JP2011017104A - 繊維構造体および繊維製品 - Google Patents

Abstract

【課題】高性能な吸音特性または断熱特性を有する繊維構造体、および該繊維構造体を用いてなる繊維製品を提供する。
【解決手段】非弾性捲縮短繊維と、該非弾性捲縮短繊維を構成するポリマーよりも４０℃以上低い融点を有するポリマーが熱融着成分としてその表面に配された熱接着性複合短繊維とを含む繊維構造体であって、前記非弾性捲縮短繊維として、ポリエステルからなり単繊維径ＤＡが５００〜１０００ｎｍであるポリエステル繊維Ａを含む。
【選択図】なし

Description

本発明は、高性能な吸音特性または断熱特性を有する繊維構造体、および該繊維構造体を用いてなる繊維製品に関する。

従来、吸音材や断熱材に用いられる繊維構造体として、非弾性捲縮短繊維と、該非弾性捲縮短繊維を構成するポリマーよりも低い融点を有するポリマーが、熱融着成分としてその表面に配された熱接着性複合短繊維とで構成される繊維構造体が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。また、メルトブロー等の極細繊維層を積層したものも知られている。
しかしながら、これらの繊維構造体はリサイクル性には優れるものの、吸音特性や断熱特性の性能の点でまだ十分とはいえなかった。

特開２００７−２５０４４号公報 実用新案登録第３１４７９６４号公報

本発明は上記の背景に鑑みなされたものであり、その目的は、高性能な吸音特性または断熱特性を有する繊維構造体、および該繊維構造体を用いてなる繊維製品を提供することにある。

本発明者は上記の課題を達成するため鋭意検討した結果、非弾性捲縮短繊維と、該非弾性捲縮短繊維を構成するポリマーよりも低い融点を有するポリマーが熱融着成分としてその表面に配された熱接着性複合短繊維とを含む繊維構造体において、非弾性捲縮短繊維として単繊維径が極めて小さいポリエステル繊維を用いることにより、高性能な吸音特性や断熱特性が得られることを見出し、さらに鋭意検討を重ねることにより本発明を完成するに至った。

かくして、本発明によれば「非弾性捲縮短繊維と、該非弾性捲縮短繊維を構成するポリマーよりも４０℃以上低い融点を有するポリマーが熱融着成分としてその表面に配された熱接着性複合短繊維とを含む繊維構造体であって、前記非弾性捲縮短繊維として、ポリエステルからなり単繊維径ＤＡが５００〜１０００ｎｍであるポリエステル繊維Ａを含むことを特徴とする繊維構造体。」が提供される。

その際、前記ポリエステル繊維Ａが、島成分と海成分とからなる海島型複合繊維の海成分を溶解除去した繊維であることが好ましい。また、前記熱接着性複合短繊維の熱融着成分が共重合ポリエステルからなることが好ましい。

本発明の繊維構造体において、前記ポリエステル繊維Ａが、繊維構造体の全重量に対して１〜７５重量％含まれることが好ましい。また、前記非弾性捲縮短繊維として、前記ポリエステル繊維Ａ以外に、ポリエステルからなり単繊維径（ＤＢ）が１０〜１００μｍであるポリエステル繊維Ｂをも含むことが好ましい。

また、前記熱接着性複合短繊維が、繊維構造体の全重量に対して５〜５０重量％含まれることが好ましい。また、繊維構造体に含まれる繊維が繊維構造体の厚さ方向に配列していることが好ましい。また、繊維構造体の密度が０．０１〜０．１０ｇ／ｃｍ^３の範囲内であることが好ましい。また、繊維構造体の厚さが２〜２００ｍｍの範囲内であることが好ましい。
また、本発明によれば、前記の繊維構造体を用いてなる、吸音材、断熱材、フィルター、および研磨材からなる群より選択されるいずれかの繊維製品が提供される。

本発明によれば、高性能な吸音特性または断熱特性を有する繊維構造体、および該繊維構造体を用いてなる繊維製品が得られる。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明において、ポリエステル繊維Ａの単繊維径が５００〜１０００ｎｍの範囲内であることが肝要である。該単繊維径が５００ｎｍ未満では、ポリエステル繊維Ａ同士が擬似膠着しやすく均一分散しにくいため、高性能な吸音特性や断熱特性が得られず好ましくない。逆に、該該単繊維径が１０００ｎｍより大きいと、極細ポリエステル繊維としての効果が低くなり、吸音特性や断熱特性の性能向上が不十分となるため好ましくない。なお、単繊維の断面形状が丸断面以外の異型断面である場合には外接円の直径を単繊維径とする。また、単繊維径は、透過型電子顕微鏡で繊維の横断面を撮影することにより測定が可能である。

