１，２−シクロブタンジカルボン酸等の脂肪族２塩基酸、脂肪族ラクトン成分等が挙げられる。
【００１８】
一方、グリコール類の例としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンタンジオール、Ｐ−キシレングリコール等やポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリアルキレングリコール類が挙げられる。
【００１９】
これらの２塩基酸又はその誘導体の１種もしくは２種以上と、グリコール系の１種もしくは２種以上からなる重合体は、熱的に安定性が良好であると共に、原料が比較的安価に供給されるので工業的に有利である。
【００２０】
中でも、特に鞘成分のポリエステルとして、テレフタル酸成分、エチレングリコール成分、１，４−ブタンジオール成分及び脂肪族ラクトン成分を含有する共重合ポリエステルを用いることが好ましい。この共重合ポリエステルは、比較的結晶化速度が速く、紡糸時や熱接着加工後の冷却の面においても優れている。なお、脂肪族ラクトン成分としては、炭素数４〜１１のラクトンが好ましく、特に好ましいラクトンとしては、ε−カプロラクトン（ε−ＣＬ）が挙げられる。
【００２１】
そして、鞘成分は芯成分より低融点であるが、鞘成分のポリエステルの融点は１３０〜２００℃とすることが好ましい。融点が１３０℃より低くなると、使用される用途が限られるようになる。一方、融点が２００℃よりも高くなると溶融接着時の加熱温度を高くする必要があり、コスト面で不利となり、また、溶融接着温度が高くなると芯成分の強度低下が生じることとなる。
【００２２】
鞘成分の極限粘度〔η〕は０．６〜０．８であることが好ましい。極限粘度〔η〕が０．６より低いと複合形態の斑が発生しやすく、一方、０．８より高いと共重合ポリエステルは一般的に結晶性が劣るため熱収縮が大きくなり好ましくない。
【００２３】
また、鞘成分のポリエステルにおいても、本来の性能を損なわない程度に各種添加剤等を添加してもよい。
【００２４】
そして、本発明の熱接着性長繊維の製造方法は、生産性やコスト面を考慮して、芯、鞘成分のポリエステルを複合紡糸装置を用いて溶融紡糸し、一旦巻き取ることなく連続して、延伸と弛緩処理を行って巻き取る製造方法である。
【００２５】
延伸を２段階で、かつ各々スチーム処理を行いながら延伸し、１段目の延伸倍率を２段目より高くし、２段目の延伸倍率を１．０２〜１．１倍とする。
【００２６】
鞘成分が低融点であるために加熱ローラのみの熱処理だけでは熱収縮率を低くするのは困難である。また、高強度化する必要もあるため、未延伸糸を引き取った後、或いは引き揃えた後の１段目の延伸と引き続いて行う２段目の延伸は、糸条に各々スチームを吹き付けながら延伸を行う。
【００２７】
１段目の延伸は５．０〜５．５倍とすることが好ましい。１段目の延伸倍率が５．０倍よりも小さい場合、２段目の延伸で十分に延伸が行われず、高強度の繊維とすることが困難となりやすい。一方、５．５倍よりも大きい場合、２段目の延伸が困難となりやすい。
【００２８】
２段目の延伸倍率は１．０２〜１．１とするものであり、中でも１．０３〜１．０７とすることが好ましい。延伸倍率が１．０２未満であると延伸効果が小さく不十分となり、高強度の繊維とすることが困難となる。一方、延伸倍率が１．１を超えると１段目の延伸もスチーム処理を行っているために結晶化が進んでおり、糸切れが生じて延伸が困難となる。
【００２９】
スチーム処理の方法としては、例えばオリフィスやスリットを対称に配置したスチーム処理機を用いて糸条に直接スチームを吹き付けて行う方法を挙げることができる。次に、スチームの温度や圧力は鞘成分の融点や単糸の融着及び延伸性を考慮に入れて２００〜４５０℃、０．１〜０．８ＭＰaとすることが好ましい。
【００３０】
また、１段目と２段目の延伸の際に施すスチーム処理は、使用するスチーム処理機の形状やスチームの温度及び圧力が同じであっても異なっていてもよい。
【００３１】
巻取速度は２０００〜４０００ｍ／分程度が好ましく、巻取速度が２０００ｍ／分より遅いと生産性が劣り、４０００ｍ／分より速いと延伸性や強度が劣るようになる。
【００３２】
本発明の製造方法で得られる熱接着性長繊維は、切断強度が４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましく、芯成分や鞘成分の極限粘度〔η〕を前記した範囲内とし、延伸性を考慮すると切断強度は４．５〜６．０ｃＮ／ｄｔｅｘとすることが好ましい。
【００３３】
また、本発明の製造方法で得られる熱接着性長繊維は、乾熱収縮率が１５％以下であることが好ましい。中でも乾熱収縮率が１５〜５％であることが好ましい。乾熱収縮率が１５％を超えると、製品としたときに寸法安定性や加工性が劣るようになり好ましくない。
