自己伸長性熱接着性複合繊維及びその製造方法
【課題】ポリエチレンテレフタレートを繊維形成性樹脂成分とし、接着強力が高く、嵩高でかつ良好なドレープ性を有する不織布又は繊維構造体を製造可能とする低モジュラスな自己伸長性熱接着性複合繊維を提供する。
【解決手段】繊維形成性樹脂成分及び熱接着性樹脂成分からなる複合繊維であって、繊維形成性樹脂成分がポリエチレンテレフタレートからなり、熱接着性樹脂成分が繊維形成性樹脂成分より２０℃以上低い融点をもつ結晶性熱可塑性樹脂からなり、破断伸度が１３０〜６００％、１００％伸長時の引張強度が０．３〜１．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、１２０℃乾熱収縮率が−１％より小さい自己伸長性熱接着性複合繊維及びその製造方法。
【解決手段】繊維形成性樹脂成分及び熱接着性樹脂成分からなる複合繊維であって、繊維形成性樹脂成分がポリエチレンテレフタレートからなり、熱接着性樹脂成分が繊維形成性樹脂成分より２０℃以上低い融点をもつ結晶性熱可塑性樹脂からなり、破断伸度が１３０〜６００％、１００％伸長時の引張強度が０．３〜１．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、１２０℃乾熱収縮率が−１％より小さい自己伸長性熱接着性複合繊維及びその製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モジュラスが低く、かつ熱接着時に自己伸長性を有し、熱接着不織布としたときに柔軟な風合いを呈する、自己伸長性熱接着性複合繊維とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱接着性樹脂成分を鞘とし、繊維形成性樹脂成分を芯とする芯鞘型熱接着複合繊維に代表される熱接着性複合繊維は、カード法やエアレイド法、湿式抄紙法等により繊維ウェブを形成した後、熱風ドライヤーや熱ロールにより熱接着性樹脂成分を融解させて繊維間結合を形成するため、有機溶剤を溶媒とする接着剤を用いずに済み、環境への有害物排出が少ないだけでなく、生産速度向上及びそれに伴うコストダウンのメリットが大きく、硬綿、ベッドマット等の繊維構造体や不織布用途をメインとして広く用いられてきた。
【０００３】
中でも、紙おむつや生理用ナプキン等の衛生材料に代表される肌に直接接するような熱接着不織布については、布のような柔軟性やドレープ性を有し、かつペーパーライクでない適度な嵩高性を有する不織布が検討されている。
【０００４】
エンボスロール等によってウェブの一部分を熱圧着し軟化あるいは溶融して接合するヒートロール法では、圧着領域と非圧着領域との境界等で不織布が折れ曲がりやすくなり、ドレープ性に優れるが、圧着部分の繊維が圧着偏平化されるために圧着された部分が硬くなり嵩高性が失われてしまい、ペーパーライクな触感にとどまってしまう。一方、ウェブ全体に熱風を吹き付けて繊維の交点を軟化あるいは溶融するエアスルー法では、ウェブの嵩をある程度残したまま熱風を通すため、得られる不織布に嵩高性があり、部分的に硬くなる領域がなく、表面のタッチは滑らかなものとなるが、反面、曲げに対して不規則な折り山が出やすく、ドレープ性に劣る。
【０００５】
その解決手段として、高速紡糸法により熱接着性樹脂成分の配向指数を２５％以下とし、繊維形成性樹脂成分の配向指数を４０％以上とすることで、接着点強度が強く、より低温で融着し、かつ熱収縮率の小さい熱融着性複合繊維と、非熱接着性繊維の混綿ウェブをエアスルー法により接着させることによって、ドレープ性と嵩高性かつ不織布強度を両立させる技術が開示されている。しかしながら、高速紡糸法は、現在の短繊維製造プロセスは工程安定性とコストパフォーマンスの両面で歩留まりが悪く、商業生産にはまだまだ困難な課題が多くある。更には、熱接着性複合繊維単独の熱接着不織布を形成した場合には、不織布中接着交点数が多くなるため、ドレープ性に劣る傾向があり、接着交点数を減らす目的で非接着性繊維を混綿しており、必ずしも不織布強力と柔かい風合いが十分なレベルではなかった（以上、例えば特許文献１参照。）。
【０００６】
更に、芯成分がポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと記す）での実施例は開示されていない（例えば特許文献１参照。）。芯成分をＰＥＴとすることは、芯成分がポリプロピレン（以下、ＰＰと記す）の場合に比べ、芯成分の融点が鞘成分のそれより十分高くできるため、熱接着強力を更に向上させることができ、また嵩高性の面でも剛性が高く、より嵩高い不織布が得られるポテンシャルを有しているが、特許文献１のような低倍率延伸や単なる未延伸糸を適用しても、芯成分の配向結晶性が不十分であるために熱収縮は大きいものとなった。更に、特許文献１のような高速紡糸を適用すると、芯成分の溶融温度に併せて鞘成分の温度を上げざるを得ず、鞘ポリマーの劣化及び紡糸ドラフトが大きいために断糸が非常に起こり易い課題があった。
【特許文献１】特開２００５−３５０８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記従来技術を背景になされたもので、その目的は、ポリエチレンテレフタレートを繊維形成性樹脂成分とし、接着強力が高く、嵩高でかつ良好なドレープ性を有する不織布又は繊維構造体を製造可能とする低モジュラスな自己伸長性熱接着性複合繊維を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、熱接着性樹脂成分として、ＰＥＴより２０℃以上低い融点をもつ結晶性熱可塑性樹脂を用い、１３００ｍ／ｍｉｎ以下の紡糸速度で引き取った未延伸糸を、非加熱あるいは冷媒中で冷却しながら１．０５〜１．３倍に延伸した後、熱接着性樹脂成分のガラス転移点と繊維形成性樹脂成分のガラス転移点の双方より１０℃以上高い温度で弛緩収縮させることにより、高い接着強度と十分な嵩高性とドレープ性を満足する、ＰＥＴを繊維形成性樹脂成分とする低モジュラスな自己伸長性熱接着性複合繊維を発明するに至った。
【０００９】
より具体的には、上記課題は繊維形成性樹脂成分及び熱接着性樹脂成分からなる複合繊維であって、繊維形成性樹脂成分がポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなり、熱接着性樹脂成分が繊維形成性樹脂成分より２０℃以上低い融点をもつ結晶性熱可塑性樹脂からなり、破断伸度が１３０〜６００％、１００％伸長応力が０．３〜１．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、１２０℃乾熱収縮率が−１％より小さいことを特徴とする自己伸長性熱接着性複合繊維、並びに１３００ｍ／ｍｉｎ以下の紡糸速度で引き取った未延伸糸を１．０５〜１．３倍に冷延伸した後、熱接着性樹脂成分のガラス転移点と繊維形成性樹脂成分のガラス転移点の双方より１０℃以上高い温度で弛緩収縮することを特徴とする熱接着性複合繊維の製造方法による発明により解決することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の低モジュラスな自己伸長性熱接着性複合繊維は、非熱接着性繊維による接着交点の減少をせずとも、熱接着性複合繊維自体の低モジュラスと自己伸長性に基づく柔軟な風合いを呈し、熱接着性複合繊維単独からなる熱接着不織布特有の高い接着強力を付与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下本発明の実施形態について詳細に説明する。まず、本発明は繊維形成性樹脂成分及び熱接着性樹脂成分からなる複合繊維であり、繊維形成性樹脂成分をＰＥＴとし、ＰＥＴより２０℃以上低い融点を有する結晶性熱可塑性樹脂を熱接着性樹脂成分とする低モジュラスな自己伸長性熱接着性複合繊維である。