また、前記ポリエステル繊維Ａにおいて、単繊維径（ＤＡ）ｎｍに対する繊維長（ＬＡ）ｎｍの比（ＬＡ／ＤＡ）が３００００〜１４００００（より好ましくは４００００〜１０００００）の範囲内であることが好ましい。該比（ＬＡ／ＤＡ）が３００００未満では、繊維長が短くなり過ぎるため、他の繊維との絡みが小さくなり、繊維が脱落する可能性が高くなるおそれがある。逆に、該該比（ＬＡ／ＤＡ）が１４００００を越える場合、繊維長が長くなりすぎ、極細ポリエステル繊維Ａ自身の絡みが大きくなり、均一分散が阻害されるおそれがある。

前記ポリエステル繊維Ａを形成するポリエステルの種類としては、ポリエチレンテレフタレートやポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ステレオコンプレックスポリ乳酸、ポリ乳酸、第３成分を共重合させたポリエステルなどが好ましく例示される。

前記のようなポリエステル繊維Ａの製造方法としては特に限定されないが、国際公開第２００５／０９５６８６号パンフレットに開示された方法が好ましい。すなわち、単繊維径およびその均一性の点で、ポリエステルポリマーからなりかつその島径（Ｄ）が５００〜１０００ｎｍである島成分と、前記のポリエステルポリマーよりもアルカリ水溶液易溶解性ポリマー（以下、「易溶解性ポリマー」ということもある。）からなる海成分とを有する複合繊維にアルカリ減量加工を施し、前記海成分を溶解除去したものであることが好ましい。なお、前記島径は、透過型電子顕微鏡で繊維の横断面を撮影することにより測定が可能である。なお、島の形状が丸断面以外の異型断面である場合には、前記の島径（Ｄ）は、その外接円の直径を用いる。

ここで、海成分を形成するアルカリ水溶液易溶解性ポリマーの、島成分を形成するポリエステルポリマーに対する溶解速度比が２００以上（好ましくは３００〜３０００）であると、島分離性が良好となり好ましい。溶解速度が２００倍未満の場合には、繊維断面中央部の海成分を溶解する間に、分離した繊維断面表層部の島成分が、繊維径が小さいために溶解されるため、海相当分が減量されているにもかかわらず、繊維断面中央部の海成分を完全に溶解除去できず、島成分の太さ斑や島成分自体の溶剤侵食につながり、均一な繊維径の超極細繊維が得ることができないおそれがある。

海成分を形成する易溶解性ポリマーとしては、特に繊維形成性の良いポリエステル類、脂肪族ポリアミド類、ポリエチレンやポリスチレン等のポリオレフィン類を好ましい例としてあげることができる。更に具体例を挙げれば、アルカリ水溶液易溶解性ポリマーとして、ポリ乳酸、超高分子量ポリアルキレンオキサイド縮合系ポリマー、ポリアルキレングリコール系化合物と５−ナトリウムスルホイソフタル酸の共重合ポリエステルが最適である。ここでアルカリ水溶液とは、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム水溶液などを言う。これ以外にも、ナイロン６やナイロン６６等の脂肪族ポリアミドに対するギ酸、ポリスチレンに対するトリクロロエチレン等やポリエチレン（特に高圧法低密度ポリエチレンや直鎖状低密度ポリエチレン）に対する熱トルエンやキシレン等の炭化水素系溶剤、ポリビニルアルコールやエチレン変性ビニルアルコール系ポリマーに対する熱水を例として挙げることができる。

ポリエステル系ポリマーの中でも、５−ナトリウムスルホイソフタル酸６〜１２モル％と分子量４０００〜１２０００のポリエチレングリコールを３〜１０重量％共重合させた固有粘度が０．４〜０．６のポリエチレンテレフタレート系共重合ポリエステルが好ましい。ここで、５−ナトリウムスルホイソフタル酸は親水性と溶融粘度向上に寄与し、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）は親水性を向上させる。また、ＰＥＧは分子量が大きいほど、その高次構造に起因すると考えられる親水性増加作用があるが、反応性が悪くなってブレンド系になるため、耐熱性や紡糸安定性の面で問題が生じる可能性がある。また、共重合量が１０重量％以上になると、溶融粘度低下作用があるので、好ましくない。

一方、島成分を形成するポリエステルポリマーとしては、前述のとおりである。なお、海成分を形成するポリマーおよび島成分を形成するポリマーについて、製糸性および抽出後の極細繊維の物性に影響を及ぼさない範囲で、必要に応じて、有機充填剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、難燃剤、滑剤、帯電防止剤、防錆剤、架橋剤、発泡剤、蛍光剤、表面平滑剤、表面光沢改良剤、フッ素樹脂等の離型改良剤、等の各種添加剤を含んでいても差しつかえない。

前記の海島型複合繊維において、溶融紡糸時における海成分の溶融粘度が島成分ポリマーの溶融粘度よりも大きいことが好ましい。かかる関係にある場合には、海成分の複合重量比率が４０％未満と少なくなっても、島同士が接合したり、島成分の大部分が接合して海島型複合繊維とは異なるものになり難い。

