短繊維不織布
【課題】熱接着処理する際の加工温度を低くすることができ、成型性よく熱接着加工して得ることができ、高温雰囲気下で使用した際にも接着強力の低下が少なく、地合が良好で、通気性、嵩高性、柔軟性、伸縮性、耐久性に優れ、衣類用パッドとして好適に使用することができる短繊維不織布を提供する。
【解決手段】スパイラル捲縮を有する短繊維で構成された不織布であって、スパイラル捲縮を有する短繊維同士を接着する成分として、テレフタル酸を主成分とするジカルボン酸成分と、１，６−ヘキサンジオール５０モル％以上のジオール成分とからなり、結晶核剤を０．０１〜５．０質量％含有し、融点（Ｔｍ）が１００〜１５０℃のポリエステルＡと流動開始温度（Ｒ）が１０５〜１５５℃であり、かつ流動開始温度とポリエステルＡの融点との差（Ｒ−Ｔｍ）が＋５℃以下である非晶性のポリエステルＢとを含むことを特徴とする短繊維不織布。
【解決手段】スパイラル捲縮を有する短繊維で構成された不織布であって、スパイラル捲縮を有する短繊維同士を接着する成分として、テレフタル酸を主成分とするジカルボン酸成分と、１，６−ヘキサンジオール５０モル％以上のジオール成分とからなり、結晶核剤を０．０１〜５．０質量％含有し、融点（Ｔｍ）が１００〜１５０℃のポリエステルＡと流動開始温度（Ｒ）が１０５〜１５５℃であり、かつ流動開始温度とポリエステルＡの融点との差（Ｒ−Ｔｍ）が＋５℃以下である非晶性のポリエステルＢとを含むことを特徴とする短繊維不織布。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパイラル捲縮を有する短繊維を主体繊維とし、低融点でありながら結晶性に優れ、熱接着性に優れたポリエステルＡと非晶性のポリエステルＢとを接着成分とする短繊維不織布であって、嵩高性や柔軟性、機械的特性、地合に優れた短繊維不織布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、耐久性、さらにはリサイクル性等から、衣料、産業資材として不可欠のものとなっており、様々な分野において、ポリエステル繊維が多く使用されている。
【０００３】
衛生材料等の分野において、バインダー繊維を用いて構成繊維を接着した短繊維不織布が種々提案されている。これらの短繊維不織布の多くはポリエステル系繊維からなるため、接着成分となるバインダー繊維もリサイクルの観点よりポリエステル系重合体からなる繊維を用いることが好適である。
【０００４】
例えば、このような短繊維不織布としては、イソフタル酸成分を共重合したポリエチレンテレフタレート系共重合体を鞘部とした芯鞘型複合短繊維をバインダー繊維とし、ポリエチレンテレフタレートからなる短繊維を主体繊維としたものが挙げられる。この短繊維不織布に用いるバインダー繊維は、高融点の芯部と低融点の鞘部とからなるため、熱接着処理の際に、鞘部のみが溶融して接着成分となり、芯部は溶融せずに繊維形態を保持するものである。
【０００５】
しかしながら、鞘部のイソフタル酸成分を共重合したポリエチレンテレフタレート系共重合体は、非晶性であり明確な結晶融点を示さないため、ガラス転移点以上の温度で軟化が始まる。このため、得られた短繊維不織布を高温雰囲気下で使用した場合、接着強力が低下したり変形するという問題があり、また、このバインダー繊維は熱収縮率が高く、熱接着処理の際の収縮が大きく、得られる短繊維不織布は地合が悪く、柔軟性にも乏しくなるという問題があった。
【０００６】
上記問題を解決するものとして、特許文献１に芯鞘型の複合繊維が記載されている。この繊維は、芯部にポリエチレンテレフタレートを配し、鞘部にテレフタル酸成分、脂肪族ラクトン成分、エチレングリコール成分及び１,４−ブタンジオール成分を共重合したポリエステル系共重合体を配した芯鞘型複合繊維である。
【０００７】
この複合繊維は、鞘部の共重合体は結晶性であり明確な融点を示すため、熱収縮率が小さく、不織布とする際の熱接着処理時の収縮が小さく、地合が良好で柔軟性にも優れ、また、高温雰囲気下で使用した際の耐熱性にも優れた不織布を得ることができる。
【０００８】
しかしながら、この共重合ポリエステルは融点が１５０〜２００℃の範囲のものであり、まだ低融点領域であるとはいえず、熱接着処理する際には加工温度を高くする必要があり、コスト的にも不利であった。
【０００９】
一方、ブラジャーのカップ等の衣類用パッドとしても、短繊維不織布は使用されており、捲縮を有する繊維を主体繊維として構成された不織布等が提案されている（例えば特許文献２参照）。
従来、このような用途においては、伸縮性や柔軟性が要求されることからウレタンやポリエチレンの発泡シートを用いたものが使用されてきた（例えば特許文献３参照）。
【００１０】
しかしながら、発泡シートを用いたものでは通気性が悪く、体温の上昇により蒸れが生じるという問題があるため、最近では短繊維不織布が使用されはじめている。ポリエステル繊維を用いた短繊維不織布とすることで通気性を有するものとすることはできるが、ブラジャーのカップ等の衣類用パッドに用いる際には、肌に近い部分で使用するため、柔軟性や嵩高性も要求される。
【００１１】
通気性、柔軟性、嵩高性の全てを有し、ブラジャーのカップ等の衣類用パッドに好適に使用することができる短繊維不織布は未だ開発されていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−１１８０６６号公報
【特許文献２】特開２００２−３７１４０５号公報
【特許文献３】特開２０００−３１４０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は上記の問題点を解決するものであって、熱接着処理する際の加工温度を低くすることができ、成型性よく熱接着加工して得ることができ、高温雰囲気下で使用した際にも接着強力の低下が少なく、地合が良好で、通気性、嵩高性、柔軟性に優れ、衣類用パッドとして好適に使用することができる短繊維不織布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】
【００１４】
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。
すなわち、本発明は、スパイラル捲縮を有する短繊維で構成された不織布であって、スパイラル捲縮を有する短繊維同士を接着する成分として、テレフタル酸を主成分とするジカルボン酸成分と、１，６−ヘキサンジオール５０モル％以上のジオール成分とからなり、結晶核剤を０．０１〜５．０質量％含有し、融点（Ｔｍ）が１００〜１５０℃のポリエステルＡと流動開始温度（Ｒ）が１０５〜１５５℃であり、かつ流動開始温度とポリエステルＡの融点との差（Ｒ−Ｔｍ）が＋５℃以下である非晶性のポリエステルＢとを含むことを特徴とする短繊維不織布を要旨とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の短繊維不織布は、スパイラル捲縮を有する短繊維を構成繊維とする不織布であり、接着成分として低融点でありながら結晶性に優れたポリエステルＡを用いるものであるため、ポリエステルＡを溶融させて主体繊維を熱接着処理する際の加工温度を低くすることができ、かつ主体繊維同士を点接着することができる。これにより、柔軟性と伸縮性に優れ、高温雰囲気下で使用した際にも接着強力の低下が少ない不織布とすることができる。中でもスパイラル捲縮を有する短繊維と、ポリエステルＡが鞘部、ポリエステルＢが芯部に配された短繊維をバインダー繊維として含有するウエブを作成し、これを熱処理することにより得られたものとすることで、不織布を得る際の収縮が小さく、接着性を向上させることができ、より柔軟性、嵩高性に優れたものとすることが可能となる。さらに、本発明の短繊維不織布は、接着成分として非晶性のポリエステルＢを用いるものであり、非晶性のポリエステルＢは溶融すると流動性が低く、一方、結晶性のポリエステルＡは溶融すると流動性が高く、この流動性の異なる２種類のポリエステルを用いることで、接着成分は短繊維不織布の内部及び表面に作用し、主体繊維同士が強固に接着され、耐久性に優れた短繊維不織布となる。
このように、本発明の短繊維不織布は、地合が良好で、通気性、嵩高性、柔軟性、伸縮性、耐久性に優れ、衣類用パッドをはじめ、各種用途に好適に使用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明におけるポリエステルＡのＤＳＣより求めた降温結晶化を示すＤＳＣ曲線の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の短繊維不織布は、スパイラル捲縮を有する短繊維を主体繊維とし、不織布を構成する短繊維同士を接着する成分として、以下に詳述する結晶性のポリエステルＡと非晶性のポリエステルＢを用いるものである。そして、本発明の短繊維不織布は、乾式不織布とすることが好ましく、目付けは特に限定するものではない。
【００１８】
まず、スパイラル捲縮を有する短繊維について説明する。スパイラル捲縮とは、コイル（螺旋）バネ状の捲縮であって三次元的な立体捲縮のことである。押し込み式クリンパー等の捲縮付与装置により機械捲縮を付与したものとは形状が異なり、スパイラル捲縮は不織布に加工した際にも捲縮形態のつぶれがなく、捲縮形態の保持能力が高いものである。
本発明の短繊維不織布は、このようなスパイラル捲縮を有する短繊維で構成されるものであるため、十分な嵩高性と伸縮性を有するものとなる。
【００１９】
そして、スパイラル捲縮を有する短繊維は、捲縮数と捲縮率が下記式（２）及び（３）を同時に満足するものであることが好ましい。
５≦捲縮数（個／２５ｍｍ）≦２０・・・（２）
１０≦捲縮率（％）≦４０・・・（３）
捲縮数は、ＪＩＳ Ｌ１０１５ ８．１２．１に基づき測定、算出したものであり、捲縮率は、ＪＩＳ Ｌ１０１５ ８．１２．２に基づき測定、算出したものである。両数値の測定において繊維長が短い場合は、捲縮付与後、カット前の繊維において測定し、繊維長25ｍｍあたりの個数に換算する。
【００２０】
捲縮数が（２）式の数値より少なかったり、捲縮率が（３）式の数値より小さいと、短繊維不織布に嵩高性を付与することが困難となりやすい。一方、捲縮数が（２）式の数値より多かったり、捲縮率が（３）式の数値より大きいと、短繊維不織布に嵩高性は付与できるが柔軟性や伸縮性に乏しいものとなる傾向がある。
【００２１】
本発明の短繊維不織布においては、ポリエステルＡを接着成分とするものであるため、スパイラル捲縮を有する短繊維もポリエステルからなるものであることが好ましい。中でも、極限粘度の異なる２種類のポリエステルを用い、サイドバイサイド型に貼り合せた形状もしくは偏芯型とすることによりスパイラル捲縮を発現させたものとすることが好ましい。
【００２２】
