JPH0138902B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は３次元の顕在捲縮を有し、かつ、潜在
捲縮を実質的に有しない熱接着性複合繊維を用い
て成る弾性に富む非平面上の繊維成形体の製造方
法に関するものでる。 繊維成形体の製造方法として、繊維塊の中に低
融点の重合体より成る繊維（以下単一型低融点繊
維という）を混合しその熱融着により成形物の形
態を保持させる方法は特公昭47−21620等におい
て公知である。しかし、このような単一型低融点
繊維の融着による繊維成形体は熱処理時の体積減
少が大きく、収縮シワの発生が避けられないうえ
に、該熱処理時に低融点繊維が繊維形状を失い樹
脂化するために風合いの硬い弾力性に乏しいもの
となり用途も限られてくる。 又、低融点重合体を一方の複合成成分とする熱
接着性複合繊維及び該複合繊維からなる不織布は
特公昭42−21318、同44−22547、同52−12830等
において公知である。複合繊維において延伸後弛
緩させる事によつて発生する捲縮（以下このよう
な捲縮を顕在捲縮と称する事がある）はスパイラ
ル状３次元捲縮であり、この様な捲縮が繊維に嵩
高性を与える事も公知で、ふとん綿等の分野で利
用されている。 しかし、この様な融点を異にする重合体成分よ
り成る熱接着性複合繊維であつて顕在捲縮を有す
るものは一般に、該繊維の熱接着の目的で実施す
る熱処理時に更に捲縮を発現し（以下このような
捲縮を潜在捲縮と称することがある）同時に大き
な収縮を伴うことから均質な繊維成形体が得られ
ず、又捲縮が小さくなるため成形体の弾性回復が
悪くなるという欠点を有する。 本発明者達は上記欠点を改良し嵩高性でかつ弾
性に富む非平面上の繊維成形体を得るべく鋭意研
究を重ねた結果以下に示す発明に到達した。すな
わち、本発明は、結晶性ポリプロピレンにより成
る第１成分と主としてポリエチレンより成る第２
成分とを、第２成分が繊維表面の少くと一部を長
さ方向に連続して存在する様に並列型または鞘芯
型に配し、紡糸後の第１成分のＱ値（Ｑ＝
（Mw／Mn）：Mwは重量平均分子量、Mnは数平
均分子量）が3.5以上であるように紡糸した未延
伸糸を連続したトウの形に集束し、延伸に先立つ
て該未延伸糸を80℃以上でかつ第２成分の融点以
下の温度に予熱し、引続いて延伸倍率が3.0倍以
上でかつ複合成分のいずれもが破断しない倍率で
延伸を行い、延伸終了点以降では延伸トウは上記
予熱温度以下に冷却しており、かつ、一対のニッ
プロールの内少くとも一方のロールが非金属ロー
ルであるような引取ロールにより50℃以下に冷却
して該延伸トウを引取ることにより捲縮数４〜12
山／吋で、捲縮弾性率がが75％以上である顕在捲
縮を有し、かつ、潜在捲縮は実質的に有しない熱
接着性複合繊維を得、該繊維単独もしくは該繊維
を少くとも20重量％以上含有するウエツプを該複
合繊維の第２成分の融点以上で第１成分の融点以
下の温度に加熱し立体的に成形してなる。主とし
て熱接着性複合繊維の第２成分の熱融着により三
次的形状が安定化されたことを特徴とする嵩高性
で非平面状の高弾性繊維成形体の製造方法であ
る。 本発明において第１成分として用いる結晶性ポ
リプロピレンとはプロピレンを主成分とする結晶
性重合体の総称であり、この中にはプロピレンの
単独重合体のみならずエチレン、ブテン−１ある
いは４−メチルベンテン−１等との共重合体等が
含される。また、第２成分として用いられるポリ
エチレンとは高圧法ポリエチレンあるいは中低圧
法ポリエチレンの如きエチレンを主成分とする重
合体の総称であり、この中にはエチレンの単独重
合体のみならず、プロピレン、ブテン−１あるい
は酢酸ビニルとの共重合体（EVA）等が含まれ
るが、このポリエチレンの融点は１成分である結
晶性ポリプロピレンの融点より20℃以上低いこと
が好ましい。上記結晶性ポリプロピレンおよびポ
リエチレンには、本発明の目的を損はない範囲に
おいて、ポリオレフイン繊維に通常用いられる各
種の安定剤、充填剤、顔料等を添加することがで
きる。 本発明で用いられる熱接着性複合繊維は、第２
成分が繊維表面の少くとも一部を長さ方向に連続
