JP3650223B2 - Non-woven fabric for thermoforming - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明の熱成形用不織布およびそれからの成形体に関する。さらに詳しくは、熱成形可能であり、凹凸形状を付与した成形体に加工することができ、通気性および適当なクッション性を有する成形体を得ることができる熱成形用不織布並びにそれからの成形体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、成形用不織布を熱加工して成形し、衣料基材、生活用品基材、包装材料、農業用資材等に巾広く利用され、またそのための種々の提案がなされている。
例えば複屈折率（△ｎ）が０.０２〜０.０７のポリエステルの長繊維ウェブをエンボス加工して部分圧着し、次いで熱処理して成型加工用不織シートを得る方法が特開昭６２−６９８７４号公報に記載されている。この提案方法は、ポリエステル長繊維自体の伸縮性と接着性を利用したものであり、得られた不織シートの加工性や成形品の巾の広さには自ら限界があり、繊維同志の接着力や成形品の強さも充分とは云えない。
【０００３】
また、前記提案方法を改善するものとして、複屈折率（△ｎ）が０.０２〜０.０７のポリエステル長繊維不織ウェブにエンボス加工およびニードルパンチ加工を施し、次いで収縮加工を行い、さらに樹脂を含浸させて、樹脂により繊維間隙を接着一体化することによって成形性を有する芯材の製造方法が提案されている（特公平７−２６３０９号公報参照）。
この樹脂を含浸した不織シートは、製造工程が煩雑で、しかもウレタン樹脂を含浸させているので、成形体は硬く、かつ通気性に劣しく、その上成形加工も容易でないという問題点を有している。
【０００４】
一方、弾性熱可塑性重合体を使用した伸縮性を有する不織布の開発も進められている。例えばポリエステル系エラストマーからなる不織布は、特開昭５７−８２５５３号公報、特開平３−８８５５号公報、特開平５−１４０８５３号公報等に提案されている。しかしながら、ポリエステル系エラストマー等の弾性体は粘着性が高いため、紡糸・引取り工程において糸同士が膠着しやすく、十分に開繊されたウェブを得ることが困難であるという問題がある。このため特開昭５７−８２５５３号公報、特開平３−８８５５号公報等においては、単糸本数を３０本以下に減らす方法が採用されているが、このような方法では開繊性はまだ不十分であるばかりか、生産性も下がってしまう。またこの生産性を改善するために多くの口金とエジェクターを設置すると、コストが著しく高くなってしまうという問題がある。一方、前記特開平５−１４０８５３号公報においては、ポリオレフィンを１〜１０重量％および無機微粉末を１〜８重量％エラストマーに添加して膠着を防止する方法が提案されているが、このような方法では十分に開繊されたウェブを得ることは困難である。
【０００５】
また、特公平７−１３３４５号公報には、繊維に捲縮数１.２〜１２個／ｃｍ、捲縮度２〜２０％の立体捲縮を付与して開繊性を向上させる方法が提案されている。しかしながら、この方法は製糸時の膠着を防止するものではないので、すでに膠着した繊維は、立体捲縮を発現させる工程では開繊されない。また開繊と同時または開繊前に立体捲縮を発現させると、逆に開繊性は悪くなるという問題がある。
【０００６】
また特開昭６０−３３９３５３号公報、特開平３−１１９１６４号公報には、メルトブロー法による伸縮性不織布が提案されている。確かにこの方法によれば、繊維を開繊することなく直接捕集して不織布となすので、繊維同士の膠着はあまり問題にならない。しかしながら、繊維の配向が進みにくいため得られる不織布の強度は弱く、また結晶化が起りにくいため弾性性能も劣ったものしか得られないし、これらの性能を改善しようと熱処理すると、不織布はゴムシート状になりやすいという問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明者らは、ポリエステル長繊維不織布から開織性、強度、均質性がよく、しかも成形加工性に優れ、かつ得られた成形体は通気性を有し、しかもリサイクル性がある熱成形用不織布を提供することを目的として研究を進めた。その結果、ポリエステルを芯成分とし、またポリエステルエラストマーを鞘成分として使用した特定形状の複合長繊維不織布は、熱成形用不織布として極めて優れた加工性を有し、得られた成形体も望ましい特性を有していることを見出した。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らの研究によれば、前記本発明の目的は、高融点ポリエステルを芯成分とし、ポリエステル系エラストマーを鞘成分とする芯鞘型複合長繊維不織布であって、鞘成分のポリエステル系エラストマー中には下記（ａ）および（ｂ）よりなる膠着防止組成物を１〜１０重量％含有し、
（ａ）下記一般式（１）で表されるスルホン酸金属塩化合物５０〜９５重量％
Ｒ−ＳＯ３Ｍ ・・・（１）
（式中、Ｒは平均炭素数が５〜２５のアルキル基、アリール基またはアルキルアリール基、Ｍはアルカリ金属を表す。）
（ｂ）下記一般式（２）で表されるヒドロキシ化合物５〜５０重量％
Ｒ’−Ｘ−ＣＨ２ＣＨ２ＯＨ
（式中、Ｒ’は平均炭素数が５〜２５のアルキル基、ＸはＣＯＮＹを表し、ＹはＨまたはＣＨ２ＣＨ２ＯＨを表す。）
芯成分は複屈折率（△ｎ）が０.０２〜０.１０であり、芯は扁心型であって、かつ長繊維は３次元捲縮を有していることを特徴とする熱成形用不織布により達成される。
【０００９】
かかる本発明の熱成形用不織布は、ポリエステル系エラストマーを鞘成分とし、ポリエステルを芯成分とする複合長繊維を使用し、かつ高い３次元捲縮を有しているので、これからの不織布は、熱加工性に優れ、凹凸性の大きい成形体を得ることは容易であり、長繊維同志は鞘成分であるエラストマーによる可撓性を有する固着点により接着されているので、加工性に優れているのみならず、成形体はクッション性に優れ、強度も大きい。また、成形に他のウレタン等の樹脂を使用しないので、通気性のある成形体が得られ、用済後、ポリエステル樹脂として回収並びにリサイクルが容易である。
以下、本発明の熱成形用不織布およびその製造方法についてさらに具体的に説明する。
【００１０】
本発明の熱成形用不織布を構成する長繊維不織布は、芯鞘型複合長繊維より形成され、その芯成分は高融点ポリエステルであり、具体的には芳香族ポリエステルである。この芳香族ポリエステルとは、通常、繊維形成能を有するもの、特に繊維として使用されているものが好ましく、具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートまたはこれらを基本骨格とする共重合ポリエステルが挙げられる。とりわけエチレンテレフタレート単位またはブチレンテレフタレート単位が全繰返し単位中８０モル％以上、好ましくは８５モル％以上を占めるポリエステルが一層好ましい。特にポリブチレンテレフタレートまたはその共重合が好ましい。共重合しうる酸成分としては、イソフタル酸、アジピン酸、セバチン酸等があり、またグリコール成分としては、ヘキサメチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等がある。
【００１１】
芯鞘型複合長繊維の鞘成分は、ポリエステル系エラストマーであり、このポリエステル系エラストマーは、高融点芳香族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（脂肪族ポリエーテル）、脂肪族ポリエステルまたは低融点（もしくは非晶性）芳香族ポリエステルをソフトセグメントとする共重合体である。ポリエステル系エラストマーとしては、ポリエーテルエステルエラストマーが好ましい。
すなわち、鞘成分としてのポリエステル系エラストマーは、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ−１,４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート等の高融点芳香族ポリエステルをハードセグメントとし、ポリ（エチレンオキシド）グリコール、ポリ（テトラメチレンオキシド）グリコール等のポリ（アルキレンオキシド）グリコール（脂肪族ポリエーテル）、ポリブチレンアジペート、ポリエチレンセバケート、ポリカプロラクトン等の脂肪族ポリエステル、ポリドデシレンイソフタレート、ポリオクチレンイソフタレート等の低融点または非晶性芳香族ポリエステル等をソフトセグメントするブロック共重合体であり、特にポリ（アルキレンオキシド）グリコールをソフトセグメントとするポリエーテルエステルブロック共重合体が好適に用いられる。
【００１２】
