JP2004263326A

JP2004263326A - 形状保持性複合繊維

Info

Publication number: JP2004263326A
Application number: JP2003054788A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Sato; 一生佐藤; Motoyuki Ezaki; 元幸江崎
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2004-09-24
Anticipated expiration: 2023-02-28
Also published as: JP4093880B2

Abstract

【課題】繊維表面を加熱してネット状に加工したりフィルム等と熱融着しても形状保持性を有する形状保持性複合繊維を得ることにある。
【解決手段】エチレン系樹脂又はポリエステル系樹脂からなる形状保持性糸状延伸物（Ａ）の表面に、該形状保持性糸状延伸物（Ａ）より融点が低い熱可塑性樹脂（Ｃ）からなる被覆層（Ｂ）を有してなる形状保持性複合繊維に関する。本発明の形状保持性複合繊維は、複数の形状保持性複合繊維を熱融着することによりネット等を製造したり、プラスチックフィルムあるいはシート若しくは紙等に形状保持性を付与するために、形状保持性複合繊維とかかるプラスチックフィルムと熱融着して形状保持体を得る。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、熱融着しても形状保持性が損なわれない形状保持性複合繊維に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、折り曲げたり、捻じったりしても元に戻らない形状保持性を要求される成形物には、針金や金網などの金属が使用されているが、金属は錆びやすく硬いために、屋外での使用や食品包装の用途には適したものとは言えない。また、これを避けるため、金属を樹脂材や紙で覆ったものがあるが、食品関連に使用した場合、食品関連包装の検査段階で行われる金属探知機による異物混入検査に反応するから、出荷前の最終段階での安全確認が出来なくなるという検査段階での問題がある。
【０００３】
かかる問題を解決する方法として、ポリエチレンを芯材とし、他の熱可塑性樹脂を鞘材とする芯鞘構造を有する複合延伸物からなる形状保持性を有する複合系塑性変形物が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、かかる複合系塑性変形物は芯部だけではなく、鞘部も延伸されており、その結果、鞘部も結晶化するので、熱融着性が劣る虞がある。
【特許文献１】
特開平１０−２６６０３５号公報（請求項１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、繊維表面を加熱してネット状に加工したりフィルム等と熱融着しても形状保持性を有する形状保持性複合繊維を得ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、形状保持性糸状延伸物（Ａ）の表面に、該形状保持性糸状延伸物（Ａ）より融点が低い熱可塑性樹脂（Ｃ）からなる被覆層（Ｂ）を有してなる形状保持性複合繊維に関する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
形状保持性糸状延伸物（Ａ）
本発明に係わる形状保持性糸状延伸物（Ａ）の原料は、後述の被覆層（Ｂ）の原料である熱可塑性樹脂より高い融点を有する熱可塑性樹脂であれば特に限定されるものではなく、例えば、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ４−メチル−１−ペンテン、ポリブテン等）、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ乳酸等）、ポリアミド（ナイロン−６、ナイロン−６６、ポリメタキシレンアジパミド等）、を例示できる。これらのうちでは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ乳酸、ポリアミドが延伸性に優れ、形状保持性が良好な糸状物が得られるので好ましく、更には高密度ポリエチレン又はポリエチレンテレフタレートが好ましい。かかる原料は、用途に応じて適宜選択できるが、融点が１２０℃〜２５０℃が機械的特性、耐熱性等を満足する上で好ましい。ポリエチレンを使用する場合は、好ましくは密度が０．９４５ｇ／ｃｍ^３以上、特に好ましくは０．９５５〜０．９７０ｇ／ｃｍ^３、更に好ましくは０．９６０〜０．９７０ｇ／ｃｍ^３、ゲル浸透クロマトグラフィ（ＧＰＣ）に基づく分子量分布（重量平均分子量（Ｍｗ）／（Ｍｎ））が５〜１５、好ましくは６〜１４、炭素数３〜６のαオレフィン含有量が２％未満、好ましくは０．０５〜１．５重量％の高密度ポリエチレンが、軽量で且つ剛性、強度、耐候性等に優れた糸状物が得られるので好ましい。
【０００７】