ここでＰＥＴと熱接着性樹脂成分の融点差が２０℃未満であると熱接着性樹脂成分を融解し接着させる工程で繊維形成性樹脂成分も溶けてしまい、強度の高い不織布又は繊維構造体ができないので好ましくない。この複合繊維は公知の複合繊維の溶融方法や口金を用いて、紡糸速度１３００ｍ／ｍｉｎ以下で未延伸糸を得て、その後１．０５〜１．３倍に冷延伸し、更にＰＥＴのガラス転移点（以下、Ｔｇと記す）と熱接着性樹脂成分を構成する熱可塑性結晶性樹脂のＴｇの双方より１０℃以上高い温度、好ましくはそれらのＴｇより２０℃以上高い温度で弛緩収縮することにより得られる。具体的には、ＰＥＴのＴｇと熱接着性樹脂成分の熱可塑性結晶性樹脂のＴｇの双方より高い温度とは、多くの場合はＰＥＴのＴｇ（約７０℃）より高い温度となり、従って、８０℃好ましくは８５℃以上の温度で弛緩収縮を行う。更に好ましくは１００℃以上である。本発明においては、熱接着性樹脂成分を構成する結晶性熱可塑性樹脂の融点は上述のようにＰＥＴの融点より２０℃以上低いので、熱接着性樹脂成分を構成する熱可塑性結晶性樹脂のＴｇはＰＥＴのＴｇより低いことが多いからである。弛緩収縮処理の温度がこの範囲より低いと複合繊維の熱接着時の収縮率が大きくなるので好ましくない。弛緩収縮は、延伸後トウをテンションが全くかかっていない状態で熱風中を通過させる方法によっても、温水中でテンションがかからないように０．５〜０．８５倍でオーバーフィードさせる方法であってもよい。
【００１２】
本来未延伸糸が紡糸中に付与される残留歪がテンションフリーの状態で繊維軸方向に収縮し、未延伸糸に出来た結晶が繊維軸からランダム方向に傾斜し、更に温度をかけることによって結晶厚化がおきることで繊維が伸びたように見える、いわゆる自己伸長性を呈する。これは２０００ｍ／ｍｉｎ以上の高速紡糸においてより顕著となる現象であるが、本発明者の検討によれば、１３００ｍ／ｍｉｎ以下の未延伸糸の場合、僅少な倍率にて延伸を施し、その後弛緩収縮をさせる方法により、より自己伸長率を大きくできることを発見し、本発明に至った。芯がＰＥＴ（固有粘度：ＩＶ＝０．６４ｄＬ／ｇ）、鞘が高密度ポリエチレン（ＭＦＲ＝２０ｇ／１０ｍｉｎ）の芯鞘複合繊維を紡糸速度１１５０ｍ／ｍｉｎで引き取った場合では、延伸倍率が１.０倍を超えてくると自己伸長率は増加し、延伸倍率１．２倍で極大を示すようになる。自己伸長は結晶厚化の前に結晶方向を繊維軸に対して如何にランダムにするかがポイントであるから、結晶化する前に繊維を大きく収縮させればよいが、延伸工程において温水や蒸気、プレートヒーター等の加熱延伸より、より低い延伸温度、すなわち１．０５〜１．３倍の冷延伸を施すと、延伸による配向結晶化を抑制しながら非晶部分の残留歪を大きくすることができ、好適である。ここで「冷延伸」とは室温下で延伸することだけでなく、積極的に室温以下の温度まで冷却された雰囲気下で延伸を行うことも含む。具体的には室温下の非加熱状態又は室温以下に冷却された冷媒中で延伸する、さらに具体的には空気中での冷延伸や冷水浴中での延伸等を好適に挙げることができる。冷媒としては上述のように空気、水の他にも、複合繊維を形成する繊維形成樹脂成分及び熱接着性樹脂成分に対して不活性であり、膨潤・溶解することのない希ガス、窒素、二酸化炭素等の気体、ポリエステルに対して溶解性を持たない各種のオイル等の液体を適宜選択することができる。冷延伸時の冷媒の温度は０〜３０℃、好ましくは１０〜２５℃をあげることができる。
【００１３】
従って１２０℃における自己伸長率が１．０％超（すなわち、１２０℃における乾熱収縮率が−１％より小さい）かつ１００％伸長時引張強度が１．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下となるためには、延伸倍率は１．０５〜１．３の範囲にあることが必要である。延伸倍率が１．０５を下回ると、１００％伸長時引張強度は１．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下となるが、自己伸長率は１．０％未満となり、本来の目的を満たせない。延伸倍率が１．３倍を超えると、１００％伸長時引張強度が１．０ｃＮ／ｄｔｅｘを超えてしまう。そして該繊維１００％ウェブからなる熱接着不織布において目的のドレープ性を達成することができない。延伸温度は低いほどよく、冷水を冷媒として用いる場合、２５℃以下とすることが特に好ましい。延伸時の発熱を徐熱することによって配向、発熱に伴う結晶化を抑制し、熱収縮を大きくすることに貢献する。上述のように本発明の複合繊維においては１００％伸長応力を０．３〜１．０ｃＮ／ｄｔｅｘとする必要がある。１００％伸長応力が０．３ｃＮ／ｄｔｅｘより小さいと不織布強度が不十分で不織布の地合いも悪くなる傾向があり、１．０ｃＮ／ｄｔｅｘより大きいと自己伸長性や柔軟性（ドレープ性）に劣るようになり好ましくない。
【００１４】
紡糸速度は１３００ｍ／ｍｉｎ以下であることが必要であり、好ましくは１２００ｍ／ｍｉｎ以下、更に好ましくは１１００ｍ／ｍｉｎ以下である。１３００ｍ／ｍｉｎを超えると未延伸糸の配向が上がるが、本発明の低倍率延伸による自己伸長率アップの効果は少なくなる。
【００１５】
本発明の低モジュラスな自己伸長性熱接着性複合繊維の形態は繊維形成性樹脂成分と熱接着性樹脂成分とが所謂サイドバイサイド型で貼りあわされた複合繊維であっても、繊維形成性樹脂成分が芯成分で熱接着性樹脂成分を鞘成分とする芯鞘型複合繊維であっても構わない。しかし、繊維軸方向に対して直角方向であってあらゆる方向に熱接着性樹脂成分が配置され得る点で繊維形成性樹脂成分を芯成分、熱接着性樹脂成分を鞘成分とする芯鞘型複合繊維であることが好ましい。また芯鞘型複合繊維としては同芯芯鞘型複合繊維又は偏芯芯鞘型複合繊維を挙げることができる。
【００１６】
熱接着性樹脂成分（鞘成分）は結晶性熱可塑性樹脂を選択することが必要である。非晶性熱可塑性樹脂であると、紡糸時に配向した分子鎖が融解と同時に無配向となるに伴い大きく収縮してしまう。結晶性熱可塑性樹脂の好ましい例としては、ポリオレフィン系樹脂や結晶性共重合ポリエステル等が挙げられる。
【００１７】
そのポリオレフィン系樹脂の例としては、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、若しくはプロピレンと他のα−オレフィンからなる結晶性プロピレン共重合体等のポリオレフィン類、又はエチレン、プロピレン、ブテン−１、若しくはペンテン−１等のα−オレフィンと、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、シトラコン酸、若しくはハイミック酸等の不飽和カルボン酸あるいはこれらのエステル、若しくは酸無水物等の極性基を有する不飽和化合物等の少なくとも１種のコモノマーとの共重合体からなる変性ポリオレフィン類等が挙げられる。
【００１８】
また結晶性共重合ポリエステルの例としては、酸成分として、主たるジカルボン酸成分をテレフタル酸あるいはそのエステル形成性誘導体とし、主たるジオール成分をエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコールから１〜３種の組合せにより得られるアルキレンテレフタレートに、イソフタル酸、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸、５−スルホイソフタル酸塩等の芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸、シクロヘキサメチレンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸、ε−ヒドロキシカルボン酸、ω−ヒドロキシカルボン酸等を、ジオール成分は前述の例の他、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脂肪族ジオール、シクロヘキサメチレンジメタノール等の脂環族ジオール等を、目的の融点を呈するように共重合させたものが挙げられる。共重合率は目的の融点を呈するように共重合成分により種々調節することが望ましいが、５〜５０モル％が好ましい。なお、本発明における熱接着性樹脂成分は、繊維形成性樹脂成分がＰＥＴの場合には、融点がＰＥＴより２０℃以上低い結晶性熱可塑性樹脂の２種以上がポリマーブレンドされた形態でもよく、著しく接着性や低熱収縮性を阻害しない範囲で非晶性熱可塑性樹脂やＰＥＴとの融点差が２０℃未満の結晶性熱可塑性樹脂が含有されていてもよい。
