JP3790460B2 - 熱接着性複合繊維とその製造方法、及びこれを用いた不織布 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、繊維製造時の生産性および不織布製造時の生産性に優れ、低温接着性に優れるとともに風合が柔軟な不織布を得るのに好適な熱接着性複合繊維、および不織布強力に優れ、触感が柔軟で肌触りのよい不織布に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、衛生材料、包装材、フィルター、ウェットティッシュ、ワイパー、電池セパレーター、ヒートシール紙などの様々な用途において、低融点成分の少なくとも一部が繊維表面に露出した熱接着性複合繊維で繊維間を熱接着させた熱接着不織布が使用されている。熱接着性複合繊維としては、低融点（鞘）成分／高融点（芯）成分（以下、この組合せで示す）の組合せがポリエチレン／ポリプロピレン、ポリエチレン／ポリエステルが代表的であるが、両者の相溶性が必ずしも良好でないために、成分間剥離（鞘芯型複合繊維の場合は鞘芯間剥離）が生じ接着強力が必ずしも十分でないという欠点があるため、エチレン−プロピレン共重合体（以下ＥＰ、またはＥＰ共重合体と示すことがある）／ポリプロピレン（以下ＰＰと示すことがある）、エチレン−ブテン−プロピレン三元共重合体（以下ＥＢＰ、またはＥＢＰ共重合体と示すことがある）／ポリプロピレンの組合せからなる複合繊維が種々提案され、実用に供されている。この組み合わせの場合、両成分の相溶性が良いため、剥離の問題が生じにくく優れた熱接着能を示す。また、上記共重合体は若干のゴム的性質を有するため比較的柔軟な不織布が得られる。
【０００３】
例えば、特開平４−７３２１４号公報では、プロピレン系共重合体を鞘成分とし、結晶性ポリプロピレンを芯成分とし、鞘成分／芯成分のメルトフローレート比を２〜１０の範囲とした熱接着性繊維が提案されている。特開平５−９８１０号公報では、プロピレン系共重合体を鞘成分とし、結晶性ポリプロピレンを芯成分とし、ＤＳＣ曲線でダブルピークを示すように低融点プロピレン系共重合体を選択することが提案されている。特開平６−１０８３１０号公報および特表２００１−５０２３８８号公報では、鞘成分を低融点プロピレン共重合体とし、芯成分を結晶性ポリプロピレンとし、延伸倍率を低くして樹脂の配向結晶性を抑制した熱接着性複合繊維が提案されている。
【０００４】
また、鞘成分に２種類以上の樹脂を混合する提案がいくつかなされており、例えば、特開平６−１８４８２２号公報では、鞘成分に高密度ポリエチレンと少量のエチレン−プロピレン共重合体とを混合した熱接着性複合繊維を提案している。特開平６−１１６８１５号公報では、鞘成分をプロピレン系２元または三元共重合体と融点または軟化点が１２５〜６０℃の少量の飽和炭化水素ワックスとを混合した熱接着性複合繊維が提案している。本出願人においても、特開２０００−４５１２５号公報には、鞘成分に２種類のエチレン−プロピレン共重合体の混合体からなる複合繊維を提案している。特開２０００−１１００２４号公報では、ＭＦＲ４〜１００のエチレン-プロピレン共重合体１００重量部に対し、ＭＦＲ４〜１００のポリエチレンを０．５〜２０重量部配合したポリプロピレン繊維を提案している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記複合繊維には以下の問題点が挙げられる。例えば、特開平４−７３２１４号公報記載の複合繊維は、鞘成分／芯成分のＭＦＲ比を２〜１０と大きくすることにより欠点を解消しようと試みているが、紡糸性、延伸性が悪く、製造工程中、特に紡糸工程時に繊維間融着を引き起こしたりする。特開平５−９８１０号公報では、芯成分と鞘成分の間に融点差を設けているため、１４５℃以上の熱風処理など高温加工には適しているが、１４５℃未満の熱処理において検討がなされておらず、選択されるプロピレン系共重合体は、エチレン含有量の比較的少ない樹脂を用いており低温での接着性は十分とはいえない。それを解消するためにエチレン含有量の大きい樹脂を用い、プロピレン系共重合体の融点を低くすることが考えられるが、エチレン含有量の大きいプロピレン系共重合体を用いた繊維は、ゴム的性質が過剰になるだけでなく、かつ繊維自体のコシが乏しくなるため、繊維製造時におけるクリンパーの通過性に劣る。また、プロピレン系共重合体の結晶化速度が遅いことから、紡糸時の冷却効率に劣り、融着が発生しやすい。さらに、不織布製造時においてネップが発生するなど高速カード通過性にも劣り、また得られた不織布の触感においてべたつき感が大きいという欠点を有している。特開平６−１０８３１０号公報および特表２００１−５０２３８８号公報では、融点の低い樹脂を採用し、延伸倍率を低く抑えて芯成分と鞘成分に温度差を設けようと試みているが、融点の低いプロピレン系共重合体は繊維間融着を引き起こし易く、延伸倍率を低く抑えるため、短繊維強力が小さく単繊維伸度が大きくなり、繊維自体にコシがなく、高速カード通過性に劣る。
【０００６】
また、特開平６−１８４８２２号公報では、高密度ポリエチレンに少量のエチレン−プロピレン共重合体を混合することにより、鞘の融点を上昇させ、圧着時の樹脂の広がりを抑制して、熱ロール時の穴開き現象の発生を抑制することができるが、高密度ポリエチレンが主体であるため、鞘成分と芯成分との相溶性は良好とはいえず、鞘芯間剥離が生じて接着強力は十分とはいえない。特開平６−１１６８１５号公報では、紡糸融着やクリンパーの通過性などの工程性に優れ、得られた繊維も低温接着性に優れるものの、飽和炭化水素ワックスは紡糸時の発煙し、作業環境面で悪影響を及ぼすだけでなく、熱劣化によりノズル口金へ分解物が付着し、長期生産性に劣るという問題を含んでいる。さらに、ワックス成分が混合されているため、繊維自体に「コシ」がなくなり、高速カード通過性が十分でないという欠点がある。特開２０００−４５１２５号公報では、面反発性やクッション性には効果があるが、熱接着性、柔軟性においては十分とはいえなかった。特開２０００−１１００２４号公報では、ポリエチレンを少量配合することにより低温ヒートシール性を向上させているが、エチレン−プロピレン共重合体とポリエチレンとは、相溶性が悪く、安定した紡糸性が得られない。さらに、相溶性が悪いため、熱接着強力がばらつき安定した不織布強力が得られない。
【０００７】
本発明の目的は、上記の観点から、紡糸時の融着、延伸時のクリンパーの通過性など繊維生産性ならびにカード通過性、特に高速カード通過性など不織布生産性が改善され、不織布製造時における熱接着加工温度の範囲が広く、低温での熱接着性に優れ、触感が柔軟であり、かつべたつき感がなく肌触りのよい不織布を得るのに好適な熱接着性複合繊維および不織布を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は上記課題につき鋭意検討した結果、エチレン、またはエチレンとブテンの含有量が３．５mol％以上、１５mol％以下の範囲であり、融点が１２０℃以上、１４０℃以下の範囲であり、ＡＳＴＭ−Ｄ−１２３８に準ずるメルトフローレート（温度２３０℃、荷重２１．２Ｎ）をＭＦＲ（ＥＰ）としたとき１０≦ＭＦＲ（ＥＰ）（g/10min）≦１００の範囲を満たすプロピレン系共重合体（ＥＰ）を７０mass％以上、９９mass％以下の範囲で含有し、
エチレン、またはエチレンとブテンの含有量が２mol％以下であり、メルトフローレートをＭＦＲ（ＰＰ）としたとき１５≦ＭＦＲ（ＰＰ）（g/10min）≦１００の範囲であり、０．４×ＭＦＲ（ＥＰ）≦ＭＦＲ（ＰＰ）≦４×ＭＦＲ（ＥＰ）の範囲を満たすプロピレン系重合体（ＰＰ）を１mass％以上、３０mass％以下の範囲で含有する第一成分と、
第一成分におけるプロピレン系共重合体（ＥＰ）の融点より１０℃以上高い融点を持つ繊維形成性重合体またはその共重合体からなる第二成分とで構成され、第一成分を鞘成分とし、第二成分を芯成分とした同心円鞘芯型に配置するように複合紡糸されてなる熱接着性複合繊維とすることによって、上記課題を解決したものである。
【０００９】
前記第二成分の繊維形成性重合体またはその共重合体は、エチレン、またはエチレンとブテンの含有量が０．５mol％以下からなるプロピレン系重合体であると、鞘成分と同質の重合体であり相溶性に優れ、鞘芯間剥離が生じることがなく、熱接着性、特にはエンボスロールによる熱圧着性に優れ、好ましい。
【００１０】
前記複合繊維は、第一成分を鞘成分とし、第二成分を芯成分とした同心円鞘芯型に配置されていると、熱接着性に優れ、好ましい
【００１１】
本発明の不織布は、前記熱接着性複合繊維を少なくとも１０mass％含有する繊維ウェブからなり、前記熱接着性複合繊維における第一成分の少なくとも一部を溶融し、熱接着することにより得られる。さらに、前記熱接着性複合繊維の性能は、前記繊維ウェブがカードウェブであると、最大限に発揮され、好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の熱接着性複合繊維において、第一成分に含まれるプロピレン系共重合体（ＥＰ）のエチレン、またはエチレンとブテン（以下、エチレン（＋ブテン）とする）の含有量は、３．５mol％以上、１５mol％以下の範囲である。好ましい含有量の下限は、５mol％以上である。好ましい含有量の上限は、１０mol％以下である。エチレン（＋ブテン）含有量が３．５mol％を下回る、低温での熱接着性に劣り、第二成分をプロピレン系重合体としたとき、第一成分と第二成分を構成する樹脂の融点差が小さくなる傾向となり、不織布製造時の熱接着加工温度の範囲が狭くなり、加工温度の管理が困難となるだけでなく、第二成分も熱の影響を受けて風合いが硬くなる恐れがある。一方、エチレン（＋ブテン）含有量が１５mol％を超えると、軟化点が低くなりすぎて紡糸時に融着が生じる恐れがあり、また得られる繊維自体もコシが弱く、ゴム的性質が強くなりすぎるため、延伸時のクリンパー通過性や、不織布製造時の高速カード通過性に劣り、さらに触感においてもべたつき感が大きくなるため、使用者が不快に感じる恐れがある。この傾向はプロピレン系重合体（ＰＰ）を混合しても改善が困難である。なお、エチレン（＋ブテン）含有量は、13Ｃ−ＮＭＲスペクトルにより定法により求められる。
【００１３】
前記プロピレン系共重合体（ＥＰ）の融点は、１２０℃以上、１４０℃以下の範囲である。好ましい融点の下限は、１２５℃以上である。なお、融点は、ＪＩＳ−Ｋ−７１２２に準じてＤＳＣ法により測定される。融点が１２０℃を下回ると、軟化点が低くなりすぎて紡糸時に融着が生じる恐れがあり、また得られる繊維自体もコシが弱く、ゴム的性質が強くなりすぎるため、延伸時のクリンパー通過性や、不織布製造時の高速カード通過性に劣る傾向にある。融点が１４０℃を超えると、低温での熱接着性に劣り、第二成分をプロピレン系重合体としたとき、第一成分との融点差が小さく、不織布製造時の熱接着加工温度の範囲が狭くなり、加工温度の管理が困難となるだけでなく、第二成分も熱の影響を受けて風合いが硬くなる恐れがある。