極限粘度の異なる２種類のポリエステルを用いる際には、極限粘度差を０．０５〜０．２５とすることが好ましい。極限粘度差が０．０５未満であると、捲縮性能の発現が不十分となりやすく、一方、極限粘度差が０．２５を超えると、複合紡糸を行った際、ノズルから吐出された糸条が高粘度ポリマー側に屈曲する、いわゆるニーリング角度が大きくなり、紡糸操業性を大きく損なってしまう。
【００２３】
また、２種類のポリエステルの複合比率と複合形態は、捲縮性能を付与できるものであれば特に限定するものではないが、質量比３０／７０〜７０／３０でサイドバイサイド型に貼り合わされた形状のものが好ましい。
【００２４】
さらには、ポリエステルの種類も２種類であれば特に限定されるものではなく、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）同士の組み合わせの他、一方をポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とし、もう一方をイソフタル酸（ＩＰＡ）を共重合したＰＥＴ、またはイソフタル酸（ＩＰＡ）とビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加体（ＢＡＥＯ）を共重合したＰＥＴなどを用いてもよい。
【００２５】
上記したポリエステルの組み合わせで紡糸、延伸した複合繊維は、乾燥機等を用いて弛緩熱処理を施すことによりスパイラル捲縮を発現（顕在化）させることができる。
【００２６】
次に、不織布を構成するスパイラル捲縮を有する短繊維同士を接着する成分となるポリエステルＡとポリエステルＢについて詳述する。本発明の短繊維不織布においては、短繊維同士を接着する成分としてポリエステルＡとポリエステルＢを用いるものであり、中でも接着成分の２０〜８０質量％がポリエステルＡであることが好ましい。
【００２７】
また、本発明の短繊維不織布における接着成分（ポリエステルＡとポリエステルＢ）の割合は、短繊維不織布全体の１０〜７０質量％であることが好ましく、中でも２０〜６０質量％であることが好ましい。接着成分（ポリエステルＡとポリエステルＢ）の割合が少なすぎると、主体繊維となるスパイラル捲縮を有する短繊維同士を十分に接着することができなくなる。一方、接着成分の割合が多すぎると、主体繊維となるスパイラル捲縮を有する短繊維が少なくなることから嵩高性や柔軟性に乏しい不織布となる。
【００２８】
まず、ポリエステルＡについて説明する。ポリエステルＡは、テレフタル酸を主成分とするジカルボン酸成分と、１，６−ヘキサンジオール５０モル％以上のジオール成分とからなり、融点（Ｔｍ）が１００〜１５０℃の共重合ポリエステルである。
【００２９】
ポリエステルＡのＴｍは、中でも１１０〜１４０℃であることが好ましい。Ｔｍが１００℃未満であると、本発明の短繊維不織布は、高温雰囲気下で使用した場合の熱安定性（耐熱性）に劣るものとなる。一方、１５０℃を超えると、不織布を得る際の熱接着加工温度を高くする必要があり、加工性、経済性に劣る。また、熱処理により主体繊維に与えるダメージも大きくなり、得られる不織布の品質や風合い等を損ねるため好ましくない。
【００３０】
ポリエステルＡは、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸を主成分とするものであり、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、ポリマーの融点が本発明の範囲外のものとなったり、結晶性が低下しやすくなるため好ましくない。
【００３１】
なお、ＴＰＡ以外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。
【００３２】
ジオール成分としては、１，６−ヘキサンジオール（以下、ＨＤとする）が５０モル％以上であり、他の成分としてはエチレングリコール(以下、ＥＧとする)や１，４−ブタンジオール（以下、ＢＤとする）を用いることが好ましい。ジオール成分において、ＨＤは５０モル％以上であり、中でも６０〜９５モル％であることが好ましい。ＨＤが５０モル％未満の場合、融点が１５０℃を超えるものとなる。
【００３３】
ジオール成分として、ＨＤとともにＥＧやＢＤを用いる際には、ＥＧやＢＤをジオール成分において、５〜５０モル％とすることが好ましく、中でも５〜４０モル％とすることが好ましい。
【００３４】
さらに、ジオール成分には、ＨＤ、ＥＧやＢＤ以外の他の共重合成分として、その特性を損なわない範囲で、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を用いることができる。
【００３５】
ポリエステルＡは、上記のような共重合組成であることにより、結晶性を有しているものであるが、結晶核剤を含有することによって降温時の結晶化速度を向上させることができる。そして、後述する（１）式を満足することが好ましいものである。
【００３６】
本発明においては、ポリエステルＡがこのように結晶性に優れるものであるため、流動性が高く、不織布全体に均一に浸透し、不織布を構成するスパイラル捲縮を有する短繊維同士の接着を点接着することができ、得られる短繊維不織布は柔軟性や伸縮性に優れるものとなる。さらには、点接着することにより接着成分により主体繊維のスパイラル捲縮の形状を潰すことがないため、嵩高性にも優れたものとすることができる。
【００３７】
さらに、本発明においては、ポリエステルＡはポリエステルＢとともに繊維化してバインダー繊維とし、これを熱処理することにより接着成分としたものであることが好ましい。バインダー繊維としては、ポリエステルＡを鞘部、ポリエステルＢを芯部とする芯鞘形状を呈している複合短繊維とすることが好ましい。
【００３８】
ポリエステルＡとポリエステルＢをバインダー繊維とすることで、主体繊維となるスパイラル捲縮を有する短繊維同士の接着を点接着することが容易となり、スパイラル捲縮を有する短繊維間の空間も大きくなることから、嵩高性がさらに向上する。
【００３９】
そして、ポリエステルＡは、結晶核剤を０．０１〜５．０質量％含有するものであり、中でも０．５〜３．０質量％含有することが好ましい。ポリエステルＡ中の結晶核剤の含有量が０．０１質量％未満であると、降温時の結晶化速度を向上させることができず、ポリエステルＡは後述する（１）式を満足することが困難となる。一方、５．０質量％を超えると、結晶核剤の含有量が多くなりすぎ、ポリエステルＡを鞘部に配して繊維化する際に紡糸、延伸時の操業性を悪化させることとなる。また、操業性が悪化することで糸質のバラツキが大きくなり、ポリエステルＡとポリエステルＢからなる複合短繊維の乾熱収縮率も高くなる。
【００４０】
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。上記平均粒径もしくは比表面積を満足していない場合、結晶核としての機能に乏しく、ポリエステルＡは後述する（１）式を満足することが困難となりやすい。
【００４１】
また、結晶核剤として含有させるポリオレフィンは、反応系内で溶融するため、形状については特に限定するものではなく、例えば粒径２ｍｍ程度のチップ状のものや、粒径数μｍのワックス状のものであってもよい。
【００４２】
ポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ-1-ブテン、ポリメチルペンテン、ポリメチルブテンなどのオレフィン単独重合体、プロピレン・エチレンランダム共重合体などを挙げることができ、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ-1-ブテン、プロピレン・エチレンランダム共重合体が特に好ましい。なお、ポリオレフィンが炭素原子数３以上のオレフィンから得られるポリオレフィンである場合には、アイソタクチック重合体であってもよく、シンジオタチック重合体であってもよい。
【００４３】
結晶核剤として含有させる硫酸塩は、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸アルミニウムなどを挙げることができ、中でも結晶核剤としての効果の点から、硫酸ナトリウムや硫酸マグネシウムが好ましい。
【００４４】
これらの結晶核剤を添加する方法としては、粉体のまま、あるいはジオールスラリーの形態でポリエステルを製造する際の任意の段階で添加すればよい。例えば、エステル化またはエステル交換反応時に添加してもよいし、重縮合反応の段階で添加してもよい。中でも、結晶核剤としての効果を良好なものとするには、エチレングリコール等のグリコールにスラリー状態あるいは溶解させた状態で添加することが好ましい。
【００４５】
また、ポリエステルＡ中には、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。
【００４６】
そして、ポリエステルＡは、ＤＳＣより求めた降温結晶化を示すＤＳＣ曲線が下記（１）式を満足することが好ましく、中でもｂ／ａ≧０．０６であることが好ましい。一方、ｂ／ａが大きいほど降温時の結晶性に優れるものとなるが、本発明で目的とする効果を奏するには、ｂ／ａを０．５以下とすることが好ましい。
ｂ／ａ≧０．０５ （ｍＷ／ｍｇ・℃） （１）
【００４７】
本発明におけるポリエステルＡの融点とＤＳＣより求めた降温結晶化を示すＤＳＣ曲線は、パーキンエルマー社製示差走査型熱量計（Diamond DSC）を用いて、窒素気流中、温度範囲−２０℃〜２５０℃、昇温（降温）速度２０℃／分、試料量２ｍｇで測定する。
【００４８】
上記ｂ／ａは、ＤＳＣより求めた降温結晶化を示すＤＳＣ曲線より求められる。そして、図１に示すように、ａは、降温結晶化を示すＤＳＣ曲線における傾きが最大である接線とベースラインとの交点の温度Ａ１（℃）と、傾きが最小である接線とベースラインとの交点の温度Ａ２（℃）との差（Ａ１−Ａ２）であり、ｂは、ピークトップ温度におけるベースラインの熱量Ｂ１（ｍＷ）とピークトップの熱量Ｂ２（ｍＷ）との差（Ｂ１−Ｂ２）を試料量（ｍｇ）で割った値である。
【００４９】
ｂ／ａは、降温時の結晶性を表す指標であり、ｂ／ａの値が高いと結晶化速度が速く、逆に０に近いほど、結晶化速度が遅いことを示している。ｂ／ａが０．０５（ｍＷ／ｍｇ・℃）未満の場合、結晶化速度が遅いため、主体繊維同士を点接着させることが困難となる。また、ポリエステルＡを鞘部に配した複合繊維を溶融紡糸する際に単糸間の溶着が発生し、紡糸操業性が悪くなる。また、延伸・熱処理工程における熱処理温度を高くすると、繊維の融解・膠着が生じ、高温での熱処理を行うことができないため熱収縮率の低い繊維を得ることができなくなる。
【００５０】
上記したように、ｂ／ａは、ポリエステルの共重合組成を特定のものとし、結晶核剤の含有量を上記範囲の量とすることにより、本発明で規定する範囲のものにすることが可能となる。
【００５１】
次にポリエステルＢについて説明する。ポリエステルＢは、非晶性のポリエステルであり、流動開始温度（Ｒ）が１０５〜１５５℃であり、かつ流動開始温度とポリエステルＡの融点（Ｔｍ）との差（Ｒ−Ｔｍ）が＋５℃以下である。