【００３４】
なお、本発明における乾熱収縮率は、ＪＩＳ−Ｌ１０１３ 乾熱収縮率のかせ収縮率（Ａ法）に従い、温度１５０℃の乾燥機中で１５分間処理し、算出式により乾熱収縮率を求めるものである。
【００３５】
繊維の断面形状は芯鞘構造であれば、鞘成分、芯成分とも異型でもよいが、高強度化の面において、延伸性がよく高強度が得られやすい同心丸断面が好ましい。
【００３６】
次に、本発明の製造方法で得られる熱接着性長繊維は、芯鞘質量比（芯：鞘）は１：１〜５：１とすることが好ましく、芯成分がこの範囲より小さくなると結晶性の劣る鞘成分の共重合ポリエステルの質量比が大きくなるため熱収縮が大きくなる。一方、芯成分がこの範囲より大きくなると複合形態の斑が発生しやすく安定した延伸性が得られにくくなる。
【００３７】
本発明の製造方法で得られる熱接着性長繊維は、総繊度２００〜２０００ｄｔｅｘ、単糸繊度５〜２０ｄｔｅｘ程度とすることが好ましい。
【００３８】
次に、本発明の熱接着性長繊維の製造方法について、一例を用いて説明する。
常用の複合紡糸装置に芯鞘型の複合紡糸口金を装着し、口金温度２８０〜３００℃で溶融紡糸し、紡出された糸条を紡糸口金直下に設置された温度２００〜３５０℃、長さ１０〜４０ｃｍの加熱筒を通過させて、長さ１００〜２００ｃｍの横型冷却装置を用いて、温度１０〜３０℃、速度０．５〜１．２ｍ／秒の冷却風で冷却する。この後、油剤を付与して非加熱の１ローラに引き取り、引き続き２０〜１２０℃の２ローラで１．００５〜１．０３倍の引き揃えを行う。続いて、２ローラと３ローラ間に設置したスチーム処理機でスチーム処理を行いながら、温度１００〜１７０℃の３ローラで１段目の延伸を行う。引き続き、３ローラと４ローラ間に設置したスチーム処理機でスチーム処理を行いながら、温度１００〜１７０℃の４ローラで２段目の延伸を行う。そして、温度５０〜１２０℃の５ローラで５〜１０％の弛緩処理を行い、巻取装置で２０００〜４０００ｍ／分の速度で巻き取る。
【実施例】
【００３９】
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。なお、実施例における各物性値は、次の方法で測定した。
（ａ）ポリエステルの極限粘度
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、濃度０．５ｇ／ｄｌ、温度２０℃で測定した。
（ｂ）切断強度、切断伸度
ＪＩＳＬ−１０１３に従い、島津製作所製オートグラフＤＳＳー５００を用い、つかみ間隔２５ｃｍ、引っ張り速度３０ｃｍ／分で測定した。
（ｃ）融点
パーキンエルマー社製の示差走査熱量計ＤＳＣ−７型を使用し、昇温速度２０℃／分で測定した。
（ｄ）乾熱収縮率
前記した方法で測定した。
【００４０】
実施例１
芯成分として極限粘度〔η〕０．７０のＰＥＴ（融点２５５℃）を用い、鞘成分として、テレフタル酸とエチレングリコールとのエステル化反応で得られたテレフタル酸成分とエチレングリコール成分とのモル比が、１：１．１３のオリゴマーに、ε−カプロラクトンを酸成分に対して１５モル％及び１，４−ブタンジオールをジオール成分に対して５０モル％の割合で共重合させた極限粘度〔η〕０．７０、融点１６０℃の共重合ポリエステルを用いた。
そして、常用の複合紡糸装置を用い、孔径が０．５ｍｍの芯鞘型の紡糸口金を装着し、温度２８０℃、芯鞘質量比（芯：鞘）３：１として溶融紡糸を行った。紡出した糸条を長さ１５ｃｍ、温度３００℃に加熱された加熱筒内を通過させた後、長さ１５０ｃｍの横型吹き付け装置で冷却風温度１５℃、速度０．７ｍ／秒の冷却風を吹き付けて冷却した。
次に、油剤を付与して非加熱の１ローラに引き取り、連続して温度９０℃の２ローラで１．０１倍の引き揃えを行った。２ローラと３ローラの間に直径３ｍｍで糸道に対称に２個配置されたオリフィスから、繊維の進行方向に向かって５０度の角度で温度４００℃、圧力０．２Ｍｐａのスチームを吹き出すスチーム処理機を設け、このスチーム処理機内を通過させてスチーム処理しながら、温度１４０℃の３ローラに引き取り、５．３倍の延伸（１段目の延伸）を行った。引き続いて同じスチーム熱処理機を３ローラと４ローラの間に設け、このスチーム処理機内を通過させて１段目の延伸時と同じ条件でスチーム処理しながら、温度１４０℃の４ローラに引き取り、１．０３倍の延伸（２段目の延伸）を行った。そして、温度１２０℃の５ローラで引き取り３％の弛緩処理を行い、１％のリラックスを掛けて速度３０００ｍ／分の巻取機で巻き取り、５６０ｄｔｅｘ／４８フィラメントの熱接着性長繊維（同心丸断面形状）を得た。
【００４１】
実施例２
２段目の延伸倍率を１．０８倍に変更した以外は実施例１と同様に行った。
【００４２】
比較例１
２段目の延伸倍率を１．０１倍に変更した以外は実施例１と同様に行った。
【００４３】
