JP4058247B2

JP4058247B2 - 熱接着性複合繊維およびその製造方法、ならびにこれを用いた不織布および合繊紙

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Publication number: JP4058247B2
Application number: JP2001134081A
Authority: JP
Inventors: 洋志岡屋
Original assignee: Daiwabo Co Ltd; Daiwabo Holdings Co Ltd
Current assignee: Daiwabo Co Ltd; Daiwabo Holdings Co Ltd
Priority date: 2000-05-09
Filing date: 2001-05-01
Publication date: 2008-03-05
Anticipated expiration: 2021-05-01
Also published as: JP2002030524A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱接着加工温度領域が広く、熱接着強力が大きく、また不織布に含まれる場合には柔軟な触感を有する不織布を提供し得る熱接着性複合繊維およびその製造方法、ならびに該熱接着性複合繊維を含む不織布および合繊紙に関する。
【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、電池セパレータ等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、高融点（芯）成分／低融点（鞘）成分の組合せがポリプロピレン／ポリエチレン、ポリエステル／ポリエチレン等である複合繊維が広く使用されている。それら以外にも種々の熱接着性複合繊維が提案され、実用に供されている。例えば、特開平４−７３２１４号公報、特開平５−９８１０号公報においては、ポリプロピレン／エチレン−プロピレン共重合体の組合せから成る複合繊維が、特開平６−１０８３１０号公報においては、ポリプロピレン／プロピレン−エチレン−ブテン−１三元共重合体の組合せから成る複合繊維が提案されている。また、本出願人も特開２０００−４５１２５号公報において、ポリエステル等を第１成分（高融点成分）とし、２種類のエチレン−プロピレン共重合体の混合体を第２成分（低融点成分）とする熱接着性複合繊維を提案している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記複合繊維は次のような問題点を有する。例えば、ポリプロピレン／ポリエチレン、ポリエステル／ポリエチレンの組合せから成る複合繊維は、両者の相溶性が必ずしも良好でないために、成分間剥離（芯鞘複合繊維の場合には芯鞘間剥離）が生じることがある。かかる剥離が生じると、例えば不織布を製造するときに、熱接着性複合繊維が接着能を十分に発揮し得ず、十分な強力を有する不織布が得られないことがある。一方、高融点成分／低融点成分の組合せがポリプロピレン／エチレン−プロピレン共重合体またはポリプロピレン／エチレン−プロピレン−ブテン−１三元共重合体であるプロピレン系複合繊維は、両成分の相溶性がよいため、剥離の問題が生じにくく優れた接着能を示す。しかし、これらの繊維は、低融点成分の融点がポリエチレンに比べ高く、高融点成分であるポリプロピレンの融点に近いため、熱加工温度領域が狭いという欠点を有する。
【０００４】
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、この欠点を解消しようとするものである。しかし、そのようなＭＦＲ比を実現しようとすると、紡糸性および延伸性が悪くなり、製造工程中、特に紡糸工程時に繊維間融着を引き起こすことがある。
【０００５】
特開平５−９８１０号公報および特開平６−１０８３１０号公報記載の複合繊維は、融点の低い樹脂を採用し、延伸倍率を低く抑えて、芯成分と鞘成分の融点差を確保しようとするものである。しかしながら、融点の低いプロピレン系共重合体を使用すると、紡糸工程時に繊維間融着を引き起こしやすいという問題がある。また、そのようなプロピレン系共重合体から成る繊維には「コシ」がなく、不織布を製造する際のカード工程性が劣る傾向にある。
【０００６】
特開２０００−４５１２５号公報記載の複合繊維は、面反発性やクッション性の点では優れているものの、その熱接着性、ならびに当該繊維を用いて製造した不織布の柔軟性は必ずしも十分なものではなかった。
【０００７】