【００５２】
つまり、本発明においては、ポリエステルＡとポリエステルＢを芯鞘型複合繊維として熱処理（熱接着処理）により溶融させて接着成分とすることが好ましいものであるが、通常、熱接着処理温度は、鞘部に配されているポリエステルＡの融点より１０℃高い温度で行うものであるため、このような熱接着処理温度でポリエステルＢが溶融するためには、ポリエステルＢの流動開始温度は、ポリエステルＡの融点より高くても５℃以下とすることが必要であり、中でもポリエステルＡの融点より低いことが好ましい。
【００５３】
また、ポリエステルＢの流動開始温度は、１０５〜１５５℃であるが、中でも１１０〜１４０℃、さらには１１５〜１３５℃であることが好ましい。
【００５４】
ポリエステルＢの流動開始温度が１５５℃を超えると、熱接着処理する際の処理温度を高くする必要があり、加工性、経済性に劣る。一方、流動開始温度が１０５℃未満であると、ポリエステルＢを芯部にした複合繊維とした際に、延伸、熱処理工程での処理温度を高くすることができず、乾熱収縮率の高い短繊維となる。
【００５５】
ポリエステルＢとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレートなどのポリアルキレンテレフタレートを主体とするものが好ましい。そして、上記の流動開始温度のものとするため、次に示すような成分を共重合させたものとすることが好ましい。
【００５６】
共重合成分としては、イソフタル酸、５−スルホイソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、コハク酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカン二酸などの脂肪族ジカルボン酸、およびエチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノールなどの脂肪族ジオールや、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸、ヒドロキシカプロン酸、ヒドロキシペンタン酸、ヒドロキシヘプタン酸、ヒドロキシオクタン酸などのヒドロキシカルボン酸、ε−カプロラクトンなどの脂肪族ラクトン等が挙げられる。
【００５７】
中でもポリエステルＢとしては、イソフタル酸を共重合したＰＥＴを用いることが好ましく、中でもイソフタル酸を２５〜４０モル％共重合したものが好ましい。イソフタル酸の共重合量が２５モル％未満であると、流動開始温度が高くなり１５５℃を超えるものとなりやすい。一方、４０モル％を超えると、流動開始温度が低くなり１０５℃未満のものとなりやすい。
【００５８】
ポリエステルＢ中にも、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。
【００５９】
ポリエステルＡとポリエステルＢを芯鞘型複合繊維にする場合、本発明における複合短繊維のポリエステルＡとポリエステルＢの複合比率（質量比率）は、２０／８０〜８０／２０とすることが好ましく、中でも３０／７０〜７０／３０とすることが好ましい。
【００６０】
そして、複合短繊維は、上記したように結晶性に優れるポリエステルＡが繊維表面を占めるように配されているので、溶融紡糸する際に単糸間の溶着が発生せず、延伸、熱処理を高温で施すことができ、熱収縮率の低い繊維とすることができる。
【００６１】
具体的に、本発明における複合短繊維は、ポリエステルＡの融点をＴｍＡとしたとき、（ＴｍＡ−３０）℃における乾熱収縮率が７％以下であることが好ましく、中でも５％以下であることが好ましく、さらには４．５〜０．５％とすることが好ましい。
【００６２】
ここで、乾熱収縮率とは、ＪＩＳ Ｌ−１０１５の収縮率の測定における乾熱収縮率の測定方法により測定するものであり、初荷重を５０ｍｇ／デシテックス、つかみ間隔を２５ｍｍ、処理温度を（ＴｍＡ−３０）℃として測定するものである。なお、繊維長が短くて測定が困難である場合は、短繊維にカットする前の繊維を用いて測定するものとする。
【００６３】
（ＴｍＡ−３０）℃における乾熱収縮率を７％以下とすることで、ポリエステルＡとポリエステルＢからなる複合短繊維をバインダー繊維として不織布を製造する際に、ウエブ等を熱接着処理する際の収縮が小さくなり、熱接着処理後に得られる不織布は、地合や均斉に優れるものとなる。一方、（ＴｍＡ−３０）℃における乾熱収縮率が７％を超えるものでは、このような効果を奏することが困難となりやすい。
【００６４】
従来のような明確な結晶融点を示さないポリエステルを繊維表面に配した短繊維を製造すると、溶融紡糸する際に単糸間の溶着が発生するとともに、延伸、熱処理工程において熱処理温度を１００℃以上とすると、繊維の融解、膠着が生じ、実施が困難となる。したがって、延伸、熱処理工程を低温で行うこととなり、得られる短繊維は乾熱収縮率が高くなる。このため、このような短繊維をバインダー繊維として不織布を製造すると、ウエブを熱接着処理する際の収縮が大きくなり、得られる不織布は熱接着処理前のウエブの面積と比較したウエブ収縮率が大きくなり、地合や均斉に劣るものとなっていた。
【００６５】
なお、上記した本発明における短繊維不織布のウエブ収縮率は、次のようにして求めるものである。乾式又は湿式短繊維不織布を得る際に得られたウエブから、面積Ａ0（タテ20ｃｍ×ヨコ20ｃｍ＝400ｃｍ２）のサンプルを切り取り、ポリエステルＡの融点をＴｍとしたとき、このサンプルを（Ｔｍ＋１０）℃に設定した熱風乾燥機中に１５分間放置し（熱接着処理を行い）、その後の不織布の面積をＡ1とし、下式により算出するものである。
ウエブ収縮率（％）＝｛（Ａ0−Ａ1）／Ａ0｝×100
【００６６】
そして、本発明の短繊維不織布においては、ウエブ収縮率は１０％以下、中でも９．５％以下であることが好ましい。ウエブ収縮率が１０％を超えるものでは、不織布とする際の熱接着処理時の収縮が大きくなり、得られる不織布は地合や柔軟性に劣るものとなりやすい。
【００６７】
本発明の短繊維不織布においては、結晶性の高いポリエステルＡと非晶性のポリエステルＢを接着成分として用いているため、熱接着処理時に溶融したポリエステルＡは流動性の高い液状体のものとなる。このため、溶融したポリエステルＡはその多くが不織布全体に均一に浸透し、多くの主体繊維同士の交絡点を点接着する。一方のポリエステルＢは溶融して流動性の低い液状体のものとなる。このため、不織布全体に浸透せず、付近の主体繊維同士の交絡点をある程度の固まりで点接着し、強固に接着させる。よって、このように流動性の異なる２種類のポリエステルを接着成分として用いることで、主体繊維同士の多くの交絡点を点接着することができるとともに、一部の交絡点を強固に接着することができ、主体繊維同士が強固に接着した不織布とすることができる。このため、本発明の短繊維不織布は耐洗濯性や耐久性にも優れたものとなり、柔軟性や伸縮性にも優れたものなる。
【００６８】
ポリエステルＡとポリエステルＢを複合短繊維とする場合は、マルチフィラメントでもモノフィラメントでもよく、その単糸の断面形状も丸断面形状のもののみならず、異形のものや中空部を有するものであってもよい。そして単糸繊度も特に限定するものではない。なお、複合短繊維は、スタフィングボックス等で機械捲縮が付与されているものとすることが好ましい。
【００６９】
また、スパイラル捲縮を有する短繊維、ポリエステルＡを用いた短繊維ともに、繊維長を２５〜１００ｍｍとすることが好ましく、中でも３０〜８０ｍｍとすることが好ましい。繊維長が２５ｍｍ未満であると、カード機での開繊時に繊維の脱落が発生し、操業性が悪化する。一方、繊維長が１００ｍｍを超えると、カード機での解繊性が悪くなり、得られる不織布は均斉の劣るものとなりやすい。
【００７０】
次に、本発明の短繊維不織布（乾式）の製造方法について一例を用いて説明する。
スパイラル捲縮を有する短繊維とポリエステルＡとポリエステルＢとからなる複合短繊維とを任意の割合で計量し、カード機を用いて混綿、解繊して乾式ウエブを作成する。得られたウエブを、連続熱処理機にてポリエステルＡの融点（ＴｍＡ）より１０℃高い温度で熱接着処理を施し、ポリエステルＡとポリエステルＢを接着成分とし、スパイラル捲縮を有する短繊維を主体繊維とする乾式短繊維不織布を得る。
【００７１】
次に、スパイラル捲縮を有する短繊維の製造方法について一例を用いて説明する。複合紡糸装置を用いて極限粘度の異なる２種類のポリエステルをサイドバイサイド型に張り合わせて複合紡糸し、紡出糸条を冷却固化した後、一旦容器へ収納する。この糸条を集束して糸条束とし、ローラ間で延伸倍率２〜４倍程度で延伸を施す。続いてリール等で引き取り、仕上げ油剤を付与後、１００〜２００℃程度の熱風乾燥機を通して弛緩熱処理を行い、２種類のＰＥＴ成分の熱収縮差によるクリンプを発現させた後、目的とする繊維長にカットして短繊維を得る。
【００７２】
また、本発明の短繊維不織布におけるポリエステルＡとポリエステルＢとからなる複合短繊維の製造方法について一例を用いて説明する。まず、ジカルボン酸成分とジオール成分とをエステル化反応またはエステル交換反応させ、結晶核剤を添加して重縮合反応を行う。重縮合反応においてポリエステルが所定の極限粘度に到達したら、ストランド状に払い出して、冷却、カットすることによりチップ化する。次に、このチップ（ポリエステルＡ）とポリエステルＢのチップを通常の複合溶融紡糸装置に供給して、ポリエステルＡが鞘部、ポリエステルＢが芯部となるようにして溶融紡糸を行う。紡出糸条を冷却固化した後、一旦容器へ収納する。そして、この糸条を集束して糸条束とし、ローラ間で延伸倍率２〜４倍程度で延伸を施す。続いて１００〜１２０℃で熱処理し、次いで仕上げ油剤を付与後、スタフィングボックス等で機械捲縮を付与し、目的とする繊維長にカットして複合短繊維を得る。
【実施例】
【００７３】
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。
（ａ）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。
（ｂ）ポリエステルＡの融点、ＤＳＣより求めた降温結晶化を示すＤＳＣ曲線
前記の方法により測定した。
（ｃ）ポリエステルＢの流動開始温度
フロテスター（島津製作所ＣＦＴ−５００型）を用い、荷重９．８ＭＰａ、ノズル径０．５ｍｍの条件で、初期温度５０℃より１０℃／分の割合で昇温していき、ポリマーがダイから流出し始める温度として求めた。
（ｄ）ポリエステルＡ、ポリエステルＢのポリマー組成
重水素化ヘキサフルオロイソプロパノールと重水素化クロロホルムとの容量比1／20の混合溶媒に溶解させ、日本電子社製LA-400型ＮＭＲ装置にて 1Ｈ-ＮＭＲを測定し、得られたチャートの各共重合成分のプロトンのピークの積分強度から求めた。
（ｅ）ポリエステルＡ、ポリエステルＢからなる複合短繊維の乾熱収縮率（％）
前記の方法で測定した。
