JPH02139416A - 熱接着性複合繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、芯成分にポリエステル鞘成分にポリオレフィ
ンを用いた熱接着性複合繊維に関する。

更に詳しくは、接着強力、嵩回復性、裁断性、隠蔽性共
に優れたポリエステル・ポリオレフィン系の熱接着性複
合繊維に関する。

〈従来技術〉 近年、不織布分野例えばフィルター用１食品包装用、商
材用等の不織布では熱接着性複合繊維を用いて製造する
要求が大きくなり、低コストで強力が高く、風合、嵩回
復性、隠蔽性等に優れた不織布が得られ、かつこの不織
布を高速で裁断して成型する際の裁断性が良好な熱接着
性複合繊維が強く望まれている。

従来、芯鞘型熱接着性複合繊維としては、例えば特開昭
５３−８６８３６号公報には、繊維形成性成分（芯成分
）にポリプロピレン、接着性成分（鞘成分）にポリエチ
レンを用いたポリオレフィン系複合繊維が提案されてい
る。この複合繊維は、芯成分、鞘成分が共にオレフィン
系ポリマーで親和性が良い為に優れた接着性を有する反
面、ポリオレフィン固有の化学構造、性質により、得ら
れる不織布に腰がなく嵩回復性に劣るものであった。

又、特開昭５７−１７６２１７号公報には、芯成分にポ
リエステル鞘成分にポリエチレンもしくはポリプロピレ
ンを用いた複合繊維が提案されている。この複合繊維か
ら得られる不織布は、上述の不織布と比較すると嵩回復
性は優れているものの、不織布を裁断、成形する際、裁
断性に劣る（切れ残りが発生）という欠点があった。

本発明者らは、かかる欠点のない熱着性複合繊維として
別に、芯成分にポリエステル、鞘成分に主としてポリオ
レフィンを用いた複合繊維であって、特定の範囲のシル
クファクターを有するものを提案している。この複合繊
維は、接着強力、嵩回復性、裁断性等に極めて優れたも
のであるが、不織布の用途分野によってはさらに隠蔽性
の向上した熱接着性複合繊維が必要である。

従来より、不織布の隠蔽性を向上させる方法としては、
複合繊維中の酸化チタン含有量を増加させるのが最も効
果的であることがよく知られている。しかし、酸化チタ
ン含有量をあまりに多くしすぎると、通常の裁断方式で
用いられている金属刃の耐久性を低下させ、生産性が低
下するので好ましくない。更には、例えば商材用に使用
する場合、法律（厚生省令）により灰分の上限が規制さ
れているため増やせない等の問題点があった。

〈発明の目的〉 本発明は、上記皆景よりなされたもので、その目的とす
るところは、接着強力、嵩回復性、裁断性等を低下させ
ることなく、又酸化チタン等の無機艶消剤の使用量を増
加させることなく、隠蔽性の優れた不織布が得られる熱
接着性複合繊維を提供することにある。

〈発明の構成〉 本発明者らは、上記目的を達成するなめ鋭意検討した結
果、複合ｍ維製造時に異方冷却を行なって該複合繊維の
横断面方向に異方性を生じさせることにより、隠蔽性が
向上するのみならず裁断性も向上することを見出した。

さらには、この除芯を形成するポリエステル部分に中空
を設けると、その効果はより一層大きくなることを見い
出し本発明に到達した。

すなわち本発明は、繊維形成性成分を芯成分とし１．接
着性成分を鞘成分とした芯・組型熱接着性複合繊維にお
いて、芯成分が融点２００℃以上、極限粘度０．４〜０
．７０であって酸化チタンを含有するポリエステルから
、鞘成分が融点１５０℃以下の変性および／または未変
性ポリオレフィン６５重量％以上と融点および／または
軟化開始温度が１５０℃以下の共重合ポリエステル３５
重量％以下とから形成されてなり、該複合繊維は０．２
〜１．３重量％の酸化チタンを有するとともに断面異方
性を有することを特徴とする熱接着性複合４１１Ｓ１ｔ
である。

