CN101379236B - 气流成网无纺布用聚酯纤维的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的主要目的在于提供可制造气流成网纤网形成性、特别是筛网的纺纱性极为优异、纹理匀度良好且蓬松的气流成网无纺布的气流成网无纺布用聚酯系纤维。该目的可通过一种气流成网无纺布用聚酯纤维的制造方法解决，该气流成网无纺布用聚酯纤维的纤度为10.0dtex以下或纤维长为8.0mm以上，卷曲数为8.5个/25mm以上，卷曲率/卷曲数为0.65以下，且卷曲弹性率为70％以上，以总重复单元中的80摩尔％以上为对苯二甲酸烷二醇酯的重复单元的聚酯作为纤维形成性树脂，其特征在于，将以1500m/min以下的纺纱速度抽取的未拉伸纱在高于该聚酯的玻璃转化温度10℃以上的温度下进行0.60～1.20倍的低倍率拉伸，同时进行定长热处理。
Description
技术领域
本发明涉及气流成网无纺布用纤维，更详细地说，涉及筛网的纺纱量优异的气流成网无纺布用聚酯系纤维。
背景技术
气流成网无纺布与用以往广泛使用的梳理法制造的无纺布相比，制造时的无纺布坯布的前进方向的纤维取向、与其直角方向上宽度方向的纤维取向没有差异且均匀。另外与用抄浆法制造的无纺布相比，有易于表现无纺布的蓬松性的特点，为近年来无纺布领域中生产量提升最大的区域。一般来说，气流成网法无纺布用纤维如专利文献1所示，为了赋予无纺布的蓬松性，而赋予平面曲折状或螺旋状的潜在卷曲。但是如果为了使无纺布的蓬松性良好，而增大纤维的卷曲数或纤维的卷曲率，则空气开纤工序中纤维的开纤性降低，未开纤束或网不匀的发生增多，得到的无纺布的外观品质差。大多成为无纺布强度低劣者。特别是聚酯系纤维与专利文献1所示的聚烯烃系纤维相比，纤维间的摩擦大，因此难于提高纺纱量。为了提高纺纱量，必须通过在油剂成分中大量添加25重量％以上的聚二甲基硅氧烷系的有机硅系平滑剂等手段降低纤维间的摩擦。但是，这时由于有机硅系平滑剂，有纤维的防火性差的倾向。
纤维的纤度越细，纤维的表面积越大，越容易作为纤维束聚集，因此开纤性变差。使用通常的压入卷曲法的卷曲机时，纤维的细纤度越细，卷曲数越多，因此开纤性有更加恶化的倾向。聚酯系纤维、特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，与聚烯烃纤维等相比，刚性高，因此有卷曲度增大、聚酯系纤维的筛网通过性变差的倾向。另一方面，如果聚酯系纤维的纤维长变长，则可提高获得的无纺布的强度，相反聚酯系纤维的筛网通过性变差，有无纺布的生产能力降低的缺点。
专利文献2将卷曲的高度(H)与卷曲周期(L)之比(H/L)、所谓的卷曲的倾斜按照每个纤维的纤度规定为最佳，提出了气流成网纤网形成性良好的纤维。但是，作为实施例例示的纤维的卷曲数在纤维的纤度小时，纤维的卷曲数的设定过小，因此必须降低压入式卷曲机的填充压。因此，纤维的卷曲反倒容易显现接近于无弯曲的卷曲不匀。纤维的纤度大时，纤维的卷曲数设定过大，因此如果增大压入式卷曲机的填充压，则背压增高，容易造成卷曲机不稳。对于此缺点，在卷曲机之前，以蒸气等加热丝束，由此纤维的刚性降低，不稳减少。但是，纤维的卷曲度增加，且H/L变得过高，因此筛网通过性变差，不仅纺纱量降低，而且还有容易产生毛球状的纤维块的缺点。
因此，纺纱性显著优异的气流成网无纺布用聚酯系纤维以往并未被提及。
(专利文献1)特开平11-81116号公报
(专利文献2)特开2005-42289号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明以上述现有技术为背景，其目的在于，提供一种气流成网无纺布用聚酯系纤维，该气流成网无纺布用聚酯系纤维的气流成网纤网形成性、特别是筛网的纺纱性极为优异，可制造纹理匀度良好且蓬松的气流成网无纺布。
解决技术问题的方法
本发明人为了解决上述技术问题进行了反复研究，结果实现了一种气流成网无纺布用复合纤维的发明，该气流成网无纺布用复合纤维通过将聚酯系纤维的未拉伸纱在高于玻璃转化温度(Tg)的温度下定长热处理，或者在拉伸后、在上述温度范围内超喂处理，虽然纤维的卷曲数多，但纤维的卷曲率低，在筛网通过后将恢复其蓬松性能。
更具体地说，上述技术问题可通过一种气流成网无纺布用聚酯纤维的制造方法的发明解决，该气流成网无纺布用聚酯纤维的纤度为10.0dtex以下或纤维长为8.0mm以上，卷曲数为8.5个/25mm以上，卷曲率/卷曲数为0.65以下，且卷曲弹性率为70％以上，以总重复单元中的80摩尔％以上为对苯二甲酸烷二醇酯的重复单元的聚酯作为纤维形成性树脂，其特征在于，将以1500m/min以下的纺纱速度抽取的未拉伸纱在高于该聚酯的玻璃转化温度10℃以上的温度下进行0.60～1.20倍的低倍率拉伸，同时进行定长热处理。
发明的效果
本发明可提供在细纤度或纤维长长的气流成网无纺布用聚酯系纤维中，筛网通过性良好、即生产性极高、且质地柔软而蓬松的气流成网无纺布用纤维。另外，可生产用现有的压入型卷曲机可稳定赋予卷曲、因而卷曲也均匀、纹理匀度良好的无纺布。
