JP2612350B2 - 伸縮性複合繊維 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、伸縮性複合繊維に係り、特に、打ち身、捻
挫、筋肉痛等を湿布する際のパップ剤の基布となる不織
布の材料として好適な伸縮性複合繊維に関する。

［従来の技術］ 近年、肘や膝等の関節部、上腕部、大腿部等の屈伸性
あるいは伸縮性に富む患部に貼付した場合でも、患部の
屈伸あるいは伸縮をそれほど阻害せず、また、患部の屈
伸あるいは伸縮によっても剥離しにくいパップ剤とし
て、基布に伸縮性の不織布を用いたものが市販されてい
る。

このようなパップ剤の基布として用いられる伸縮性の
不織布は、一般に、ポリエチレンテレフタレート樹脂を
高融点成分とし、共重合ポリエステム樹脂を低融点成分
とする、高捲縮性ポリエステル系複合繊維を材料として
いる。この複合繊維から得られるステープルファイバー
を熱処理すると、複合繊維を構成する高融点重合体と低
融点重合体の弾性収縮差あるいは熱収縮差によりスパイ
ラル状の高捲縮が発現する。このステープルファイバー
をカード機にかけてウェッブとした後、このウェッブを
ニードルパンチング、エンボスロール熱融着、熱風融
着、水流絡合等の方法により不織布化している。

しかしながら、ポリエステル系複合繊維を材料とする
不織布は、パップ剤の基布としては耐薬品性が実用上十
分であるとはいい難く、パップ剤の長期保存が困難であ
る等の問題点がある。また、患部の屈伸時あるいは伸縮
時の違和感を、より低減させることが望まれている。

このため、耐薬品性に優れているポリオレフィン系複
合繊維を材料として、伸縮性に優れているとともに小さ
な伸長強力によっても容易に伸長する不織布を得る試み
が種々なされている。

［発明が解決しようとする課題］ ポリプロピレンとポリエチレンとからなる複合繊維の
ようなポリオレフィン系複合繊維は、上述のように耐薬
品性に優れているが、従来のポリオレフィン系複合繊維
を材料として伸縮性の不織布を得ようとすると、オイリ
ング時の水分を除去するための乾燥処理の段階でスパイ
ラル状の高捲縮が発現してしまい、不織布の製造に不可
欠なカード工程を円滑に行うことができないという問題
点があった。また、上記乾燥処理の段階でのスパイラル
状の捲縮の発現を抑えようとすると、不織布の熱処理段
階での複合繊維の捲縮数が少なくなったり、複合繊維の
真の熱収縮率が大きくなったりするために、伸縮性に優
れた不織布を得ることができないという問題点があっ
た。

したがって本発明の目的は、耐薬品性に優れているポ
リオレフィン系重合体からなる複合繊維であって、カー
ド機の通過性に優れたステープルファイバーを得ること
ができ、かつ伸縮性に優れているとともに小さな伸長強
力によっても容易に伸長する不織布を得ることができる
伸縮性複合繊維を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するためになされたものであ
り、本発明の伸縮性複合繊維は、メルトフローレートが
40の結晶性ポリプロピレンを高融点成分とし、ポリプロ
ピレンを主成分とし、融点が125℃以上、メルトフロー
レートが17〜20の共重合体を低融点成分とし、これらを
270℃以上の紡糸温度で紡糸して得られた偏心鞘芯型の
複合繊維からなり、120℃における真の熱収縮率が25％
以下、120℃における見掛けの熱収縮率が55％以上であ
り、かつ、芯部が前記高融点成分である結晶性ポリプロ
ピレンによって、また鞘部が前記低融点成分である共重
合体によってそれぞれ形成されており、芯部と鞘部の断
面積比が（芯部）／（鞘部）＝6/4〜4/6、繊度が4de以
下であることを特徴とするものである。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明の伸縮性複合繊維は、上述のようにメルトフロ
ーレートが40の結晶性ポリプロピレンを高融点成分と
し、ポリプロピレンを主成分とし、融点125℃以上、メ
ルトフローレートが17〜20の共重合体を低融点成分と
し、これらを270℃以上の紡糸温度で紡糸して得られた
偏心鞘芯型複合繊維からなるものである。そして、低融
点成分の100〜140℃における熱収縮を利用して複合繊維
にスパイラル状の捲縮を発現させることにより、伸縮性
が付与されるものである。

