JP6342536B2 - 不織布およびそれを用いたクッション材 - Google Patents
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Description
第一の立体捲縮繊維は、立体捲縮を有する繊維であり、
第二の立体捲縮繊維は、コイル状のミクロクリンプを有する繊維であり、
第一の立体捲縮繊維の捲縮数は、第二の立体捲縮繊維の捲縮数よりも少なく、
第一の立体捲縮繊維の表面の少なくとも一部分が熱接着成分として、繊維同士の少なくとも一部を熱接着し、
第二の立体捲縮繊維を構成する成分は実質的に溶融していない、
不織布を提供することができる。
また、本発明は、上記の不織布を用いたクッション材を提供することができる。
第一の立体捲縮繊維は、立体捲縮を有し、第二の立体捲縮繊維よりも捲縮数が少なく(すなわち捲縮が緩やかであり)、なおかつ、第一の立体捲縮繊維の表面の少なくとも一部分が熱接着成分として機能して不織布に含まれる繊維同士の少なくとも一部を熱接着することができる繊維であれば、その構成、構成成分、製造方法等に特に限定はない。ここで、「立体捲縮」という用語は、図1に示すような捲縮の山が鋭角である機械捲縮と区別されるために用いられる。具体的には立体捲縮は、例えば、図2Aに示すような山部が湾曲した捲縮(波形状捲縮)、図2Bに示すような山部が螺旋状に湾曲した捲縮(螺旋状捲縮)、図2Cに示すような、波形状捲縮と螺旋状捲縮とが混在した捲縮、図3に示すような、図1に示す機械捲縮の鋭角な捲縮と、図2Aに示すような波形状捲縮が混在した捲縮などである。もちろん、図1に示す機械捲縮と、図2Aに示す波形状捲縮と、図2Bに示す螺旋状捲縮とが混在した捲縮であってもよい。
第一成分は、不織布を構成する繊維同士を熱接着できる熱可塑性樹脂であれば特に限定することなく用いることができ、例えば、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンといった各種ポリエチレン、エチレン−αオレフィン共重合体、ポリプロピレン、ポリブテン−1、エチレン−ビニルアルコール共重合体といったポリオレフィン樹脂、低融点ポリエステル樹脂やポリエーテルエステルブロック共重合体といったポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、各種エラストマー樹脂が使用できる。この中でも熱接着が容易に行えるといった観点から、第一の立体捲縮繊維の第1成分としてはポリオレフィン樹脂が好ましく、融点が低いという観点から、より好ましくは、融点が130℃以下の直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)を含んで成る。本発明で使用される直鎖状低密度ポリエチレンは、必ずしも低密度(一般に0.925g/cm3以下)のものに限られず、エチレンとα−オレフィンとを共重合させることによって得られる共重合体を指す。α−オレフィンは、一般に炭素数が3〜12のα−オレフィンである。炭素数が3〜12のα−オレフィンとしては、具体的にはプロピレン、ブテン−1、ペンテン−1、4−メチルペンテン−1、ヘキセン−1、4−メチルヘキセン−1、ヘプテン−1、オクテン−1、ノネン−1、デセン−1、ドデセン−1及びこれらの混合物を挙げることができる。これらのうち、プロピレン、ブテン−1、4−メチルペンテン−1、ヘキセン−1、4−メチルヘキセン−1及びオクテン−1が特に好ましく、ブテン−1及びヘキセン−1がさらに好ましい。
第二成分は、融点が第一成分の融点よりも高い成分であることが好ましく、ポリマー成分として、ポリエステルを含むことが好ましい。第二成分としては、第一成分を構成する直鎖状低密度ポリエチレンの融点よりも40℃以上高い融点を有するポリエステルを50質量%以上含む成分であることがさらに好ましい。第二成分は、ポリマー成分として、ポリエステルを、好ましくは50質量%以上含み、より好ましくは75質量%以上含み、最も好ましくは100質量%含む。
偏心率(%)=[|Cf−C1|/rf]×100
第二の立体捲縮繊維は、本発明の不織布において、コイル状のミクロクリンプを有する繊維である。コイル状のミクロクリンプとは、図2Bに示すような螺旋状の立体捲縮であって、その寸法(特に螺旋(コイル)の直径)が第一の立体捲縮繊維が有する立体捲縮よりも小さいもの(図5の符号12を参照のこと)を指す。第二の立体捲縮繊維は、その捲縮数が第一の立体捲縮繊維の捲縮数よりも大きい限りにおいて、特に限定されず、一または複数の樹脂成分からなる繊維であってよい。