具体实施方式
下面对于本发明的实施方式进行详细说明。
(1)由单一成分的聚酯形成的聚酯纤维
首先，聚酯纤维为由单一成分的聚酯形成的纤维时，作为构成纤维的纤维形成性树脂成分的合成聚合物，优选以对苯二甲酸烷二醇酯为主要重复成分的聚酯。以对苯二甲酸烷二醇酯为主要重复成分的聚酯是指，构成合成聚合物的总重复单元的80摩尔％以上被对苯二甲酸烷二醇酯重复单元占据的聚酯。具体而言，可列举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚对苯二甲酸烷二醇酯。优选构成纤维的合成聚合物的总重复单元的90摩尔％以上被对苯二甲酸烷二醇酯占据。更优选对苯二甲酸乙二醇酯的重复单元占80摩尔％以上。根据需要，也可以具有其他的二羧酸成分、羟基羧酸成分、其他二醇成分的1种或2种以上作为共聚成分。
此时，作为共聚成分优选的二羧酸成分，可列举出间苯二甲酸、二苯基二羧酸或萘二甲酸等芳香族二羧酸或他们的酯形成性衍生物，间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠或间苯二甲酸双(2-羟基乙基)酯-5-磺酸钠等含金属磺酸盐基的芳香族二羧酸衍生物，或草酸、己二酸、癸二酸或十二烷二酸等脂肪族二羧酸或其酯形成性衍生物。羟基羧酸成分的例子可列举出，对羟基安息香酸、对-β-羟基乙氧基安息香酸或它们的酯形成性衍生物等。酯形成性衍生物具体表示甲酯、乙酯等低级烷基酯或苯基酯等低级芳基酯。
作为共聚成分优选的二醇成分，可列举出乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、新戊二醇、二乙二醇、三乙二醇等脂肪族二醇、1，4-双(β-羟基乙氧基)苯、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇等聚烷二醇等。
进而，通过本发明的制造方法获得的气流成网无纺布用聚酯纤维为下述纤维，即将卷曲率设定得较小，以使日本工业标准L1015：8.12.1～8.12.2(2005)规定的卷曲率(CD)与卷曲数(CN)之比、即CD/CN为0.65以下，且将卷曲率设定得较低、卷曲弹性率(CE)设定得较高，以使卷曲弹性率(日本工业标准L1015：8.12.3(2005)中记载。用残留卷曲率除以卷曲率，以百分率表示)为70％以上。通过将聚酯纤维的卷曲数、卷曲率设定得较低，聚酯纤维易于通过筛网。另外，通过将聚酯复合纤维的卷曲弹性率设定得较高，筛网通过后，聚酯复合纤维的卷曲恢复。因此，束状的纤维块切断纤维间的聚集，变得易于开纤，进一步提高纺纱性能。
本发明的聚酯纤维的卷曲数(CN)的范围必须为8.5个/25mm以上，优选9.0～20.0个/25mm左右、更优选9.5～13.0个/25mm。如果本发明的聚酯纤维的卷曲数低于8.5个/25mm，则纤维长变长时难于通过筛网，容易产生束状的纤维块，开纤性、筛网通过性变差。如果聚酯纤维的卷曲数超过20个/25mm，则纤维间的抱合过强，有时容易起球。如上所述，本发明的聚酯纤维的卷曲率(CD)与卷曲数(CN)之比、即CD/CN必须为0.65以下。该聚酯纤维的CD/CN如果超过0.65，则卷曲的锯齿变锐利，纤维间的抱合有增强的倾向，因此筛网通过性仍然变差。如上所述，本发明的聚酯纤维的卷曲弹性率(CE)必须为70％以上。该聚酯纤维的卷曲弹性率如果低于70％，则筛网通过后束状纤维容易残留。为了达成这种CN的范围、CD/CN比的范围、CE的范围，优选例如在对复合纤维施加卷曲时不加温地进行。更优选用冷风一边冷却一边对复合纤维施加卷曲。
本发明的气流成网无纺布用聚酯纤维的180℃干热收缩率可以为-20.0～2.0％。满足该特性的聚酯纤维由于热粘合时的收缩少，因而无纺布制造时的纤维交点处的粘合点的错位少，粘合点牢固。聚酯纤维的干热收缩率为负值时，如果处于表示所谓的自伸长的纤维状态，则热粘合前无纺布中的纤维密度降低，通过纺得蓬松，制成质地柔软的优良无纺布。如果聚酯纤维的180℃干热收缩率超过2.0％，则获得的无纺布的粘合强度降低，纤维密度增加，因此无纺布的质地有变硬的倾向。另一方面，聚酯纤维的180℃干热收缩率如果低于-20.0％，处于显著表现出自伸长的纤维的状态，则无纺布制造时的热粘合时粘合点错位，依然有无纺布强度降低的倾向。聚酯纤维的180℃干热收缩率的优选范围为-11.0～1.5％，更优选为-8.0～0.0％。
为了兼顾上述高断裂伸长度和低干热收缩率，可通过后述的以0.60～1.20倍的低拉伸倍率作为拉牵，同时进行定长热处理来实现。如果拉牵小于1.0倍(所谓的超喂)，具体为设定为0.60～0.90倍的倍率，提高热处理的温度，则聚酯纤维的自伸长率有增大的倾向，因而优选。如果进行该处理，则可赋予聚酯纤维适度的自伸长性，可赋予下述特点：如果是由该聚酯纤维获得的无纺布即可加工得蓬松、如果是纤维构造体则可加工为低密度。
本发明的气流成网无纺布用聚酯纤维的剖面形状可以是实心的，也可以是中空的，还可以是三角形或星型等异型剖面或异型中空剖面。这些中空纤维或异型纤维可以使用公知的纺纱喷嘴通过熔融纺纱而获得。