好ましい溶融粘度比（海／島）は、１．１〜２．０、特に１．３〜１．５の範囲である。この比が１．１倍未満の場合には溶融紡糸時に島成分が接合しやすくなり、一方２．０倍を越える場合には、粘度差が大きすぎるために紡糸調子が低下しやすい。

次に島数は、１００以上（より好ましくは３００〜１０００）であることが好ましい。また、その海島複合重量比率（海：島）は、２０：８０〜８０：２０の範囲が好ましい。かかる範囲であれば、島間の海成分の厚みを薄くすることができ、海成分の溶解除去が容易となり、島成分の極細繊維への転換が容易になるので好ましい。ここで海成分の割合が８０％を越える場合には海成分の厚みが厚くなりすぎ、一方２０％未満の場合には海成分の量が少なくなりすぎて、島間に接合が発生しやすくなる。

溶融紡糸に用いられる口金としては、島成分を形成するための中空ピン群や微細孔群を有するものなど任意のものを用いることができる。例えば、中空ピンや微細孔より押し出された島成分とその間を埋める形で流路を設計されている海成分流とを合流し、これを圧縮することにより海島断面が形成されるといった紡糸口金でもよい。吐出された海島型複合繊維は冷却風により固化され、所定の引き取り速度に設定した回転ローラーあるいはエジェクターにより引き取られ、未延伸糸を得る。この引き取り速度は特に限定されないが、２００〜５０００ｍ／分であることが望ましい。２００ｍ／分以下では生産性が悪い。また、５０００ｍ／分以上では紡糸安定性が悪い。

得られた未延伸糸は、海成分を抽出後に得られる超極細繊維の用途・目的に応じて、そのままカット工程あるいはその後の抽出工程に供してもよいし、目的とする強度・伸度・熱収縮特性に合わせるために、延伸工程や熱処理工程を経由して、カット工程あるいはその後の抽出工程に供することができる。延伸工程は紡糸と延伸を別ステップで行う別延方式でもよいし、一工程内で紡糸後直ちに延伸を行う直延方式を用いてもかまわない。

次に、かかる複合繊維を、島径（Ｄ）に対する繊維長（Ｌ）の比（Ｌ／Ｄ）が前記の範囲内となるようにカットした後、アルカリ減量加工を施すことにより、前記海成分を溶解除去する。かかるカットは、未延伸糸または延伸糸をそのまま、またいは数十本〜数百万本単位に束ねたトウにしてギロチンカッターやロータリーカッターなどでカットすることが好ましい。

前記のアルカリ減量加工は、繊維構造体を製造後に行うことが好ましいが、繊維構造体の製造前であってもよい。かかるアルカリ減量加工において、繊維とアルカリ液の比率（浴比）は０．１〜５％である事が好ましく、さらには０．４〜３％である事が好ましい。０．１％未満では繊維とアルカリ液の接触は多いものの、排水等の工程性が困難となるおそれがある。一方、５％以上では繊維量が多過ぎるため、アルカリ減量加工時に繊維同士の絡み合いが発生するおそれがある。なお、浴比は下記式にて定義する。
浴比（％）＝（繊維質量（ｇｒ）／アルカリ水溶液質量（ｇｒ）×１００）

また、アルカリ減量加工の処理時間は５〜６０分である事が好ましく、さらには１０〜３０分である事が好ましい。５分未満ではアルカリ減量が不十分となるおそれがある。一方、６０分以上では島成分までも減量されるおそれがある。
また、アルカリ減量加工において、アルカリ濃度は２％〜１０％である事が好ましい。２％未満では、アルカリ不足となり、減量速度が極めて遅くなるおそれがある。一方、１０％を越えるとアルカリ減量が進みすぎ、島部分まで減量されるおそれがある。

本発明において、非弾性捲縮短繊維は前記ポリエステル繊維Ａだけで構成されていてもよいが、非弾性捲縮短繊維として、前記ポリエステル繊維Ａ以外に、ポリエステルからなり単繊維径（ＤＢ）が１０〜１００μｍであるポリエステル繊維Ｂをも含むことが好ましい。

ここで、前記単繊維径ＤＢが１０μｍ未満では、繊維構造体を製造する際の開繊工程において、ポリエステル繊維Ｂ同士が固まりになったり、均一分散性が得られないおそれがある。逆に、該単繊維径ＤＢが１００μｍよりも大きいと、繊維構造体の均一性が悪くなり、吸音性や断熱性が低下するおそれがある。なお、単繊維の断面形状が丸断面以外の異型断面である場合には外接円の直径を単繊維径とする。また、単繊維径は、透過型電子顕微鏡で繊維の横断面を撮影することにより測定が可能である。