かかるポリエーテルエステルブロック共重合体についてより詳細に述べると、全酸成分の８０モル以上、好ましくは９０モル以上がテレフタル酸である酸成分と、グリコール成分の８０モル以上、好ましくは９０モル以上が１,４−ブタンジオールである低分子量グリコール成分、および平均分子量が約４００〜４０００のポリ（アルキレンオキシド）グリコール成分からなるポリエーテルエステルブロック共重合体が好ましく用いられる。
【００１３】
２０モル％以下の割合で共重合してもよいテレフタル酸成分以外の酸成分としては、イソフタル酸、フタル酸、２,６−ナフタレンジカルボン酸、ビス（ｐ−カルボシキフェニル）メタン、４,４’−ジフェニルエーテルジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸等の脂肪族ジカルボン酸および１,４−シクロへキサンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸が挙げられる。
また、２０モル％以下の割合で共重合してもよい１,４−ブタンジオール以外の低分子量グリコール成分としては、エチレングリコール、１,３−プロパンジオール、１,５−ペンタンジオール、１,６−ヘキサンジオール、ジエチレングリコールおよび、１,４−シクロヘキサンジオール、１,４−シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。
【００１４】
ポリ（アルキレンオキシド）グリコールとしては、ポリエチレングリコール、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）グリコール等が挙げられ、特に平均分子量が１０００〜３０００のポリ（テトラメチレンオキシド）グリコールが好ましい。
【００１５】
ポリエーテルエステルブロック共重合体中のポリ（アルキレンオキシド）グリコール成分の含有量は、４０〜８０重量％、特に５０〜７０重量％の範囲内にあることが好ましく、上記範囲より少ないと伸縮性が低下し、逆に多くなると結晶性が低下して紡糸が困難になり、また伸縮性も低下する。なお、ポリエーテルエステルブロック共重合体は、オルトクロロフェノールを溶媒として温度３０℃で測定した固有粘度は１.０〜３.０が適当である。また、該共重合体には、得られる不織布の用途に応じて着色剤、酸化防止剤、耐熱剤、艶消し剤、消臭剤、抗菌剤等の添加剤を少量添加してもよい。
【００１６】
また、ポリエステル系エラストマーの一例として、下記に説明する非晶性芳香族ポリエステルをソフトセグメントとするエラストマーも同様に鞘成分として使用することができる。
すなわち、（１）ハードセグメントを構成するポリエステル（Ａ）が、ポリブチレンテレフタレート系ポリエステルであり、
（２）ソフトセグメントを構成するポリエステル（Ｂ）が、以下の構成からなるポリエステルであって、かつ
（３）ポリエステル（Ａ）とポリエステル（Ｂ）との共重合割合（重量比）が、ポリエステル（Ａ）／ポリエステル（Ｂ）＝１０／９０〜５０／５０であるポリエステルブロック共重合体をエラストマー成分（鞘成分）として使用することができる。
ここで、前記ソフトセグメントは、下記（ａ）〜（ｃ）より構成される。
ａ）炭素数４〜２０の脂肪族ジカルボン酸成分が、ポリエステル（Ｂ）の全酸成分を基準として０〜５０ｍｏｌ％を占めること
ｂ）炭素数８〜１６の芳香族ジカルボン酸成分が、ポリエステル（Ｂ）の全酸成分を基準として、５０〜１００ｍｏｌ％を占めること。
ｃ）炭素数３〜２０の脂肪族ジオール化合物が、ポリエステル（Ｂ）の全ジオール成分を基準として５０〜１００ｍｏｌ％を占めること。
【００１７】
前記ポリエステルブロック共重合体を構成する成分の一つであるポリエステル（Ａ）としては、酸成分の７０モル％以上、好ましくは８０モル％以上がテレフタル酸またはそのエステル形成誘導体であり、ジオール成分の７０モル％以上、好ましくは８０モル％以上が１,４―ブタンジオールまたはそのエステル形成誘導体である成分単位を重縮合して得られるポリブチレンテレフタレート系ポリエステルが用いられる。すなわち、ポリエステル（Ａ）は結晶性芳香族ポリエステルセグメントを形成する。その他の芳香族ジカルボン酸として２,６―ナフタリンジカルボン酸、４,４’―ジフェニルジカルボン酸等を挙げることができ、ジオールとしてはエチレングリコール、トリメチレングリコール、１,４―シクロヘキサンジメタノール等を挙げることができる。該酸成分およびジオール成分は、それぞれ単独あるいは併用して用いてもよいが、ポリエステル（Ａ）単独での固有粘度は０.６〜２.０であり、かつ融点が１８０℃以上、好ましくは２００℃以上である。ポリエステル（Ａ）の固有粘度が０.６未満であると得られるブロック共重合ポリエステルの溶融成形性が大幅に低下し、さらに不織布としての性能も劣るものとなる。逆に固有粘度が２.０を越えるとブロック共重合ポリエステル製造時に溶融混練温度を高く設定しなければならず、該ポリエステルの熱劣化の面から好ましくない。
【００１８】
ポリエステルブロック共重合体を構成するもう一つの成分（ソフトセグメント）であるポリエステル（Ｂ）は、酸成分として、
ａ）炭素数４〜２０の脂肪族ジカルボン酸成分が、ポリエステル（Ｂ）の全酸成分を基準として０〜５０ｍｏｌ％
および
ｂ）炭素数８〜１６の芳香族ジカルボン酸成分が、ポリエステル（Ｂ）の全酸成分を基準として、５０〜１００ｍｏｌ％
を占めている。
【００１９】
該脂肪族ジカルボン酸成分の炭素数が４未満の場合、カルボキシル基間に存在する炭素原子の数が少ないので、得られるブロック共重合ポリエステルが加水分解を受けやすく、また溶融紡糸時の熱安定性に劣る。逆に該炭素数が２０を越えると該脂肪族ジカルボン酸が高価、入手困難等の問題があり好ましくない。好ましい該炭素数は７〜２０である。好ましく用いることのできる脂肪族ジカルボン酸としては、例えばアゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸等を挙げることができ、これらは単独で用いても２種以上を併用してもどちらでもよい。
【００２０】
かかる脂肪族ジカルボン酸の共重合量はポリエステル（Ｂ）の全酸成分を基準として０〜５０ｍｏｌ％であるが、ジオールの成分および脂肪族ジカルボン酸の種類等によってその好ましい範囲は選択できる。共重合が５０モル％を越えるとガラス転移温度が下がるため、室温で充分な弾性、伸縮性および制振性を発現するポリマーを得ることはできない。好ましい共重合量は５〜４０モル％である。
【００２１】
ポリエステル（Ｂ）の酸成分としてさらに炭素数８〜１６の芳香族ジカルボン酸成分が、ポリエステル（Ｂ）の全酸成分を基準として５０〜１００モル％好ましくは６０〜９５ｍｏｌ％占めていることが望ましい。該芳香族ジカルボン酸成分は、ポリエステル（Ｂ）の耐加水分解性、耐熱性を低下させることなく、得られるブロック共重合ポリエステル内で、該ポリエステル（Ｂ）をソフトセグメント部として機能させる為に、結晶性を低下させる目的で上述の量である。該芳香族ジカルボン酸成分としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、２,６―ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸等を好ましい例として挙げることができるがこれに限定されるものではない。
【００２２】
ポリエステル（Ｂ）のジオール成分として炭素数が３〜２０好ましくは５〜２０の脂肪族ジオール化合物がポリエステル（Ｂ）の全ジオール成分を基準として５０〜１００ｍｏｌ％以上占めていることが望ましい。該炭素数が３未満であると、単位重量当りの反復構造単位数が増えてしまい、耐加水分解性が劣る。逆に該炭素数が２０を超えると反応性に欠けるので好ましくない。また、脂肪族ジオール成分が５０ｍｏｌ％未満であると、ブロック共重合ポリエステルのガラス転移温度は上昇するが、該共重合ポリエステルの柔軟性が下がるので本発明の目的を達成できない。
【００２３】
ポリエステル（Ｂ）のジオール化合物としては、１,５―ペンタンジオール、３―メチル―１,５―ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、トリメチルペンタンジオール、１,６―ヘキサンジオール、１,４―シクロヘキサンジメタノール、１,９―ノナンジオール、エイコサンジオール等を挙げることができるが、ポリエステル（Ｂ）の結晶性を低下させる為に、特に側鎖にアルキル基を有するのがよい。該ジオール化合物は単独で用いても２種以上を併用してもどちらでもよい。
【００２４】
ポリエステル（Ｂ）単独での固有粘度は０.６〜１.０の範囲である。該固有粘度が０.６未満の場合には、得られるブロック共重合ポリエステルの溶融成形性が大幅に低下し、さらに不織布としての性能も劣るものとなる。逆に固有粘度が１.０を越えると、ポリエステルブロック共重合体製造時に溶融混練温度を高く設定しなければならず該ポリエステルの熱劣化の面から好ましくない。
【００２５】