して存在する必要であり、繊維表面を出来るだけ
広く被うことが好ましい。このような複合繊維は
並列型あるいは第２成分を鞘成分とする鞘芯型の
従来公知の溶融紡糸法によつてて得ることが出来
る。両成分の複合の割合には特別な限定はない
が、第２成分が40〜70重量％であることが好まし
い。 本発明で用いられる熱接着性複合繊維は紡糸後
の第１成分のＱ値が3.5以上、好ましくは４以上
となる様に紡糸されねばならない。Ｑ値とはゲル
パーミエイシヨンクロマトグラフ法で求められる
重量平均分子量（Mw）と数平均分子量（Mn）
の比、すなわちＱ＝Mw／Mnである。結晶性ポ
リプロピレンは溶融紡糸時に受ける熱及びシエヤ
ーの影響で劣化し、Mwは小さくなりその結果、
紡糸後のＱ値は紡糸前のそれに比べて低下するこ
とが知られている。Ｑ値が3.5未満となつたポリ
プロレインは分子量分布の幅が狭くなり、これに
よつて得られる複合繊維は弾性収縮率は低下し、
顕在捲縮発現能が低下し、捲縮数が４山／吋とな
るためウエツプ形成に最も一般的に用いられるカ
ード工程を満足に通過できなくなると共に得られ
たウエツプの嵩高性も劣るのみならず、潜在捲縮
性が大きくなるため成形のための熱処理時にウエ
ツプの収縮が起り、嵩高で弾性に富む繊維成形体
を得ることが出来ない。 複合紡糸後の第１成分のＱ値は、該複合紡糸の
第１成分の紡糸条件と同一の条件下で該成分を単
独紡糸し得られる繊維のＱ値を測定することによ
り知ることができ、このような単独紡糸により原
料第１成分の選定および紡糸条件の設定可能であ
る。 本発明で用いられる熱接着性複合繊維の第２成
分であるポリエチレンについては、ポリエチレン
は一般に溶融紡糸時における熱劣化が少なく、紡
糸条件や原料ポリエチレンのメルトインデイツク
スの違いによる複合繊維の顕在捲縮数や捲縮弾性
率に及ぼす影響が小さいため、特別な限定は不要
であるが、紡糸のし易さからメルトインデツクス
が５〜35程度のポリエチレンが好ましく用いられ
る。 上記第１成分および第２成分よりなる複合未延
伸糸は連続したトウの形に集束され、延伸に先立
つて80℃以上で第２成分の融点以下の温度に予熱
され、引続いて延伸倍率が3.0倍以上で複合成分
のいずれもが破断しない倍率で延伸され、延伸終
了点以降では延伸トは上記予熱温度以下に冷却し
ていなければならない。予熱温度が80℃以下では
繊維の切断が起り易く、切断が起らない場合でも
得られる繊維は顕在及び潜在捲縮能が共に大きな
ものとなる。 また第２成分の融点以上に加熱すると繊維間に
熱接着が発生し好ましくない。延伸倍率が3.0倍
未満では複合両成分間の弾性収縮差が小さく顕在
捲縮の発現が少くなり、かつ、潜在捲縮が大きく
なる、また、複合成分のいずれか破断する程に延
伸すれば、両成分間の弾性収縮差に基ずく歪が働
かなくなり顕在捲縮が発現しなくなりいずれも好
ましくない。なお延伸は１度で所定の延伸倍率に
至らしめる一段延伸は勿論のこと、これを２度以
上に分けて行う多段延伸によつて実施することも
可能である。 延伸に先立つて行う予熱操作は、延伸機の導入
部に於て熱湯バス、熱風、蒸気あるいは赤外線に
よる加熱炉又は熱ロール等の公知の手段を用いて
行なうことができる。所定の温度に予熱された未
延伸糸が所定の倍率に延伸された後緊張下にある
間に上記予熱温度下に冷却される理由は、延伸さ
れたトウが予熱温度以上に加温されたまゝでいる
と、複合両成分間の弾性収縮差が減少して行き、
顕在捲縮の発現が抑制されるからである。 次いで、延伸トウは50℃以下にまで冷却した状
態で、一対のロールの内少くとも一方のロールが
非金属ロールであるようなニップロールによつて
引取られる。延伸トウを緊張状態で引取るに足る
ニップ圧下で引取る場合引取ロールが金属ロール
同志の組合せでは該ロールを通過し弛緩状態にな
つた延伸トウに発現する顕在捲縮が不充分とな
る。延伸トウの温度が50℃を超す場合には、引取
ロールの方もしくは両方が非金属ロールであつて
も顕在捲縮の発現は不充分となる。引取ロールの
少くとも一方がゴムロールあるいはコツトンロー
ル等の非金属ロールであり、かつ、延伸トウの温
度が50℃以下の場合には複合繊維は４〜12山／吋
の三次元の顕在捲縮と75％以上の捲縮弾性率を有