【００１９】
低モジュラスな自己伸長性熱接着性複合繊維の破断伸度は、１３０〜６００％の範囲内にあることが必要であり、好ましくは１７０〜４５０％の範囲内である。破断伸度が１３０％未満であると、熱接着成分の配向が高いために接着性に劣り、不織布強度が低下する。また、６００％を超えると、実質的に繊維強度が小さくなりすぎ、熱接着不織布の強度を上げることができない。
【００２０】
破断伸度を１３０〜６００％の範囲内にコントロールする方法としては、ポリマーの種類や溶融粘度に左右されるが、ポリマーを吐出するノズルの孔径や紡糸速度が挙げられ、主として紡糸速度の効果が大きい。本発明において前記の範囲内に破断伸度をコントロールするには、ポリマーの種類や組合せにもよるが、紡糸速度を１００〜１３００ｍ／分の範囲とすることが好ましく、紡糸速度を大きくすれば破断伸度を小さく、紡糸速度を小さくすれば破断伸度を大きくできる。
【００２１】
本発明の低モジュラスの自己伸長性熱接着性複合繊維の１２０℃乾熱収縮率は−１％より小さい特徴をもつ。熱接着前に繊維が自己伸長することによって、厚み方向への厚みが出てくる上、モジュラスの低い繊維が縦方向に配向することになるので、厚み方向の圧縮を考慮したとき、柔軟な風合いとなり、衛生材料の表面材に用いた場合など、肌への垂直方向への圧迫感が軽減され、更にドレープ性も良好となる。
【００２２】
繊維断面は同芯芯鞘断面、又は偏芯芯鞘断面が好ましい。サイドバイサイド型では立体捲縮発現によるウェブ状態で収縮が大きく、また接着強度も小さくなる方向で、本発明の目指す効果は幾分減少され得る。また、中実繊維であっても中空繊維であってもよいし、丸断面に限定されることはなく、楕円断面、３〜８葉断面等の多葉断面、３〜８角形等の多角形断面など異形断面でもよい。
【００２３】
繊度は目的に応じて選択すればよく、特に限定されないが、一般的に０．０１〜５００デシテックス程度の範囲で用いられる。紡糸時に樹脂が吐出される口金の径を所定の範囲にすること等により、この繊度範囲を達成することができる。
【００２４】
繊維形成性樹脂成分と熱接着性樹脂成分の複合比は特に限定されないが、目的とする不織布又は繊維構造体の強度、嵩、熱収縮率の要求に応じて選択される。繊維形成性樹脂成分／熱接着性樹脂成分の比が重量比で１０／９０〜９０／１０程度であることが好ましい。
【００２５】
繊維の形態は、マルチフィラメント、モノフィラメント、ステープルファイバー、チョップ、トウなど、使用目的に応じていずれの形態もとることができる。本発明の熱接着性複合繊維を、カード工程を必要とするステープルファイバーとして使用する場合には、該複合繊維に良好なカード通過性を付与するために、適切な範囲の捲縮数を付与することが望ましい。本発明の熱接着性複合繊維は特に繊維構造のランダムな不織布においてドレープ性向上の効果が顕著である。従って、本発明の自己伸長性熱接着性複合繊維は、それ単独からなる不織布を製造することができる。必要に応じて他の繊維と混合して不織布を製造しても良い。不織布を得る方法としては、カード法、エアレイ法、湿式抄造法、等でウェブ状とし、これを熱風乾燥機内、やエンボスロール等で所定の熱を加えて熱接着させることで、カンチレバー値が１０ｃｍ以下のドレープ性に優れた柔軟な熱接着不織布を得ることができる。
【実施例】
【００２６】
以下、実施例により、本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれによって何ら限定を受けるものでは無い。なお、実施例における各項目は次の方法で測定した。
【００２７】
（１）固有粘度（ＩＶ）
ポリマーを一定量計量し、ｏ−クロロフェノールに０．０１２ｇ／ｍｌの濃度に溶解してから、常法に従って３５℃にて求めた。
【００２８】
（２）メルトフローレイト（ＭＦＲ）
ＪＩＳ Ｋ−７２１０条件４（１９０℃、２１．１８Ｎ）に準じて測定した。なお、メルトフローレイトは溶融紡糸前のペレットを試料とし測定した値である。
【００２９】
（３）融点（Ｔｍ）、ガラス転移点（Ｔｇ）
ＴＡインスツルメント・ジャパン（株）社製のサーマル・アナリスト２２００を使用し、昇温速度２０℃／分で測定した。
【００３０】
（４）繊度
ＪＩＳ Ｌ−１０１５：２００５ ８．５．１ Ａ法に記載の方法により測定した。
【００３１】
（５）強度・伸度、１００％伸長応力
ＪＩＳ Ｌ−１０１５：２００５ ８．７．１法に記載の方法により測定した。本発明の繊維は定長熱処理の効率により、強伸度にバラツキを生じやすいので、単糸で測定する場合は測定点数を増やす必要がある。測定点数は５０以上が好ましいため、ここでは測定点数を５０とし、その平均値として定義する。またこの強度・伸度測定の際の荷重−歪曲線の伸度１００％時点の応力を読み取ることから１００％伸長応力を測定することができる。
【００３２】
（６）捲縮数、捲縮率
ＪＩＳ Ｌ−１０１５：２００５ ８．１２．１〜８．１２．２法に記載の方法により測定した。
【００３３】
（７）１２０℃乾熱収縮率
ＪＩＳ Ｌ−１０１５：２００５ ８．１５ ｂ）において、１２０℃において実施した。
【００３４】
（８）ウェブ面積収縮率
繊維長５１ｍｍにカットした熱接着性複合短繊維１００％からなる目付３０ｇ／ｍ２のカードウェブを２５ｃｍ角に切断し、１５０℃に維持した熱風乾燥機（佐竹化学機械工業株式会社製熱風循環恒温乾燥器：４１-Ｓ４）中で２分間熱接着させた。熱接着後のウェブの縦横寸法を測定して乗ずることで面積Ａ１を算出し、下記の式に面積収縮率を求める。
面積収縮率（％）＝〔（Ａ０−Ａ１）／Ａ０〕×１００ Ａ０＝６２５（ｃｍ２）
【００３５】
（９）不織布強力（接着強力）
上述の方法により得た熱接着不織布（厚み５ｍｍ）を、マシン方向（不織布製造工程の工程の流れ方向）に幅５ｃｍ、長さ２０ｃｍの試験片に切出し、つかみ間隔１０ｃｍ、伸長速度２０ｃｍ／ｍｉｎで測定した。接着強度は、引張破断力を試験片重量で除した値とした。
【００３６】
（１０）カンチレバー
上述の方法により得た熱接着不織布（厚み５ｍｍ）をマシン方向に幅２．５ｃｍ、長さ２５ｃｍの試験片に切出し、ＪＩＳ Ｌ−１０８６：１９８３ ６．１２．１ の方法により測定した。マシン方向のみのカンチレバー値を示す。
【００３７】
［実施例１］
芯成分（繊維形成性樹脂成分）にＩＶ＝０．６４ｄＬ／ｇ、Ｔｇ＝７０℃、Ｔｍ＝２５６℃のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、鞘成分（熱接着性樹脂成分）にＭＦＲ＝２０ｇ／１０ｍｉｎ、Ｔｍ＝１３１℃（Ｔｇは零度未満）の高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を用い、各々２９０℃、２５０℃となるように溶融したのち、公知の芯鞘複合繊維用口金を用いて芯：鞘＝５０：５０の重量比率となるように複合繊維を形成し、吐出量０．７０ｇ／ｍｉｎ／孔、紡糸速度１１５０ｍ／ｍｉｎにて紡糸し、未延伸糸を得た。これを、１．２倍にて冷延伸した後、ラウリルホスフェートカリウム塩／ポリオキシエチレン変成シリコン＝８０／２０からなる油剤の水溶液に糸条を浸漬した後、スタッフイングボツクスを用いて１１個／２５ｍｍの機械捲縮を付与し、芯成分のガラス転移点より４０℃高い１１０℃の熱風にて弛緩収縮及び乾燥を行い、繊維長５１ｍｍに切断した。単糸繊度は６．４ｄｔｅｘ、強度０．７６ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４４２％、１００％伸長応力０．３７ｃＮ／ｄｔｅｘ、１２０℃乾熱収縮率−２．６％であった。この熱接着性複合繊維１００％からなるウェブ面積収縮率は−７．５％、不織布強力は１５．１ｋｇ／ｇ、カンチレバー値は８．５０ｃｍであった。
