JP2948948B2

JP2948948B2 - 熱接着性繊維

Info

Publication number: JP2948948B2
Application number: JP3167232A
Authority: JP
Inventors: 茂樹林; 由記夫清水
Original assignee: UBE NITSUTO KASEI KK
Current assignee: UBE NITSUTO KASEI KK
Priority date: 1991-07-08
Filing date: 1991-07-08
Publication date: 1999-09-13
Anticipated expiration: 2014-09-13
Also published as: JPH059810A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱接着性繊維に係り、
使い捨て用途の不織布やカーマット等を使用後に資源と
して回収し再利用し易くするのに好適な熱接着性繊維に
関する。

【０００２】

【従来の技術】熱接着性繊維は、接着剤を用いることな
く繊維同士を結合させることができるため、不織布に加
工されて、紙オムツに代表される衛生材料や衣料材料等
に広く利用されている。このような熱接着性繊維として
は、ポリプロピレン繊維等の単一系繊維、ポリエチレン
−ポリプロピレン系複合繊維やポリエチレン−ポリエチ
レンテレフタレート系複合繊維等の異種ポリマー複合繊
維、共重合ポリエステル−ポリエチレンテレフタレート
系複合繊維等の同種ポリマー複合繊維等、種々の繊維が
開発されている。また、熱接着性繊維を材料とする不織
布を得るにあたっては、不織布の用途に応じて、熱風融
着法と熱ロール融着法とが使い分けられている。すなわ
ち、得られる不織布の触感や風合を重視する場合には熱
風融着法が、また得られる不織布の強力を重視する場合
には熱ロール融着法が、一般に採用されている。

【０００３】ところで、最も多く使用されているポリエ
チレン−ポリプロピレン系複合繊維からなる不織布は、
特有の滑り感があり触感もよくない。さらに、近年、環
境上の問題から、不織布を従来のように使い捨てにする
のではなく、使用済みのものを資源として回収して再利
用することが求められるようになってきた。また、不織
布の製造過程で発生するカッティング屑についても、従
来のように廃棄するのではなく、資源として回収して再
利用することが求められるようになってきた。そして、
異種ポリマー複合繊維からなる熱接着性繊維を材料とし
て用いた不織布では再利用に際して２種類の素材に分け
る必要があり、この作業は実質的に不可能であるため、
使用済みのものやカッティング屑等を資源として回収し
て再利用することが可能な、単一系繊維からなる熱接着
性繊維や同種ポリマー複合繊維からなる熱接着性繊維を
材料として用いた不織布製品に対する需要が高まりつつ
ある。

【０００４】このような需要の高まりに伴い、衛生材料
のように人体に直接接触した状態で利用される使い捨て
用途の不織布製品についても、使用済みのものやカッテ
ィング屑等を資源として回収して再利用することが可能
な製品を得る試みがなされている。具体的には、製品を
安価に供給することが可能で、かつ素材そのものの触感
や風合がよいポリプロピレン系の熱接着性繊維を用い
て、触感や風合、嵩高性に優れた不織布を得る試みがな
されている。このような事情はカーマットについても同
様であるが、カーマットの場合にはニードルパンチ不織
布のバッキングに用いられているラテックスが再溶融の
際に炭化分解するため再利用ができない。そこで、ラテ
ックスの代替として通常のポリプロピレン繊維に混綿し
て再利用を容易にする熱接着性繊維が望まれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、既存の
ポリプロピレン系熱接着性繊維であるポリプロピレン繊
維（単一系繊維）には、熱ロール法によらなければ不織
布化することが実質的にできないため、触感や風合、嵩
高性に優れた不織布を得ることができないという難点が
あった。このポリプロピレン繊維を熱風融着法により不
織布化しても、熱風により繊維全体が加熱され、一部の
繊維だけを溶融軟化させて融着させることができないた
め、触感や風合、嵩高性に優れた不織布を得ることはで
きない。