前記ポリエステル繊維Ｂの繊維長（ＬＢ）が３０〜１００ｍｍの範囲内にあることが好ましい。該繊維長が３０ｍｍ未満では、開繊工程での操業性が悪くなるおそれがある。逆に、該繊維長が１００ｍｍを越えると、繊維同士の絡みが大きくなるおそれがある。

前記のポリエステル繊維Ａとポリエステル繊維Ｂにおいて、捲縮付与方法としては、熱収縮率の異なるポリマーをサイドバイサイド型に張り合わせた複合繊維を用いてスパイラル状捲縮を付与、異方冷却によりスパイラル状捲縮を付与、捲縮数が３〜４０個／２．５４ｃｍ（好ましくは７〜１５個／２．５４ｃｍ）となるように通常の押し込みクリンパー方式による機械捲縮を付与など、種々の方法を用いればよいが、嵩高性、製造コスト等の面から機械捲縮を付与するのが最適である。

本発明の繊維構造体において、非弾性捲縮短繊維として前記のポリエステル繊維Ａが含まれ、また、必要に応じてポリエステル繊維Ｂも含まれる。また、熱接着性複合短繊維同士が交差した状態で熱融着された固着点および／または熱接着性複合短繊維と非弾性捲縮短繊維とが交差した状態で熱融着された固着点が散在していることが好ましい。

その際、前記ポリエステル繊維Ａが、繊維構造体の全重量に対して１〜７５重量％含まれることが好ましい。該比率が１重量％未満では、ポリエステル繊維Ａの重量比率が小さすぎて、吸音性や断熱性の性能向上が不十分となるおそれがある。逆に、該比率が７５重量％を越えるとアルカリ減量後の繊維構造体に占めるポリエステル繊維Ａの重量比率が大きすぎて、吸音性や断熱性の性能向上が不十分となるおそれがある。

ここで、ポリエステル繊維Ａの重量割合が該重量比よりも小さいと、吸音性や断熱性の性能向上が不十分となるおそれがある。逆に、ポリエステル繊維Ａの重量割合が該重量比よりも大きいと、ポリエステル繊維Ａ同士の絡みや繊維脱落の可能性が高くなるおそれがある。

次に、熱接着性複合短繊維において、熱接着性複合短繊維の熱融着成分は、上記の非弾性捲縮短繊維を構成するポリマー成分より、４０℃以上低い融点を有することが必要である。この温度が４０℃未満では接着が不十分となる上、腰のない取り扱いにくい繊維構造体となり、本発明の目的が達せられないおそれがある。

ここで、熱融着成分として配されるポリマーとしては、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、非弾性ポリエステル系ポリマー及びその共重合物、ポリオレフィン系ポリマー及びその共重合物、ポリビニルアルコ−ル系ポリマー等を挙げることができ、ポリウレタン系エラストマーとしては、分子量が５００〜６０００程度の低融点ポリオール、例えばジヒドロキシポリエーテル、ジヒドロキシポリエステル、ジヒドロキシポリカーボネート、ジヒドロキシポリエステルアミド等と、分子量５００以下の有機ジイソシアネート、例えばｐ，ｐ’−ジフェニールメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート水素化ジフェニールメタンイソシアネート、キシリレンイソシアネート、２，６−ジイソシアネートメチルカプロエート、ヘキサメチレンジイソシアネート等と、分子量５００以下の鎖伸長剤、例えばグリコールアミノアルコールあるいはトリオールとの反応により得られるポリマーである。

これらのポリマーのうちで、特に好ましいのはポリオールとしてはポリテトラメチレングリコール、またはポリ−ε−カプロラクタムあるいはポリブチレンアジペートを用いたポリウレタンである。この場合の有機ジイソシアネートとしてはｐ，ｐ’−ビスヒドロキシエトキシベンゼンおよび１，４−ブタンジオールを挙げることができる。

また、ポリエステル系エラストマーとしては熱可塑性ポリエステルをハードセグメントとし、ポリ（アルキレンオキシド）グリコールをソフトセグメントとして共重合してなるポリエーテルエステル共重合体、より具体的にはテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸、ナフタレン−２，７−ジカルボン酸、ジフェニル−４，４’−ジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸、コハク酸、シュウ酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジ酸、ダイマー酸等の脂肪族ジカルボン酸またはこれらのエステル形成性誘導体などから選ばれたジカルボン酸の少なくとも１種と、１，４−ブタンジオール、エチレングリコールトリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコールネオペンチルグリコール、デカメチレングリコール等の脂肪族ジオールあるいは１，１−シクロヘキサンジメタノール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンメタノール等の脂環式ジオール、またはこれらのエステル形成性誘導体などから選ばれたジオール成分の少なくとも１種、および平均分子量が約４００〜５０００程度のポリエチレングリコール、ポリ（１，２−および１，３−ポリプロピレンオキシド）グリコール、ポリ（テトラメチレンオキシド）グリコール、エチレンオキシドとプロピレンオキシドとの共重合体、エチレンオキシドとテトラヒドロフランとの共重合体等のポリ（アルキレンオキサイド）クリコールのうち少なくとも１種から構成される三元共重合体を挙げることができる。