至于本发明的气流成网无纺布用聚酯纤维，必须是纤度为10.0dtex以下或纤维长为8.0mm以上的气流成网无纺布用纤维。纤度比这些值的范围小、或纤维长长的纤维一般难以通过设置于气流成网无纺布制造装置的筛网。其原因为如果纤度小，则纤维间的聚集强，难于开纤，或者如果纤维长长，纤维无法团成通过筛网的孔的大小。如果卷曲性能比该倾向更强，则纤维交织而成为毛球状，容易堵塞筛网的孔。该毛球偶然性地通过筛网时，网上容易发生毛球状的缺点或纹理匀度不匀，无纺布的品质上出现问题。鉴于这点，本发明为即使在以往品质上有问题的低纤度或纤维长长的情况下，用于获得纹理匀度良好且品质优良的无纺布的聚酯纤维，必须纤度为10dtex以下或纤维长为8mm以上。优选纤度为1～9dtex或纤维长9～50mm、更优选纤度为3～9dtex或纤维长9.5～30mm。
用本发明的制造方法获得的气流成网无纺布用纤维，可根据使用目的，从上述中选择适当的对苯二甲酸烷二醇酯，通过赋予满足上述本发明的要件的单纱纤度、卷曲性能、纤维长而获得。具体而言，由以这种对苯二甲酸烷二醇酯为主成分的单一成分的聚酯形成的、本发明的气流成网无纺布用聚酯纤维可用以下方法制造。
可用常法干燥颗粒化的聚酯后，用装备有螺杆挤出机等的公知的聚酯纤维纺纱设备熔融纺纱，将用1500m/min以下的纺纱速度牵引的未拉伸纱在高于聚酯的玻璃转化温度10℃以上的温度下进行0.60～1.20倍的低倍率拉伸，同时进行定长热处理的制造方法获得。纺纱速度必须为1500m/min以下，优选1300m/min以下，更优选1200m/min以下。纺纱速度如果超过1500m/min，则未拉伸纱的取向提高，不仅阻碍本发明的目标高粘合性，而且断纱增多，生产性变差。纺纱速度大大慢于该范围时，纤维的生产性当然会变差。
此处的定长热处理是在对通过熔融纺纱获得的未拉伸纱施加0.60～1.20倍的牵伸的状态下进行的。在1.00倍下进行以使热处理前后纤维轴方向没有变形是理想的，但由于树脂的性质未拉伸纱发生热伸长时，为了防止拉伸机的辊间的纱条的松弛，也可以施加大于1.00倍的牵伸。另外，由于树脂的性质发生强烈的热收缩时，纤维的取向提高，因此施加未拉伸纱在拉伸中不会发生松弛程度的小于1.0倍的牵伸(超喂)来代替大于1.00倍的牵伸也无妨。但是，赋予超过1.20倍的牵伸会使未拉伸纱拉伸，因而不优选。另外，0.60倍左右是牵伸的下限，低于该下限则难于将聚酯系纤维的伸长度控制在600％以下。定长热处理的温度如果不高于作为纤维形成性树脂成分的聚酯的玻璃转化温度10℃以上，则热粘合时的收缩率增大，不优选。定长热处理可以在热板上、热风吹拂下、高温空气中、水蒸气吹拂下、或温水或硅油浴等液体传热介质中实施。其中，优选热效率高、在之后的赋予纤维处理剂时无需洗涤的温水中实施。
本发明的气流成网无纺布用聚酯纤维的另一制造方法为使用公知的聚酯纤维的熔融纺纱装置，在1500m/min以下的纺纱速度下将牵引的未拉伸纱在低于聚酯的玻璃转化温度的温度下拉伸后，在高于聚酯的玻璃转化温度10℃以上的温度下以0.60～0.90的倍率超喂热处理的制造方法。该制造方法中的超喂热处理的加热方法与上述定长热处理的方法相同，但特别优选在加热效率良好的温水中实施。该制造方法中的拉伸方法可在满足拉伸倍率为1.10倍以上和在未拉伸纱的断裂伸长度的60～80％左右进行的条件的范围内进行，此外无特别限定，可使用公知的拉伸方法。即便这种拉伸方法，也可以获得低模量的复合纤维。
通过上述说明的本发明的聚酯纤维的制造方法可制造开纤性良好的低卷曲性能(即、卷曲率/卷曲数小)纤维。这是因为聚酯纤维在基本未被拉伸的状态下接受定长热处理，纤维的刚性率基本较低，而且结晶化度增大。另外是因为在卷曲箱中纤维容易变形，该变形难于固定，在进入卷曲箱前尚未经过预热，纤维的增塑化效果少，卷曲率难于增高。因此，纤维难于交络为毛球状，易于从筛网排出，难于出现网上的缺点。进而，在上述纺纱拉伸条件下制造的聚酯纤维多呈现自伸长性，因而气流成网无纺布变得蓬松，加工成纤维自身低模量兼具质地良好的、柔软的无纺布。
(2)由多个成分的聚酯形成的聚酯复合纤维
接着，由纤维形成性树脂成分和热粘合性树脂成分形成的聚酯复合纤维也是本发明的对象。作为纤维形成性树脂成分，可以是熔点为150℃以上的结晶性热塑性树脂，具体可列举出高密度聚乙烯(HDPE)、等规聚丙烯(PP)或以它们为主成分的共聚物的聚烯烃、尼龙-6或尼龙-66的聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯的聚酯。优选使用用下述制造方法赋予网或无纺布适当刚性的聚酯类、特别优选聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
构成热粘合性树脂成分的树脂优选选择具有低于构成纤维形成性树脂成分的树脂20℃以上的熔点的结晶性热塑性树脂。如果为非晶性热塑性树脂，则纺纱时取向的分子链熔融的同时变为无取向而大大收缩。