本発明はかかる実情に鑑みてなされたものであり、熱接着加工温度領域が広く、優れた接着能を示し、かつ柔軟な触感を有する不織布を提供し得るとともに、優れたヒートシール性能を有する合繊紙を提供し得る熱接着性複合繊維を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の熱接着性複合繊維は、エチレン−プロピレン共重合体を含む繊維形成性樹脂を第１成分とし、融点が第１成分より１０℃以上高いオレフィン系重合体またはその共重合体を第２成分とし、第１成分が繊維表面の少なくとも一部に露出した複合繊維であって、第１成分に含まれるエチレン−プロピレン共重合体を、エチレン含有量が５〜１５mol％であり、かつ¹³Ｃ−ＮＭＲ法によるランダムネス指標（ＣＳＤ）が３〜６．５であるエチレン−プロピレン共重合体とすることによって、上記課題を解決したものである。
【０００９】
本発明の熱接着性複合繊維は、繊維表面の少なくとも一部に露出する第１成分、即ち低融点成分（または熱接着性成分）に含まれるエチレン−プロピレン共重合体のエチレン含有量を上記のように特定することによって、紡糸性を損なうことなく、低融点成分が溶融する温度を不織布製造等に適したものとする。また、エチレン−プロピレン共重合体の¹³Ｃ−ＮＭＲ法によるランダムネス指標（ＣＳＤ）（単に「ランダムネス指標（ＣＳＤ)」とも呼ぶ）を上記のように特定することによって、繊維の熱接着加工温度の範囲を広くし、また、得られた繊維を用いて製造した不織布の触感を柔らかいものとする。
【００１０】
ここで、「第１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１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は、第１成分は好ましくは繊維断面の周の２０〜１００％、より好ましくは５０〜１００％を占め、最も好ましくは１００％を占める。
【００１１】
本発明の熱接着複合繊維において、第１成分に含まれるエチレン−プロピレン共重合体（以下、ＥＰ共重合体ともいう）のエチレン含有量は、５〜１５mol％であり、好ましくは７〜１０mol％である。ここで、エチレン含有量は、繊維形成前のポリマーを複合繊維を形成する条件と同じ紡糸条件で紡糸して得られた紡糸フィラメントについて測定された値をいうものとする。エチレン含有量が５mol％未満であると、接着性が劣り、熱接着加工温度の範囲が狭くなる傾向にある。エチレン含有量が１５mol％を超えると、繊維製造工程時に繊維間融着が生じることがあり、また、軟化点が低くなりすぎて、不織布の製造または加工時にネットへの融着が生じる、あるいは熱ロールへの粘着が発生する等、工程性が劣る傾向にある。
【００１２】
ＥＰ共重合体の¹³Ｃ−ＮＭＲ法によるランダムネス指標（ＣＳＤ）は、エチレン−プロピレン共重合体のランダム性を示すパラメータであり、ランダムネス指標（ＣＳＤ）が小さいほどランダム共重合体に近くなる。ランダムネス指標（ＣＳＤ）が大きいほどブロック共重合体に近くなる。
【００１３】
本明細書において、¹³Ｃ−ＮＭＲによるランダムネス指標（ＣＳＤ）とは、以下の測定条件にて測定した¹³Ｃ−ＮＭＲスペクトルから、「新版高分子分析ハンドブック」（1995年紀伊国屋書店発行）６１５〜６１８頁に従って、エチレン−エチレンの連鎖分率（ＥＥ）、プロピレン−プロピレンの連鎖分率（ＰＰ）、エチレン−プロピレンの連鎖分率（ＥＰ）を求め、これらより下式（１）から算出されるものをいう。
【００１４】
１．測定条件
（１）測定装置：日本電子（株）製ＥＸ２７０
（２）試液の調製：試料３００mgをＯ−ジクロロベンゼン２mlと重水素化ベンゼン０．５mlの混合溶媒に溶解して調製
（３）標準物質：テトラメチルシラン
（４）測定温度：１３０℃
（５）１３Ｃ核共鳴周波数：６０ＭHz
（６）繰り返し測定積算時間：１５時間
【００１５】
２．ランダムネス指標（ＣＳＤ）算出式
ＣＳＤ＝ＥＥ［ＰＰ／（ＥＰ／２）²］...（１）
（式中、ＥＥはエチレン−エチレンの連鎖分率、ＰＰはプロピレン−プロピレンの連鎖分率、ＥＰはエチレン−プロピレンの連鎖分率を示す）
【００１６】
本発明の複合繊維において、第１成分に含まれるエチレン−プロピレン共重合体のランダムネス指標（ＣＳＤ）は、３〜６．５であり、３．５以上６．５以下であることが好ましい。ここでのランダムネス指標（ＣＳＤ）は、繊維形成前のポリマーを複合繊維を形成する条件と同じ紡糸条件で紡糸して得られた紡糸フィラメントについて測定された値をいうものとする。紡糸フィラメントについて測定されるランダムネス指標（ＣＳＤ）は、繊維形成前のポリマーのランダムネス指標（ＣＳＤ）に比べ、大きくなる傾向にある。これは押出機内部でポリマーが混練され、また加熱されるために、機械的な力と熱の作用によってエチレンとプロピレンとの共重合分子（ＥＰ）が切断されて、エチレン−プロピレンの連鎖分率が減少するためであると推定される。したがって、上述の範囲内にあるランダムネス指標（ＣＳＤ）は、繊維形成前のポリマーとして上述の範囲よりもランダムネス指標（ＣＳＤ）が小さいポリマーを選択し、これを後述する製造方法に従って繊維化することにより得られる。具体的には、繊維形成前に測定したランダムネス指標（ＣＳＤ）が２〜５．５であるＥＰ共重合体を、第１成分を構成するポリマーとして選択して紡糸すれば、第１成分に含まれるＥＰ共重合体のランダムネス指標（ＣＳＤ）が３〜６．５である本発明の複合繊維を得ることができる。