本発明に係わる形状保持性糸状延伸物（Ａ）は、本発明の形状保持性複合繊維の形状保持性に大きく寄与するものであり、９０度曲げによる戻り角度が１０度以下であることが好ましい。上記９０度曲げによる戻り角度が１０度を越えるものは、形状保持性を保持できない虞がある。ここに戻り角度は、糸状の場合は、図１（ａ）のように９０度折り曲げて５分間維持して放置したときの（ｂ）で示す戻り角度θが９０度曲げによる戻り角度である。また形状保持性糸状延伸物（Ａ）の曲げ強度（ＡＴＭＳＤ７９０）が、好ましくは４００ｋｇ／ｃｍ^２以上、更に好ましくは４７０ｋｇ／ｃｍ^２以上であると形状保持性に優れている。
【０００８】
本発明に係る形状保持性糸状延伸物（Ａ）の形状は、断面が円形のもののみならず、楕円形、三角、四角、五角、六角等の多角形や、星型、歯車型等の異型のものであってもよい。また芯材に任意の突起物が設けられたものでもよく、例えば微細繊維が糸状から羽毛状に枝別れして形成されたものや繊維状物表面に突起が点在して設けられたものであってもよい。更に長手方向に溝あるいは筋が１本以上設けられたものであってもよい。また、太さは用途により適宜選択し得るが、通常は断面積が０．１〜１００ｍｍ^２、好ましくは０．２〜１０ｍｍ^２である。
【０００９】
形状保持性糸状延伸物（Ａ）の製造方法
本発明に係わる形状形状保持性糸状延伸物（Ａ）は、前記熱可塑性樹脂を種々公知の製造方法により製造できる。例えば、熱可塑性樹脂から所望の形状の原糸を溶融成形により製造し、一旦冷却した後、次いで、熱をかけて融点未満の温度で延伸することにより製造し得る。延伸温度は、形状保持性が発現できる程度に延伸するのに適した温度を、使用する樹脂により適宜選択し、通常は使用する樹脂の融点より低い温度で行う。例えば、原料がポリエチレンである場合は１００℃、好ましくは８５〜１００℃である。延伸倍率は原糸の性状や延伸温度によっても若干異なるが、塑性変形性が発現できる範囲で選択され、通常は降伏点以上破断点以下となるような範囲であって、２〜３０倍、好ましくは７〜１５倍程度である。延伸倍率が不足すると、９０度曲げによる戻り角度が１０度以下の形状保持性糸状延伸物（Ａ）が得られない。
【００１０】
本発明に係わる形状保持性糸状延伸物（Ａ）の原料である前記熱可塑性樹脂には、本発明の目的を損なわない範囲において、各種添加剤を配合することができる。このような添加剤としては、加工助剤、着色顔料、帯電防止剤、無機充填剤等を例示することができる。より具体的には、加工助剤として低分子量ポリオレフィン、脂環族ポリオレフィン、カルボキシル基や水酸基等を有する合成油、鉱物油、カルナバワックス等の植物油からなるワックス、酸化チタン、酸化亜鉛、炭化カルシウム、硫酸バリウム、シリカのような着色顔料乃至無機充填剤、各種タイプの界面活性剤からなる帯電防止剤等を例示することができる。これらはワックス類や帯電防止剤であれば、例えば、５重量％以下、好ましくは１重量％以下の割合で、または着色顔料や無機充填剤であれば、例えば１０重量％以下、好ましくは５重量％以下の割合で、それぞれ配合することができる。ワックス類の添加は、原糸の溶融成形や延伸において寸法精度を高めるのに有効であり、また着色顔料や無機充填剤の添加は、着色や増量効果以外に、形状保持性の改善に寄与する場合がある。
【００１１】
被覆層（Ｂ）
本発明に係る被覆層（Ｂ）は、形状保持性糸状延伸物（Ａ）よりも融点が低いものであれば良く、好ましくは１０度以上、更に好ましくは２０℃以上低く、且つ融点が８０℃以上の熱可塑性樹脂（Ｃ）であれば特に限定はされず、具体的には、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、エチレン・α―オレフィン共重合体、プロピレン・α―オレフィン共重合体、ブテン・α―オレフィン共重合体等）、ポリエステル共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・（メタ）アクリル酸エステル共重合体、エチレン・（メタ）アクリル酸共重合体等が挙げられる。これら熱可塑性樹脂（Ｃ）の中でもエチレン・メタアクリル酸（メタクリル酸とも呼ぶ）共重合体が、形状保持性糸状延伸物（Ａ）との接着性、熱融着性に優れるので好ましい。
【００１２】
被覆層（Ｂ）として、形状保持性糸状延伸物（Ａ）よりも融点が同じ或いは高い熱可塑性樹脂を用いた場合は、得られる形状保持性複合繊維を熱融着する際に、被覆層（Ｂ）のみならず、形状保持性糸状延伸物（Ａ）が溶融する虞があり、その結果、形状保持性を維持することができない虞がある。
【００１３】
本発明に係る被覆層（Ｂ）は、本発明の目的を損なわない範囲において、各種添加剤を配合することができる。このような添加剤としては、加工助剤、着色顔料、帯電防止剤、無機充填剤等を例示することができる。より具体的には、加工助剤として低分子量ポリオレフィン、脂環族ポリオレフィン、カルボキシル基や水酸基等を有する合成油、鉱物油、カルナバワックス等の植物油からなるワックス、酸化チタン、酸化亜鉛、炭化カルシウム、硫酸バリウム、シリカのような着色顔料乃至無機充填剤、各種タイプの界面活性剤からなる帯電防止剤等を例示することができる。これらはワックス類や帯電防止剤であれば、例えば、５重量％以下、好ましくは１重量％以下の割合で、または着色顔料や無機充填剤であれば、例えば１０重量％以下、好ましくは５重量％以下の割合で、それぞれ配合することができる。
【００１４】
形状保持性複合繊維