构成热粘合性树脂成分的结晶性热塑性树脂优选使用聚烯烃树脂或结晶性共聚聚酯。
该聚烯烃树脂的具体例子可列举出，选自聚丙烯、高密度聚乙烯(HDPE)、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯(LDPE)、线状低密度聚乙烯、共聚聚丙烯和改性聚丙烯中的至少1种的聚烯烃。该共聚聚丙烯指乙烯、丁烯或戊烯-1等α-烯烃共聚的结晶性共聚聚丙烯。该改性聚丙烯指将丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸、衣康酸、巴豆酸、异巴豆酸、甲基延胡索酸、柠康酸或纳迪克酸等不饱和羧酸或它们的酯或它们的酸酐构成的链烯烃的至少1种以上共聚的共聚聚丙烯。
作为结晶性共聚聚酯的例子，构成聚酯的主要的二羧酸成分为对苯二甲酸或其酯形成性衍生物，构成聚酯的主要的二醇成分优选为组合乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇中的1～3种而获得的对苯二甲酸烷二醇酯。还可列举出，为了呈现目标熔点使间苯二甲酸、萘-2，6-二甲酸或间苯二甲酸-5-磺酸盐等芳香族二羧酸，己二酸或癸二酸等脂肪族二羧酸，环己二甲酸等脂环族二羧酸，ω-羟基烷基羧酸，二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇或聚丁二醇等脂肪族二醇，或环己二甲醇等脂环族二醇等共聚的聚酯。
应说明的是，本发明中的热粘合性树脂成分在纤维形成性树脂成分为PET的情况下，可以是含有40重量％以下的熔点低于PET 20℃以上的结晶性热塑性树脂的、2种以上的结晶性热塑性树脂为聚合物掺混的方式。
另外，作为本发明的制造方法对象的聚酯纤维，为纤度10dtex以下或纤维长8mm以上的气流成网无纺布用复合纤维。纤度比该范围小或纤维长比该范围长的纤维通常难以通过设置在气流成网无纺布制造装置上的筛网。其原因是因为如果纤度小，则纤维间聚集强，难于开纤，如果纤维长长，则纤维不会团成通过筛网的孔的大小。如果卷曲性能比该倾向更强，则纤维交织成毛球状，容易堵塞筛网的孔。该毛球偶然性地通过筛网时，网上容易发生毛球状的缺点或纹理匀度不匀，无纺布的品质上出现问题。鉴于这点，本发明涉及即使在以往品质上有问题的低纤度或纤维长长的情况下，用于获得纹理匀度良好且品质优良的无纺布的聚酯纤维的制造方法，必须纤度为10dtex以下或纤维长为8mm以上。优选纤维的纤度为1～9dtex或纤维长9～50mm、更优选纤维的纤度为3～9dtex或纤维长9.5～30mm。
另外，即使本发明的气流成网无纺布用聚酯纤维为复合纤维时，必须卷曲数(CN)的范围为8.5个/25mm以上、卷曲率(CD)与卷曲数(CN)之比、即CD/CN为0.65以下、卷曲弹性率为70％以上。复合纤维的卷曲率优选9～20个/25mm左右、更优选9.5～13个/25mm。聚酯纤维的CD/CN如果0.65，则卷曲的锯齿变得锐利，纤维间的抱合有增强的倾向，因而筛网通过性仍然变差。
通过本发明的制造方法获得的气流成网无纺布用聚酯纤维为下述纤维，即将卷曲率设定得较小，以使日本工业标准L1015：8.12.1～8.12.2(2005)规定的卷曲率(CD)与卷曲数(CN)之比、即CD/CN为0.65以下，且将卷曲率设定得较低、卷曲弹性率(CE)设定得较高，以使卷曲弹性率(日本工业标准L1015：8.12.3(2005)中记载。用残留卷曲率除以卷曲率，以百分率表示)为70％以上。通过将聚酯纤维的卷曲数、卷曲率设定得较低，聚酯纤维易于通过筛网。另外，通过将聚酯复合纤维的卷曲弹性率设定得较高，筛网通过后，聚酯复合纤维的卷曲恢复。因此，束状的纤维块切断纤维间的聚集，变得易于开纤，进一步提高纺纱性能。
本发明的聚酯复合纤维的卷曲数(CN)的范围必须为8.5个/25mm以上，优选9.0～20.0个/25mm左右。如果卷曲数低于8.5个/25mm，则纤维长变长时，复合纤维难于通过筛网，容易产生束状的纤维块，开纤性、筛网通过性变差。如果CN超过20.0个/25mm，则复合纤维间的抱合过强，有时容易产生毛球。卷曲率(CD)与卷曲数之比(CD/CN)超过0.65时，卷曲的锯齿变得锐利，纤维间的抱合有增强的倾向，因而筛网通过性仍然变差。如果卷曲弹性率低于70％，筛网通过后束状纤维变得易于残留。为了达到这种CD/CN比的范围、CE的范围，优选例如对复合纤维施加卷曲时不加温而进行。更优选一边用冷风等冷却一边对复合纤维施加卷曲。
为了制造这种卷曲性能小的纤维，必须将卷曲以外的纤维的模量调整至较小。具体可通过使用公知的复合纤维的熔融方法或喷嘴，以1500m/min以下的纺纱速度对牵引的未拉伸纱在高于纤维形成性树脂成分的玻璃转化温度10℃以上的温度下以0.6～1.20的倍率进行低倍率拉伸，通时进行定长热处理的制造方法获得。纺纱速度必须在1500m/min以下，优选1400m/min以下，更优选1300m/min以下。如果超过1500m/min，则未拉伸纱的取向提高，不仅阻碍本发明的目标复合纤维间的高粘合性，而且断纱增多，复合纤维的生产性变差。纺纱速度大大慢于该范围时，纤维的生产性当然会变差。