【００３８】
［比較例１］
上述の未延伸糸を７０℃の温水中で２．５倍延伸、９０℃温水中で１．２倍延伸した以外は実施例１と同様に行った。単糸繊度は２．６ｄｔｅｘ、強度２．４９ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３７．１％、１２０℃乾熱収縮率２．５％であった。この熱接着性複合繊維１００％からなるウェブ面積収縮率は５％、不織布強力は２０．５ｋｇ／ｇ、カンチレバー値は１２．９０ｃｍであった。
【００３９】
［比較例２］
延伸処理を施さない以外は実施例１と同様に繊維を得た。単糸繊度は６．４７ｄｔｅｘ、強度０．６０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４６０．３％、１００％伸長応力０．３７ｃＮ／ｄｔｅｘ、１２０℃乾熱収縮率−０．７％であった。この熱接着性複合繊維１００％からなるウェブ面積収縮率は−１．４５％、不織布強力は１４．５ｋｇ／ｇ、カンチレバー値は７．９０ｃｍであった。
【００４０】
［実施例２］
延伸倍率１．１倍とした他は実施例１と同様にした。単糸繊度は６．４１ｄｔｅｘ、強度０．６５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４２４．１％、１００％伸長応力０．４１ｃＮ／ｄｔｅｘ、１２０℃乾熱収縮率−１．９％であった。この熱接着性複合繊維１００％からなるウェブ面積収縮率は−５．６％、不織布強力は１６．５ｋｇ／ｇ、カンチレバー値は８．１０ｃｍであった。
【００４１】
［実施例３］
延伸倍率１．３倍とした他は実施例１と同様にした。単糸繊度は６．２２ｄｔｅｘ、強度０．７２ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３８１．８％、１００％伸長応力０．４６ｃＮ／ｄｔｅｘ、１２０℃乾熱収縮率−２．０％であった。この熱接着性複合繊維１００％からなるウェブ面積収縮率は−６．１％、不織布強力は１７．１ｋｇ／ｇ、カンチレバー値は８．９０ｃｍであった。
【００４２】
［比較例３］
延伸倍率１．４倍とした他は実施例１と同様にした。単糸繊度は６．１４ｄｔｅｘ、強度０．７５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３４６．８％、１００％伸長応力０．５３ｃＮ／ｄｔｅｘ、１２０℃乾熱収縮率−０．６％であった。この熱接着性複合繊維１００％からなるウェブ面積収縮率は−１．８％、不織布強力は１８．４ｋｇ／ｇ、カンチレバー値は１０．１ｃｍであった。
【００４３】
［実施例４］
延伸を水温２０℃にコントロールした水バス中で冷却しながら行う他は、実施例１と同様にした。単糸繊度は６．５２ｄｔｅｘ、強度０．６５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４５９．３％、１００％伸長応力０．３９ｃＮ／ｄｔｅｘ、１２０℃乾熱収縮率−３．２％であった。この熱接着性複合繊維１００％からなるウェブ面積収縮率は−９．５％、不織布強力は１５．３ｋｇ／ｇ、カンチレバー値は８．１３ｃｍであった。
【００４４】
［実施例５］
弛緩熱処理を９５℃の温水バス中で０．７倍のオーバーフィードを掛け、その後の熱風乾燥は行わない他は実施例１と同様にした。単糸繊度は６．５８ｄｔｅｘ、強度０．６８ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４４３．３％、１００％伸長応力０．４１ｃＮ／ｄｔｅｘ、１２０℃乾熱収縮率−３．９％であった。この熱接着性複合繊維１００％からなるウェブ面積収縮率は−１１．４％、不織布強力は１４．９ｋｇ／ｇ、カンチレバー値は８．９０ｃｍであった。
【００４５】
［実施例６］
芯成分（繊維形成性樹脂成分）にＩＶ＝０．６４ｄＬ／ｇ、Ｔｇ＝７０℃、Ｔｍ＝２５６℃のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、鞘成分（熱接着性樹脂成分）にＭＦＲ＝４０ｇ／１０ｍｉｎ、Ｔｍ＝１５２℃、Ｔｇ＝４３℃の結晶性共重合ポリエステル（ｃｏ−ＰＥＴ−１：イソフタル酸２０モル％-テトラメチレングリコール５０モル％共重合ポリエチレンテレフタレート）を用い、各々２９０℃、２５５℃となるように溶融したのち、公知の芯鞘複合繊維用口金を用いて芯：鞘＝５０：５０の重量比率となるように複合繊維を形成し、吐出量０．７１ｇ／ｍｉｎ／孔、紡糸速度１２５０ｍ／ｍｉｎにて紡糸し、未延伸糸を得た。これを、１．２倍で冷延伸し、ラウリルホスフェートカリウム塩／ポリオキシエチレン変成シリコン＝８０／２０からなる油剤の水溶液に糸条を浸漬した後、押し込み型クリンパーを用いて１１個／２５ｍｍの機械捲縮を付与し、９０℃の熱風中で乾燥と弛緩熱処理を施した後、繊維長５１ｍｍに切断した。切断前のトウで測定した単糸繊度は５．７ｄｔｅｘ、強度０．９４ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３９２％、１００％伸長応力０．３５ｃＮ／ｄｔｅｘ、１２０℃乾熱収縮率−３．８％であった。この熱接着性複合繊維１００％からなるウェブ面積収縮率（但し、熱接着温度は１８０℃に変更）は−１１．２％、不織布強力は１２．３ｋｇ／ｇ、カンチレバー値は８．３０ｃｍであった。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の低モジュラスの自己伸長性熱接着性複合繊維は、ＰＥＴを繊維形成性樹脂成分として用い、かつ低紡速であるため、紡糸断糸等が著しく少ない上に、高接着性かつドレープ性向上ができ、風合いのよい嵩高の不織布を得ることができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モジュラスが低く、かつ熱接着時に自己伸長性を有し、熱接着不織布としたときに柔軟な風合いを呈する、自己伸長性熱接着性複合繊維とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱接着性樹脂成分を鞘とし、繊維形成性樹脂成分を芯とする芯鞘型熱接着複合繊維に代表される熱接着性複合繊維は、カード法やエアレイド法、湿式抄紙法等により繊維ウェブを形成した後、熱風ドライヤーや熱ロールにより熱接着性樹脂成分を融解させて繊維間結合を形成するため、有機溶剤を溶媒とする接着剤を用いずに済み、環境への有害物排出が少ないだけでなく、生産速度向上及びそれに伴うコストダウンのメリットが大きく、硬綿、ベッドマット等の繊維構造体や不織布用途をメインとして広く用いられてきた。
【０００３】
中でも、紙おむつや生理用ナプキン等の衛生材料に代表される肌に直接接するような熱接着不織布については、布のような柔軟性やドレープ性を有し、かつペーパーライクでない適度な嵩高性を有する不織布が検討されている。
【０００４】
エンボスロール等によってウェブの一部分を熱圧着し軟化あるいは溶融して接合するヒートロール法では、圧着領域と非圧着領域との境界等で不織布が折れ曲がりやすくなり、ドレープ性に優れるが、圧着部分の繊維が圧着偏平化されるために圧着された部分が硬くなり嵩高性が失われてしまい、ペーパーライクな触感にとどまってしまう。一方、ウェブ全体に熱風を吹き付けて繊維の交点を軟化あるいは溶融するエアスルー法では、ウェブの嵩をある程度残したまま熱風を通すため、得られる不織布に嵩高性があり、部分的に硬くなる領域がなく、表面のタッチは滑らかなものとなるが、反面、曲げに対して不規則な折り山が出やすく、ドレープ性に劣る。