ポリエステルブロック共重合体は、ポリエステル（Ａ）とポリエステル（Ｂ）とを溶融混練し、ブロック化反応させることによって得ることができるが、該ブロック化反応におけるポリエステル（Ａ）とポリエステル（Ｂ）との共重合割合を重量比率で、ポリエステル（Ａ）：ポリエステル（Ｂ）＝（１０〜５０）：（９０〜５０）とする。ポリエステル（Ａ）の共重合割合が１０重量％未満となると、得られるポリエステルブロック共重合体中のハードセグメント部が少なすぎて、耐熱性、成形加工性、不織布製造時の作業性等が低下する。逆に５０重量％を超えるとポリエステルブロック共重合体の常温での弾性・伸縮性が得られない。
【００２６】
ポリエステル（Ａ）とポリエステル（Ｂ）とのブロック化反応の温度、時間等の反応条件は、使用するポリエステル（Ａ）およびポリエステル（Ｂ）の組成、並びにポリエステル（Ａ）とポリエステル（Ｂ）との共重合割合によって変化するので一義的に定めることは困難である。しかしながら、得られるポリエステルブロック共重合体を鞘成分とする不織布を製造する際の熱安定性、得られる不織布の耐熱性を十分なものとするには、ポリエステル（Ａ）およびポリエステル（Ｂ）の固有粘度が比較的に高いものを用い、かつブロック化反応させる時に、ポリエステル（Ａ）およびポリエステル（Ｂ）の重合度を低下させない反応条件を選択する必要がある。
【００２７】
前記した鞘成分であるポリエステル系エラストマーは、粘着性が高いため、本発明の複合長繊維を紡糸し、引き取る工程において糸同志が膠着し易く、十分に開繊されたウェブを得ることが困難である場合が多い。また、一旦糸同志が膠着すると、捲縮を発現させる場合にも支障を起こすことになる。
従って、複合長繊維の表面（鞘部分）のポリエステル系エラストマーの粘着を防止するために、ポリエステル系エラストマー中に下記（ａ）および（ｂ）よりなる膠着防止組成物を１〜１０重量％含有させることが望ましい。
【００２８】
膠着防止組成物
（ａ）下記一般式（１）で表されるスルホン酸金属塩化合物５０〜９５重量％
Ｒ−ＳＯ３Ｍ ・・・（１）
（式中、Ｒは平均炭素数が５〜２５のアルキル基、アリール基またはアルキルアリール基、Ｍはアルカリ金属を表す。）
（ｂ）下記一般式（２）で表されるヒドロキシ化合物５〜５０重量％
Ｒ’−Ｘ−ＣＨ２ＣＨ２ＯＨ
（式中、Ｒ’は平均炭素数が５〜２５のアルキル基、ＸはＣＯＮＹを表し、ＹはＨまたはＣＨ２ＣＨ２ＯＨを表す。）
【００２９】
前記一般式（１）で表されるスルホン酸金属塩化合物は、分子中に少なくとも１個のスルホン酸金属塩からなる親水性基と適度な撥水性を示す基とを有する化合物であり、ポリエステル系エラストマー中に含有せしめることにより、該エラストマーの膠着防止効果を発揮するものである。式中、Ｍはアルカリ金属を表し、ナトリウム、カリウム、リチウム等であり、特にナトリウムが好ましい。また、Ｒは平均炭素数が５〜２５アルキル基、アリール基またはアルキルアリール基を表し、ここでアルキル基は直鎖または分岐を有することもある飽和または不飽和炭化水素基である。Ｒの炭素数が５未満の場合には膠着防止効果が小さくなり、一方２５を越える場合にはポリマー中への相溶性が悪くなることがある。このようなスルホン酸金属塩化合物の具体例としては、平均炭素数が１５のアルキルスルホン酸ナトリウム、デカンスルホン酸ナトリウム、ラウリルスルホン酸ナトリウム、デカンジスルホン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ジブチルナフタレンスルホン酸カリウム等が挙げられる。
【００３０】
また、前記一般式（２）で表されるヒドロキシ化合物は、ＸがＣＯＮＨである脂肪酸モノエタノールアミドまたはＸがＣＯＮ（ＣＨ２ＣＨ２ＯＨ）である脂肪酸ジエタノールアミドであり、式中Ｒ’は前記のアルキル基と同様に、直鎖または分岐を有することもある飽和または不飽和炭化水素基であり、その平均炭素数は５〜２５、好ましくは８〜１８である。炭素数がこの範囲を外れると、前記スルホン酸金属塩化合物をポリエステル系エラストマー中に均一に分散できなくなるので好ましくない。好ましく用いられる膠着防止助剤の具体的な例としては、ラウロイルモノエタノールアミド、ステアロイルモノエタノールアミド、ラウロイルジエタノールアミド、ステアロイルジエタノールアミド等が挙げられる。
【００３１】
膠着防止組成物は、前記一般式（１）で表されるスルホン酸金属塩化合物５０〜９５重量％、好ましくは６０〜９０重量％と、前記一般式（２）で表されるのヒドロキシ化合物５〜５０重量％、好ましくは１０〜４０重量％との混合物である。スルホン酸金属塩化合物の混合割合が５０重量％未満の場合には、十分な膠着防止効果得られないだけでなく、併用する前記ヒドロキシ化合物が５０重量％を越えるため熱安定性が低下し、紡糸調子等が悪くなることがある。一方、スルホン酸金属塩化合物の混合割合が９５重量％を越える場合には、助剤の配合割合が５重量％未満になるため、ポリエステル系エラストマー中へのスルホン酸金属塩化合物の分散性が悪くなり、十分な膠着防止効果が得られなくなる。
なお、前記膠着防止組成物は、上記一般式（２）で表されるヒドロキシ化合物を上記範囲で併用しているので、適度なブリードアウト性を有している。このため、繊維表面により多くの膠着防止剤が分布し、より優れた膠着防止効果が得られる。
【００３２】
上述のポリエステル系エラストマー中には、前記スルホン酸金属塩化合物およびヒドロキシ化合物からなる膠着防止組成物を、ポリエステル系エラストマーの重量を基準として１〜１０重量％含有させる必要がある。含有量が１重量％未満の場合には、十分な膠着防止効果が得られない。一方、１０重量％を越える場合には、紡糸の安定性が低下し、また繊維の熱接着性が低下したり弾性回復性能が低下して、不織布の伸縮性等が不十分なものとなる。
【００３３】
ポリエステル系エラストマーに前記膠着防止組成物を含有させる方法には特に制限はなく、従来公知の方法を用いることができる。例えばスルホン酸金属塩化合物と前記ヒドロキシ化合物の混合物をポリエステル系エラストマーと溶融混合してまずマスターバッチを製造し、このマスターペレットをさらにポリエステル系エラストマーペレットと混合溶融する方法、スルホン酸金属塩化合物と前記ヒドロキシ化合物の混合物にステアリン酸マグネシウム等の無機物を添加してペレット化し、これをポリエステル系エラストマーペレットとチップブレンドする方法、スルホン酸金属塩化合物と前記ヒドロキシ化合物の混合物をポリエステル系エラストマーに溶融添加する方法等が挙げられる。
【００３４】
本発明の芯鞘型の複合長繊維は、前記高融点ポリエステルを芯成分とし、前記ポリエステルエラストマーを鞘成分とすることにより得られたものであって、その芯鞘型の複合長繊維は、知られた手段で製造することができる。
この複合長繊維における芯成分：鞘成分の割合は、重量で７０：３０〜３０：７０、好ましくは６５：３５〜３５：６５の範囲であり、芯の形状はほぼ円形またはその若干の変形であってもよく、また芯は繊維の断面において偏心していることが捲縮のために必要となる。
【００３５】
複合繊維の繊度は、通常３〜２０ｄｅ、好ましくは５〜１５ｄｅ、特に好ましくは７〜１２ｄｅの範囲であり、この芯鞘型複合繊維からそれ自体知られたスパンボンド法によって不織布が形成される。その不織布は、鞘成分が互いに接合するように圧着して形成される。
長繊維不織布（Ａ層）の目付は、５０〜５００ｇ／ｍ2、好ましくは７０〜４００ｇ／ｍ2の範囲が適当である。目付がこの範囲より小さいと不織布の強度が不充分となり、一方目付がこの範囲を越えると全体が硬くなり、また透気性が低くなり風合いも損なわれるようになる。
【００３６】
前記複合長繊維における芯成分の高融点ポリエステルは、その複屈折率（△ｎ）が０.０２〜０.１０、好ましくは０.０３〜０.０８の範囲とすべきである。
この範囲の複屈折率の芯成分とすることにより、熱成形加工に適した複合長繊維とすることができる。芯成分の複屈折率（△ｎ）を前記範囲とするためには、溶融紡糸の紡糸速度、延伸条件を適度に抑えて行うことが要求される。
その条件としては、例えばポリエチレンテレフタレートの場合、２０００〜５０００ｍ／分の紡糸速度で紡糸し、半延伸し、熱処理する方法がある。
【００３７】
本発明の複合長繊維は、芯成分が偏心していることを利用して３次元捲縮を起こさせる。
この捲縮の割合は、２〜１５個／ｃｍ、好ましくは３〜１３個／ｃｍの範囲が望ましい。捲縮手段は、機械的捲縮でもよいが、熱捲縮が最も簡単であり、適している。
【００３８】
本発明の熱成形用不織布は、前記した複合長繊維を使用してウェブ化し、例えばエンボスロール等を用いて部分的に熱圧着するか、高圧水流等で部分的に交絡処理して本発明の不織布を得ることができる。例えば前者の方法では、一対のエンボスローラー間またはエンボスローラーとフラットローラーからなる一組のローラー間にウェブを通す。ローラー温度は、鞘成分のポリエステル系エラストマーの種類によって変わってくるが、通常はポリエステル系エラストマーの融点より５℃以上低い温度で圧接される。圧接される部分の割合は面積率で４〜２０％が好ましく、この範囲未満になると不織布の形態保持性が低下し、越えると不織布の伸縮性が低下する傾向にある。一方、後者の方法では、例えば１０〜２００Ｋｇ／ｃｍ3の圧力を有する高圧水を細孔から噴射して繊維を交絡させる。