【０００６】したがって本発明の目的は、熱風融着法に
より触感や風合、嵩高性に優れた不織布を得ることが可
能な、ポリプロピレン系の熱接着性繊維を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の熱接着性繊維は、モノマーの主成分がプロピレンで
ある低融点共重合体を鞘成分とし、結晶性ポリプロピレ
ンからなる高融点重合体を芯成分とする鞘芯型複合繊維
からなり、示差走査熱分析装置により得られるＤＳＣ曲
線で前記低融点共重合体の融解ピークと前記高融点重合
体の融解ピークとがダブルピークを示し、ＤＳＣ曲線中
の芯成分の融解ピーク温度Ｔ₂ （℃）と鞘成分の融解ピ
ーク温度Ｔ₁ （℃）との温度差△Ｔと、鞘成分の融解熱
量△Ｈ（ｍＷ）との積Ｓ＝△Ｔ・△Ｈが１６０以上であ
ることを特徴とする。

【０００８】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
熱接着性繊維は、上述したように、モノマーの主成分が
プロピレンである低融点共重合体を鞘成分とし、結晶性
ポリプロピレンからなる高融点重合体を芯成分とする鞘
芯型複合繊維からなる。そして、本発明の熱接着性繊維
は、鞘成分である低融点共重合体の融解ピークと芯成分
である高融点重合体（結晶性ポリプロピレン）の融解ピ
ークとが、複合繊維の示差走査熱分析装置により得られ
るＤＳＣ曲線でダブルピークを示す。ここで、本発明で
いうＤＳＣ曲線とは、示差走査熱分析装置により、試料
量約５mg、昇温速度１０℃／分の条件でＪＩＳＫ７
１２２に準じて求めたＤＳＣ曲線を意味する。また、本
発明でいうダブルピークとは、例えば図１に示すよう
に、前記ＤＳＣ曲線中に、低融点共重合体の融解を示す
ピーク（最高吸熱点）Ｐ₁ と高融点重合体の融解を示す
ピーク（最高吸熱点）Ｐ₂ とが別々に現れることをい
う。鞘芯型複合繊維の融解ピークが図２に示すようなシ
ングルピークとなる場合には、低融点成分の融解ピーク
が高融点成分の融解ピークに吸収されており、このよう
な複合繊維を熱風融着させると、低融点成分（鞘成分）
のみならず高融点成分（芯成分）までも融解してしまう
ために芯成分が著しく収縮して、高強力で風合に優れた
不織布を高い寸法安定性の下に製造することができなく
なる。

【０００９】鞘芯型の熱接着性繊維のＤＳＣ曲線中で
は、鞘成分の融解ピーク（Ｐ₁）は芯成分の融解ピーク
（Ｐ₂）よりも低温側に出現するが、Ｐ₁およびＰ
₂は、延伸時に各成分が配向結晶化することに伴って、
紡糸前の各成分の融点よりもそれぞれ高温側に移動す
る。そして、この移動の程度は延伸倍率が高いほど大き
い。したがって本発明の熱接着性繊維では、延伸時に配
向結晶化が進んで各成分の融解ピークがそれぞれ異なっ
た割合で高温側に移動することも考慮したうえで、鞘成
分の融解ピークＰ₁と芯成分の融解ピークＰ₂とが別々
に現れるように、それぞれの原料を選択する。融解ピー
クの高温側への移動が延伸倍率に応じて成分毎に異なる
ことから、芯成分と鞘成分の組み合わせを特定すること
はできないが、例えば、芯成分の結晶性ポリプロピレン
として紡糸前の融点が１６０〜１７０℃、ＭＦＲが１０
〜５０のものを用い、延伸倍率を２．２〜５．０倍とし
て本発明の熱接着性繊維を得る場合には、鞘成分の低融
点共重合体として、Ｙ２０３５Ｇ［出光石油化学（株）
製のエチレン−プロピレンランダムコポリマーの製品
名］、ＦＬ４５３［宇部興産（株）製のエチレン−プロ
ピレンランダムコポリマーの製品名］、ＳＰＸ−８４０
０［三菱油化（株）製のエチレン−プロピレンランダム
コポリマーの製品名］等の共重合体や、これらの共重合
体に分子量やメルトフローレート（ＭＦＲ）を調節のた
めの過酸化物を混入させた混合物等を用いることができ
る。