したがって、低熱収縮成分（熱収縮率が小さい成分の
意、以下同じ）とする高融点成分は耐薬品性に優れてい
るとともに、高熱収縮成分（熱収縮率が大きい成分の
意、以下同じ）である低融点成分との熱収縮差を大きく
するために、熱収縮率が小さいことが好ましい。このた
め本発明の伸縮性複合繊維においては、高融点成分とし
て結晶性ポリプロピレンを用いる。このような結晶性ポ
リプロピレンとしては、UBEポリプロ RS1238（宇部興
産（株）製）等の商品名で市販されているメルトフロー
レートが40である結晶性ポリプロピレンを挙げることが
できる。

また、高熱収縮成分である低融点成分は、結晶性ポリ
プロピレンを高融点成分としたときに、100〜140℃の熱
処理によりスパイラル状の捲縮を十分に発現させ得るも
のであるとともに、耐薬品性に優れていなければならな
い。このため本発明の伸縮性複合繊維においては、ポリ
プロピレンを主成分とし、融点が125℃以上、メルトフ
ローレート17〜20の共重合体を低融点成分とする。

ポリプロピレンを主成分とする共重合体の融点を125
℃以上に限定する理由は、このポリプロピレンを主成分
とする共重合体の融点が125℃未満では、共重合体の熱
収縮率が非常に増大するために前記熱処理により単繊維
自体（複合繊維自体）で収縮してしまい、複合繊維にお
けるスパイラル状の捲縮の発現性が低下するとともに、
伸縮性（伸長時の回復率）が低下するからである。ポリ
プロピレンを主成分とする共重合体は、融点が125℃以
上のできるだけ低い温度にあるものが特に好ましい。

このような、ポリプロピレンを主成分とし、融点が12
5℃以上、メルトフローレート17〜20の共重合体として
は、主成分とするポリプロピレンと、ポリプロピレン以
外のα−オレフィンであるエチレン、ブテン−１等との
共重合体を挙げることができる。

さらに本発明の伸縮性複合繊維においては、120℃に
おける真の熱収縮率が25％以下に、また、120℃におけ
る見掛けの熱収縮率が55％以上にそれぞれ限定される。
なお、ここでいう真の熱収縮率とは、120℃の熱処理に
伴う複合繊維の単繊維熱収縮率を意味し、見掛けの熱収
縮率とは、120℃の熱処理に伴う複合繊維の単繊維熱収
縮とスパイラル状の捲縮の発現による複合繊維の収縮と
を含めた複合繊維の単繊維熱収縮率を意味する。

真の熱収縮率を上述のように限定する理由は、真の熱
収縮率が25％を超えると、見掛けの熱収縮率が大きくて
も100〜140℃の熱処理によるスパイラル状の捲縮の発現
性が低下するからである。また、見掛けの熱収縮率を上
述のように限定する理由は、見掛けの熱収縮率が55％未
満では、真の熱収縮率が小さくても100〜140℃の熱処理
によるスパイラル状の捲縮の発現性が低下するからであ
る。

本発明の伸縮性複合繊維においては、低熱収縮成分
（高融点成分）である結晶性ポリプロピレンが複合繊維
表面に露出すると、この成分の繊維配向が進行すること
により延伸後の残留歪が大きくなって複合繊維の真の熱
収縮率が増大するため、その断面構造は、低熱収縮成分
（高融点成分）である結晶性ポリプロピレンを芯とし高
熱収縮成分（低融点成分）である共重合体を鞘とする偏
心鞘芯構造であることを必須要件とする。このとき、偏
心率が大きいほどスパイラル状の捲縮の発現性が増すた
め、偏心率は大きい方が好ましい。

