JP2006104606A - 複合繊維及び複合繊維を用いてなる不織布 - Google Patents

Abstract

【課題】 十分なソフト感を有し、かつへたり感のない不織布等の製品を得ることができる熱接着性能を有する複合繊維を提供し、また、このような性能を有する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。
【解決手段】 全酸成分に対して特定式で表されるリン化合物が０.３〜１.５モル％共重合されたポリエステル成分を芯成分とし、ポリオレフィン成分を鞘成分に配した芯鞘型複合繊維であって、単糸繊度が０．５〜３．３デシテックスである。
【選択図】 なし

Description

本発明は、ポリエステル成分とポリオレフィン成分からなる芯鞘型複合繊維であって、へたり感のないソフトな風合いの不織布等の製品を得ることができる複合繊維及び、この複合繊維を用いて得られたへたり感のないソフトな風合いを有する不織布に関するものである。

芯鞘型の複合繊維のうち、少なくとも鞘成分が溶融することによって熱接着性を有する複合繊維は、不織布用途やクッション材用途等に広く使用されている。特に、ポリオレフィンを鞘成分とし、ポリエステルを芯成分とした熱接着性複合繊維は、安価であり、得られる不織布はソフトな風合を有するため、衛生材を中心に広く用いられている（特許文献１参照）。

さらに、近年、使い捨てオムツ、生理用ナプキン等の衛生材料に使用される不織布は、多様化に伴い要求される性能も高度化し、従来一般的であったムレない、モレない、カブレないに加えて、ソフト性も高度に要求されている。特に、これらの表面材に用いる不織布については、糞尿や経血の股への横漏れや、腹部への漏れを防ぐ工夫としてサイドギャザーやウエストギャザー等の漏れ防止対策を行うため、この部分と肌との接触による不快感を軽減する努力がなされている。そこで、一層のソフト性とへたり感のない風合いを有する不織布等を得ることができる熱接着性の繊維が求められている。

特許文献１記載の熱接着性複合繊維は、ある程度得られる不織布にソフト感を付与することはできたが、通常のポリエステル成分を芯成分に用いたものであるため、鞘成分が溶融した後、芯成分のポリエステル成分のみが製品中には存在するが、ポリエステル特有の曲げ剛性の高さのために、得られる不織布等の製品に十分なソフト性を付与することができなかった。
特開平１１−５０３３７号公報

本発明は、上記の問題を解決し、十分なソフト感を有し、かつへたり感のない不織布等の製品を得ることができる熱接着性能を有する複合繊維を提供し、また、このような性能を有する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。

本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討の結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、次の（１）、（２）を要旨とするものである。
（１）全酸成分に対して化学式（Ａ）で表されるリン化合物が０.３〜１.５モル％共重合されたポリエステル成分を芯成分とし、ポリオレフィン成分を鞘成分に配した芯鞘型複合繊維であって、単糸繊度が０．５〜３．３デシテックスであることを特徴とする複合繊維。

（２）（１）記載の複合繊維を６０質量％以上用いてなることを特徴とする不織布。

本発明の複合繊維は、操業性よく得ることができ、得られる不織布等の製品に十分なソフト感とへたり感のない良好な風合いを付与することができる。

そして、本発明の不織布は、本発明の複合繊維を６０質量％以上用いてなるものであるため、ソフト感とへたり感のない良好な風合いを有し、使い捨てオムツ、生理用ナプキン等の衛生材料の表面材に好適に使用することができる。

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の複合繊維は、芯成分にポリエステル成分、鞘成分にポリオレフィン成分を配した芯鞘型複合繊維である。芯成分のポリエステル成分には、化学式（Ａ）で表されるリン化合物が全酸成分に対して０.３〜１.５モル％共重合されている。そして、本発明の複合繊維は熱接着性を有するバインダー繊維として使用することが好ましく、このとき、鞘成分のポリオレフィン成分のみを熱接着成分とし、芯成分のポリエステル成分は不織布等の製品中に存在するものとしてもよいし、芯成分のポリエステル成分も熱接着成分とした全融タイプの複合繊維としてもよい。

ポリエステル成分としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレートを用いることができ、これらを単独あるいはブレンドや共重合したものも用いることができる。さらにはこれらを主体として、イソフタル酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸等のジカルボン酸成分や１，４−ブタンジオール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール等のジオール成分、ビスフェノールＡやビスフェノールＳのエチレンオキシド付加体、及び４−ヒドロキシ安息香酸等のオキシカルボン酸成分等を本発明の効果を損なわない範囲で共重合したものも使用することができる。