特に、接着性や温度特性、強度の面からすればポリブチレン系テレフタレートをハード成分とし、ポリオキシブチレングリコールをソフトセグメントとするブロック共重合ポリエーテルエステルが好ましい。この場合、ハードセグメントを構成するポリエステル部分は、主たる酸成分がテレフタル酸、主たるジオール成分がブチレングリコール成分であるポリブチレンテレフタレートである。むろん、この酸成分の一部（通常３０モル％以下）は他のジカルボン酸成分やオキシカルボン酸成分で置換されていても良く、同様にグリコール成分の一部（通常３０モル％以下）はブチレングリコール成分以外のジオキシ成分で置換されていても良い。また、ソフトセグメントを構成するポリエーテル部分はブチレングリコール以外のジオキシ成分で置換されたポリエーテルであってよい。

共重合ポリエステル系ポリマーとしては、アジピン酸、セバシン酸などの脂肪族ジカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸類および／またはヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸などの脂環式ジカルボン酸類と、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、パラキシレングリコールなどの脂肪族や脂環式ジオール類とを所定数含有し、所望に応じてパラヒドロキシ安息香酸などのオキシ酸類を添加した共重合エステル等を挙げることができ、例えばテレフタル酸とエチレングリコールとにおいてイソフタル酸および１，６−ヘキサンジオールを添加共重合させたポリエステル等が使用できる。

また、ポリオレフィンポリマーとしては、例えば低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン等を挙げることができる。
上記の熱融着成分の中でも、共重合ポリエステル系ポリマーが特に好ましい。なお、上述のポリマー中には、各種安定剤、紫外線吸収剤、増粘分岐剤、艶消し剤、着色剤、その他各種の改良剤等も必要に応じて配合されていても良い。

熱接着性複合短繊維において、熱融着成分の相手側成分としては前記のような非弾性のポリエステルが好まして例示される。その際、熱融着成分が、少なくとも１／２の表面積を占めるものが好ましい。重量割合は、熱融着成分と非弾性ポリエステルが、複合比率で３０／７０〜７０／３０の範囲にあるのが適当である。熱接着性複合短繊維の形態としては、特に限定されないが、熱融着成分と非弾性ポリエステルとが、サイドバイサイド、芯鞘型であるのが好ましく、より好ましくは芯鞘型である。この芯鞘型の熱接着性複合短繊維では、非弾性ポリエステルが芯部となり、熱可塑性エラストマーが鞘部となるが、この芯部は同心円状、若しくは、偏心状にあってもよい。

かかる熱接着性複合短繊維において、単繊維径としては２０〜５０μｍの範囲内であることが好ましい。かかる熱接着性複合短繊維Ａは、繊維長が３〜１００ｍｍ（より好ましくは３０〜１００ｍｍ）に裁断されていることが好ましい。

本発明の繊維構造体において、前記熱接着性複合短繊維が繊維構造体重量に対して５〜５０重量％（より好ましくは１５〜４０重量％）含まれることが好ましい。該比率が５重量％未満では、繊維構造体を維持するだけの固着点形成が少なく、へたりなどが発生するおそれがある。逆に、該比率が５０重量％を越えると、固着点が多くなりすぎ、極細繊維（ポリエステル繊維Ａ）同士が凝集してしまい、吸音性や断熱性が損われるおそれがある。

本発明の繊維構造体は、例えば以下の製造方法により製造することができる。まず、前記のポリエステル繊維Ａまたはその前駆体（海島型複合繊維）と、必要に応じて前記のポリエステル繊維Ｂとを含む上記非弾性捲縮短繊維と、上記熱接着性複合短繊維を混綿させ、加熱処理することにより、該熱接着性複合短繊維同士が交差した状態で熱融着された固着点及び該熱接着性複合短繊維と該非弾性捲縮短繊維とが交差した状態で熱融着された固着点とが散在してなる繊維構造体を形成する。

このような繊維構造体を製造する方法には特に限定はなく、従来公知の方法を任意に採用すれば良いが、例えば非弾性捲縮短繊維と熱接着性複合短繊維とを混綿し、ローラーカードにより均一なウェッブとして紡出した後、特開２００８−６８７９９号公報の図１に示すような熱処理機を用いて、ウェッブをアコーディオン状に折りたたみながら加熱処理し、熱融着による固着点を形成させると、繊維が繊維構造体の厚さ方向に配列し、吸音性や断熱性がさらに向上し好ましい。例えば特表２００２−５１６９３２号公報に示された装置（市販のものでは、例えばＳｔｒｕｔｏ社製Ｓｔｒｕｔｏ設備など）などを使用するとよい。なお、前記非弾性捲縮短繊維と熱接着性複合短繊維のほかに、他の繊維として全体重量の３０重量％未満であれば、他の繊維を混ぜてもよい。