本発明の形状保持性複合繊維は、上記形状保持性糸状延伸物（Ａ）の表面に被覆層（Ｂ）を有する芯鞘構造をとっており、形状保持性糸状延伸物（Ａ）は形状保持性複合繊維の中心に位置するのみならず、中心からずれて偏芯構造をとっていても良い。形状保持性糸状延伸物（Ａ）の一部が形状保持性複合繊維（Ａ）の外表面に出たものであっても良いが、５０％以上、とくに３０％以上露出、換言すれば、被覆層（Ｂ）の覆う面積が５０％以下、とくに３０％以下の場合は、熱融着性が低下する虞がある。被覆層（Ｂ）の形状保持性糸状延伸物（Ａ）への被覆の厚さは、繊維の断面に対して均一でなくても良いし、均一であっても良い。形状保持性糸状延伸物（Ａ）が異型断面である場合には、形状保持性糸状延伸物（Ａ）の異型断面の形状と相似形の断面となるように被覆しても良い。
【００１５】
被覆層（Ｂ）の形状保持性糸状延伸物（Ａ）への被覆の厚さは用途に応じて適宜選択できる。形状保持性糸状延伸物（Ａ）の形状保持性をそのまま発現させる為には形状保持性糸状延伸物（Ａ）の断面に比べて薄いものが好ましいが、薄すぎると熱融着する場合、被覆層（Ｂ）が完全に溶解するばかりでなく、形状保持性糸状延伸物（Ａ）まで溶融軟化して形状保持性が損なわれる虞がある。また厚すぎると繊維が太くなるので取り扱いが不便になる。従って、形状保持性糸状延伸物（Ａ）と被覆層（Ｂ）の断面の面積割合で表すと好ましくは１０：１〜１：５、更に好ましくは５：１〜１：２である。
【００１６】
形状保持性複合繊維の製造方法
本発明の形状保持性複合繊維は、前記形状保持性糸状延伸物（Ａ）の表面に前記被覆層（Ｂ）を被覆する方法であれば特に限定されるものではないが、形状保持性糸状延伸物（Ａ）が形状保持性を維持できるようにする為に、形状保持性糸状延伸物（Ａ）の融点よりも低い温度で被覆するのが好ましい。例えば、形状保持性糸状延伸物（Ａ）の表面に形状保持性糸状延伸物（Ａ）よりも低い融点を有する熱可塑性樹脂（Ｃ）を溶融押出したり、かかる熱可塑性樹脂（Ｃ）からなる分散体又は溶液を、形状保持性糸状延伸物（Ａ）の表面に塗布した後乾燥させたり、形状保持性糸状延伸物（Ａ）をかかる分散体又は溶液の中に浸漬して含浸させた後乾燥させる方法を採ることができる。また形状保持性糸状延伸物（Ａ）を成形した後、一旦完全に冷却して被覆層（Ｂ）を形成しても良い。
【００１７】
本発明の形状保持性複合繊維は、形状保持性複合繊維同士を接着することもでき、出来上がったものは形状保持性を有している。例えば、複数本を一箇所に並列に並べたり、縦横に格子状に並べた後、熱をかけて形状保持性複合繊維の表面を溶融して形状保持性複合繊維同士を接着させることができる。こうすることによってシート状にしたりネット状にすることができる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の形状保持性複合繊維は、複数の形状保持性複合繊維を熱融着することによりネット等を製造したり、プラスチックフィルムあるいはシート若しくは紙等に形状保持性を付与するために、形状保持性複合繊維とかかるプラスチックフィルムと熱融着しても形状保持性が損なわれる虞がない。
【００１９】
【実施例１】
形状保持性糸状延伸物の作製
コモノマーとして１．２重量％のプロピレンを含む高密度ポリエチレン（コモノマー含量はＮＭＲにより測定、ＡＳＴＭＤ１２３８により測定されたＭＦＲが０．３５ｇ／１０分、ゲル浸透クロマトグラフィ（ＧＰＣ）により測定された重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）から算出されるＭｗ／Ｍｎが１２、ＡＳＴＭＤ１５０５により測定された密度が０．９５８ｇ／ｃｍ^３、融点１３５℃）を、下記の条件により溶融紡糸し、縦方向に延伸倍率１５倍で延伸した。
押出機：３０ｍｍφ（Ｌ／Ｄ＝２８、圧縮比２．３）
ダイ開口：３０ｍｍ×３．６ｍｍ
成形温度（シリンダー及びダイ）：２９０℃
冷却槽：１４００ｍｍ
引取り速度：４ｍ／分
延伸槽：９５℃水槽（長さ１７００ｍｍ）
アニール槽：１４０℃電熱オーブン（長さ２０００ｍｍ）
巻取り速度：５２ｍ／分
得られた形状保持性糸状延伸物の直径（最大厚み）をノギスで測定すると共に、図１に示す方法で、９０度折り曲げ後、５分間保持した後の戻り角度θを測定した。太さは３０００デニール（０．６８ｍｍ）であり、９０度折り曲げ戻り角度は９度であった。
【００２０】
形状保持性複合繊維の作成
得られた形状保持性糸状延伸物の表面に、エチレン・メタクリル酸共重合体（融点９６℃）を溶融押出し成形して被覆層を形成した。その断面は、被覆層が形状保持性糸状延伸物の表面に均一に形成さた芯鞘構造であって、その断面の形状保持性糸状延伸物と被覆層との面積割合は約１：２であった。得られた繊維の表面を加熱してポリエチレンフィルムの上にのせたところ、フィルムと接着し、繊維の部分でフィルムを折り曲げて放置したところ、フィルムは折り曲げた形状を保持することができた。
【００２１】
【実施例２】
実施例１で作成した形状保持性糸状延伸物の表面に、エチレン・メタクリル酸共重合体（融点９６℃）の液状物を塗布して被覆層を形成した。その断面は、被覆層が形状保持性糸状延伸物の表面に均一に形成さた芯鞘構造であって、その断面の形状保持性糸状延伸物と被覆層との面積割合は約４：１であった。同様の繊維を複数作成して並列に並べて加熱した。並べた繊維は繊維の表面が溶融してお互いに接着した。これを折り曲げて放置したところ、その折り曲げた形状を保持することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】９０度折り曲げ後の戻り角度を示す図面である。