【００１４】
前記プロピレン系共重合体（ＥＰ）は、ＡＳＴＭ−Ｄ−１２３８に準ずるメルトフローレート（温度２３０℃、荷重２１．２Ｎ（２．１６kgf））をＭＦＲ（ＥＰ）としたとき１０≦ＭＦＲ（ＥＰ）（g/10min）≦１００の範囲を満たす。好ましいＭＦＲ（ＥＰ）の下限は、１５g/10min以上である。好ましいＭＦＲ（ＥＰ）の上限は、５０g/10min以上である。ＭＦＲ（ＥＰ）が１０g/10min未満であると、ＥＰの分子量が大きすぎるため溶融粘度が低くなり、紡糸時の糸切れなどの問題を発生しやすい。一方、ＭＦＲ（ＥＰ）が１００g/10minを超えると、ＥＰの分子量が小さすぎるため、プロピレン系重合体（ＰＰ）を混合しても、紡糸時の融着が生じる恐れがあり、また繊維自体のコシに乏しくなるため、延伸時のクリンパー通過性および不織布製造時の高速カード通過性が劣る傾向にある。
【００１５】
前記エチレン含有量、融点、およびＭＦＲを満たすプロピレン系共重合体（ＥＰ）としては、例えば、サンアロマー（株）製のＰＭ９４０Ｍ（エチレン含有量９mol％、融点１３８℃、ＭＦＲ３５g/10min）等がある。
【００１６】
次に、本発明の熱接着性複合繊維において、第一成分には前記プロピレン系共重合体（ＥＰ）の他に、エチレン、またはエチレンとブテンの含有量が２mol％以下からなるプロピレン系重合体（ＰＰ）が混合される。好ましいエチレン、またはエチレンとブテンの含有量は、１mol％以下である。プロピレン系重合体（ＰＰ）におけるエチレン、またはエチレンとブテンの含有量が２mol％を超えると、プロピレン系重合体（ＰＰ）の性質がプロピレン系共重合体（ＥＰ）の性質に近くなるため、紡糸時の融着が解消されない恐れがあり、ＥＰの持つゴム的性質も解消されないため、延伸時のクリンパー通過性や、不織布製造時の高速カード通過性に劣る恐れがある。
【００１７】
前記プロピレン系重合体（ＰＰ）のＡＳＴＭ−Ｄ−１２３８に準ずる温度２３０℃、荷重２１．２Ｎでのルトフローレート（以下、ＭＦＲ（ＰＰ）という）は、１５≦ＭＦＲ（ＰＰ）（g/10min）≦１００の範囲である。好ましいＭＦＲ（ＰＰ）の下限は、２０g/10min以上である。好ましいＭＦＲ（ＰＰ）の上限は、８０g/10min以下である。より好ましいＭＦＲ（ＰＰ）の下限は、３０g/10min以上である。より好ましいＭＦＲ（ＰＰ）の上限は、６０g/10min以下である。ＭＦＲ（ＰＰ）が１５g/10min未満であると、ベース樹脂であるプロピレン系共重合体（ＥＰ）との混合ムラが発生しやすくなるため、紡糸時の融着防止性も安定しにくく、また、糸切れが発生しやすくなる恐れがある。また、得られる不織布の熱接着性がばらつきやすい傾向にある。一方、ＭＦＲ（ＰＰ）が１００g/10minを超えると、ＰＰが繊維表面を覆いやすくなる傾向にあり、紡糸時の融着や得られる不織布のべたつき感の点では良い傾向であるが、低温での熱接着性は劣る傾向にある。
【００１８】
また、前記プロピレン系重合体（ＰＰ）のＭＦＲ（ＰＰ）は、前記プロピレン系共重合体（ＥＰ）のＭＦＲ（ＥＰ）に対する割合も同時に満たす必要があり、０．４×ＭＦＲ（ＥＰ）≦ＭＦＲ（ＰＰ）≦４×ＭＦＲ（ＥＰ）の範囲とする。好ましいＭＦＲ（ＰＰ）のＭＦＲ（ＥＰ）に対する割合の下限は、０．６×ＭＦＲ（ＥＰ）である。好ましいＭＦＲ（ＰＰ）のＭＦＲ（ＥＰ）に対する割合の上限は、３×ＭＦＲ（ＥＰ）である。より好ましいＭＦＲ（ＰＰ）のＭＦＲ（ＥＰ）に対する割合の下限は、０．８×ＭＦＲ（ＥＰ）である。より好ましいＭＦＲ（ＰＰ）のＭＦＲ（ＥＰ）に対する割合の上限は、２．５×ＭＦＲ（ＥＰ）である。ＭＦＲ（ＰＰ）のＭＦＲ（ＥＰ）に対する割合が０．４×ＭＦＲ（ＥＰ）より小さいと、ベース樹脂であるプロピレン系共重合体（ＥＰ）との混合ムラが発生しやすくなるため、紡糸時の融着防止性も安定しにくく、また、糸切れが発生しやすくなる恐れがある。また、延伸時でもクリンパー通過性が安定しにくく、捲縮ムラを生じ、高速カード通過性も安定しにくくなる恐れがあるだけでなく、得られる不織布の嵩高感も乏しくなったり、柔軟性も乏しくなる恐れがある。一方、ＭＦＲ（ＰＰ）のＭＦＲ（ＥＰ）に対する割合が４×ＭＦＲ（ＥＰ）より大きいと、プロピレン重合体（ＰＰ）がベース樹脂であるプロピレン系共重合体（ＥＰ）よりも低分子量になりすぎるため、ＰＰが繊維表面を覆いやすくなる傾向にあり、紡糸時の融着や得られる不織布のべたつき感の点では良い傾向であるが、低温での熱接着性は劣る傾向にある。また、繊維のコシもさらに低下し、クリンパー通過性、高速カード通過性に劣る傾向にある。
【００１９】
本発明の熱接着性複合繊維において、第一成分に混合するプロピレン系共重合体（ＥＰ）とプロピレン系重合体（ＰＰ）の含有量は、プロピレン系共重合体（ＥＰ）が７０mass％以上、９９mass％以下の範囲である。プロピレン系重合体（ＰＰ）の含有量は、１mass％以上、３０mass％以下の範囲である。好ましいＥＰの下限は、８０mass％以上である。好ましいＥＰの上限は、９７mass％以下である。好ましいＰＰの下限は、３mass％以上である。好ましいＰＰの上限は、２０mass％以下である。より好ましいＥＰの下限は、９０mass％以上である。より好ましいＥＰの上限は、９６mass％以下である。好ましいＰＰの下限は、４mass％以上である。好ましいＰＰの上限は、１０mass％以下である。ＥＰの含有量が９９mass％を超える、あるいはＰＰの含有量が１mass％を下回ると、ＥＰの性質が強くなり、混合の効果が認められない。一方、ＥＰの含有量が８０mass％を下回る、あるいはＰＰの含有量が３０mass％を超えると、ＰＰの性質に近づくため、繊維生産性や不織布製造時の高速カード通過性、さらに得られる不織布のべたつき感は改善される傾向であるが、低温での熱接着性が著しく低下するだけでなく、得られる不織布の触感も硬くなる傾向にある。
【００２０】
前記第一成分には、繊維生産性、不織布生産性、および低温での熱接着性、触感を阻害しない範囲であれば、他の重合体あるいは無機物（例えば、炭酸カルシウム、タルク等）等の公知の結晶核剤を１０mass％以下で混合してもよい。結晶核剤を混合すると、紡糸時の繊維間融着防止効果をさらに向上させることができ、また、触感の柔らかい不織布を得ることができるという利点をもたらす。さらに、第一成分には、その他の添加剤、例えば、帯電防止剤、顔料、艶消し剤、熱安定剤、光安定剤、難燃材、抗菌剤、滑剤、可塑剤、柔軟剤等を用途等に応じて混合することができる。
【００２１】
次に、本発明の熱接着性複合繊維における第二成分は、第一成分におけるプロピレン系共重合体（ＥＰ）の融点よりも１０℃以上高い融点を有する繊維形成性重合体またはその共重合体である。好ましくは、ＥＰの融点よりも２０℃以上高い融点を有する繊維形成性重合体またはその共重合体である。第二成分が第一成分におけるプロピレン系共重合体（ＥＰ）の融点との差が１０℃未満であると、不織布製造時の熱接着加工温度の範囲が狭くなり、加工温度の管理が困難となるだけでなく、第二成分も熱の影響を受けて風合いが硬くなる恐れがある。
【００２２】
上記範囲を満たす繊維形成性重合体またはその共重合体としては、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートなどのエステル系重合体、ナイロン６やナイロン６６などのアミド系重合体、あるいはポリプロピレン、ポリメチルペンテン、エチレン−ビニルアルコール共重合体などのオレフィン系重合体と、それらの共重合体などが用いられる。なかでも、オレフィン系重合体またはその共重合体は、第一成分に含まれるＥＰとＰＰの混合体との相溶性がよく、成分間で剥離が生じにくいので、鞘芯間剥離に伴う第一成分のゴム的性質が強調されることがない。さらに、オレフィン系重合体またはその共重合体は、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートのような硬質のエステル系重合体に比べ、重合体自体が軟質であるため、これを使用すれば、繊維そのものを柔軟にでき、ひいては当該繊維を含む不織布の触感の柔軟性をより向上させることができる。例えば、第二成分に用いられるオレフィン系重合体またはその共重合体の融点は１５０℃以上、２５０℃以下の範囲、ＭＦＲは５g/10min以上、６０g/10min以下の範囲であることが好ましい。
【００２３】
特に、第二成分の繊維形成性重合体またはその共重合体は、エチレン、またはエチレンとブテンの含有量が０．５mol％以下からなるプロピレン系重合体であることが好ましい。より好ましくは、エチレン、またはエチレンとブテンの含有量が実質的に０mol％のホモポリプロピレンである。上記プロピレン系重合体であると、鞘成分と同質の重合体であり相溶性に優れ、好ましい。プロピレン系重合体のエチレン、またはエチレンとブテンの含有量が０．５mol％を超えると、重合体自体が軟質となりすぎて、延伸時のクリンパー通過性や不織布製造時の高速カード通過性に劣る傾向にある。
【００２４】
前記第二成分もまた、必要に応じて各種の添加剤を含んでよい。具体的には、帯電防止剤、顔料、艶消し剤、熱安定剤、光安定剤、難燃材、抗菌剤、滑剤、可塑剤、柔軟剤等を含んでよい。
【００２５】
次に、本発明の熱接着性複合繊維は、前記第一成分および第二成分で構成され、第一成分が繊維表面の少なくとも一部に露出するように配置される。ここで、「第一成分が繊維表面の少なくとも一部に露出する」とは、繊維断面の周の少なくとも一部を第一成分が占めていることをいう。本発明の熱接着性複合繊維において、第一成分は、好ましくは繊維断面の周の２０％以上、１００％以下、より好ましくは、５０％以上、１００％以下を占め、もっとも好ましくは、１００％を占める。
【００２６】
前記構造を有する複合繊維としては、例えば、同心円状あるいは偏心状に配置された鞘芯型複合繊維、並列型複合繊維、分割型複合繊維、海島型複合繊維等がある。本発明の熱接着性複合繊維の繊維断面形状は、円状、異形状、中空状のいずれであってもよい。特に、同心円状に配置された鞘芯型複合繊維は、熱接着加工したときの熱接着点が多く、熱接着能を十分に発揮することができるので都合がよい。
【００２７】
前記第一成分／前記第二成分の複合比（容積比）は、８／２〜２／８であることが好ましい。より好ましくは７／３〜３／７である。複合比が８／２を超えると、熱収縮が大きくなる恐れがある。複合比が２／８未満であると、この繊維を用いて熱接着不織布を製造した場合、十分な不織布強力を有する不織布を得ることができない恐れがある。
【００２８】