此处的定长热处理是在对通过熔融纺纱获得的未拉伸纱施加0.60～1.20倍的牵伸的状态下进行的。在1.00倍下进行以使热处理前后纤维轴方向没有变形是理想的，但由于树脂的性质未拉伸纱发生热伸长时，为了纺织拉伸机的辊间的纱条的松弛，也可以施加大于1.00倍的牵伸。赋予超过1.20倍的牵伸会使未拉伸纱拉伸，因而不优选。另外，由于树脂的性质发生强烈的热收缩时，纤维的取向也提高，因此施加未拉伸纱在拉伸中不会发生松弛程度的小于1.00倍的牵伸(超喂)来代替大于1.00倍的牵伸也无妨。优选施加0.70～0.90倍的牵伸(超喂)。但是，0.60倍左右是牵伸的下限，低于该下限则几乎所有的聚合物类的收缩不充分，丝束变得容易下垂。定长热处理可以在热板上、热风吹拂下、高温空气中、水蒸气吹拂下、或温水或硅油浴等液体传热介质中实施。其中，优选热效率高、在之后的赋予纤维处理剂时无需洗涤的温水中实施。
作为另一个制造方法，有使用公知的复合纤维的熔融方法或喷嘴，以1500m/min以下的纺纱速度将牵引的未拉伸纱在低于热粘合性树脂成分的玻璃转化温度和纤维形成性树脂成分的玻璃转化温度中任一高温的温度下拉伸后，在高于该热粘合性树脂成分的玻璃转化温度和该纤维形成性树脂成分的玻璃转化温度中任一高温10℃以上的温度下以0.60～0.90的倍率进行超喂(定长)热处理的方法。通常，在比较热粘合性树脂成分和纤维形成性树脂成分的情况下，纤维形成树脂成分一方使用高熔点、高玻璃转化温度的树脂，因此超喂(定长)热处理的温度达到高于纤维形成性树脂成分的玻璃转化温度10℃以上的高温是更优选的实施方式。作为拉伸方法、超喂的加热方法，与由上述单一成分的聚酯形成的聚酯纤维的定长热处理的方法相同，但特别优选在加热效率优良的温水中实施。即便是这种定长热处理的方法，也可以获得低模量的复合纤维。
通过本发明的制造方法可制造开纤性良好的低卷曲性能(即、卷曲率/卷曲数小)纤维是基于下述理由。由于复合纤维在基本未被拉伸的状态下受到定长热处理，因而纤维形成性树脂成分受到适度的热处理，具有适度的刚性。但是，该纤维的刚性基本上较低，因此卷曲箱中的纤维容易变形，难于固定。由于进入卷曲箱前未被预热，因而树脂的增塑化效果少，纤维的卷曲率难于增高。由于通过拉伸产生的纤维形成性树脂成分和热粘合性树脂成分的取向差极少，因而难以显现立体卷曲。因此，气流成网工序中纤维的交络少，纤维难于交络成毛球状，变得易于从筛网排出，难于形成网上的缺点。进而，由于拉伸倍率低，因而热粘合性树脂成分的取向被抑制得较低，在稍微超过热粘合性树脂成分的熔点的低温下热粘合性树脂成分变得容易熔解，可实现低温热粘合性带来的纤维的热粘合速度的提高。即，可认为随着生产性的提高，粘合强度也增大。
本发明的热粘合性复合纤维的方式，可以是纤维形成性树脂成分和热粘合性树脂成分以所谓的并列型贴合的复合纤维，也可以是两成分具有芯鞘构造的芯鞘型复合纤维。但是，在与纤维轴方向成直角、且在所有方向上可配置热粘合性树脂成分方面，优选以纤维形成性树脂成分为芯成分、以热粘合性树脂成分为鞘成分的芯鞘型复合纤维。作为芯鞘型复合纤维，可列举出同芯芯鞘型复合纤维或偏芯芯鞘型复合纤维。
作为芯鞘型复合纤维，还可列举出同芯芯鞘型复合纤维或偏芯芯鞘型复合纤维。纤维剖面优选同芯芯鞘型剖面、或偏芯芯鞘型剖面。在并列型剖面中，通过显现立体卷曲，有网状态下热收缩增大、粘合强度也变小的倾向，本发明的目标效果有些减少。纤维剖面可以是实心纤维，也可以是中空纤维，不限于圆剖面，还可以是椭圆剖面、3～8叶剖面等多叶剖面、3～8边形等多边形剖面等异形剖面。此处，多叶型剖面表示具有多个凸部以使叶由中心部向外周方向延伸的剖面形状。
纤维形成性树脂成分和热粘合性树脂成分的复合比无特别限定，可根据目标无纺布或纤维构造体的强度、蓬松、热收缩率的要求选择。纤维形成性树脂成分：热粘合性树脂成分之比以重量比计优选为1 0∶90～90∶1 0左右。
(实施例)
下面，通过实施例，更具体地说明本发明，但本发明并不受其任何限制。应说明的是，实施例中的各项目用下面的方法测定。
(1)固有粘度(IV)
聚酯的固有粘度如下测定：称量一定量的聚合物样品，溶解于邻氯苯酚以使浓度达到0.012g/mL后，依照常法在35℃测定。
(2)熔点(Tm)、玻璃转化温度(Tg)
聚合物的熔点和玻璃转化温度使用TAインスツルメント·ジヤパン(株)公司生产的サ一マル·アナリスト2200，以20℃/分钟的升温速度测定。
(3)纤度
聚酯纤维的纤度通过日本工业标准L1015：8.5.1A法(2005)记载的方法测定。
(4)强度·伸长度
聚酯纤维的强度和伸长度通过日本工业标准L1015：8.7.1法(2005)中记载的方法测定。
本发明的聚酯纤维由于定长热处理的效率，在强度·伸长度上容易产生偏差，因此以单纱测定强度·伸长度时必须增加测定点数。测定点数优选50以上，因此在此将测定点数设为50，将其平均值定义为强度·伸长度。
(5)卷曲数(CN)、卷曲率(CD)、卷曲弹性率(CE)