（ｆ）スパイラル捲縮を有する短繊維の捲縮率、捲縮数
前記の方法で測定した。
（ｇ）短繊維不織布の評価
１．地合
得られた不織布表面の地合を目視にて判断し、良好（○）、不良（×）の２段階で評価した。
２．柔軟性（風合）
得られた不織布の柔軟性を触感にて判断し、良好（○）、やや不良（△）、不良（×）の３段階で評価した。
３．伸縮性（風合）
得られた不織布の伸縮性を触感にて判断し、良好（○）、やや不良（△）、不良（×）の３段階で評価した。
４．嵩高性
得られた不織布を２０ｃｍ×２０ｃｍに切り出してサンプルとし、そのサンプル１０枚を重ねた上に２５ｃｍ×２５ｃｍ×５ｍｍのアクリル板（３７０ｇ）を載せ、その上に１ｋｇの錘を載せてアクリル板の下面の４辺のそれぞれの辺の中央の高さを測定し、４点の平均値を求めた。平均値により以下のように３段階評価した。
○：高さが２５．０ｍｍ以上である
△：高さが１５．０ｍｍ以上２５．０ｍｍ未満である
×：高さが１５．０ｍｍ未満である
５．耐久性
得られた不織布を２０ｃｍ×５ｃｍに切り出してサンプルとし、そのサンプルを１０００回の繰り返し折り曲げ試験をした。その後の不織布の外観を観察して、以下の基準で３段階評価した。
○：毛羽の発生や損傷がない。
△：やや毛羽の発生又は損傷がある。
×：毛羽の発生が多い又は損傷がある。
６．ウエブ収縮率
前記の方法で測定した。
【００７４】
実施例１
〔スパイラル捲縮を有する短繊維〕
融点が２５６℃、極限粘度０．６４のＰＥＴと、融点が２５６℃、極限粘度が０．５２のＰＥＴを用い、通常の複合溶融紡糸装置を用いて紡糸温度２９０℃、吐出量２３７ｇ／ｍｉｎ、紡糸速度１２００ｍ／ｍｉｎの条件で、ホール数３４４の丸型断面のノズルで紡出し、質量比率１／１のサイドバイサイド型貼り合わせ形状を有する複合未延伸糸を得た。
得られた未延伸糸を１１．９ｋｔｅｘのトウに集束した後、延伸温度６５℃、延伸倍率２．８０倍で第一延伸を行い、次いで延伸温度８０℃、延伸倍率１．１５倍で第二延伸を行い、トータル延伸倍率３．２２倍で延伸を行った。その後、リールで引き取り、１７０℃の熱風乾燥機で連続的に弛緩熱処理し、２種類のＰＥＴ成分の熱収縮差によりスパイラル捲縮を発現させた後、繊維長５１ｍｍに切断して単糸繊度２．２デシテックスの短繊維（Ｓ−１）を得た。得られた短繊維の捲縮数は１２．５個／２５ｍｍ、捲縮率は１８．５％であった。
〔ポリエステルＡ、ポリエステルＢを用いた複合短繊維〕
ポリエステルＡとして、酸性分としてＴＰＡ、グリコール成分としてＥＧ１５ｍｏｌ％、ＨＤ８５ｍｏｌ％からなり、結晶核剤として０．５質量％のタルクを含有し、極限粘度０．９５、融点１２８℃、ｂ／ａが０．０６のものを用いた。
ポリエステルＢとして、イソフタル酸を酸成分として３３ｍｏｌ％共重合したＰＥＴ（流動開始温度１３０℃、極限粘度０．７９、Ｂ−１）を用い、ポリエステルＡチップとポリエステルＢチップを複合紡糸装置に供給し、ポリエステルＡが鞘部、ポリエステルＢが芯部となる芯鞘形状となるようにし、両成分の質量比を５０／５０として溶融紡糸を行った。このとき、紡糸温度２２０℃、吐出量５７１ｇ／分、紡糸孔数１０１４、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３．２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２．２デシテックス、乾熱収縮率４．３％の複合短繊維を得た。
〔乾式短繊維不織布〕
上記のようにして得られたスパイラル捲縮を有する短繊維を主体繊維、複合短繊維をバインダー繊維とし、混率を質量比５０／５０（バインダー繊維／主体繊維）としてカード機を通し乾式ウエブを作成した。得られた乾式ウエブに連続熱処理機を用い、ポリエステルＡの融点より１０℃高い温度（１３８℃）、風量２０ｍ３／分の条件で１分間の熱接着処理を行い、目付１００ｇ／ｍ２の乾式短繊維不織布（スパイラル捲縮を有する短繊維が構成繊維の１００質量％である）を得た。
【００７５】
実施例２
実施例１で得られたスパイラル捲縮を有する短繊維（Ｓ−１）を主体繊維、実施例１で得られたポリエステルＡ（Ａ−１）とポリエステルＢ（Ｂ−１）を使用した複合短繊維をバインダー繊維として、その混率を質量比３０／７０（バインダー繊維／主体繊維）とした以外は、実施例１と同様にして乾式短繊維不織布を得た。
【００７６】
実施例３
ポリエステルＡとして、極限粘度０．９８、融点１３０℃、酸性分としてＴＰＡ、グリコール成分としてＢＤ２０ｍｏｌ％、ＨＤ８０ｍｏｌ％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（Ａ−２）を用いた以外は、実施例１と同様にしてポリエステルＡ（Ａ−２）とポリエステルＢ（Ｂ−１）とからなる複合短繊維（乾熱収縮率４．５％）を得た。
そして、この複合短繊維をバインダー繊維とし、実施例１と同様にして乾式短繊維不織布を得た。
【００７７】
実施例４
スパイラル捲縮を有する短繊維の製造において、融点が２５６℃、極限粘度０．６４のＰＥＴと、融点が２５６℃、極限粘度が０．４３のＰＥＴを用いた以外は実施例１と同様にして捲縮数１７．９個／２５ｍｍ、捲縮率２８．５％のスパイラル捲縮を有する短繊維（Ｓ−２）を得た。この短繊維を主体繊維とし、実施例１で得られた複合短繊維をバインダー繊維とし、実施例１と同様にして乾式短繊維不織布を得た。
【００７８】
実施例５
スパイラル捲縮を有する短繊維の製造において、融点が２５６℃、極限粘度０．６４のＰＥＴと、融点が２５６℃、極限粘度が０．５７のＰＥＴを用いた以外は実施例１と同様にして捲縮数９．８個／２５ｍｍ、捲縮率１３．５％のスパイラル捲縮を有する短繊維（Ｓ−３）を得た。この短繊維を主体繊維とし、実施例１で得られた複合短繊維をバインダー繊維とし、実施例１と同様にして乾式短繊維不織布を得た。
【００７９】
実施例６〜７、比較例１〜２
ポリエステルＢとして、表２に示すポリエステルを使用したこと以外は実施例１と同様にして芯鞘型の複合短繊維を得た。
これらの複合短繊維をバインダー繊維、実施例１で得られたスパイラル捲縮を有する短繊維（Ｓ−１）を主体繊維とし、実施例１と同様にして乾式短繊維不織布を得た。
【００８０】
比較例３
スパイラル捲縮を有する短繊維に代えて、融点が２５６℃、極限粘度０．６４のＰＥＴのみからなる（単成分の）ポリエステル短繊維（繊維長５１ｍｍ、単糸繊度２．２デシテックス、押し込み式クリンパーで機械捲縮（捲縮数１２．３個／２５ｍｍ、捲縮率１３．５％付与、Ｎ−１とする）を用いた。そして、この短繊維を主体繊維、実施例１で得られた複合短繊維をバインダー繊維とし、実施例１と同様にして乾式短繊維不織布を得た。
【００８１】
比較例４
イソフタル酸が３３モル％共重合されたＰＥＴを紡糸装置に供給し、紡糸温度２６５℃、吐出量１８３ｇ／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トウ状にした未延伸繊維を延伸しな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の短繊維（１００℃、１５分での乾熱収縮率が２９．８％）を得た。
ポリエステルＡを使用した短繊維に代えて、この短繊維をバインダー繊維とし、実施例１で得られたスパイラル捲縮を有する短繊維（Ｓ−１）を主体繊維とし、実施例１と同様にして乾式短繊維不織布を得た。
【００８２】
比較例５
バインダー繊維として、イソフタル酸成分を共重合したＰＥＴ系共重合ポリエステルを鞘部、ＰＥＴを芯部とする芯鞘型複合短繊維であって、単糸繊度２．２デシテックス、繊維長５１ｍｍ、１００℃、１５分での乾熱収縮率が１５．２％のポリエステル短繊維（ユニチカファイバー社製メルティ＜３３８０＞）を用い、実施例１で得られたスパイラル捲縮を有する短繊維（Ｓ−１）を主体繊維とし、実施例１と同様にして乾式短繊維不織布を得た。
【００８３】
実施例１〜７、比較例１〜５で得られた乾式短繊維不織布の特性値及び評価結果を表１に示す。
【表１】
【００８４】
【表２】
【００８５】
表１から明らかなように、実施例１〜７で得られた乾式短繊維不織布はウエブ収縮率が小さく、地合がよく、柔軟性、伸縮性、嵩高性、耐久性ともに優れたものであった。
一方、比較例１の乾式短繊維不織布は、ポリエステルＢとして流動開始温度の高いものを用いたため、複合短繊維を熱接着処理する際に溶融せず、接着成分とならなかった。このため、ポリエステルＡのみが接着成分となり、耐久性に乏しいものとなった。比較例２の乾式短繊維不織布は、ポリエステルＢとして流動開始温度の低いものを用いたため、複合短繊維を得る際に延伸、熱処理温度を実施例１とよりも低いものとした。このため、複合短繊維は乾熱収縮率の高いものとなり、得られた短繊維不織布は、ウエブ収縮率が高く、地合、柔軟性に劣るものであった。比較例３の乾式短繊維不織布は、主体繊維としてスパイラル捲縮を有する短繊維を用いたものではなかったので、嵩高性、伸縮性に乏しいものであった。比較例４の乾式短繊維不織布は、ポリエステルＡ、ポリエステルＢを接着成分とするものではなかったので、ウエブ収縮率が高く、地合、柔軟性、嵩高性、耐久性ともに劣るものであった。比較例５では、ポリエステルＢの融点が高かったため、複合短繊維を熱接着処理する際に溶融せず、接着成分とならなかった。このため、主体繊維同士の接着が点接着とはならず、得られた乾式短繊維不織布は伸縮性、耐久性に劣るものであった。またポリエステルＡを用いた複合短繊維ではなかったため、乾熱収縮率が高く、ウエブ収縮率が高くなり、得られた乾式短繊維不織布は、地合、柔軟性に劣るものであった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパイラル捲縮を有する短繊維を主体繊維とし、低融点でありながら結晶性に優れ、熱接着性に優れたポリエステルＡと非晶性のポリエステルＢとを接着成分とする短繊維不織布であって、嵩高性や柔軟性、機械的特性、地合に優れた短繊維不織布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、耐久性、さらにはリサイクル性等から、衣料、産業資材として不可欠のものとなっており、様々な分野において、ポリエステル繊維が多く使用されている。
【０００３】
衛生材料等の分野において、バインダー繊維を用いて構成繊維を接着した短繊維不織布が種々提案されている。これらの短繊維不織布の多くはポリエステル系繊維からなるため、接着成分となるバインダー繊維もリサイクルの観点よりポリエステル系重合体からなる繊維を用いることが好適である。
【０００４】
例えば、このような短繊維不織布としては、イソフタル酸成分を共重合したポリエチレンテレフタレート系共重合体を鞘部とした芯鞘型複合短繊維をバインダー繊維とし、ポリエチレンテレフタレートからなる短繊維を主体繊維としたものが挙げられる。この短繊維不織布に用いるバインダー繊維は、高融点の芯部と低融点の鞘部とからなるため、熱接着処理の際に、鞘部のみが溶融して接着成分となり、芯部は溶融せずに繊維形態を保持するものである。
