JPH0726253B2 - 熱接着性複合繊維 - Google Patents

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，食品包装用，衛
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、例えば衛材用に使用
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、上記背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ため鋭意検討した結
果、複合繊維製造時に異方冷却を行なって該複合繊維の
横断面方向に複屈折率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、この際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、接
着性成分を鞘成分とする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、該複合繊維は異方冷却
が施されていることを特徴とする熱接着性複合繊維であ
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。融点
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150〜180℃）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５〜20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、裁断性も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−ヒドロキ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−ジメタノール,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、ポリアルキレングリコール，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0.4未満の場合では、得られる複合繊維
のタフネスが低くなって裁断性は向上するものの、後に
詳述する異方冷却の効果が発現し難くなり、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、異方冷却による繊維横断面方向の複屈
折率差を大きくすることは可能になるが、逆に複合繊維
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
るために艶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。一方、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重量％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150℃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
の不織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α−オレフィンと、アクリ
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テル類，酸無水物類のう
ち少なくとも１種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鞘成分中に分
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℃以下にすることが大切である。

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は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
ンチルグリコール,1,4−シクロヘキサンジメタノール，
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織布の接着強力が低下
する傾向に有り好ましくない。

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異方冷却につい
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、異
方冷却が施されていることが必要である。この異方冷却
が隠蔽性向上に極めて効果を発揮する要因については未
だ明確でなく今後の解明が持たれるが、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差（以下単に
断面異方性と称することがある）が形成されるために、
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、この断面異方性により繊維が歪を生
じ易くなって、裁断性も向上するものと推定される。

ここでいう異方冷却とは、紡糸口金直下で紡糸された糸
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
てる方法である。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た
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。一方、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
き、灰分規制が存在する衛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，風合
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） 風 合 カット長51mmの熱接着性の短繊維をカード機に通して目
付60g/m²のウエブとし、次いで140℃下20秒間熱処理し
て不織布（厚さ約5mm）を作成する。

得られた不織布を、５人のパネラーが触感により判定し
た。

○：全員が良好と判定 △:3〜４人が良好と判定 ×:3人以上が不良と判定 （２） 接着強度 上記不織布から、マシン方向に巾6cm長さ20cmの試験片
を切り取り、JIS L1096に準じてつかみ間隔10cm,伸長
速度20cm/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。

（３） 嵩回復率 予め厚さ（amm）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5cm重量1kg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（bmm）を測定し次式より算出した。

この値が95％以上のものを良（○で表わす）と判定し
た。

（４） 裁断性 上記不織布をロータリーダ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時間連続運転後に評価
した。

○：完全に切断 △：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
パネラーが視感判定することにより評価した。

○：全員が良好と判定 △:3〜４人が良好と判定 ×:3人以上が不良と判定 実施例１ 芯成分として融点265℃、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90wt％及
び酸成分としてテレフタル酸成分80モル％，イソフタル
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（融点106℃）を混合し
たものを用い、孔径0.5mmφ，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250℃とし、
芯／鞘重量比を50/50,全吐出量を240g/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、スタッファーボックスで11個/25mm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
得られた熱接着性繊維を長さ51mm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２〜３ 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℃，鞘成分の溶融温度を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
較例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。

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
菱モディック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。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】繊維形成性成分を芯成分とし、接着性成分
   を鞘成分とする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、該複合繊維は異方冷却が施され
   ていることを特徴とする熱接着性複合繊維。
2. 【請求項２】鞘成分が、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を35重量％以下含
   有する請求項１記載の熱接着性複合繊維。
3. 【請求項３】ポリエステルからなる芯部分に、複合繊維
   に対して３〜30％の中空部を有する請求項（１）又は
   （２）記載の熱接着性複合繊維。