JPH06184826A - ポリエステル系熱接着複合繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 クッション性、常温及び高温での耐久性に優
れたクッション材を容易に得ることが可能なポリエステ
ル系熱接着複合繊維を提供する。 【構成】 ポリエステルエラストマーと非エラストマー
よりなる熱接着複合繊維であり、熱接着成分は酸成分に
テレフタル酸を９０モル％以上含有し、ポリアルキレン
ジオ−ルの共重合割合が３０〜８０重量％のポリエステ
ルエラストマ−からなる複合繊維であり、該複合繊維は
潜在捲縮能が付与されており、該潜在捲縮能が未発現で
あるポリエステル系熱接着複合繊維。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はポリエステル系熱接着複
合繊維に関するものであり、特にポリエステル繊維より
なる不織布、詰綿等のクッション材に用いたとき、優れ
たクッション性、常温および加熱下での耐久性が得られ
るポリエステル系熱接着複合繊維に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、家具および車両用などのクッショ
ン材の分野で、発砲ウレタン、ポリエステル繊維詰綿、
及びポリエステル繊維を接着した樹脂綿やポリエステル
硬綿が知られている。

【０００３】しかしながら、発泡ウレタンはクッション
としての耐久性は良好だが、床つき感が大きく、透湿性
に劣り蓄熱性があるため蒸れやい。更には、燃焼時の発
生熱量が大きいことから難燃性付与にはハロゲン化物添
加が行われるので、火災時に有毒ガスの発生による中毒
の問題があり、又リサイクルが困難なため焼却される。
この際、焼却炉の損傷が大きく、かつ、有毒ガスの除去
に経費が掛かる等の問題がある。また、加工性は優れる
が製造中に使用される薬品の公害問題などもある。一方
ポリエステル繊維詰綿で代替することが考えられるがポ
リエステル繊維詰綿では繊維間が固定されていないた
め、使用時形態が崩れたり、繊維が移動して、かつ、捲
縮のへたりで嵩高性の低下や弾力性の低下が問題にな
る。

【０００４】ポリエステル繊維を接着剤で接着した樹脂
綿、例えば接着剤にゴム系を用いたものとして特開昭６
０−１１３５２号公報、特開昭６１−１４１３８８号公
報および特開昭６１−１４１３９１号公報等がある。
又、ウレタンを用いたものとして特開昭６１−１３７７
３２号公報等がある。これらのクッション材は耐久性に
劣り、且つリサイクルも出来ない等の問題、及び加工性
の煩雑さや製造中に使用される薬品の公害問題などもあ
る。

【０００５】ポリエステル硬綿、例えば特開昭５８−３
１１５０号公報、特開平２−１５４０５０号公報および
特開平３−２２０３５４号公報等があるが、用いている
熱接着繊維の接着成分が脆い非晶性のポリマ−を用いる
ため（例えば特開昭５８−１３６８２８号公報および特
開平３−２４９２１３号公報等）接着部分が脆く、使用
中に接着部分が簡単に破壊されて形態や弾力性が低下す
るなどの耐久性に劣る問題がある。改良法として、交絡
処理する方法が特開平４−２４５９６５号公報等で提案
されているが、接着部分の脆さは解決されず弾力性の低
下が大きい問題がある。また、加工時の煩雑さもある。
更には接着部分が変形しにくくソフトなクッション性を
付与しにくい問題もある。このため、接着部分を柔らか
い、且つ変形しても回復するポリエステルエラストマ−
を用いた熱接着繊維を改良方法として特開平４−２４０
２１９号公報で提案されている。この繊維に使われるポ
リエステルエラストマ−はハ−ドセグメントの酸成分に
テレフタル酸を５０〜８０モル％含有し、ソフトセグメ
ントとしてのポリアルキレングリコ−ルの含有量が３０
〜５０重量％を限定すると、他の酸成分組成として融点
が１８０℃以下となるには、特公昭６０−１４０４号公
報に記載された繊維と同一と認められるので、イソフタ
ル酸等を含有し非晶性が増すことになり、低溶融粘度と
して熱接着部分の形成を良くしても塑性変形しやすくな
り、耐熱抗圧縮性が低下する問題点がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点を改良し、優れたクッション性、優れた耐熱
耐久性、着用時蒸れにくい、及びリサイクルが可能なポ
リエステル系クッション材を容易に製造するに適したポ
リエステル系熱接着複合繊維を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために鋭意検討を行った結果、特定の構成要
件を満たすときその目的を達成できることを知見し、本
発明に到達した。即ち本発明は、ポリエステルエラスト
マーとポリエステル非エラストマーよりなる熱接着複合
繊維であり、熱接着成分は酸成分としてテレフタル酸を
９０モル％以上含有し、グリコ−ル成分として１−４ブ
タンジオ−ルおよびポリアルキレンジオ−ルがブロック
共重合され、且つ、ポリアルキレンジオ−ルの共重合割
合が３０重量％以上、８０重量％以下であるポリエステ
ルエラストマ−からなり、他の成分は非エラストマ−ポ
リエステルよりなる複合繊維であり、該複合繊維は潜在
捲縮能が付与されており、該潜在捲縮能にもとずく立体
捲縮が未発現であることを特徴とするポリエステル系熱
接着複合繊維である。