Claims

形状保持性糸状延伸物（Ａ）の表面に、該形状保持性糸状延伸物（Ａ）より融点が低い熱可塑性樹脂（Ｃ）からなる被覆層（Ｂ）を有してなる形状保持性複合繊維。
形状保持性糸状延伸物（Ａ）が、９０度折り曲げ時の戻り角が１０度以下である請求項１記載の形状保持性複合繊維。
熱可塑性樹脂（Ｃ）が形状保持性糸状延伸物（Ａ）の融点より１０℃以上低い融点を有する請求項１又は２記載の形状保持性複合繊維。
形状保持性糸状延伸物（Ａ）が、エチレン系樹脂又はポリエステル系樹脂を主体とする糸状延伸物である請求項１〜３の何れかに記載の形状保持性複合繊維。
形状保持性糸状延伸物（Ａ）と被覆層（Ｂ）の断面の面積割合が、５：１〜１：２である請求項１〜４の何れかに記載の形状保持性複合繊維。
熱可塑性樹脂（Ｃ）が、エチレン・（メタ）アクリル酸共重合体である請求項１〜５の何れかに記載の形状保持性複合繊維。
被覆層（Ｂ）が、形状保持性糸状延伸物（Ａ）に熱可塑性樹脂（Ｃ）を溶融押出し被覆してなる請求項１〜６の何れかに記載の形状保持性複合繊維。
被覆層（Ｂ）が、形状保持性糸状延伸物（Ａ）に熱可塑性樹脂（Ｃ）を塗布又は含浸してなる請求項１〜６の何れかに記載の形状保持性複合繊維。
被覆層（Ｂ）が、形状保持性糸状延伸物（Ａ）に熱可塑性樹脂（Ｃ）の分散体又は溶液を被覆してなる請求項１〜６の何れかに記載の形状保持性複合繊維。