比較例２
１段目の延伸倍率を４．８７とし、２段目の延伸倍率を１．１２倍にして、１段目と２段目の合計延伸倍率を実施例１とほぼ同じにした以外は実施例１と同様に行った。
【００４４】
比較例３
１段目と２段目の延伸の際にスチーム処理を行わなかった以外は実施例１と同様に行った。
【００４５】
比較例４
２段目の延伸の際にスチーム処理を行わなかった以外は実施例１と同様に行った。
【００４６】
実施例１〜２、比較例１〜４で得られた熱接着性長繊維の切断強度、伸度、乾熱収縮率の測定結果を表１に示す。
【００４７】
【表１】
【００４８】
表１から明らかなように、実施例１〜２の製造方法で得られた熱接着性長繊維は、切断強度が５．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上と高く、乾熱収縮率も１３％以下であった。そして、操業性よく得ることができた。
一方、比較例１の製造方法は２段目の延伸倍率が低かったために、十分に延伸されず、得られた熱接着性長繊維は強度が低いものとなった。比較例２の製造方法は合計延伸倍率は実施例１と同程度であるが、２段目の延伸倍率が高すぎたために延伸中に糸切れが多発し、繊維を得ることができなかった。比較例３の製造方法は延伸時にスチーム処理を行わなかったため、得られた熱接着性長繊維は乾熱収縮率が高く、切断強度は低いものであった。比較例４の製造方法は２段目の延伸の際にスチーム処理を行わなかったため、得られた熱接着性長繊維は乾熱収縮率が高いものとなった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯成分、鞘成分ともにポリエステルであり、鞘成分は芯成分より低融点の共重合ポリエステルである芯鞘型複合繊維を複合紡糸装置を用いて溶融紡糸し、一旦巻き取ることなく連続して、延伸と弛緩処理を行って巻き取る製造方法において、延伸を２段階で、かつ各々スチーム処理を行いながら延伸し、１段目の延伸倍率を２段目より高くし、２段目の延伸倍率を１．０２〜１．１倍とすることを特徴とする熱接着性長繊維の製造方法。
【請求項２】
芯成分のポリエステルがポリエチレンテレフタレートであり、鞘成分のポリエステルがテレフタル酸成分、エチレングリコール成分、１，４−ブタンジオール成分及び脂肪族ラクトン成分を含有する共重合ポリエステルである請求項１記載の熱接着性長繊維の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の製造方法により得られた切断強度が４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、乾熱収縮率が１５％以下である熱接着性長繊維。
【請求項１】
芯成分、鞘成分ともにポリエステルであり、鞘成分は芯成分より低融点の共重合ポリエステルである芯鞘型複合繊維を複合紡糸装置を用いて溶融紡糸し、一旦巻き取ることなく連続して、延伸と弛緩処理を行って巻き取る製造方法において、延伸を２段階で、かつ各々スチーム処理を行いながら延伸し、１段目の延伸倍率を２段目より高くし、２段目の延伸倍率を１．０２〜１．１倍とすることを特徴とする熱接着性長繊維の製造方法。
【請求項２】
芯成分のポリエステルがポリエチレンテレフタレートであり、鞘成分のポリエステルがテレフタル酸成分、エチレングリコール成分、１，４−ブタンジオール成分及び脂肪族ラクトン成分を含有する共重合ポリエステルである請求項１記載の熱接着性長繊維の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の製造方法により得られた切断強度が４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、乾熱収縮率が１５％以下である熱接着性長繊維。
【公開番号】特開２００８−３０３４９４（Ｐ２００８−３０３４９４Ａ）
【公開日】平成２０年１２月１８日（２００８．１２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１５１５９０（Ｐ２００７−１５１５９０）
【出願日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【出願人】（３９９０６５４９７）ユニチカファイバー株式会社 (190)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月１８日（２００８．１２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【出願人】（３９９０６５４９７）ユニチカファイバー株式会社 (190)
【Ｆターム（参考）】
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