【０００８】本発明の複合繊維を構成する熱接着成分
は、酸成分としてテレフタル酸を９０モル％以上含有す
る必要がある。本発明の好ましいテレフタル酸含有量は
９５モル％以上、より好ましくは１００モル％である。
テレフタル酸含有量が多いとハ−ドセグメントの結晶性
が向上し、塑性変形しにくく、かつ、耐熱抗へたり性が
向上する。テレフタル酸を９０モル％未満では、ハ−ド
セグメントの結晶性が劣るので塑性変形し易く、且つ、
耐熱抗へたり性が劣る。溶融熱成形後更に結晶化処理し
たときの耐熱抗へたり性が劣るので好ましくない。この
理由は明らかではないが、テレフタル酸含有量が多いと
示差走査型熱量計（ＤＳＣ）による融解曲線において、
融点以下の温度で吸熱ピークをより明確に発現する。こ
のことから類推するに、疑似結晶化様の架橋点が形成さ
れ、耐熱抗へたり性が向上しているのではないかとも考
えられる。

【０００９】本発明の複合繊維を構成する熱接着成分
は、グリコ−ル成分として１−４ブタンジオ−ルおよび
ポリアルキレンジオ−ルがブロック共重合され、且つ、
ポリアルキレンジオ−ルの共重合割合が３０重量％以
上、８０重量％以下である。エラストマ−とするには、
ポリアルキレンジオ−ルがブロック共重合される必要が
ある。その事で熱接着部分が変形しても、ゴム弾性が発
現して変形力が解除されると回復する。このゴム弾性に
由来する回復性はポリアルキレンジオ−ルの共重合量に
比例する。同時に融点と耐熱性が低下していく。ポリア
ルキレンジオ−ルの共重合量が３０重量％以下ではゴム
弾性による回復性が劣るので好ましくない。他方８０重
量％以上では融点が低下して耐熱性が劣ること、及び粘
着性が発現し加工時の障害になるので好ましくない。本
発明の好ましいポリアルキレンジオ−ルの共重合量は４
０重量％以上７０重量％以下、より好ましくは５０重量
％以上６０重量％以下である。本発明に用いるポリアル
キレンジオ−ルは公知のものを使えるがポリテトラメチ
レングリコ−ルが特に好ましい。好ましい平均分子量は
５００以上５０００以下、特に好ましくは１０００以上
３０００以下である。

【００１０】特開平４−２４０２１９号公報に記載され
る如く、本発明ではポリアルキレンジオ−ルの共重合量
が多いため熱安定性が２５０℃以上の高温では熱分解に
よる分子量低下が著しくなる。このため本発明では積極
的に抗酸化剤を好ましくは１重量％以上、より好ましく
は２重量％以上５重量％以下含有させる。このような組
成とすることで高温での紡糸も可能となり、非エラスト
マ−成分も高融点のもの、例えばポリエチレンテレフタ
レ−ト（ＰＥＴ），ポリエチレンナフタレ−ト（ＰＥ
Ｎ），ポリシクロヘキシレンジメチルテレフタレ−ト
（ＰＣＨＤＴ）などを用いることも可能である。更に
は、熱接着を空気中で２００℃以上の高温で溶融熱接着
せしめることが可能であり、この時の分子量低下を押さ
えられる。かくして、エラストマ−の分子量を高く保持
出来るので成形品はゴム弾性による回復性も著しく向上
する。本発明に用いる好ましい抗酸化剤としては、従来
公知＊ヒンダ−ドフェノ−ル化合物やヒンダ−ドアミン
化合物がある。が特には燃焼時有毒ガスの出ないヒンダ
−ドフェノ−ル化合物が好ましい。

