JP2000170038A - 熱収縮性を有する分割型複合短繊維およびこれを用いた短繊維不織布 - Google Patents
熱収縮性を有する分割型複合短繊維およびこれを用いた短繊維不織布Info
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Abstract
風合いを兼ね備えた不織布を得るのに好適な、分割性に
優れ、かつ熱による収縮能を有する分割型複合短繊維を
得ることを目的とする。 【解決手段】 ポリエステル系樹脂を第1成分(1) 、数
平均分子量Mnが12000≦Mn≦18000のポリアミ
ド系樹脂を第2成分(2) とし、繊維断面において2成分
が交互に隣接して配置され、2成分のうち少なくとも1
成分が2個以上に分割し、かつ各成分の少なくとも一部
が繊維表面に露出するように溶融紡糸し、低温、低倍率
で延伸することにより、単繊維ヤング率が750〜16
00N/mm2 および単繊維伸度が80〜160%である分
割性に優れ、かつ熱による収縮能を有する分割型複合短
繊維を得る。
Description
つ熱による収縮能を有する分割型複合短繊維およびこれ
を用いた短繊維不織布に関するものである。
度が0.5dtex以下のような極細繊維を使用してニード
ルパンチング法ら高圧水流法などの三次元的絡合処理を
施すことにより、高密度で触感の良好な不織布を得よう
とする試みがなされている。例えば、特開昭54−96
181号公報には、金属スルホネートを含有するポリエ
ステル系樹脂とポリアミド系樹脂で構成された分割型複
合繊維からなるシート基材を膨潤剤を含む加熱浴中で処
理し、分割剥離させるとともに25%以上面積収縮させ
た不織布が開示されている。特開平2−91216号公
報には、ポリエステル系樹脂とポリアミド系樹脂で構成
された分割型複合繊維を沸騰水中での急激な熱処理によ
り構成樹脂の熱収縮差によって分割を促進させる技術が
開示されている。あるいは、特開平8−81832号公
報には、ポリアルキレンテルフタレートを主とするポリ
エステル系重合体と非相溶性熱可塑性重合体からなる分
割型複合繊維であって、一定値以上の乾熱収縮率差を利
用して熱収縮によって分割を生じさせるポリエステル系
分割型複合繊維が提案されている。
の繊維および不織布には以下のような問題点がある。特
開昭54−96181号公報では、ポリエステル樹脂に
金属スルホネートを含有させるためにコスト高となるだ
けでなく、膨潤剤を用いて分割および熱収縮させるた
め、水洗工程を必要とするなど工程性に問題がある。ま
た、特開平2−91216号公報では、沸騰水中あるい
は50℃以上の加熱水浴中で加熱収縮を施して1成分を
急激に収縮させるので、1成分の繊度のみが極端に大き
くなり、収縮後の不織布において均一な空隙を得にくい
だけでなく、均一に収縮しない可能性がある。さらに、
特開平8−81832号公報では、繊維をウエブ状に積
層してカレンダーロールなどの乾熱処理を施すので、高
密度な不織布は得られるが、触感が硬くなり、極細繊維
独特のソフトな風合いが得られなくなる。本発明はこれ
らの実情に鑑み、高密度であり、かつ極細繊維独特のソ
フトな風合いを兼ね備えた不織布を得るのに好適な、分
割性に優れ、かつ熱による収縮能を有する分割型複合短
繊維を得ることを目的としてなされたものである。
性を有する分割型複合短繊維は、ポリエステル系樹脂を
第1成分、ポリアミド系樹脂を第2成分とし、繊維断面
において2成分が交互に隣接して配置され、2成分のう
ち少なくとも1成分が2個以上に分割し、かつ各成分の
少なくとも一部が繊維表面に露出している分割型複合短
繊維において、該ポリアミド系樹脂の数平均分子量Mnが
12000≦Mn≦18000であり、かつ複合短繊維の
単繊維ヤング率が750〜1600N/mm2 および単繊
