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、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、機械的特性に優れ、かつ地合や柔軟性にも優れるコットンを主体繊維とする短繊維不織布を提供する。
【解決手段】コットンを主体繊維とする短繊維不織布であって、不織布を構成する主体繊維同士を接着する成分が、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℃、かつＤＳＣより求めた降温結晶化を示すＤＳＣ曲線が下記式（１）を満足するポリエステルＡであり、ポリエステルＡの割合が短繊維不織布の質量中の５〜４０質量％である短繊維不織布。ｂ／ａ≧０．０５（ｍＷ／ｍｇ・℃）・・（１）
【解決手段】コットンを主体繊維とする短繊維不織布であって、不織布を構成する主体繊維同士を接着する成分が、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℃、かつＤＳＣより求めた降温結晶化を示すＤＳＣ曲線が下記式（１）を満足するポリエステルＡであり、ポリエステルＡの割合が短繊維不織布の質量中の５〜４０質量％である短繊維不織布。ｂ／ａ≧０．０５（ｍＷ／ｍｇ・℃）・・（１）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コットンを主体繊維とし、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を接着成分とする機械的特性や地合、柔軟性に優れた短繊維不織布に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コットンを主体繊維とする短繊維不織布は、ダイアパー、化粧パフ、ウエットテッシュ等の衛生材用途、お茶パック等の生活資材用に広く用いられている。このような短繊維不織布は、柔軟性、機械的特性、寸法安定性等の機能を付与する目的で接着成分（バインダー成分）を使用することが多々ある。
【０００３】
バインダー成分としては、優れた機械的特性、寸法安定性、耐候性、耐久性、さらにはリサイクル性等からポリエステルを用いることが多い。中でもバインダー成分を短繊維状にしたバインダー繊維を用いることが好ましく、コットンとポリエステル系バインダー短繊維を用いて短繊維不織布を得る方法は、従来からの設備（工程）での製造が可能で、かつコスト的にも有利で一般的である。
【０００４】
従来、ポリエステル系バインダー繊維として、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、ポリエチレンテレフタレートを芯部とした芯鞘型複合短繊維が広く使用されてきた。このバインダー繊維は、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、接着成分となる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、熱接着処理の際に繊維が収縮し、得られる短繊維不織布も収縮が生じたものとなり寸法安定性が悪く、また、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生じていた。
【０００６】
そこで、上記問題を解決するものとして、特許文献１には、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共重合ポリエステルを用いた乾熱収縮率の低いバインダー繊維が記載されている。
【０００７】
このバインダー繊維を構成する上記の共重合ポリエステルは、熱処理により溶融して接着成分となるものであるが、結晶性であり明確な融点を示すものである。このため、この繊維をバインダー繊維として使用した不織布は、高温雰囲気下で使用した際の接着強力の低下が小さく、耐久性に優れたものとすることができる。また、不織布を得る際の熱接着処理時の収縮が小さいため、得られる不織布は地合、寸法安定性ともに良好なものであった。
【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、不織布とする際に熱接着処理して接着成分と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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−１１８０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
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、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、機械的特性に優れ、かつ地合や柔軟性にも優れるコットンを主体繊維とす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】
【００１１】
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、コットンを主体繊維とする短繊維不織布であって、不織布を構成する主体繊維同士を接着する成分が、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℃、かつＤＳＣより求めた降温結晶化を示すＤＳＣ曲線が下記式（１）を満足するポリエステルＡであり、ポリエステルＡの割合が短繊維不織布の質量中の５〜４０質量％である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。