また芯部と鞘部の断面積比は、 （芯部）／（鞘部）＝6/4〜4/6 程度とすることが好ましく、特に5/5とすることが好ま
しい。芯部と鞘部の断面積比が6/4程度を超えると、高
熱収縮成分の減少によりスパイラル状の捲縮の発現性が
低下する。また、芯部と鞘部の断面積比が4/6程度より
小さくなると、低熱収縮成分の減少により複合繊維の真
の熱収縮率が増大する。

本発明の伸縮性複合繊維は、高融点成分としてメルト
フローレートが40の結晶性ポリプロピレンを、また低融
点成分としてポリプロピレンを主成分とし、融点が125
℃以上、メルトフローレートが17〜20の共重合体を用
い、真の熱収縮率が25％以下で見掛けの熱収縮率が55％
以上となるように、前述の断面構造や下記〜の点等
に留意するとともに、オイリング時の水分を除去するた
めに延伸、捲縮加工後に比較的低温である95℃程度で乾
燥処理を施した後、100〜140℃の熱処理を施す以外は、
従来の鞘芯型の複合繊維や並列型の複合繊維と同様にし
て製造することができる。

真の熱収縮率を25％以下とするためには、紡糸によ
る残留歪を小さくすることが必要であるため、紡糸温度
は比較的高温（概ね270℃以上）とすることを必須条件
とする。

紡糸速度を低くした方が真の熱収縮を小さくするこ
とができるため、紡糸速度はできるだけ低くする。800m
/分以下であれば、スパイラル状の捲縮を十分に高い発
現性の下に発現させることができる。

真の熱収縮率を25％以下とするためには、延伸によ
る残留歪を小さくすることが必要であるため、延伸温度
（第１延伸ローラー温度）は比較的高温（概ね60℃以
上）とし、かつ延伸倍率は比較的低い倍率（概ね3.5倍
以下）とすることが好ましい。なお、延伸に際して未延
伸糸の予熱を行うと、低熱収縮成分（高融点成分）の結
晶化が進んで延伸による残留歪が大きくなり、真の熱収
縮率が大きくなり易い。

延伸糸のデニール（繊度）が大きいと、スパイラル
状の捲縮の発現時における捲縮の曲率半径が大きくな
り、見掛けの熱収縮率が低下するため、デニールは小さ
くする。4de以下であれば、スパイラル状の捲縮を十分
に高い発現性の下に発現させることができる。

また、本発明の伸縮性複合繊維を材料として伸縮性に
優れた不織布を製造する場合には、まず、紡糸、延伸処
理、オイリング、機械捲縮加工、乾燥処理、カッティン
グを行って、スパイラル状の捲縮が未発現のステープル
ファイバーを得る。

このステープルファイバーが機械捲縮加工される理由
は、カード機にかけてウェッブを作製する工程を円滑に
行えるようにするためである。

次いで、このステープルファイバーをカード機にかけ
てウェッブとした後、このウェッブをニードルパンチン
グ、エンボスロール熱融着、熱風融着、水流絡合等の常
法により不織布化する。ウェッブを不織布化する前もし
くは不織布化時または不織布化した後に、100〜140℃の
熱処理を施すことにより、ステープルファイバーの段階
では潜在化していた高度な捲縮能を顕在化させる。高度
な捲縮能の顕在化により、複合繊維にスパイラル状の捲
縮が高度に発現するため、伸縮性に優れた不織布を得る
ことができる。なお、例えば100℃の熱処理により高度
な捲縮能を顕在化させる場合には、上述の乾燥処理の処
理時間より長時間熱処理する必要がある。