【００１７】
複合繊維の第１成分のＥＰ共重合体のランダムネス指標（ＣＳＤ）が３未満であると、触感の柔らかな不織布が得られない。ランダムネス指標（ＣＳＤ）が６．５を超えると、得られる繊維は、熱収縮が大きくなり、また、ゴム的弾性が大きくなるため、工程性の点で劣り、また、熱接着加工温度の範囲も狭くなる傾向にある。
【００１８】
繊維形成前に測定したランダムネス指標（ＣＳＤ）が２〜５．５であるＥＰ共重合体には、繊維形成前に測定したランダムネス指標（ＣＳＤ）が２〜５．５である一種のＥＰ共重合体、および繊維形成前に測定したランダムネス指標（ＣＳＤ）が２〜５．５である二種以上のＥＰ共重合体の混合物が含まれる。繊維形成前に測定したランダムネス指標（ＣＳＤ）が２〜５．５であるＥＰとしては、例えばモンテルエスディーケイサンライズ（株）製のＰＭ９４０Ｍ等がある。
【００１９】
本発明の複合繊維において、その第１成分は、ランダムネス指標（ＣＳＤ）が３〜６．５であるＥＰ共重合体のみから成ることが好ましい。ランダムネス指標（ＣＳＤ）が３〜６．５であるＥＰ共重合体以外の繊維形成性樹脂が第１成分に含まれる場合、その混合割合は好ましくは５０mass％未満である。５０mass％を超えると、本発明の効果が得られない。
【００２０】
第１成分中に含まれる他の繊維形成性樹脂としては、ランダムネス指標（ＣＳＤ）が３未満のＥＰ共重合体、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレンおよび直鎖状低密度ポリエチレン等のオレフィン系重合体または共重合体がある。他の繊維形成性樹脂の混合割合は、樹脂の種類に応じて選択される。例えば、ランダムネス指標（ＣＳＤ）が３未満のＥＰ共重合体、低密度ポリエチレンまたは直鎖状低密度ポリエチレンは、５０mass％未満、より好ましくは２０mass％以下混合するとよい。ポリプロピレンまたは高密度ポリエチレンは、１０mass％以下、より好ましくは５mass％以下混合するとよい。
【００２１】
本発明の不織布および合繊紙は、上記本発明の熱接着性複合繊維を少なくとも１０mass％含有し、熱接着性複合繊維の少なくとも一部が溶融し、熱接着されているものである。本発明の不織布において本発明の熱接着性複合繊維の含有量が１０mass％未満であると、十分な強力を不織布に付与することが困難となる。本発明の不織布および合繊紙は実用的な強力および柔軟な触感を有するから、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、電池セパレータ等に好適である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の熱接着性複合繊維において、その第１成分は、エチレン含有量が５〜１５mol％であり、かつランダムネス指標（ＣＳＤ）が３〜６．５のエチレン−プロピレン共重合体を含む繊維形成性樹脂である。第１成分の融点は１２０〜１５０℃、ＭＦＲは１〜１００であることが好ましい。より好ましくは、融点は１２５〜１４０℃、ＭＦＲは１０〜５０である。
【００２３】
なお、本明細書において、融点はＪＩＳ−Ｋ−７１２２に準じてＤＳＣ法により測定される繊維製造前の融点を指し、ＭＦＲはＡＳＴＭ−Ｄ−１２３８により、２３０℃、２１．２Ｎ（２．１６kgf）で測定される繊維製造前のＭＦＲを指す。第１成分および／または第２成分として使用する樹脂が混合物である場合、第１成分の融点は第１成分に含まれるランダムネス指標（ＣＳＤ）が３〜６．５となるＥＰ共重合体の融点を、第２成分の融点は第２成分の主体となる樹脂（mass％に換算して第２成分に最も多く含まれる樹脂）の融点をいうものとする。
【００２４】
融点が１２０℃未満であると、繊維製造工程中に繊維間融着が生じる、あるいは不織布加工時にネットやロールへの粘着が発生する場合がある。融点が１５０℃を超えると、第２成分との融点差が小さくなるため、熱接着加工温度領域が狭くなる。また、第１成分と第２成分の融点差が小さく、熱接着加工温度が第２成分の融点に近づくと、不織布の製造工程において第２成分も溶融または軟化するために不織布が硬くなり触感が悪くなる傾向にある。
【００２５】
ＭＦＲが１未満であると紡糸性に劣り、１００を超えると繊維製造工程中で繊維間融着が生じる場合がある。
【００２６】
第１成分には、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１５mass％以下混合してもよい。結晶核剤を混合すると、繊維製造工程時の繊維間融着を防止することができ、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がもたらされる。第１成分には、その他の添加剤、例えば、帯電防止剤、顔料、艶消剤、熱安定剤、光安定剤、難燃剤、抗菌剤、滑剤、可塑剤および柔軟剤等から選択される１種または複数種の添加剤を用途等に応じて混合することができる。
【００２７】