【００１１】本発明における好ましいエラストマ−の分
子量は４０℃フェノ−ル／テトラクロルエタン混合溶媒
中で測定した相対粘度（η_sp/c）が１．８以上である。
１．８未満では２００℃以上で熱成形した時の回復性が
低下するので好ましくない。本発明のより好ましい相対
粘度（η_sp/c）は２．０以上２．５以下である。２．５
以上では２００℃以下での熱接着時に流動性がやや低下
するので、接点形成が不充分となる場合がある。

【００１２】本発明の繊維に用いる熱接着成分となるポ
リエステルエラストマ−は例えば特開昭５５−１２０６
２６号公報等の従来公知の方法で得ることができるが、
抗酸化剤は重合時多量に添加すると昇華して重合缶の詰
まりなどのトラブルとなり、かつ添加効果が激減するの
で、重合後加圧下で練込むのが好ましい。

【００１３】本発明の複合繊維はポリエステルエラスト
マ−と非エラストマ−からなる。エラストマ−だけでは
開繊加工時に伸張された後回復してカ−ド混繊が不可能
になるためである。本発明に用いる好ましい非エラスト
マ−としては、ＰＥＴ、ポリブチレンテレフタレ−ト
（ＰＢＴ）、ＰＥＮ、ＰＣＨＤＴなどの結晶性の良いポ
リエステルである。特に好ましくはＰＥＴがある。結晶
性の良いものは塑性変形しにくいので加工性が向上す
る。更にポリエステル短繊維と混繊後熱接着した成形品
は熱安定性も良い。

【００１４】本発明の複合繊維は潜在捲縮能が付与され
ていることが必要である。該潜在捲縮能は未発現の状態
であることが必要である。潜在捲縮能を付与する方法は
従来公知の方法例えば、サイドバイサイド型、偏芯シ−
スコア型などの構造に紡糸して得ることができる。本発
明繊維の複合形態は、シース・コア型、偏芯シースコア
型、コア部がサイド・バイ・サイドになったシースコア
型が例示できるが特にシースコア型が好ましい。しかし
て、熱成形までの加工時立体捲縮が発現していると、特
にエラストマ−は粘着性があり、糸糸の摩擦が高いため
カ−ド開繊時開繊が不良となる。このため、開繊し易い
機械捲縮を保持する必要がある。機械捲縮は捲縮数が５
〜３０山／インチ、捲縮率が５〜３０％の範囲であるば
使用できるが、好ましくは捲縮数が１０〜２５山／イン
チ、捲縮率が１０〜２５％である。仕上げ油剤は摩擦係
数が低くなる油剤を使用するのが特に好ましい。しかし
て、本発明は特開平３−２２０３１６号公報の如く同芯
芯鞘ではない。また、特開平４−２４０２１９号公報の
如く潜在捲縮能を発現させ低収縮化した立体捲縮繊維で
もない。本発明は潜在捲縮能を高く保持するため収縮率
が高い状態で機械捲縮を付与され、混繊時は機械捲縮が
引き伸ばされた状態で混繊され、次いで熱成形時に捲縮
を発現せしめ、混繊した母材に絡み巻きついて接着する
能力をもつものである。このため必要な本発明の好まし
い複合繊維の潜在捲縮能は１３０℃乾熱下でフリ−処理
したときに発現する捲縮能（１／ρ）が３以上である。
３未満では母材への巻きつきが不充分となり、かつ、自
身の持つコイル径も大きくなって、スプリング効果が低
下する。本発明のより好ましい潜在捲縮能は１／ρが４
以上である。このような本発明の複合繊維を用いて得た
クッション材は弾力性に富み、かつ繊維クッションでは
従来不可能と思われていた発泡ポリウレタンに近い耐熱
抗へたり性を有することが可能となる。なお、上述の複
合繊維を得るには、従来公知の複合紡糸法を使えるが、
エラストマ−と非エラストマ−の複合比は好ましくは１
０／９０〜７０／３０である。エラストマ−成分が少な
いと接着点のゴム弾性機能が低下し、弾力性が低下する
ので好ましくない。他方、非エラストマ−成分が少ない
と加工時の工程通過性が悪くなるので好ましくない。よ
り好ましい構成比は３０／７０〜６０／４０である。好
ましい延伸条件は延伸温度を温浴７０℃以下で破断延伸
倍率の約０．８〜０．９倍で延伸し、低温で機械捲縮を
付与し、機械捲縮が伸びないように低張力でカッタ−に
供給切断することで得られる。高温で延伸すると捲縮付
与後や加工工程で立体捲縮が発現して開繊しにくくなる
ので好ましくない。この理由はよく判らないが芯部が結
晶化していないため適度に塑性変形し、エラストマ−も
結晶化していないため、変形によるゴム弾性変形には適
度のモジュラスを保持する芯部が耐えるためではないか
と類推している。