エンボスロール熱融着により不織布化する場合には、
不織布化の前または後に熱処理を施さなくともスパイラ
ル状の捲縮が高度に発現するが、熱処理を行った方がよ
り高度にスパイラル状の捲縮が発現し、伸縮性の高い不
織布を得ることができる。また、熱風融着により不織布
化する場合には、熱風融着時の熱により複合繊維にスパ
イラル状の捲縮が高度に発現するため、不織布化の前ま
たは後に熱処理を施さなくてもよい。

本発明の伸縮性複合繊維を材料として、耐薬品性に優
れ、かつ伸縮性に優れているとともに小さな伸長強力に
よっても容易に伸長する不織布を製造する場合には、ポ
リプロピレンとポリエチレンとからなる複合繊維のよう
なポリオレフィン系複合繊維と本発明の伸縮性複合繊維
とを、本発明の伸縮性複合繊維が30％以上となるように
混綿して使用することが好ましい。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について説明する。なお、実施
例中に示した諸物性値の測定方法を予め示しておく。

・メルトフローレート（MFR）…ASTM Ｄ 1238（Ｌ）
による。

・融点…DSCによる。

・捲縮数…JIS L1015による。

・単繊維熱収縮率 120℃における真の熱収縮率…JIS L1015に準じる （初荷重：デニール×50mg、温度:120℃）。

120℃における見掛めの熱収縮率…JIS L1015に準じ
る （初荷重：デニール×2mg、温度:120℃）。

・不織布伸長回復率（不織布の機械方向の伸長回復率） 試料幅:5cm チャック間距離:10cm 初荷重：目付け×10^-1g 引張りおよび戻り速度:20cm/分 伸長率：ニードルパンチ法と水流絡合法は50％、 エンボスロール熱融着法は40％ 伸長保持時間：なし ・伸長強力（不織布の伸長し易さ）…ニードルパンチ法
により作製した不織布の不織布伸長回復率の測定時に、
50％伸長させるのに必要とした荷重。

実施例１〜15 MFRが40の結晶性ポリプロピレン（宇部興産（株）製
UBE RS1238）を高融点成分として用いた。またMFRが
17〜20で融点が129〜143℃である、ポリプロピレンを主
成分とする共重合体を低融点成分として用いた。上記高
融点成分と低融点成分を一軸押出機２台とホール径0.6m
mの偏心鞘芯型複合繊維用円形ノズルとを備えた複合繊
維紡糸設備を使い、表−１に示す条件で紡糸して、高融
点成分を芯部とし低融点成分を鞘部とする単糸デニール
3.8〜10deの偏心鞘芯型の未延伸複合繊維を計15種類得
た。

このときの紡糸性はいずれの複合繊維においても良好
であり、それぞれ20時間連続紡糸しても全く紡糸切れは
なく安定していた。

次いで、得られたマルチフィラメントを複合繊維の種
類毎に集めて、それぞれトータルデニールを約60万deと
し、ステープルファイバー試作設備により表−１に示す
条件で延伸し、引き続きオイリング、機械捲縮加工、95
℃の乾燥処理、カッティングを行って、単糸デニールが
1.5〜4de、ジグザグ捲縮数が14個／インチ、繊維長が45
mm、真の熱収縮率が25％以下、見掛けの熱収縮率が55％
以上である、本発明の伸縮性複合繊維からなるステープ
ルファイバーを計15種類得た。なお、これらのステープ
ルファイバーにおいては、スパイラル状の捲縮能は潜在
化しており、スパイラル状の捲縮は発現していなかっ
た。

次いで、得られた各ステープルファイバーを幅350mm
のローラーカード機に通して、均一なウェッブをそれぞ
れの複合繊維毎に作製した。この時、カード通過性に全
く問題はなかった。

