JP2007113156A - 熱接着性長繊維 - Google Patents

Abstract

【課題】 鞘成分として低融点の共重合ポリエステルを用いたにもかかわらず、この長繊維を使用して得られるメッシュシートやネット等の熱接着後の成形品の柔軟性を向上させることができる熱接着性長繊維を提供する。
【解決手段】 鞘成分が融点１４０〜１８０℃の共重合ポリエステル、芯成分が鞘成分より高融点であるポリアミドで構成された熱接着性複合繊維であり、切断強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である熱接着性長繊維。鞘成分は、テレフタル酸成分、脂肪族ラクトン成分、エチレングリコール成分及び１，４−ブタンジオール成分を含有する共重合ポリエステルであることが好ましい。
【選択図】 なし

Description

本発明は、メッシュシートやネット等の産業用資材や家庭用資材を得るのに好適な熱接着性長繊維に関するものである。

従来、メッシュシート等を構成する繊維の交点部の固定や、ターポリン用布帛などの通水性が重要視される用途では、塩化ビニル樹脂などの樹脂を用いて加工が行われている。

しかし、近年、塩化ビニル樹脂などは環境への影響が問題視され、樹脂加工を行わない加工方法が検討されるようになってきた。

その一つとして、鞘部が低融点成分である芯鞘型のポリエステル系熱接着性長繊維を用いて、製編織した後、熱処理を行って低融点成分を溶融又は軟化させ、交点部を固定したメッシュシートや網目形状を固定したネット等が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。

また、このようなメッシュシートやネットを得る際、成形品の着色を行うには熱接着性長繊維自体が着色された原着糸が使用される。このような繊維として本発明者らは、特許文献３に示すように、芯成分に着色顔料を含有するポリエステルを用いた原着熱接着性長繊維を提案した。

しかし、このような芯成分、鞘成分の両方にポリエステルを用いた熱接着性長繊維は、通常の繊維と混繊或いは合撚して用いる場合はあまり問題視されないが、熱接着性長繊維を単独で用いる場合、製編織した後、鞘成分を溶融あるいは軟化させて熱接着処理を行うと、マルチフィラメントの熱接着性長繊維がモノフィラメント状に接着して成形品のメッシュシートやネットが硬くなるため、柔軟性が必要とされる用途においては好ましくなかった。
特開２００１−２７１２４５号公報 特開２００１−２７１２７０号公報 特開２００４−３３２１５２号公報

本発明は、上記の問題を解決し、鞘成分として低融点の共重合ポリエステルを用いたにもかかわらず、この長繊維を使用して得られるメッシュシートやネット等の熱接着後の成形品の柔軟性を向上させることができる熱接着性長繊維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した結果、本発明に到達した。

すなわち、本発明は、次の構成を要旨とするものである。
（１）鞘成分が融点１４０〜１８０℃の共重合ポリエステル、芯成分が鞘成分より高融点であるポリアミドで構成された熱接着性複合繊維であり、切断強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることを特徴とする熱接着性長繊維。
（２）鞘成分がテレフタル酸成分、脂肪族ラクトン成分、エチレングリコール成分及び１，４−ブタンジオール成分を含有する共重合ポリエステルである上記（１）記載の熱接着性長繊維。

本発明の熱接着性長繊維は、鞘成分として低融点の共重合ポリエステルを用いたにもかかわらず、芯成分として鞘成分より高融点で、かつ柔軟性に優れたポリアミドを用いているため、この長繊維を使用して得られるメッシュシートやネット等の熱接着後の成形品の柔軟性を向上させることが可能となる。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明の熱接着性長繊維は、主にメッシュシートやネット等の産業資材や生活資材用途に用いられるため、高い接着力と強度が必要とされ、また、良好な製糸性を得るためにも、繊維断面形状は芯成分を補強成分とし、鞘成分を接着成分とする芯鞘構造とすることが必要である。

次に、鞘成分は、結晶化速度が速く、製糸時の冷却や熱接着加工後の冷却が容易であるため、成形加工性に優れた共重合ポリエステルを用いることが必要である。

このような共重合体は、２塩基酸又はその誘導体の１種もしくは２種以上と、グリコール系の１種もしくは２種以上とを反応させて得ることができる。

２塩基酸又はその誘導体の例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、Ｐ−オキシ安息香酸、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等の芳香族２塩基酸、シュウ酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカンジカルボン酸の脂肪族２塩基酸、１，２−シクロブタンジカルボン酸等の脂肪族２塩基酸、脂肪族ラクトン成分等が挙げられる。

一方、グルコール類の例としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンタンジオール、Ｐ−キシレンクリコール等やポリエチレングルコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリアルキレングリコール類が挙げられる。