第一成分は、例えば、その融点が前記第一の立体捲縮繊維の第一成分に含まれる直鎖状低密度ポリエチレンの融点よりも5℃以上高いプロピレン共重合体、好ましくは融点が135℃以上のプロピレン共重合体を含み、
第二成分は、融点が145℃以上の熱可塑性樹脂を含み、
該複合繊維の断面において、第一成分は繊維表面の少なくとも20%を占めていて、
第二成分の融点は、第一成分の融点よりも高く、
第二成分の重心位置が、該複合繊維の重心位置からずれている、
複合繊維が好ましく用いられる。そのような複合繊維は不織布においてコイル状のミクロクリンプを発現しやすいことによる。また、そのような複合繊維は、第一の立体捲縮繊維が上記のような直鎖状低密度ポリエチレン/ポリエステル(第一成分/第二成分)の組み合わせからなる場合に、第一の立体捲縮繊維の第一成分が熱接着する温度において、実質的に溶融しないことから好ましく用いられる。以下に、上記特定の樹脂の組み合わせからなる第二の立体捲縮繊維の例について説明する。
第一成分は、例えば、その融点が前記第一の立体捲縮繊維の第一成分に含まれる直鎖状低密度ポリエチレンの融点よりも5℃以上高いプロピレン共重合体、好ましくは融点が135℃以上のプロピレン共重合体を含む。本発明において、プロピレン共重合体とはプロピレンを含む共重合体であり、例えば、エチレン−プロピレン共重合体やエチレン−ブテン(ブテン−1)共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン(ブテン−1)共重合体の他、プロピレンの中にエチレン−プロピレンゴムを初めとするエラストマー成分を微分散させたオレフィン系熱可塑性エラストマー(TPO)などを挙げることができる。本発明の不織布に含まれ得る第二の立体捲縮繊維に使用するプロピレン共重合体は特に限定されず、公知のプロピレン共重合体が使用できるが、エチレン−プロピレン共重合体、またはエチレン−プロピレン−ブテン共重合体を用いることが好ましい。プロピレン共重合体の融点は、第一の立体捲縮繊維の第1成分に含まれる直鎖状低密度ポリエチレンの融点よりも5℃以上高ければ特に制限されないが、8℃以上高いことが好ましく。10℃以上高いことがより好ましい。プロピレン共重合体の具体的な融点としては、例えば、125℃〜150℃であればよく、130℃〜145℃であってもよく、133℃〜143℃であってもよい。
第二成分は、その融点が第一成分の融点よりも高い成分であることが好ましい。具体的には、第二成分は、ポリマー成分として、例えば、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリブチレン、ポリメチルペンテン樹脂、ポリブタジエンなどのポリオレフィン系樹脂、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、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ乳酸、ポリブチレンスクシネートおよびその共重合体などのポリエステル樹脂、ナイロン66、ナイロン12、およびナイロン6などのポリアミド系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリスチレンおよび環状ポリオレフィンなどのエンジニアリング・プラスチック、それらの混合物、ならびにそれらのエラストマー系樹脂などから選択される、1または複数のポリマー成分を含んでよい。
本発明の不織布は、上記の第一の立体捲縮繊維、第二の立体捲縮繊維に加えて、さらに、必要に応じて、第三の立体捲縮繊維(本明細書中、「マトリックス繊維」と呼ぶ場合もある)を含んでいてもよい。本発明の不織布に含まれ得る任意の第三の立体捲縮繊維は、第一の立体捲縮繊維の熱接着成分が繊維同士を熱接着する温度にて溶融する成分を含まない、即ち、熱接着に関与するものでなければ特に限定はされない。従って、第三の立体捲縮繊維に含まれる熱可塑性樹脂のうち、最も融点の低い熱可塑性樹脂の融点が、前記第一の立体捲縮繊維の第一成分に含まれ得る直鎖状低密度ポリエチレンの融点よりも20℃以上高いことが好ましい。前記直鎖状低密度ポリエチレンの融点との差は30℃以上であると好ましく、50℃以上であるとより好ましい。第三の立体捲縮繊維は、顕在捲縮繊維であることが好ましく、より具体的には、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリスチレンおよび環状ポリオレフィンなどのエンジニアリング・プラスチックなどから構成される繊維が好ましい。