【００３９】
かくして得られた熱成形用不織布は、９０％〜１６０％、好ましくは１００％〜１５０％の伸度を有しており、凹凸付与の熱成形用不織布として適している。また、本発明の熱成形用不織布は、全型内に入れ、例えば鞘成分のエラストマーの融点の±２０℃の温度の範囲でプレスし、成形体とすることができる。好ましい温度は、通常１４０〜２００℃の範囲から選択される。かくして他のウレタン等の樹脂を使用することなく所望の形状を付与することができ、得られた成形体の通気度は、通常１５〜１００ｃｃ／ｃｍ2／ｓｅｃ、好ましくは２０〜８０ｃｃ／ｃｍ2／ｓｅｃを有しており、しかも軽量であって、クッション性に富むものである。また、成形体は、エラストマーが表面に露出しており、滑らず、また他の繊維素材や成形体同志との接触音も少ないというメリットを有している。
【００４０】
【発明の効果】
通気性、クッション性、リサイクル性に優れた成形体を得るための熱成形用長繊維不織布が提供された。
【００４１】
【実施例】
実施例の中に記載されている扁芯度の定義は、繊維断面写真により複合繊維の断面中心と、芯部分の断面中心との距離を測定し、この距離を複合繊維の半径で除した値を％で表したものである。
なお、実施例中、測定方法は下記のとおりである。
（１）不織シートを構成する繊維の芯部分の複屈折率
不織シートを７０℃のジメチルフォルムアミドで処理し、鞘成分を溶解した後、芯部分の複屈折率を偏光顕微鏡レベックス式コンペンセータで測定した。
（２）繊維の捲縮数
ウェブ状態の繊維をサンプリングし、デニール当り２ｍｇの加重を加え測定した。
（３）不織布強力および伸度
定速伸長型引張り試験機にて、ＪＩＳ Ｌ １０９６に準じて測定した。
【００４２】
（４）成形体の耐屈曲性
Ｖ字型の成形体を幅５ｃｍに切り出し、（３）で用いた定速伸長型引張り試験機にクランプ間隔１０ｃｍでセットし、クランプ間隔５ｃｍまでの屈曲を１０回繰り返した後、Ｖ字コーナー部の角度を測定した。成形直後はコーナー角度は９０度であるので、この値が９０に近いものほど耐屈曲性がある。
（５）成形体の通気度
成形体の平面部分の通気度を、ＪＩＳ Ｌ １０９６のフラジール法に準じて測定した。
（６）動摩擦係数
ＪＩＳ Ｋ ７１２５に準じ、クロムメッキ金属円盤を滑り片として測定した。
【００４３】
実施例１
ジメチルテレフタレート１７０部、テトラメチレングリコール１００部、分子量２０００のポリテトラメチレングリコール２８０部、添加剤、触媒を入れてエステル交換して得られたポリエーテルエステル共重合体に、平均炭素数が１５であるアルキルスルホン酸ナトリウム塩８０重量％とステアリルモノエタノールアミド２０重量％からなる膠着防止剤を５.０重量％含有させ、２３０℃で溶融した。一方、極限粘度０.７のポリエチレンテレフタレート樹脂を２９０℃で溶融した。これら２種の溶融ポリマーを複合型紡糸口金に導き、ポリエチレンテレフタレートを芯、ポリエーテルエステル共重合体を鞘にして紡糸を行った。このとき芯／鞘の比率は重量比で６０／４０であった。また、芯の扁芯比率は１５％であった。紡出糸条を矩形のエアサッカーで牽引し、単糸繊度７デニールのフィラメントを得、開繊した後、移動するネット上にウェブを形成した。このウェブに１２０℃の熱風を吹き付け、３次元立体捲縮を発現させた後、圧着面積率１０％のエンボスカレンダーにて１４０℃で部分的に熱接着し、目付が１５ｇ／ｍ2である不織シートを得た。エアサッカーでの牽引速度は２３００ｍ／分であった。
【００４４】
実施例２
エアサッカーでの牽引速度を３５００ｍ／分とする以外は、実施例１と同一の方法で不織シートを得た。
実施例３
エアサッカーでの牽引速度を５０００ｍ／分とする以外は、実施例１と同一の方法で不織シートを得た。
【００４５】
比較例１
エアサッカーの牽引速度を１０００ｍ／分として、実施例１と同一の方法で不織シートを得た。
比較例２
エアサッカーの牽引速度を６０００ｍ／分として、実施例１と同一の方法で不織シートを得た。
比較例３
実施例１と同一の方法で芯部分を扁芯させることなく紡糸を行い、エアサッカーの牽引速度３５００ｍ／分として不織シートを得た。
【００４６】
実施例１〜３、比較例１〜３で得られたシートを、図１に示すＶ字金型３にセットし、上金型４で圧縮成型を行った。Ｖ字金型の溝幅は１０ｃｍ、深さは５ｃｍ、Ｖ字頂角は９０度であった。成形温度は１６０℃とした。不織シートの特性並びに成形体の特性を表１に示した。実施例はいずれも十分な耐屈曲性を示す。比較例１では芯部分の複屈折率（配向度）が低いので、成型時の熱により、芯部分が脆くなり耐屈曲性が劣る。また、比較例２や３のように不織布の伸度が低いものは、成型時にコーナー部分が伸ばされ歪みを内蔵しているので、やはり耐屈曲性が劣る。
【００４７】
【表１】
実施例４
ジメチルテレフタレート１７０部、テトラメチレングリコール１００部、分子量２０００のポリテトラメチレングリコール２８０部、添加剤、触媒を入れてエステル交換して得られたポリエーテルエステル共重合体に、平均炭素数が１５であるアルキルスルホン酸ナトリウム塩８０重量％とステアリルモノエタノールアミド２０重量％からなる膠着防止剤を５.０重量％含有させ、２３０℃で溶融した。一方、極限粘度０.７のポリエチレンテレフタレート樹脂を２９０℃で溶融した。これら２種の溶融ポリマーを複合型紡糸口金に導き、ポリエチレンテレフタレートを芯、ポリエーテルエステル共重合体を鞘にして紡糸を行った。このとき芯／鞘の比率は重量比で５０／５０であった。また、芯の扁芯比率は１５％であった。紡出糸条を矩形のエアサッカーで速度３５００ｍ／分で牽引し、単糸繊度９デニールのフィラメントを得、開繊した後、移動するネット上にウェブを形成した。このウェブに１３０℃の熱風を吹き付け、３次元立体捲縮を発現させた後、密度１１０回／ｃｍ2でニードルパンチを行い、目付３００ｇ／ｍ2の不織シートを得た。この不織シートを１６０℃のクリアランスカレンダーにて圧縮成型した。
【００４９】
比較例４
極限粘度０.７のポリエチレンテレフタレート樹脂を２９０℃で溶融し、通常の単成分紡糸口金から吐出させ、非対称冷却を行いながら、矩形のエアサッカーにて速度４５００ｍで牽引し、単糸繊度５デニールのフィラメントを得、開繊した後、移動するネット上にウェブを形成した。このウェブに１３０℃の熱風を吹き付け、３次元立体捲縮を発現させた後、密度１６０回／ｃｍ2でニードルパンチを行い、目付１４０ｇ／ｍ2である不織シートを得た。この不織シートに水溶性ウレタン樹脂を含浸させ、ゴムロールで絞ったあと１３０℃で乾燥させ、一対の金属ロールで加圧処理を行った。得られた成形体の目付は３００ｇ／ｍ2であり、樹脂付着量は５３％であった。
実施例４、比較例４のシート、成形体の性能を表２に示した。実施例４の成形体は通気性に優れ、かつ滑りにくく、例えば靴ライナーとして好適な特性を示した。一方、比較例４の成形体は、通気性が劣り、滑りやすいものであった。
さらに、実施例４の成形体ではエラストマー中にアルキルスルホン酸ナトリウム塩、並びにステアリルモノエタノールアミドを繊維膠着防止成分として含んでいるが、これらの剤は親水性であるから、成形体は吸水性を有し、用途によっては非常に好ましい効果を発揮する。なお、比較例４において、複屈折率は繊維全体の値で示した。
【００５０】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例で使用した成形金型の横断面を模式的に示したものである。
【符号の説明】
１ 不織シート
２ シート固定クランプ
３ Ｖ字金型
４ 上金型[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a non-woven fabric for thermoforming according to the present invention and a molded body therefrom. More specifically, the present invention relates to a non-woven fabric for thermoforming that can be thermoformed, can be processed into a shaped body having an uneven shape, and can obtain a shaped body having air permeability and appropriate cushioning properties, and a shaped body therefrom. .