これらの２塩基酸又はその誘導体の１種もしくは２種以上と、グリコール系の１種もしくは２種以上からなる重合体は、熱的に安定性が良好であると共に、原料が比較的安価に供給されるので工業的に有利である。

その中でも、特にテレフタル酸成分、脂肪族ラクトン成分、エチレングリコール成分及び１，４−ブタンジオール成分からなる共重合ポリエステルは、耐熱性や溶融流動性に優れるため成形加工性の面からもより好ましい。なお、脂肪族ラクトン成分としては、炭素数４〜１１のラクトンが好ましく、特に好ましいラクトンとしては、ε−カプロラクトン（ε−ＣＬ）が挙げられる。

そして、鞘成分の融点は、芯成分の融点より低く、１４０〜１８０℃であり、好ましくは１４０〜１７０℃である。融点が１４０℃より低いと、使用される用途が限られるようになり、また、融点が１８０℃よりも高いと溶融接着時の加熱温度が高くなり、コスト面で不利益となるばかりでなく、溶融接着温度が高くなるので芯成分が強度低下を起こすようになる。

したがって、本発明においては、芯成分であるポリアミドとの融点差は４０〜８０℃程度とすることが好ましい。

また、鞘成分の相対粘度（ηrel）は１．３０〜１．５０とすることが好ましい。鞘成分の相対粘度（ηrel）が１．３０より小さいと複合形態の斑が発生しやすく、また、１．５０より大きいと溶融熱接着時の流動性が悪くなって、接着斑が発生しやすくなるので好ましくない。

次に、本発明の熱接着性長繊維の芯成分は、繊維及び成形品の柔軟性を向上させるため、一般的にポリエステルと比較して柔軟性に優れたポリアミドを用いることが必要である。ポリアミドとしてはナイロン６、ナイロン６６等を採用することができるが、その中では、安価で汎用性に優れたナイロン６を主成分に用いるのが好ましい。

芯成分の相対粘度（ηrel）は２．０〜３．０が好ましく、芯成分の相対粘度（ηrel）が２．０より低くなると強度が劣るようになり、また、３．０より高くなると、鞘成分が低融点であり、延伸時に十分な熱処理が行えず、熱収縮率が高くなるので好ましくない。

本発明の熱接着性長繊維においては、芯鞘質量比は１：２〜５：１が好ましく、鞘成分がこの範囲より大きくなると、高強度が得られ難くなる。また、鞘成分がこの範囲より小さくなると、繊維全体として接着力が低下しやすい。

次に、本発明の熱接着性長繊維の切断強度は３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、好ましくは３．５〜６．０ｃＮ／ｄｔｅｘである。切断強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘよりも低いと用途が限られるようになって好ましくなく、また、高くなりすぎると延伸倍率を高くする必要があるため、前記したように熱収縮率が高くなって熱接着加工時の寸法変化が大きく、加工性に劣るものとなる。

また、切断伸度は、強度や延伸性を考慮にいれると２０〜４０％の範囲にするのが好ましい。

本発明の熱接着性長繊維の断面形状は特に限定されるものではなく、丸断面のみならず、多角形や多葉形状の異形のものでもよい。中でも紡糸性や延伸性に優れている、芯成分と鞘成分が同心円状に配置された丸断面形状とすることが好ましい。また、この長繊維はモノフィラメント、マルチフィラメントいずれで用いてもよいが、この長繊維から得られる成形品の柔軟性をよくするためにはマルチフィラメントが好ましい。長繊維の単糸繊度は、延伸性や紡糸時の冷却の面から４〜２０ｄｔｅｘ程度が好ましい。

本発明の熱接着性長繊維は、芯成分又は鞘成分、あるいは両成分に着色顔料等の着色剤を含有させて原着繊維としてもよく、また、芯成分には本来の性質を損なわない程度に共重合物や各種添加剤を含有させてもよい。

次に、本発明の熱接着性長繊維の製造方法について、一例を用いて説明する。

本発明の熱接着性長繊維は常用の溶融複合紡糸装置で製造することができるが、一旦未延伸糸で巻き取ると、鞘成分である共重合ポリエステルが低融点であることと、ガラス転移温度（ＴＧ）の低いものが多く、解舒性等の問題が発生しやすいので、一旦巻き取ることなく連続して延伸を行い、配向結晶化を促進させた後に巻き取るスピンドロー法が好ましく、コスト面でも有利である。スピンドロー法における巻き取り速度は２０００〜４０００ｍ／分程度が好ましく、この範囲より遅いと生産性が劣り、速いと製糸性や強度が劣るようになりやすい。

本発明の熱接着性長繊維は、そのままあるいは撚り等の後加工を施して使用することができ、また、他の繊維と混繊して使用してもよい。

本発明の熱接着性長繊維を用いて得られる布帛としては、例えば製編織により得られるメッシュシートやネット状の布帛が挙げられるが、組織のすべてに本発明の長繊維を用いたもののみならず、用途や目的により組織の一部に用いてもよい。