【００１０】また、本発明の熱接着性繊維においては、
ＤＳＣ曲線中の芯成分の融解ピークＰ₂の温度をＴ
₂（℃）、ＤＳＣ曲線中の鞘成分の融解ピークＰ₁の温
度をＴ₁（℃）、Ｔ₂とＴ₁との温度差を△Ｔ、鞘成分
の融解熱量を△Ｈ（ｍＷ）としたときに（図１参照）、
△Ｔと△Ｈとの積Ｓが１６０以上、特に好ましくは３０
０以上となるように、鞘成分原料と芯成分原料を選択す
る。Ｓの値が大きいと、熱風融着する際の熱風の温度管
理をルーズにしても、一般に、高強力で風合に優れた布
織布を高い寸法安定性の下に製造することができる。逆
に、Ｓの値が小さいと一定品質の布織布を得ることがで
きる熱風の温度範囲が一般に狭くなり、熱風の温度管理
を厳しく行わなければならなくなる。

【００１１】鞘芯型複合繊維からなる本発明の熱接着性
繊維における鞘部と芯部の断面積比は、鞘部／芯部＝６
／４〜３／７が好ましい。鞘部と芯部の断面積比が６／
４を超えると、鞘部を融解させるために必要な熱量が多
くなるため、芯部にも少なからず熱の影響が出て単糸熱
収縮率およびウェッブの熱収縮率が大きくなり易くなる
とともに、単糸強度が低下する。また３／７未満では、
鞘部を融解させるために必要な熱量が少なくて済むため
に芯部への熱の影響も少ないが、融着成分が基本的に少
ないために繊維同士の結合点の強力が低下する。本発明
の熱接着性繊維は、鞘部と芯部の断面積比が上記範囲に
あれば、同心型であっても偏心型であってもよいが、特
に同心型が好ましい。

【００１２】本発明の熱接着性繊維は、通常の鞘芯型複
合繊維の製造方法に基づいて紡糸および延伸し、さらに
常法により８〜２０個／インチ程度の機械捲縮または自
然捲縮を付与することにより、容易に得ることができ
る。このときの延伸倍率は、２．２〜５．０倍とするこ
とが好ましい。延伸倍率が２．２倍より小さいと、強度
が小さく伸度の大きい繊維しか得られない他、生産性も
低くなる。一方、延伸倍率を５．０倍より大きくする
と、延伸時の応力により鞘成分の配向が進み、鞘成分の
配向結晶化のために鞘成分の融解ピークが高温側にシフ
トするため、熱風融着が困難になるばかりでなく高強力
で触感に優れた不織布を得ることも困難になる。本発明
の熱接着性繊維を材料として用いて熱風融着法により不
織布を得るにあたっては、本発明の熱接着性繊維を単独
使用して、またはレーヨンやポリエステル繊維等と混綿
して、常法によりウェッブを作製した後、１４５〜１５
５℃程度の熱風温度で融着させる。