維伸度が80〜160%であることを特徴とする。かか
る構成を採ることにより、分割性に優れ、適度な熱収縮
能を兼ね備えた分割型複合短繊維が得られる。
テレフタレート樹脂、第2成分がナイロン6樹脂である
ことが望ましい。
も60重量%含有し、三次元的絡合処理および熱収縮処
理を施した短繊維不織布は、高密度であり、かつ極細繊
維独特のソフトな風合いを兼ね備えた人工皮革、屋内あ
るいは車両用内装材などに好適な不織布となる。以下、
本発明の内容を具体的に説明する。
維断面において2成分が交互に隣接して配置され、2成
分のうち少なくとも1成分が2個以上に分割し、かつ各
成分の少なくとも一部が繊維表面に露出した構造であ
り、高圧水流処理など種々の分割処理により、極細繊維
を発生させるものである。図1〜2に本発明の分割型複
合短繊維における繊維断面の一例を示す。1は第1成分
(ポリエステル系樹脂)、2は第2成分(ポリアミド系
樹脂)である。前記分割型複合短繊維の分割数は、工程
性および分割性を考慮し、8〜24分割が好ましく、複
合比(第1成分/第2成分の容積比)は、30/70〜
70/30が好ましく、特に40/60〜60/40が
好適である。また、本発明の分割型複合短繊維における
分割後の繊度は、0.55dtex以下であることが好まし
い。0.55dtexを超えると、分割処理後の熱収縮処理
により収縮した極細繊維の繊度が大きくなるので、得ら
れた短繊維不織布は極細繊維独特の風合いが得られなく
なる。
出している部分が全繊維表面に対して5〜95%である
ことが必要である。より好ましくは、20〜80%であ
る。繊維表面に露出している部分の割合が5%未満、あ
るいは95%を超えると、分割率の低下につながるので
好ましくない。そして、一方の成分の繊維表面に露出し
ている部分の割合は、両成分の樹脂粘度によって調節す
ることが可能であり、例えば、ポリエステル系樹脂の極
限粘度、ポリアミド系樹脂の数平均分子量、溶融紡糸時
の押出機の混練条件、溶融紡糸温度などを変化させるこ
とで調節できる。
リエステル系樹脂としては、エチレンテレフタレート系
樹脂が好ましいが、共重合体はホモポリマーに比べて収
縮挙動が大きいので、収縮差が大きく不織布化したとき
の風合いに影響を与えることから、極限粘度[η]が
0.6≦[η]≦0.7であるポリエチレンテレフタレ
ート樹脂が好適である。
リアミド系樹脂としては、数平均分子量Mnが12000
≦Mn≦18000の樹脂を用いることが好ましい。より
好ましくは12500≦Mn≦15500である。ポリア
ミド系樹脂の数平均分子量Mnが18000を超えると、
分割性に劣り、12000未満であると、溶融紡糸工程
での生産性が悪くなり好ましくない。上記を満たすポリ
アミド系樹脂としては、ナイロン6を使用することが好
ましい。
系樹脂がポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリアミド
系樹脂がナイロン6樹脂からなる組み合わせが、分割
性、工程性、およびコスト面からも有用である。
系樹脂からなる分割型複合短繊維における単繊維ヤング
率は、750〜1600N/mm2 あることが好ましい。
より好ましくは、900〜1500N/mm2 ある。本発
明者等の実験によれば、ポリアミド系樹脂の数平均分子
量を小さくすると、得られる複合短繊維の単繊維ヤング
率が小さくなる傾向にある。そして、この単繊維ヤング
率が分割型複合短繊維の熱収縮性および分割性に大きく
影響することを見い出し、上記範囲を満たすと、分割性
に優れるとともに過度な収縮を引き起こすことのない適
度な熱収縮性を有する分割型複合短繊維が得られるので
ある。その要因としては、ポリアミド系樹脂のヤング率
がポリエステル系樹脂のヤング率に比べて小さく、ポリ
アミド系樹脂の数平均分子量が小さくなるほどポリエス
テル系樹脂のヤング率との間に隔たりが大きくなり、分