【００１５】本発明の複合繊維は、単独で不織布、クッ
ション材等の繊維集合体にしてもよいが、該複合繊維を
５重量％以上含む他繊維（母材）との混合集合体にして
も良い。好ましい混合母材としては、ＰＥＴ、ＰＥＮ，
ＰＣＨＤＴ等の高融点高結晶性のポリエステル及びＰＢ
Ｔからなる繊維があり、接着性も良好であり、優れたク
ッション性、優れた耐熱耐久性、着用時蒸れにくい、及
びリサイクルが可能なポリエステル系クッション材とな
る繊維集合体を容易に製造することが可能である。な
お、本発明の複合繊維を含有する繊維集合体を熱成形前
に任意の密度に圧縮し、加熱処理して捲縮発現によるに
よる絡まり点をつくり、絡まり点および接触点を融着一
体化するには、熱接着成分の融点より１０〜１２０℃高
く、好ましくは前述の理由から２０〜１００℃高い温度
で熱成形して任意の密度や硬さの繊維成形体をえられ
る。次いで一旦冷却固化させた後、熱接着成分の融点よ
り少なくとも１０℃以上低い温度で熱処理すると、好ま
しくは１０％以上の歪みを付与して熱処理すると、融着
処理のみのものよりクッション性、耐熱耐久性が格段に
向上する。なお、接着成分の酸成分に非晶性となる成分
が多く含まれるほどこの効果は著しく減少する。このこ
とは、本発明の複合繊維が特公昭６０−１４０４号公報
や特開平４−２４０２１９号公報記載のものと異なる点
である。

【００１６】

【実施例】以下に実施例で本発明を具体的に詳述する。

【００１７】実施例及び比較例 熱接着成分の作成 酸成分としてジメチルテレフタレ−ト（ＤＭＴ）又はお
よびジメチルイソフタレ−ト（ＤＭＩ）とグリコ−ル成
分として１−４ブタンジオ−ルおよびポリテトラメチレ
ングリコ−ル（ＰＴＭＧ）を少量の触媒と安定剤ととも
に仕込み、公知の方法にてエステル交換反応後昇温減圧
しつつ重縮合してポリエステルエ−テルブロック共重合
エラストマ−を生成した。生成したポリエステルエ−テ
ルブロック共重合エラストマ−をペレット化し後加熱真
空乾燥し、抗酸化剤としてチバガイギ−社製アイオノッ
クス３３０を０〜３重量％混合して再度溶融混練りし、
ペレット化したものを乾燥した加熱不活性ガスにて水分
を充分に除去し熱接着成分に供した。得られたポリエス
テルエ−テルエラストマ−の処方及び融点を表１に示
す。