【００１３】

【作用】本発明の熱接着性繊維は、鞘成分および芯成分
が共にポリプロピレン系の重合体からなるため、不織布
として製品化した後でも、この不織布を資源として回収
し再利用することが可能である。また、不織布化する過
程で生じるカッティング屑も、資源として回収し再利用
することが可能である。また本発明の熱接着性繊維は、
ＤＳＣ曲線をとったときに、低融点共重合体（鞘成分）
の融解ピークと高融点重合体（芯成分）の融解ピークと
がダブルピークを示すため、鞘成分が軟化して融着が可
能となる温度まで熱風の温度を上げても、芯成分の融解
は殆どない。すなわち、本発明の熱接着性繊維では、芯
成分を殆ど融解させることなく鞘成分を融解させて複合
繊維同士を接着させることができる。したがって、本発
明の熱接着性繊維を用いた場合には、熱風融着法により
高強力で風合に優れた不織布を高い寸法安定性の下に製
造することができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明するが、
本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。な
お、実施例中に示した物性値の測定方法を予め示してお
く。・融解ピークの温度（以下、融点という）および融解熱
量延伸後の繊維を測定試料として用い、示差走査熱分析装
置［商品名：ＤＴ−４０、島津製作所（株）製］によ
り、試料量約５mg、昇温速度１０℃／分の条件でＪＩＳ
Ｋ７１２２に準じて求めた。・単糸の強度および伸度ＪＩＳＬ１０１５に準じて測定した。・不織布の嵩高得られた不織布から５cm×５cmの試料を１０枚切り出
し、これらの試料を用いて次式により不織布の嵩高（cc
／ｇ）を算出した。嵩高（cc／ｇ）＝Ｖ／Ｗ＝２５×ｈ／ＷＶ：１０枚の試料を重ねてその上に２０ｇの荷重を３０
秒間かけたときの、除重から３０秒後の全体の体積（cm
³）Ｗ：１０枚の試料の合計重量（ｇ）ｈ：１０枚の試料を重ねてその上に２０ｇの荷重を３０
秒間かけたときの、除重から３０秒後の全体の高さ（c
m）・不織布の強力得られた不織布から幅５０mm、長さ１４０mmの試料を切
り出し、この試料について、チャック間隔１００mm、引
っ張り速度４０mm／分の条件で測定した。なお試料は、
その長さ方向を不織布の幅方向と一致させたものをＣ
Ｄ、不織布の長さ方向と一致させたものをＭＤとした。・不織布の寸法安定性熱風融着装置に入れる前のウェッブの面積（Ａ₁）と融
着後の不織布の面積（Ａ₂）とから、次式により算出し
た。寸法安定性（％）＝｛（Ａ₁−Ａ₂）／Ａ₁｝×１００なお、上記式により求められる寸法安定性は、数値が小
さいほど優れている。

【００１５】実施例１（１）熱接着性繊維の製造ＭＦＲ［ＡＳＴＭＤ（Ｌ）に基づいて測定した値］が
４０の高結晶性タイプのポリプロピレン［製品名：ＵＢ
Ｅポリプロ ZT1276、宇部興産（株）製］とＭＦＲが１
７の結晶性ポリプロピレン［製品名：ＵＢＥポリプロ
RS1255、宇部興産（株）製］とを７：３の割合（重量
比）で混合したものを芯成分の高融点重合体として用
い、ＭＦＲが２０で融点が１３５℃であるエチレン−プ
ロピレンランダムコポリマー［製品名：出光ポリプロ
Y2035G、出光石油化学（株）製］１００重量部に対して
２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキ
シ）ヘキサン［商品名：パーヘキサン２５Ｂ、日本油脂
（株）製］０．０５重量部を添加してなる混合物を鞘成
分の低融点共重合体として用いて、以下のようにして熱
接着性繊維を得た。

【００１６】まず、一軸押出機２台とホール径０．４mm
の複合繊維用円形ノズルとを備えた同心鞘芯型複合繊維
紡糸設備により、紡糸温度２７０℃、引取り速度６００
ｍ／分の条件で紡糸して、鞘部と芯部の断面積比が５／
５で、単糸デーニルが６．０deである未延伸の同心鞘芯
型複合繊維を得た。次いで、この同心鞘芯型複合繊維か
らなるマルチフィラメントを１００本集めてトータルデ
ニールを３０万デニールとし、ステープルファイバー試
作設備にて、第１延伸ローラー温度を４０℃、第２およ
び第３延伸ローラ温度を５０℃、第１および第２延伸槽
温度を９０℃として、第１延伸ローラーと第２延伸ロー
ラーとの間で表１に示すように延伸倍率３．７倍の１段
延伸を行った。引き続き、オイリング、機械捲縮加工、
１００℃での乾燥処理を行った後、繊維長５１mmにカッ
トして、単糸デニールが２．０deで、機械捲縮数が１４
個／インチのステープルファイバーからなる本発明の熱
接着性繊維を得た。得られた熱接着性繊維の単糸物性を
表１に示す。