【０００５】
しかしながら、鞘部のイソフタル酸成分を共重合したポリエチレンテレフタレート系共重合体は、非晶性であり明確な結晶融点を示さないため、ガラス転移点以上の温度で軟化が始まる。このため、得られた短繊維不織布を高温雰囲気下で使用した場合、接着強力が低下したり変形するという問題があり、また、このバインダー繊維は熱収縮率が高く、熱接着処理の際の収縮が大きく、得られる短繊維不織布は地合が悪く、柔軟性にも乏しくなるという問題があった。
【０００６】
上記問題を解決するものとして、特許文献１に芯鞘型の複合繊維が記載されている。この繊維は、芯部にポリエチレンテレフタレートを配し、鞘部にテレフタル酸成分、脂肪族ラクトン成分、エチレングリコール成分及び１,４−ブタンジオール成分を共重合したポリエステル系共重合体を配した芯鞘型複合繊維である。
【０００７】
この複合繊維は、鞘部の共重合体は結晶性であり明確な融点を示すため、熱収縮率が小さく、不織布とする際の熱接着処理時の収縮が小さく、地合が良好で柔軟性にも優れ、また、高温雰囲気下で使用した際の耐熱性にも優れた不織布を得ることができる。
【０００８】
しかしながら、この共重合ポリエステルは融点が１５０〜２００℃の範囲のものであり、まだ低融点領域であるとはいえず、熱接着処理する際には加工温度を高くする必要があり、コスト的にも不利であった。
【０００９】
一方、ブラジャーのカップ等の衣類用パッドとしても、短繊維不織布は使用されており、捲縮を有する繊維を主体繊維として構成された不織布等が提案されている（例えば特許文献２参照）。
従来、このような用途においては、伸縮性や柔軟性が要求されることからウレタンやポリエチレンの発泡シートを用いたものが使用されてきた（例えば特許文献３参照）。
【００１０】
しかしながら、発泡シートを用いたものでは通気性が悪く、体温の上昇により蒸れが生じるという問題があるため、最近では短繊維不織布が使用されはじめている。ポリエステル繊維を用いた短繊維不織布とすることで通気性を有するものとすることはできるが、ブラジャーのカップ等の衣類用パッドに用いる際には、肌に近い部分で使用するため、柔軟性や嵩高性も要求される。
【００１１】
通気性、柔軟性、嵩高性の全てを有し、ブラジャーのカップ等の衣類用パッドに好適に使用することができる短繊維不織布は未だ開発されていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−１１８０６６号公報
【特許文献２】特開２００２−３７１４０５号公報
【特許文献３】特開２０００−３１４０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は上記の問題点を解決するものであって、熱接着処理する際の加工温度を低くすることができ、成型性よく熱接着加工して得ることができ、高温雰囲気下で使用した際にも接着強力の低下が少なく、地合が良好で、通気性、嵩高性、柔軟性に優れ、衣類用パッドとして好適に使用することができる短繊維不織布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】
【００１４】
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。
すなわち、本発明は、スパイラル捲縮を有する短繊維で構成された不織布であって、スパイラル捲縮を有する短繊維同士を接着する成分として、テレフタル酸を主成分とするジカルボン酸成分と、１，６−ヘキサンジオール５０モル％以上のジオール成分とからなり、結晶核剤を０．０１〜５．０質量％含有し、融点（Ｔｍ）が１００〜１５０℃のポリエステルＡと流動開始温度（Ｒ）が１０５〜１５５℃であり、かつ流動開始温度とポリエステルＡの融点との差（Ｒ−Ｔｍ）が＋５℃以下である非晶性のポリエステルＢとを含むことを特徴とする短繊維不織布を要旨とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の短繊維不織布は、スパイラル捲縮を有する短繊維を構成繊維とする不織布であり、接着成分として低融点でありながら結晶性に優れたポリエステルＡを用いるものであるため、ポリエステルＡを溶融させて主体繊維を熱接着処理する際の加工温度を低くすることができ、かつ主体繊維同士を点接着することができる。これにより、柔軟性と伸縮性に優れ、高温雰囲気下で使用した際にも接着強力の低下が少ない不織布とすることができる。中でもスパイラル捲縮を有する短繊維と、ポリエステルＡが鞘部、ポリエステルＢが芯部に配された短繊維をバインダー繊維として含有するウエブを作成し、これを熱処理することにより得られたものとすることで、不織布を得る際の収縮が小さく、接着性を向上させることができ、より柔軟性、嵩高性に優れたものとすることが可能となる。さらに、本発明の短繊維不織布は、接着成分として非晶性のポリエステルＢを用いるものであり、非晶性のポリエステルＢは溶融すると流動性が低く、一方、結晶性のポリエステルＡは溶融すると流動性が高く、この流動性の異なる２種類のポリエステルを用いることで、接着成分は短繊維不織布の内部及び表面に作用し、主体繊維同士が強固に接着され、耐久性に優れた短繊維不織布となる。
このように、本発明の短繊維不織布は、地合が良好で、通気性、嵩高性、柔軟性、伸縮性、耐久性に優れ、衣類用パッドをはじめ、各種用途に好適に使用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明におけるポリエステルＡのＤＳＣより求めた降温結晶化を示すＤＳＣ曲線の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の短繊維不織布は、スパイラル捲縮を有する短繊維を主体繊維とし、不織布を構成する短繊維同士を接着する成分として、以下に詳述する結晶性のポリエステルＡと非晶性のポリエステルＢを用いるものである。そして、本発明の短繊維不織布は、乾式不織布とすることが好ましく、目付けは特に限定するものではない。
【００１８】
まず、スパイラル捲縮を有する短繊維について説明する。スパイラル捲縮とは、コイル（螺旋）バネ状の捲縮であって三次元的な立体捲縮のことである。押し込み式クリンパー等の捲縮付与装置により機械捲縮を付与したものとは形状が異なり、スパイラル捲縮は不織布に加工した際にも捲縮形態のつぶれがなく、捲縮形態の保持能力が高いものである。
本発明の短繊維不織布は、このようなスパイラル捲縮を有する短繊維で構成されるものであるため、十分な嵩高性と伸縮性を有するものとなる。
【００１９】
そして、スパイラル捲縮を有する短繊維は、捲縮数と捲縮率が下記式（２）及び（３）を同時に満足するものであることが好ましい。
５≦捲縮数（個／２５ｍｍ）≦２０・・・（２）
１０≦捲縮率（％）≦４０・・・（３）
捲縮数は、ＪＩＳ Ｌ１０１５ ８．１２．１に基づき測定、算出したものであり、捲縮率は、ＪＩＳ Ｌ１０１５ ８．１２．２に基づき測定、算出したものである。両数値の測定において繊維長が短い場合は、捲縮付与後、カット前の繊維において測定し、繊維長25ｍｍあたりの個数に換算する。
【００２０】
捲縮数が（２）式の数値より少なかったり、捲縮率が（３）式の数値より小さいと、短繊維不織布に嵩高性を付与することが困難となりやすい。一方、捲縮数が（２）式の数値より多かったり、捲縮率が（３）式の数値より大きいと、短繊維不織布に嵩高性は付与できるが柔軟性や伸縮性に乏しいものとなる傾向がある。
【００２１】
本発明の短繊維不織布においては、ポリエステルＡを接着成分とするものであるため、スパイラル捲縮を有する短繊維もポリエステルからなるものであることが好ましい。中でも、極限粘度の異なる２種類のポリエステルを用い、サイドバイサイド型に貼り合せた形状もしくは偏芯型とすることによりスパイラル捲縮を発現させたものとすることが好ましい。
【００２２】
極限粘度の異なる２種類のポリエステルを用いる際には、極限粘度差を０．０５〜０．２５とすることが好ましい。極限粘度差が０．０５未満であると、捲縮性能の発現が不十分となりやすく、一方、極限粘度差が０．２５を超えると、複合紡糸を行った際、ノズルから吐出された糸条が高粘度ポリマー側に屈曲する、いわゆるニーリング角度が大きくなり、紡糸操業性を大きく損なってしまう。
【００２３】
また、２種類のポリエステルの複合比率と複合形態は、捲縮性能を付与できるものであれば特に限定するものではないが、質量比３０／７０〜７０／３０でサイドバイサイド型に貼り合わされた形状のものが好ましい。
【００２４】
さらには、ポリエステルの種類も２種類であれば特に限定されるものではなく、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）同士の組み合わせの他、一方をポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とし、もう一方をイソフタル酸（ＩＰＡ）を共重合したＰＥＴ、またはイソフタル酸（ＩＰＡ）とビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加体（ＢＡＥＯ）を共重合したＰＥＴなどを用いてもよい。
【００２５】
上記したポリエステルの組み合わせで紡糸、延伸した複合繊維は、乾燥機等を用いて弛緩熱処理を施すことによりスパイラル捲縮を発現（顕在化）させることができる。
【００２６】
次に、不織布を構成するスパイラル捲縮を有する短繊維同士を接着する成分となるポリエステルＡとポリエステルＢについて詳述する。本発明の短繊維不織布においては、短繊維同士を接着する成分としてポリエステルＡとポリエステルＢを用いるものであり、中でも接着成分の２０〜８０質量％がポリエステルＡであることが好ましい。
【００２７】
また、本発明の短繊維不織布における接着成分（ポリエステルＡとポリエステルＢ）の割合は、短繊維不織布全体の１０〜７０質量％であることが好ましく、中でも２０〜６０質量％であることが好ましい。接着成分（ポリエステルＡとポリエステルＢ）の割合が少なすぎると、主体繊維となるスパイラル捲縮を有する短繊維同士を十分に接着することができなくなる。一方、接着成分の割合が多すぎると、主体繊維となるスパイラル捲縮を有する短繊維が少なくなることから嵩高性や柔軟性に乏しい不織布となる。
【００２８】
まず、ポリエステルＡについて説明する。ポリエステルＡは、テレフタル酸を主成分とするジカルボン酸成分と、１，６−ヘキサンジオール５０モル％以上のジオール成分とからなり、融点（Ｔｍ）が１００〜１５０℃の共重合ポリエステルである。
【００２９】
ポリエステルＡのＴｍは、中でも１１０〜１４０℃であることが好ましい。Ｔｍが１００℃未満であると、本発明の短繊維不織布は、高温雰囲気下で使用した場合の熱安定性（耐熱性）に劣るものとなる。一方、１５０℃を超えると、不織布を得る際の熱接着加工温度を高くする必要があり、加工性、経済性に劣る。また、熱処理により主体繊維に与えるダメージも大きくなり、得られる不織布の品質や風合い等を損ねるため好ましくない。