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, molding non-woven fabrics are heat-processed and widely used for clothing bases, household goods bases, packaging materials, agricultural materials, and various proposals have been made.
For example, a method for obtaining a nonwoven sheet for molding by embossing a polyester long fiber web having a birefringence index (Δn) of 0.02 to 0.07 and then partially pressing it, followed by heat treatment is disclosed in JP-A-62-2. This is described in Japanese Patent No. 69874. This proposed method utilizes the stretchability and adhesiveness of the polyester long fiber itself, and the processability of the resulting nonwoven sheet and the breadth of the molded product have their own limits. The strength and strength of molded products are not sufficient.
[0003]
Further, as an improvement of the proposed method, embossing and needle punching are performed on a polyester long fiber nonwoven web having a birefringence index (Δn) of 0.02 to 0.07, and then shrinkage processing is performed. A method of manufacturing a core material having moldability by impregnating a resin and bonding and integrating fiber gaps with the resin has been proposed (see Japanese Patent Publication No. 7-26309).
Since the nonwoven sheet impregnated with this resin has a complicated manufacturing process and impregnated with a urethane resin, it has a problem that the molded body is hard and inferior in air permeability, and is difficult to be molded. doing.
[0004]
On the other hand, the development of a stretchable nonwoven fabric using an elastic thermoplastic polymer is also in progress. For example, non-woven fabrics made of polyester elastomer have been proposed in JP-A-57-82553, JP-A-3-8855, JP-A-5-140853, and the like. However, since an elastic body such as a polyester elastomer has high adhesiveness, there is a problem that yarns are easily stuck together in the spinning / take-off process, and it is difficult to obtain a sufficiently opened web. For this reason, in JP-A-57-82553 and JP-A-3-8855, etc., a method of reducing the number of single yarns to 30 or less is adopted, but with such a method, the fiber-opening property is still not satisfactory. Not only is it sufficient, but it also reduces productivity. In addition, if many bases and ejectors are installed to improve the productivity, there is a problem that the cost becomes remarkably high. On the other hand, in Japanese Patent Laid-Open No. 5-140853, a method for preventing sticking by adding 1 to 10% by weight of polyolefin and 1 to 8% by weight of inorganic fine powder is proposed. It is difficult to obtain a fully opened web by this method.
[0005]
Japanese Patent Publication No. 7-13345 proposes a method for improving the spreadability by imparting three-dimensional crimps with a crimp number of 1.2 to 12 pieces / cm and a crimp degree of 2 to 20%. Has been. However, since this method does not prevent agglutination at the time of yarn production, the already agglomerated fibers are not opened in the step of expressing the three-dimensional crimp. In addition, if a three-dimensional crimp is developed at the same time as the opening or before the opening, there is a problem that the opening property is worsened.
[0006]
Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 60-339353 and 3-119164 propose stretchable nonwoven fabrics by a melt blow method. Certainly, according to this method, the fibers are directly collected without opening to form a non-woven fabric, so that the sticking between the fibers is not a problem. However, the strength of the nonwoven fabric obtained is weak because the fiber orientation is difficult to proceed, and only the inferior elastic performance is obtained because crystallization hardly occurs. When heat treatment is performed to improve these performances, the nonwoven fabric is in the form of a rubber sheet. There is a problem that it is easy to become.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, the present inventors have found that the polyester long fiber nonwoven fabric has good weaving property, strength and homogeneity, is excellent in molding processability, and has a breathability and recyclability. Research was conducted with the aim of providing non-woven fabrics for molding. As a result, a composite long-fiber nonwoven fabric with a specific shape using polyester as a core component and polyester elastomer as a sheath component has extremely excellent processability as a nonwoven fabric for thermoforming, and the resulting molded article also has desirable characteristics. I found that I have.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the studies by the present inventors, the object of the present invention is a core-sheath type composite continuous fiber non-woven fabric having a high melting point polyester as a core component and a polyester elastomer as a sheath component, and the sheath component polyester elastomer It contains 1 to 10% by weight of an anti-sticking composition comprising the following (a) and (b):
(A) 50 to 95% by weight of a sulfonic acid metal salt compound represented by the following general formula (1)
R-SO3M (1)
(In the formula, R represents an alkyl group having 5 to 25 carbon atoms, an aryl group or an alkylaryl group, and M represents an alkali metal.)
(B) 5 to 50% by weight of a hydroxy compound represented by the following general formula (2)
R'-X-CH2CH2OH
Wherein R ′ is an alkyl group having an average carbon number of 5 to 25, and X is CONYY represents H or CH2CH2Represents OH. )
Thermoforming, characterized in that the core component has a birefringence (Δn) of 0.02 to 0.10, the core is a flat type, and the long fibers have a three-dimensional crimp. Achieved with a non-woven fabric.
[0009]
Such a nonwoven fabric for thermoforming of the present invention uses a composite long fiber having a polyester elastomer as a sheath component and polyester as a core component, and has a high three-dimensional crimp. It is easy to obtain a molded product with excellent processability and large unevenness, and the long fibers are bonded by a flexible fixing point by an elastomer as a sheath component, so that only excellent processability is achieved. In addition, the molded body has excellent cushioning properties and high strength. Moreover, since other resins such as urethane are not used for molding, a molded article having air permeability can be obtained, and after use, it can be easily recovered and recycled as a polyester resin.
Hereinafter, the non-woven fabric for thermoforming of the present invention and the production method thereof will be described in more detail.
[0010]
The long-fiber nonwoven fabric constituting the nonwoven fabric for thermoforming according to the present invention is formed from core-sheath type composite continuous fiber, and the core component is a high-melting polyester, specifically, an aromatic polyester. As this aromatic polyester, those having fiber-forming ability, particularly those used as fibers are preferred. Specifically, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate or a copolymer having these as a basic skeleton is preferable. Polymerized polyester is exemplified. In particular, a polyester in which ethylene terephthalate units or butylene terephthalate units occupy 80 mol% or more, preferably 85 mol% or more of all repeating units is more preferable. In particular, polybutylene terephthalate or a copolymer thereof is preferable. Examples of the acid component that can be copolymerized include isophthalic acid, adipic acid, and sebacic acid. Examples of the glycol component include hexamethylene glycol, diethylene glycol, and triethylene glycol.
[0011]
The sheath component of the core-sheath type composite long fiber is a polyester-based elastomer. This polyester-based elastomer has a high-melting point aromatic polyester as a hard segment and is composed of poly (alkylene oxide) glycol (aliphatic polyether), aliphatic polyester or A copolymer having a low melting point (or amorphous) aromatic polyester as a soft segment. As the polyester elastomer, a polyether ester elastomer is preferable.
That is, the polyester-based elastomer as the sheath component is a high-melting point aromatic polyester such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, poly-1,4-cyclohexanedimethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, and the like. (Ethylene oxide) glycol, poly (alkylene oxide) glycol (aliphatic polyether) such as poly (tetramethylene oxide) glycol, polybutylene adipate, polyethylene sebacate, polycaprolactone, and other aliphatic polyesters, polydodecylene isophthalate, It is a block copolymer that soft segments low melting point or amorphous aromatic polyesters such as polyoctylene isophthalate, especially poly (alkyleneoxy) D) A polyether ester block copolymer having glycol as a soft segment is preferably used.
[0012]
The polyether ester block copolymer will be described in more detail. More than 80 moles, preferably 90 moles or more of the total acid component, and 80 moles or more, preferably 90 moles or more of the glycol component, are terephthalic acid. A polyether ester block copolymer comprising a low molecular weight glycol component which is 1,4-butanediol and a poly (alkylene oxide) glycol component having an average molecular weight of about 400 to 4000 is preferably used.