次いで、必要に応じて、前述のようにアルカリ減量加工を施すことにより、前駆体（海島型複合繊維）の海成分を溶解除去して単繊維径ＤＡが５００〜１０００ｎｍのポリエステル繊維Ａとすることにより、繊維構造体が得られる。

かくして得られた繊維構造体において、前記熱接着性複合短繊維と前記非弾性捲縮短繊維が繊維構造体の厚さ方向に配列していることが好ましい。ここで、「厚さ方向に配列している」とは、繊維構造体の厚さ方向に対して平行に配列されている繊維の総本数を（Ｂ）とし、繊維構造体の厚さ方向に対して垂直に配列されている繊維の総本数を（Ａ）とするとき、Ｂ／Ａが１．５以上であることである。

また、繊維構造体の密度としては０．０１〜０．１０ｇ／ｃｍ^３の範囲内であることが好ましい。該密度が０．０１ｇ／ｃｍ^３よりも小さいと、構造体の形状を保持できなくなるおそれがある。逆に、該密度が０．１０ｇ／ｃｍ^３よりも大きいと、製造工程において、アルカリ減量加工の際のアルカリ液の透水性が悪く、均一な単繊維径を有するポリエステル繊維Ａが得られないおそれがある。

また、繊維構造体の厚さが２〜２００ｍｍの範囲内であることが好ましい。該厚さが２ｍｍよりも小さいと、吸音性や断熱性の性能向上が不十分となるおそれがある。逆に、該厚さが２００ｍｍよりも大きいと、取扱い性が損われるおそれがある。
また、繊維構造体は単層構造に拘る事はなく、繊維構成の異なる多層構造であっても何ら問題ない。さらには、織物、編物、長繊維不織布等のシート状物を積層してもよい。

本発明の繊維構造体には、必要に応じて、常法の染色加工、カレンダー加工、エンボス加工、親水加工、撥水加工、揉み加工、起毛加工、開繊加工（ウォーターニードル等）など適宜施してもよい。

本発明の繊維構造体には、マトリックス繊維として極細ポリエステル繊維が含まれるので、リサクル性に優れるだけでなく、高性能な吸音特性または断熱特性を有する。このため、吸音材または断熱材として用いることが好ましいが、フィルターや研磨材などの他の繊維製品としても好適に用いられる。

次に本発明の実施例及び比較例を詳述するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、実施例中の各測定項目は下記の方法で測定した。

（１）溶融粘度
乾燥処理後のポリマーを紡糸時のルーダー溶融温度に設定したオリフィスにセットして５分間溶融保持したのち、数水準の荷重をかけて押し出し、そのときのせん断速度と溶融粘度をプロットする。そのプロットをなだらかにつないで、せん断速度−溶融粘度曲線を作成し、せん断速度が１０００秒^−１の時の溶融粘度を見た。

（２）溶解速度測定
海成分および島成分のポリマーを、各々、径０．３ｍｍ、長さ０．６ｍｍのキャピラリーを２４孔もつ口金から吐出し、１０００〜２０００m/分の紡糸速度で引き取って得た未延伸糸を残留伸度が３０〜６０％の範囲になるように延伸して、８３ｄｔｅｘ／２４フィラメントのマルチフィラメントを作成した。これを所定の溶剤および溶解温度で浴比１００として、溶解時間と溶解量から減量速度を算出した。

（３）島径との測定
透過型電子顕微鏡ＴＥＭで、倍率３００００倍で繊維断面写真を撮影し、測定した。ＴＥＭの機械によっては測長機能を活用して測定し、また無いＴＥＭについては、撮った写真を拡大コピーして、縮尺を考慮した上で定規にて測定すればよい。ただし、繊維径は、繊維断面におけるその外接円の直径を用いた（ｎ数５の平均値）。

（４）繊維長
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により、海成分溶解除去前の極細短繊維を基盤上に寝かせた状態とし、２０〜５００倍で測定した。ＳＥＭの測長機能を活用して測定した（ｎ数５の平均値）。

（５）目付
ＪＩＳ Ｌ１９１３（一般短繊維不織布試験方法）に基づいて実施した。

（６）厚み
ＪＩＳ Ｌ１９１３（一般短繊維不織布試験方法）に基づいて実施した。

（７）密度
ＪＩＳ Ｌ１９１３（一般短繊維不織布試験方法）に基づいて実施した。

（８）吸音特性
ＪＩＳＡ１４０５に基づき、管内法による建築材料の垂直入射吸音率を１／３オクターブ中心周波数１０００Ｈｚ、２０００Ｈｚで測定した。なお、ｎ数５でその平均値を算出した。