し、その潜在捲縮は極めて小さく、時には負であ
り、実質的には零となる。 本発明で用いる複合繊維の捲縮数が４山／吋未
満となると繊維間の絡み合いが不足して該複合繊
維単独ではウエツプ化が困難となるし、他繊維と
混合することによりウエツプ化が出来てもウエツ
プの目付斑や密度斑の原因となり好ましくない。
複合繊維に発現する立体捲縮は機械的に付与され
た平面捲縮に比らべウエツプにより大きな嵩高性
を与えるが、その捲縮数が12山／吋を超えると繊
維間の絡み合いが過密となりウエツプ形成時にネ
ツプが発生したり、ウエツプ形成後に縮みが発生
しウエツプの密度が高くなる傾向にあり好ましく
ない。ちなみに、捲縮数が６〜８山／吋の場合最
も嵩高なウエツプが得られる。 捲縮弾性率を75％以上と限定する理由は、従来
の熱接着性複合繊維によるウエツプに於ては、嵩
高性と称すものであつても、成形のための熱処理
時にウエツプの嵩に対し30％以上の嵩の減少を伴
うのが通例であつたが、捲縮弾性率が75％以上で
あるような熱接着性複合繊維を用いる場合には熱
処理時の嵩の減少率を30％以下とすることがで
き、かつ、捲縮保持性が良好なのでより嵩高で弾
性に富む成形体を得ることが出来るからである。 本発明に於て複合繊維と混合される場合の他種
繊維はウエツプの加熱成形によつても溶融しない
ことが必要であり、従つて加熱成形温度よりも高
い融点を持つもの若しくは炭化等の変質を来たさ
ないものであればその種類の如何を問わないが、
例えば木綿、羊毛の様な天然繊維、ビスコースレ
ーヨン、酢酸繊維素繊維の様な半合成繊維、ポリ
オレフイン系繊維、ポリアミド繊維、ポリエステ
ル繊維、アクリルニトリル繊維、アクリル系繊
維、ポリビニールアルコール繊維の様な合成繊
維、更にはガラス繊維、アスベスト等の無機物繊
維等の一種又は二種以上の繊維が適宜に選択して
用いられる。その使用量は該複合繊維との総量に
基づき80℃以下の割合で混合する。本発明に用い
る複合繊維を20％程度含むと或る程度の接着効果
があつて本発明の利点を保有する。しかし一般に
強度の要求される用途のためには30％程度を必要
とし、30％程度を必要とし、30％以上では本発明
の効果が顕著に発揮される。混合方法では綿状で
混合する方法、トウ状で混合する方法等任意の方
法が用いられる。 該複合繊維100％或は他の繊維と混合した繊維
は目的に応じパラレルウエツプ、クロスウエツ
プ、ランダムウエツプ、トウーウエツプ等の適当
な形態に集積して後立体的に成形することができ
る。 成形方法としてはウエツプを加熱プレスする方
法（プレス成形法）、所定の金型内にウエツプを
充填し熱処理する方法（充填成形法）あるいは外
部から加熱された成形管中に繊維束を通すとか、
噴出する加熱気体を用いて繊維束を成形管中に圧
入し、成形管出口部で冷却し形状を固定化する等
の棒状体の成形法等が使用できる。いずれの方法
においても複合繊維の第１成分の融点以下、第２
成分の融点以上の温度で、かつ、成形方法や成形
物の形状によつて２〜３秒間乃至10数分間、0.1
〜10Kg／cm²・Ｇの圧力で成形することができる。
又、成形に先立つて赤外線又は熱風等によつてウ
エツプを複合繊維の第１成分の融点以下、第２成
分の融点近くの温度に予熱して成形することもで
きる。 本発明の方法によれば、原料ウエツプが嵩高性
で弾性に富むため金型の密着性が良く、また該ウ
エツプは潜在捲縮を有しないため加熱処理による
収縮もなく従つて得られる繊維成形体自身も嵩高
でありかつ表面が平滑で金型に対して精度良くす
ることができる。更に、該成形体は複合繊維の低
融点成分の熱融着により三次元的形状が保持され
ているため強度ならびに弾性に富んだものとな
る。 本発明の非平面上繊維成形体はその嵩高性、強
度及び弾性に優れるという特徴により、タワシ等
の繊維スポンジ、ブラジヤカツプ、マスク、帽子
等の芯地等の家庭用品材料、ペイントローラ、フ
イルター類等の工業材料に幅広く利用できる。 次に実施例、比較例によつて本発明を具体的に
説明するがこれらの中で用いた各種特性の測定法
を以下に示す。 メルトフローレート（MFR）：ASTM D1238(L)
による メルトインデイツクス（MI）：ASTM D1238(E)