そして、ポリエステル成分を熱接着成分としない場合には、ポリエステル成分の融点をポリオレフィン成分の融点よりも２０℃以上高くすることが好ましい。２０℃未満であるとポリオレフィン成分を溶融させる際にポリエステル成分の溶融も生じやすくなる。

化学式（Ａ）で表されるリン化合物としては、リン酸、ジメチルホスフェート、ジエチルホスフェート、ジプロピルホスフェート、ジブチルホスフェート、ジアミルホスフェート、ジヘキシルホスフェート、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリプロピルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリアミルホスフェート、トリヘキシルホスフェート等を用いることができる。

上記のようなリン化合物を共重合させることにより、ポリエステル成分の曲げ剛性を低下させることができ、得られる不織布等の製品のソフト感を向上させることができる。共重合量が０.３モル％未満では、曲げ剛性を低下させることができず、ソフト感の向上効果が乏しくなる。一方、１.５モル％を超えると、ポリマーが三次元化してポリエステルの優れた性質が損なわれ、また、溶融紡糸した際に糸切れなどのトラブルが多発し、操業性が低下するという問題が生じやすくなる。

次に、本発明の複合繊維の鞘成分には、ポリオレフィン成分を用いる。中でもポリエチレンが好ましく、さらには、高密度ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン−１−プロピレン三元共重合体が好ましく、最も好ましいものは高密度ポリエチレンである。

そして、ポリオレフィン成分は熱接着成分となるものであり、融点は１２０〜１９０℃とすることが好ましい。融点が低すぎると繊維の製造工程において、通常の装置での生産が困難となりやすく、融点が高すぎると、熱接着処理の温度を高温にする必要があり、生産性が低下するとともに、ポリマーの性能等も低下しやすくなる。

芯成分、鞘成分ともに、本発明の効果を損なわない限り、必要に応じて酸化チタンなどの艶消し剤、ヒンダートフェノール系化合物等の酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、顔料、難燃剤、抗菌剤、導電性付与剤等が配合されていてもよい。

本発明の複合繊維の芯鞘複合形態は、同芯、偏芯型のいずれであってもよい。また、芯成分と鞘成分の複合比率については、不織布のソフト性を考慮すると、鞘成分の比率（体積比率）を３０〜７０％とすることが好ましい。

本発明の複合繊維の繊度は、０．５〜３．３デシテックスとし、中でも０．７〜２．２デシテックスとすることが好ましい。０．５デシテックス未満では、製糸工程で通常の装置での紡糸、延伸が困難となったり、糸切れが生じることとなり、また、不織布等の製品にする際の加工工程でも操業性が悪化する。３．３デシテックスを超えると、複合繊維の曲げ剛性が大きくなるため、得られる不織布等の製品の風合いが硬くなり、十分なソフト感を付与することが困難となる。

次に、本発明の複合繊維の製造方法の一例について説明する。
本発明の複合繊維は、通常用いられる複合紡糸装置を用いて溶融紡糸することができる。 本発明の熱融着性複合繊維を構成する芯成分のポリエステル成分は、例えば、以下のような方法により製造することができる。まず、ＰＥＴオリゴマーの存在するエステル化反応槽に、エチレングリコール（以下、ＥＧ）／テレフタル酸（以下、ＴＰＡ）からなるスラリーを添加し、反応率９５％のエステル化反応物を得る。このエステル化反応物を重縮合反応缶に移送し、濃度１〜１０質量％のリン酸のＥＧ溶液を所定量添加し、エステル化反応を行った後、重縮合反応触媒を添加して、減圧下、温度２５０〜２８０℃で極限粘度が０．５以上となるまで重縮合反応を行った後、常法で払い出して製造する。

次に、常用の複合紡糸装置を用いて、上記で得られたポリエステル成分を芯成分、ポリオレフィン成分（ポリエチレン）を鞘成分として、紡糸温度２６０〜３００℃で同一吐出孔から紡出させる。この時、ポリオレフィン成分の体積比率が３０〜７０％になるように吐出量を調整する。紡出糸条を冷却装置を用いて吹付風により糸条を冷却した後、油剤を付与し、引取りローラを介して捲取機に捲取る。次いで、得られた未延伸糸を延伸後のトウ繊度が４０〜１３０万デシテックスになるように引き揃え、周速の異なるローラ群間で延伸、熱処理を行う。次いで、延伸したトウを押し込み式捲縮付与装置にて、捲縮を付与した後、仕上げ油剤を付与し、乾燥後、所定の繊維長に切断して目的とする熱融着性複合繊維を得る。

このように、本発明の複合繊維は、捲縮が付与された短繊維とすることが好ましく、捲縮数としては、不織布作成時のカード工程通過性を考慮して、４〜２５ヶ／２５ｍｍとすることが好ましい。また、繊維長は１〜１００ｍｍとすることが好ましい。

