JPH11158729A - 熱接着性ポリエステル繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 優れたクッション性、耐久性を有する座り心
地の快適なクッション材を良好な工程通過性で製造でき
る熱接着性ポリエステル繊維を提供すること。 【解決手段】 ポリエステルの基本骨格単位が、ベンゼ
ン環を１又は２有する芳香族ジカルボン酸を主成分とす
る酸成分と、−（ＣＨ₂ ）_n −で示されるメチレン基の
ｎ数が３から７の奇数であるジオールを主成分とするグ
リコール成分を重縮合した融点が８０℃以上２３５℃以
下であるポリエステルＡをシース成分とし、ポリエステ
ルの基本骨格単位が、ベンゼン環を１又は２有する芳香
族ジカルボン酸を主成分とする酸成分と、−（ＣＨ₂ ）
_n −で示されるメチレン基のｎ数が２から６の偶数であ
るジオールを主成分とするグリコール成分を重縮合した
融点がポリエステルＡより３０℃以上高い融点を有する
ポリエステルＢをコア成分としたシースコア断面形状を
有するシース部とコア部の重量比が３０：７０から７
０：３０である熱接着性ポリエステル繊維。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱接着性ポリエス
テル繊維に関する。更には本発明の熱接着繊維を用いて
熱成形により得られた繊維からなるクッション材は優れ
たクッション性及び耐へたり性を付与できる熱接着性ポ
リエステル繊維である。

【０００２】

【従来の技術】現在、家具およびベットなどのクッショ
ン材には金属スプリング、発泡ウレタン、ポリエステル
繊維詰め綿、およ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、床付き感が大きく、透湿性
に劣り蓄熱性があるため蒸れやすく、かつ、燃焼時の発
熱量が大きく有毒ガスの発生があり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点が
ある。又、ポリエステル繊維詰め綿では繊維間が固定さ
れていないため、使用時に形態が崩れたり、繊維が移動
して巻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ラテックスを用いたものとして
特開昭６０−１１３５２号公報、特開昭６１−１４１３
８８号公報、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６１−１３
７７３２号公報等がある。これらのクッション材は耐久
性に劣り、かつリサイクルができない、燃焼時に発生す
る燃焼ガスに有害な成分を含むなどの問題点がある。

【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、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ーを用いるため
（例えば特開昭５８−１３６８２８号公報、特開平３−
２４９２１３号公報等）接着部分が脆く、使用中に接着
部分が塑性変形や破壊を生じて変形したり弾力性が低下
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。更には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しやすいポリエステルエラストマー
を用いた熱接着繊維を改良法として特開平４−２４０２
１９号公報が提案されている。この繊維に使用されるポ
リエステルエラストマーはハードセグメントの酸成分に
テレフタル酸を５０から８０モル％含有し、ソフトセグ
メントとしてポリアルキレングリコールの含有量を３０
から５０重量％に限定して、他の酸成分として例えば特
公昭６０−１４０４号公報に記載された繊維と同様にイ
ソフタル酸等を含有させて非晶性を増すことにより融点
を１８０℃以下として熱接着成形温度を低く押さえ、低
分子量化により低溶融粘度にして流動性を良くして熱接
着部分の形成を良くすることが提案させている。しか
し、このような接着成分組成では、塑性変形しやすく、
熱成形時にポリエステルエラストマーの流動性が良すぎ
て熱接着繊維の表面に止まらずコア部を形成する脆い非
弾性成分のみの梁が繊維構造体のマトリックス繊維と接
点間をつないでおり、大きい力や変形で容易に接合点間
をつなぐ脆い非弾性成分の梁が破壊され、繊維構造体の
クッション性や耐久性が失われる問題がある。更にはポ
リエステルエラストマーが繊維表面を覆っているため繊
維の摩擦係数が高くなり過ぎてカード通過性が著しく低
下する問題点があった。耐久性向上のためには、熱接着
成分に非晶性成分を含まないポリエステルエラストマー
を用いた熱接着繊維の提案が特開平６−２７２１１１号
公報にて提案されているが、摩擦係数が高くなりカード
開繊性はやや劣るものであった。