第三の立体捲縮繊維は、上記樹脂を1種以上含み、あるいは2種以上(同種であっても、異種であってもよい)を組み合わせてなる、芯鞘型複合繊維または偏心芯鞘型複合繊維であってもよく、あるいはサイドバイサイド型複合繊維であってもよい。このなかでも、第一の立体捲縮繊維の第一成分が溶融する温度、あるいは第二の立体捲縮繊維が立体捲縮を発現する温度では溶融しないことが求められるため、第三の立体捲縮繊維は、ポリエステル系樹脂、ポリアミド樹脂から選ばれる樹脂を1種以上含むことが好ましく、ポリエステル系樹脂を1種以上含むことがより好ましい。第三の立体捲縮繊維は、5個/25mm〜25個/25mmの捲縮数を有するものであることが好ましい。また、第三の立体捲縮繊維の繊度および繊維長は、第一の立体捲縮繊維に関して説明したとおりであるから、ここではその詳細な説明を省略する。
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。本発明の不織布の製造は、まず、不織布に含まれ得る各立体捲縮繊維の質量を秤量することからはじめる。具体的には、第一の立体捲縮繊維については、その含有量(不織布の総質量を基準とする)が好ましくは20質量%以上、より好ましくは25質量%〜80質量%、さらにより好ましくは25質量%〜70質量%、なおさらにより好ましくは30質量%〜70質量%となるように、第一の立体捲縮繊維の質量を秤量する。第二の立体捲縮繊維については、その含有量(不織布の総質量を基準とする)が好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%〜55質量%、さらにより好ましくは15質量%〜55質量%、なおさらにより好ましくは15質量%〜45質量%となるように、第二の立体捲縮繊維の質量を秤量する。第三の立体捲縮繊維については、その含有量(不織布の総質量を基準とする)が0質量%〜75質量%、好ましくは10質量%〜75質量%、より好ましくは15質量%〜60質量%、さらにより好ましくは15質量%〜55質量%となるように、第三の立体捲縮繊維の質量を秤量する。ただし、第一、第二および第三の立体捲縮繊維の含有量の合計は100質量%を超えないものとする。
第二の立体捲縮繊維の含有量が、5質量%未満であると、もっちりとした柔らかく、手になじむ弾力性が得られなくなる、などの問題の恐れがある。
第三の立体捲縮繊維の含有量が、75質量%を超えると、第一の立体捲縮繊維の割合が少なくなりすぎるため、触感の悪化や使用中の形くずれなどの問題の恐れがある。
(第一の立体捲縮繊維)
本発明の実施例および比較例で使用する第一の立体捲縮繊維として、以下の立体捲縮繊維1Aおよび1Bを用意した。
第一成分として、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)(融点:121℃、密度:0.931g/cm3、メルトインデックス(MI):20g/10min、曲げ弾性率:600MPa、硬度:60(宇部丸善ポリエチレン株式会社製 ZM076))(85質量%)および低密度ポリエチレン(LDPE(融点:106℃、密度:0.918g/cm3、メルトインデックス(MI):22g/10min、曲げ弾性率:130MPa、硬度:46(日本ポリエチレン株式会社製 LJ802)(15質量%))を使用し(括弧内は混合比(質量%))、第二成分としてポリエチレンテレフタレート(PET)(融点:250℃、極限粘度値(IV値)0.64(東レ株式会社製、T200E))を使用して、それらの2つの成分を、偏心鞘芯型複合ノズル(600ホール)を用い、第一成分/第二成分の複合比(容積比)を55/45として、鞘成分の紡糸温度を290℃、芯成分の紡糸温度を340℃、ノズル温度を290℃として溶融押出し、偏心率25%、繊度15.5dtexの紡糸フィラメントを得た。
第一成分として、ポリブテン−1(PB−1)(サンアロマー株式会社製 DP0401M(融点123℃、MFR(190℃)20g/10min))(96質量%)および直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)(日本ポリエチレン株式会社製 NJ744N(融点120℃、MFR(190℃)12g/10min)(4質量%)を使用し(括弧内は混合比(質量%))、第二成分としてポリエチレンテレフタレート(PET)(融点:250℃、極限粘度値(IV値)0.64(東レ株式会社製、T200E))を使用して、それらの2つの成分を、偏心鞘芯型複合ノズル(600ホール)を用い、第一成分/第二成分の複合比(容積比)を55/45として、鞘成分の紡糸温度を250℃、芯成分の紡糸温度を320℃、ノズル温度を290℃として溶融押出し、偏心率25%、繊度11dtexの紡糸フィラメントを得た。