この後、得られた各ウェッブについて、それぞれニー
ドルパンチ法、エンボスロール熱融着法、または水流絡
合法により不織布化し、ニードルパンチ法とエンボスロ
ール熱融着法で得た不織布は125℃の熱風下にて10秒間
熱処理を施すことにより伸縮性複合繊維にスパイラル状
の捲縮を高度に発現させ、一方、水流絡合法で得た不織
布は高圧空気である程度水分を除去した後125℃の熱風
下にて３分間熱処理を施して乾燥するとともに伸縮性複
合繊維にスパイラル状の捲縮を高度に発現させて、目付
が100g/m²の均一な伸縮性不織布をそれぞれ得た。なお
不織布化にあたっては、ニードルパンチ法ではパンチ密
度を40本/cm²として不織布化し、エンボスロール熱融着
法ではローラー温度を125℃、線圧を8kg/cm、接着面積
を17％として不織布化し、水流絡合法では水流絡合装置
によりオリフィス径0.15mm、ピッチ1.0mmの多数のノズ
ルから28kg/cm²の高圧水流をウェッブ速度25m/分で移送
しながら噴射して不織布化した。ニードルパンチ法と水
流絡合法により得た捲縮発現後の各不織布を顕微鏡で観
察したところ、繊維同士の熱接着は認められなかった。

このようにして得られた各伸縮性不織布の伸縮性を評
価するにあたり、ニードルパンチ法と水流絡合法により
得た各伸縮性不織布では不織布の機械方向に50％伸長後
の回復率を測定し、エンボスロール熱融着法により得た
各伸縮性不織布では不織布の機械方向に40％伸長後の回
復率を測定した。また、ニードルパンチ法により得た伸
縮性不織布の伸長の難易を評価するにあたり、上述の回
復率の測定での50％伸長時の伸長強力を測定した。これ
らの結果を表−２に示す。

比較例１ MFRが20で融点が本発明の限定範囲外の124℃である、
ポリプロピレンを主成分とする共重合体を低融点成分と
して用いた以外は、表−１に示すように実施例１と同様
にして、単糸デニールが2de、ジグザグ捲縮数が14個／
インチ、繊維長が45mmであるステープルファイバーを得
たが、このステープルファイバーの真の熱収縮率は38％
と本発明の限定範囲外であった。また、見掛けの熱収縮
率は75％であった。

次いで、得られたステープルファイバーを用いて実施
例１と同様にして均一なウェッブを作製し、さらにこの
ウェッブについて実施例１と同様にして、それぞれニー
ドルパンチ法とエンボスロール熱融着法と水流絡合法と
により不織布化した後、125℃の熱処理を施して、目付
が100g/m²の均一な伸縮性不織布を得た。

このようにして得られた伸縮性不織布の伸縮性および
伸長の難易を実施例１〜15と同様にして評価した。これ
らの結果を表−２に示す。

比較例２〜５ 真の熱収縮率と見掛けの熱収縮率の少なくとも一方が
本発明の限定範囲外である計４種類の複合繊維からなる
ステープルファイバーを、表−１に示すように、以下の
要領で得た。

高融点成分として、真の熱収縮率が大きくなり易い
低MFR（MFR＝27）の結晶性ポリプロピレンを用いた以外
は実施例３と同様にした（比較例２）。

延伸に際して未延伸糸を60℃に予熱するとともに、
延伸温度（第１延伸ローラー温度）を30℃と低温にし
て、真の熱収縮率が大きくなり易くした以外は実施例３
と同様にした（比較例３）。

延伸に際して延伸倍率を3.7倍と比較的大きくし
て、真の熱収縮率が大きくなり易くした以外は実施例３
と同様にした（比較例４）。

オイリング時の水分を除去するための乾燥処理とし
て115℃の熱処理を行って、複合繊維の見掛けの熱収縮
率を範囲外に低下させた以外は実施例３と同様にした
（比較例５）。

この後、得られたステープルファイバー毎に実施例３
と同様にして均一なウェッブを作製し、さらにこのウェ
ッブについて実施例３と同様にして、それぞれニードル
パンチ法、エンボスロール熱融着法、または水流絡合法
により不織布化した後、125℃の熱風下にて10秒間熱処
理を施して、目付が100g/m²の均一な伸縮性不織布を得
た。