【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、耐久性を有
する座り心地の快適なクッション材を良好な工程通過性
で製造できる熱接着性ポリエステル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】上記課題を解決するため
鋭意検討の結果本発明に到達した。即ち本発明は、ポリ
エステルの基本骨格単位が、ベンゼン環を１又は２有す
る芳香族ジカルボン酸を主成分とする酸成分と、−（Ｃ
Ｈ₂ ）_n −で示されるメチレン基のｎ数が３から７の奇
数であるジオールを主成分とするグリコール成分を重縮
合した融点が８０℃以上２３５℃以下であるポリエステ
ルＡをシース成分とし、ポリエステルの基本骨格単位
が、ベンゼン環を１又は２有する芳香族ジカルボン酸を
主成分とする酸成分と、−（ＣＨ₂ ）_n −で示されるメ
チレン基のｎ数が２から６の偶数であるジオールを主成
分とするグリコール成分を重縮合した融点がポリエステ
ルＡより３０℃以上高い融点を有するポリエステルＢを
コア成分としたシースコア断面形状を有する複合繊維で
あって、シース部とコア部の重量比が３０：７０から７
０：３０であることを特徴とする熱接着性ポリエステル
繊維である。そして具体的には短繊維であることを特徴
とする熱接着性複合ポリエステル繊維であり、又は巻縮
を有することを特徴とする熱接着性複合ポリエステル繊
維であり、又は中空部を有し中空率が１％以上１０％以
下であることを特徴とする熱接着性複合ポリエステル繊
維である。

【０００８】本発明のシース成分となるポリエステルＡ
はポリエステルの基本骨格単位が、ベンゼン環を１又は
２有する芳香族ジカルボン酸を主成分とする酸成分と、
アルキレングリコールの−（ＣＨ₂ ）_n −で示される直
鎖部分のメチレン基のｎ数が３から７の奇数であるジオ
ールを主成分とするグリコール成分を重縮合した融点が
８０℃以上２３５℃以下であるポリエステルである。例
えば、ポリプロピレンテレフタレート、ポリプロピレン
イソフタレート、ポリペンタメチレンテレフタレート、
ポリペンタメチレンナフタレート、ポリペンタメチレン
ビフェニレート、ポリヘプタメチレンテレフタレート、
ポリヘプタメチレンナフタレート、ポリヘプタメチレン
ビフェニレートなどを繰返し基本骨格単位とした単成分
又は多成分共重合ポリエステルを主成分とするものが例
示できる。本発明で言う主成分とは少なくとも７０モル
％以上を含有するものである。従って、ポリエステルＡ
にメチレン基のｎ数が偶数のものが３０モル％未満含有
することが許容される。本発明におけるシース成分は熱
接着成分として機能する必要があり、コア成分の融点よ
り少なくとも３０℃以上低い必要がある。コア成分によ
り適切な融点は変化するが少なくとも２３５℃以下８０
℃以上である。２３５℃以上ではコア成分に汎用性のポ
リエステル例えばポリエチレンテレフタレートなどが使
用できないので好ましくない。８０℃以下では耐熱性が
極端に低下するので好ましくない。熱処理条件等から汎
用の設備が使用可能な温度域で溶融接合でき、且つ耐久
性及び耐熱性を有する範囲の融点としては、１００℃以
上２００℃以下が好ましく、より好ましくは１１０℃以
上１８０℃以下である。グリコール成分の骨格を形成す
るメチレン基のｎ数が２、４、６のポリエステルは伸縮
性に乏しいため、ｎ数が２の前記ポリエチレンテレフタ
レートとポリエチレンイソフタレートの共重合ポリエス
テルを使用した場合接着点が脆くなり耐久性に劣る。ｎ
数が４のポリブチレンテレフタレートでは伸縮性に乏し
いためポリエーテルをブロック共重合してエラストマー
化し伸縮性を付与してた場合は、繊維の表面摩擦が著し
く高くなり加工時の工程通過性が極端に低下し品質が安
定せず斑の多い製品が得られるため好ましくない。他
方、ｎ数が３、５、７の奇数のポリエステルは伸縮性が
あり、しかも繊維表面の摩擦係数がエラストマーの様に
著しくは高くならないため、良好な加工工程通過性を保
持し安定した品質で耐久性及びクッション性の優れたク
ッション材を得ることができる。本発明の好ましいシー
ス成分としては単成分又は共重合成分が結晶性が高いほ
ど好ましく、融点調整のため共重合または添加すること
で非晶性になるものは繊維構造体にした時に変形により
塑性変形し易いので好ましくない。なお、本発明のポリ
エステルＡは融点調整のために脂肪族系酸成分、分岐ジ
オール、オリゴマー、その他の成分を３０モル％未満の
範囲で含有せしめることは特性が著しく低下しない範囲
で許容される。