【０００５】
その解決手段として、高速紡糸法により熱接着性樹脂成分の配向指数を２５％以下とし、繊維形成性樹脂成分の配向指数を４０％以上とすることで、接着点強度が強く、より低温で融着し、かつ熱収縮率の小さい熱融着性複合繊維と、非熱接着性繊維の混綿ウェブをエアスルー法により接着させることによって、ドレープ性と嵩高性かつ不織布強度を両立させる技術が開示されている。しかしながら、高速紡糸法は、現在の短繊維製造プロセスは工程安定性とコストパフォーマンスの両面で歩留まりが悪く、商業生産にはまだまだ困難な課題が多くある。更には、熱接着性複合繊維単独の熱接着不織布を形成した場合には、不織布中接着交点数が多くなるため、ドレープ性に劣る傾向があり、接着交点数を減らす目的で非接着性繊維を混綿しており、必ずしも不織布強力と柔かい風合いが十分なレベルではなかった（以上、例えば特許文献１参照。）。
【０００６】
更に、芯成分がポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと記す）での実施例は開示されていない（例えば特許文献１参照。）。芯成分をＰＥＴとすることは、芯成分がポリプロピレン（以下、ＰＰと記す）の場合に比べ、芯成分の融点が鞘成分のそれより十分高くできるため、熱接着強力を更に向上させることができ、また嵩高性の面でも剛性が高く、より嵩高い不織布が得られるポテンシャルを有しているが、特許文献１のような低倍率延伸や単なる未延伸糸を適用しても、芯成分の配向結晶性が不十分であるために熱収縮は大きいものとなった。更に、特許文献１のような高速紡糸を適用すると、芯成分の溶融温度に併せて鞘成分の温度を上げざるを得ず、鞘ポリマーの劣化及び紡糸ドラフトが大きいために断糸が非常に起こり易い課題があった。
【特許文献１】特開２００５−３５０８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記従来技術を背景になされたもので、その目的は、ポリエチレンテレフタレートを繊維形成性樹脂成分とし、接着強力が高く、嵩高でかつ良好なドレープ性を有する不織布又は繊維構造体を製造可能とする低モジュラスな自己伸長性熱接着性複合繊維を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、熱接着性樹脂成分として、ＰＥＴより２０℃以上低い融点をもつ結晶性熱可塑性樹脂を用い、１３００ｍ／ｍｉｎ以下の紡糸速度で引き取った未延伸糸を、非加熱あるいは冷媒中で冷却しながら１．０５〜１．３倍に延伸した後、熱接着性樹脂成分のガラス転移点と繊維形成性樹脂成分のガラス転移点の双方より１０℃以上高い温度で弛緩収縮させることにより、高い接着強度と十分な嵩高性とドレープ性を満足する、ＰＥＴを繊維形成性樹脂成分とする低モジュラスな自己伸長性熱接着性複合繊維を発明するに至った。
【０００９】
より具体的には、上記課題は繊維形成性樹脂成分及び熱接着性樹脂成分からなる複合繊維であって、繊維形成性樹脂成分がポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなり、熱接着性樹脂成分が繊維形成性樹脂成分より２０℃以上低い融点をもつ結晶性熱可塑性樹脂からなり、破断伸度が１３０〜６００％、１００％伸長応力が０．３〜１．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、１２０℃乾熱収縮率が−１％より小さいことを特徴とする自己伸長性熱接着性複合繊維、並びに１３００ｍ／ｍｉｎ以下の紡糸速度で引き取った未延伸糸を１．０５〜１．３倍に冷延伸した後、熱接着性樹脂成分のガラス転移点と繊維形成性樹脂成分のガラス転移点の双方より１０℃以上高い温度で弛緩収縮することを特徴とする熱接着性複合繊維の製造方法による発明により解決することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の低モジュラスな自己伸長性熱接着性複合繊維は、非熱接着性繊維による接着交点の減少をせずとも、熱接着性複合繊維自体の低モジュラスと自己伸長性に基づく柔軟な風合いを呈し、熱接着性複合繊維単独からなる熱接着不織布特有の高い接着強力を付与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下本発明の実施形態について詳細に説明する。まず、本発明は繊維形成性樹脂成分及び熱接着性樹脂成分からなる複合繊維であり、繊維形成性樹脂成分をＰＥＴとし、ＰＥＴより２０℃以上低い融点を有する結晶性熱可塑性樹脂を熱接着性樹脂成分とする低モジュラスな自己伸長性熱接着性複合繊維である。ここでＰＥＴと熱接着性樹脂成分の融点差が２０℃未満であると熱接着性樹脂成分を融解し接着させる工程で繊維形成性樹脂成分も溶けてしまい、強度の高い不織布又は繊維構造体ができないので好ましくない。この複合繊維は公知の複合繊維の溶融方法や口金を用いて、紡糸速度１３００ｍ／ｍｉｎ以下で未延伸糸を得て、その後１．０５〜１．３倍に冷延伸し、更にＰＥＴのガラス転移点（以下、Ｔｇと記す）と熱接着性樹脂成分を構成する熱可塑性結晶性樹脂のＴｇの双方より１０℃以上高い温度、好ましくはそれらのＴｇより２０℃以上高い温度で弛緩収縮することにより得られる。具体的には、ＰＥＴのＴｇと熱接着性樹脂成分の熱可塑性結晶性樹脂のＴｇの双方より高い温度とは、多くの場合はＰＥＴのＴｇ（約７０℃）より高い温度となり、従って、８０℃好ましくは８５℃以上の温度で弛緩収縮を行う。更に好ましくは１００℃以上である。本発明においては、熱接着性樹脂成分を構成する結晶性熱可塑性樹脂の融点は上述のようにＰＥＴの融点より２０℃以上低いので、熱接着性樹脂成分を構成する熱可塑性結晶性樹脂のＴｇはＰＥＴのＴｇより低いことが多いからである。弛緩収縮処理の温度がこの範囲より低いと複合繊維の熱接着時の収縮率が大きくなるので好ましくない。弛緩収縮は、延伸後トウをテンションが全くかかっていない状態で熱風中を通過させる方法によっても、温水中でテンションがかからないように０．５〜０．８５倍でオーバーフィードさせる方法であってもよい。
【００１２】
本来未延伸糸が紡糸中に付与される残留歪がテンションフリーの状態で繊維軸方向に収縮し、未延伸糸に出来た結晶が繊維軸からランダム方向に傾斜し、更に温度をかけることによって結晶厚化がおきることで繊維が伸びたように見える、いわゆる自己伸長性を呈する。これは２０００ｍ／ｍｉｎ以上の高速紡糸においてより顕著となる現象であるが、本発明者の検討によれば、１３００ｍ／ｍｉｎ以下の未延伸糸の場合、僅少な倍率にて延伸を施し、その後弛緩収縮をさせる方法により、より自己伸長率を大きくできることを発見し、本発明に至った。芯がＰＥＴ（固有粘度：ＩＶ＝０．６４ｄＬ／ｇ）、鞘が高密度ポリエチレン（ＭＦＲ＝２０ｇ／１０ｍｉｎ）の芯鞘複合繊維を紡糸速度１１５０ｍ／ｍｉｎで引き取った場合では、延伸倍率が１.０倍を超えてくると自己伸長率は増加し、延伸倍率１．２倍で極大を示すようになる。自己伸長は結晶厚化の前に結晶方向を繊維軸に対して如何にランダムにするかがポイントであるから、結晶化する前に繊維を大きく収縮させればよいが、延伸工程において温水や蒸気、プレートヒーター等の加熱延伸より、より低い延伸温度、すなわち１．０５〜１．３倍の冷延伸を施すと、延伸による配向結晶化を抑制しながら非晶部分の残留歪を大きくすることができ、好適である。ここで「冷延伸」とは室温下で延伸することだけでなく、積極的に室温以下の温度まで冷却された雰囲気下で延伸を行うことも含む。具体的には室温下の非加熱状態又は室温以下に冷却された冷媒中で延伸する、さらに具体的には空気中での冷延伸や冷水浴中での延伸等を好適に挙げることができる。冷媒としては上述のように空気、水の他にも、複合繊維を形成する繊維形成樹脂成分及び熱接着性樹脂成分に対して不活性であり、膨潤・溶解することのない希ガス、窒素、二酸化炭素等の気体、ポリエステルに対して溶解性を持たない各種のオイル等の液体を適宜選択することができる。冷延伸時の冷媒の温度は０〜３０℃、好ましくは１０〜２５℃をあげることができる。