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。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の短繊維不織布は、コットンを主体繊維として構成される不織布であり、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る。そして、接着成分のポリエステルＡは結晶性に優れるため、本発明の短繊維不織布は、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、耐久性に優れたものとなる。
【００１３】
中でも、本発明の短繊維不織布は、ポリエステルＡを溶融紡糸、延伸して得られた短繊維とし、これをバインダー繊維、コットンを主体繊維として含有するウエブを作成し、これを熱接着処理することにより得られたものとすることで、不織布を得る際のウエブの収縮が小さく、また、より多くの主体繊維の交点を接着させることができる。これにより、接着性を向上させることができるとともに、地合や柔軟性にも優れた短繊維不織布とすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の短繊維不織布において、接着成分となるポリエステル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】
【００１５】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の短繊維不織布は、コットンを主体繊維とするものであり、主体繊維同士を接着する成分として、以下に詳述するポリエステルＡを用いるものである。
【００１６】
本発明においては主体繊維としてコットンを使用するものである。コットンは、吸水・吸湿性に優れた天然繊維であるため、便座クリーナー、壁・床・タイル等の清拭用途はもちろんのこと、お尻拭き等の直接肌に触れる部位を清拭するための清拭材や吸収性物品の表面材、側地等に用いた場合でもアレルギー等の心配がない優れた素材である。中でも、本発明においては、原綿から異物を除去し、精練漂白工程を行うことで脱脂、漂白された晒綿を用いることが好ましい。
【００１７】
次に、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。
【００１８】
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、得られる不織布の機械的特性や風合い等を損ねるため好ましくない。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
そして、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、後述する（１）式を満足することができるものとなる。
【００２５】
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できない。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からなる繊維の乾熱収縮率も高くなる。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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）式を満足するものであり、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化速度が速く、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）
【００３３】
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（接着成分）２ｍｇで測定する。
【００３４】
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。
【００３５】
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、ポリエステルＡの結晶化速度が遅くなり、ポリエステルＡからなる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い。
【００３６】
また、ポリエステルＡは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、不織布を構成する主体繊維同士の多くの交点を接着することができ、得られる短繊維不織布は接着強力に優れるものとなる。さらに、高温雰囲気下で使用する際にも接着強力の低下が生じにくく、得られる短繊維不織布は強力保持率が高いものとなり、耐久性に優れるものとなる。
【００３７】
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できる。
【００３８】
また、本発明の短繊維不織布における接着成分であるポリエステルＡの割合は、短繊維不織布全体の５〜４０質量％であることが好ましく、中でも１０〜３５質量％であることが好ましい。接着成分の割合が少なすぎると、主体繊維同士を十分に接着することができなくなり、不織布強力に劣るものとなる。一方、接着成分の割合が多すぎると、主体繊維が少なくなることから、柔軟性や風合に劣る不織布となる。
【００３９】
さらに、本発明においては、ポリエステルＡは繊維化してバインダー繊維とすることが好ましい。つまり、ポリエステルＡを溶融紡糸、延伸して短繊維とすることが好ましい。そして、本発明の短繊維不織布は、ポリエステルＡを繊維化した短繊維とコットンを含有するウエブを熱処理することにより得られるものであることが好ましい。