本発明の熱接着性複合繊維の芯成分として用いるポリエ
ステルは、２００℃以上の融点を有する必要がある。ｉ
１！点が２００℃未満の場合には、この複合繊維を用い
て不織布を製造する際加熱接着処理（通常１５０〜１８
０℃）に耐えられず、風合の硬いものしか得られないた
め好ましくない。

かかるポリエステルとしては、嵩回復性が良好。

熱接着時の収縮が小さい、コストが安い等から、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及
びこれらのポリエステルに第３成分を共重合したものが
好ましく選ばれる。これらの中でも、第３成分を５〜２
０モル％共重合したポリエチレンテレフタレート又はポ
リブチレンテレフタレートは、最終的に得られる不織布
の風合がソフトになり、裁断性ら良好なので特に好まし
く、例えば、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、イソ
フタル酸、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸。

アジピン酸、セバシン酸等の芳香族、脂肪族ジカルボン
酸及びこれらの低級アルキルエステル類などの酸成分、
ヒドロキシ安息香酸ω−ヒドロギシカプロン酸等のヒド
ロキシカルボン酸、ジエチレングリコール、ネオペンチ
ルグリコール、シクロヘキサン−１，４−ジメタツール
、１．６−ヘキサンジオール、プロピレングリコール、
トリメチレングリコール等のグリコール類、ポリアルキ
レンゲＪコール、ビスヒドロキシフェニルプロパン、ビ
スヒドロキシフェニルスルフォン等のジヒドロキシ化合
物を一種以上共重合したポリエステルをあげることがで
きる。また、得られるポリエステルが実質的線状である
範囲内で、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメ
リット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸等の多官能成
分を共重合したものであっても何らさしつかえない。

これらポリエステルの極限粘度は、オルソクロロフェノ
ール溶液、３５℃で測定した値が、０．４〜０．７であ
る必要がある。極限粘度が０．４未満の場合では、得ら
れる複合ｍ鱈のタフネスが低くなって裁断性は向上する
ものの、後に詳述する断面異方性付与が困誼となり、そ
の結果隠蔽性に劣るものとなるため好ましくない、一方
、０．７を越える場合では、断面異方性に関しては優れ
た効果が得られるが、逆に複合ｔＩａ維のタフネスが高
くなって裁断性が低下するため好ましくない。

又、上記ポリエステルは、不織布に十分な隠蔽性を与え
るために艷消剤として酸化チタンを含有させる必要があ
る。不織布の隠蔽性は、熱接着性複合繊維に含有される
酸化チタン量の増加にともなって向上するものの、あま
りに多くしすぎると、前述したように不織布を裁断する
際の刃の摩耗が大きく、生産性が低下するので好ましく
ない。

方、少なすぎると、隠蔽性が不十分なものとなる。

したがって、得られる複合繊維に対する含有率が０．２
〜１．３　を量％となる量の酸化チタンを含有している
ことが必要である。

本発明の熱接着性複合繊維の接着性成分（鞘成分）は、
前述したように通常の熱接着加工温度が１５０〜１８０
℃であるため、その融点及び／又は軟化開始温度が１５
０℃以下であることが必要である。

また用途によっては、熱接着後の不繊布が熱湯等によっ
て再溶融しないことが望まれるので、その融点及び／又
は軟化開始温度は１００℃以上であるのが望ましい。

本発明においては、熱接着性成分としては、上記特性に
加えて、最終的に得られる不織布の風合がソフトである
事、耐湿熱性に優れている事等より、ポリオレフィン系
ポリマーが好適に用いられる。ここで、ポリオレフィン
系ポリマーは、カルボキシル基またはそのエステルを含
有しないポリオレフィン（以下未変性ポリオレフィンと
称する。

）であっても良い、かかる未変性ポリオレフィンとして
は、例えば、エチレン、プロピレン、ブテン−１，ペン
テン−１等のα−オレフィンを主成分とした重合体およ
び共重合体をあげることができる。また、変性ポリオレ
フィンとしては、上記ａ−オレフィンと、アクル酸、メ
タクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、クロ
トン酸。