【００３０】
ポリエステルＡは、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸を主成分とするものであり、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、ポリマーの融点が本発明の範囲外のものとなったり、結晶性が低下しやすくなるため好ましくない。
【００３１】
なお、ＴＰＡ以外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。
【００３２】
ジオール成分としては、１，６−ヘキサンジオール（以下、ＨＤとする）が５０モル％以上であり、他の成分としてはエチレングリコール(以下、ＥＧとする)や１，４−ブタンジオール（以下、ＢＤとする）を用いることが好ましい。ジオール成分において、ＨＤは５０モル％以上であり、中でも６０〜９５モル％であることが好ましい。ＨＤが５０モル％未満の場合、融点が１５０℃を超えるものとなる。
【００３３】
ジオール成分として、ＨＤとともにＥＧやＢＤを用いる際には、ＥＧやＢＤをジオール成分において、５〜５０モル％とすることが好ましく、中でも５〜４０モル％とすることが好ましい。
【００３４】
さらに、ジオール成分には、ＨＤ、ＥＧやＢＤ以外の他の共重合成分として、その特性を損なわない範囲で、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を用いることができる。
【００３５】
ポリエステルＡは、上記のような共重合組成であることにより、結晶性を有しているものであるが、結晶核剤を含有することによって降温時の結晶化速度を向上させることができる。そして、後述する（１）式を満足することが好ましいものである。
【００３６】
本発明においては、ポリエステルＡがこのように結晶性に優れるものであるため、流動性が高く、不織布全体に均一に浸透し、不織布を構成するスパイラル捲縮を有する短繊維同士の接着を点接着することができ、得られる短繊維不織布は柔軟性や伸縮性に優れるものとなる。さらには、点接着することにより接着成分により主体繊維のスパイラル捲縮の形状を潰すことがないため、嵩高性にも優れたものとすることができる。
【００３７】
さらに、本発明においては、ポリエステルＡはポリエステルＢとともに繊維化してバインダー繊維とし、これを熱処理することにより接着成分としたものであることが好ましい。バインダー繊維としては、ポリエステルＡを鞘部、ポリエステルＢを芯部とする芯鞘形状を呈している複合短繊維とすることが好ましい。
【００３８】
ポリエステルＡとポリエステルＢをバインダー繊維とすることで、主体繊維となるスパイラル捲縮を有する短繊維同士の接着を点接着することが容易となり、スパイラル捲縮を有する短繊維間の空間も大きくなることから、嵩高性がさらに向上する。
【００３９】
そして、ポリエステルＡは、結晶核剤を０．０１〜５．０質量％含有するものであり、中でも０．５〜３．０質量％含有することが好ましい。ポリエステルＡ中の結晶核剤の含有量が０．０１質量％未満であると、降温時の結晶化速度を向上させることができず、ポリエステルＡは後述する（１）式を満足することが困難となる。一方、５．０質量％を超えると、結晶核剤の含有量が多くなりすぎ、ポリエステルＡを鞘部に配して繊維化する際に紡糸、延伸時の操業性を悪化させることとなる。また、操業性が悪化することで糸質のバラツキが大きくなり、ポリエステルＡとポリエステルＢからなる複合短繊維の乾熱収縮率も高くなる。
【００４０】
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。上記平均粒径もしくは比表面積を満足していない場合、結晶核としての機能に乏しく、ポリエステルＡは後述する（１）式を満足することが困難となりやすい。
【００４１】
また、結晶核剤として含有させるポリオレフィンは、反応系内で溶融するため、形状については特に限定するものではなく、例えば粒径２ｍｍ程度のチップ状のものや、粒径数μｍのワックス状のものであってもよい。
【００４２】
ポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ-1-ブテン、ポリメチルペンテン、ポリメチルブテンなどのオレフィン単独重合体、プロピレン・エチレンランダム共重合体などを挙げることができ、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ-1-ブテン、プロピレン・エチレンランダム共重合体が特に好ましい。なお、ポリオレフィンが炭素原子数３以上のオレフィンから得られるポリオレフィンである場合には、アイソタクチック重合体であってもよく、シンジオタチック重合体であってもよい。
【００４３】
結晶核剤として含有させる硫酸塩は、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸アルミニウムなどを挙げることができ、中でも結晶核剤としての効果の点から、硫酸ナトリウムや硫酸マグネシウムが好ましい。
【００４４】
これらの結晶核剤を添加する方法としては、粉体のまま、あるいはジオールスラリーの形態でポリエステルを製造する際の任意の段階で添加すればよい。例えば、エステル化またはエステル交換反応時に添加してもよいし、重縮合反応の段階で添加してもよい。中でも、結晶核剤としての効果を良好なものとするには、エチレングリコール等のグリコールにスラリー状態あるいは溶解させた状態で添加することが好ましい。
【００４５】
また、ポリエステルＡ中には、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。
【００４６】
そして、ポリエステルＡは、ＤＳＣより求めた降温結晶化を示すＤＳＣ曲線が下記（１）式を満足することが好ましく、中でもｂ／ａ≧０．０６であることが好ましい。一方、ｂ／ａが大きいほど降温時の結晶性に優れるものとなるが、本発明で目的とする効果を奏するには、ｂ／ａを０．５以下とすることが好ましい。
ｂ／ａ≧０．０５ （ｍＷ／ｍｇ・℃） （１）
【００４７】
本発明におけるポリエステルＡの融点とＤＳＣより求めた降温結晶化を示すＤＳＣ曲線は、パーキンエルマー社製示差走査型熱量計（Diamond DSC）を用いて、窒素気流中、温度範囲−２０℃〜２５０℃、昇温（降温）速度２０℃／分、試料量２ｍｇで測定する。
【００４８】
上記ｂ／ａは、ＤＳＣより求めた降温結晶化を示すＤＳＣ曲線より求められる。そして、図１に示すように、ａは、降温結晶化を示すＤＳＣ曲線における傾きが最大である接線とベースラインとの交点の温度Ａ１（℃）と、傾きが最小である接線とベースラインとの交点の温度Ａ２（℃）との差（Ａ１−Ａ２）であり、ｂは、ピークトップ温度におけるベースラインの熱量Ｂ１（ｍＷ）とピークトップの熱量Ｂ２（ｍＷ）との差（Ｂ１−Ｂ２）を試料量（ｍｇ）で割った値である。
【００４９】
ｂ／ａは、降温時の結晶性を表す指標であり、ｂ／ａの値が高いと結晶化速度が速く、逆に０に近いほど、結晶化速度が遅いことを示している。ｂ／ａが０．０５（ｍＷ／ｍｇ・℃）未満の場合、結晶化速度が遅いため、主体繊維同士を点接着させることが困難となる。また、ポリエステルＡを鞘部に配した複合繊維を溶融紡糸する際に単糸間の溶着が発生し、紡糸操業性が悪くなる。また、延伸・熱処理工程における熱処理温度を高くすると、繊維の融解・膠着が生じ、高温での熱処理を行うことができないため熱収縮率の低い繊維を得ることができなくなる。
【００５０】
上記したように、ｂ／ａは、ポリエステルの共重合組成を特定のものとし、結晶核剤の含有量を上記範囲の量とすることにより、本発明で規定する範囲のものにすることが可能となる。
【００５１】
次にポリエステルＢについて説明する。ポリエステルＢは、非晶性のポリエステルであり、流動開始温度（Ｒ）が１０５〜１５５℃であり、かつ流動開始温度とポリエステルＡの融点（Ｔｍ）との差（Ｒ−Ｔｍ）が＋５℃以下である。
【００５２】
つまり、本発明においては、ポリエステルＡとポリエステルＢを芯鞘型複合繊維として熱処理（熱接着処理）により溶融させて接着成分とすることが好ましいものであるが、通常、熱接着処理温度は、鞘部に配されているポリエステルＡの融点より１０℃高い温度で行うものであるため、このような熱接着処理温度でポリエステルＢが溶融するためには、ポリエステルＢの流動開始温度は、ポリエステルＡの融点より高くても５℃以下とすることが必要であり、中でもポリエステルＡの融点より低いことが好ましい。
【００５３】
また、ポリエステルＢの流動開始温度は、１０５〜１５５℃であるが、中でも１１０〜１４０℃、さらには１１５〜１３５℃であることが好ましい。
【００５４】
ポリエステルＢの流動開始温度が１５５℃を超えると、熱接着処理する際の処理温度を高くする必要があり、加工性、経済性に劣る。一方、流動開始温度が１０５℃未満であると、ポリエステルＢを芯部にした複合繊維とした際に、延伸、熱処理工程での処理温度を高くすることができず、乾熱収縮率の高い短繊維となる。
【００５５】
ポリエステルＢとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレートなどのポリアルキレンテレフタレートを主体とするものが好ましい。そして、上記の流動開始温度のものとするため、次に示すような成分を共重合させたものとすることが好ましい。
【００５６】
共重合成分としては、イソフタル酸、５−スルホイソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、コハク酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカン二酸などの脂肪族ジカルボン酸、およびエチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノールなどの脂肪族ジオールや、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸、ヒドロキシカプロン酸、ヒドロキシペンタン酸、ヒドロキシヘプタン酸、ヒドロキシオクタン酸などのヒドロキシカルボン酸、ε−カプロラクトンなどの脂肪族ラクトン等が挙げられる。
【００５７】
中でもポリエステルＢとしては、イソフタル酸を共重合したＰＥＴを用いることが好ましく、中でもイソフタル酸を２５〜４０モル％共重合したものが好ましい。イソフタル酸の共重合量が２５モル％未満であると、流動開始温度が高くなり１５５℃を超えるものとなりやすい。一方、４０モル％を超えると、流動開始温度が低くなり１０５℃未満のものとなりやすい。
【００５８】
ポリエステルＢ中にも、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。
【００５９】