【００４０】
ポリエステルＡをバインダー繊維とし、主体繊維となるコットンとウエブを作成することによって、より多くの主体繊維同士の交点を接着することが可能となり、接着強力に優れるものとなる。また、ウエブ中の主体繊維同士の絡みに空間が多くなることから、柔軟性や風合にも優れたものとなる。
【００４１】
また、ポリエステルＡからなる短繊維は、ポリエステルＡが結晶性に優れているため、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。
【００４２】
具体的に、ポリエステルＡからなる短繊維は、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％以下であることが好ましい。
【００４３】
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。
【００４４】
（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からなる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、接着性にも優れるものとなる。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。
【００４５】
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用いて短繊維を製造すると、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りやすい。
【００４６】
そして、本発明の短繊維不織布をコットンとポリエステルＡからなるバインダー繊維から製造する場合、従来から知られている各種加工法、例えばサーマルスルー法、ニードルパンチ法、スパンレース法、エンボス法などによって製造することができる。中でも不織布の厚みが比較的薄く、地合や風合が良好な不織布が得られる点から、スパンレース法やエンボス法が好ましい。またこれらの方法を組み合わせたものでもよい。
【００４７】
次に、ポリエステルＡからなる短繊維（バインダー繊維）の製造方法について一例を用いて説明する。
【００４８】
まず、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸、ジオール成分としてエチレングリコール、ヘキサンジオール、ブタンジオール等を用い、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）を通常の溶融紡糸装置に供給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ポリエステル短繊維を得る。
【００４９】
本発明の短繊維不織布の製造方法について一例を用いて説明する。
バインダー繊維としてポリエステルＡからなる短繊維を用い、主体繊維としてコットンを用いる。バインダー繊維と主体繊維を任意の割合で計量し、カード機に投入し、解繊、混綿されたカードウエブを得る。その後、得られたウエブを熱エンボスローラにより熱圧着させ、バインダー繊維を溶融させてポリエステルＡが接着成分となり、主体繊維同士を接着した短繊維不織布を作成する。
【実施例】
【００５０】
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）無機系微粒子の平均粒径
島津社製粒度分布測定装置（SALD-2000）を用いて、エチレングリコール中の試料の平均粒径の値を測定した。
（ｂ）無機系微粒子の比表面積
ＢＥＴ法により測定した。
（ｃ）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。
（ｄ）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。
（ｅ）ポリエステルＡ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。
（ｆ）ポリエステルＡからなる短繊維の乾熱収縮率（％）
前記の方法で測定した。
（ｇ）不織布の評価
１．地合（均一性）
得られた不織布表面の地合を目視にて判定し、良好なものを○、不良なものを×として２段階で評価した。
２．柔軟性
得られた不織布を２０×２０ｃｍに切り出してサンプルとし、長さ３０ｃｍの１インチ紙管（外周約１０ｃｍ）に巻き付けて端部をテープで固定し、３５℃雰囲気で２４時間放置し、次に２０℃雰囲気で２４時間放置した。この後、巻きつけた内側を上にして机上にひろげ、４角の反り返り量と、反り返っている２辺において最大と最小の反り返り部の量の８点を測定し、その平均値を求め次の３段階で評価した。
○：反り返り量が２５ｍｍ以下
△：反り返り量が２５ｍｍを超えて５０ｍｍ以下
×：反り返り量が５０ｍｍを超えるか、丸くなっていて測定できない
３.短繊維不織布の機械的特性
得られた不織布をＪＩＳ Ｌ １０９６ ６．１２．１Ａ法によりＭＤ方向（乾燥機のＭＤ方向）の強力を測定し、測定値により２段階で評価した。
○：５０Ｎ／５ｃｍ巾以上
×：５０Ｎ／５ｃｍ巾未満
【００５１】
実施例１
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Ａをチップ化して溶融紡糸装置に供給し、紡糸温度２２０℃、吐出量３０７ｇ／分、紡糸孔数５１８、紡糸速度８５０ｍ／分の条件で紡糸した。次いで、紡出した糸条を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１１万デシテックスのトウ状にした未延伸繊維に、延伸倍率３．１５倍、延伸温度４０℃で延伸を行った。この後、ヒートドラム（温度１１０℃）で熱処理を施し、クリンパーにて捲縮を付与した後、繊維長３８ｍｍに切断して単糸繊度２．２デシテックス、乾熱収縮率４．３％のポリエステル短繊維（バインダー繊維）を得た。