次に、本発明の不織布について説明する。
本発明の不織布は、本発明の複合繊維を６０質量％以上用いてなるものであり、中でも８０質量％以上使用することが好ましく、さらには１００質量％使用することが好ましい。８０質量％以上の割合で使用する場合には、ポリエステル成分が接着成分とならず、不織布等の製品中に溶融せずに残存するものとすることが好ましい。

本発明の複合繊維の割合が、６０質量％未満であると、本発明の複合繊維が奏することができるへたり感のないソフトな風合いを付与することが困難となる。

なお、本発明の複合繊維とともに用いる他の繊維としては、本発明の効果を損なわないようにするため、ポリエステル系の繊維であって、単糸繊度が本発明の複合繊維と同様の０．５〜３．３デシテックスのものとすることが好ましい。

本発明の不織布の製造方法を一例を用いて説明する。
本発明の複合繊維と他の繊維を用いる場合は複合繊維と他の繊維を混綿した後、本発明の複合繊維のみを用いる場合は、本発明の複合繊維のみを用意した後、通常のカード機を用いて開繊してカードウエブを作成する。得られたカードウエブをフリーの状態またはパンチングプレート等に挟んで処理するホットエアスルー型熱処理機により弛緩状態で熱処理することにより熱接着処理を行い、少なくとも鞘成分を溶融させて繊維間を接着させて不織布を得る。得られた不織布には、必要に応じて、熱エンボス処理、熱カレンダー処理等を行ってもよい。熱処理の際の温度条件は、熱融着性複合繊維の鞘成分であるポリオレフィンの融点に応じて適宜調整する。

本発明の複合繊維によってへたり感のないソフトな風合いの不織布を提供することができる点について本発明者は次のように考えている。本発明の複合繊維の芯成分であるポリエステル成分は、リン化合物が共重合されていることにより、分子鎖に分岐が生じる。このポリエステル成分を溶融紡糸して、延伸した場合、分岐のある構造が障害となって、通常よりも分子の配向が進みにくくなり、分子の並びはルーズな状態となる。これにより、繊維にソフト性を付与することができる。ただし、分子の並びがルーズになりすぎてもポリエステルの機械的性質、特に曲げ剛性が極端に低下するため、共重合量を０．３〜１．５モル％、単糸繊度を０．５〜３．３デシテックスになるようにする。このように共重合量と単糸繊度を最適な範囲とすることで、得られる不織布等の製品にへたり感のないソフト性を付与することが可能になる。以上のような理由で、本発明のポリエステル成分を芯成分に用いてなる複合繊維は、通常のＰＥＴを芯成分に用いてなる複合繊維と比較して、得られる不織布等の繊維構造物はへたり感のないソフトな風合いのものとなる。

次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。なお、実施例における測定方法および評価方法は次の通りである。
（１） 繊度
ＪＩＳ−Ｌ−１０１５ 繊度の測定方法に準じて測定した。
（２） 紡糸操業性
４８錘で２４時間紡糸を行ったときの切糸回数で評価し、○および△を合格基準とした。
０〜２回：○ 、 ３〜６回：△ 、 ７回以上：×
（３）曲げ剛性（剛軟度）
得られた複合繊維をローラーカード機に通してウエブ（得られた複合繊維のみを使用したウエブ）とし、１３５℃のエアスルー連続熱処理機を通して目付２５ｇ／ｍ^２の不織布を得る。この不織布を２５０ｍｍ（経方向）×２０（緯方向）ｍｍの形状に切断し、これを試料とした。この試料を用いてＪＩＳ−Ｌ−１０８５ 剛軟度 41.5℃ カンチレバー法に準じて測定し、このとき算出する曲げ長さで評価した。曲げ長さが短いとへたりが生じやすく、曲げ長さが長すぎるとソフト感に欠けることから、以下の基準で判定した。
３５ｍｍ未満 ： ソフト感はあるがへたりが生じる
３５〜１４０ｍｍ ： へたりがなくソフト感も良好
１４０ｍｍ超 ：へたりはないがソフト感に乏しい
（４）風合評価
得られた複合繊維を（３）と同様にして不織布とし、この不織布を経、緯１５０ｍｍの大きさに切断したものを試料とし、１０人のパネラーでの手触りによる官能評価試験を実施した。以下の基準で３段階評価し、○および△を合格とした。
○：１０人全員がへたり感のないソフトな風合いであると感じた。
△：８〜９人がへたり感のないソフトな風合いであると感じた。
×：へたり感のないソフトな風合いであると感じた人数が７人以下であった。