本発明の熱接着性複合繊維において、第２成分は、第１成分の融点よりも１０℃以上高い融点を有するオレフィン系重合体またはその共重合体である。第２成分はより好ましくは第１成分の融点よりも２０℃以上高い融点を有する。
【００２８】
本発明の熱接着性複合繊維の第２成分であるオレフィン系重合体およびその共重合体は、第１成分に含まれるＥＰ共重合体との相溶性が良く、成分間で剥離が生じにくいので、繊維を形成した後に第１成分のゴム的弾性が強調されることがない。さらに、オレフィン系重合体およびその共重合体は、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ポリエステル系樹脂に比べ、樹脂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柔軟性をより向上させることができる。
【００２９】
第２成分として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１５０〜２５０℃、ＭＦＲは５〜６０であることが好ましい。第２成分は、具体的には、ポリプロピレン、ポリメチルペンテンまたはエチレン−ビニルアルコール共重合体等、あるいはそれらの混合物であることが好ましい。特に、結晶性ポリプロピレンは繊維形成性に優れているため第２成分として好ましく用いられる。
【００３０】
第２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、艶消剤、熱安定剤、光安定剤、難燃剤、抗菌剤、滑剤、可塑剤および柔軟剤等から選択される１種または複数種の添加剤を含んでよい。
【００３１】
本発明の熱接着性複合繊維は、第１成分が繊維表面の少なくとも一部に露出した構造を有することが好ましい。そのような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芯鞘型複合繊維、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、中空状等、いずれであってもよい。特に、同心円状の芯鞘型複合繊維は熱接着点が多く、熱接着効果を十分に発揮することができるので都合がよい。
【００３２】
第１成分／第２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。複合比が２／８未満であると、この繊維を用いて不織布を製造した場合、十分な強力を有する不織布を得ることができない。
【００３３】
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（１０〜８０ｇ／ｍ²）を製造するために本発明の熱接着性複合繊維を用いる場合は、触感の良い不織布が得られるよう、熱接着性複合繊維の繊度は０．５〜４dtexであることが好ましい。
【００３４】
次に、本発明の熱接着性複合繊維の製造方法の一例を具体的に説明する。まず、第１成分として、エチレン含有量が５〜１５mol％であり、ランダムネス指標（ＣＳＤ）が２〜５．５（好ましくは２．５以上５．５以下）のＥＰ共重合体を一種または複数種用意し、これを必要に応じて他の繊維形成性樹脂と混合し、第１成分の原料樹脂とする。第２成分として、第１成分の融点よりも１０℃以上高い融点を有するオレフィン系重合体または共重合体を用意する。
【００３５】
公知の溶融紡糸機を用い、紡糸温度２００〜３５０℃で第１成分および第２成分を押し出し、引取速度１００〜１５００ｍ／分で、引取繊度１〜７５dtexの紡糸フィラメントを作製する。第１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１成分の紡糸温度が３５０℃を越えると、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１成分の好ましい紡糸温度は、２３０〜３００℃である。第１成分の紡糸温度をこの範囲内で設定すると、得られる複合繊維の第１成分に含まれるＥＰのＣＳＤを前記所望の範囲内にすることができる。第２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２成分の紡糸温度が３５０℃を越えると、樹脂の熱分解により紡糸性が低下する。第２成分として、例えば高結晶性ポリプロピレンを用いる場合、第２成分の好ましい紡糸温度は２３０〜３００℃である。
【００３６】
前述のとおり、紡糸フィラメントの引取繊度は、１〜７５dtex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３〜２０dtexとすることが好ましい。
【００３７】