【００１７】（２）不織布の製造まず、得られた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、目付２０ｇ／ｍ²の均一なウ
ェッブを作成した。次いで、このウェッブを風速２ｍ／
秒に調節した熱風融着装置に５ｍ／分の供給速度で供給
し、熱風温度１４５℃で５秒間熱処理して、熱風融着不
織布を得た。また、熱風の温度を１５０℃にした以外は
同様にして、別途、熱風融着不織布を得た。得られた各
熱風融着不織布の物性を表１に示す。

【００１８】実施例２〜実施例１２および比較例１〜比較例２芯成分の原料、鞘成分の原料、鞘部と芯部の断面積比お
よび延伸倍率を表１または表２に示すように種々変更
し、他は実施例１と同様にして熱接着性繊維を得た後、
各繊維を材料として用いて、実施例１と同様にして熱風
融着不織布を得た。実施例２〜実施例６および比較例１
で得られた各熱接着性繊維の単糸物性と、実施例２〜実
施例６および比較例１で得られた各熱風融着不織布の物
性とを表１に示す。また、実施例７〜実施例１２および
比較例２で得られた各熱接着性繊維の単糸物性と、実施
例７〜実施例１２および比較例２で得られた各熱風融着
不織布の物性とを表２に示す。

【００１９】

【００２０】

【００２１】表１および表２から明らかなように、実施
例１〜実施例１２で得られた熱接着性繊維を材料として
製造した各熱風融着不織布は、いずれも嵩高な不織布で
あり、高強力のものであった。また、各不織布は触感や
風合の良いものであった。これに対して、Ｓの値が１１
０と低い比較例１の熱接着性繊維を材料として熱風融着
不織布を製造した場合は、不織布化の際の熱風温度が１
４５℃では十分な強力を有する不織布が得られず、熱風
の温度が１５０℃では得られる不織布の寸法安定性が低
い。また、ＤＳＣ曲線中の融解ピークがシングルピーク
であった比較例２の熱接着性繊維は、熱風温度１４５℃
で接着させることができたが、得られた不織布の強力は
低く、不織布を巻き取ることもできなかった。また、熱
風温度１５０℃でも接着させることができ、このとき得
られた不織布は強力の高いものであったが、寸法安定性
が低い他に、不織布の端部が縮れて外観の悪いものであ
り、他の不織布との貼合わせ等を行いづらいものであっ
た。さらに、比較例２の熱接着性繊維を１５０℃の熱風
で融着して得た不織布は、触感が悪く実用性に欠けるも
のであった。実施例１３（１）熱接着性繊維の製造ＭＦＲ［ＡＳＴＭＤ（Ｌ）に基づいて測定した値］が
４０の高結晶性タイプのポリプロピレン［製品名：ＵＢ
ＥポリプロＺＴ１２７６、宇部興産（株）製］とＭＦ
Ｒが１７の結晶性ポリプロピレン［製品名：ＵＢＥポリ
プロＲＳ１２５５、宇部興産（株）製］とを７：３の
割合（重量比）で混合した原料にグレー顔料マスターバ
ッチ（大日本インキ化学製ＰＧ６１２１Ｂ）を６０：
１の割合で添加したものを芯成分の高融点重合体として
用い、ＭＦＲが２０で融点が１３５℃であるエチレン−
プロピレンランダムコポリマー［製品名：出光ポリプロ
Ｙ２０３５Ｇ、出光石油化学（株）製］１００重量部に
対して２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペル
オキシ）ヘキサン［商品名：パーヘキサン２５Ｂ、日本
油脂（株）製］０．０５重量部を添加してなる混合物を
鞘成分の低融点共重合体として用いて、以下のようにし
て熱接着性繊維を得た。まず、一軸押出機２台とホール
径０．７ｍｍの複合繊維用円形ノズルとを備えた同心鞘
芯型複合繊維紡糸設備により、紡糸温度２７０℃、引取
り速度６００ｍ／分の条件で紡糸して、鞘部と芯部の断
面積比が５／５で、単糸デーニルが４５ｄｅである未延
伸の同心鞘芯型複合繊維を得た。次いで、この同心鞘芯
型複合繊維からなるマルチフィラメントを１００本集め
てトータルデニールを３０万デニールとし、ステープル
ファイバー試作設備にて、第１延伸ローラー温度を４０
℃、第２および第３延伸ローラ温度を５０℃、第１およ
び第２延伸槽温度を９０℃として、第１延伸ローラーと
第２延伸ローラーとの間で表３に示すように延伸倍率
３．７倍の１段延伸を行った。引き続き、オイリング、
機械捲縮加工、１００℃での乾燥処理を行った後、繊維
長７６ｍｍにカットして、単糸デニールが１５ｄｅで、
機械捲縮数が１４個／インチのステープルファイバーか
らなる本発明の熱接着性繊維を得た。得られた熱接着性
繊維の単糸物性を表３に示す。（２）不織布の製造まず、得られた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、目付８０ｇ／ｍ^２の均一な
ウェッブを作成した。次いで、このウェッブを風速２ｍ
／秒に調節した熱風融着装置に２．５ｍ／分の供給速度
で供給し、熱風温度１４５℃または１５０℃で１０秒間
熱処理して、熱風融着不織布を得た。得られた熱接着性
複合繊維および不織布の物性を表３に示す。