聚酯纤维的卷曲数、卷曲率、卷曲弹性率通过日本工业标准L1015：8.12.1～8.12.3法(2005)中记载的方法测定。
(6)180℃干热收缩率
聚酯纤维的干热收缩率在日本工业标准L1015：8.15b)(2005)中以180℃测定。
(7)网品质
使用DaN-Web forming公司的成形辊单元(フオ一ミングドラムユニツト)(宽度为600mm，成形辊的筛网的孔形状为2.4mm×20mm的长方形，开孔率为40％。)，在成形辊旋转数200rpm、捏合辊旋转数900rpm、网输送速度30m/分钟的条件下，采集由拆包打包体而取出的短纤维100％形成的目付30g/m2的气流成网纤网。观察气流成网纤网的30cm见方下的外观，以下述基准进行气流成网纤网的品质评价。
1级：未见直径5mm以上的纤维块或目付不匀(浓淡)，纹理匀度均匀。
2级：可目视确认直径5mm以上的纤维块不到5个，目付不匀(浓淡)。
3级：可见直径5mm以上的纤维块5个以上，目付不匀(浓淡)明显，纹理匀度不匀。
(8)最大纺纱量
在上述“网品质”的测定方法中，将向成形辊的纤维供给量每次提高2kg/hr，在各纤维供给量时在5分钟恒定状态下进行运转。将恒定状态下进行运转时，不会从成形辊排出纤维，发生堵塞状态时，发生该堵塞前水平的的纤维供给量定义为最大纺纱量。
(9)熔体流速(MFR)
聚丙烯树脂的MFR基于日本工业标准K7210条件14(测定温度230℃、荷重21.1 8N)、其他树脂的MFR基于日本工业标准K7210条件4(测定温度190℃、荷重21.18N)测定。应说明的是，熔体流速是以熔融纺纱前的颗粒作为试样而测定的值。
[实施例1]
使用IV＝0.64dL/g、Tg＝70℃、Tm＝256℃的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，290℃下熔融后，使用公知的圆孔纤维纺纱用喷嘴，在喷出量0.15g/min/孔、纺纱速度1150m/min的条件下纺纱，获得未拉伸纱。将该未拉伸纱在高于PET的玻璃转化温度20℃的90℃的温水中进行1.0倍的低倍率拉伸，同时进行定长热处理。接着，在由月桂基磷酸酯钾盐∶聚氧乙烯改性有机硅＝80∶20(重量比)形成的油剂的水溶液中浸渍通过定长热处理获得的纱条后，使用压入型卷曲机赋予11个/25mm的机械卷曲。将该纱条在135℃干燥后，切断为10.0mm。在切断前的丝束状态下测定，结果为单纱纤度为1.2dtex、强度为1.5cN/dtex、伸长度为350％、CN＝10.8个/25mm、CD＝3.8％、CD/CN＝0.35、CE＝79％、180℃干热收缩率为-0.2％的聚酯纤维。使用该聚酯纤维进行气流成网纤网品质的评价，结果为1级，最大纺纱量为120kg/hr。
[比较例1]
将喷出量变为0.40g/min/孔，在纺纱速度为1150m/min的条件下进行纺纱，在70℃的温水中拉伸2.9倍后，再在90℃的温水中拉伸1.15倍，除此之外在与实施例1相同的条件下制造聚酯纤维。得到单纱纤度为1.2dtex、强度为4.8cN/dtex、伸长度为47％、CN＝12.0个/25mm、CD＝14.5％、CD/CN＝1.20、CE＝79％、180℃干热收缩率为+5.1％的聚酯纤维。使用该聚酯纤维进行气流成网纤网品质的评价，结果为1级，但最大纺纱量低至40kg/hr。
[实施例2]
将喷出量变为0.10g/min/孔，在纺纱速度为1150m/min的条件进行纺纱，在90℃的温水中进行0.7倍的低倍率拉伸(实施超喂)，同时进行定长热处理，除此之外在与实施例1相同的条件下制造聚酯纤维。得到单纱纤度为1.3dtex、强度为1.2cN/dtex、伸长度为370％、CN＝9.7个/25mm、CD＝3.3％、CD/CN＝0.34、CE＝85％、180℃干热收缩率为-10.1％的聚酯纤维。使用该聚酯纤维进行气流成网纤网品质的评价，结果为1级，最大纺纱量为115kg/hr。
[实施例3]
使用IV＝0.64dL/g、Tg＝65℃、Tm＝215℃的间苯二甲酸15摩尔％共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET I)，280℃下熔融后，使用公知的圆孔纤维纺纱用喷嘴，在喷出量0.15g/min/孔、纺纱速度1150m/min的条件下纺纱，获得未拉伸纱。将该未拉伸纱在高于PET I的玻璃转化温度25℃的90℃的温水中进行1.0倍的低倍率拉伸，同时进行定长热处理。接着在由月桂基磷酸酯钾盐∶聚氧乙烯改性有机硅＝80∶20(重量比)形成的油剂的水溶液中浸渍用定长热处理获得的纱条后，使用压入型卷曲机赋予11个/25mm的机械卷曲。将该纱条在110℃干燥后，切断为纤维长10.0mm。在切断前的丝束状态下测定，聚酯纤维的单纱纤度为1.25dtex、强度为1.2cN/dtex、伸长度为390％、CN＝11.0个/25mm、CD＝3.2％、CD/CN＝0.29、CE＝84％、180℃干热收缩率为+1.1％。使用该聚酯纤维进行气流成网纤网品质的评价，结果为1级，最大纺纱量为110kg/hr。