本発明の実施例および比較例で使用する第二の立体捲縮繊維として、以下の立体捲縮繊維2A、2Bおよび2Cを用意した。
第一成分として、エチレン−プロピレン共重合体(融点:138℃)を使用し、第二成分としてポリプロピレン(融点:161℃)を使用した、サイドバイサイド型の潜在捲縮性複合繊維(ダイワボウポリテック株式会社製 商品名 “CPP” 繊度2.2dtex、繊維長51mm)を使用した。
上記立体捲縮繊維2Aと同じ樹脂を用いて製造し、繊度を6.0dtexに調整した、潜在捲縮性複合繊維(ダイワボウポリテック株式会社製 商品名 “CPP” 繊度6.0dtex、繊維長51mm)を使用した。
第一成分として、直鎖状低密度ポリエチレン(融点:116℃)を使用し、第二成分としてポリプロピレン(融点:161℃)を使用した、サイドバイサイド型の潜在捲縮性複合繊維(ダイワボウポリテック株式会社製 商品名 “NBF(L)V” 繊度2.3dtex、繊維長51mm)を使用した。
本発明の実施例および比較例で使用する第三の立体捲縮繊維として、以下の立体捲縮繊維3Aを用意した。
ポリエステル系複合繊維(ユニチカ株式会社製 H38F(コンジュゲートPET繊維、サイドバイサイド型、繊度6.7dtex、繊維長51mm、捲縮数:9.7個/25mm)
本発明の実施例1〜7および比較例1〜3の不織布を以下の通り製造した。
第一、第二および第三の立体捲縮繊維を以下の表1に示す配合比(混綿比)となるようにそれぞれ秤量した。次いで、秤量した各繊維(原綿)をそれぞれ開繊し、第一、第二および第三の立体捲縮繊維を十分に混合(混綿)した後、パラレルカード機を用いて目付約40g/m2のカードウェブを9枚作製した。このカードウェブを積層して目付約360g/m2のカードウェブを得た。このカードウェブを厚さが20mm(比較例1では16mm)になるよう調整して、所定の温度(比較例1、2は145℃、それ以外は135℃)に設定した熱風循環式の熱処理機にて40秒間熱処理を行い、目付約400g/m2の熱接着不織布を得た。
比較例4として、衝撃吸収用のクッション材、また吸音材といった用途に使用される市販の黒色軟質ウレタンフォーム(以下、単にウレタンフォームと記載する)を用意した。このウレタンフォームは目付が300g/m2、厚さが1cm、密度が30kg/m3である。
本発明の実施例1〜7および比較例1〜4で得られた熱接着不織布(以下、単に「不織不」と略記する)およびウレタンフォーム(比較例4)について、下記の評価を実施した。
得られた不織布の表面を、走査型電子顕微鏡を用いて30倍〜80倍で観察し、ミクロクリンプが発現している立体捲縮繊維について、異なる5本以上の繊維について、1mmあたりの捲縮数を測定し、その平均値を、その試料における第二の立体捲縮性複合繊維の捲縮数とした。
不織布の「弾力性」について、下記の基準に従って評価した。
○:手で押したとき、弾むような反発性がある。
△:手で押したとき、反発力は感じるが、弾むような反発性に乏しい。
×:手で押したとき、弾むような反発性は全く感じられない。
不織布の「やわらかさ」について、下記の基準に従って評価した。
○:やわらかく、軽い力で変形させることができる。
△:反発力があり、少し押さえつけないと不織布が変形しない。
×:表面が硬く、しっかりと押さえつけないと不織布が変形しない。
不織布の「もっちり感」について、下記の基準に従って評価した。
○:手で押したとき、手になじむように、しっとりと手にくっつく(吸い付く)ように変形する。
△:手で押したとき、反発力を感じ、手へのなじみが少ない。
×:手で押したとき、反発力を感じ、手へのなじみが全くない。
熱接着不織布に対して圧縮試験を行い、荷重−変位曲線から圧縮特性値として、圧縮エネルギー(WC)および圧縮回復率(RC)を測定した。熱接着不織布に対する圧縮試験と圧縮特性値の測定にはカトーテック株式会社製 KES−G5 ハンディー圧縮試験機を使用した。測定に際し、圧縮子として面積が2cm2の円形加圧板を用い、SENS:2、DEF感度:20に設定し、前記圧縮子を熱接着不織布に対し、圧縮速度が0.02cm/secとなるように圧縮し、荷重が50gf/cm2となるまで圧縮した。荷重が50gf/cm2に達した後、圧縮子の移動速度が0.02cm/secとなるように圧縮を除き、前記圧縮特性値を測定した。測定結果を以下の表1に示す。