【表３】実施例１３で得られた熱接着性繊維は、単独で使用すれ
ば嵩高で高強力の熱風融着不織布が得られ、カーマット
におけるラテックス代替用繊維として使用可能なことが
判明した。実施例１４・比較例３鞘成分の押出機を停止した以外は実施例１３と同様にし
て得た繊維長７６ｍｍ、機械捲縮数１４個／インチ、単
糸デニール１５ｄｅの単一成分の原着ステープルファイ
バーと実施例１４で得られた複合繊維とを４：１の割合
で混綿しローラーカード機に通してウェッブを得、次い
でニードルパンチ加工機にてパンチ密度１００本／ｃｍ
^２、目付４００ｇ／ｍ^２の不織布を得た（比較例３）。
次いで、この不織布を風速２ｍ／秒に調節した熱風融着
装置に１ｍ／分の供給速度で供給し、熱風温度１４５℃
で２５秒間熱処理して不織布を得た（実施例１４）。◎
熱風融着をしなかった比較例３の不織布はＪＩＳＬ１
０９６に規定のテーパ摩耗試験において摩耗輪ＣＳ−１
０、荷重５００ｇで３００回摩擦したところ繊維の抜け
（糸引きと称する現象）が起こっており、カーマットと
しては不適合なものであった。一方ニードルパンチ後熱
融着をした実施例１４の不織布は前述のような糸引きも
なくカーマットとして十分使用に耐えるものであった。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の熱接着性
繊維は、熱風融着法により触感や風合、嵩高性に優れた
不織布を得ることが可能な、ポリプロピレン系の熱接着
性繊維である。したがって本発明によれば、使用済みの
ものや製造過程で生じるカッティング屑等を資源として
回収して再利用することが可能な、人体に直接接触した
状態で利用される使い捨て用途の不織布製品を提供する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、ダブルピークを示す本発明の熱接着性繊維
のＤＳＣ曲線を模式的に示すグラフである。

【図２】は、シングルピークを示す本発明外の熱接着性
繊維のＤＳＣ曲線を模式的に示すグラフである。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】モノマーの主成分がプロピレンである低
融点共重合体を鞘成分とし、結晶性ポリプロピレンから
なる高融点重合体を芯成分とする鞘芯型複合繊維からな
り、示差走査熱分析装置により得られるＤＳＣ曲線で前記低
融点共重合体の融解ピークと前記高融点重合体の融解ピ
ークとがダブルピークを示し、ＤＳＣ曲線中の芯成分の融解ピーク温度Ｔ₂ （℃）と鞘
成分の融解ピーク温度Ｔ₁ （℃）との温度差△Ｔと、鞘
成分の融解熱量△Ｈ（ｍＷ）との積Ｓ＝△Ｔ・△Ｈが１
６０以上であることを特徴とする熱接着性繊維。