次いで、紡糸フィラメントを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３０〜９５℃とし、延伸倍率が２〜５倍となるように実施することが好ましい。より好ましい延伸倍率は２．５〜４．５倍である。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、繊維ウェブ作製時のカード通過性が低下して不織布の生産性が低下する。また、延伸倍率が２倍未満であると、単繊維強力が不十分となって、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、延伸時に糸切れが発生する等して生産性が低下することがあり、さらに不織布を製造する際に繊維間の熱接着が不十分となることがある。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。
【００３８】
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、６０〜１２０℃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、不織布製造時の繊維のカード通過性等の工程性の向上に寄与する。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節することが可能である。
【００３９】
例えば、本発明の熱接着性複合繊維をステープル繊維また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、捲縮付与装置で捲縮を与える。捲縮付与後、フィラメントに６０〜１２０℃の温度で数秒〜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８０〜１１５℃とし、処理時間を５分間以上として、アニーリング処理を実施すると同時に繊維付着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、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。
【００４０】
本発明の熱接着性複合繊維を合繊紙用短繊維として用いる場合、所定量の熱処理剤を付着させ、用途等に応じて２〜２０mmの長さにカットし、水分率を０〜５０mass％に調整するとよい。合繊紙用短繊維は、合繊紙の紙強力およびヒートシール強力を高くするためには、延伸処理後にアニーリング処理を施さずに製造することが好ましい。したがって、合繊紙用短繊維の水分率を小さくする又は０％とする場合には、できるだけ低温で乾燥処理を実施することが好ましい。
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、本発明の不織布または合繊紙を製造するために用いることができる。
【００４１】
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、本発明の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（即ち、第１成分）を溶融させて繊維間を熱接着させることにより得られる。本発明の不織布は、優れた強力を有するとともに、柔軟な触感を呈する。これは本発明の熱接着性複合繊維を接着成分として使用しているためである。本発明の熱接着性複合繊維は熱接着加工温度範囲が広く、第２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２成分の溶融または軟化に起因する不織布の触感の低下が生じず、したがって、本発明の不織布においては実用的な強力と柔軟な触感を両立させることができる。
【００４２】
本発明の熱接着性複合繊維以外に本発明の不織布に含まれる繊維は、不織布の製造に用いられる常套の繊維であってよい。かかる繊維として、具体的には、コットン、シルク、ウール、麻、パルプ等の天然繊維、レーヨン等の再生繊維、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、ポリウレタン系等の合成繊維から一種または複数種の繊維が用途等に応じて選択される。本発明の熱接着性複合繊維は、ポリエチレン、ポリプロピレンまたはエチレン−プロピレン共重合体等から成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、ポリプロピレンまたはエチレン−プロピレン共重合体等から成るプロピレン系繊維と良好に接着する。本発明の不織布を本発明の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。
【００４３】
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、クロスウェブおよびセミランダムウェブ、スパンボンドからなる長繊維ウェブ、短繊維を湿式抄紙した湿式ウェブ、ならびにエアレイ法による乾式ウェブから用途等に応じて任意に選択することができる。ウェブは異なる種類のものを２以上積層して熱処理に付してもよい。あるいは、不織布はメルトブロー不織布であってもよい。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繊維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や高速流体流処理等の二次加工を施してもよい。