割性に寄与したものと推定される。単繊維ヤング率が7
50N/mm2 未満であると、工程性が悪くなり、単繊維
ヤング率が1600N/mm2を超えると、分割率が低下す
るので好ましくない。
る単繊維伸度が80〜160%であることが好ましい。
より好ましくは、80〜120%である。単繊維伸度が
80%未満であると、収縮率が小さくなり、目的とする
高密度な短繊維不織布が得られず、単繊維伸度が160
%を超えると、収縮率が大きくなりすぎ、繊維ウェブの
収縮加工時にしわなどが発生し易くなるからである。そ
して、前記単繊維ヤング率と単繊維伸度において、所定
範囲を同時に満たすことにより、分割性に優れるととも
に、適度な熱収縮能を有する分割型複合短繊維を得るこ
とができる。
法について説明する。前記分割型複合短繊維は、その溶
融紡糸温度、引取速度、延伸温度、延伸倍率などを調整
することにより、単繊維伸度が80〜160%、単繊維
ヤング率が750〜1600N/mm2 となるように調整
して、所望の熱収縮挙動を有する分割性に優れた繊維を
得ることができる。溶融紡糸温度は、両成分の粘度バラ
ンスを考慮して決定される。未延伸糸の引取速度は、2
000m/min未満で行うことが好ましい。引取速度が2
000m/minを超えると、引き取り時点で繊維の結晶の
配向化が進むので好ましくない。未延伸糸の繊度は最終
製品の繊度と延伸倍率とによって決定されるが、この場
合4〜12dtexであることが好ましく、未延伸糸の繊度
が4dtex未満であると、溶融紡糸工程での糸切れが生じ
易くなり、12dtexを超えると、製品繊度が大きくなっ
て分割後の繊度が大きくなるので、短繊維不織布におい
て極細繊維特有の風合いが得られなくなるからである。
熱収縮率の大きな繊維が得られる傾向にあり、延伸倍率
においても低倍率にシフトするほど収縮率が大きくな
る。本発明では、延伸の工程性を考慮すると延伸温度は
40〜60℃、延伸倍率は1.0〜3.0倍が好まし
い。特に延伸倍率については、1.2〜2.5倍が良好
である。延伸温度が40℃未満であると、単繊維強力が
低下し、カード通過性も悪くなり、延伸温度が60℃を
超えると、所望の熱収縮率が得られなくなる。また、延
伸倍率が3.0倍を超えても、所望の熱収縮率が得られ
なくなる。
1.0〜6.0dtexであることが好ましい。そして、繊
維表面に界面活性剤等を付着後、捲縮を付与し、乾燥を
行い所定の長さにカッターで切断される。乾燥温度は、
低温にシフトするほど繊維の熱収縮率が大きくなる傾向
にあり、好ましい乾燥温度は40℃〜70℃、さらに好
ましくは40〜60℃である。乾燥温度が70℃を超え
ると、所望の熱収縮率が得られず、40℃未満である
と、乾燥効率が悪く、生産性やコスト面で実用的でなく
なるからである。また繊維長は、カード通過性を考慮す
ると30〜100mm、より好ましくは40〜60mmとす
るとよい。
は、適度な熱収縮性を有する繊維となる。ここでいう熱
収縮性は、下記のように求めることができる。[熱収縮
性]パラレルカードを用いて繊維を開繊して約120g/
m2のカードウェブを作製する。そして、前記カードウェ
ブにオリフィスが0.6mm間隔で設けられたノズルから
水圧8MPa の高圧柱状水流を表裏各2回噴射し、60℃
の熱風乾燥機で乾燥した後、70℃の温水中で得られた
不織布を20秒間浸漬して熱収縮処理を施し、(元の不
織布面積−収縮後の不織布面積)を(元の不織布面積)
で除して、100を乗じた数値をウェブ収縮率とした。
45%であることが好ましい。より好ましくは、25〜
35%である。ウェブ収縮率が20%未満であると、高
密度な短繊維不織布が得られず、45%を超えると、収
縮時にしわが発生したり地合が乱れるほか、密度が非常
に大きくなるために風合いの硬い短繊維不織布となるの
で好ましくない。