平均繊度１．７デニール、平均繊維長２５ｍｍのコットンの晒し綿を主体繊維とし、混合割合を質量比２０／８０（バインダー繊維／主体繊維）として、カード機に投入し解繊、混綿を行い、乾式ウエブとした。その後、乾式ウエブを圧接面積比９．５％のエンボスロールとプレーンロールからなる熱圧接装置に、温度１００℃、線圧６０ｋｇ／ｃｍ、速度５ｍ／ｍｉｎの条件で熱圧接（熱処理）して目付け５０ｇ／ｍ２の短繊維不織布を得た。
【００５２】
実施例２〜３、比較例１〜２
ポリエステルＡ中の結晶核剤のタルクの添加量を変更し、表１に示すポリエステルＡ中の含有量とした以外は、実施例１と同様にしてポリエステル短繊維を得た。さらに、実施例１と同様にして短繊維不織布を得た。
【００５３】
実施例４〜５、比較例３〜４
バインダー繊維と主体繊維の混合割合を変更し、表１に示す質量比とした以外は、実施例１と同様にして短繊維不織布を得た。
【００５４】
実施例６
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１，４−ブタンジオール（ＢＤ）２０ｍｏｌ％、ＨＤ８０ｍｏｌ％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０．９８、融点１３０℃、ｂ／ａが０．１１のものを用いた以外は、実施例１と同様にしてポリエステル短繊維を得た。さらに、実施例１と同様にして短繊維不織布を得た。
【００５５】
実施例７〜８、比較例５〜６
バインダー繊維と主体繊維の混合割合を変更し、表１に示す質量比とした以外は、実施例６と同様にして短繊維不織布を得た。
【００５６】
比較例７
ユニチカファイバー社製メルティ＜４０８０＞２．２Ｔ３８ｍｍの機械捲縮の付与されている短繊維をバインダー繊維（繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長３８ｍｍ、強度５．５cＮ／ｄｔｅｘ、伸度４０％、１００℃×１５分での乾熱収縮率１２．２％）とし、実施例１と同様にして乾式ウエブを作成し、熱圧接装置での熱圧接温度を８０℃に変更した以外は、実施例１と同様にして短繊維不織布を得た。
【００５７】
比較例８
ユニチカファイバー社製メルティ＜３３８０＞２．２Ｔ３８ｍｍの機械捲縮の付与されている短繊維をバインダー繊維（繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長３８ｍｍ、強度５．７cＮ／ｄｔｅｘ、伸度３７％、１００℃×１５分での乾熱収縮率１５．２％）とし、実施例１と同様にして乾式ウエブを作成し、実施例１と同様にして短繊維不織布を得た。
【００５８】
比較例９
バインダー繊維を使用せず、主体繊維となるコットンのみを用いた以外は実施例１と同様にして短繊維不織布を得た。
【００５９】
実施例１〜８、比較例１〜９で得られたポリエステルＡからなる短繊維の特性値と短繊維不織布の特性値及び評価結果を表１に示す。
【００６０】
【表１】
【００６１】
表１から明らかなように、実施例１〜８の短繊維不織布は、コットンを主体繊維とするものであり、接着成分が結晶性に優れたポリエステルＡであったため、低温での熱処理が可能であり、機械的特性に優れるものであった。また、ポリエステルＡを繊維化してバインダー繊維としたものであったため、バインダー繊維は乾熱収縮率が低く、不織布を得る際の熱接着処理における収縮が小さく、ウエブ収縮率も低いものとなり、得られた短繊維不織布は、柔軟性、地合に優れたものであった。
【００６２】
一方、比較例１の短繊維不織布は、ポリエステルＡの結晶核剤の添加量が少なかったため、結晶化速度が遅くなり延伸工程で実施例１と同様の温度で熱処理をすることができず、ポリエステル短繊維の乾熱収縮率が高いものとなった。比較例２の短繊維不織布は結晶核剤の添加量が多かったため、紡糸時に切れ糸が発生し糸斑の大きいものとなり、ポリエステル短繊維の乾熱収縮率が高いものとなった。このため、比較例１、２ともに不織ウエブを熱処理する際の収縮が大きくなり、地合、柔軟性に乏しい短繊維不織布となった。比較例３、５の短繊維不織布はポリエステルＡの含有量が少なかったため、十分な接着強力が得られず機械的特性に劣るものであった。比較例４、６の短繊維不織布はポリエステルＡの含有量が多すぎたため、柔軟性に乏しいものとなった。また、主体繊維の含有量が少なくなり、機械的特性にも劣るものとなった。比較例７、８の短繊維不織布は、ポリエステルＡではないポリエステルからなるバインダー繊維を用いたため、乾熱収縮率が高いものとなり、不織ウエブを熱処理する際の収縮が大きくなり、地合、柔軟性に乏しいものとなった。比較例９の短繊維不織布は、接着成分を有していないものであったため、機械的特性が非常に劣るものとなり、ハンドリング時に不織布の崩壊が激しいものとなり、柔軟性の評価もできなかった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コットンを主体繊維とし、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を接着成分とする機械的特性や地合、柔軟性に優れた短繊維不織布に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コットンを主体繊維とする短繊維不織布は、ダイアパー、化粧パフ、ウエットテッシュ等の衛生材用途、お茶パック等の生活資材用に広く用いられている。このような短繊維不織布は、柔軟性、機械的特性、寸法安定性等の機能を付与する目的で接着成分（バインダー成分）を使用することが多々ある。