【００４４】
繊維ウェブを形成した後、繊維ウェブに熱処理を施し、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。熱処理方法（繊維ウェブを熱接着する方法）は、熱風吹き付け法および熱ロール法等の公知の熱処理方法から任意に選択できる。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方法である。
【００４５】
熱処理温度等の熱処理条件は熱処理方法に応じて異なる。例えば、熱風吹き付け法を採用する場合、熱処理温度は第１成分の融点以上であって第２成分の融点未満、好ましくは（第２成分の融点−１０）℃未満の温度に設定される。エンボスロールを用いた熱圧着法を採用する場合、ロール間の圧力は、好ましくは１５０〜１５００Ｎ／cmであり、熱処理温度Ｔ℃は、好ましくは（第１成分の融点−２０）℃≦Ｔ＜（第２成分の融点−１５）℃であり、より好ましくは（第１成分の融点−１５）℃≦Ｔ＜（第２成分の融点−２５）℃である。
【００４６】
本発明の合繊紙は、本発明の熱接着性複合繊維を１０mass％以上含有する湿式ウエブを作製し、湿式ウェブを熱処理し、熱接着性複合繊維の表面の少なくとも一部（即ち、第１成分）を溶融させて繊維間を熱接着させることにより得られる。熱処理は、第１成分の融点以上であって（第２成分の融点−１０）℃未満の温度で実施される。
【００４７】
本発明の熱接着性複合繊維以外に本発明の合繊紙に含まれる繊維は、合繊紙の製造に用いられる常套の繊維であってよい。かかる繊維として、具体的には、コットン、シルク、ウール、麻、パルプ等の天然繊維、レーヨン等の再生繊維、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、ポリウレタン系等の合成繊維から一種または複数種の繊維が用途等に応じて選択される。本発明の合繊紙は本発明の熱接着性複合繊維のみから成るものであってよい。
【００４８】
本発明の合繊紙は優れたヒートシール性を有するから、ヒートシール紙として用いることができる。ヒートシール紙を用いれば、接合部を有する製品（例えばティーバッグまたは水切りパック等）を、ヒートシール処理によって接合部を形成することにより製造できる。そのような製品（例えばティーバッグ）は、上記の方法で得た合繊紙を所望の形状（例えば袋状）に整えた後、ヒートシール機でヒートシール処理を施して接合部を形成することにより製造される。ヒートシール機は公知のものであってよく、例えば、熱ロールタイプのもの、およびスタンプタイプのものが使用される。ヒートシール温度は、（第１成分の融点−２０）℃以上、（第２成分の融点＋４０）℃未満とすることが好ましい。
【００４９】
【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、得られた繊維の強伸度、不織布の比容積、引張強力、破断伸度、ドレープ係数は、以下のように測定した。
【００５０】
［繊維強伸度］
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としたときの荷重値および伸びを測定し、それぞれ単繊維強力、単繊維伸度とした。
【００５１】
［不織布の比容積］
厚み測定機（商品名：THICKNESS GAUGE モデル CR-60A 株式会社大栄科学精器製作所製）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けから比容積を算出した。
【００５２】
［不織布の引張強力、破断伸度］
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／分で伸長し、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、試料片は繊維ウェブの幅方向（ＣＤ方向）が試料片の長さ方向となるように作製した。
【００５３】
［不織布のドレープ係数］
ＪＩＳ−Ｌ−１０９６−６．１９．７−Ｇ法（ドレープ係数）に準じて測定した。
【００５４】
［実施例１］
同心円状芯鞘型複合ノズルを用いて、鞘成分（第１成分）として融点が１３８℃、エチレン含有量が９mol％、ランダムネス指標（ＣＳＤ）が３．０３のエチレン−プロピレン共重合体（モンテルエスディーケイサンライズ（株）製、ＰＭ９４０Ｍ）を用い、芯成分（第２成分）として融点１６５℃の結晶性ポリプロピレン（日本ポリケム（株）製、ＳＡ０３Ａ）を用い、第１成分／第２成分の複合比（容積比）を５／５として、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出し、４．５dtexの紡糸フィラメントを得た。これを９０℃の温水中で２．７倍に延伸し、２．２dtexの延伸フィラメントとし、繊維処理剤を付与した。次いで、このフィラメントにスタッフィングボックス型クリンパーにて機械的捲縮を施した後、１１０℃に設定した熱風貫通型乾燥機にて約１５分間、弛緩した状態でアニーリング処理と乾燥処理を同時に施し、それからフィラメントを４５mmの繊維長に切断してステープル繊維を得た。