織布に利用され、繊維ウェブを作製した後、そのまま熱
収縮処理を施してもよいが、少なくとも60重量%含有
し、三次元的絡合処理および熱収縮処理を施した短繊維
不織布が、本発明の分割型複合短繊維の作用を十分に発
揮することができるので好ましい。より好ましい含有量
は、少なくとも80重量%である。分割型複合短繊維の
含有量が60%未満であると、繊維ウェブが十分に収縮
せず、高密度な短繊維不織布が得られないからである。
等公知の方法によって開繊され、繊維ウェブ化される。
そして繊維ウェブの目付が100g/m2 以下の低目付で
ある場合は、そのまま水流絡合などの三次元的絡合処理
がなされる。一方、目付が100g/m2 を超える場合に
は、例えば、クロスレイヤ法によって繊維ウェブを積層
した後に、三次元的絡合処理がなされる。ここでいう三
次元的絡合処理とは、ニードルパンチング法のようにバ
ーブ付きの針でパンチングして繊維の厚み方向に繊維を
絡合させてもよいし、高圧水流によって繊維を絡合させ
てもよい。特に、高圧水流絡合法によれば、分割型複合
短繊維を三次元的の絡合させるのと同時に高度に分割さ
せることができるので好適である。必要であれば、前記
ニードルパンチング法と高圧水流絡合法とを組み合わせ
て絡合処理してもよい。
処理により分割後発生した極細繊維および/または未分
割の分割型複合短繊維を熱収縮させて高密度な短繊維不
織布を得る。絡合不織布を熱収縮させる手段としては、
乾熱、湿熱、蒸熱のいずれであってもよいが、温水に含
浸させる方法が均一に熱がかかり、その結果として絡合
不織布が均一に収縮するので好ましい。絡合不織布の収
縮させるときの水温は50℃以上が好ましく、より好ま
しくは70〜80℃である。水温が50℃未満である
と、収縮が不十分となるからである。収縮後は通常の方
法で乾燥させるとよい。
面積収縮率が15〜50%となるように調整するとよ
い。面積収縮率が15%未満であると、高密度な短繊維
不織布が得られず、面積収縮率が50%を超えると、収
縮時にしわが発生して地合が乱れるほか、密度が非常に
大きくなるために風合いの硬い短繊維不織布となるから
である。
なお、単繊維強力、単繊維伸度、単繊維ヤング率、不織
布の厚み、および不織布分割率は、以下の方法で測定し
た。
1015に準拠し、引張試験機を用いて、試料のつかみ
間隔を20mmとしたときの荷重値および伸びを測定し、
それぞれ単繊維強力および単繊維伸度とした。
に準拠し、上記方法で試験を行い、荷重−伸長曲線から
初期引張抵抗度P(cN/dtex )を求め、次式により算出
した値を単繊維ヤング率とした。ただし、ρは繊維密度
(g/cm3 )とした。 単繊維ヤング率( N/mm2 )=1000×P×ρ
NESS GAUGE PEACOCK MODEL H: 株式会社大栄科学精
器製作所製)を用い試料1cm2 あたり180gの荷重
を加えた状態で測定した。
電子顕微鏡にて300倍に拡大して任意に2カ所撮影
し、撮影写真の分割している部分の面積を写真全体の面
積で除した数値を分割率とした。
後の不織布面積)を(元の不織布面積)で除して、10
0を乗じた数値を面積収縮率とした。
0℃、固有粘度が0.64のポリエチレンテレフタレー
ト樹脂(帝人(株)製:商品名NB-SD )を用い、第2成
分として融点が220℃、数平均分子量が13000の
ナイロン−6樹脂(宇部興産(株)製:商品名Ny1013)
を用いて、図1に示すような両成分が互いに相手成分に
よって16分割された菊花型断面を持つ複合繊維を、両
成分の複合比は50/50、引取速度850m/minで溶
融紡糸し、9.1dtexの未延伸糸を得た。
2倍に延伸し、4.2dtexの延伸糸を得た。次いで、繊
維油剤を約0.3重量%付着させ、スタッファボックス
を通して機械捲縮を付与し、コンベア式熱風貫通型乾燥
機を用い60℃で乾燥させ、45mmに切断して分割型複