【０００３】
バインダー成分としては、優れた機械的特性、寸法安定性、耐候性、耐久性、さらにはリサイクル性等からポリエステルを用いることが多い。中でもバインダー成分を短繊維状にしたバインダー繊維を用いることが好ましく、コットンとポリエステル系バインダー短繊維を用いて短繊維不織布を得る方法は、従来からの設備（工程）での製造が可能で、かつコスト的にも有利で一般的である。
【０００４】
従来、ポリエステル系バインダー繊維として、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、ポリエチレンテレフタレートを芯部とした芯鞘型複合短繊維が広く使用されてきた。このバインダー繊維は、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、接着成分となる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、熱接着処理の際に繊維が収縮し、得られる短繊維不織布も収縮が生じたものとなり寸法安定性が悪く、また、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生じていた。
【０００６】
そこで、上記問題を解決するものとして、特許文献１には、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共重合ポリエステルを用いた乾熱収縮率の低いバインダー繊維が記載されている。
【０００７】
このバインダー繊維を構成する上記の共重合ポリエステルは、熱処理により溶融して接着成分となるものであるが、結晶性であり明確な融点を示すものである。このため、この繊維をバインダー繊維として使用した不織布は、高温雰囲気下で使用した際の接着強力の低下が小さく、耐久性に優れたものとすることができる。また、不織布を得る際の熱接着処理時の収縮が小さいため、得られる不織布は地合、寸法安定性ともに良好なものであった。
【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、不織布とする際に熱接着処理して接着成分と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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−１１８０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
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、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、機械的特性に優れ、かつ地合や柔軟性にも優れるコットンを主体繊維とす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】
【００１１】
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、コットンを主体繊維とする短繊維不織布であって、不織布を構成する主体繊維同士を接着する成分が、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℃、かつＤＳＣより求めた降温結晶化を示すＤＳＣ曲線が下記式（１）を満足するポリエステルＡであり、ポリエステルＡの割合が短繊維不織布の質量中の５〜４０質量％である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。
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。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の短繊維不織布は、コットンを主体繊維として構成される不織布であり、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る。そして、接着成分のポリエステルＡは結晶性に優れるため、本発明の短繊維不織布は、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、耐久性に優れたものとなる。
【００１３】
中でも、本発明の短繊維不織布は、ポリエステルＡを溶融紡糸、延伸して得られた短繊維とし、これをバインダー繊維、コットンを主体繊維として含有するウエブを作成し、これを熱接着処理することにより得られたものとすることで、不織布を得る際のウエブの収縮が小さく、また、より多くの主体繊維の交点を接着させることができる。これにより、接着性を向上させることができるとともに、地合や柔軟性にも優れた短繊維不織布とすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の短繊維不織布において、接着成分となるポリエステル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】
【００１５】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の短繊維不織布は、コットンを主体繊維とするものであり、主体繊維同士を接着する成分として、以下に詳述するポリエステルＡを用いるものである。
【００１６】