（９）融点
Ｄｕ Ｐｏｎｔ社製 熱示差分析計９９０型を使用し、昇温２０℃／分で測定し、融解ピークをもとめた。融解温度が明確に観測されない場合には、微量融点測定装置（柳本製作所製）を用い、ポリマーが軟化して流動を始めた温度（軟化点）を融点とする。なお、ｎ数５でその平均値を求めた。

［実施例１］
島成分に２８５℃での溶融粘度が１２０Ｐａ・ｓｅｃのポリエチレンテレフタレート、海成分に２８５℃での溶融粘度が１３５Ｐａ・ｓｅｃである平均分子量４０００のポリエチレングリコールを４重量％、５−ナトリウムスルホイソフタル酸を９ｍｏｌ％共重合した改質ポリエチレンテレフタレート（溶解速度比（海／島）＝２３０）を使用し、海：島＝１０：９０の重量比率で島数４００の口金を用いて紡糸し、紡糸速度１５００ｍ／ｍｉｎで引き取った。アルカリ減量速度差は１０００倍であった。これを３．９倍に延伸した後（複合繊維の単繊維径２５μｍ（丸断面）、島成分の径７５０ｎｍ（丸断面））、押し込み捲縮機を用いて、繊維に捲縮を付与させた後に、ギロチンカッターで４４ｍｍにカットした極細ポリエステル前駆体繊維（ポリエステル繊維Ａ用）とした。この前駆体繊維と常法により製造されたポリエチレンテレフタレート繊維（１．７ｄｔｅｘ×４４ｍｍ、丸断面、融点２５６℃、ポリエステル繊維Ｂ）と、融点が１５０℃の結晶性共重合ポリエステルを鞘成分に配し、ポリエチレンテレフタレート（融点２５６℃）を芯成分に配した、帝人ファイバー（株）製熱接着性複合短繊維（４．４ｄｔｅｘ×５１ｍｍ、単繊維断面形状：丸断面）を、この順の重量比３０／４０／３０で混綿した後にローラーカードを用いて均一なウェブを得た。このウェブを秤量し、熱風循環式乾燥機を用いて温度１６０℃、時間１０分で熱処理を施し、繊維構造体を得た。
次いで、これを、４％ＮａＯＨ水溶液（７５℃、３０分）で処理（前駆体繊維が約１０％減量）する事により、前駆体繊維（複合繊維）の海成分を除去することにより、単繊維径７５０ｎｍのポリエステル繊維とした後に、エアースルー乾燥機にて乾燥を行った。

得られた繊維構造体において、ポリエステル繊維Ａの単繊維径ＤＡが７５０ｎｍ、繊維長ＬＡが４４ｍｍ、単繊維径（ＤＡ）ｎｍに対する繊維長（ＬＡ）ｎｍの比（ＬＡ／ＤＡ）が５８６６７、ポリエステル繊維Ｂの単繊維径（ＤＢ）が１２μｍ、繊維長（ＬＢ）が４４ｍｍ、熱接着性複合短繊維の単繊維径が２０μｍ、繊維長が５１ｍｍであった。また、ポリエステル繊維Ａは繊維構造体重量に対して２８重量％含まれており、また、ポリエステル繊維Ｂは繊維構造体重量に対して４１重量％含まれており、また、熱接着性複合短繊維は繊維構造体重量に対して３１重量％含まれていた。また、熱接着性複合短繊維同士が交差した状態で熱融着された固着点および熱接着性複合短繊維と非弾性捲縮短繊維とが交差した状態で熱融着された固着点が散在していた。得られた繊維構造体の物性を表１に示す。
次いで、前記繊維構造体を用いて、吸音材および断熱材を得て評価したところ、それぞれ優れた吸音性能および断熱性能を有するものであった。

［実施例２］
実施例１において、前駆体繊維（ポリエステル繊維Ａ用）とポリエステル繊維Ｂと製熱接着性複合短繊維との比率を、この順で５０／２０／３０に変更すること以外は実施例１と同様にした。
得られた繊維構造体において、ポリエステル繊維Ａの単繊維径ＤＡが７５０ｎｍ、繊維長ＬＡが４４ｍｍ、単繊維径（ＤＡ）ｎｍに対する繊維長（ＬＡ）ｎｍの比（ＬＡ／ＤＡ）が５８６６７、ポリエステル繊維Ｂの単繊維径（ＤＢ）が１２μｍ、繊維長（ＬＢ）が４４ｍｍ、熱接着性複合短繊維の単繊維径が２０μｍ、繊維長が５１ｍｍであった。また、ポリエステル繊維Ａは繊維構造体重量に対して４７重量％含まれており、また、ポリエステル繊維Ｂは繊維構造体重量に対して２１重量％含まれており、また、熱接着性複合短繊維は繊維構造体重量に対して３２重量％含まれていた。また、熱接着性複合短繊維同士が交差した状態で熱融着された固着点および熱接着性複合短繊維と非弾性捲縮短繊維とが交差した状態で熱融着された固着点が散在していた。得られた繊維構造体の物性を表１に示す。
次いで、前記繊維構造体を用いて、吸音材および断熱材を得て評価したところ、それぞれ優れた吸音性能および断熱性能を有するものであった。

