JP2006500484A - 偏心ポリエステル−ポリエチレン−２成分繊維 - Google Patents

Abstract

本発明は、感触が柔らかであり、潜在的なクリンプ性が改善されたスキン／コアタイプの偏心２成分繊維の製造方法に関するものである。繊維の断面に対するスキン部分が３５〜７０％である偏心スキン／コア繊維が、コア成分としてのポリエステル及びスキン成分としてのポリエチレンを、６００〜２，０００ｍ／分の紡糸速度で、融解紡糸することによって製造される。このようにして得られた繊維を、４０〜７０℃の温度でかつＶＶ_ｍａｘ±２０％の比で延伸した後、クリンプ状に圧縮する。このようにして製造される、繊維は、感触が非常に柔らかく、潜在的なクリンプ性をさらに有する。このような繊維は、オムツ、包帯、挿入物、綿の詰め物などを製造することを目的として、衛生不織布、及びすべての種類の衛生織物フラットアイテムなどの衛生製品を製造するのに特に適している。

Description

明細書
本発明は、コアが偏心して配置され、繊維の感触が非常に柔らかくかつ繊維の潜在的なクリンプ加工性(latent crimp)が高い、コア成分としてポリエステル及びスキン成分としてポリエチレンを有するコア／スキンタイプの２成分繊維に関するものである。

特性プロフィールのバランスがとれているため、ポリエステル繊維は、今や最も広く使用される合成繊維のうちの一つである。特に、特定の用途を目的としてさらに特定の性質を有するポリエステル繊維を開発しようとして、近年、多大な努力がなされている。

ポリエチレンまたはポリプロピレンなどの、ポリオレフィンの繊維に比べて、ポリエステル繊維は、同じ繊度でも感触がより硬い。例えば、衛生織物製品、例えば、オムツや衛生用タオル等の、用途によっては、このようなより硬い感触は欠点とみなされる。このことはまた、相当する不織布等の衛生織物製品にもいえる。

この感触を改善する多くの試みがなされている。例えば、ポリオレフィン２成分繊維及びそれから製造される不織布が、ＥＰ ０ ２７７ ７０７ Ａ２に記載される。

ここで記載される繊維は、中でも、ポリエステルコアならびにエチレン及び４〜８炭素原子を有しかつ１〜５０重量％の結晶性ポリプロピレンを有する少なくとも一のα−オレフィンの線状低密度共重合体の混合物からなるスキンを有するコア／スキン繊維であってもよい。

ここに記載されるコア／スキンフィラメントのけん縮したアーク(crimping arc)の数は大きいことが望ましいが、このような繊維から製造された不織布の容積でさえすべての必要条件を満たさない。

けん縮したアークが得られた非対称フィラメント構造によりさらに形成されるように、紡糸ノズルから出てきた溶融紡糸フィラメントを一方の側でより強く冷却する、ＤＥ １ ７６０ ７５５に報告されるけん縮性を改善する方法でさえ、本発明によって達成される利点を示す繊維を製造することはできない。

ＪＰ ０２ １３９ ４１５ Ａ２に従って得られる繊維などの繊維もまた感触及び潜在的なクリンプ性に関する必要条件すべてを満たすことができない。ここに記載される方法は、実質的にポリエチレンテレフタレートから構成される一の成分、ならびにエチレングリコール、テレフタル酸及びイソフタル酸ならびにスルホネート基を有する芳香族ジカルボン酸から製造されるポリエステルから構成される第２の成分のフィラメントをサイド−バイ−サイドに紡糸することからなる。

ＪＰ ２ １４５ ８１１ Ａに記載される、潜在的なクリンプ性を有する２成分繊維の製造方法もまた、特に柔軟な感触及び潜在的なクリンプ性が改善されるという特性を有する繊維を製造することはできない。

最後に、ＥＰ ０ ４９６ ７３４ Ｂ１について述べる。これには、染色可能な熱可塑性２成分繊維と熱で結合する、ポリエステル、ポリアミド、シルク等の、高負荷(high duty)繊維を含む、ウェットな条件で製造されない、熱で結合する繊維製品が記載される。２成分繊維のサイド−バイ−サイド配置に加えて、非対称構造を有する、コア／スキン配置もまた記載される。