【００５５】
得られたステープル繊維を用い、パラレルカードで目付約２５g/m²の繊維ウェブを作製した。次に、このウェブに熱圧着処理を施して不織布を得た。熱圧着処理は、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を使用し、エンボスロール／フラットロール間の線圧を５００Ｎ／cmに設定して実施した。本実施例では、加工温度を、１２６℃、１２８℃、１３０℃、および引張強力が７．８Ｎ／５cmである不織布を得るのに必要な温度（１３３℃）に設定して、４種類の不織布を得た。
【００５６】
さらに、本実施例で使用した複合繊維の第１成分に含まれるＥＰ共重合体のランダムネス指標（ＣＳＤ）を測定するために、本実施例で使用したＥＰ共重合体を、２５０℃の紡糸温度で溶融押出して４．５dtexの紡糸フィラメントを作製した。得られたフィラメントのＣＳＤは４．１５であり、エチレン含有量は９．３mol％であった。
【００５７】
［実施例２］
第１成分／第２成分の複合比（容積比）＝４／６としたこと以外は、実施例１と同様の方法で不織布を得た。引張強力が７．８Ｎ／５cmである不織布を得るのに必要な加工温度は１３１℃であった。
【００５８】
［比較例１］
鞘成分として融点が１４０℃、エチレン含有量が７．０mol％、ランダムネス指標（ＣＳＤ）が１．５３のエチレン−プロピレン共重合体（出光石油化学（株）製、Ｙ２０４５ＧＰ）を用いたこと以外は、実施例１と同様の方法で不織布を得た。引張強力が７．８Ｎ／５cmである不織布を得るのに必要な加工温度は１３９℃であった。
【００５９】
さらに、本比較例で使用した複合繊維の第１成分に含まれるＥＰ共重合体のランダムネス指標（ＣＳＤ）を測定するために、本比較例で使用したＥＰ共重合体を、２５０℃の紡糸温度で溶融押出して４．５dtexの紡糸フィラメントを作製した。得られたフィラメントのＣＳＤは、２．５４であり、エチレン含有量は６．８mol％であった。
【００６０】
［比較例２］
鞘成分として融点が１４３℃、エチレン含有量が６．１mol％、ランダムネス指標（ＣＳＤ）が１．３８のエチレン−プロピレン共重合体（日本ポリケム（株）製、ＳＸ０２Ｒ）を用いたこと以外は、実施例１と同様の方法で不織布を得た。引張強力が７．８Ｎ／５cmである不織布を得るのに必要な加工温度は１４１℃であった。
【００６１】
さらに、本比較例で使用した複合繊維の第１成分に含まれるＥＰ共重合体のランダムネス指標（ＣＳＤ）を測定するために、本比較例で使用したＥＰ共重合体を、２５０℃の紡糸温度で溶融押出して４．５dtexの紡糸フィラメントを作製した。得られたフィラメントのＣＳＤは、２．３０であり、エチレン含有量は６．１mol％であった。
【００６２】
実施例１、実施例２、比較例１および比較例２で得た繊維、ならびにそれらを使用して作製した不織布の性能を表１に示す。なお、不織布のドレープ係数は、加工温度１３０℃で作製した不織布、および引張強力が７．８Ｎ／５cmである不織布について測定した。
【００６３】
【表１】

【００６４】
表１に示すように、本発明の不織布に相当する実施例１および２の不織布はいずれも、同じ加工温度で得た比較例１および２の不織布と比較して、高い引張強力を有していた。加工温度を１３０℃として作製した実施例１および２の不織布のドレープ係数は比較例１および２の不織布のドレープ係数よりも高かったが、その強力が大きいことを考慮すれば、各実施例の不織布は決して柔軟性に劣るものでない。また、引張強力が同一となるように不織布を作製したところ、各実施例において、各比較例よりも低い加工温度で所定の強力を有する不織布を得ることができた。そのため、各実施例の不織布はいずれも、比較例の不織布よりも柔らかい（即ち、ドレープ係数が小さい）ものであった。
【００６５】
［実施例３］
実施例１と同様にして紡糸フィラメントを作製し、延伸した後、繊維処理剤を付着させて５mmにカットして熱接着性複合短繊維を得た。この短繊維とＮＢＫＰ（パルプ）とを質量比５：５で混抄して繊維ウエブを作製し、この繊維ウエブに、シリンダードライヤーを用いて１４５℃で３０秒間熱処理を施して、目付３０ｇ／ｍ²の合繊紙を得た。
【００６６】
［比較例３］
比較例１と同様にして紡糸フィラメントを作製し、延伸した後、繊維処理剤を付着させて５mmにカットして熱接着性複合短繊維を得た。この短繊維を用いたこと以外は、実施例３と同様の方法で目付３０ｇ／ｍ²の合繊紙を得た。
【００６７】
［比較例４］
比較例２と同様にして紡糸フィラメントを作製し、延伸した後、繊維処理剤を付着させて５mmにカットして熱接着性複合短繊維を得た。この短繊維を用いたこと以外は、実施例３と同様の方法で目付３０ｇ／ｍ²の合繊紙を得た。
【００６８】
実施例３、比較例３および４の合繊紙のヒートシール性を、以下の方法に従ってヒートシール部を形成し、ヒートシール部の剥離強力を測定することにより評価した。
【００６９】