[0013]
Acid components other than the terephthalic acid component that may be copolymerized in a proportion of 20 mol% or less include isophthalic acid, phthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, bis (p-carboxyphenyl) methane, and 4,4. Examples include aromatic dicarboxylic acids such as' -diphenyl ether dicarboxylic acid, aliphatic dicarboxylic acids such as adipic acid, sebacic acid, and dodecanedioic acid, and alicyclic dicarboxylic acids such as 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid.
Examples of the low molecular weight glycol component other than 1,4-butanediol that may be copolymerized at a ratio of 20 mol% or less include ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,5-pentanediol, and 1,6. -Hexanediol, diethylene glycol, 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol and the like.
[0014]
Examples of the poly (alkylene oxide) glycol include polyethylene glycol, poly (propylene oxide) glycol, poly (tetramethylene oxide) glycol, and the like, and poly (tetramethylene oxide) glycol having an average molecular weight of 1000 to 3000 is particularly preferable.
[0015]
The content of the poly (alkylene oxide) glycol component in the polyetherester block copolymer is preferably in the range of 40 to 80% by weight, particularly 50 to 70% by weight. On the contrary, if the amount is increased, the crystallinity is lowered and spinning becomes difficult, and the stretchability is also lowered. In addition, as for the intrinsic viscosity measured at 30 degreeC by using orthochlorophenol as a solvent, 1.0-3.0 are suitable for a polyetherester block copolymer. In addition, a small amount of additives such as a colorant, an antioxidant, a heat-resistant agent, a matting agent, a deodorant, and an antibacterial agent may be added to the copolymer depending on the use of the resulting nonwoven fabric.
[0016]
As an example of a polyester-based elastomer, an elastomer having an amorphous aromatic polyester described below as a soft segment can also be used as a sheath component.
That is, (1) the polyester (A) constituting the hard segment is a polybutylene terephthalate polyester,
(2) The polyester (B) constituting the soft segment is a polyester having the following constitution, and
(3) A polyester block copolymer in which the copolymerization ratio (weight ratio) of the polyester (A) and the polyester (B) is polyester (A) / polyester (B) = 10/90 to 50/50 is used as an elastomer component. It can be used as (sheath component).
Here, the soft segment includes the following (a) to (c).
a) The aliphatic dicarboxylic acid component having 4 to 20 carbon atoms occupies 0 to 50 mol% based on the total acid component of the polyester (B).
b) The aromatic dicarboxylic acid component having 8 to 16 carbon atoms occupies 50 to 100 mol% based on the total acid component of the polyester (B).
c) A C3-C20 aliphatic diol compound occupies 50-100 mol% on the basis of all the diol components of polyester (B).
[0017]
As polyester (A) which is one of the components constituting the polyester block copolymer, 70 mol% or more, preferably 80 mol% or more of the acid component is terephthalic acid or an ester-forming derivative thereof, Polybutylene terephthalate polyester obtained by polycondensation of component units in which 70 mol% or more, preferably 80 mol% or more is 1,4-butanediol or an ester-forming derivative thereof is used. That is, the polyester (A) forms a crystalline aromatic polyester segment. Other aromatic dicarboxylic acids include 2,6-naphthalene dicarboxylic acid, 4,4′-diphenyldicarboxylic acid, and the diols include ethylene glycol, trimethylene glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, and the like. be able to. The acid component and the diol component may be used alone or in combination, but the intrinsic viscosity of the polyester (A) alone is 0.6 to 2.0, and the melting point is 180 ° C. or higher, preferably 200. It is above ℃. When the intrinsic viscosity of the polyester (A) is less than 0.6, the melt-moldability of the block copolymer polyester obtained is greatly lowered, and the performance as a nonwoven fabric is also inferior. Conversely, if the intrinsic viscosity exceeds 2.0, the melt-kneading temperature must be set high during the production of the block copolymer polyester, which is not preferable from the viewpoint of thermal degradation of the polyester.
[0018]
Polyester (B) which is another component (soft segment) constituting the polyester block copolymer,
a) The aliphatic dicarboxylic acid component having 4 to 20 carbon atoms is 0 to 50 mol% based on the total acid component of the polyester (B).
and
b) The aromatic dicarboxylic acid component having 8 to 16 carbon atoms is 50 to 100 mol% based on the total acid component of the polyester (B).
Accounted for.
[0019]
When the aliphatic dicarboxylic acid component has less than 4 carbon atoms, since the number of carbon atoms present between the carboxyl groups is small, the resulting block copolymer polyester is susceptible to hydrolysis, and the thermal stability during melt spinning Inferior to On the other hand, if the number of carbon atoms exceeds 20, the aliphatic dicarboxylic acid is not preferred because it is expensive and difficult to obtain. The carbon number is preferably 7-20. Examples of the aliphatic dicarboxylic acid that can be preferably used include azelaic acid, sebacic acid, and decanedicarboxylic acid. These may be used alone or in combination of two or more.
[0020]
The copolymerization amount of the aliphatic dicarboxylic acid is 0 to 50 mol% based on the total acid component of the polyester (B), but the preferred range can be selected depending on the diol component and the type of the aliphatic dicarboxylic acid. If the copolymerization exceeds 50 mol%, the glass transition temperature is lowered, and therefore a polymer that exhibits sufficient elasticity, stretchability and vibration damping properties at room temperature cannot be obtained. A preferable copolymerization amount is 5 to 40 mol%.
[0021]
It is desirable that the aromatic dicarboxylic acid component having 8 to 16 carbon atoms as the acid component of the polyester (B) accounts for 50 to 100 mol%, preferably 60 to 95 mol% based on the total acid component of the polyester (B). . In order to make this polyester (B) function as a soft segment part in the block copolymer polyester obtained, without reducing the hydrolysis resistance and heat resistance of the polyester (B), the aromatic dicarboxylic acid component, It is the above-mentioned amount for the purpose of lowering the crystallinity. Preferred examples of the aromatic dicarboxylic acid component include terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, diphenyldicarboxylic acid, and the like, but are not limited thereto.
[0022]
As the diol component of the polyester (B), an aliphatic diol compound having 3 to 20 carbon atoms, preferably 5 to 20 carbon atoms, occupies 50 to 100 mol% or more based on the total diol component of the polyester (B). When the number of carbon atoms is less than 3, the number of repeating structural units per unit weight increases, resulting in poor hydrolysis resistance. On the contrary, if the number of carbon atoms exceeds 20, it is not preferable because the reactivity is insufficient. On the other hand, if the aliphatic diol component is less than 50 mol%, the glass transition temperature of the block copolymer polyester increases, but the flexibility of the copolymer polyester decreases, so the object of the present invention cannot be achieved.
[0023]
As the diol compound of polyester (B), 1,5-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, neopentyl glycol, trimethylpentanediol, 1,6-hexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol Examples thereof include 1,9-nonanediol and eicosanediol. In order to reduce the crystallinity of the polyester (B), it is particularly preferable to have an alkyl group in the side chain. These diol compounds may be used alone or in combination of two or more.
[0024]
The intrinsic viscosity of the polyester (B) alone is in the range of 0.6 to 1.0. When the intrinsic viscosity is less than 0.6, the melt moldability of the resulting block copolymer polyester is greatly lowered, and the performance as a nonwoven fabric is also inferior. On the other hand, if the intrinsic viscosity exceeds 1.0, the melt kneading temperature must be set high during the production of the polyester block copolymer, which is not preferable from the viewpoint of thermal degradation of the polyester.
[0025]
The polyester block copolymer can be obtained by melt-kneading polyester (A) and polyester (B) and causing a blocking reaction. The polyester (A) and polyester (B) in the blocking reaction can be obtained. A copolymerization ratio is set to polyester (A): polyester (B) = (10-50) :( 90-50) by a weight ratio. When the copolymerization ratio of the polyester (A) is less than 10% by weight, there are too few hard segment parts in the resulting polyester block copolymer, and the heat resistance, molding processability, workability during the production of the nonwoven fabric, etc. are reduced. . Conversely, if it exceeds 50% by weight, the elasticity and stretchability of the polyester block copolymer at room temperature cannot be obtained.
[0026]
The reaction conditions such as the temperature and time of the blocking reaction between the polyester (A) and the polyester (B) are the composition of the polyester (A) and the polyester (B) used, and the polyester (A) and the polyester (B). Since it changes depending on the copolymerization ratio, it is difficult to define it uniquely. However, in order to make the heat stability of the non-woven fabric having the polyester block copolymer obtained as a sheath component and the heat resistance of the non-woven fabric obtained sufficient, the inherent properties of polyester (A) and polyester (B) It is necessary to select a reaction condition that does not decrease the degree of polymerization of the polyester (A) and the polyester (B) when a relatively high viscosity is used and the blocking reaction is performed.