本発明の熱接着性複合繊維の繊度は、特に限定されず、用途に応じて適宜選択すればよい。例えば、衛生材料、ウェットティッシュ等の低目付の不織布（約１０〜８０g/m2）を製造する場合であれば、触感のよい不織布が得られるよう熱接着性複合繊維の繊度は、０．５dtex以上、４dtex以下の範囲とすることが好ましい。
【００２９】
次に、本発明の熱接着性複合繊維の製造方法について説明する。まず、第一成分として、エチレン（＋ブテン）含有量が３．５mol％以上、１５mol％以下の範囲であり、融点が１２０℃以上、１４０℃以下の範囲であり、ＭＦＲ（ＥＰ）が１０≦ＭＦＲ（ＥＰ）（g/10min）≦１００の範囲を満たすプロピレン系共重合体を一種または複数種用意する。エチレン、またはエチレンとブテンの含有量が２mol％以下であり、メルトフローレートをＭＦＲ（ＰＰ）としたとき１５≦ＭＦＲ（ＰＰ）（g/10min）≦１００の範囲であり、０．４×ＭＦＲ（ＥＰ）≦ＭＦＲ（ＰＰ）≦４×ＭＦＲ（ＥＰ）の範囲を満たすプロピレン系重合体（ＰＰ）を一種または複数種用意する。次いで、ＥＰ：ＰＰを７０：３０〜９９：１の割合で混合し、必要に応じて他の繊維形成性樹脂あるいは結晶核剤や添加剤とを混合して第一成分の原料樹脂とする。上記樹脂を混合する方法としては、公知の混合方法を用いるとよく、ＥＰの重合調製後に直接混練りしてもよいし、紡糸前に各々の樹脂をヘンシュルミキサーやリボンブレンダーなどでドライブレンドしてもよい。第二成分として、第一成分の融点よりも１０℃以上高い融点を有する繊維形成性重合体または共重合体を用意する。
【００３０】
前記第一成分および第二成分を公知の溶融紡糸機を用いて溶融紡糸し、繊度１dtex以上、７５dtexの範囲の紡糸フィラメントを作製する。例えば、紡糸温度２００℃以上、３５０℃以下の範囲で押し出し、引取速度１００m/min以上、１５００m/min以下の範囲で溶融紡糸するとよい。第一成分の紡糸温度が２００℃未満であると、溶融した樹脂の溶融粘度が高いために糸切れが発生しやすい。第一成分の紡糸温度が３５０℃を超えると、溶融粘度が低いために紡糸フィラメント同士が融着しやすく、また樹脂の熱分解により紡糸性が低下する。第一成分の好ましい紡糸温度は、２３０℃以上、３００℃以下の範囲である。一方、第二成分としてエチレン、またはエチレンとブテンの含有量が０．５mol％以下からなるプロピレン系重合体を用いた場合、好ましい紡糸温度は、２３０℃以上、３００℃以下の範囲である。
【００３１】
前記紡糸フィラメントにおける引取繊度は、１dtex以上、７５dtexの範囲であることが好ましい。紡糸フィラメントの引取繊度が１dtex未満であると、糸切れ等が生じて繊維生産性が低下する。紡糸フィラメントの引取繊度が７５dtexを超えると、繊度の小さい熱接着性複合繊維を得ることが困難となる。本発明の熱接着性複合繊維で不織布を形成する場合、不織布の風合いを良好なものとするためには、紡糸フィラメントの引取繊度を３dtex以上、２０dtex以下の範囲とすることが好ましい。
【００３２】
次いで、紡糸フィラメントを公知の延伸処理機を用いて延伸処理して、延伸フィラメントを得る。延伸処理は、延伸温度を３０℃以上、９５℃以下の範囲とし、延伸倍率を２倍以上、５倍以下の範囲で実施することが好ましい。より好ましい延伸倍率の下限は、２．５倍以上である。より好ましい延伸倍率の上限は、４．５倍以下である。延伸倍率が２倍未満であると、得られる繊維自体にコシがなく、低強度高伸度の繊維となる傾向であり、高速カード通過性に劣る傾向があるだけでなく、不織布強力が低下することがある。延伸倍率が５倍を超えると、プロピレン系共重合体の結晶化が進み、低温での熱接着性が低下する恐れがある。延伸方法は、温水または熱水中で実施する湿式延伸法、または乾式延伸法のいずれであってもよい。
【００３３】
本発明の熱接着性複合繊維の製造過程においては、延伸処理の前、延伸処理の間、または延伸処理の後のいずれかの段階で、６０℃以上、１２０℃以下の範囲の温度でアニーリング処理を施すことが好ましい。アニーリング処理は、乾熱、湿熱、または蒸熱を用いて、緊張状態あるいは弛緩状態で実施される。アニーリング処理は、繊維の結晶性を高めて繊維にコシを付与し、不織布製造時の高速カード通過性等の向上に寄与する。また、アニーリング処理の条件によって、不織布の風合いを調整することが可能である。
【００３４】
例えば、得られた延伸フィラメントを、ステープル繊維、あるいはエアレイ用短繊維の形態で得ようとする場合、得られた延伸フィラメントには、必要に応じて、所定量の繊維処理剤を付着させ、クリンパー（捲縮付与装置）で捲縮を与える。捲縮付与後のフィラメントに６０℃以上、１２０℃以下の範囲の温度で数秒から約３０分間、アニーリング処理を施す。繊維処理剤を付着させた後でアニーリング処理を実施する場合、アニーリング処理温度を８０℃以上、１１５℃以下の範囲とし、処理時間を５分以上として、アニーリング処理を実施すると同時に繊維処理剤を乾燥させることがより好ましい。アニーリング処理の温度を低く設定することにより、不織布強力の高い不織布を得ることができ、アニーリング処理の温度を高く設定することにより、風合いが柔軟な不織布を得ることができる。アニーリング処理終了後、フィラメントは用途等に応じて所定の長さにカットされる。ステープル繊維であれば、３０mm以上、１００mm以下の範囲であることが好ましい。エアレイ用短繊維であれば、１mm以上、５０mm以下の範囲であることが好ましい。このようにして得られる本発明の熱接着性複合繊維は、例えば、本発明の不織布を製造するために用いることができる。
【００３５】
続いて、本発明の不織布を、その製造方法とともに説明する。本発明の不織布は、前記熱接着性複合繊維を少なくとも１０mass％含有するように繊維ウェブを作製し、繊維ウェブを熱処理し、熱接着性複合繊維の表面の少なくとも一部（すなわち第一成分）を溶融させて繊維間を熱接着させることにより得ることができる。本発明の不織布は、前記熱接着性複合繊維を熱接着成分として使用しており、低温での熱接着性に優れているので、熱接着加工温度の範囲が広く、低温で熱処理を行っても優れた熱接着強力を有している。また、第二成分（芯成分）の融点よりも十分に低い温度で繊維間を熱接着し得るから、第二成分の溶融または軟化に起因する不織布の柔軟性の低下が生じない。さらに、プロピレン系重合体（ＰＰ）が混合されているので、柔軟性を維持しつつ、べたつき感のない触感を有し、実用的な強力と柔軟な触感を両立するものである。
【００３６】
本発明の不織布には、前記熱接着性複合繊維以外に他の繊維を混綿、積層してもよく、例えば、コットン、シルク、ウール、麻、パルプなどの天然繊維、レーヨン、キュプラなどの再生繊維、アクリル系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリオレフィン系、ポリウレタン系などの合成繊維から１種または複数種の繊維を用途などに応じて選択するとよい。他の繊維として、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、あるいはエチレン−ブテン−プロピレン三元共重合体等からなるポリオレフィン系繊維と組み合わせて不織布を製造するのに適しており、特に、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、あるいはエチレン−ブテン−プロピレン三元共重合体等からなるポリプロピレン系繊維と良好に接着する。本発明の不織布を前記熱接着性複合繊維のみで構成してもよいことはいうまでもない。
【００３７】
本発明の不織布を製造するに際して、繊維ウェブの形態は特に限定されず、ステープル繊維からなるパラレルウェブ、セミランダムウェブ、ランダムウェブ、クロスウェブ、クリスクロスウェブなどのカードウェブ、短繊維を湿式抄紙した湿式ウェブ、短繊維からなるエアレイウェブ、長繊維からなるスパンボンドウェブ、あるいはメルトブローウェブなどから目的に応じて任意に選択することができる。繊維ウェブは、異なる種類の繊維ウェブを２種類以上積層してもよい。不織布の柔軟性をより重視する場合には、ステープル繊維からなるカードウェブを用いて不織布を製造することが好ましい。また、繊維間を絡合させるために、繊維ウェブには、必要に応じて熱処理前および／または熱処理後にニードルパンチ処理や水流交絡処理等の二次加工を施してもよい。
【００３８】
前記繊維ウェブを形成した後、繊維ウェブに公知の熱処理手段により熱処理を施し、熱接着性複合繊維の少なくとも一部を溶融させて熱接着する。熱処理手段としては、熱風吹き付け法および熱圧着法から選ばれた少なくとも１種の熱処理方法を用いることが好ましい。特に、エンボスロールを用いた熱圧着法は、より低温で熱接着でき、また圧接面積が小さいので、不織布の柔軟性を重視する場合には好ましい熱処理手段である。
【００３９】
前記熱処理方法における熱処理温度等の熱処理条件は、採用する熱処理方法に応じて適宜設定される。例えば、熱風吹き付け法（エアースルー法）を採用する場合、熱処理温度は、第一成分におけるプロピレン系共重合体（ＥＰ）の融点以上であり、第二成分の融点未満、好ましくは第二成分の融点より１０℃低い温度以下の範囲に設定するとよい。熱処理温度は、ＥＰの融点未満であると、十分な熱接着強力が得られず、第二成分の融点を超えると、不織布の柔軟性を損なうからである。
【００４０】
エンボスロールを用いた熱圧着法（エンボス法）を採用する場合、ロール間の圧力（線圧）は、１５０N/cm以上、１５００N/cm以下の範囲であることが好ましい。線圧が１５０N/cm未満であると、不織布強力が低下する恐れがある。線圧が１５００N/cmを超えると、エンボス部分において穴開き（ピンホール）が発生し、不織布の外観を損なう恐れがある。
【００４１】
前記エンボスロールを用いた熱圧着法におけるロール温度（Ｔ℃）は、第一成分におけるプロピレン系共重合体（ＥＰ）の融点−２０（℃）≦Ｔ（℃）＜第二成分の融点−１５（℃）であることが好ましい。より好ましくは、ＥＰの融点−１５（℃）≦Ｔ（℃）＜第二成分の融点−２５（℃）の範囲である。ロール温度がＥＰの融点−２０（℃）未満であると、十分な熱接着強力が得られず、第二成分の融点−１５（℃）を超えると、不織布の柔軟性を損なうからである。
【００４２】
本発明の不織布は、実用的な強力及び柔軟でべたつき感のない触感を有するから、衛生材料、包装材、フィルター、ウェットティッシュ、ワイパー、電池セパレーター、ヒートシール紙等の用途に好適である。
【００４３】
【実施例】
以下、本発明の内容について実施例を挙げて具体的に説明する。なお、紡糸時融着、紡糸糸切れ、クリンパー通過性、高速カード通過性、および単繊維強力については、以下のように測定した。
【００４４】
［紡糸時融着、紡糸糸切れ］
芯成分（第二成分）の紡糸温度を３００℃、鞘成分（第一成分）の紡糸温度を２５０℃に設定し、ノズル単孔吐出量を０．３g/min、引取速度を５００m/min、チムニー冷却風温度を４０℃として、約１時間連続紡糸したとき、得られた紡糸フィラメントの融着度合いは、○：融着なし、×：融着あり、と判定し、糸切れの度合いは、○：糸切れなし、×：糸切れあり、と判定した。