【００１３】
従って１２０℃における自己伸長率が１．０％超（すなわち、１２０℃における乾熱収縮率が−１％より小さい）かつ１００％伸長時引張強度が１．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下となるためには、延伸倍率は１．０５〜１．３の範囲にあることが必要である。延伸倍率が１．０５を下回ると、１００％伸長時引張強度は１．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下となるが、自己伸長率は１．０％未満となり、本来の目的を満たせない。延伸倍率が１．３倍を超えると、１００％伸長時引張強度が１．０ｃＮ／ｄｔｅｘを超えてしまう。そして該繊維１００％ウェブからなる熱接着不織布において目的のドレープ性を達成することができない。延伸温度は低いほどよく、冷水を冷媒として用いる場合、２５℃以下とすることが特に好ましい。延伸時の発熱を徐熱することによって配向、発熱に伴う結晶化を抑制し、熱収縮を大きくすることに貢献する。上述のように本発明の複合繊維においては１００％伸長応力を０．３〜１．０ｃＮ／ｄｔｅｘとする必要がある。１００％伸長応力が０．３ｃＮ／ｄｔｅｘより小さいと不織布強度が不十分で不織布の地合いも悪くなる傾向があり、１．０ｃＮ／ｄｔｅｘより大きいと自己伸長性や柔軟性（ドレープ性）に劣るようになり好ましくない。
【００１４】
紡糸速度は１３００ｍ／ｍｉｎ以下であることが必要であり、好ましくは１２００ｍ／ｍｉｎ以下、更に好ましくは１１００ｍ／ｍｉｎ以下である。１３００ｍ／ｍｉｎを超えると未延伸糸の配向が上がるが、本発明の低倍率延伸による自己伸長率アップの効果は少なくなる。
【００１５】
本発明の低モジュラスな自己伸長性熱接着性複合繊維の形態は繊維形成性樹脂成分と熱接着性樹脂成分とが所謂サイドバイサイド型で貼りあわされた複合繊維であっても、繊維形成性樹脂成分が芯成分で熱接着性樹脂成分を鞘成分とする芯鞘型複合繊維であっても構わない。しかし、繊維軸方向に対して直角方向であってあらゆる方向に熱接着性樹脂成分が配置され得る点で繊維形成性樹脂成分を芯成分、熱接着性樹脂成分を鞘成分とする芯鞘型複合繊維であることが好ましい。また芯鞘型複合繊維としては同芯芯鞘型複合繊維又は偏芯芯鞘型複合繊維を挙げることができる。
【００１６】
熱接着性樹脂成分（鞘成分）は結晶性熱可塑性樹脂を選択することが必要である。非晶性熱可塑性樹脂であると、紡糸時に配向した分子鎖が融解と同時に無配向となるに伴い大きく収縮してしまう。結晶性熱可塑性樹脂の好ましい例としては、ポリオレフィン系樹脂や結晶性共重合ポリエステル等が挙げられる。
【００１７】
そのポリオレフィン系樹脂の例としては、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、若しくはプロピレンと他のα−オレフィンからなる結晶性プロピレン共重合体等のポリオレフィン類、又はエチレン、プロピレン、ブテン−１、若しくはペンテン−１等のα−オレフィンと、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、シトラコン酸、若しくはハイミック酸等の不飽和カルボン酸あるいはこれらのエステル、若しくは酸無水物等の極性基を有する不飽和化合物等の少なくとも１種のコモノマーとの共重合体からなる変性ポリオレフィン類等が挙げられる。
【００１８】
また結晶性共重合ポリエステルの例としては、酸成分として、主たるジカルボン酸成分をテレフタル酸あるいはそのエステル形成性誘導体とし、主たるジオール成分をエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコールから１〜３種の組合せにより得られるアルキレンテレフタレートに、イソフタル酸、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸、５−スルホイソフタル酸塩等の芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸、シクロヘキサメチレンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸、ε−ヒドロキシカルボン酸、ω−ヒドロキシカルボン酸等を、ジオール成分は前述の例の他、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脂肪族ジオール、シクロヘキサメチレンジメタノール等の脂環族ジオール等を、目的の融点を呈するように共重合させたものが挙げられる。共重合率は目的の融点を呈するように共重合成分により種々調節することが望ましいが、５〜５０モル％が好ましい。なお、本発明における熱接着性樹脂成分は、繊維形成性樹脂成分がＰＥＴの場合には、融点がＰＥＴより２０℃以上低い結晶性熱可塑性樹脂の２種以上がポリマーブレンドされた形態でもよく、著しく接着性や低熱収縮性を阻害しない範囲で非晶性熱可塑性樹脂やＰＥＴとの融点差が２０℃未満の結晶性熱可塑性樹脂が含有されていてもよい。
【００１９】
低モジュラスな自己伸長性熱接着性複合繊維の破断伸度は、１３０〜６００％の範囲内にあることが必要であり、好ましくは１７０〜４５０％の範囲内である。破断伸度が１３０％未満であると、熱接着成分の配向が高いために接着性に劣り、不織布強度が低下する。また、６００％を超えると、実質的に繊維強度が小さくなりすぎ、熱接着不織布の強度を上げることができない。
【００２０】
破断伸度を１３０〜６００％の範囲内にコントロールする方法としては、ポリマーの種類や溶融粘度に左右されるが、ポリマーを吐出するノズルの孔径や紡糸速度が挙げられ、主として紡糸速度の効果が大きい。本発明において前記の範囲内に破断伸度をコントロールするには、ポリマーの種類や組合せにもよるが、紡糸速度を１００〜１３００ｍ／分の範囲とすることが好ましく、紡糸速度を大きくすれば破断伸度を小さく、紡糸速度を小さくすれば破断伸度を大きくできる。
【００２１】
本発明の低モジュラスの自己伸長性熱接着性複合繊維の１２０℃乾熱収縮率は−１％より小さい特徴をもつ。熱接着前に繊維が自己伸長することによって、厚み方向への厚みが出てくる上、モジュラスの低い繊維が縦方向に配向することになるので、厚み方向の圧縮を考慮したとき、柔軟な風合いとなり、衛生材料の表面材に用いた場合など、肌への垂直方向への圧迫感が軽減され、更にドレープ性も良好となる。
【００２２】
繊維断面は同芯芯鞘断面、又は偏芯芯鞘断面が好ましい。サイドバイサイド型では立体捲縮発現によるウェブ状態で収縮が大きく、また接着強度も小さくなる方向で、本発明の目指す効果は幾分減少され得る。また、中実繊維であっても中空繊維であってもよいし、丸断面に限定されることはなく、楕円断面、３〜８葉断面等の多葉断面、３〜８角形等の多角形断面など異形断面でもよい。
【００２３】
繊度は目的に応じて選択すればよく、特に限定されないが、一般的に０．０１〜５００デシテックス程度の範囲で用いられる。紡糸時に樹脂が吐出される口金の径を所定の範囲にすること等により、この繊度範囲を達成することができる。
【００２４】
繊維形成性樹脂成分と熱接着性樹脂成分の複合比は特に限定されないが、目的とする不織布又は繊維構造体の強度、嵩、熱収縮率の要求に応じて選択される。繊維形成性樹脂成分／熱接着性樹脂成分の比が重量比で１０／９０〜９０／１０程度であることが好ましい。