[0027]
Since the polyester-based elastomer as the sheath component described above has high adhesiveness, yarns are easily stuck together in the process of spinning and taking the composite continuous fiber of the present invention, and it is difficult to obtain a sufficiently opened web. There are many cases. Moreover, once the yarns are stuck together, it will cause trouble even if crimps are developed.
Therefore, in order to prevent the adhesion of the polyester elastomer on the surface (sheath part) of the composite long fiber, 1 to 10% by weight of the anti-sticking composition comprising the following (a) and (b) is contained in the polyester elastomer. It is desirable.
[0028]
Anti-sticking composition
(A) 50 to 95% by weight of a sulfonic acid metal salt compound represented by the following general formula (1)
R-SO3M (1)
(In the formula, R represents an alkyl group having 5 to 25 carbon atoms, an aryl group or an alkylaryl group, and M represents an alkali metal.)
(B) 5 to 50% by weight of a hydroxy compound represented by the following general formula (2)
R'-X-CH2CH2OH
Wherein R ′ is an alkyl group having an average carbon number of 5 to 25, and X is CONYY represents H or CH2CH2Represents OH. )
[0029]
The sulfonic acid metal salt compound represented by the general formula (1) is a compound having a hydrophilic group composed of at least one sulfonic acid metal salt in the molecule and a group exhibiting moderate water repellency, By containing it in the elastomer, the anti-sticking effect of the elastomer is exhibited. In the formula, M represents an alkali metal and is sodium, potassium, lithium or the like, and sodium is particularly preferable. R represents an alkyl group having 5 to 25 carbon atoms, an aryl group or an alkylaryl group, wherein the alkyl group is a saturated or unsaturated hydrocarbon group which may have a straight chain or a branched chain. When the carbon number of R is less than 5, the anti-sticking effect is reduced, whereas when it exceeds 25, the compatibility in the polymer may be deteriorated. Specific examples of such sulfonic acid metal salt compounds include sodium alkylsulfonate, sodium decanesulfonate, sodium laurylsulfonate, sodium decanedisulfonate, sodium dodecylbenzenesulfonate, dibutylnaphthalenesulfonic acid having an average carbon number of 15 Potassium etc. are mentioned.
[0030]
The hydroxy compound represented by the general formula (2) is a fatty acid monoethanolamide wherein X is CONH.OrX is CON (CH2CH2OH) fatty acid diethanolamineInIn the formula, R ′ is a saturated or unsaturated hydrocarbon group which may have a straight chain or a branch, similarly to the alkyl group, and has an average carbon number of 5 to 25, preferably 8 to 18. . If the number of carbon atoms is out of this range, the sulfonic acid metal salt compound cannot be uniformly dispersed in the polyester elastomer, which is not preferable. Specific examples of the anti-sticking aid preferably used include lauroyl monoethanolamide, stearoyl monoethanolamide, lauroyl diethanolamide, stearoyl diethanolamide.Etc.Is mentioned.
[0031]
The anti-sticking composition comprises 50 to 95% by weight, preferably 60 to 90% by weight of the sulfonic acid metal salt compound represented by the general formula (1), and the hydroxy compound 5 represented by the general formula (2). It is a mixture of ˜50% by weight, preferably 10˜40% by weight. When the mixing ratio of the sulfonic acid metal salt compound is less than 50% by weight, not only a sufficient anti-sticking effect can be obtained, but also the hydroxy compound used in combination exceeds 50% by weight, so that the thermal stability is lowered and spinning. The condition may be worse. On the other hand, when the mixing ratio of the sulfonic acid metal salt compound exceeds 95% by weight, the compounding ratio of the auxiliary agent is less than 5% by weight, so that the dispersibility of the sulfonic acid metal salt compound in the polyester elastomer is poor. Thus, a sufficient anti-sticking effect cannot be obtained.
In addition, since the said anti-sticking composition uses the hydroxy compound represented by the said General formula (2) in the said range together, it has moderate bleed-out property. For this reason, more anti-sticking agents are distributed on the fiber surface, and a more excellent anti-sticking effect can be obtained.
[0032]
In the above-mentioned polyester elastomer, it is necessary to contain the anti-sticking composition comprising the sulfonic acid metal salt compound and the hydroxy compound in an amount of 1 to 10% by weight based on the weight of the polyester elastomer. When the content is less than 1% by weight, a sufficient anti-sticking effect cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 10% by weight, the spinning stability is lowered, the thermal adhesiveness of the fiber is lowered, the elastic recovery performance is lowered, and the stretchability of the nonwoven fabric is insufficient.
[0033]
There is no restriction | limiting in particular in the method of making the polyester-type elastomer contain the said anti-sticking composition, A conventionally well-known method can be used. For example, a master batch is first prepared by melt-mixing a mixture of a sulfonic acid metal salt compound and the hydroxy compound with a polyester-based elastomer, and the master pellet is further mixed and melted with a polyester-based elastomer pellet. A method in which an inorganic substance such as magnesium stearate is added to a mixture of hydroxy compounds to form pellets, which are then chip-blended with polyester elastomer pellets, and a method in which a mixture of a sulfonic acid metal salt compound and the hydroxy compound is melt-added to a polyester elastomer Etc.
[0034]
The core-sheath type composite continuous fiber of the present invention is obtained by using the high-melting polyester as a core component and the polyester elastomer as a sheath component. It can be manufactured by a given means.
The ratio of the core component to the sheath component in this composite long fiber is in the range of 70:30 to 30:70, preferably 65:35 to 35:65 by weight, and the shape of the core is almost circular or a slight deformation thereof. It may be present, and it is necessary for crimping that the core is eccentric in the cross section of the fiber.
[0035]
The fineness of the conjugate fiber is usually in the range of 3 to 20 de, preferably 5 to 15 de, particularly preferably 7 to 12 de, and a nonwoven fabric is formed from this core-sheath type conjugate fiber by a spunbond method known per se. The nonwoven fabric is formed by pressure bonding so that the sheath components are bonded to each other.
The basis weight of the long fiber nonwoven fabric (A layer) is 50 to 500 g / m.2, Preferably 70 to 400 g / m2The range of is appropriate. If the basis weight is smaller than this range, the strength of the nonwoven fabric becomes insufficient. On the other hand, if the basis weight exceeds this range, the whole becomes hard, and the air permeability is lowered and the texture is impaired.
[0036]
The high melting point polyester of the core component in the composite long fiber isBirefringence(Δn) should be in the range of 0.02 to 0.10, preferably 0.03 to 0.08.
By using a core component having a birefringence in this range, a composite continuous fiber suitable for thermoforming can be obtained. In order to set the birefringence (Δn) of the core component within the above range, it is required that the spinning speed and stretching conditions of melt spinning be appropriately suppressed.
As the conditions, for example, in the case of polyethylene terephthalate, there is a method of spinning at a spinning speed of 2000 to 5000 m / min, semi-stretching, and heat treatment.
[0037]
The composite continuous fiber of the present invention causes three-dimensional crimping by utilizing the eccentricity of the core component.
The crimp rate is 2 to 15 pieces / cm, preferably 3 to 13 pieces / cm. The crimping means may be mechanical crimping, but thermal crimping is the simplest and suitable.
[0038]
The non-woven fabric for thermoforming of the present invention is made into a web using the above-described composite long fiber, for example, partially thermocompression-bonded using an embossing roll or the like, or partially entangled with a high-pressure water stream or the like. A nonwoven fabric can be obtained. For example, in the former method, the web is passed between a pair of embossed rollers or between a pair of rollers composed of an embossed roller and a flat roller. The roller temperature varies depending on the type of the polyester elastomer as the sheath component, but is usually pressed at a temperature 5 ° C. or more lower than the melting point of the polyester elastomer. The ratio of the portion to be pressed is preferably 4 to 20% in terms of area ratio. When the ratio is less than this range, the shape retention of the nonwoven fabric decreases, and when it exceeds, the stretchability of the nonwoven fabric tends to decrease. On the other hand, in the latter method, for example, 10 to 200 kg / cm.ThreeThe fibers are entangled by jetting high-pressure water having a pressure of 1 through the pores.
[0039]
The nonwoven fabric for thermoforming thus obtained has an elongation of 90% to 160%, preferably 100% to 150%, and is suitable as a nonwoven fabric for thermoforming imparting unevenness. Moreover, the nonwoven fabric for thermoforming of the present invention can be put into a whole mold and pressed into a molded body by, for example, pressing in the temperature range of ± 20 ° C. of the melting point of the elastomer of the sheath component. The preferred temperature is usually selected from the range of 140 to 200 ° C. Thus, a desired shape can be imparted without using other resins such as urethane, and the air permeability of the obtained molded body is usually 15 to 100 cc / cm.2/ Sec, preferably 20 to 80 cc / cm2/ Sec, and is lightweight and rich in cushioning properties. Further, the molded body has an advantage that the elastomer is exposed on the surface, does not slip, and there is little contact sound with other fiber materials and molded bodies.