【００４５】
［クリンパー通過性］
５dtexの紡糸フィラメントを、９０℃で３．３倍に延伸し延伸フィラメントを得る。この延伸フィラメントをトータル２２万dtexになるように束ね、２００Ｎの張力をかけながら幅３０mmのスタファボックス型クリンパーを用い４０m/minの速度で、ロール圧力０．１MPa、フラップ圧力０．２MPaにて通過させたときのクリンパーの通過性を下記の３等級で判定した。
１級：クリンパーで詰まりトウが排出しない。
２級：トウの排出はするが詰まり気味で安定しない。
３級：良好にトウが排出する。
【００４６】
［高速カード通過性］
原綿をオープナーにて予備開繊し、ラップフォーマーにて順次供給し、カード速度１００m/minのローラーカードでウェブを排出したときのネップの発生量を下記の３等級で判定した。
１級：ネップが明らかに多い、あるいは絶えず出ている。
２級：たまにネップが出る。
３級：ネップが認められない。
【００４７】
［単繊維強力］
ＪＩＳ−Ｌ−１０１５に準じ、引張試験機を用いて、試料のつかみ間隔を２０mmとしたときの繊維切断時の荷重値を測定し、単繊維強力とした。
【００４８】
［実施例１］
第一成分（鞘成分）として、融点が１３８℃、エチレン含有量が９mol％、ＭＦＲが３５g/10minのエチレン−プロピレン共重合体（サンアロマー（株）製、ＰＭ９４０Ｍ）を９５mass％と、融点が１６５℃、エチレン含有量が０mol％、ＭＦＲが４５g/10minのポリプロピレン（サンアロマー（株）製、ＰＬＡ０Ｃ）を５mass％とを混合した樹脂を用い、第二成分（芯成分）として、融点１６５℃、エチレン含有量が０mol％のポリプロピレン（日本ポリケム（株）、ＳＡ０３Ａ）を用い、同心円状芯鞘複合ノズルを用いて、第一成分／第二成分の複合比（容積比）を５／５、鞘成分の紡糸温度を２５０℃、芯成分の紡糸温度を３００℃として両成分を溶融押し出し、５．６dtexの紡糸フィラメントを得た。前記紡糸フィラメントを９０℃の温水中で３．３倍に延伸し、２dtexの延伸フィラメントとした。次いで、延伸フィラメントに繊維処理剤を付与した後、スタフィンボックス型クリンパーを用いて機械的捲縮を付与し、１００℃に設定した熱風貫通式乾燥機にてアニーリング処理と同時に乾燥した。得られたフィラメントを４５mmの繊維長に切断して、本発明の熱接着性複合繊維を得た。
【００４９】
［実施例２］
第一成分に混合するポリプロピレンの含量を１０mass％としたこと以外は、実施例１と同様の方法で、本発明の熱接着性複合繊維を得た。
【００５０】
［比較例１］
第一成分を実施例１のエチレン−プロピレン共重合体のみ（１００mass％）としたこと以外は、実施例１と同様の方法で熱接着性複合繊維を得た。
【００５１】
［比較例２］
第一成分を融点が１４３℃、エチレン含有量が６mol％、ＭＦＲが１８g/10minのエチレン−プロピレン共重合体（日本ポリケム（株）製、ＳＸ０２Ｒ）のみ（１００mass％）としたこと以外は、実施例１と同様の方法で熱接着性複合繊維を得た。
【００５２】
［比較例３］
第一成分に混合するポリプロピレンの含量を４０mass％としたこと以外は、実施例１と同様の方法で熱接着性複合繊維を得た。
【００５３】
［比較例４］
第一成分に混合するポリプロピレンをＭＦＲが１０g/10minのポリプロピレン（グランドポリマー（株）製、Ｊ７０５）としたこと以外は、実施例１と同様の方法で熱接着性複合繊維を得た。
【００５４】
［比較例５］
第一成分に混合するポリプロピレンをＭＦＲが２００g/10minのポリプロピレン（ＰＬＡ０ＣをＣＲし分子量を降下したもの）としたこと以外は、実施例１と同様の方法で熱接着性複合繊維を得た。
【００５５】
［比較例６］
第一成分に混合するプロピレン系共重合体を、比較例２のエチレン−プロピレン共重合体としたこと以外は、実施例１と同様の方法で熱接着性複合繊維を得た。
【００５６】
実施例１〜２、および比較例１〜６の熱接着性複合繊維を下記の熱処理を施してエアースルー不織布およびエンボス不織布を得た。得られたエアースルー不織布の比容積、引張強力、破断伸度、静摩擦力、およびエンボス不織布のドレープ係数は、以下のように測定した。
【００５７】
［エアースルー不織布の作製］
前記熱接着性複合繊維１００mass％を準備し、パラレルカードで目付約３０g/m2および約５０g/m2のカードウェブを作製し、熱風貫通式熱処理機を用い、熱処理温度１４０℃および１４５℃に加熱した加熱空気を風速１．５m/min、熱処理時間１２秒で、このカードウェブを熱風加工処理し、エアースルー不織布を得た。
【００５８】
［エンボス不織布の作製］
前記熱接着性複合繊維１００mass％を準備し、パラレルカードで目付約２５g/m2のカードウェブを作製し、エンボスパターンが円形であり、エンボス面積が２０％であるエンボスロールと、フラットロールとが一対となったエンボス熱圧着処理機を用い、エンボスロール／フラットロール間の線圧を５００N/cmとし、エンボスロール／フラットロールの温度をＣＤ引張強力が７．８N/5cmとなるように設定し、このカードウェブをエンボス処理し、エンボス不織布を得た。
【００５９】
［不織布の比容積］
前記エアースルー不織布（目付約３０g/m2、熱処理温度１４０℃および１４５℃）を試料とし、厚み測定機（（株）大栄科学精機製作所製、ＴＨＩＣＫＮＥＳＳ ＧＡＵＧＥ モデルＣＲ−６０Ａ）を用い、試料１cm2あたり２９．４mNの荷重を加えた状態で、不織布の厚みを測定し、不織布の厚みと不織布の目付から比容積を算出した。
【００６０】
［不織布の引張強力、破断伸度］
前記エアースルー不織布（目付約３０g/m2、熱処理温度１４０℃、１４５℃）を試料とし、ＪＩＳ−Ｌ−１０９６に準じ、幅５cm、長さ１５cmの試料片をつかみ間隔１０cmで把持し、定速伸長型引張試験機を用いて引張速度３０cm/minで伸長し、切断時の荷重値および伸長率をそれぞれ引張強力、破断伸度とした。なお、試料片は不織布の幅方向（ＣＤ方向）が試料片の長さ方向になるよう作製した。
【００６１】
［不織布の静摩擦力］
前記エアースルー不織布（目付約５０g/m2、熱処理温度１４５℃）を試料とし、ＪＩＳ−Ｋ−７１２５に準じ、幅８０mm、長さ２００mmにカットした試料片をガラス板にのせ、その上に２００ｇのおもりをのせ、１００mm/minの速度で始動したとき、試料片が動き始める最初の最大荷重「静摩擦力：Ｆｓ（Ｎ）」を測定し、これを、不織布のべたつき性の判定基準とした。静摩擦力の値が大きいほど不織布にべたつき感があることを示す。
【００６２】
［不織布のドレープ係数］
前記エンボス不織布を試料とし、ＪＩＳ−Ｌ−１０９６−６．１９．７法（ドレープ係数）に準じて測定した。ドレープ係数の値が小さいほど不織布が柔軟であることを示す。
【００６３】
実施例１〜２、および比較例１〜６の熱接着性複合繊維、ならびこれを用いた不織布の性能を表１に示す。
【００６４】
【表１】
【００６５】
表１に示すように、実施例１〜２の熱接着性複合繊維は、糸切れがなく、繊維間融着も認められず紡糸性に優れていた。クリンパー通過性にも優れ、安定した機械的捲縮を得ることができた。さらに捲縮が安定しており、繊維表面のゴム的性質も軽減されていたので、不織布製造時の高速カード通過性も優れていた。そして、熱処理により得られた不織布は、嵩高であり、良好な低温接着性を示していた。さらに、静摩擦力が小さくべたつき感がなく、ドレープ係数も小さく、柔軟な不織布であった。
【００６６】
一方、比較例１の熱接着性複合繊維は、紡糸時に若干の融着が発生していた。また、繊維表面がゴム的性質を有し、単繊維強力が小さく、繊維自体にコシがないため、クリンパー通過性および高速カード通過性が良好とはいえなかった。得られた不織布は、低温での接着性、柔軟性において優れていたが、べたつき感があった。比較例２の熱接着性複合繊維は、ＥＰの融点が高く、低温での接着性が十分ではなかった。比較例３の熱接着性複合繊維は、ＰＰを混合する割合が大きすぎたため、低温での接着性が不十分であった。比較例４の熱接着性複合繊維は、混合ムラのためか糸切れが多発し、紡糸を中止した。比較例５の熱接着性複合繊維は、単繊維強力が小さく、繊維自体のコシが低いため、クリンパー通過性、高速カード通過性は十分なものとはいえず、低温での熱接着性も不十分であった。比較例６の熱接着性複合繊維は、ベース樹脂が融点の高いＥＰを用いたため、比較例２同様、低温での接着性に劣るものであった。
【００６７】
【発明の効果】
本発明の熱接着性複合繊維は、特定のエチレン−プロピレン共重合体またはエチレン−ブテン−プロピレン三元共重合体に、特定のポリプロピレンを所望の量で混合した樹脂を熱接着成分とすることにより、紡糸性、クリンパー通過性などの繊維生産性に優れ、不織布製造時の高速カード通過性など不織布生産性に優れるとともに、広い範囲の温度で熱接着性能を有し、べたつき感のない柔軟な不織布を得るのに好適である。
【００６８】
前記熱接着性複合繊維を少なくとも１０mass％含有し、該熱接着性複合繊維の少なくとも一部が溶融し、熱接着されている不織布は、高い不織布強力を有するとともに柔軟でべたつき感のない触感を呈するので、衛生材料、包装材、フィルター、ウェットティッシュ、ワイパー、電池セパレーター、ヒートシール紙等に好適である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、繊維製造時の生産性および不織布製造時の生産性に優れ、低温接着性に優れるとともに風合が柔軟な不織布を得るのに好適な熱接着性複合繊維、および不織布強力に優れ、触感が柔軟で肌触りのよい不織布に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、衛生材料、包装材、フィルター、ウェットティッシュ、ワイパー、電池セパレーター、ヒートシール紙などの様々な用途において、低融点成分の少なくとも一部が繊維表面に露出した熱接着性複合繊維で繊維間を熱接着させた熱接着不織布が使用されている。熱接着性複合繊維としては、低融点（鞘）成分／高融点（芯）成分（以下、この組合せで示す）の組合せがポリエチレン／ポリプロピレン、ポリエチレン／ポリエステルが代表的であるが、両者の相溶性が必ずしも良好でないために、成分間剥離（鞘芯型複合繊維の場合は鞘芯間剥離）が生じ接着強力が必ずしも十分でないという欠点があるため、エチレン−プロピレン共重合体（以下ＥＰ、またはＥＰ共重合体と示すことがある）／ポリプロピレン（以下ＰＰと示すことがある）、エチレン−ブテン−プロピレン三元共重合体（以下ＥＢＰ、またはＥＢＰ共重合体と示すことがある）／ポリプロピレンの組合せからなる複合繊維が種々提案され、実用に供されている。この組み合わせの場合、両成分の相溶性が良いため、剥離の問題が生じにくく優れた熱接着能を示す。また、上記共重合体は若干のゴム的性質を有するため比較的柔軟な不織布が得られる。