【０００９】本発明のコア成分を構成するポリエステル
Ｂとしてはポリエステルの基本骨格単位が、ベンゼン環
を１又は２有する芳香族ジカルボン酸を主成分とする酸
成分と、−（ＣＨ₂ ）_n −で示されるメチレン基のｎ数
が２から６の偶数であるジオールを主成分とするグリコ
ール成分を重縮合した融点がポリエステルＡより３０℃
以上高い融点を有するポリエステルである。シース成分
との融点差が３０℃未満では熱接着時のシース溶融温度
をシース部融点の１０から３０℃高い温度で溶融させる
ため温度斑やバラツキ等でコア部も溶融してしまうので
好ましくない。好ましい融点差は５０℃以上、２００℃
以下、より好ましくは８０℃以下１５０℃未満である。
融点差が２００℃を超える場合は紡糸時にシース成分の
分解が発生するので好ましくない。用いるシース成分に
もよるが、本発明で用いられるポリエステルＢとして
は、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレ
ン２・６ナフタレート、ポリエチレン２・７ナフタレー
ト、ポリエチレンビフェニール、ポリブチレンテレフタ
レート、ポリブチレン２・６ナフタレート、ポリブチレ
ン２・７ナフタレート、ポリブチレンビフェニール、ポ
リヘキサメチレンテレフタレート、ポリヘキサメチレン
２・６ナフタレート、ポリヘキサメチレンビフェニー
ル、ポリシクロヘキシレンテレフタレート、ポリシクロ
ヘキシレン２・４ナフタレート、ポリシクロヘキシレン
ビフェニールなどの単成分又は多成分共重合ポリエステ
ルを主成分とするものが例示できる。ポリエステルＢは
コア成分機能として繊維構造体を繋ぐ梁の機能を持たせ
るため融点が高く、高結晶性のものは高モジュラスで耐
熱性がよく塑性変形し難いのでクッション材としたとき
耐熱耐久性と硬さが向上するので特に好ましい。逆に塑
性変形し易く耐熱性が劣るものは好ましくない。又、耐
熱耐久性の優れた伸縮性をもつエラストマーをコア成分
とした場合、伸縮性を持つ梁の機能を発現して耐熱耐久
性と優れたクッション性をクッション材に付与すること
ができるので最も好ましい。好ましいポリエステルエラ
ストマーとしては、例えば前記ポリエステルをハードセ
グメントにしてソフトセグメントとして平均分子量が３
００から５０００（好ましくは５００から３０００、よ
り好ましくは１０００から２０００）のポリエーテル系
グリコール、ポリエステル系グリコール、ポリカーボネ
イト系グリコール等をブロック共重合した三元ブロック
共重合ポリエステルが例示できる。本発明におけるソフ
トセグメント含有量は多すぎると融点の低下を招くため
５０モル％以下が望ましい。好ましい含有量は５モル％
以上３０モル％以下である。