による 顕在捲縮数：JIS L1074捲縮数の測定法による 熱処理後の捲縮数：約20cmの延伸糸を弛緩状能で
成形のための熱処理と同様の条件で熱処理した
後、JIS L1074の捲縮数測定法により測定した 捲縮弾性率：JIS L1074捲縮弾性率の測定法によ
る ウエツプの熱収縮率：25cm×25cmのパラレルカー
ドウエツプを弛緩状態で成形のための熱処理と
同様の条件で熱処理した後、得られた成形物の
繊維配列方向の長さ（ａcm）を測定し、次式に
よつてウエツプの熱収縮率を求める ウエツプの熱収縮率＝（１−ａ／25）×100 弾性回復率：内法250mm×250mm×60mmのステンレ
ス製箱形の金型に試料ウエツプ各38ｇを充填
し、145℃（又は135℃）の蒸気釜で５分間加熱
した後室温迄冷却して繊維成形体を得、下記の
測定を行う。 初期嵩高性（Ａ値、mm）；試験成形体の上面（250
mm×250mm）に均等に荷重がかかるように30ｇ
の錘りを載せ、５分後に該成形体の高さに測定
する。 荷重後の嵩高値（Ｂ値、mm）；Ａ値の測定に引き
続き前記30ｇの錘りを取り除き、直ちに、均等
荷重となる様に１Kgの錘りを載せ、30分後の成
形体の高さを測定する。 除重後の嵩高値（Ｃ値、mm）；Ｂ値の測定に引き
続き、前記１Kgの錘りを取り除き、直ちに、均
等荷重となる様に30ｇの錘りを載せ、５分後に
成形体の高さを測定する。 以上の測定値から次式によつて弾性回復率を求
める。 弾性回復率（％）＝（Ｃ／Ａ）×100 実施例１〜８、比較例１〜７ 各種のポリプロピレン及び各種のポリエチレン
を組み合わせて複合繊維を得た。これら原料樹脂
の特性、紡糸条件、延伸条件並びに引取条件を本
発明の限定条件と対比して第１表に示した。紡糸
ノズルは、未延伸糸繊度が72デニールの場合は孔
径1.0mm×孔数60、24デニール以下の場合は孔径
0.5mm×孔数120のものを使用した。複合形態が鞘
芯型のものはいずれも第２成分が鞘、第１成分が
芯となつている。 延伸時の未延伸トウの予熱には電気加熱式の熱
ロールを用いた。得られた延伸トウはいずれも繊
維長64mmにカツトし複合短繊維とした。該短繊維
を単独であるいは他繊維と混合して、40インチの
ローラーカードを通しウエツプとした。 実施および比較各例で得られた複合繊維特性、
混合使用された他繊維の種類とその特性、成形条
件並びに得られた繊維成形体の弾性回復率を第２
表に示した。 第１表および第２表の記載から明らかなよう
に、本発明の構成に基いて得られたウエツプより
成る繊維成形体はいずれも良好な弾性回復性を示
す。

【表】

【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 結晶性ポリプロピレンより成る第１成分と主
   としてポリエチレンより成る第２成分とを、第２
   成分が繊維表面の少くとも１部を長さ方向に連続
   して存在する様に並列型または鞘芯型に配し、紡
   糸後の第１成分のＱ値（Ｑ＝（Mw／Mu）：Mw
   は重量平均分子量、Mnは数平均分子量）が3.5以
   上であるように紡糸した未延伸糸を連続したトウ
   の形に集束し、延伸に先立つて該未延伸糸を80℃
   以上でかつ第２成分の融点以下の温度に予熱し、
   引続いて延伸倍率が3.0倍以上でかつ複合成分の
   いずれもが破断しない倍率で延伸を行い、延伸終
   了点以降では延伸トウは上記予熱温度以上に冷却
   しており、かつ、一対のニップロールの内少くと
   も一方のロールが非金属ロールであるような引取
   ロールにより50℃以下に冷却した該延伸トウを引
   取ることにより捲縮数４〜12山／吋で、捲縮弾性
   率が75％以上である顕在捲縮を有し、かつ、潜在
   捲縮は実質的に有しない熱接着性複合繊維を得、
   該繊維単独もしくは該繊維を少くとも20重量％以
   上含有するウエツブを該複合繊維を第２成分の融
   点以上で第１成分の融点以下の温度に加熱し立体
   的に成形してなる、主として熱接着性複合繊維の
   第２成分の熱融着により三次元的形状が安定化さ
   れたことを特徴とする嵩高性で非平面状の高弾性
   繊維成形体の製造方法。