【０００３】
例えば、特開平４−７３２１４号公報では、プロピレン系共重合体を鞘成分とし、結晶性ポリプロピレンを芯成分とし、鞘成分／芯成分のメルトフローレート比を２〜１０の範囲とした熱接着性繊維が提案されている。特開平５−９８１０号公報では、プロピレン系共重合体を鞘成分とし、結晶性ポリプロピレンを芯成分とし、ＤＳＣ曲線でダブルピークを示すように低融点プロピレン系共重合体を選択することが提案されている。特開平６−１０８３１０号公報および特表２００１−５０２３８８号公報では、鞘成分を低融点プロピレン共重合体とし、芯成分を結晶性ポリプロピレンとし、延伸倍率を低くして樹脂の配向結晶性を抑制した熱接着性複合繊維が提案されている。
【０００４】
また、鞘成分に２種類以上の樹脂を混合する提案がいくつかなされており、例えば、特開平６−１８４８２２号公報では、鞘成分に高密度ポリエチレンと少量のエチレン−プロピレン共重合体とを混合した熱接着性複合繊維を提案している。特開平６−１１６８１５号公報では、鞘成分をプロピレン系２元または三元共重合体と融点または軟化点が１２５〜６０℃の少量の飽和炭化水素ワックスとを混合した熱接着性複合繊維が提案している。本出願人においても、特開２０００−４５１２５号公報には、鞘成分に２種類のエチレン−プロピレン共重合体の混合体からなる複合繊維を提案している。特開２０００−１１００２４号公報では、ＭＦＲ４〜１００のエチレン-プロピレン共重合体１００重量部に対し、ＭＦＲ４〜１００のポリエチレンを０．５〜２０重量部配合したポリプロピレン繊維を提案している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記複合繊維には以下の問題点が挙げられる。例えば、特開平４−７３２１４号公報記載の複合繊維は、鞘成分／芯成分のＭＦＲ比を２〜１０と大きくすることにより欠点を解消しようと試みているが、紡糸性、延伸性が悪く、製造工程中、特に紡糸工程時に繊維間融着を引き起こしたりする。特開平５−９８１０号公報では、芯成分と鞘成分の間に融点差を設けているため、１４５℃以上の熱風処理など高温加工には適しているが、１４５℃未満の熱処理において検討がなされておらず、選択されるプロピレン系共重合体は、エチレン含有量の比較的少ない樹脂を用いており低温での接着性は十分とはいえない。それを解消するためにエチレン含有量の大きい樹脂を用い、プロピレン系共重合体の融点を低くすることが考えられるが、エチレン含有量の大きいプロピレン系共重合体を用いた繊維は、ゴム的性質が過剰になるだけでなく、かつ繊維自体のコシが乏しくなるため、繊維製造時におけるクリンパーの通過性に劣る。また、プロピレン系共重合体の結晶化速度が遅いことから、紡糸時の冷却効率に劣り、融着が発生しやすい。さらに、不織布製造時においてネップが発生するなど高速カード通過性にも劣り、また得られた不織布の触感においてべたつき感が大きいという欠点を有している。特開平６−１０８３１０号公報および特表２００１−５０２３８８号公報では、融点の低い樹脂を採用し、延伸倍率を低く抑えて芯成分と鞘成分に温度差を設けようと試みているが、融点の低いプロピレン系共重合体は繊維間融着を引き起こし易く、延伸倍率を低く抑えるため、短繊維強力が小さく単繊維伸度が大きくなり、繊維自体にコシがなく、高速カード通過性に劣る。
【０００６】
また、特開平６−１８４８２２号公報では、高密度ポリエチレンに少量のエチレン−プロピレン共重合体を混合することにより、鞘の融点を上昇させ、圧着時の樹脂の広がりを抑制して、熱ロール時の穴開き現象の発生を抑制することができるが、高密度ポリエチレンが主体であるため、鞘成分と芯成分との相溶性は良好とはいえず、鞘芯間剥離が生じて接着強力は十分とはいえない。特開平６−１１６８１５号公報では、紡糸融着やクリンパーの通過性などの工程性に優れ、得られた繊維も低温接着性に優れるものの、飽和炭化水素ワックスは紡糸時の発煙し、作業環境面で悪影響を及ぼすだけでなく、熱劣化によりノズル口金へ分解物が付着し、長期生産性に劣るという問題を含んでいる。さらに、ワックス成分が混合されているため、繊維自体に「コシ」がなくなり、高速カード通過性が十分でないという欠点がある。特開２０００−４５１２５号公報では、面反発性やクッション性には効果があるが、熱接着性、柔軟性においては十分とはいえなかった。特開２０００−１１００２４号公報では、ポリエチレンを少量配合することにより低温ヒートシール性を向上させているが、エチレン−プロピレン共重合体とポリエチレンとは、相溶性が悪く、安定した紡糸性が得られない。さらに、相溶性が悪いため、熱接着強力がばらつき安定した不織布強力が得られない。
【０００７】
本発明の目的は、上記の観点から、紡糸時の融着、延伸時のクリンパーの通過性など繊維生産性ならびにカード通過性、特に高速カード通過性など不織布生産性が改善され、不織布製造時における熱接着加工温度の範囲が広く、低温での熱接着性に優れ、触感が柔軟であり、かつべたつき感がなく肌触りのよい不織布を得るのに好適な熱接着性複合繊維および不織布を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は上記課題につき鋭意検討した結果、エチレン、またはエチレンとブテンの含有量が３．５mol％以上、１５mol％以下の範囲であり、融点が１２０℃以上、１４０℃以下の範囲であり、ＡＳＴＭ−Ｄ−１２３８に準ずるメルトフローレート（温度２３０℃、荷重２１．２Ｎ）をＭＦＲ（ＥＰ）としたとき１０≦ＭＦＲ（ＥＰ）（g/10min）≦１００の範囲を満たすプロピレン系共重合体（ＥＰ）を７０mass％以上、９９mass％以下の範囲で含有し、
エチレン、またはエチレンとブテンの含有量が２mol％以下であり、メルトフローレートをＭＦＲ（ＰＰ）としたとき１５≦ＭＦＲ（ＰＰ）（g/10min）≦１００の範囲であり、０．４×ＭＦＲ（ＥＰ）≦ＭＦＲ（ＰＰ）≦４×ＭＦＲ（ＥＰ）の範囲を満たすプロピレン系重合体（ＰＰ）を１mass％以上、３０mass％以下の範囲で含有する第一成分と、
第一成分におけるプロピレン系共重合体（ＥＰ）の融点より１０℃以上高い融点を持つ繊維形成性重合体またはその共重合体からなる第二成分とで構成され、第一成分を鞘成分とし、第二成分を芯成分とした同心円鞘芯型に配置するように複合紡糸されてなる熱接着性複合繊維とすることによって、上記課題を解決したものである。
【０００９】
前記第二成分の繊維形成性重合体またはその共重合体は、エチレン、またはエチレンとブテンの含有量が０．５mol％以下からなるプロピレン系重合体であると、鞘成分と同質の重合体であり相溶性に優れ、鞘芯間剥離が生じることがなく、熱接着性、特にはエンボスロールによる熱圧着性に優れ、好ましい。
【００１０】
前記複合繊維は、第一成分を鞘成分とし、第二成分を芯成分とした同心円鞘芯型に配置されていると、熱接着性に優れ、好ましい
【００１１】
本発明の不織布は、前記熱接着性複合繊維を少なくとも１０mass％含有する繊維ウェブからなり、前記熱接着性複合繊維における第一成分の少なくとも一部を溶融し、熱接着することにより得られる。さらに、前記熱接着性複合繊維の性能は、前記繊維ウェブがカードウェブであると、最大限に発揮され、好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の熱接着性複合繊維において、第一成分に含まれるプロピレン系共重合体（ＥＰ）のエチレン、またはエチレンとブテン（以下、エチレン（＋ブテン）とする）の含有量は、３．５mol％以上、１５mol％以下の範囲である。好ましい含有量の下限は、５mol％以上である。好ましい含有量の上限は、１０mol％以下である。エチレン（＋ブテン）含有量が３．５mol％を下回る、低温での熱接着性に劣り、第二成分をプロピレン系重合体としたとき、第一成分と第二成分を構成する樹脂の融点差が小さくなる傾向となり、不織布製造時の熱接着加工温度の範囲が狭くなり、加工温度の管理が困難となるだけでなく、第二成分も熱の影響を受けて風合いが硬くなる恐れがある。一方、エチレン（＋ブテン）含有量が１５mol％を超えると、軟化点が低くなりすぎて紡糸時に融着が生じる恐れがあり、また得られる繊維自体もコシが弱く、ゴム的性質が強くなりすぎるため、延伸時のクリンパー通過性や、不織布製造時の高速カード通過性に劣り、さらに触感においてもべたつき感が大きくなるため、使用者が不快に感じる恐れがある。この傾向はプロピレン系重合体（ＰＰ）を混合しても改善が困難である。なお、エチレン（＋ブテン）含有量は、13Ｃ−ＮＭＲスペクトルにより定法により求められる。
【００１３】
前記プロピレン系共重合体（ＥＰ）の融点は、１２０℃以上、１４０℃以下の範囲である。好ましい融点の下限は、１２５℃以上である。なお、融点は、ＪＩＳ−Ｋ−７１２２に準じてＤＳＣ法により測定される。融点が１２０℃を下回ると、軟化点が低くなりすぎて紡糸時に融着が生じる恐れがあり、また得られる繊維自体もコシが弱く、ゴム的性質が強くなりすぎるため、延伸時のクリンパー通過性や、不織布製造時の高速カード通過性に劣る傾向にある。融点が１４０℃を超えると、低温での熱接着性に劣り、第二成分をプロピレン系重合体としたとき、第一成分との融点差が小さく、不織布製造時の熱接着加工温度の範囲が狭くなり、加工温度の管理が困難となるだけでなく、第二成分も熱の影響を受けて風合いが硬くなる恐れがある。
【００１４】
前記プロピレン系共重合体（ＥＰ）は、ＡＳＴＭ−Ｄ−１２３８に準ずるメルトフローレート（温度２３０℃、荷重２１．２Ｎ（２．１６kgf））をＭＦＲ（ＥＰ）としたとき１０≦ＭＦＲ（ＥＰ）（g/10min）≦１００の範囲を満たす。好ましいＭＦＲ（ＥＰ）の下限は、１５g/10min以上である。好ましいＭＦＲ（ＥＰ）の上限は、５０g/10min以上である。ＭＦＲ（ＥＰ）が１０g/10min未満であると、ＥＰの分子量が大きすぎるため溶融粘度が低くなり、紡糸時の糸切れなどの問題を発生しやすい。一方、ＭＦＲ（ＥＰ）が１００g/10minを超えると、ＥＰの分子量が小さすぎるため、プロピレン系重合体（ＰＰ）を混合しても、紡糸時の融着が生じる恐れがあり、また繊維自体のコシに乏しくなるため、延伸時のクリンパー通過性および不織布製造時の高速カード通過性が劣る傾向にある。
【００１５】
前記エチレン含有量、融点、およびＭＦＲを満たすプロピレン系共重合体（ＥＰ）としては、例えば、サンアロマー（株）製のＰＭ９４０Ｍ（エチレン含有量９mol％、融点１３８℃、ＭＦＲ３５g/10min）等がある。
【００１６】