ポリエステルＡとポリエステルＢを芯鞘型複合繊維にする場合、本発明における複合短繊維のポリエステルＡとポリエステルＢの複合比率（質量比率）は、２０／８０〜８０／２０とすることが好ましく、中でも３０／７０〜７０／３０とすることが好ましい。
【００６０】
そして、複合短繊維は、上記したように結晶性に優れるポリエステルＡが繊維表面を占めるように配されているので、溶融紡糸する際に単糸間の溶着が発生せず、延伸、熱処理を高温で施すことができ、熱収縮率の低い繊維とすることができる。
【００６１】
具体的に、本発明における複合短繊維は、ポリエステルＡの融点をＴｍＡとしたとき、（ＴｍＡ−３０）℃における乾熱収縮率が７％以下であることが好ましく、中でも５％以下であることが好ましく、さらには４．５〜０．５％とすることが好ましい。
【００６２】
ここで、乾熱収縮率とは、ＪＩＳ Ｌ−１０１５の収縮率の測定における乾熱収縮率の測定方法により測定するものであり、初荷重を５０ｍｇ／デシテックス、つかみ間隔を２５ｍｍ、処理温度を（ＴｍＡ−３０）℃として測定するものである。なお、繊維長が短くて測定が困難である場合は、短繊維にカットする前の繊維を用いて測定するものとする。
【００６３】
（ＴｍＡ−３０）℃における乾熱収縮率を７％以下とすることで、ポリエステルＡとポリエステルＢからなる複合短繊維をバインダー繊維として不織布を製造する際に、ウエブ等を熱接着処理する際の収縮が小さくなり、熱接着処理後に得られる不織布は、地合や均斉に優れるものとなる。一方、（ＴｍＡ−３０）℃における乾熱収縮率が７％を超えるものでは、このような効果を奏することが困難となりやすい。
【００６４】
従来のような明確な結晶融点を示さないポリエステルを繊維表面に配した短繊維を製造すると、溶融紡糸する際に単糸間の溶着が発生するとともに、延伸、熱処理工程において熱処理温度を１００℃以上とすると、繊維の融解、膠着が生じ、実施が困難となる。したがって、延伸、熱処理工程を低温で行うこととなり、得られる短繊維は乾熱収縮率が高くなる。このため、このような短繊維をバインダー繊維として不織布を製造すると、ウエブを熱接着処理する際の収縮が大きくなり、得られる不織布は熱接着処理前のウエブの面積と比較したウエブ収縮率が大きくなり、地合や均斉に劣るものとなっていた。
【００６５】
なお、上記した本発明における短繊維不織布のウエブ収縮率は、次のようにして求めるものである。乾式又は湿式短繊維不織布を得る際に得られたウエブから、面積Ａ0（タテ20ｃｍ×ヨコ20ｃｍ＝400ｃｍ２）のサンプルを切り取り、ポリエステルＡの融点をＴｍとしたとき、このサンプルを（Ｔｍ＋１０）℃に設定した熱風乾燥機中に１５分間放置し（熱接着処理を行い）、その後の不織布の面積をＡ1とし、下式により算出するものである。
ウエブ収縮率（％）＝｛（Ａ0−Ａ1）／Ａ0｝×100
【００６６】
そして、本発明の短繊維不織布においては、ウエブ収縮率は１０％以下、中でも９．５％以下であることが好ましい。ウエブ収縮率が１０％を超えるものでは、不織布とする際の熱接着処理時の収縮が大きくなり、得られる不織布は地合や柔軟性に劣るものとなりやすい。
【００６７】
本発明の短繊維不織布においては、結晶性の高いポリエステルＡと非晶性のポリエステルＢを接着成分として用いているため、熱接着処理時に溶融したポリエステルＡは流動性の高い液状体のものとなる。このため、溶融したポリエステルＡはその多くが不織布全体に均一に浸透し、多くの主体繊維同士の交絡点を点接着する。一方のポリエステルＢは溶融して流動性の低い液状体のものとなる。このため、不織布全体に浸透せず、付近の主体繊維同士の交絡点をある程度の固まりで点接着し、強固に接着させる。よって、このように流動性の異なる２種類のポリエステルを接着成分として用いることで、主体繊維同士の多くの交絡点を点接着することができるとともに、一部の交絡点を強固に接着することができ、主体繊維同士が強固に接着した不織布とすることができる。このため、本発明の短繊維不織布は耐洗濯性や耐久性にも優れたものとなり、柔軟性や伸縮性にも優れたものなる。
【００６８】
ポリエステルＡとポリエステルＢを複合短繊維とする場合は、マルチフィラメントでもモノフィラメントでもよく、その単糸の断面形状も丸断面形状のもののみならず、異形のものや中空部を有するものであってもよい。そして単糸繊度も特に限定するものではない。なお、複合短繊維は、スタフィングボックス等で機械捲縮が付与されているものとすることが好ましい。
【００６９】
また、スパイラル捲縮を有する短繊維、ポリエステルＡを用いた短繊維ともに、繊維長を２５〜１００ｍｍとすることが好ましく、中でも３０〜８０ｍｍとすることが好ましい。繊維長が２５ｍｍ未満であると、カード機での開繊時に繊維の脱落が発生し、操業性が悪化する。一方、繊維長が１００ｍｍを超えると、カード機での解繊性が悪くなり、得られる不織布は均斉の劣るものとなりやすい。
【００７０】
次に、本発明の短繊維不織布（乾式）の製造方法について一例を用いて説明する。
スパイラル捲縮を有する短繊維とポリエステルＡとポリエステルＢとからなる複合短繊維とを任意の割合で計量し、カード機を用いて混綿、解繊して乾式ウエブを作成する。得られたウエブを、連続熱処理機にてポリエステルＡの融点（ＴｍＡ）より１０℃高い温度で熱接着処理を施し、ポリエステルＡとポリエステルＢを接着成分とし、スパイラル捲縮を有する短繊維を主体繊維とする乾式短繊維不織布を得る。
【００７１】
次に、スパイラル捲縮を有する短繊維の製造方法について一例を用いて説明する。複合紡糸装置を用いて極限粘度の異なる２種類のポリエステルをサイドバイサイド型に張り合わせて複合紡糸し、紡出糸条を冷却固化した後、一旦容器へ収納する。この糸条を集束して糸条束とし、ローラ間で延伸倍率２〜４倍程度で延伸を施す。続いてリール等で引き取り、仕上げ油剤を付与後、１００〜２００℃程度の熱風乾燥機を通して弛緩熱処理を行い、２種類のＰＥＴ成分の熱収縮差によるクリンプを発現させた後、目的とする繊維長にカットして短繊維を得る。
【００７２】
また、本発明の短繊維不織布におけるポリエステルＡとポリエステルＢとからなる複合短繊維の製造方法について一例を用いて説明する。まず、ジカルボン酸成分とジオール成分とをエステル化反応またはエステル交換反応させ、結晶核剤を添加して重縮合反応を行う。重縮合反応においてポリエステルが所定の極限粘度に到達したら、ストランド状に払い出して、冷却、カットすることによりチップ化する。次に、このチップ（ポリエステルＡ）とポリエステルＢのチップを通常の複合溶融紡糸装置に供給して、ポリエステルＡが鞘部、ポリエステルＢが芯部となるようにして溶融紡糸を行う。紡出糸条を冷却固化した後、一旦容器へ収納する。そして、この糸条を集束して糸条束とし、ローラ間で延伸倍率２〜４倍程度で延伸を施す。続いて１００〜１２０℃で熱処理し、次いで仕上げ油剤を付与後、スタフィングボックス等で機械捲縮を付与し、目的とする繊維長にカットして複合短繊維を得る。
【実施例】
【００７３】
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。
（ａ）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。
（ｂ）ポリエステルＡの融点、ＤＳＣより求めた降温結晶化を示すＤＳＣ曲線
前記の方法により測定した。
（ｃ）ポリエステルＢの流動開始温度
フロテスター（島津製作所ＣＦＴ−５００型）を用い、荷重９．８ＭＰａ、ノズル径０．５ｍｍの条件で、初期温度５０℃より１０℃／分の割合で昇温していき、ポリマーがダイから流出し始める温度として求めた。
（ｄ）ポリエステルＡ、ポリエステルＢのポリマー組成
重水素化ヘキサフルオロイソプロパノールと重水素化クロロホルムとの容量比1／20の混合溶媒に溶解させ、日本電子社製LA-400型ＮＭＲ装置にて 1Ｈ-ＮＭＲを測定し、得られたチャートの各共重合成分のプロトンのピークの積分強度から求めた。
（ｅ）ポリエステルＡ、ポリエステルＢからなる複合短繊維の乾熱収縮率（％）
前記の方法で測定した。
（ｆ）スパイラル捲縮を有する短繊維の捲縮率、捲縮数
前記の方法で測定した。
（ｇ）短繊維不織布の評価
１．地合
得られた不織布表面の地合を目視にて判断し、良好（○）、不良（×）の２段階で評価した。
２．柔軟性（風合）
得られた不織布の柔軟性を触感にて判断し、良好（○）、やや不良（△）、不良（×）の３段階で評価した。
３．伸縮性（風合）
得られた不織布の伸縮性を触感にて判断し、良好（○）、やや不良（△）、不良（×）の３段階で評価した。
４．嵩高性
得られた不織布を２０ｃｍ×２０ｃｍに切り出してサンプルとし、そのサンプル１０枚を重ねた上に２５ｃｍ×２５ｃｍ×５ｍｍのアクリル板（３７０ｇ）を載せ、その上に１ｋｇの錘を載せてアクリル板の下面の４辺のそれぞれの辺の中央の高さを測定し、４点の平均値を求めた。平均値により以下のように３段階評価した。
○：高さが２５．０ｍｍ以上である
△：高さが１５．０ｍｍ以上２５．０ｍｍ未満である
×：高さが１５．０ｍｍ未満である
５．耐久性
得られた不織布を２０ｃｍ×５ｃｍに切り出してサンプルとし、そのサンプルを１０００回の繰り返し折り曲げ試験をした。その後の不織布の外観を観察して、以下の基準で３段階評価した。
○：毛羽の発生や損傷がない。
△：やや毛羽の発生又は損傷がある。
×：毛羽の発生が多い又は損傷がある。
６．ウエブ収縮率
前記の方法で測定した。
【００７４】
実施例１
〔スパイラル捲縮を有する短繊維〕
融点が２５６℃、極限粘度０．６４のＰＥＴと、融点が２５６℃、極限粘度が０．５２のＰＥＴを用い、通常の複合溶融紡糸装置を用いて紡糸温度２９０℃、吐出量２３７ｇ／ｍｉｎ、紡糸速度１２００ｍ／ｍｉｎの条件で、ホール数３４４の丸型断面のノズルで紡出し、質量比率１／１のサイドバイサイド型貼り合わせ形状を有する複合未延伸糸を得た。
得られた未延伸糸を１１．９ｋｔｅｘのトウに集束した後、延伸温度６５℃、延伸倍率２．８０倍で第一延伸を行い、次いで延伸温度８０℃、延伸倍率１．１５倍で第二延伸を行い、トータル延伸倍率３．２２倍で延伸を行った。その後、リールで引き取り、１７０℃の熱風乾燥機で連続的に弛緩熱処理し、２種類のＰＥＴ成分の熱収縮差によりスパイラル捲縮を発現させた後、繊維長５１ｍｍに切断して単糸繊度２．２デシテックスの短繊維（Ｓ−１）を得た。得られた短繊維の捲縮数は１２．５個／２５ｍｍ、捲縮率は１８．５％であった。
〔ポリエステルＡ、ポリエステルＢを用いた複合短繊維〕
ポリエステルＡとして、酸性分としてＴＰＡ、グリコール成分としてＥＧ１５ｍｏｌ％、ＨＤ８５ｍｏｌ％からなり、結晶核剤として０．５質量％のタルクを含有し、極限粘度０．９５、融点１２８℃、ｂ／ａが０．０６のものを用いた。