合短繊維を得た。
により目付280g/m2の積層ウェブ化され、ニードルル
ームにおいて52本/cm2の条件でニードルパンチング処
理を施した後、孔径0.12mmのオリフィスが0.6mm
間隔に設けられたノズルから8MPa の高圧水を表2回、
裏2回噴射することにより、絡合と同時に分割が施され
て、目付250g/m2の絡合不織布となした。
に20秒間浸漬して収縮処理を施し、60℃の熱風乾燥
機で乾燥させて、見かけ密度0.334g/cm3の短繊維
不織布を得た。
0℃の数平均分子量15000のナイロン−6樹脂(宇
部興産(株)製:商品名Ny1015)とした以外は、実施例
1と同様の方法で、見かけ密度0.359g/cm3の短繊
維不織布を得た。
2.0倍延伸し、4.6dtexの延伸糸とした以外は、実
施例1と同様の方法で、見かけ密度0.340g/cm3の
短繊維不織布を得た。
0℃の数平均分子量17500のナイロン−6樹脂(宇
部興産(株)製:商品名Ny1017XI)とし、図1に示すよ
うな両成分が互いに相手成分によって16分割された菊
花型断面を持つ複合繊維を、両成分の複合比は50/5
0、引取速度850m/min で溶融紡糸し、9.1dtexの
未延伸糸を得て、80℃の温水中で2.2倍延伸し、
4.3dtexの延伸糸とした以外は実施例1と同様の方法
で、見かけ密度0.232g/cm3の短繊維不織布を得
た。
0℃の数平均分子量18000のナイロン−6樹脂(宇
部興産(株)製:商品名Ny1018)とした以外は、実施例
1と同様の方法で、見かけ密度0.227g/cm3の短繊
維不織布を得た。実施例1〜3および比較例1、2の繊
維物性と不織布物性を表1に示す。
熱収縮性に優れた分割型複合短繊維が得られ、これを不
織布化すると、分割型複合短繊維が高度に分割した高密
度な短繊維不織布が得られた。一方、比較例1において
は、分割率は80%以上であったが、ウェブ収縮率が小
さく、高密度な短繊維不織布が得られなかった。また、
比較例2では、ウェブ収縮率は比較的大きいが、分割性
に劣り風合いの良好な短繊維不織布が得られなかった。
ミド系樹脂の2成分からなる分割型複合短繊維におい
て、ポリアミド系樹脂の数平均分子量を所定の範囲と
し、複合短繊維における単繊維ヤング率を所定の範囲と
なるように調整することにより、分割性に優れるととも
に過度な収縮を引き起こすことのない適度な熱収縮性を
有する繊維が得られる。
くとも60重量%含有し、三次元的絡合処理および熱収
縮処理を施した短繊維不織布は、高密度であり、かつ極
細繊維独特のソフトな風合いを兼ね備えた人工皮革、屋
内あるいは車両用内装材などに好適である。
一例を示す。
別の一例を示す。
Claims (3)
- 【請求項1】 ポリエステル系樹脂を第1成分、ポリア
ミド系樹脂を第2成分とし、繊維断面において2成分が
交互に隣接して配置され、2成分のうち少なくとも1成
分が2個以上に分割し、かつ各成分の少なくとも一部が
繊維表面に露出している分割型複合短繊維において、該
ポリアミド系樹脂の数平均分子量Mnが12000≦Mn≦
18000であり、かつ複合短繊維の単繊維ヤング率が
750〜1600N/mm2 および単繊維伸度が80〜1
60%であることを特徴とする熱収縮性を有する分割型
複合短繊維。 - 【請求項2】 第1成分がポリエチレンテレフタレート
樹脂、第2成分がナイロン6樹脂であることを特徴とす
る請求項1記載の熱収縮性を有する分割型複合短繊維。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載の分割型複合短
繊維を少なくとも60重量%含有し、三次元的絡合処理
および熱収縮処理を施した短繊維不織布。
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