次に、本発明の熱接着性複合繊維において、第一成分には前記プロピレン系共重合体（ＥＰ）の他に、エチレン、またはエチレンとブテンの含有量が２mol％以下からなるプロピレン系重合体（ＰＰ）が混合される。好ましいエチレン、またはエチレンとブテンの含有量は、１mol％以下である。プロピレン系重合体（ＰＰ）におけるエチレン、またはエチレンとブテンの含有量が２mol％を超えると、プロピレン系重合体（ＰＰ）の性質がプロピレン系共重合体（ＥＰ）の性質に近くなるため、紡糸時の融着が解消されない恐れがあり、ＥＰの持つゴム的性質も解消されないため、延伸時のクリンパー通過性や、不織布製造時の高速カード通過性に劣る恐れがある。
【００１７】
前記プロピレン系重合体（ＰＰ）のＡＳＴＭ−Ｄ−１２３８に準ずる温度２３０℃、荷重２１．２Ｎでのルトフローレート（以下、ＭＦＲ（ＰＰ）という）は、１５≦ＭＦＲ（ＰＰ）（g/10min）≦１００の範囲である。好ましいＭＦＲ（ＰＰ）の下限は、２０g/10min以上である。好ましいＭＦＲ（ＰＰ）の上限は、８０g/10min以下である。より好ましいＭＦＲ（ＰＰ）の下限は、３０g/10min以上である。より好ましいＭＦＲ（ＰＰ）の上限は、６０g/10min以下である。ＭＦＲ（ＰＰ）が１５g/10min未満であると、ベース樹脂であるプロピレン系共重合体（ＥＰ）との混合ムラが発生しやすくなるため、紡糸時の融着防止性も安定しにくく、また、糸切れが発生しやすくなる恐れがある。また、得られる不織布の熱接着性がばらつきやすい傾向にある。一方、ＭＦＲ（ＰＰ）が１００g/10minを超えると、ＰＰが繊維表面を覆いやすくなる傾向にあり、紡糸時の融着や得られる不織布のべたつき感の点では良い傾向であるが、低温での熱接着性は劣る傾向にある。
【００１８】
また、前記プロピレン系重合体（ＰＰ）のＭＦＲ（ＰＰ）は、前記プロピレン系共重合体（ＥＰ）のＭＦＲ（ＥＰ）に対する割合も同時に満たす必要があり、０．４×ＭＦＲ（ＥＰ）≦ＭＦＲ（ＰＰ）≦４×ＭＦＲ（ＥＰ）の範囲とする。好ましいＭＦＲ（ＰＰ）のＭＦＲ（ＥＰ）に対する割合の下限は、０．６×ＭＦＲ（ＥＰ）である。好ましいＭＦＲ（ＰＰ）のＭＦＲ（ＥＰ）に対する割合の上限は、３×ＭＦＲ（ＥＰ）である。より好ましいＭＦＲ（ＰＰ）のＭＦＲ（ＥＰ）に対する割合の下限は、０．８×ＭＦＲ（ＥＰ）である。より好ましいＭＦＲ（ＰＰ）のＭＦＲ（ＥＰ）に対する割合の上限は、２．５×ＭＦＲ（ＥＰ）である。ＭＦＲ（ＰＰ）のＭＦＲ（ＥＰ）に対する割合が０．４×ＭＦＲ（ＥＰ）より小さいと、ベース樹脂であるプロピレン系共重合体（ＥＰ）との混合ムラが発生しやすくなるため、紡糸時の融着防止性も安定しにくく、また、糸切れが発生しやすくなる恐れがある。また、延伸時でもクリンパー通過性が安定しにくく、捲縮ムラを生じ、高速カード通過性も安定しにくくなる恐れがあるだけでなく、得られる不織布の嵩高感も乏しくなったり、柔軟性も乏しくなる恐れがある。一方、ＭＦＲ（ＰＰ）のＭＦＲ（ＥＰ）に対する割合が４×ＭＦＲ（ＥＰ）より大きいと、プロピレン重合体（ＰＰ）がベース樹脂であるプロピレン系共重合体（ＥＰ）よりも低分子量になりすぎるため、ＰＰが繊維表面を覆いやすくなる傾向にあり、紡糸時の融着や得られる不織布のべたつき感の点では良い傾向であるが、低温での熱接着性は劣る傾向にある。また、繊維のコシもさらに低下し、クリンパー通過性、高速カード通過性に劣る傾向にある。
【００１９】
本発明の熱接着性複合繊維において、第一成分に混合するプロピレン系共重合体（ＥＰ）とプロピレン系重合体（ＰＰ）の含有量は、プロピレン系共重合体（ＥＰ）が７０mass％以上、９９mass％以下の範囲である。プロピレン系重合体（ＰＰ）の含有量は、１mass％以上、３０mass％以下の範囲である。好ましいＥＰの下限は、８０mass％以上である。好ましいＥＰの上限は、９７mass％以下である。好ましいＰＰの下限は、３mass％以上である。好ましいＰＰの上限は、２０mass％以下である。より好ましいＥＰの下限は、９０mass％以上である。より好ましいＥＰの上限は、９６mass％以下である。好ましいＰＰの下限は、４mass％以上である。好ましいＰＰの上限は、１０mass％以下である。ＥＰの含有量が９９mass％を超える、あるいはＰＰの含有量が１mass％を下回ると、ＥＰの性質が強くなり、混合の効果が認められない。一方、ＥＰの含有量が８０mass％を下回る、あるいはＰＰの含有量が３０mass％を超えると、ＰＰの性質に近づくため、繊維生産性や不織布製造時の高速カード通過性、さらに得られる不織布のべたつき感は改善される傾向であるが、低温での熱接着性が著しく低下するだけでなく、得られる不織布の触感も硬くなる傾向にある。
【００２０】
前記第一成分には、繊維生産性、不織布生産性、および低温での熱接着性、触感を阻害しない範囲であれば、他の重合体あるいは無機物（例えば、炭酸カルシウム、タルク等）等の公知の結晶核剤を１０mass％以下で混合してもよい。結晶核剤を混合すると、紡糸時の繊維間融着防止効果をさらに向上させることができ、また、触感の柔らかい不織布を得ることができるという利点をもたらす。さらに、第一成分には、その他の添加剤、例えば、帯電防止剤、顔料、艶消し剤、熱安定剤、光安定剤、難燃材、抗菌剤、滑剤、可塑剤、柔軟剤等を用途等に応じて混合することができる。
【００２１】
次に、本発明の熱接着性複合繊維における第二成分は、第一成分におけるプロピレン系共重合体（ＥＰ）の融点よりも１０℃以上高い融点を有する繊維形成性重合体またはその共重合体である。好ましくは、ＥＰの融点よりも２０℃以上高い融点を有する繊維形成性重合体またはその共重合体である。第二成分が第一成分におけるプロピレン系共重合体（ＥＰ）の融点との差が１０℃未満であると、不織布製造時の熱接着加工温度の範囲が狭くなり、加工温度の管理が困難となるだけでなく、第二成分も熱の影響を受けて風合いが硬くなる恐れがある。
【００２２】
上記範囲を満たす繊維形成性重合体またはその共重合体としては、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートなどのエステル系重合体、ナイロン６やナイロン６６などのアミド系重合体、あるいはポリプロピレン、ポリメチルペンテン、エチレン−ビニルアルコール共重合体などのオレフィン系重合体と、それらの共重合体などが用いられる。なかでも、オレフィン系重合体またはその共重合体は、第一成分に含まれるＥＰとＰＰの混合体との相溶性がよく、成分間で剥離が生じにくいので、鞘芯間剥離に伴う第一成分のゴム的性質が強調されることがない。さらに、オレフィン系重合体またはその共重合体は、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートのような硬質のエステル系重合体に比べ、重合体自体が軟質であるため、これを使用すれば、繊維そのものを柔軟にでき、ひいては当該繊維を含む不織布の触感の柔軟性をより向上させることができる。例えば、第二成分に用いられるオレフィン系重合体またはその共重合体の融点は１５０℃以上、２５０℃以下の範囲、ＭＦＲは５g/10min以上、６０g/10min以下の範囲であることが好ましい。
【００２３】
特に、第二成分の繊維形成性重合体またはその共重合体は、エチレン、またはエチレンとブテンの含有量が０．５mol％以下からなるプロピレン系重合体であることが好ましい。より好ましくは、エチレン、またはエチレンとブテンの含有量が実質的に０mol％のホモポリプロピレンである。上記プロピレン系重合体であると、鞘成分と同質の重合体であり相溶性に優れ、好ましい。プロピレン系重合体のエチレン、またはエチレンとブテンの含有量が０．５mol％を超えると、重合体自体が軟質となりすぎて、延伸時のクリンパー通過性や不織布製造時の高速カード通過性に劣る傾向にある。
【００２４】
前記第二成分もまた、必要に応じて各種の添加剤を含んでよい。具体的には、帯電防止剤、顔料、艶消し剤、熱安定剤、光安定剤、難燃材、抗菌剤、滑剤、可塑剤、柔軟剤等を含んでよい。
【００２５】
次に、本発明の熱接着性複合繊維は、前記第一成分および第二成分で構成され、第一成分が繊維表面の少なくとも一部に露出するように配置される。ここで、「第一成分が繊維表面の少なくとも一部に露出する」とは、繊維断面の周の少なくとも一部を第一成分が占めていることをいう。本発明の熱接着性複合繊維において、第一成分は、好ましくは繊維断面の周の２０％以上、１００％以下、より好ましくは、５０％以上、１００％以下を占め、もっとも好ましくは、１００％を占める。
【００２６】
前記構造を有する複合繊維としては、例えば、同心円状あるいは偏心状に配置された鞘芯型複合繊維、並列型複合繊維、分割型複合繊維、海島型複合繊維等がある。本発明の熱接着性複合繊維の繊維断面形状は、円状、異形状、中空状のいずれであってもよい。特に、同心円状に配置された鞘芯型複合繊維は、熱接着加工したときの熱接着点が多く、熱接着能を十分に発揮することができるので都合がよい。
【００２７】
前記第一成分／前記第二成分の複合比（容積比）は、８／２〜２／８であることが好ましい。より好ましくは７／３〜３／７である。複合比が８／２を超えると、熱収縮が大きくなる恐れがある。複合比が２／８未満であると、この繊維を用いて熱接着不織布を製造した場合、十分な不織布強力を有する不織布を得ることができない恐れがある。
【００２８】
本発明の熱接着性複合繊維の繊度は、特に限定されず、用途に応じて適宜選択すればよい。例えば、衛生材料、ウェットティッシュ等の低目付の不織布（約１０〜８０g/m2）を製造する場合であれば、触感のよい不織布が得られるよう熱接着性複合繊維の繊度は、０．５dtex以上、４dtex以下の範囲とすることが好ましい。
【００２９】
次に、本発明の熱接着性複合繊維の製造方法について説明する。まず、第一成分として、エチレン（＋ブテン）含有量が３．５mol％以上、１５mol％以下の範囲であり、融点が１２０℃以上、１４０℃以下の範囲であり、ＭＦＲ（ＥＰ）が１０≦ＭＦＲ（ＥＰ）（g/10min）≦１００の範囲を満たすプロピレン系共重合体を一種または複数種用意する。エチレン、またはエチレンとブテンの含有量が２mol％以下であり、メルトフローレートをＭＦＲ（ＰＰ）としたとき１５≦ＭＦＲ（ＰＰ）（g/10min）≦１００の範囲であり、０．４×ＭＦＲ（ＥＰ）≦ＭＦＲ（ＰＰ）≦４×ＭＦＲ（ＥＰ）の範囲を満たすプロピレン系重合体（ＰＰ）を一種または複数種用意する。次いで、ＥＰ：ＰＰを７０：３０〜９９：１の割合で混合し、必要に応じて他の繊維形成性樹脂あるいは結晶核剤や添加剤とを混合して第一成分の原料樹脂とする。上記樹脂を混合する方法としては、公知の混合方法を用いるとよく、ＥＰの重合調製後に直接混練りしてもよいし、紡糸前に各々の樹脂をヘンシュルミキサーやリボンブレンダーなどでドライブレンドしてもよい。第二成分として、第一成分の融点よりも１０℃以上高い融点を有する繊維形成性重合体または共重合体を用意する。
【００３０】