[比较例2]
将喷出量变为0.40g/min/孔，在纺纱速度为1150m/min的条件下进行纺纱，在70℃的温水中拉伸2.9倍后，再在90℃的温水中拉伸1.15倍，除此之外，在与实施例3相同的条件下制造聚酯纤维。获得单纱纤度为1.3dtex、强度为4.2cN/dtex、伸长度为55％、CN＝10.8个/25mm、CD＝13.1％、CD/CN＝1.21、CE＝63％、180℃干热收缩率为+4.6％的聚酯纤维。使用该聚酯纤维进行气流成网纤网品质的评价，结果为1级，最大纺纱量低至30kg/hr。
[实施例4]
使用IV＝0.64dL/g、Tg＝70℃、Tm＝256℃的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为芯成分(纤维形成性树脂成分)，使用MFR＝20g/10min、Tm＝131℃(Tg小于零度)的高密度聚乙烯(HDPE)作为鞘成分(热粘合性树脂成分)。使这些树脂分别在290℃、250℃熔融后，使用公知的芯鞘型复合纤维用喷嘴形成复合纤维，以使芯成分∶鞘成分＝50∶50(重量％)，以喷出量0.71g/min/孔、纺纱速度1150m/min的条件纺纱，获得未拉伸纱。将该未拉伸纱在高于芯成分的树脂的玻璃转化温度20℃的90℃的温水中进行1.0倍的低倍率拉伸，同时进行定长热处理。接着在由月桂基磷酸酯钾盐∶聚氧乙烯改性有机硅＝80∶20(重量比)形成的油剂的水溶液中浸渍用定长热处理获得的纱条后，使用压入型卷曲机赋予11个/25mm的机械卷曲。将该纱条在110℃干燥后，切断为纤维长10mm。在切断前的丝束状态下进行测定，结果为单纱纤度为6.5dtex、强度为0.8cN/dtex、伸长度为445％、CN＝9.7个/25mm、CD＝4.8％、CD/CN＝0.50、CE＝75％的聚酯复合纤维。使用该聚酯复合纤维进行气流成网纤网品质的评价，结果为1级，最大纺纱量为120kg/hr。
[比较例3]
将喷出量变为0.97g/min/孔，在纺纱速度400m/min的条件进行纺纱，在70℃的温水中拉伸3.8倍后，再在90℃的温水中拉伸1.15倍拉伸，除此之外在与实施例4相同的条件下制造聚酯纤维。获得单纱纤度为6.3dtex、强度为2.5cN/dtex、伸长度为78％、CN＝9.3个/25mm、CD＝9.0％、CD/CN＝0.96、CE＝68％的聚酯复合纤维。使用该聚酯复合纤维进行气流成网纤网品质的评价，结果为1级，最大纺纱量低至40kg/hr。
[实施例5]
将喷出量变为0.52g/min/孔，在纺纱速度1150m/min的条件下进行纺纱，在90℃的温水中进行0.7倍的低倍率拉伸(实施超喂)，同时进行定长热处理，除此之外在与实施例4相同的条件下制造聚酯复合纤维。获得单纱纤度为6.5dtex、强度为0.7cN/dtex、伸长度为412％、CN＝9.9个/25mm、CD＝4.0％、CD/CN＝0.40、CE＝89％的聚酯复合纤维。使用该聚酯复合纤维进行气流成网纤网品质的评价，结果为1级，最大纺纱量为115kg/hr。
[实施例6]
将喷出量变为1.3g/min/孔，在纺纱速度1150m/min的条件下进行纺纱，在63℃的温水中拉伸2.35倍后，再在90℃的温水中进行0.7倍的低倍率拉伸(实施超喂)，同时进行定长热处理，除此之外在与实施例4相同的条件下制造聚酯复合纤维。获得单纱纤度为6.5dtex、强度为1.8cN/dtex、伸长度为125％、CN＝9.5个/25mm、CD＝5.7％、CD/CN＝0.60、CE＝75％的聚酯复合纤维。使用该聚酯复合纤维进行气流成网纤网品质的评价，结果为1级，最大纺纱量为130kg/hr。
[实施例7]
使用IV＝0.64dL/g、Tg＝70℃、Tm＝256℃的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为芯成分(纤维形成性树脂成分)，使用掺混有MFR＝8g/10min、Tm＝165℃(Tg小于零度)的等规聚丙烯(PP)80重量％、和MFR＝8g/10min、Tm＝98℃(Tg小于零度)的马来酸酐-丙烯酸甲酯接枝共聚聚乙烯(马来酸酐共聚率＝2重量％，丙烯酸甲酯共聚率＝7重量％，以下简称为m-PE。)20重量％的颗粒作为鞘成分(热粘合性树脂成分)。将这些树脂分别在290℃、250℃熔融后，使用公知的芯鞘型复合纤维用喷嘴形成芯鞘型复合纤维以使芯成分∶鞘成分＝50∶50(重量％)，在喷出量0.73g/min/孔、纺纱速度900m/min的条件下进行纺纱，获得未拉伸纱。将该未拉伸纱在高于芯成分的树脂的玻璃转化温度20℃的90℃的温水中进行1.0倍的低倍率拉伸，同时进行定长热处理。接着，在由月桂基磷酸酯钾盐∶聚氧乙烯改性有机硅＝80∶20(重量比)形成的油剂的水溶液中浸渍用定长热处理获得的纱条后，使用压入型卷曲机赋予11个/25mm的机械卷曲。将该纱条在110℃干燥后，切断为纤维长10.0mm。在切断前的丝束状态下测定，结果为单纱纤度为8.1dtex、强度为1.4cN/dtex、伸长度为169％、CN＝13.0个/25mm、CD＝6.2％、CD/CN＝0.48、CE＝83％的聚酯复合纤维。使用该聚酯复合纤维进行气流成网纤网品质的评价，结果为1级，最大纺纱量为110kg/hr。