【００１０】本発明の熱接着性ポリエステル繊維を構成
するポリエステルＡおよびポリエステルＢには必要に応
じて抗酸化剤、耐光剤、紫外線吸収剤、難燃剤、抗菌
剤、防黴剤、無機粒子、着色剤等を含有させ機能を付加
することができる。

【００１１】本発明の熱接着性ポリエステル繊維を構成
するポリエステルＡ：ポリエステルＢの構成重量比は３
０：７０から７０：３０である。シース成分が３０重量
％未満では接着点への溶融ポリマーの供給量が少なくな
り接着点強度が低下し耐久性が低下するので好ましくな
い。更には複合紡糸時にコア部を完全に包み込むことが
できなくなり接着点数が減少し繊維構造体の耐久性が低
下するので好ましくない。シース成分が７０重量％以上
ではコア成分の梁機能が低下し柔らかくなり過ぎるので
硬さ調整が難しくなる。好ましいポリエステルＡ：ポリ
エステルＢの構成重量比率は４０：６０から６０：４
０、より好ましくは４５：５５から５５：４５である。

【００１２】本発明の熱接着性繊維は繊維構造体化する
場合フィラメント状で用いることもできるが、通常は機
械巻縮を付与した後切断して短繊維化し、マトリックス
繊維と混綿してカード開繊後熱成形してクッション材を
形成する方法が主流であり、本発明の繊維も同様の方法
で用いる。そのためには、巻縮を付与し切断して短繊維
とする必要がある。巻縮付与は紡糸延伸後に押し込み巻
縮にて機械巻縮を付与する方法が一般的である。カード
開繊性と開繊ウエッブの絡合性を保持するためには機械
巻縮の形態は巻縮度が１０％から３０％、巻縮数が１０
山／インチから２５山／インチが好ましい。カット長は
混綿するマトリックス繊維のカット長との関係で適切な
長さに調整する。通常は２０ミリから１８５ミリ、好ま
しくは２８ミリから６５ミリが汎用のマトリックスとな
るポリエステルに適合できる長さである。他方、開繊方
法としてエアースルー方式を用いる場合は１０ミリから
６５ミリが好ましい。エアースルー方式の場合は巻縮付
与しなくても使用可能であり本発明繊維も巻縮付与した
もの及び巻縮付与されていないものが選択できる。巻縮
付与が不要な抄紙用途に用いる場合は分散性を考慮して
５ミリから２０ミリとするのが好ましい。

【００１３】本発明の繊維は軽量化の手段として中空部
を形成することができる。中空部はコア部に形成し、繊
維構造体としたときに中空断面の梁として断面２次モー
メント効果を機能させるのが好ましい。好ましい中空率
は１％以上１０％未満が好ましい。１％以下では中空効
果が期待できない。１０％以上の場合はコア成分の中空
構造が破裂して中空効果がなくなりコアは捻れ易くなり
梁機能の剛直性が低下する。好ましい中空率は３％以上
８％以下である。

【００１４】本発明の繊維の繊度は特に限定されない
が、繊度が太すぎると繊維構造体とした時の構成本数が
減少してネットワーク構造が粗くなり力の分散がし難く
なる。他方マトリックス繊維の繊度が太い場合は熱接着
性ポリエステル繊維の繊度が細すぎると混綿しにくくな
り均一なネットワーク構造を形成しにくくなる。好まし
くはマトリックス繊維に適合できる繊度として１デニー
ル以上１００デニール以下が好ましい。また、繊維の断
面形状も特には限定されないが用途や目的に応じて丸断
面や異形断面が選択できる。本発明繊維の油剤は熱接着
処理のため高温にさらされるので耐熱性の良好なものが
好ましく、例えばラウリルフォスフェートカリウムやセ
チルホスフェートカリウムなどのフォスフェート塩を用
いるのが好ましい。