前記第一成分および第二成分を公知の溶融紡糸機を用いて溶融紡糸し、繊度１dtex以上、７５dtexの範囲の紡糸フィラメントを作製する。例えば、紡糸温度２００℃以上、３５０℃以下の範囲で押し出し、引取速度１００m/min以上、１５００m/min以下の範囲で溶融紡糸するとよい。第一成分の紡糸温度が２００℃未満であると、溶融した樹脂の溶融粘度が高いために糸切れが発生しやすい。第一成分の紡糸温度が３５０℃を超えると、溶融粘度が低いために紡糸フィラメント同士が融着しやすく、また樹脂の熱分解により紡糸性が低下する。第一成分の好ましい紡糸温度は、２３０℃以上、３００℃以下の範囲である。一方、第二成分としてエチレン、またはエチレンとブテンの含有量が０．５mol％以下からなるプロピレン系重合体を用いた場合、好ましい紡糸温度は、２３０℃以上、３００℃以下の範囲である。
【００３１】
前記紡糸フィラメントにおける引取繊度は、１dtex以上、７５dtexの範囲であることが好ましい。紡糸フィラメントの引取繊度が１dtex未満であると、糸切れ等が生じて繊維生産性が低下する。紡糸フィラメントの引取繊度が７５dtexを超えると、繊度の小さい熱接着性複合繊維を得ることが困難となる。本発明の熱接着性複合繊維で不織布を形成する場合、不織布の風合いを良好なものとするためには、紡糸フィラメントの引取繊度を３dtex以上、２０dtex以下の範囲とすることが好ましい。
【００３２】
次いで、紡糸フィラメントを公知の延伸処理機を用いて延伸処理して、延伸フィラメントを得る。延伸処理は、延伸温度を３０℃以上、９５℃以下の範囲とし、延伸倍率を２倍以上、５倍以下の範囲で実施することが好ましい。より好ましい延伸倍率の下限は、２．５倍以上である。より好ましい延伸倍率の上限は、４．５倍以下である。延伸倍率が２倍未満であると、得られる繊維自体にコシがなく、低強度高伸度の繊維となる傾向であり、高速カード通過性に劣る傾向があるだけでなく、不織布強力が低下することがある。延伸倍率が５倍を超えると、プロピレン系共重合体の結晶化が進み、低温での熱接着性が低下する恐れがある。延伸方法は、温水または熱水中で実施する湿式延伸法、または乾式延伸法のいずれであってもよい。
【００３３】
本発明の熱接着性複合繊維の製造過程においては、延伸処理の前、延伸処理の間、または延伸処理の後のいずれかの段階で、６０℃以上、１２０℃以下の範囲の温度でアニーリング処理を施すことが好ましい。アニーリング処理は、乾熱、湿熱、または蒸熱を用いて、緊張状態あるいは弛緩状態で実施される。アニーリング処理は、繊維の結晶性を高めて繊維にコシを付与し、不織布製造時の高速カード通過性等の向上に寄与する。また、アニーリング処理の条件によって、不織布の風合いを調整することが可能である。
【００３４】
例えば、得られた延伸フィラメントを、ステープル繊維、あるいはエアレイ用短繊維の形態で得ようとする場合、得られた延伸フィラメントには、必要に応じて、所定量の繊維処理剤を付着させ、クリンパー（捲縮付与装置）で捲縮を与える。捲縮付与後のフィラメントに６０℃以上、１２０℃以下の範囲の温度で数秒から約３０分間、アニーリング処理を施す。繊維処理剤を付着させた後でアニーリング処理を実施する場合、アニーリング処理温度を８０℃以上、１１５℃以下の範囲とし、処理時間を５分以上として、アニーリング処理を実施すると同時に繊維処理剤を乾燥させることがより好ましい。アニーリング処理の温度を低く設定することにより、不織布強力の高い不織布を得ることができ、アニーリング処理の温度を高く設定することにより、風合いが柔軟な不織布を得ることができる。アニーリング処理終了後、フィラメントは用途等に応じて所定の長さにカットされる。ステープル繊維であれば、３０mm以上、１００mm以下の範囲であることが好ましい。エアレイ用短繊維であれば、１mm以上、５０mm以下の範囲であることが好ましい。このようにして得られる本発明の熱接着性複合繊維は、例えば、本発明の不織布を製造するために用いることができる。
【００３５】
続いて、本発明の不織布を、その製造方法とともに説明する。本発明の不織布は、前記熱接着性複合繊維を少なくとも１０mass％含有するように繊維ウェブを作製し、繊維ウェブを熱処理し、熱接着性複合繊維の表面の少なくとも一部（すなわち第一成分）を溶融させて繊維間を熱接着させることにより得ることができる。本発明の不織布は、前記熱接着性複合繊維を熱接着成分として使用しており、低温での熱接着性に優れているので、熱接着加工温度の範囲が広く、低温で熱処理を行っても優れた熱接着強力を有している。また、第二成分（芯成分）の融点よりも十分に低い温度で繊維間を熱接着し得るから、第二成分の溶融または軟化に起因する不織布の柔軟性の低下が生じない。さらに、プロピレン系重合体（ＰＰ）が混合されているので、柔軟性を維持しつつ、べたつき感のない触感を有し、実用的な強力と柔軟な触感を両立するものである。
【００３６】
本発明の不織布には、前記熱接着性複合繊維以外に他の繊維を混綿、積層してもよく、例えば、コットン、シルク、ウール、麻、パルプなどの天然繊維、レーヨン、キュプラなどの再生繊維、アクリル系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリオレフィン系、ポリウレタン系などの合成繊維から１種または複数種の繊維を用途などに応じて選択するとよい。他の繊維として、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、あるいはエチレン−ブテン−プロピレン三元共重合体等からなるポリオレフィン系繊維と組み合わせて不織布を製造するのに適しており、特に、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、あるいはエチレン−ブテン−プロピレン三元共重合体等からなるポリプロピレン系繊維と良好に接着する。本発明の不織布を前記熱接着性複合繊維のみで構成してもよいことはいうまでもない。
【００３７】
本発明の不織布を製造するに際して、繊維ウェブの形態は特に限定されず、ステープル繊維からなるパラレルウェブ、セミランダムウェブ、ランダムウェブ、クロスウェブ、クリスクロスウェブなどのカードウェブ、短繊維を湿式抄紙した湿式ウェブ、短繊維からなるエアレイウェブ、長繊維からなるスパンボンドウェブ、あるいはメルトブローウェブなどから目的に応じて任意に選択することができる。繊維ウェブは、異なる種類の繊維ウェブを２種類以上積層してもよい。不織布の柔軟性をより重視する場合には、ステープル繊維からなるカードウェブを用いて不織布を製造することが好ましい。また、繊維間を絡合させるために、繊維ウェブには、必要に応じて熱処理前および／または熱処理後にニードルパンチ処理や水流交絡処理等の二次加工を施してもよい。
【００３８】
前記繊維ウェブを形成した後、繊維ウェブに公知の熱処理手段により熱処理を施し、熱接着性複合繊維の少なくとも一部を溶融させて熱接着する。熱処理手段としては、熱風吹き付け法および熱圧着法から選ばれた少なくとも１種の熱処理方法を用いることが好ましい。特に、エンボスロールを用いた熱圧着法は、より低温で熱接着でき、また圧接面積が小さいので、不織布の柔軟性を重視する場合には好ましい熱処理手段である。
【００３９】
前記熱処理方法における熱処理温度等の熱処理条件は、採用する熱処理方法に応じて適宜設定される。例えば、熱風吹き付け法（エアースルー法）を採用する場合、熱処理温度は、第一成分におけるプロピレン系共重合体（ＥＰ）の融点以上であり、第二成分の融点未満、好ましくは第二成分の融点より１０℃低い温度以下の範囲に設定するとよい。熱処理温度は、ＥＰの融点未満であると、十分な熱接着強力が得られず、第二成分の融点を超えると、不織布の柔軟性を損なうからである。
【００４０】
エンボスロールを用いた熱圧着法（エンボス法）を採用する場合、ロール間の圧力（線圧）は、１５０N/cm以上、１５００N/cm以下の範囲であることが好ましい。線圧が１５０N/cm未満であると、不織布強力が低下する恐れがある。線圧が１５００N/cmを超えると、エンボス部分において穴開き（ピンホール）が発生し、不織布の外観を損なう恐れがある。
【００４１】
前記エンボスロールを用いた熱圧着法におけるロール温度（Ｔ℃）は、第一成分におけるプロピレン系共重合体（ＥＰ）の融点−２０（℃）≦Ｔ（℃）＜第二成分の融点−１５（℃）であることが好ましい。より好ましくは、ＥＰの融点−１５（℃）≦Ｔ（℃）＜第二成分の融点−２５（℃）の範囲である。ロール温度がＥＰの融点−２０（℃）未満であると、十分な熱接着強力が得られず、第二成分の融点−１５（℃）を超えると、不織布の柔軟性を損なうからである。
【００４２】
本発明の不織布は、実用的な強力及び柔軟でべたつき感のない触感を有するから、衛生材料、包装材、フィルター、ウェットティッシュ、ワイパー、電池セパレーター、ヒートシール紙等の用途に好適である。
【００４３】
【実施例】
以下、本発明の内容について実施例を挙げて具体的に説明する。なお、紡糸時融着、紡糸糸切れ、クリンパー通過性、高速カード通過性、および単繊維強力については、以下のように測定した。
【００４４】
［紡糸時融着、紡糸糸切れ］
芯成分（第二成分）の紡糸温度を３００℃、鞘成分（第一成分）の紡糸温度を２５０℃に設定し、ノズル単孔吐出量を０．３g/min、引取速度を５００m/min、チムニー冷却風温度を４０℃として、約１時間連続紡糸したとき、得られた紡糸フィラメントの融着度合いは、○：融着なし、×：融着あり、と判定し、糸切れの度合いは、○：糸切れなし、×：糸切れあり、と判定した。
【００４５】
［クリンパー通過性］
５dtexの紡糸フィラメントを、９０℃で３．３倍に延伸し延伸フィラメントを得る。この延伸フィラメントをトータル２２万dtexになるように束ね、２００Ｎの張力をかけながら幅３０mmのスタファボックス型クリンパーを用い４０m/minの速度で、ロール圧力０．１MPa、フラップ圧力０．２MPaにて通過させたときのクリンパーの通過性を下記の３等級で判定した。
１級：クリンパーで詰まりトウが排出しない。
２級：トウの排出はするが詰まり気味で安定しない。
３級：良好にトウが排出する。
【００４６】
［高速カード通過性］
原綿をオープナーにて予備開繊し、ラップフォーマーにて順次供給し、カード速度１００m/minのローラーカードでウェブを排出したときのネップの発生量を下記の３等級で判定した。
１級：ネップが明らかに多い、あるいは絶えず出ている。
２級：たまにネップが出る。
３級：ネップが認められない。
【００４７】
［単繊維強力］
ＪＩＳ−Ｌ−１０１５に準じ、引張試験機を用いて、試料のつかみ間隔を２０mmとしたときの繊維切断時の荷重値を測定し、単繊維強力とした。
【００４８】
［実施例１］