[比较例4]
将喷出量变为1.35g/min/孔，在纺纱速度900m/min的条件下进行纺纱，在70℃的温水中拉伸1.9倍后，再在90℃的温水中拉伸1.15倍，除此之外在与实施例7相同的条件下制造复合纤维。得到单纱纤度为8.0dtex、强度为2.7cN/dtex、伸长度为36％、CN＝9.3个/25mm、CD＝11.8％、CD/CN＝1.27、CE＝89％的聚酯复合纤维。使用该聚酯复合纤维进行气流成网纤网品质的评价，结果为1级，最大纺纱量低至30kg/hr。
[实施例8]
使用IV＝0.64dL/g、Tg＝70℃、Tm＝256℃的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为芯成分(纤维形成性树脂成分)，使用MFR＝40g/10min、Tm＝152℃、Tg＝43℃的结晶性共聚聚酯(间苯二甲酸20摩尔％、丁二醇50摩尔％共聚的聚对苯二甲酸乙二醇酯，以下简称为Co-PET-1。)作为鞘成分(热粘合性树脂成分)。将这些树脂分别在290℃、255℃熔融后，使用公知的芯鞘型复合纤维用喷嘴形成复合纤维，以使芯成分∶鞘成分＝50∶50(重量％)，在喷出量0.71g/min/孔、纺纱速度1250m/min的条件下纺纱，获得未拉伸纱。将该未拉伸纱在高于芯成分的树脂的玻璃转化温度20℃的90℃的温水中进行1.0倍的低倍率拉伸，同时进行定长热处理。接着在由月桂基磷酸酯钾盐∶聚氧乙烯改性有机硅＝80∶20(重量比)形成的油剂的水溶液中浸渍用定长热处理获得的纱条后，使用压入型卷曲机赋予11个/25mm的机械卷曲。将该纱条在90℃干燥后，切断为纤维长5.0mm。在切断前的丝束状态下测定，结果为单纱纤度为5.7dtex、强度为1.0cN/dtex、伸长度为400％、CN＝11.0个/25mm、CD＝4.6％、CD/CN＝0.42、CE＝86％的聚酯复合纤维。使用该聚酯复合纤维进行气流成网纤网品质的评价，结果为1级，最大纺纱量为100kg/hr。
[比较例5]
将喷出量变为1.5g/min/孔，在纺纱速度700m/min的条件下进行纺纱，在70℃的温水中拉伸3.8倍拉伸后，再在90℃的温水中拉伸1.15倍，除此之外在与实施例8相同的条件下制造复合纤维。获得单纱纤度为5.7dtex、强度为3.3cN/dtex、伸长度为44％、CN＝11.2个/25mm、CD＝15.8％、CD/CN＝1.41、CE＝58％的聚酯复合纤维。使用该聚酯复合纤维进行气流成网纤网品质的评价，结果为1级，最大纺纱量低至25kg/hr。
产业实用性
本发明可提供在细纤度或长纤维长的气流成网无纺布用聚酯系纤维中，筛网通过性良好、即生产性极高、且质地柔软且蓬松的气流成网无纺布用纤维。另外，可用现有的压入型卷曲机稳定地赋予卷曲。因此，可生产纤维的卷曲均匀、纹理匀度良好的无纺布。
Claims (9)
1.一种气流成网无纺布用聚酯纤维的制造方法，该气流成网无纺布用聚酯纤维的纤度为10.0dtex以下或纤维长为8.0mm以上，卷曲数为8.5个/25mm以上，卷曲率/卷曲数为0.65以下，且卷曲弹性率为70％以上，以总重复单元中的80摩尔％以上为对苯二甲酸烷二醇酯的重复单元的聚酯作为纤维形成性树脂成分，其特征在于，将以1500m/min以下的纺纱速度抽取的未拉伸纱在高于该聚酯的玻璃转化温度10℃以上的温度下进行0.60～1.20倍的低倍率拉伸，同时进行定长热处理。
2.如权利要求1所述的聚酯纤维的制造方法，其中，该气流成网无纺布用聚酯纤维由单一成分的聚酯形成。
3.如权利要求2所述的聚酯纤维的制造方法，其中，该对苯二甲酸烷二醇酯为对苯二甲酸乙二醇酯。
4.如权利要求2所述的聚酯纤维的制造方法，其中，气流成网无纺布用聚酯纤维的180℃干热收缩率为-20.0～2.0％。
5.如权利要求1所述的聚酯纤维的制造方法，其中，该气流成网无纺布用聚酯纤维为由纤维形成性树脂成分和热粘合性树脂成分形成的复合纤维。
6.如权利要求5所述的聚酯纤维的制造方法，其中，构成纤维形成性树脂成分的对苯二甲酸烷二醇酯为对苯二甲酸乙二醇酯。
7.如权利要求5所述的聚酯纤维的制造方法，其中，热粘合性树脂成分为聚烯烃树脂。
8.如权利要求5所述的聚酯纤维的制造方法，其中，热粘合性树脂成分为结晶性共聚聚酯。
9.如权利要求5所述的聚酯纤维的制造方法，其特征在于，在定长热处理之前，将未拉伸纱在低于热粘合性树脂成分的玻璃转化温度和纤维形成性树脂成分的玻璃转化温度的任一高温的温度下进行拉伸，在高于该热粘合性树脂成分的玻璃转化温度和该纤维形成性树脂成分的玻璃转化温度的任一高温10℃以上的温度下进行0.60～0.90倍的超喂定长热处理。
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