【００１５】本発明の熱接着性ポリエステル繊維は単独
で不織布、クッション材等の繊維集合体にしてもよい
が、該熱接着性ポリエステル繊維を５重量％以上、好ま
しくは３０重量％以上６０重量％をマトリックス繊維と
混綿して繊維集合体にすることで好ましいクッション材
が得られる。好ましいマトリックス繊維の組成としては
ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレー
ト、ポリシクロヘキシレンジメチルテレフタレート、ポ
リエチレンビフェニールなどの高融点で高結晶性のポリ
エステルやポリブチレンテレフタレートなどが例示でき
る。このようなマトリックス繊維と本発明繊維を熱接着
繊維としてネットワーク構造を形成した繊維構造体は接
着点が伸縮性を有し塑性変形が少ないので大きい変形を
受けても回復し耐へたり性が通常の非エラストマー系の
熱接着成分のものより格段に向上している。また、エラ
ストマー系熱接着成分を用いたものに比べ同等の耐へた
り性を示し、本発明のコア成分にエラストマーを用いた
ものは、ネットワーク構造全体が大きい変形を熱接着成
分とコア成分が変形して構造体の変形を吸収するため格
段に耐へたり性が向上する。

【００１６】

【実施例】（実施例１〜３，比較例１〜３）酸成分とし
てジメチルテレフタレート（ＤＭＴ）又は、及びジメチ
ルイソフタレート（ＤＭＩ）又はナフタレン２・６ジカ
ルボン酸（ＤＭＮ）とグリコール成分としてエチレング
リコール（ＥＧ）、プロピレングリコール（ＰＧ）、ブ
タンジオール（ＢＤ）、ペンタメチレングリコール（Ｐ
Ｄ）を少量の触媒と安定剤とともに仕込み、公知の方法
で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Ａ及びポリエステルＢを得た。得られたポリエス
テルの特性を表１に示す。

【００１７】

【表１】

【００１８】得られたポリエステルＡをシース成分にポ
リエステルＢをコア成分として、シース／コアの重量比
を５０／５０で常法にて紡糸温度を２７５℃から２９５
℃にて紡糸し、未延伸糸を得た。次いで延伸温度７０℃
から１２０℃で３倍から３．５倍に延伸し集束後、クリ
ンパーにて機械巻縮を付与し、機械巻縮が伸びない張力
でカッターに供給して５１ミリに切断して４デニールか
ら４．５デニールの熱接着繊維性ポリエステル繊維を得
た。得られた繊維の特性を表２に示す。

【００１９】

【表２】

【００２０】得られた熱接着性ポリエステル繊維を３０
重量％と常法にて作成した１３デニールの中空で外側に
３個の突起を有する断面形状で立体巻縮を有するＰＥＴ
短繊維（繊維長５１ミリ、巻縮数１８山／インチ、巻縮
度２３％）を７０重量％とをカードにて混綿、開繊して
得たウェッブを密度０．０４ｇ／リッポウセンチメート
ルとなるように圧縮し、１５０℃から２４０℃の熱風を
強制貫通させて１０分間熱処理し、厚み５センチの平板
状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（７０℃
歪）、常温での繰り返し圧縮残留歪み（繰返し歪）はＪ
ＩＳ−Ｋ−６４０１の方法による。カード通過性は目視
判断で良好：○、やや不良：△、不良：×で示す。クッ
ション性は１０人のパネラーに座らせて、良好：○、や
や不良：△、不良：×で官能評価した。

【００２１】

【表３】

【００２２】本発明の要件を満たす実施例１〜３は優れ
た耐久性と良好なクッション性を示す。本発明から外れ
る比較例１は熱接着繊維のコア部が溶融してクッション
性が劣り、熱接着成分が本発明から外れる比較例２及び
３は耐久性が劣る。