2 第一(または第二)の立体捲縮繊維の第二成分
3 第一(または第二)の立体捲縮繊維の第二成分の繊維断面における重心位置
4 第一(または第二)の立体捲縮繊維の繊維断面における重心位置
5 第一(または第二)の立体捲縮繊維の繊維断面における半径
10 第一(または第二)の立体捲縮繊維
11 第一(または第三)の立体捲縮繊維
12 ミクロクリンプを発現した第二の立体捲縮繊維
13 第一(または第三)の立体捲縮繊維と第二の立体捲縮繊維の交点
14 繊維のやせ、変形、切断が発生した第二の立体捲縮繊維
Claims (9)
- 第一の立体捲縮繊維と第二の立体捲縮繊維とを含む不織布であって、
第一の立体捲縮繊維は、第一成分と第二成分とを含む複合繊維であって、立体捲縮が顕在化している顕在捲縮繊維であり、
第一成分は、融点が130℃以下の直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)を含み、
第二成分は、ポリエステルを含み、
該複合繊維の断面において、第一成分は繊維表面の少なくとも20%を占めていて、
第二成分の融点は、第一成分の融点よりも高く、
第二成分の重心位置が、該複合繊維の重心位置からずれていて、
第二の立体捲縮繊維は、コイル状のミクロクリンプを有する繊維であり、
第一の立体捲縮繊維の捲縮数は、第二の立体捲縮繊維の捲縮数よりも少なく、
第一の立体捲縮繊維の表面の少なくとも一部分が熱接着成分として、繊維同士の少なくとも一部を熱接着し、
第二の立体捲縮繊維を構成する成分は実質的に溶融していない、
不織布。 - 第二の立体捲縮繊維は、潜在捲縮繊維であり、ミクロクリンプが潜在捲縮の発現により形成されている、請求項1に記載の不織布。
- 第二の立体捲縮繊維は、第一成分と第二成分とを含む複合繊維であり、
第一成分は、融点が135℃以上のプロピレン共重合体を含み、
第二成分は、融点が145℃以上の熱可塑性樹脂を含み、
該複合繊維の断面において、第一成分は繊維表面の少なくとも20%を占めていて、
第二成分の融点は、第一成分の融点よりも高く、
第二成分の重心位置が、該複合繊維の重心位置からずれている、
請求項2に記載の不織布。 - 第二の立体捲縮繊維を構成する樹脂のなかで最も融点の低い樹脂の融点をTmCとしたとき、TmCと、第一の立体捲縮繊維の熱接着成分の融点(TmB)との温度差(TmC−TmB)が5℃以上である、請求項1〜3のいずれかに記載の不織布。
- さらに、第三の立体捲縮繊維を含む、請求項1〜4のいずれかに記載の不織布。
- 第一の立体捲縮繊維と第二の立体捲縮繊維と第三の立体捲縮繊維とを含む不織布であって、
第一の立体捲縮繊維は、立体捲縮を有する繊維であり、
第二の立体捲縮繊維は、第一成分と第二成分とを含む複合繊維であって、
第二の立体捲縮繊維は、潜在捲縮繊維であり、潜在捲縮の発現により形成されたコイル状のミクロクリンプを有していて、
第一成分は、融点が135℃以上のプロピレン共重合体を含み、
第二成分は、融点が145℃以上の熱可塑性樹脂を含み、
該複合繊維の断面において、第一成分は繊維表面の少なくとも20%を占めていて、
第二成分の融点は、第一成分の融点よりも高く、
第二成分の重心位置が、該複合繊維の重心位置からずれていて、
第一の立体捲縮繊維の捲縮数は、第二の立体捲縮繊維の捲縮数よりも少なく、
第一の立体捲縮繊維の表面の少なくとも一部分が熱接着成分として、繊維同士の少なくとも一部を熱接着し、
第二の立体捲縮繊維を構成する成分は実質的に溶融していない、
不織布。 - 第二の立体捲縮繊維を構成する樹脂のなかで最も融点の低い樹脂の融点をTm C としたとき、Tm C と、第一の立体捲縮繊維の熱接着成分の融点(Tm B )との温度差(Tm C −Tm B )が5℃以上である、請求項6に記載の不織布。
- 前記不織布の総質量を基準として、
第一の立体捲縮繊維の含有量は、30質量%〜70質量%であり、
第二の立体捲縮繊維の含有量は、15質量%〜55質量%であり、
第三の立体捲縮繊維の含有量は、15質量%〜55質量%であり、
第一、第二および第三の立体捲縮繊維の含有量の合計は、100質量%を超えない、
請求項5〜7のいずれかに記載の不織布。 - 請求項1〜8のいずれかに記載の不織布を用いたクッション材。
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