本発明においては主体繊維としてコットンを使用するものである。コットンは、吸水・吸湿性に優れた天然繊維であるため、便座クリーナー、壁・床・タイル等の清拭用途はもちろんのこと、お尻拭き等の直接肌に触れる部位を清拭するための清拭材や吸収性物品の表面材、側地等に用いた場合でもアレルギー等の心配がない優れた素材である。中でも、本発明においては、原綿から異物を除去し、精練漂白工程を行うことで脱脂、漂白された晒綿を用いることが好ましい。
【００１７】
次に、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。
【００１８】
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、得られる不織布の機械的特性や風合い等を損ねるため好ましくない。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
そして、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、後述する（１）式を満足することができるものとなる。
【００２５】
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できない。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からなる繊維の乾熱収縮率も高くなる。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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）式を満足するものであり、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化速度が速く、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）
【００３３】
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（接着成分）２ｍｇで測定する。
【００３４】
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。
【００３５】
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、ポリエステルＡの結晶化速度が遅くなり、ポリエステルＡからなる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い。
【００３６】
また、ポリエステルＡは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、不織布を構成する主体繊維同士の多くの交点を接着することができ、得られる短繊維不織布は接着強力に優れるものとなる。さらに、高温雰囲気下で使用する際にも接着強力の低下が生じにくく、得られる短繊維不織布は強力保持率が高いものとなり、耐久性に優れるものとなる。
【００３７】
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できる。
【００３８】
また、本発明の短繊維不織布における接着成分であるポリエステルＡの割合は、短繊維不織布全体の５〜４０質量％であることが好ましく、中でも１０〜３５質量％であることが好ましい。接着成分の割合が少なすぎると、主体繊維同士を十分に接着することができなくなり、不織布強力に劣るものとなる。一方、接着成分の割合が多すぎると、主体繊維が少なくなることから、柔軟性や風合に劣る不織布となる。
【００３９】
さらに、本発明においては、ポリエステルＡは繊維化してバインダー繊維とすることが好ましい。つまり、ポリエステルＡを溶融紡糸、延伸して短繊維とすることが好ましい。そして、本発明の短繊維不織布は、ポリエステルＡを繊維化した短繊維とコットンを含有するウエブを熱処理することにより得られるものであることが好ましい。
【００４０】
ポリエステルＡをバインダー繊維とし、主体繊維となるコットンとウエブを作成することによって、より多くの主体繊維同士の交点を接着することが可能となり、接着強力に優れるものとなる。また、ウエブ中の主体繊維同士の絡みに空間が多くなることから、柔軟性や風合にも優れたものとなる。
【００４１】
また、ポリエステルＡからなる短繊維は、ポリエステルＡが結晶性に優れているため、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。
【００４２】
具体的に、ポリエステルＡからなる短繊維は、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％以下であることが好ましい。
【００４３】
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。
【００４４】
（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からなる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、接着性にも優れるものとなる。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。
【００４５】
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用いて短繊維を製造すると、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りやすい。
【００４６】