【００２５】
繊維の形態は、マルチフィラメント、モノフィラメント、ステープルファイバー、チョップ、トウなど、使用目的に応じていずれの形態もとることができる。本発明の熱接着性複合繊維を、カード工程を必要とするステープルファイバーとして使用する場合には、該複合繊維に良好なカード通過性を付与するために、適切な範囲の捲縮数を付与することが望ましい。本発明の熱接着性複合繊維は特に繊維構造のランダムな不織布においてドレープ性向上の効果が顕著である。従って、本発明の自己伸長性熱接着性複合繊維は、それ単独からなる不織布を製造することができる。必要に応じて他の繊維と混合して不織布を製造しても良い。不織布を得る方法としては、カード法、エアレイ法、湿式抄造法、等でウェブ状とし、これを熱風乾燥機内、やエンボスロール等で所定の熱を加えて熱接着させることで、カンチレバー値が１０ｃｍ以下のドレープ性に優れた柔軟な熱接着不織布を得ることができる。
【実施例】
【００２６】
以下、実施例により、本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれによって何ら限定を受けるものでは無い。なお、実施例における各項目は次の方法で測定した。
【００２７】
（１）固有粘度（ＩＶ）
ポリマーを一定量計量し、ｏ−クロロフェノールに０．０１２ｇ／ｍｌの濃度に溶解してから、常法に従って３５℃にて求めた。
【００２８】
（２）メルトフローレイト（ＭＦＲ）
ＪＩＳ Ｋ−７２１０条件４（１９０℃、２１．１８Ｎ）に準じて測定した。なお、メルトフローレイトは溶融紡糸前のペレットを試料とし測定した値である。
【００２９】
（３）融点（Ｔｍ）、ガラス転移点（Ｔｇ）
ＴＡインスツルメント・ジャパン（株）社製のサーマル・アナリスト２２００を使用し、昇温速度２０℃／分で測定した。
【００３０】
（４）繊度
ＪＩＳ Ｌ−１０１５：２００５ ８．５．１ Ａ法に記載の方法により測定した。
【００３１】
（５）強度・伸度、１００％伸長応力
ＪＩＳ Ｌ−１０１５：２００５ ８．７．１法に記載の方法により測定した。本発明の繊維は定長熱処理の効率により、強伸度にバラツキを生じやすいので、単糸で測定する場合は測定点数を増やす必要がある。測定点数は５０以上が好ましいため、ここでは測定点数を５０とし、その平均値として定義する。またこの強度・伸度測定の際の荷重−歪曲線の伸度１００％時点の応力を読み取ることから１００％伸長応力を測定することができる。
【００３２】
（６）捲縮数、捲縮率
ＪＩＳ Ｌ−１０１５：２００５ ８．１２．１〜８．１２．２法に記載の方法により測定した。
【００３３】
（７）１２０℃乾熱収縮率
ＪＩＳ Ｌ−１０１５：２００５ ８．１５ ｂ）において、１２０℃において実施した。
【００３４】
（８）ウェブ面積収縮率
繊維長５１ｍｍにカットした熱接着性複合短繊維１００％からなる目付３０ｇ／ｍ２のカードウェブを２５ｃｍ角に切断し、１５０℃に維持した熱風乾燥機（佐竹化学機械工業株式会社製熱風循環恒温乾燥器：４１-Ｓ４）中で２分間熱接着させた。熱接着後のウェブの縦横寸法を測定して乗ずることで面積Ａ１を算出し、下記の式に面積収縮率を求める。
面積収縮率（％）＝〔（Ａ０−Ａ１）／Ａ０〕×１００ Ａ０＝６２５（ｃｍ２）
【００３５】
（９）不織布強力（接着強力）
上述の方法により得た熱接着不織布（厚み５ｍｍ）を、マシン方向（不織布製造工程の工程の流れ方向）に幅５ｃｍ、長さ２０ｃｍの試験片に切出し、つかみ間隔１０ｃｍ、伸長速度２０ｃｍ／ｍｉｎで測定した。接着強度は、引張破断力を試験片重量で除した値とした。
【００３６】
（１０）カンチレバー
上述の方法により得た熱接着不織布（厚み５ｍｍ）をマシン方向に幅２．５ｃｍ、長さ２５ｃｍの試験片に切出し、ＪＩＳ Ｌ−１０８６：１９８３ ６．１２．１ の方法により測定した。マシン方向のみのカンチレバー値を示す。
【００３７】
［実施例１］
芯成分（繊維形成性樹脂成分）にＩＶ＝０．６４ｄＬ／ｇ、Ｔｇ＝７０℃、Ｔｍ＝２５６℃のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、鞘成分（熱接着性樹脂成分）にＭＦＲ＝２０ｇ／１０ｍｉｎ、Ｔｍ＝１３１℃（Ｔｇは零度未満）の高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を用い、各々２９０℃、２５０℃となるように溶融したのち、公知の芯鞘複合繊維用口金を用いて芯：鞘＝５０：５０の重量比率となるように複合繊維を形成し、吐出量０．７０ｇ／ｍｉｎ／孔、紡糸速度１１５０ｍ／ｍｉｎにて紡糸し、未延伸糸を得た。これを、１．２倍にて冷延伸した後、ラウリルホスフェートカリウム塩／ポリオキシエチレン変成シリコン＝８０／２０からなる油剤の水溶液に糸条を浸漬した後、スタッフイングボツクスを用いて１１個／２５ｍｍの機械捲縮を付与し、芯成分のガラス転移点より４０℃高い１１０℃の熱風にて弛緩収縮及び乾燥を行い、繊維長５１ｍｍに切断した。単糸繊度は６．４ｄｔｅｘ、強度０．７６ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４４２％、１００％伸長応力０．３７ｃＮ／ｄｔｅｘ、１２０℃乾熱収縮率−２．６％であった。この熱接着性複合繊維１００％からなるウェブ面積収縮率は−７．５％、不織布強力は１５．１ｋｇ／ｇ、カンチレバー値は８．５０ｃｍであった。
【００３８】
［比較例１］
上述の未延伸糸を７０℃の温水中で２．５倍延伸、９０℃温水中で１．２倍延伸した以外は実施例１と同様に行った。単糸繊度は２．６ｄｔｅｘ、強度２．４９ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３７．１％、１２０℃乾熱収縮率２．５％であった。この熱接着性複合繊維１００％からなるウェブ面積収縮率は５％、不織布強力は２０．５ｋｇ／ｇ、カンチレバー値は１２．９０ｃｍであった。
【００３９】
［比較例２］
延伸処理を施さない以外は実施例１と同様に繊維を得た。単糸繊度は６．４７ｄｔｅｘ、強度０．６０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４６０．３％、１００％伸長応力０．３７ｃＮ／ｄｔｅｘ、１２０℃乾熱収縮率−０．７％であった。この熱接着性複合繊維１００％からなるウェブ面積収縮率は−１．４５％、不織布強力は１４．５ｋｇ／ｇ、カンチレバー値は７．９０ｃｍであった。
【００４０】
［実施例２］
延伸倍率１．１倍とした他は実施例１と同様にした。単糸繊度は６．４１ｄｔｅｘ、強度０．６５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４２４．１％、１００％伸長応力０．４１ｃＮ／ｄｔｅｘ、１２０℃乾熱収縮率−１．９％であった。この熱接着性複合繊維１００％からなるウェブ面積収縮率は−５．６％、不織布強力は１６．５ｋｇ／ｇ、カンチレバー値は８．１０ｃｍであった。
【００４１】
［実施例３］
延伸倍率１．３倍とした他は実施例１と同様にした。単糸繊度は６．２２ｄｔｅｘ、強度０．７２ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３８１．８％、１００％伸長応力０．４６ｃＮ／ｄｔｅｘ、１２０℃乾熱収縮率−２．０％であった。この熱接着性複合繊維１００％からなるウェブ面積収縮率は−６．１％、不織布強力は１７．１ｋｇ／ｇ、カンチレバー値は８．９０ｃｍであった。
【００４２】
［比較例３］
延伸倍率１．４倍とした他は実施例１と同様にした。単糸繊度は６．１４ｄｔｅｘ、強度０．７５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３４６．８％、１００％伸長応力０．５３ｃＮ／ｄｔｅｘ、１２０℃乾熱収縮率−０．６％であった。この熱接着性複合繊維１００％からなるウェブ面積収縮率は−１．８％、不織布強力は１８．４ｋｇ／ｇ、カンチレバー値は１０．１ｃｍであった。