実施例１
ＰＥＴオリゴマーの存在するエステル化反応缶にＴＰＡとＥＧのスラリー（モル比ＴＰＡ／ＥＧ＝1／1.6）を連続的に供給し、反応率９５％のエステル化反応物を連続的に得た。このエステル化反応物を重縮合反応缶に移送し、濃度３質量％のリン酸のＥＧ溶液をポリエステルの全酸成分に対してリン酸の共重合量が０．８モル％となる量）を添加した後、エステル化反応を行った。その後、重縮合触媒を添加し、重縮合反応を行い、常法により払い出してペレット化することにより、ペレット状のポリエステル成分（融点２４３℃）を得た。
そして、鞘成分として融点１３０℃の高密度ポリエチレン〔日本ポリエチレン社製、ノバテック（登録商標）ＨＤ〕を用い、常用の複合紡糸装置を用いて、上記で得られたポリエステル成分を芯成分として、紡糸温度２８０℃で５００孔の同芯芯鞘タイプのスピナレットから総吐出量１６０ｇ／分の条件で紡出させた。この時、高密度ポリエチレンの比率（体積比率）を６０％になるように設定して行った。
紡出糸条を冷却装置を用いて吹付風により冷却した後、油剤を付与し、９００ｍ／分に設定した引取りローラを介して捲取機に捲取った。次いで、得られた未延伸糸を延伸後のトウ繊度が８０万デシテックスになるように引き揃え、周速度の異なるローラ群間で２．５倍の延伸倍率で延伸し、１１０℃の熱処理を行った。続いて延伸トウを押し込み式捲縮付与装置にて、捲縮数が１５ヶ／２５ｍｍになるように機械捲縮を付与した後、仕上げ油剤を付与し、１１０℃で乾燥熱処理後、３８ｍｍの繊維長に切断して、単糸繊度１．６デシテックスの複合繊維を得た。

実施例２、３、比較例１、２
ポリエステル成分中のリン酸の共重合量を表１に示す値に変更した以外は、実施例１と同様に行い、複合繊維を得た。

実施例４、５、比較例３、４
総吐出量を変更し、単糸繊度が表１に示す値になるようにした以外は、実施例１と同様に行い、複合繊維を得た。

比較例５
芯成分として融点１７５℃のポリプロピレンを用い、紡糸温度を２３０℃に変更した以外は実施例１と同様に行い、複合繊維を得た。
実施例１〜５、比較例１〜５で得られた複合繊維の操業性、複合繊維から得られた複合繊維の曲げ剛性、風合評価の結果を表１に示す。

表１から明らかなように、実施例１〜５で得られた複合繊維は製糸操業性よく得ることができ、また、これらの複合繊維から得られた不織布はへたり感のないソフトな風合を有するものであった。
一方、比較例１の複合繊維は、芯成分であるポリエステル成分に共重合したリン酸の量が少なすぎたため、得られた不織布は曲げ剛性を低下させることができず、ソフト感に乏しいものとなった。比較例２の複合繊維は、芯成分中のリン酸の共重合量が多すぎたため、比較例３の複合繊維は繊度が低すぎたため、ともに紡糸での操業性が著しく悪化し、繊維の採取ができなかった。比較例４の複合繊維は、繊度が高すぎたため、得られた不織布は曲げ剛性を低下させることができず、ソフト感に乏しいものとなった。比較例５の複合繊維は、芯成分がポリプロピレンであったため、得られた不織布は曲げ剛性が低すぎ、ソフト感は有していたが、へたり感のある不織布となった。

実施例６、比較例６
実施例１の複合繊維をバインダー繊維とし、主体繊維として、繊度２．２デシテックス、繊維長４４ｍｍのＰＥＴ繊維を用いて、上記の（３）曲げ剛性の測定方法と同様にして不織布を作成した。このとき、両繊維の混綿比率（質量比率）を表２に示すような値となるように変更して行った。

表２から明らかなように、実施例６の不織布はへたり感がなく十分なソフト感を有するものであった。一方、比較例６の不織布は、本発明の複合繊維の混合割合が少なすぎたため、へたり感はないが、ソフト感に乏しいものとなった。

Claims (2)

1. 全酸成分に対して化学式（Ａ）で表されるリン化合物が０.３〜１.５モル％共重合されたポリエステル成分を芯成分とし、ポリオレフィン成分を鞘成分に配した芯鞘型複合繊維であって、単糸繊度が０．５〜３．３デシテックスであることを特徴とする複合繊維。
   
2. 請求項１記載の複合繊維を６０質量％以上用いてなることを特徴とする不織布。