シトラコン酸、ハイミック酸等の不飽和カルボン酸及び
これらのエスル類、酸無水物類のうち少なくともＩＮの
コモノマーとの共重合体をあげることができ、さらには
前記未変性ポリオレフィンに上記コモノマーの少なくと
も１種をグラフトしたグラフト重合体をあげることがで
きる。これらの中でも、変性ポリオレフィンは、芯成分
との親和性が良いので不織布の接着強力があがり好まし
い。

本発明においては、複合繊維の芯成分と鞘成分との親和
性を高め、最終的に得られる不織布の接着強力を高める
と同時に、断面異方性を繊維内部まで有効に付与するた
め、さらに３５重量％（鞘成分重量に対し）以下、好ま
しくは５〜２０重量％の低融点ポリエステルを分散配合
するのが望ましい。

但し、この低融点ポリエステルは、熱接着性を低下させ
ないため、その融点及び／又は軟化開始温度を１５０℃
以下にすることが必要である。

かかる低融点ポリエステルは、上記特性を有していれば
特に限定する必要はなく、従来より知られいる酸成分、
グリコール成分及びその他の共重合成分を、公知の方法
で重縮合することにより得られる。これらの中で、酸成
分としてテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、アジ
ピン酸、セバシン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル
酸等を、グリコール成分としてエチレングリコール、プ
ロピレングリコール、テトラメチレングリコール。

ヘキサメチレングリコール、ジエチレングリコール、ネ
オペンチルゴクコール、　１．４−シクロヘキサンジメ
タツール、ポリオキシアルキレングリコール等を用いた
共重合ポリエステルは、コスト低下の観点から好ましい
。

なお、低融点ポリエステルの分散配合量は３５重量％以
下とすることが必要で、これを越えると溶融紡糸の安定
性が低下するとともに熱接着した不繊布の接着強力が低
下する傾向に有Ω好ましくない。

本発明においては、芯鞘型複合繊維を対象しているが、
偏心芯鞘型をも含むものである。その芯成分（繊維形成
性成分）と鞘成分（接着性成分）との割合は、芯成分／
鞘成分（重量比）が２５〜６５／７５〜３５であるのが
望ましい、芯成分が多くなると接着成分かが少なくなっ
て不織布の接着強力が低下する傾向に有り、逆に鞘成分
が多くなると繊維形成性成分が少なくなって不織布の嵩
回復性が低下する傾向にある。

次に、本発明における最大の特徴である断面異方性につ
いて説明する。

本発明の熱接着性複合繊維は、前記構成だけではその隠
蔽性が不十分で、該複合繊維を溶融紡糸するに際し、例
えば紡糸口金直下で異方冷却して断面異方性を付与する
必要がある。この断面異方性が隠蔽性向上に極めて効果
を発揮する要因については末だ明確ではなく今後の解明
が待たれるが、その要因の一つとして、複合繊維の横断
面方向に複屈折率異方性が存在するために、光の乱反射
が大きくなって隠蔽性が向上するものと推定される。

さらには、この異方性により繊維が歪を生じ易くなって
いるため、裁断性も向上していると推定される。

断面異方性を付与する方法は特に限定する必要はないが
、従来よりよく知られている異方冷却が極めて簡便で効
果を有する。すなわち紡糸された糸条に対しほぼ直交す
る片側の方向から冷却気流を吹きあてる方法が、最も簡
便なので好ましい。

この際気流温度は室温でも良いが、糸条はできるだけ急
冷する方が得られる断面異方性は大きいので、気流温度
はできるだけ低温の方が好ましい。

また気流の流速は、気流の温度によっても変ってくるが
、室温の場合には０．５〜４．０ｍ／秒好ましくは１．
５〜３．０ｍ／秒とすれば良い、流速が０．５ｍ／秒未
満では異方冷却の効果が不十分であり、４ｍ／秒を越え
ると紡出糸条の糸導が不安定となり、密着糸等が発生し
て紡糸調子が悪化する傾向にある。