繊維、特に良好なクリンプ性能を有する２成分繊維の製造方法のすべてにわたって記載してきたが、熱作用を含むさらなる発達プロセスで特に製造でき、けん縮したアーク(crimping arc)の数を増加できる、特に柔らかい感触を有し、潜在的なクリンプ性が改善されるという特徴を有する２成分タイプの改良された繊維に対する要求が依然としてある。本発明のさらなる目的は、簡単にかつ低いエネルギーコストで操作する、非常に多数のけん縮したアークが適当なプロセスパラメーターを選択することによって達成される簡単な方法を提供することである。

この目的は、コア成分としてのポリエステル及びスキン成分としてのポリエチレンを、６００〜２，０００ｍ／分、好ましくは６００〜１，４００ｍ／分の紡糸速度で、融解紡糸することによって、繊維の断面積に対するスキン部分が３５〜７０％である、偏心コア／スキン繊維を製造し、このようにして得られた繊維を４０〜７０℃の温度でかつＶＶ_ｍａｘ±２０％の比で延伸した後、圧縮けん縮する(stuff-crimp)ことによって、柔らかな感触を有しかつ潜在的なクリンプ性(latent crimp)が改善される、コア／スキンタイプの偏心２成分繊維の製造方法によって達成される。ＶＶ_ｍａｘは、１ｃｍ当たりのアークの数が最大に達する際の延伸比を意味し、以下に示されるようにして測定される。

延伸は、好ましくは、５０〜６０℃の温度で行なわれる。２成分繊維は、図１に図示されるように、コア成分がスキン成分の外側の端に達する際に最終のまたは最大の偏心性に達する、最終の偏心性を有するコア／スキン繊維として製造されることが好ましい。ポリエチレンテレフタレートがポリエステルとして理想的である。公知の、及び特に市販のタイプのポリエチレンをスキン成分のポリエチレンとして使用してもよい。

これらとしては、特に、０．９４１〜０．９６５ｇ／ｃｍ^３の範囲の密度を有する線状高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）及び低密度ポリエチレン（ＬＯＰＥ）の範囲内の密度を有する線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、及び約０．１〜０．９４ｇ／ｃｍ^３の範囲の密度を有する線状中密度ポリエチレン（ＬＭＤＰＥ）などの繊維形成線状エチレンポリマーが挙げられる。

線状エチレンポリマーの密度は、標準的なＡＳＴＭ Ｄ−７９２に従って測定される；これに関する適当な定義はＡＳＴＭ Ｄ−１２４８に見出される。

これらのポリマーは、配位触媒を用いて製造されてもよい；これらは、モノマーが重合されてポリマーの主鎖になる際に形成されるものなど、側鎖を本質的に持たないので、通常、線状ポリマーとして知られている。

ＬＬＤＰＥは、エチレンが、１アルケン分子当たり３〜１２炭素原子、特に４〜５炭素原子を有する、少量のα−βエチレン性不飽和アルケンと重合した低密度線状エチレンポリマーである。

２〜７ｄｔｅｘの繊度を有する繊維を製造することが好ましく、この繊度の指標は延伸後の繊維に関するものである；延伸は、１．４〜２．４±２０％の範囲のＶＶ_ｍａｘ比で行なわれることが好ましい。

本発明のさらなる目的は、衛生製品を製造することを目的とする上記方法に従って製造される２成分繊維の使用である。２成分繊維は、好ましくは衛生織物、特に不織布を製造することを目的とする。特に好ましい用途は、オムツ、タオル、ライナーなどの製造である。

コア成分は、公知の溶融紡糸可能なポリエステル材料から構成されてもよい。繊維の製造に適するすべての既知のタイプが、原則として、ポリエステル材料として考えられる。このようなポリエステルは、芳香族ジカルボン酸及び脂肪族ジオール由来である成分から実質的に構成される。一般的に使用される芳香族ジカルボン酸成分は、ベンゾールジカルボン酸の、特にテレフタル酸及びイソフタル酸の２価残基である；一般的に使用されるジオールは、２〜４炭素原子を有し、エチレングリコールが特に適当である。

少なくとも８５モル％がポリエチレンテレフタレートから構成されるポリエステル材料が特に好ましい。残りの１５モル％は、ジカルボン酸単位及びいわゆる修飾剤として作用し、専門家が特定の様式で製造される繊維の物理及び化学特性にさらに影響を与えることができるグリコール単位から構成される。このようなジカルボン酸単位の例としては、イソフタル酸のまたは脂肪族ジカルボン酸の、例えば、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸の残基がある；修飾作用を有するジオール残基の例としては、長鎖のジオールの、例えば、プロパンジオール若しくはブタンジオールの、ジ−若しくはトリエチレングリコールのまたは、少量で使用される際には、５００〜２０００ｇ／モルの分子量を有するポリグリコールの残基がある。