そして、本発明の短繊維不織布をコットンとポリエステルＡからなるバインダー繊維から製造する場合、従来から知られている各種加工法、例えばサーマルスルー法、ニードルパンチ法、スパンレース法、エンボス法などによって製造することができる。中でも不織布の厚みが比較的薄く、地合や風合が良好な不織布が得られる点から、スパンレース法やエンボス法が好ましい。またこれらの方法を組み合わせたものでもよい。
【００４７】
次に、ポリエステルＡからなる短繊維（バインダー繊維）の製造方法について一例を用いて説明する。
【００４８】
まず、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸、ジオール成分としてエチレングリコール、ヘキサンジオール、ブタンジオール等を用い、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）を通常の溶融紡糸装置に供給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ポリエステル短繊維を得る。
【００４９】
本発明の短繊維不織布の製造方法について一例を用いて説明する。
バインダー繊維としてポリエステルＡからなる短繊維を用い、主体繊維としてコットンを用いる。バインダー繊維と主体繊維を任意の割合で計量し、カード機に投入し、解繊、混綿されたカードウエブを得る。その後、得られたウエブを熱エンボスローラにより熱圧着させ、バインダー繊維を溶融させてポリエステルＡが接着成分となり、主体繊維同士を接着した短繊維不織布を作成する。
【実施例】
【００５０】
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）無機系微粒子の平均粒径
島津社製粒度分布測定装置（SALD-2000）を用いて、エチレングリコール中の試料の平均粒径の値を測定した。
（ｂ）無機系微粒子の比表面積
ＢＥＴ法により測定した。
（ｃ）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。
（ｄ）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。
（ｅ）ポリエステルＡ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。
（ｆ）ポリエステルＡからなる短繊維の乾熱収縮率（％）
前記の方法で測定した。
（ｇ）不織布の評価
１．地合（均一性）
得られた不織布表面の地合を目視にて判定し、良好なものを○、不良なものを×として２段階で評価した。
２．柔軟性
得られた不織布を２０×２０ｃｍに切り出してサンプルとし、長さ３０ｃｍの１インチ紙管（外周約１０ｃｍ）に巻き付けて端部をテープで固定し、３５℃雰囲気で２４時間放置し、次に２０℃雰囲気で２４時間放置した。この後、巻きつけた内側を上にして机上にひろげ、４角の反り返り量と、反り返っている２辺において最大と最小の反り返り部の量の８点を測定し、その平均値を求め次の３段階で評価した。
○：反り返り量が２５ｍｍ以下
△：反り返り量が２５ｍｍを超えて５０ｍｍ以下
×：反り返り量が５０ｍｍを超えるか、丸くなっていて測定できない
３.短繊維不織布の機械的特性
得られた不織布をＪＩＳ Ｌ １０９６ ６．１２．１Ａ法によりＭＤ方向（乾燥機のＭＤ方向）の強力を測定し、測定値により２段階で評価した。
○：５０Ｎ／５ｃｍ巾以上
×：５０Ｎ／５ｃｍ巾未満
【００５１】
実施例１
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Ａをチップ化して溶融紡糸装置に供給し、紡糸温度２２０℃、吐出量３０７ｇ／分、紡糸孔数５１８、紡糸速度８５０ｍ／分の条件で紡糸した。次いで、紡出した糸条を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１１万デシテックスのトウ状にした未延伸繊維に、延伸倍率３．１５倍、延伸温度４０℃で延伸を行った。この後、ヒートドラム（温度１１０℃）で熱処理を施し、クリンパーにて捲縮を付与した後、繊維長３８ｍｍに切断して単糸繊度２．２デシテックス、乾熱収縮率４．３％のポリエステル短繊維（バインダー繊維）を得た。
平均繊度１．７デニール、平均繊維長２５ｍｍのコットンの晒し綿を主体繊維とし、混合割合を質量比２０／８０（バインダー繊維／主体繊維）として、カード機に投入し解繊、混綿を行い、乾式ウエブとした。その後、乾式ウエブを圧接面積比９．５％のエンボスロールとプレーンロールからなる熱圧接装置に、温度１００℃、線圧６０ｋｇ／ｃｍ、速度５ｍ／ｍｉｎの条件で熱圧接（熱処理）して目付け５０ｇ／ｍ２の短繊維不織布を得た。
【００５２】
実施例２〜３、比較例１〜２
ポリエステルＡ中の結晶核剤のタルクの添加量を変更し、表１に示すポリエステルＡ中の含有量とした以外は、実施例１と同様にしてポリエステル短繊維を得た。さらに、実施例１と同様にして短繊維不織布を得た。
【００５３】
実施例４〜５、比較例３〜４
バインダー繊維と主体繊維の混合割合を変更し、表１に示す質量比とした以外は、実施例１と同様にして短繊維不織布を得た。
【００５４】
実施例６
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１，４−ブタンジオール（ＢＤ）２０ｍｏｌ％、ＨＤ８０ｍｏｌ％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０．９８、融点１３０℃、ｂ／ａが０．１１のものを用いた以外は、実施例１と同様にしてポリエステル短繊維を得た。さらに、実施例１と同様にして短繊維不織布を得た。
【００５５】
実施例７〜８、比較例５〜６