また、糸条に気流を吹きあてる位置は、前述の如く急冷
するほど異方冷却効果が大きいので、できるだけ紡糸口
金に近い所が良い、なお、気流を糸条に吹きあてる角度
は、糸条の方向に対しほぼ垂直な方向がもっとも簡便で
あるが、それから４５度以下の範囲内でずれた角度であ
っても良い。

このようにして得られる本発明の複合繊維は、さらに芯
の繊維形成性成分であるポリエステル部に中空部をもな
せることが好ましい、中空部が存在すると断面異方性が
より大きくなる為裁断性が向上すると同時に、中空部に
よる光の乱反射も起こる為に隠蔽性もより一層向上する
。

中空部は複合繊維断面に対して３・〜３０％が好ましく
、３％未満では中空の効果が得られない、−方、３０％
を越えると芯成分のポリエステルに亀裂が発生し易くな
り、嵩回復性を低下させる傾向がある。

〈発明の効果〉 本発明の熱接着性複合繊維は、酸化チタンの含有量が従
来と同等以下でも不織布の隠蔽性が極めて向上しており
、灰分規制が存在する面材分野等に好ましく用いること
ができる。また、不織布の接着強力、嵩回復性１ｍ合等
の諸性能を維持しながら不織布の裁断性を極めて良好と
するため、不織布の生産コストを低下させる利点もあわ
せ持っている。

〈実施例〉 以下本発明を実施例により更に詳細に説明する。

なお、各種の評価は下記の方法により行なった。

（１）ｆｆ１合 カット長５１間の熱接着性の短Ｗ！維をカード機に通し
て目付６０ｔ／ｒｄのウェブとし、次いで１４０℃下２
０秒間熱処理して不織布（厚さ約５關）を作成する。

得られた不織布を、５人のパネラ−が触感により判定し
た。

Ｏ：全員が良好と判定 ６２３〜４人が良好と判定 Ｘ：３Å以上が不良と判定 （２）接着強度 上記不織布から、マシン方向にｒｈ　６■長さ２０■の
試験片を切り取り、Ｊ　Ｉ　Ｓ　　Ｌ１０９６に準じて
つかみ間隔１０ａｎ、伸長速度２０３／分で測定した。

接着強度は、引張破断力を試験片質量で除した値とした
。

（Ｊ　嵩回復率 予め厚さ（ａ　ａｍ　）を測定した上記不織布上に、底
面がＪＩＳ　　Ｋ６３０１　　Ａ法による硬度６０Ｈｓ
の平らなゴムで覆われている直径５ａｍ重１１にぎの衝
撃子を、高さ２０ｃｍの位置から１分間当り１９５回の
割合で１０００回落下させた後、５分間放置して厚さ（
ｂ　ａｍ　）を測定し次式より算出した。

この値が９５％以上のものを良（Ｏで表わす）と判定し
た。

（４）裁断性 上記不織布をロータリーグイカッターで裁断性を評価し
た。ダイカッターはゲージの間隙を１．５μｍに調整し
、刃を新品に交換した直後、及び１０時ｒＷｉ連続運転
後に評価しな。

○：完全に切断 Δ：切断不良ケ所あるものの生産は可能×：切断不良 （５）　　隠蔽性 上記不織布の下に赤い紙を置き、赤色の透過性を５人の
パネラ−が視感判定することにより評価した。