（ヒートシール条件）
幅３０mm、長さ７０mmの合繊紙を２枚準備する。２枚の合繊紙を重ね合わせ、幅５mmのスタンプタイプのヒートシール機（テスター産業（株）製、ＴＰ７０１−１３、ヒートシールテスター）を用いて、合繊紙の一端から５０mmの位置にてヒートシール処理を施してヒートシール部を形成した。ヒートシール処理は、温度１３０℃、圧力９８ｋPa、処理時間１秒として実施した。
【００７０】
（剥離強力）
２枚の合繊紙のヒートシール部から５０mm離れた側の端部を開き、これを幅３０mm、つかみ間隔１０mmで把持し、定速伸長型引張試験機を用いて引張速度１０cm／分で伸長し、切断時の荷重値を剥離強力とした。
【００７１】
【表２】

【００７２】
表２に示すように、本発明の合繊紙に相当する実施例３は、ヒートシール部の剥離強力が大きく、優れたヒートシール性を有していた。
【００７３】
さらに、本発明の合繊紙に形成したヒートシール部の強度を調べるために、次の試験を行った。まず、実施例３および比較例３で得た合繊紙の５０mm×５０mmの正方形に切断した。正方形に切断した合繊紙を２枚重ね合わせ、３辺を、前記ヒートシール機を用いてヒートシール処理に付して接合し、袋状とした。ヒートシール処理は、温度１３０℃、圧力９８ｋPa、処理時間１秒として実施した。次いで、茶葉３ｇをこの袋に投入した後、残りの１辺を前記条件でヒートシール処理に付して、ディーバッグを作製した。
【００７４】
得られたティーバッグを沸騰した湯の入ったやかんに投入し、約１０分間煮詰めた。その結果、実施例３で得た合繊紙で作製したティーバッグについては変化が認められなかったものの、比較例３で得た合繊紙で作製したティーバッグについてはヒートシール部が破れて袋から茶葉が漏出した。
【００７５】
【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を熱接着性成分とし、これをオレフィン系重合体またはその共重合体と組み合わせた点に特徴を有する。この特徴により、本発明の熱接着性複合繊維は広い範囲の温度にて熱接着能を発揮し得る。この性質を利用すれば、従来の熱接着性複合繊維を使用する場合よりも低い加工温度で熱接着不織布を製造することができるから、同程度の強力を有する従来の熱接着不織布と比較して、より柔軟な触感を有する不織布を得ることが可能である。また、この性質を利用すれば、ヒートシール性に優れた合繊紙、即ち、強度の大きいヒートシール部をより低い温度で形成し得る合繊紙を得ることが可能である。
【００７６】
したがって、本発明の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、熱接着されている本発明の不織布は、高い強力を有するとともに柔軟な触感を呈する。また、本発明の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、熱接着されている本発明の合繊紙は優れたヒートシール性を示す。かかる不織布および合繊紙は、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、電池セパレータ等に好適である。

Claims

エチレン−プロピレン共重合体を含む繊維形成性樹脂を第１成分とし、融点が第１成分より１０℃以上高いオレフィン系重合体またはその共重合体を第２成分とし、第１成分が繊維表面の少なくとも一部に露出した複合繊維であって、第１成分に含まれるエチレン−プロピレン共重合体が、エチレン含有量が５〜１５mol％であり、かつ¹³Ｃ−ＮＭＲ法によるランダムネス指標（ＣＳＤ）が３〜６．５である熱接着性複合繊維。
第２成分のオレフィン系重合体が結晶性ポリプロピレンである請求項１記載の熱接着性複合繊維。
第１成分がエチレン−プロピレン共重合体である請求項１または請求項２に記載の熱接着性複合繊維。
エチレン含有量が５〜１５mol％であり、かつ¹³Ｃ−ＮＭＲ法によるランダムネス指標（ＣＳＤ）が２〜５．５であるエチレン−プロピレン共重合体を含む繊維形成性樹脂を第１成分とし、融点が第１成分より１０℃以上高いオレフィン系重合体またはその共重合体を第２成分として、第１成分が繊維表面の少なくとも一部に露出するように複合紡糸されて成る熱接着性複合繊維。
エチレン含有量が５〜１５mol％であり、かつ¹³Ｃ−ＮＭＲ法によるランダムネス指標（ＣＳＤ）が２〜５．５であるエチレン−プロピレン共重合体を含む繊維形成性樹脂を第１成分とし、融点が第１成分より１０℃以上高いオレフィン系重合体またはその共重合体を第２成分として、第１成分が繊維表面の少なくとも一部に露出するように複合紡糸する熱接着性複合繊維の製造方法。
請求項１〜４のいずれかに記載の熱接着性複合繊維を少なくとも１０mass％含有し、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。
請求項１〜４のいずれかに記載の熱接着性複合繊維を少なくとも１０mass％含有し、熱接着性複合繊維の少なくとも一部が溶融し、熱接着されている合繊紙。