少なくとも９５モル％のポリエチレンテレフタレートを含むポリエステル、特に非修飾のポリエチレンテレフタレートのポリエステルが特に好ましい。このようなポリエステルは、一般的に、２５℃でジクロロ酢酸における溶液で測定した際に、０．５〜１．４（ｄｌ／ｇ）の固有粘度（ＩＶ）と等価の分子量を有する。

より低い溶融成分、即ち、ポリエチレンは、不織布、他の織物及び他の衛生製品の製造における結合材として機能してもよいあるいは機能しなければならないため、ポリエステル成分の融点は、ポリエチレン成分の融点とは少なくとも３０℃相違することが重要である。

適当なノズルを有する、従来技術の装置が、コアが偏心位置を占めるコア／スキンプロフィールを有する繊維を製造するのに使用されてもよい。コアが、断面において、中心に及び対称的に位置せずに、偏心して位置することが必須である。コアは、可能な限り中心から末端側に配置されることが好ましく、極端に偏心している、即ち、コア成分が、図１に示される位置に従って、スキン成分の端に達する位置、即ち、断面の末端の接線方向に共通する少なくとも一点を有することが特に好ましい。本発明による方法における紡糸速度は、６００〜２，０００ｍ／分、好ましくは６００〜１，４００ｍ／分である。

ノズルのエスケープ面でのエスケープ速度(escape speed)は、所望の繊度、即ち、約２〜７ｄｔｅｘの繊度を有する繊維を製造できるように、紡糸速度及び延伸比に一致させる。

紡糸速度は、固化したフィラメントを引き抜く速度であると解される。このようにして引き抜かれたフィラメントは、延伸領域に直接案内されてもあるいはまず巻かれた後にＶＶ_ｍａｘ比で延伸されてもいずれでもよい。

必要なＶＶ_ｍａｘ比は、以下のようにして測定される。

上記したものなどの、コア／スキンタイプの２成分フィラメントを、コアが偏心位置になるように紡糸し、次に、約１０サンプルを１．２〜２．６の異なる比率でそれぞれ延伸する。この際、延伸比は、約０．１ずつ変化させる、即ち、１．２、１．３、１．４…２．６とする。

すべてのサンプルについて、４０〜７０℃の同じ温度で、好ましくは５５℃で延伸を行なう。次に、サンプルをスタッファーボックス(stuffer box)中でクリンプ加工する。スタッファーボックス中でクリンプ加工した後、繊維を、３分間、１２０℃で熱処理する。次に、１ｃｍ当たりのアークの数を各サンプルで計測して、クリンプＫ１(crimping K1)をＤＩＮ スタンダード ５３８４０に従って測定する。得られた値を延伸比の関数としてグラフに表わす。

図２は、３．０ｄｔｅｘの繊度及び５０：５０のコア／スキン比を有する繊維に関するＶＶ_ｍａｘの値の適当な測定結果を示すものである。ＶＶ_ｍａｘ値は１．７である。

ＶＶ_ｍａｘ値は、アーク／ｃｍ曲線（Ｙ軸として）の数が最大の場合の延伸比（Ｘ軸）として読み取り、本発明による方法のプロセスパラメーターとして機能する。これは、コア／スキン比が５０：５０であり、延伸後の繊度が３ｄｔｅｘである偏心２成分繊維を本発明に従って製造する際の最適値である。同様にして、２〜７ｄｔｅｘの範囲の、他の繊度及び他のコア／スキン比を有する２成分繊維に関するＶＶ_ｍａｘ比は、相当する試験によって測定できる。

最大クリンプＫ１は、アークの数の最大値に相当するが、そうである必要はない。図３はまた、ＶＶの関数としてのクリンプＫ１の展開を示す。

ＶＶ_ｍａｘを測定した後に、本発明による方法が生産規模で行なわれる。

次に、ＶＶ_ｍａｘ比で延伸した繊維は、圧縮けん縮される(stuff-crimped)。圧縮けん縮された繊維は、ステープルファイバー状に切断された後、適当な製品、特に織物製品、好ましくは衛生製品、衛生織物製品、衛生不織布、オムツ、タオルまたはライナーなどに、さらには脱脂綿の詰め物(cotton wool buds)などに、加工される。