第一成分（鞘成分）として、融点が１３８℃、エチレン含有量が９mol％、ＭＦＲが３５g/10minのエチレン−プロピレン共重合体（サンアロマー（株）製、ＰＭ９４０Ｍ）を９５mass％と、融点が１６５℃、エチレン含有量が０mol％、ＭＦＲが４５g/10minのポリプロピレン（サンアロマー（株）製、ＰＬＡ０Ｃ）を５mass％とを混合した樹脂を用い、第二成分（芯成分）として、融点１６５℃、エチレン含有量が０mol％のポリプロピレン（日本ポリケム（株）、ＳＡ０３Ａ）を用い、同心円状芯鞘複合ノズルを用いて、第一成分／第二成分の複合比（容積比）を５／５、鞘成分の紡糸温度を２５０℃、芯成分の紡糸温度を３００℃として両成分を溶融押し出し、５．６dtexの紡糸フィラメントを得た。前記紡糸フィラメントを９０℃の温水中で３．３倍に延伸し、２dtexの延伸フィラメントとした。次いで、延伸フィラメントに繊維処理剤を付与した後、スタフィンボックス型クリンパーを用いて機械的捲縮を付与し、１００℃に設定した熱風貫通式乾燥機にてアニーリング処理と同時に乾燥した。得られたフィラメントを４５mmの繊維長に切断して、本発明の熱接着性複合繊維を得た。
【００４９】
［実施例２］
第一成分に混合するポリプロピレンの含量を１０mass％としたこと以外は、実施例１と同様の方法で、本発明の熱接着性複合繊維を得た。
【００５０】
［比較例１］
第一成分を実施例１のエチレン−プロピレン共重合体のみ（１００mass％）としたこと以外は、実施例１と同様の方法で熱接着性複合繊維を得た。
【００５１】
［比較例２］
第一成分を融点が１４３℃、エチレン含有量が６mol％、ＭＦＲが１８g/10minのエチレン−プロピレン共重合体（日本ポリケム（株）製、ＳＸ０２Ｒ）のみ（１００mass％）としたこと以外は、実施例１と同様の方法で熱接着性複合繊維を得た。
【００５２】
［比較例３］
第一成分に混合するポリプロピレンの含量を４０mass％としたこと以外は、実施例１と同様の方法で熱接着性複合繊維を得た。
【００５３】
［比較例４］
第一成分に混合するポリプロピレンをＭＦＲが１０g/10minのポリプロピレン（グランドポリマー（株）製、Ｊ７０５）としたこと以外は、実施例１と同様の方法で熱接着性複合繊維を得た。
【００５４】
［比較例５］
第一成分に混合するポリプロピレンをＭＦＲが２００g/10minのポリプロピレン（ＰＬＡ０ＣをＣＲし分子量を降下したもの）としたこと以外は、実施例１と同様の方法で熱接着性複合繊維を得た。
【００５５】
［比較例６］
第一成分に混合するプロピレン系共重合体を、比較例２のエチレン−プロピレン共重合体としたこと以外は、実施例１と同様の方法で熱接着性複合繊維を得た。
【００５６】
実施例１〜２、および比較例１〜６の熱接着性複合繊維を下記の熱処理を施してエアースルー不織布およびエンボス不織布を得た。得られたエアースルー不織布の比容積、引張強力、破断伸度、静摩擦力、およびエンボス不織布のドレープ係数は、以下のように測定した。
【００５７】
［エアースルー不織布の作製］
前記熱接着性複合繊維１００mass％を準備し、パラレルカードで目付約３０g/m2および約５０g/m2のカードウェブを作製し、熱風貫通式熱処理機を用い、熱処理温度１４０℃および１４５℃に加熱した加熱空気を風速１．５m/min、熱処理時間１２秒で、このカードウェブを熱風加工処理し、エアースルー不織布を得た。
【００５８】
［エンボス不織布の作製］
前記熱接着性複合繊維１００mass％を準備し、パラレルカードで目付約２５g/m2のカードウェブを作製し、エンボスパターンが円形であり、エンボス面積が２０％であるエンボスロールと、フラットロールとが一対となったエンボス熱圧着処理機を用い、エンボスロール／フラットロール間の線圧を５００N/cmとし、エンボスロール／フラットロールの温度をＣＤ引張強力が７．８N/5cmとなるように設定し、このカードウェブをエンボス処理し、エンボス不織布を得た。
【００５９】
［不織布の比容積］
前記エアースルー不織布（目付約３０g/m2、熱処理温度１４０℃および１４５℃）を試料とし、厚み測定機（（株）大栄科学精機製作所製、ＴＨＩＣＫＮＥＳＳ ＧＡＵＧＥ モデルＣＲ−６０Ａ）を用い、試料１cm2あたり２９．４mNの荷重を加えた状態で、不織布の厚みを測定し、不織布の厚みと不織布の目付から比容積を算出した。
【００６０】
［不織布の引張強力、破断伸度］
前記エアースルー不織布（目付約３０g/m2、熱処理温度１４０℃、１４５℃）を試料とし、ＪＩＳ−Ｌ−１０９６に準じ、幅５cm、長さ１５cmの試料片をつかみ間隔１０cmで把持し、定速伸長型引張試験機を用いて引張速度３０cm/minで伸長し、切断時の荷重値および伸長率をそれぞれ引張強力、破断伸度とした。なお、試料片は不織布の幅方向（ＣＤ方向）が試料片の長さ方向になるよう作製した。
【００６１】
［不織布の静摩擦力］
前記エアースルー不織布（目付約５０g/m2、熱処理温度１４５℃）を試料とし、ＪＩＳ−Ｋ−７１２５に準じ、幅８０mm、長さ２００mmにカットした試料片をガラス板にのせ、その上に２００ｇのおもりをのせ、１００mm/minの速度で始動したとき、試料片が動き始める最初の最大荷重「静摩擦力：Ｆｓ（Ｎ）」を測定し、これを、不織布のべたつき性の判定基準とした。静摩擦力の値が大きいほど不織布にべたつき感があることを示す。
【００６２】
［不織布のドレープ係数］
前記エンボス不織布を試料とし、ＪＩＳ−Ｌ−１０９６−６．１９．７法（ドレープ係数）に準じて測定した。ドレープ係数の値が小さいほど不織布が柔軟であることを示す。
【００６３】
実施例１〜２、および比較例１〜６の熱接着性複合繊維、ならびこれを用いた不織布の性能を表１に示す。
【００６４】
【表１】
表１に示すように、実施例１〜２の熱接着性複合繊維は、糸切れがなく、繊維間融着も認められず紡糸性に優れていた。クリンパー通過性にも優れ、安定した機械的捲縮を得ることができた。さらに捲縮が安定しており、繊維表面のゴム的性質も軽減されていたので、不織布製造時の高速カード通過性も優れていた。そして、熱処理により得られた不織布は、嵩高であり、良好な低温接着性を示していた。さらに、静摩擦力が小さくべたつき感がなく、ドレープ係数も小さく、柔軟な不織布であった。
【００６６】
一方、比較例１の熱接着性複合繊維は、紡糸時に若干の融着が発生していた。また、繊維表面がゴム的性質を有し、単繊維強力が小さく、繊維自体にコシがないため、クリンパー通過性および高速カード通過性が良好とはいえなかった。得られた不織布は、低温での接着性、柔軟性において優れていたが、べたつき感があった。比較例２の熱接着性複合繊維は、ＥＰの融点が高く、低温での接着性が十分ではなかった。比較例３の熱接着性複合繊維は、ＰＰを混合する割合が大きすぎたため、低温での接着性が不十分であった。比較例４の熱接着性複合繊維は、混合ムラのためか糸切れが多発し、紡糸を中止した。比較例５の熱接着性複合繊維は、単繊維強力が小さく、繊維自体のコシが低いため、クリンパー通過性、高速カード通過性は十分なものとはいえず、低温での熱接着性も不十分であった。比較例６の熱接着性複合繊維は、ベース樹脂が融点の高いＥＰを用いたため、比較例２同様、低温での接着性に劣るものであった。
【００６７】
【発明の効果】
本発明の熱接着性複合繊維は、特定のエチレン−プロピレン共重合体またはエチレン−ブテン−プロピレン三元共重合体に、特定のポリプロピレンを所望の量で混合した樹脂を熱接着成分とすることにより、紡糸性、クリンパー通過性などの繊維生産性に優れ、不織布製造時の高速カード通過性など不織布生産性に優れるとともに、広い範囲の温度で熱接着性能を有し、べたつき感のない柔軟な不織布を得るのに好適である。
【００６８】
前記熱接着性複合繊維を少なくとも１０mass％含有し、該熱接着性複合繊維の少なくとも一部が溶融し、熱接着されている不織布は、高い不織布強力を有するとともに柔軟でべたつき感のない触感を呈するので、衛生材料、包装材、フィルター、ウェットティッシュ、ワイパー、電池セパレーター、ヒートシール紙等に好適である。
Claims (5)
- エチレン、またはエチレンとブテンの含有量が３．５mol％以上、１５mol％以下の範囲であり、融点が１２０℃以上、１４０℃以下の範囲であり、ＡＳＴＭ−Ｄ−１２３８に準ずるメルトフローレート（温度２３０℃、荷重２１．２Ｎ）をＭＦＲ（ＥＰ）としたとき１０≦ＭＦＲ（ＥＰ）（g/10min）≦１００の範囲を満たすプロピレン系共重合体（ＥＰ）を７０mass％以上、９９mass％以下の範囲で含有し、
エチレン、またはエチレンとブテンの含有量が２mol％以下であり、メルトフローレートをＭＦＲ（ＰＰ）としたとき１５≦ＭＦＲ（ＰＰ）（g/10min）≦１００の範囲であり、０．４×ＭＦＲ（ＥＰ）≦ＭＦＲ（ＰＰ）≦４×ＭＦＲ（ＥＰ）の範囲を満たすプロピレン系重合体（ＰＰ）を１mass％以上、３０mass％以下の範囲で含有する第一成分と、
第一成分におけるプロピレン系共重合体（ＥＰ）の融点より１０℃以上高い融点を持つ繊維形成性重合体またはその共重合体からなる第二成分とで構成され、第一成分を鞘成分とし、第二成分を芯成分とした同心円鞘芯型に配置するように複合紡糸されてなる熱接着性複合繊維。 - 第二成分の繊維形成性重合体またはその共重合体がエチレン、またはエチレンとブテンの含有量が０．５mol％以下からなるプロピレン系重合体である請求項１記載の熱接着性複合繊維。
- 請求項１〜２のいずれかに記載の熱接着性複合繊維を少なくとも１０mass％含有する繊維ウェブからなり、前記熱接着性複合繊維における第一成分の少なくとも一部を溶融し、熱接着してなる不織布。
- 繊維ウェブがカードウェブである請求項３記載の不織布。
- エチレン、またはエチレンとブテンの含有量が３．５ mol ％以上、１５ mol ％以下の範囲であり、融点が１２０℃以上、１４０℃以下の範囲であり、ＡＳＴＭ−Ｄ−１２３８に準ずるメルトフローレート（温度２３０℃、荷重２１．２Ｎ）をＭＦＲ（ＥＰ）としたとき１０≦ＭＦＲ（ＥＰ）（ g/10min ）≦１００の範囲を満たすプロピレン系共重合体（ＥＰ）を７０ mass ％以上、９９ mass ％以下の範囲で含有し、
エチレン、またはエチレンとブテンの含有量が２ mol ％以下であり、メルトフローレートをＭＦＲ（ＰＰ）としたとき１５≦ＭＦＲ（ＰＰ）（ g/10min ）≦１００の範囲であり、０．４×ＭＦＲ（ＥＰ）≦ＭＦＲ（ＰＰ）≦４×ＭＦＲ（ＥＰ）の範囲を満たすプロピレン系重合体（ＰＰ）を１ mass ％以上、３０ mass ％以下の範囲で含有する第一成分と、
第一成分におけるプロピレン系共重合体（ＥＰ）の融点より１０℃以上高い融点を持つ繊維形成性重合体またはその共重合体からなる第二成分とで構成され、第一成分を鞘成分とし、第二成分を芯成分とした同心円鞘芯型に配置するように複合紡糸し、延伸し、延伸処理の前、延伸処理の間、または延伸処理の後、いずれかの段階で、８０℃以上、１２０℃以下の範囲の温度でアニーリング処理を施す、熱接着性複合繊維の製造方法。
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