ポリエステルＢとして、イソフタル酸を酸成分として３３ｍｏｌ％共重合したＰＥＴ（流動開始温度１３０℃、極限粘度０．７９、Ｂ−１）を用い、ポリエステルＡチップとポリエステルＢチップを複合紡糸装置に供給し、ポリエステルＡが鞘部、ポリエステルＢが芯部となる芯鞘形状となるようにし、両成分の質量比を５０／５０として溶融紡糸を行った。このとき、紡糸温度２２０℃、吐出量５７１ｇ／分、紡糸孔数１０１４、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３．２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２．２デシテックス、乾熱収縮率４．３％の複合短繊維を得た。
〔乾式短繊維不織布〕
上記のようにして得られたスパイラル捲縮を有する短繊維を主体繊維、複合短繊維をバインダー繊維とし、混率を質量比５０／５０（バインダー繊維／主体繊維）としてカード機を通し乾式ウエブを作成した。得られた乾式ウエブに連続熱処理機を用い、ポリエステルＡの融点より１０℃高い温度（１３８℃）、風量２０ｍ３／分の条件で１分間の熱接着処理を行い、目付１００ｇ／ｍ２の乾式短繊維不織布（スパイラル捲縮を有する短繊維が構成繊維の１００質量％である）を得た。
【００７５】
実施例２
実施例１で得られたスパイラル捲縮を有する短繊維（Ｓ−１）を主体繊維、実施例１で得られたポリエステルＡ（Ａ−１）とポリエステルＢ（Ｂ−１）を使用した複合短繊維をバインダー繊維として、その混率を質量比３０／７０（バインダー繊維／主体繊維）とした以外は、実施例１と同様にして乾式短繊維不織布を得た。
【００７６】
実施例３
ポリエステルＡとして、極限粘度０．９８、融点１３０℃、酸性分としてＴＰＡ、グリコール成分としてＢＤ２０ｍｏｌ％、ＨＤ８０ｍｏｌ％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（Ａ−２）を用いた以外は、実施例１と同様にしてポリエステルＡ（Ａ−２）とポリエステルＢ（Ｂ−１）とからなる複合短繊維（乾熱収縮率４．５％）を得た。
そして、この複合短繊維をバインダー繊維とし、実施例１と同様にして乾式短繊維不織布を得た。
【００７７】
実施例４
スパイラル捲縮を有する短繊維の製造において、融点が２５６℃、極限粘度０．６４のＰＥＴと、融点が２５６℃、極限粘度が０．４３のＰＥＴを用いた以外は実施例１と同様にして捲縮数１７．９個／２５ｍｍ、捲縮率２８．５％のスパイラル捲縮を有する短繊維（Ｓ−２）を得た。この短繊維を主体繊維とし、実施例１で得られた複合短繊維をバインダー繊維とし、実施例１と同様にして乾式短繊維不織布を得た。
【００７８】
実施例５
スパイラル捲縮を有する短繊維の製造において、融点が２５６℃、極限粘度０．６４のＰＥＴと、融点が２５６℃、極限粘度が０．５７のＰＥＴを用いた以外は実施例１と同様にして捲縮数９．８個／２５ｍｍ、捲縮率１３．５％のスパイラル捲縮を有する短繊維（Ｓ−３）を得た。この短繊維を主体繊維とし、実施例１で得られた複合短繊維をバインダー繊維とし、実施例１と同様にして乾式短繊維不織布を得た。
【００７９】
実施例６〜７、比較例１〜２
ポリエステルＢとして、表２に示すポリエステルを使用したこと以外は実施例１と同様にして芯鞘型の複合短繊維を得た。
これらの複合短繊維をバインダー繊維、実施例１で得られたスパイラル捲縮を有する短繊維（Ｓ−１）を主体繊維とし、実施例１と同様にして乾式短繊維不織布を得た。
【００８０】
比較例３
スパイラル捲縮を有する短繊維に代えて、融点が２５６℃、極限粘度０．６４のＰＥＴのみからなる（単成分の）ポリエステル短繊維（繊維長５１ｍｍ、単糸繊度２．２デシテックス、押し込み式クリンパーで機械捲縮（捲縮数１２．３個／２５ｍｍ、捲縮率１３．５％付与、Ｎ−１とする）を用いた。そして、この短繊維を主体繊維、実施例１で得られた複合短繊維をバインダー繊維とし、実施例１と同様にして乾式短繊維不織布を得た。
【００８１】
比較例４
イソフタル酸が３３モル％共重合されたＰＥＴを紡糸装置に供給し、紡糸温度２６５℃、吐出量１８３ｇ／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トウ状にした未延伸繊維を延伸しな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の短繊維（１００℃、１５分での乾熱収縮率が２９．８％）を得た。
ポリエステルＡを使用した短繊維に代えて、この短繊維をバインダー繊維とし、実施例１で得られたスパイラル捲縮を有する短繊維（Ｓ−１）を主体繊維とし、実施例１と同様にして乾式短繊維不織布を得た。
【００８２】
比較例５
バインダー繊維として、イソフタル酸成分を共重合したＰＥＴ系共重合ポリエステルを鞘部、ＰＥＴを芯部とする芯鞘型複合短繊維であって、単糸繊度２．２デシテックス、繊維長５１ｍｍ、１００℃、１５分での乾熱収縮率が１５．２％のポリエステル短繊維（ユニチカファイバー社製メルティ＜３３８０＞）を用い、実施例１で得られたスパイラル捲縮を有する短繊維（Ｓ−１）を主体繊維とし、実施例１と同様にして乾式短繊維不織布を得た。
【００８３】
実施例１〜７、比較例１〜５で得られた乾式短繊維不織布の特性値及び評価結果を表１に示す。
【表１】
【００８４】
【表２】
【００８５】
表１から明らかなように、実施例１〜７で得られた乾式短繊維不織布はウエブ収縮率が小さく、地合がよく、柔軟性、伸縮性、嵩高性、耐久性ともに優れたものであった。
一方、比較例１の乾式短繊維不織布は、ポリエステルＢとして流動開始温度の高いものを用いたため、複合短繊維を熱接着処理する際に溶融せず、接着成分とならなかった。このため、ポリエステルＡのみが接着成分となり、耐久性に乏しいものとなった。比較例２の乾式短繊維不織布は、ポリエステルＢとして流動開始温度の低いものを用いたため、複合短繊維を得る際に延伸、熱処理温度を実施例１とよりも低いものとした。このため、複合短繊維は乾熱収縮率の高いものとなり、得られた短繊維不織布は、ウエブ収縮率が高く、地合、柔軟性に劣るものであった。比較例３の乾式短繊維不織布は、主体繊維としてスパイラル捲縮を有する短繊維を用いたものではなかったので、嵩高性、伸縮性に乏しいものであった。比較例４の乾式短繊維不織布は、ポリエステルＡ、ポリエステルＢを接着成分とするものではなかったので、ウエブ収縮率が高く、地合、柔軟性、嵩高性、耐久性ともに劣るものであった。比較例５では、ポリエステルＢの融点が高かったため、複合短繊維を熱接着処理する際に溶融せず、接着成分とならなかった。このため、主体繊維同士の接着が点接着とはならず、得られた乾式短繊維不織布は伸縮性、耐久性に劣るものであった。またポリエステルＡを用いた複合短繊維ではなかったため、乾熱収縮率が高く、ウエブ収縮率が高くなり、得られた乾式短繊維不織布は、地合、柔軟性に劣るものであった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパイラル捲縮を有する短繊維で構成された不織布であって、スパイラル捲縮を有する短繊維同士を接着する成分として、テレフタル酸を主成分とするジカルボン酸成分と、１，６−ヘキサンジオール５０モル％以上のジオール成分とからなり、結晶核剤を０．０１〜５．０質量％含有し、融点（Ｔｍ）が１００〜１５０℃のポリエステルＡと流動開始温度（Ｒ）が１０５〜１５５℃であり、かつ流動開始温度とポリエステルＡの融点との差（Ｒ−Ｔｍ）が＋５℃以下である非晶性のポリエステルＢとを含むことを特徴とする短繊維不織布。
【請求項２】
ポリエステルＡのＤＳＣより求めた降温結晶化を示すＤＳＣ曲線が下記式（１）を満足する請求項１記載の短繊維不織布。
ｂ／ａ≧０．０５ （ｍＷ／ｍｇ・℃） ・・・ （１）
なお、ａは、降温結晶化を示すＤＳＣ曲線における傾きが最大である接線とベースラインとの交点の温度Ａ１（℃）と、傾きが最小である接線とベースラインとの交点の温度Ａ２（℃）との差（Ａ１−Ａ２）であり、ｂは、ピークトップ温度におけるベースラインの熱量Ｂ１（ｍＷ）とピークトップの熱量Ｂ２（ｍＷ）との差（Ｂ１−Ｂ２）を試料量（ｍｇ）で割った値である。
【請求項３】
スパイラル捲縮を有する短繊維は、捲縮数と捲縮率が下記式（２）及び（３）を同時に満足する請求項１又は２記載の短繊維不織布。
５≦捲縮数（個／２５ｍｍ）≦２０・・・（２）
１０≦捲縮率（％）≦４０・・・（３）
【請求項４】
スパイラル捲縮を有する短繊維と、単糸の横断面形状においてポリエステルＡを鞘部、ポリエステルＢを芯部とする芯鞘形状を呈している複合短繊維とを含有するウエブを熱処理することにより得られた請求項１〜３いずれかに記載の短繊維不織布。
【請求項１】
スパイラル捲縮を有する短繊維で構成された不織布であって、スパイラル捲縮を有する短繊維同士を接着する成分として、テレフタル酸を主成分とするジカルボン酸成分と、１，６−ヘキサンジオール５０モル％以上のジオール成分とからなり、結晶核剤を０．０１〜５．０質量％含有し、融点（Ｔｍ）が１００〜１５０℃のポリエステルＡと流動開始温度（Ｒ）が１０５〜１５５℃であり、かつ流動開始温度とポリエステルＡの融点との差（Ｒ−Ｔｍ）が＋５℃以下である非晶性のポリエステルＢとを含むことを特徴とする短繊維不織布。
【請求項２】
ポリエステルＡのＤＳＣより求めた降温結晶化を示すＤＳＣ曲線が下記式（１）を満足する請求項１記載の短繊維不織布。
ｂ／ａ≧０．０５ （ｍＷ／ｍｇ・℃） ・・・ （１）
なお、ａは、降温結晶化を示すＤＳＣ曲線における傾きが最大である接線とベースラインとの交点の温度Ａ１（℃）と、傾きが最小である接線とベースラインとの交点の温度Ａ２（℃）との差（Ａ１−Ａ２）であり、ｂは、ピークトップ温度におけるベースラインの熱量Ｂ１（ｍＷ）とピークトップの熱量Ｂ２（ｍＷ）との差（Ｂ１−Ｂ２）を試料量（ｍｇ）で割った値である。
【請求項３】
スパイラル捲縮を有する短繊維は、捲縮数と捲縮率が下記式（２）及び（３）を同時に満足する請求項１又は２記載の短繊維不織布。
５≦捲縮数（個／２５ｍｍ）≦２０・・・（２）
１０≦捲縮率（％）≦４０・・・（３）
【請求項４】
スパイラル捲縮を有する短繊維と、単糸の横断面形状においてポリエステルＡを鞘部、ポリエステルＢを芯部とする芯鞘形状を呈している複合短繊維とを含有するウエブを熱処理することにより得られた請求項１〜３いずれかに記載の短繊維不織布。
【図１】
【公開番号】特開２００９−２８７１５７（Ｐ２００９−２８７１５７Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９６０５４（Ｐ２００９−９６０５４）
【出願日】平成２１年４月１０日（２００９．４．１０）
【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２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月１０日（２００９．４．１０）
【出願人】（０００２２８０７３）日本エステル株式会社 (273)
【Ｆターム（参考）】
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