本発明による方法の結果、繊維には、さらなる加工中に、約１００℃を超える温度での熱処理によって開始されうるさらなる潜在的なクリンプ性が付与される。ここで、スタッファーボックス中でのクリンプ加工によって既に得られたアークの数はさらに増加する。

したがって、繊維は、柔らかな感触を持つだけでなく、相当する製品の嵩を改善できる。不織布は、スキン成分が柔らかくなるまたは溶融し始める温度での適当な熱処理によって適度に強化することができる。

特に驚くべきことには、相対的に低い延伸比で本発明による方法を用いることによって、圧縮けん縮によるアークに加えて、潜在的なクリンプ能の開始によりアークの数が増した繊維を得ることができることを発見した。これは、潜在的なクリンプ能の強度の増加は、延伸が連続して増加する場合にのみ起こると一般的に考えられているため、特に驚くべきことであった。

本発明を下記実施例によってさらに詳細に説明する。

実施例
標準的なポリエステルのコアが偏心し、スキンにポリエチレンを有する断面を有する紡糸製品を、２成分紡糸装置で製造する。５０／５０のコア／スキン比の、全体の押出量は、８２７ホールのノズルで１紡糸ポイント当たり３８０ｇ／分であった。設定された個々の紡糸繊度は４．６０ｄｔｅｘであった。延伸速度は１，０００ｍ／分であった。ポリエステルの物質温度は２８５℃であり、ポリエチレンの物質温度は２６５℃であった。紡糸フィラメントを、５００ｍｍの吹込長にわたって、２８０ｍ^３／ｈの空気量で、４０℃の空気温度で、内部／外部吹込をする(internal/external blowing)ことによって冷却した。また、これらを一緒にまとめる前に、一般的な艶出し加工で調製した。

次に、この紡糸製品を、公知の繊維のベルトコンベヤーに供給して、さらに加工した。特に３．０ｄｔｅｘの最終繊度の場合における、所定領域での延伸を回転ロール間で１．７の延伸比で行なった。延伸を開始したロール温度は５０℃であった。ケーブルを次に乾燥した後、再度１０５℃の回転ロール上で、繊維ケーブルをスタッファーボックスクリンプ加工機で機械的にクリンプ加工した後、フラットベルトドライヤーで６０℃で乾燥した。繊維を公知のステープルファイバー切断機械で切断した。

コア成分がスキン成分の外側の端に達するように偏心して存在する２成分繊維の概略図である。 ３．０ｄｔｅｘの繊度及び５０：５０のコア／スキン比を有する繊維に関するＶＶ_ｍａｘの値の適当な測定結果を示すグラフである。 ＶＶの関数としてのクリンプＫ１の展開を示すグラフである。

Claims (12)

1. 繊維の断面積に対するスキン部分が３５〜７０％である、偏心コア／スキン繊維を、コア成分としてのポリエステル及びスキン成分としてのポリエチレンを、６００〜２，０００ｍ／分の紡糸速度で、融解紡糸することによって製造し、このようにして得られた繊維を４０〜７０℃の温度でかつＶＶ_ｍａｘ±２０％の比（この際、ＶＶ_ｍａｘは１ｃｍ当たりのアークの数が最大に達する際の延伸比を意味する）で延伸した後、圧縮けん縮する、柔らかな感触を有しかつ潜在的なクリンプ性が改善されるコア／スキンタイプの偏心２成分繊維の製造方法。
2. 紡糸速度が６００〜１，４００ｍ／分である、請求項１に記載の方法。
3. 延伸は５０〜６０℃の温度で行なわれる、請求項１または２に記載の方法。
4. ２成分繊維は、偏心性の高いコア／スキン繊維として製造される、請求項１〜３の少なくとも１項に記載の方法。
5. ポリエチレンテレフタレートがポリエステルとして使用される、請求項１〜４の少なくとも１項に記載の方法。
6. 繊維は、延伸後、２〜７ｄｔｅｘの繊度で製造される、請求項１〜５の少なくとも１項に記載の方法。
7. 延伸は、１．４〜２．４±２０％の範囲のＶＶ_ｍａｘ比で行なわれる、請求項１〜６の少なくとも１項に記載の方法。
8. 衛生製品を製造するための請求項１〜７の少なくとも１項に記載の方法に従って製造される２成分繊維の使用。
9. 衛生織物を製造するための請求項８に記載の使用。
10. 不織布を製造するための請求項９に記載の使用。
11. オムツを製造するための請求項９または１０に記載の使用。
12. タオルまたはライナーを製造するための請求項９または１０に記載の使用。

Images