【００１８】

【表１】

【００１９】熱接着繊維の作成 得られたエラストマ−を鞘成分に、ＰＥＴを芯成分に
し、鞘／芯の重量比を５０／５０で偏芯になるように常
法により紡糸温度を２８０℃〜２９５℃にて紡糸し未延
伸糸を得た。なお、偏芯の程度は、繊維の中心から芯部
の中心までの距離Ｌを繊維の半径Ｒで徐した値（Ｌ／
Ｒ）で０．１５となるようにした。次いで、５０℃の温
浴で３．４倍に延伸し、仕上げ油剤を付与した後クリン
パ−にて機械捲縮を付与し、機械捲縮が伸びない張力で
カッタ−に供給し５１mmに切断して４デニ−ルの熱接着
複合短繊維を作成した。比較のため８０℃にて熱処理し
立体捲縮を発現させたものも作成した。得られた繊維の
特性を表２に示す。なお、繊維中のエラストマ−の相対
粘度は溶液粘度に加成性が成立するとして、ＰＥＴの紡
糸条件と同一の条件で両成分にＰＥＴを供給して得た繊
維の相対粘度と繊維中の組成比で補正した相対粘度とし
て求めた。繊維中の抗酸化剤量は、繊維中の抗酸化剤を
溶剤で抽出し、不純物を分離後添加組成を比較ブランク
に定量分析して組成比で補正し求めた。潜在捲縮能（１
／ρ）は発現螺旋の曲率半径の逆数で示す。

【００２０】

【表２】

【００２１】得られた機械捲縮を持つ熱接着複合短繊維
を３０％と、常法にて作成した１３デニ−ルの中空で外
側に突起を３個有する断面で立体捲縮を有するＰＥＴ短
繊維を７０％とをカ−ドにて混繊−開繊して得たウエッ
ブを密度０．０３ｇ／cm³ となるよう圧縮し２００℃〜
２３０℃の熱風で５分間熱処理し、平板のクッション材
に成形し、一旦冷却後、密度が０．０４ｇ／cm³ となる
よう圧縮し、１００℃の熱風で３０分熱処理し冷却して
クッション材を得た。得られたクッション材の特性を表
３に示す。なお、７０℃の圧縮残留歪み、常温での繰り
返し圧縮残留歪み及び、反発弾性はＪＩＳＫ−６４０１
の方法による。

【００２２】

【表３】

【００２３】本発明の熱接着複合繊維を用いて作成した
クッション材は優れたクッション性、優れた高温の耐熱
抗へたり性、及び常温でも優れた抗へたり性を示す。本
発明を外れるものはクッション性や抗へたり性が劣る。
更には、加工での工程通過性が劣るものがある。

【００２４】

【発明の効果】本発明の熱接着複合繊維は、クッション
材などに他繊維を母材に用いたときに螺旋捲縮が母材の
巻きつき且つ接着して強固且つ伸縮性の良い接着点を形
成すると同時に発現した螺旋がスプリングの作用をし
て、従来にない優れたクッション性、優れた高温の耐熱
抗へたり性、及び常温でも優れた抗へたり性を示す。特
にポリエステル繊維とは接着性が良好であり、上記性能
がより向上できるとともに透湿透水性も保持できるので
蒸れの少ない快適な座席を提供できる。また、分離しな
くてもそのまま回収再加工が可能であり、特に、自動
車、電車、船舶等の座席に適している。さらには、ベッ
ド、家具にも適したものになる。クッション材用途以外
に、捲縮発現が著しく良好な特性と伸縮性の良好な接着
点形成を活用して、低目付け、高目付けを問わず伸縮可
能な不織布用途、例えば、衛材基布、肩パットやブラジ
ャ−カップ、合成皮革基布や立毛布帛用基布、衛材用パ
ッド類、座席用伸縮可能で通気性良好な接着ワデング層
や内装材の接着不織布等等にも広く適用できる。さらに
は、紡績が可能であり、紡績糸や飾り糸等衣料用途途に
も適用できる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリエステルエラストマーとポリエステ
   ル非エラストマーよりなる熱接着複合繊維であり、熱接
   着成分は酸成分としてテレフタル酸を９０モル％以上含
   有し、グリコ−ル成分として１−４ブタンジオ−ルおよ
   びポリアルキレンジオ−ルがブロック共重合され、且
   つ、ポリアルキレンジオ−ルの共重合割合が３０重量％
   以上、８０重量％以下であるポリエステルエラストマ−
   からなり、他の成分は非エラストマ−ポリエステルより
   なる複合繊維であり、該複合繊維は潜在捲縮能が付与さ
   れており、該潜在捲縮能にもとずく立体捲縮が未発現で
   あることを特徴とするポリエステル系熱接着複合繊維。