【００２３】（実施例４，５，比較例４，５）シース成
分にＡ１、コア成分にＢ１を用い、シースコア比率（重
量比）を変更して上記方法と同様の条件にて得た熱接着
性ポリエステル繊維の特性を表４に示す。

【００２４】

【表４】

【００２５】実施例１と同様にしてクッション材を作成
し、評価した結果を表５に示す。

【００２６】

【表５】

【００２７】シースコア比が本発明から外れる比較例
４、５は耐久性及びクッション性が劣るものになる。

【００２８】（比較例６）酸成分にＤＭＴ及びグリコー
ル成分にＢＤとソフトセグメントとしてポリテトラメチ
レングリコール（ＰＴＭＧ）を少量の触媒と安定剤とと
もに仕込み常法により重縮合してソフトセグメント含有
量５６重量％、融点１８１℃のポリエーテルエステルブ
ロック共重合体を得た。得られた共重合体をシース成分
に、ＰＥＴをコア成分にして（シース／コア重量比：５
０／５０）２８０℃にて紡糸し、７５℃にて延伸後巻縮
を付与し５１ミリに切断して４デニール、巻縮数１８山
／インチ、巻縮数１３％の熱接着性ポリエステル繊維を
得た。得られた繊維を同様にしてカードでウェッブ化し
ようとしたが摩擦係数が高くうまく開繊ウェッブ化でき
なかった。そのため、エアースルーにて開繊ウェッブを
作成し、２００℃の熱風で処理し、厚み５センチの平板
状クッション材を得た。得られたクッション材の特性は
７０℃歪１８％、繰返し歪５％でクッション性は良好で
あった。が、カードでの通過性が著しく劣り生産性が不
良なものになる。本発明の熱接着性ポリエステル繊維を
用いて得られるクッション材用途としては車両用、船舶
用、家具、ベット、敷布団、座布団等に適するが特には
自動車や鉄道等の車両用座席に特に適している。また他
の用途としては、伸縮性を生かした不織布用途、例えば
衛材、肩パッド、合成皮革や立毛布帛類の基布、伸縮性
編織物等に広く適用できる。

【００２９】

【発明の効果】本発明によると他繊維をマトリックスに
用いてクッション材などに熱接着形成した場合、マトリ
ックス繊維間を伸縮性を有する接着点で３次元ネットワ
ーク構造を形成するため優れた耐久性とクッション性を
付与することが可能となる。また、熱可塑性エラストマ
ーを用いた場合に比べ生産性が著しく良好であるので汎
用性に優れた熱接着性ポリエステル繊維を提供すること
も可能となる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリエステルの基本骨格単位が、ベンゼ
   ン環を１又は２有する芳香族ジカルボン酸を主成分とす
   る酸成分と、−（ＣＨ₂ ）_n −で示されるメチレン基の
   ｎ数が３から７の奇数であるジオールを主成分とするグ
   リコール成分を重縮合した融点が８０℃以上２３５℃以
   下であるポリエステルＡをシース成分とし、ポリエステ
   ルの基本骨格単位が、ベンゼン環を１又は２有する芳香
   族ジカルボン酸を主成分とする酸成分と、−（ＣＨ₂ ）
   _n −で示されるメチレン基のｎ数が２から６の偶数であ
   るジオールを主成分とするグリコール成分を重縮合した
   融点が上記ポリエステルＡより３０℃以上高い融点を有
   するポリエステルＢをコア成分としたシースコア断面形
   状を有する複合繊維であって、シース部とコア部の重量
   比が３０：７０から７０：３０であることを特徴とする
   熱接着性ポリエステル繊維。
2. 【請求項２】 短繊維であることを特徴とする請求項１
   記載の熱接着性複合ポリエステル繊維。
3. 【請求項３】 巻縮を有することを特徴とする請求項１
   記載の熱接着性複合ポリエステル繊維。
4. 【請求項４】 中空部を有し中空率が１％以上１０％以
   下であることを特徴とする請求項１記載の熱接着性複合
   ポリエステル繊維。