Ｏ：全員が良好と判定 ６２３〜４人が良好と判定 ×：３Å以上が不良と判定 実施例１ 芯成分として融点２６５°Ｃ１極限粘度０．６４．酸化
チタンの含有量０．５ｗｔ％のポリエチレンテレフタレ
ートを用い、鞘成分として、融点１２５℃の高密度ポリ
エチレン９０ｖ＋ｔ％及び酸成分としてテレフタル酸成
分８０モル％、インフタル酸成分２０モル％グリコール
成分としてヘキサメチレングリコール成分９０モル％、
エチレングリコール成分１０モル％よりなる低融点ポリ
エステル（Ｗ＆点１０６℃）を混合したものを用い、孔
径０．５　ｍａφ、孔数４５０の芯鞘型複合紡糸口金か
ら溶融押し出し、８００ｍ／分の速度で捲きとった。こ
の際、芯成分の溶融温度を２８０℃、鞘成分を２５０℃
とし、芯／卵重量比を５０７５０、全吐出量を２４０ｔ
／分とした。また、紡出糸条の冷却は、口金直下で２０
℃の冷却風を３．５ｍ／秒でほぼ糸条に直角の方向から
吹きあてることによって行なった。

得られた未延伸糸を、延伸温度７０℃、延伸倍率２．５
倍で延伸し、スタッファ−ボックスで１１個／２５市の
捲縮を付した後、１００℃２０分間弛緩熱処理を行なっ
た。かくして得られた熱接着性ＩＩｌ維を長さ５１叩に
切断し、前述の方法で不織布としてその性能を評価した
。結果は第１表に示す。

実施例１において、第１表に記載の芯鞘比とする以外は
全く同様にして不織布を得、その性能を評価した。その
結果もあわせて第１表に示す。

実施例４〜６ 実施例１において、中空断面の紡糸口金を用いる以外は
まったく同様にして、第１表記載の中空率の異なった複
合繊維を得、次いで同じく不織布としてその性能を評価
した。その結果もあわせて第１表に示す。

比較例１．２ 紡出糸条の冷却を、通常の紡糸方法と同一とし、芯成分
の溶融温度を２９０℃、　ｉｎ成分の溶融温度を２７０
℃とする以外は実施例１（比較例１に相当）もしくは実
施例５（比歓例２に相当）と同様に紡糸し、得られた未
延伸糸を７０℃で３．３倍に延伸し、１５個／２５ｍｍ
＋の捲縮を付与した。この性能を合せて第１表に記す。

実施Ｓ２〜３ 実施例７．８　比較例３ 実施例５において、鞘成分に用いた高密度ポリエチレン
と低融点ポリエステルの重量比を第１表に記載の通り変
える以外はまったく同様にして不織布を得た。その性能
評価した結果を合わせて第１表に示す。

実施例９　比較例４．５ 実施例５において、芯成分に用いたポリエチレンテレフ
タレートの極限粘度を第１表に記載の通り変える以外は
まったく同一にして不織布を得、その性能を評価した。

この結果もあわせて第１表に示す。

実施例１１ 実施例５において、高密度ポリエチレンのかわりに、軟
化点１１６℃のマレイン酸共重合低密度ポリエチレン（
三菱モデイツクＬ−４００Ｆ　　三菱油化社製）と高密
度ポリエチレン５０対５０の混合物を用いる以外は実施
例５と同様にして不織布を得た。

この性能もあわせて第１表に示す。

実施例１０　　比較例６，７ ポリエチレンテレフタレートの酸化チタン含有量を第１
表に記載の通り変える以外は実施例５とまったく同一に
して不織布を得た。この性能を第１表に示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）繊維形成性成分を芯成分とし、接着性成分を鞘成
   分とした芯・鞘型熱接着性複合繊維において、芯成分が
   融点２００℃以上，極限粘度０．４０〜０．７０であっ
   て酸化チタンを含有するポリエステルから、鞘成分が融
   点１５０℃以下の変性および／または未変性ポリオレフ
   ィン６５重量％以上と融点および／または軟化開始温度
   が１５０℃以下の共重合ポリエステル３５重量％以下と
   から形成されてなり、該複合繊維は０．２〜１．３重量
   ％の酸化チタンを有するとともに断面異方性を有するこ
   とを特徴とする熱接着性複合繊維。
2. （２）ポリエステルかぢなる芯部分に、複合繊維に対し
   て３〜３０％の中空部を有する請求項（１）記載の熱接
   着性複合繊維。