このようにして得られた各伸縮性不織布の伸縮性およ
び伸長の難易を実施例１〜15と同様にして評価した。こ
れらの結果を表−２に示す。

比較例６ まず、ポリエチレンテレフタレート樹脂を高融点成分
とし、共重合ポリエステル樹脂を低融点成分とする。繊
度が2.7de、捲縮数が14個／インチのジグザグ捲縮であ
る市範の並列型（高融点成分と低融点成分の断面積比率
は5/5）伸縮性複合繊維を用い、実施例１〜15と同様に
して均一なウェッブを作製し、さらにこのウェッブにつ
いて実施例１〜15と同様にして、それぞれニードルパン
チ法により不織布化した。

なお、この伸縮性複合繊維の真の熱収縮率は、表−１
に示すように160℃において８％、190℃において19％で
あり、見掛けの熱収縮率は160℃において40％、190℃に
おいて51％であった。

この後、160℃の熱風下および190℃の熱風下にてそれ
ぞれ10秒間熱処理を施して、目付が100g/m²の均一な伸
縮性不織布を２種類得た。

このようにして得られた各伸縮性不織布の伸縮性およ
び伸長の難易を実施例１〜15と同様にして評価した。こ
れらの結果を表−２に示す。

表−２にから明らかなように、実施例１〜15の不織布
の伸長回復率はいずれも80％以上であり、伸縮性に優れ
ていることが確認された。一方、比較例１〜６で得られ
た不織布の伸長回復率はいずれも75％以下であり、実施
例１〜15の不織布より伸縮性に劣っていることが確認さ
れた。

また、実施例１〜15でニードルパンチ法により得た不
織布の伸長強力はいずれも86g/5cm以下と小さく、容易
に伸長することが確認された。一方、比較例１〜６でニ
ードルパンチ法により得た不織布の伸長強力はいずれも
122g/5cm以上であり、実施例１〜15の不織布より伸長さ
せずらいことが確認された。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の伸縮性繊維は、スパイ
ラル状の捲縮に関して高い捲縮能を有しているにも拘ら
ずオイリング時の水分を除去するための信号処理時には
その捲縮能を潜在化させることができ、必要時に適当な
熱処理を施すことによりスパイラル状の捲縮が高度に発
現して、伸縮性に優れた複合繊維になる。そしてこの伸
縮性複合繊維は、小さな伸長強力によっても容易に伸長
し、またポリオレフィン系重合体からなるため耐薬品性
に優れている。

したがって本発明を実施することにより、耐薬品性に
優れ、かつ伸縮性に優れているとともに小さな伸長強力
によっても容易に伸長する不織布を得ることが可能とな
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 釜谷 彰郎 岐阜県岐阜市藪田579―１ 宇部日東化 成株式会社繊維研究所内 (72)発明者 菅原 智彦 岐阜県岐阜市藪田579―１ 宇部日東化 成株式会社繊維研究所内 (56)参考文献 特開 平２−200859（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−191720（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−21908（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−81315（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】メルトフローレートが40の結晶性ポリプロ
   ピレンを高融点成分とし、ポリプロピレンを主成分と
   し、融点が125℃以上、メルトフローレートが17〜20の
   共重合体を低融点成分とし、これらを270℃以上の紡糸
   温度で紡糸して得られた偏心鞘芯型の複合繊維からな
   り、120℃における真の熱収縮率が25％以下、120℃にお
   ける見掛けの熱収縮率が55％以上であり、かつ、芯部が
   前記高融点成分である結晶性ポリプロピレンによって、
   また鞘部が前記低融点成分である共重合体によってそれ
   ぞれ形成されており、芯部と鞘部の断面積比が（芯部）
   ／（鞘部）＝6/4〜4/6、繊度が4de以下であることを特
   徴とする伸縮性複合繊維。