バインダー繊維と主体繊維の混合割合を変更し、表１に示す質量比とした以外は、実施例６と同様にして短繊維不織布を得た。
【００５６】
比較例７
ユニチカファイバー社製メルティ＜４０８０＞２．２Ｔ３８ｍｍの機械捲縮の付与されている短繊維をバインダー繊維（繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長３８ｍｍ、強度５．５cＮ／ｄｔｅｘ、伸度４０％、１００℃×１５分での乾熱収縮率１２．２％）とし、実施例１と同様にして乾式ウエブを作成し、熱圧接装置での熱圧接温度を８０℃に変更した以外は、実施例１と同様にして短繊維不織布を得た。
【００５７】
比較例８
ユニチカファイバー社製メルティ＜３３８０＞２．２Ｔ３８ｍｍの機械捲縮の付与されている短繊維をバインダー繊維（繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長３８ｍｍ、強度５．７cＮ／ｄｔｅｘ、伸度３７％、１００℃×１５分での乾熱収縮率１５．２％）とし、実施例１と同様にして乾式ウエブを作成し、実施例１と同様にして短繊維不織布を得た。
【００５８】
比較例９
バインダー繊維を使用せず、主体繊維となるコットンのみを用いた以外は実施例１と同様にして短繊維不織布を得た。
【００５９】
実施例１〜８、比較例１〜９で得られたポリエステルＡからなる短繊維の特性値と短繊維不織布の特性値及び評価結果を表１に示す。
【００６０】
【表１】
【００６１】
表１から明らかなように、実施例１〜８の短繊維不織布は、コットンを主体繊維とするものであり、接着成分が結晶性に優れたポリエステルＡであったため、低温での熱処理が可能であり、機械的特性に優れるものであった。また、ポリエステルＡを繊維化してバインダー繊維としたものであったため、バインダー繊維は乾熱収縮率が低く、不織布を得る際の熱接着処理における収縮が小さく、ウエブ収縮率も低いものとなり、得られた短繊維不織布は、柔軟性、地合に優れたものであった。
【００６２】
一方、比較例１の短繊維不織布は、ポリエステルＡの結晶核剤の添加量が少なかったため、結晶化速度が遅くなり延伸工程で実施例１と同様の温度で熱処理をすることができず、ポリエステル短繊維の乾熱収縮率が高いものとなった。比較例２の短繊維不織布は結晶核剤の添加量が多かったため、紡糸時に切れ糸が発生し糸斑の大きいものとなり、ポリエステル短繊維の乾熱収縮率が高いものとなった。このため、比較例１、２ともに不織ウエブを熱処理する際の収縮が大きくなり、地合、柔軟性に乏しい短繊維不織布となった。比較例３、５の短繊維不織布はポリエステルＡの含有量が少なかったため、十分な接着強力が得られず機械的特性に劣るものであった。比較例４、６の短繊維不織布はポリエステルＡの含有量が多すぎたため、柔軟性に乏しいものとなった。また、主体繊維の含有量が少なくなり、機械的特性にも劣るものとなった。比較例７、８の短繊維不織布は、ポリエステルＡではないポリエステルからなるバインダー繊維を用いたため、乾熱収縮率が高いものとなり、不織ウエブを熱処理する際の収縮が大きくなり、地合、柔軟性に乏しいものとなった。比較例９の短繊維不織布は、接着成分を有していないものであったため、機械的特性が非常に劣るものとなり、ハンドリング時に不織布の崩壊が激しいものとなり、柔軟性の評価もできなかった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コットンを主体繊維とする短繊維不織布であって、不織布を構成する主体繊維同士を接着する成分が、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℃、かつＤＳＣより求めた降温結晶化を示すＤＳＣ曲線が下記式（１）を満足するポリエステルＡであり、ポリエステルＡの割合が短繊維不織布の質量中の５〜４０質量％であることを特徴とする短繊維不織布。
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２】
ポリエステルＡを溶融紡糸、延伸して得られた短繊維とコットンを含有するウエブを熱処理することにより得られる請求項１記載の短繊維不織布。
【請求項１】
コットンを主体繊維とする短繊維不織布であって、不織布を構成する主体繊維同士を接着する成分が、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℃、かつＤＳＣより求めた降温結晶化を示すＤＳＣ曲線が下記式（１）を満足するポリエステルＡであり、ポリエステルＡの割合が短繊維不織布の質量中の５〜４０質量％であることを特徴とする短繊維不織布。
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２】
ポリエステルＡを溶融紡糸、延伸して得られた短繊維とコットンを含有するウエブを熱処理することにより得られる請求項１記載の短繊維不織布。
【図１】
【公開番号】特開２０１０−１６８６９３（Ｐ２０１０−１６８６９３Ａ）
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３０１５（Ｐ２００９−１３０１５）
【出願日】平成２１年１月２３日（２００９．１．２３）
【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２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２３日（２００９．１．２３）
【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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