本発明の熱接着性長繊維は、鞘成分として低融点の共重合ポリエステルを用いたにもかかわらず、芯成分として鞘成分より高融点で、かつ柔軟性の優れたポリアミドを用いているため、この長繊維を使用して製編織した後、鞘成分を溶融あるいは軟化させて熱接着処理を行っても、マルチフィラメントの熱接着性長繊維がモノフィラメント状に接着しても成形品のメッシュシートやネットが硬くなることがない。このため、製編織して得られる例えばメッシュシートやネット等の熱接着後の成形品の柔軟性を向上させることが可能となり、柔軟性が必要とされる用途においても好ましく使用することができる。

次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。なお、実施例における各物性値は、次の方法で測定した。
（ａ）ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、共重合ポリエステルの相対粘度
フェノールと四塩化エタンとの等質量混合物を溶媒とし、濃度０．５ｇ／ｄｌ、温度２０℃で測定した。
（ｂ）ナイロン６の相対粘度
９６％硫酸を溶媒とし、濃度１．０ｇ／ｄｌ、温度２５℃で測定した。
（ｃ）切断強伸、切断伸度
ＪＩＳＬ−１０１３に従い、島津製作所製オートグラフＤＳＳー５００を用い、つかみ間隔２５ｃｍ、引っ張り速度３０ｃｍ／分で測定した。
（ｄ）融点
パーキンエルマー社製の示差走査熱量計ＤＳＣー７型を使用し、昇温速度２０℃／分で測定した。
（ｅ）柔軟性
得られた長繊維を、各々１２０Ｔ／ｍのＳ撚りを掛けて経糸と緯糸に用い、織り密度２０．５本×１９．５本／２．５４ｃｍの原反を作製し、温度１７０℃の乾熱オーブン内で２分間熱処理を行い、得られたメッシュシートの柔軟性を手の感触で判定を行った。
○・・・柔軟性が優れる。
×・・・柔軟性が劣る。

実施例１
芯成分として、相対粘度（ηrel）２．６のナイロン６（融点２１５℃）を用い、鞘成分として、テレフタル酸とエチレングリコールとのエステル化反応で得られたテレフタル酸成分とエチレングリコール成分とのモル比が、１：１．１３のＰＥＴオリゴマーに、ε−カプロラクトンを酸成分に対して１５モル％及び１，４−ブタンジオールをジオール成分に対して５０モル％の割合で共重合された、相対粘度（ηrel）１．４０、融点１６０℃の共重合ポリエステルを用いた。
そして、常用の溶融複合紡糸装置を用い、孔直径が０．５ｍｍの芯鞘型の溶融複合紡糸口金を装着し、温度２６０℃、芯鞘質量比を３：１で紡出した。紡糸した糸条を長さ１５ｃｍ、壁面温度２００℃に加熱された加熱筒内を通過させた後、長さ１５０ｃｍの横型吹き付け装置で、冷却風温度１５℃、速度０．７ｍ／秒で冷却した。
次いで、油剤を付与して非加熱の１ローラに引き取り、連続して温度９０℃の２ローラで１．０２倍の引き揃えを行い、その後、温度１４０℃の３ローラで５．０倍の延伸を行い、温度１２０℃の４ローラで３％の弛緩処理を行って、１％のリラックスを掛けて速度３０００ｍ／分のワインダーに巻き取り、５５５ｄｔｅｘ／４８フィラメントの同心丸断面形状の熱接着性長繊維を得た。

実施例２
芯鞘質量比を１：１とした以外は、実施例１と同様にして熱接着性長繊維を得た。

比較例１
芯成分に相対粘度（ηrel）が１．４５、融点２５４℃のＰＥＴを用い、温度２８０℃で紡出した以外は、実施例１と同様にして熱接着性長繊維を得た。

比較例２
芯鞘質量比を１：１とした以外は、比較例１と同様にして熱接着性長繊維を得た。

実施例１〜２及び比較例１〜２で得られた長繊維の評価結果を表１に示す。

表１から明らかなように、実施例１〜２で得られた長繊維は、切断強度が優れ、熱処理後のメッシュシートは柔軟性に優れていた。
一方、比較例１〜２で得られた長繊維は、切断強度は優れているが、熱処理後のメッシュシートは柔軟性が劣るものであった。

Claims (2)

1. 鞘成分が融点１４０〜１８０℃の共重合ポリエステル、芯成分が鞘成分より高融点であるポリアミドで構成された熱接着性複合繊維であり、切断強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることを特徴とする熱接着性長繊維。
2. 鞘成分がテレフタル酸成分、脂肪族ラクトン成分、エチレングリコール成分及び１，４−ブタンジオール成分を含有する共重合ポリエステルである請求項１記載の熱接着性長繊維。