[0040]
【The invention's effect】
A long-fiber nonwoven fabric for thermoforming for obtaining a molded article excellent in air permeability, cushioning properties and recyclability has been provided.
[0041]
【Example】
The definition of the flatness described in the examples is based on the fiber cross-sectional photograph.compositeThe distance between the center of the cross section of the fiber and the center of the cross section of the core portion is measured, and the value obtained by dividing this distance by the radius of the composite fiber is expressed in%.
In the examples, the measurement methods are as follows.
(1) Birefringence of the core portion of the fiber constituting the nonwoven sheet
The nonwoven sheet was treated with dimethylformamide at 70 ° C. to dissolve the sheath component, and then the birefringence of the core portion was measured with a polarizing microscope levex type compensator.
(2) Number of crimps of fiber
The fibers in the web state were sampled and measured by applying a weight of 2 mg per denier.
(3) Nonwoven strength and elongation
The measurement was performed according to JIS L 1096 using a constant speed extension type tensile tester.
[0042]
(4) Bending resistance of the compact
Cut out the V-shaped molded body to a width of 5 cm, set it to the constant speed extension type tensile tester used in (3) with a clamp interval of 10 cm, and repeat the bending up to the clamp interval of 5 cm 10 times. The angle of was measured. Immediately after the molding, the corner angle is 90 degrees.
(5) Air permeability of the molded body
The air permeability of the flat portion of the molded body was measured in accordance with the JIS L 1096 fragile method.
(6) Coefficient of dynamic friction
According to JIS K 7125, a chrome-plated metal disk was measured as a sliding piece.
[0043]
Example 1
The polyether ester copolymer obtained by transesterifying 170 parts of dimethyl terephthalate, 100 parts of tetramethylene glycol, 280 parts of polytetramethylene glycol having a molecular weight of 2000, an additive and a catalyst has an average carbon number of 15. An anti-sticking agent composed of 80% by weight of alkylsulfonic acid sodium salt and 20% by weight of stearyl monoethanolamide was contained and melted at 230 ° C. Meanwhile, a polyethylene terephthalate resin having an intrinsic viscosity of 0.7 was melted at 290 ° C. These two types of molten polymers were introduced into a composite spinneret, and spinning was performed using polyethylene terephthalate as a core and a polyether ester copolymer as a sheath. At this time, the core / sheath ratio was 60/40 by weight. Moreover, the flat core ratio of the core was 15%. The spun yarn was pulled with a rectangular air soccer ball to obtain a filament having a single yarn fineness of 7 denier, and after opening, a web was formed on the moving net. After blowing hot air at 120 ° C. on this web to develop a three-dimensional solid crimp, it was partially heat-bonded at 140 ° C. with an embossing calendar with a crimp area ratio of 10%, and the basis weight was 15 g / m.2A nonwoven sheet was obtained. The towing speed in air soccer was 2300 m / min.
[0044]
Example 2
A nonwoven sheet was obtained in the same manner as in Example 1 except that the towing speed in air soccer was 3500 m / min.
Example 3
A nonwoven sheet was obtained in the same manner as in Example 1 except that the towing speed in air soccer was set to 5000 m / min.
[0045]
Comparative Example 1
A non-woven sheet was obtained in the same manner as in Example 1, with the air soccer traction speed set at 1000 m / min.
Comparative Example 2
A non-woven sheet was obtained in the same manner as in Example 1 with the air soccer pulling speed set to 6000 m / min.
Comparative Example 3
Spinning was performed without flattening the core portion in the same manner as in Example 1, and a nonwoven sheet was obtained with an air soccer pulling speed of 3500 m / min.
[0046]
The sheets obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 were set in a V-shaped
[0047]
[Table 1]
Example 4
The polyether ester copolymer obtained by transesterifying 170 parts of dimethyl terephthalate, 100 parts of tetramethylene glycol, 280 parts of polytetramethylene glycol having a molecular weight of 2000, an additive and a catalyst has an average carbon number of 15. An anti-sticking agent composed of 80% by weight of alkylsulfonic acid sodium salt and 20% by weight of stearyl monoethanolamide was contained and melted at 230 ° C. Meanwhile, a polyethylene terephthalate resin having an intrinsic viscosity of 0.7 was melted at 290 ° C. These two types of molten polymers were introduced into a composite spinneret, and spinning was performed using polyethylene terephthalate as a core and a polyether ester copolymer as a sheath. At this time, the core / sheath ratio was 50/50 by weight. Moreover, the flat core ratio of the core was 15%. The spun yarn was pulled with a rectangular air football at a speed of 3500 m / min to obtain a filament having a single yarn fineness of 9 denier, and after opening, a web was formed on the moving net. After blowing hot air at 130 ° C. on this web to develop a three-dimensional crimp, the density was 110 times / cm.2With a needle punch, with a basis weight of 300 g / m2A non-woven sheet was obtained. This nonwoven sheet was compression molded with a 160 ° C. clearance calendar.
[0049]
Comparative Example 4
A polyethylene terephthalate resin having an intrinsic viscosity of 0.7 is melted at 290 ° C., discharged from a normal single-component spinneret, and pulled at a speed of 4500 m with a rectangular air soccer ball while performing asymmetric cooling. After obtaining and opening the filament, a web was formed on the moving net. After blowing hot air of 130 ° C. on this web to develop a three-dimensional solid crimp, the density was 160 times / cm.2With a needle punch, 140g / m2A nonwoven sheet was obtained. The nonwoven sheet was impregnated with a water-soluble urethane resin, squeezed with a rubber roll, dried at 130 ° C., and subjected to pressure treatment with a pair of metal rolls. The basis weight of the obtained molded body is 300 g / m2The resin adhesion amount was 53%.
Table 2 shows the performance of the sheet and the molded body of Example 4 and Comparative Example 4. The molded body of Example 4 was excellent in air permeability and non-slip, and exhibited suitable characteristics as a shoe liner, for example. On the other hand, the molded product of Comparative Example 4 was poor in air permeability and slippery.
Further, in the molded product of Example 4, the alkylsulfonic acid sodium salt and stearyl monoethanolamide are contained in the elastomer as the fiber sticking prevention component. However, since these agents are hydrophilic, the molded product has water absorption. It has a very favorable effect depending on the application. In Comparative Example 4, the birefringence is shown as the value of the entire fiber.
[0050]
[Table 2]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a molding die used in an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Nonwoven sheet
2 Sheet clamp
3 V-shaped mold
4 Upper mold
Claims (2)
（ａ）下記一般式（１）で表されるスルホン酸金属塩化合物５０〜９５重量％
Ｒ−ＳＯ３Ｍ ・・・（１）
（式中、Ｒは平均炭素数が５〜２５のアルキル基、アリール基またはアルキルアリール基、Ｍはアルカリ金属を表す。）
（ｂ）下記一般式（２）で表されるヒドロキシ化合物５〜５０重量％
Ｒ’−Ｘ−ＣＨ２ＣＨ２ＯＨ
（式中、Ｒ’は平均炭素数が５〜２５のアルキル基、ＸはＣＯＮＹを表し、ＹはＨまたはＣＨ２ＣＨ２ＯＨを表す。）
芯成分は複屈折率（△ｎ）が０.０２〜０.１０であり、芯は扁心型であって、かつ長繊維は３次元捲縮を有していることを特徴とする熱成形用不織布。A core-sheath type composite continuous fiber nonwoven fabric having a high melting point polyester as a core component and a polyester elastomer as a sheath component, wherein the sheath component polyester elastomer includes the following (a) and (b) 1 to 10% by weight,
(A) 50 to 95% by weight of a sulfonic acid metal salt compound represented by the following general formula (1)
R-SO 3 M (1)
(In the formula, R represents an alkyl group having 5 to 25 carbon atoms, an aryl group or an alkylaryl group, and M represents an alkali metal.)
(B) 5 to 50% by weight of a hydroxy compound represented by the following general formula (2)
R′—X—CH 2 CH 2 OH
(In the formula, R ′ represents an alkyl group having an average carbon number of 5 to 25, X represents CON Y, and Y represents H or CH 2 CH 2 OH.)
Thermoforming, characterized in that the core component has a birefringence (Δn) of 0.02 to 0.10, the core is a flat type, and the long fibers have a three-dimensional crimp. Nonwoven fabric.
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