【００４３】
［実施例４］
延伸を水温２０℃にコントロールした水バス中で冷却しながら行う他は、実施例１と同様にした。単糸繊度は６．５２ｄｔｅｘ、強度０．６５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４５９．３％、１００％伸長応力０．３９ｃＮ／ｄｔｅｘ、１２０℃乾熱収縮率−３．２％であった。この熱接着性複合繊維１００％からなるウェブ面積収縮率は−９．５％、不織布強力は１５．３ｋｇ／ｇ、カンチレバー値は８．１３ｃｍであった。
【００４４】
［実施例５］
弛緩熱処理を９５℃の温水バス中で０．７倍のオーバーフィードを掛け、その後の熱風乾燥は行わない他は実施例１と同様にした。単糸繊度は６．５８ｄｔｅｘ、強度０．６８ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４４３．３％、１００％伸長応力０．４１ｃＮ／ｄｔｅｘ、１２０℃乾熱収縮率−３．９％であった。この熱接着性複合繊維１００％からなるウェブ面積収縮率は−１１．４％、不織布強力は１４．９ｋｇ／ｇ、カンチレバー値は８．９０ｃｍであった。
【００４５】
［実施例６］
芯成分（繊維形成性樹脂成分）にＩＶ＝０．６４ｄＬ／ｇ、Ｔｇ＝７０℃、Ｔｍ＝２５６℃のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、鞘成分（熱接着性樹脂成分）にＭＦＲ＝４０ｇ／１０ｍｉｎ、Ｔｍ＝１５２℃、Ｔｇ＝４３℃の結晶性共重合ポリエステル（ｃｏ−ＰＥＴ−１：イソフタル酸２０モル％-テトラメチレングリコール５０モル％共重合ポリエチレンテレフタレート）を用い、各々２９０℃、２５５℃となるように溶融したのち、公知の芯鞘複合繊維用口金を用いて芯：鞘＝５０：５０の重量比率となるように複合繊維を形成し、吐出量０．７１ｇ／ｍｉｎ／孔、紡糸速度１２５０ｍ／ｍｉｎにて紡糸し、未延伸糸を得た。これを、１．２倍で冷延伸し、ラウリルホスフェートカリウム塩／ポリオキシエチレン変成シリコン＝８０／２０からなる油剤の水溶液に糸条を浸漬した後、押し込み型クリンパーを用いて１１個／２５ｍｍの機械捲縮を付与し、９０℃の熱風中で乾燥と弛緩熱処理を施した後、繊維長５１ｍｍに切断した。切断前のトウで測定した単糸繊度は５．７ｄｔｅｘ、強度０．９４ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３９２％、１００％伸長応力０．３５ｃＮ／ｄｔｅｘ、１２０℃乾熱収縮率−３．８％であった。この熱接着性複合繊維１００％からなるウェブ面積収縮率（但し、熱接着温度は１８０℃に変更）は−１１．２％、不織布強力は１２．３ｋｇ／ｇ、カンチレバー値は８．３０ｃｍであった。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の低モジュラスの自己伸長性熱接着性複合繊維は、ＰＥＴを繊維形成性樹脂成分として用い、かつ低紡速であるため、紡糸断糸等が著しく少ない上に、高接着性かつドレープ性向上ができ、風合いのよい嵩高の不織布を得ることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維形成性樹脂成分及び熱接着性樹脂成分からなる複合繊維であって、繊維形成性樹脂成分がポリエチレンテレフタレートからなり、熱接着性樹脂成分が繊維形成性樹脂成分より２０℃以上低い融点をもつ結晶性熱可塑性樹脂からなり、破断伸度が１３０〜６００％、１００％伸長応力が０．３〜１．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、１２０℃乾熱収縮率が−１％より小さいことを特徴とする自己伸長性熱接着性複合繊維。
【請求項２】
繊維形成性樹脂成分が芯成分、熱接着性樹脂成分が鞘成分となる芯鞘型複合繊維である請求項１記載の熱接着性複合繊維。
【請求項３】
熱接着性樹脂成分がポリオレフィン系樹脂である、請求項１〜２のいずれか１項記載の熱接着性複合繊維。
【請求項４】
熱接着性樹脂成分が結晶性共重合ポリエステルである、請求項１〜２のいずれか１項記載の熱接着性複合繊維。
【請求項５】
１３００ｍ／ｍｉｎ以下の紡糸速度で引き取った未延伸糸を１．０５〜１．３倍に冷延伸した後、熱接着性樹脂成分のガラス転移点と繊維形成性樹脂成分のガラス転移点の双方より１０℃以上高い温度下で弛緩収縮させることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項記載の熱接着性複合繊維の製造方法。
【請求項６】
弛緩収縮を熱風中で行うことを特徴とする、請求項５記載の熱接着性複合繊維の製造方法。
【請求項７】
弛緩収縮を温水中で行うことを特徴とする、請求項５記載の熱接着性複合繊維の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜４のいずれか１項記載の自己伸長性熱接着性複合繊維単独からなる、カンチレバー値が１０ｃｍ以下である熱接着不織布。
【請求項１】
繊維形成性樹脂成分及び熱接着性樹脂成分からなる複合繊維であって、繊維形成性樹脂成分がポリエチレンテレフタレートからなり、熱接着性樹脂成分が繊維形成性樹脂成分より２０℃以上低い融点をもつ結晶性熱可塑性樹脂からなり、破断伸度が１３０〜６００％、１００％伸長応力が０．３〜１．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、１２０℃乾熱収縮率が−１％より小さいことを特徴とする自己伸長性熱接着性複合繊維。
【請求項２】
繊維形成性樹脂成分が芯成分、熱接着性樹脂成分が鞘成分となる芯鞘型複合繊維である請求項１記載の熱接着性複合繊維。
【請求項３】
熱接着性樹脂成分がポリオレフィン系樹脂である、請求項１〜２のいずれか１項記載の熱接着性複合繊維。
【請求項４】
熱接着性樹脂成分が結晶性共重合ポリエステルである、請求項１〜２のいずれか１項記載の熱接着性複合繊維。
【請求項５】
１３００ｍ／ｍｉｎ以下の紡糸速度で引き取った未延伸糸を１．０５〜１．３倍に冷延伸した後、熱接着性樹脂成分のガラス転移点と繊維形成性樹脂成分のガラス転移点の双方より１０℃以上高い温度下で弛緩収縮させることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項記載の熱接着性複合繊維の製造方法。
【請求項６】
弛緩収縮を熱風中で行うことを特徴とする、請求項５記載の熱接着性複合繊維の製造方法。
【請求項７】
弛緩収縮を温水中で行うことを特徴とする、請求項５記載の熱接着性複合繊維の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜４のいずれか１項記載の自己伸長性熱接着性複合繊維単独からなる、カンチレバー値が１０ｃｍ以下である熱接着不織布。
【公開番号】特開２００７−３０３０３５（Ｐ２００７−３０３０３５Ａ）
【公開日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１３３７９４（Ｐ２００６−１３３７９４）
【出願日】平成１８年５月１２日（２００６．５．１２）
【出願人】（３０２０１１７１１）帝人ファイバー株式会社 (1,101)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月１２日（２００６．５．１２）
【出願人】（３０２０１１７１１）帝人ファイバー株式会社 (1,101)
【Ｆターム（参考）】
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