［実施例３］
実施例１において、前駆体繊維（ポリエステル繊維Ａ用）とポリエステル繊維Ｂと製熱接着性複合短繊維との比率を、この順で３０／１０／６０に変更すること以外は実施例１と同様にした。
得られた繊維構造体において、ポリエステル繊維Ａの単繊維径ＤＡが７５０ｎｍ、繊維長ＬＡが４４ｍｍ、単繊維径（ＤＡ）ｎｍに対する繊維長（ＬＡ）ｎｍの比（ＬＡ／ＤＡ）が５８６６７、ポリエステル繊維Ｂの単繊維径（ＤＢ）が１２μｍ、繊維長（ＬＢ）が４４ｍｍ、熱接着性複合短繊維の単繊維径が２０μｍ、繊維長が５１ｍｍであった。また、ポリエステル繊維Ａは繊維構造体重量に対して２８重量％含まれており、また、ポリエステル繊維Ｂは繊維構造体重量に対して４１重量％含まれており、また、熱接着性複合短繊維は繊維構造体重量に対して３１重量％含まれていた。また、熱接着性複合短繊維同士が交差した状態で熱融着された固着点および熱接着性複合短繊維と非弾性捲縮短繊維とが交差した状態で熱融着された固着点が散在していた。得られた繊維構造体の物性を表１に示すとおり、実施例１で得られたものよりも吸音性が少し劣っていた。

［実施例４，５］
実施例１において、同様の構成で表１の通り性量を変更すること以外は実施例１と同様にした。
得られた繊維構造体において、熱接着性複合短繊維同士が交差した状態で熱融着された固着点および熱接着性複合短繊維と非弾性捲縮短繊維とが交差した状態で熱融着された固着点が散在していた。得られた繊維構造体の物性を表１に示すとおり、実施例１で得られたものよりも吸音性が少し劣っていた。

［比較例１］
実施例１において、前駆体繊維を使用せず、ポリエステル繊維Ｂと製熱接着性複合短繊維との比率を、この順で７０／３０で用いること以外は実施例１と同様にした。
得られた繊維構造体において、熱接着性複合短繊維同士が交差した状態で熱融着された固着点および熱接着性複合短繊維と非弾性捲縮短繊維とが交差した状態で熱融着された固着点が散在していた。得られた繊維構造体の物性を表１に示すとおり、実施例１で得られたものよりも吸音性が劣っていた。

本発明によれば、高性能な吸音特性または断熱特性を有する繊維構造体、および該繊維構造体を用いてなる繊維製品が提供され、その工業的価値は極めて大である。

Claims (10)

1. 非弾性捲縮短繊維と、該非弾性捲縮短繊維を構成するポリマーよりも４０℃以上低い融点を有するポリマーが熱融着成分としてその表面に配された熱接着性複合短繊維とを含む繊維構造体であって、
   前記非弾性捲縮短繊維として、ポリエステルからなり単繊維径ＤＡが５００〜１０００ｎｍであるポリエステル繊維Ａを含むことを特徴とする繊維構造体。
2. 前記ポリエステル繊維Ａが、島成分と海成分とからなる海島型複合繊維の海成分を溶解除去した繊維である、請求項１に記載の繊維構造体。
3. 前記熱接着性複合短繊維の熱融着成分が共重合ポリエステルからなる、請求項１または請求項２に記載の繊維構造体。
4. 前記ポリエステル繊維Ａが、繊維構造体の全重量に対して１〜７５重量％含まれる、請求項１〜３のいずれかに記載の繊維構造体。
5. 前記非弾性捲縮短繊維として、前記ポリエステル繊維Ａ以外に、ポリエステルからなり単繊維径（ＤＢ）が１０〜１００μｍであるポリエステル繊維Ｂをも含む、請求項１〜４のいずれかに記載の繊維構造体。
6. 前記熱接着性複合短繊維が、繊維構造体の全重量に対して５〜５０重量％含まれる、請求項１〜５のいずれかに記載の繊維構造体。
7. 繊維構造体に含まれる繊維が繊維構造体の厚さ方向に配列している、請求項１〜６のいずれかに記載の繊維構造体。
8. 繊維構造体の密度が０．０１〜０．１０ｇ／ｃｍ^３の範囲内である、請求項１〜７のいずれかに記載の繊維構造体。
9. 繊維構造体の厚さが２〜２００ｍｍの範囲内である、請求項１〜８のいずれかに記載の繊維構造体。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載の繊維構造体を用いてなる、吸音材、断熱材、フィルター、および研磨材からなる群より選択されるいずれかの繊維製品。