JPH11241228A - ポリエステル系熱接着性繊維及びクッション構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 クッションに用いたときに、優れたクッショ
ン性、常温および高温雰囲気下での耐久性を有する繊維
状クッション構造体用途に適したポリエステル系熱接着
性繊維を提供する。 【解決手段】 ポリアルキレンテレフタレートを主とす
るポリエステルをハードセグメント、平均分子量 500〜
5000の直鎖状ポリアルキレングリコールをソフトセグメ
ントとしたポリエステルエラストマーからなる弾性複合
繊維であって、鞘成分の融点を185℃以下、芯成分の融
点は鞘成分のそれより15℃以上高く ＊１：が120Ｐａ．ｓ以下であって、芯鞘各々の ＊２：２０／８０〜５０／５０，５０／５０〜２０／８
０であって 250℃でのshear rate 1000sec−１の時の溶
融粘度＊１、ハードセグメントとソフトセグメントとの
重量比が＊２、かつ鞘成分が無機微粒子を 0.1〜２重量
％含有しているポリエステル系熱接着性繊維。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、繊維製クッション
構造体用途に適したポリエステル系熱接着性繊維および
この繊維を用いたクッション構造体に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、ソファー・椅子・ベッド等の家具
用や自動車シート用のクッション材としては、主として
ポリウレタンフォームが使用されてきた。

【０００３】しかしながら、ポリウレタンフォームはク
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すい。さら
に、燃焼時の発生熱量が大きく、難燃性付与にはハロゲ
ン化物添加が必要となり、火災時に有毒ガスの発生によ
る中毒問題の原因ともなる。また、リサイクルが困難な
ため焼却されるが、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。

【０００４】そこで、近年、ポリウレタンフォームに代
わる材料として、ポリエステル繊維を主体とした繊維状
クッション材が提案されている。例えば、ポリエステル
繊維をウエブ状としてニードリングしたものやバインダ
ー繊維を併用して融着加工したもの（特開昭57-35047号
公報等）がある。また、ポリエステル繊維をポリウレタ
ン系樹脂で接着したものもある。

【０００５】しかし、ポリエステル繊維系クッション材
のうち、ポリエステル繊維をウエブ状としてニードリン
グしたものは、繊維の一部が脱落、飛散しやすく、ま
た、嵩高性も不十分である。これらの欠点を解消するた
めバインダー繊維を併用して融着加工したものもある
が、風合いが硬いという欠点があった。また、両者とも
に繰り返し圧縮や高温雰囲気下での圧縮に対してへたり
やすく、使用によりクッション性が低下するとい欠点が
あった。さらに、ポリエステル繊維をポリウレタン系樹
脂で接着してクッション材としたものは、ポリウレタン
樹脂の比率を相当に高める必要があり、従来のポリウレ
タンフォームと同様に燃焼時の有毒ガス発生の問題や通
気性不良の問題を有するものであった。

【０００６】また、ポリエステル繊維よりなるクッショ
ン材に優れた弾性特性と形態保持性とを付与することが
できるバインダー繊維として、特定のポリエーテルエス
テル系共重合体を熱接着成分としたポリエステル系複合
繊維が提案されている（特開平４−240219号公報）。し
かし、このポリエーテルエステル系共重合体を繊維化し
ようとすると、溶融紡糸での冷却の困難さによる繊維の
密着発生の問題や表面摩擦力が大きいことによる製糸工
程での走行糸条の擦過損傷の問題等があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、繊維化が容
易で、かつ、高温雰囲気下でも耐久性を有し、柔らかな
風合いとへたり難さとを有する繊維系クッション構造体
を提供できるポリエステル系熱接着性繊維、およびこの
繊維を用いた高温雰囲気下でも耐久性を有し、柔らかな
風合いとへたり難さとを有するクッション構造体を提供
しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するもので、芯成分及び鞘成分共にポリアルキレン
テレフタレートを主とするポリエステルをハードセグメ
ントとし、平均分子量５００〜５０００の直鎖状ポリア
ルキレングリコールをソフトセグメントとしたポリエス
テルエラストマーからなる複合繊維であって，芯成分は
ハードセグメントとソフトセグメントとの重量比が５０
／５０〜８０／２０で，２５０℃でshear rate 1000sec
−１の時の溶融粘度が１２０Pa・s以上であり, 鞘成分は
ハードセグメントとソフトセグメントとの重量比が２０
／８０〜５０／５０で，２５０℃でshear rate 1000sec
−１の時の溶融粘度が１２０Pa・s以下であって，鞘成分
の融点が１８５℃以下で，芯成分の融点は鞘成分の融点
より１５℃以上高く，かつ鞘成分には無機微粒子を０．
１〜２重量％含有していることを特徴とするポリエステ
ル系熱接着性繊維およびこのポリエステル系熱接着性繊
維を含有するクッション構造体を要旨とするものであ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。

【００１０】本発明のポリエステル系熱接着性繊維は，
芯成分及び鞘成分共にポリアルキレンテレフタレートを
主とするポリエステルをハードセグメントとし、平均分
子量500 〜5000の直鎖状ポリアルキレングリコールをソ
フトセグメントとしたポリエステルエラストマーからな
る複合繊維である。

【００１１】本発明におけるポリエステルエラストマー
のハードセグメントのポリアルキレンテレフタレートと
しては、ポリエチレンテレフタレート（PET) 、ポリブ
チレンテレフタレート（PBT) もしくはこれらを主とす
る共重合体や混合物が用いられる。これらのポリエステ
ルは、結晶性に優れており，生成した結晶部がハードセ
グメントの役割をするものである。

【００１２】一方、ソフトセグメントとしては、分子量
が500 〜5000、好ましくは1000〜3000のポリアルキレン
グリコールが用いられ、ポリアルキレングリコールとし
ては、ポリテトラメチレングリコール（PTMG）及びポリ
エチレングリコール（PEG)が好ましく用いられる。

【００１３】ポリアルキレングリコールの平均分子量が
500未満であるとソフトセグメントとしての効果が小さ
くなるため、十分な弾性特性が得られなくなる。逆に50
00を越えるものではハードセグメントを形成するポリエ
ステルとの相溶性が悪くなり、均一な重合体が得られ
ず、弾性特性も低下する。

【００１４】ハードセグメントとソフトセグメントとの
割合は、優れた弾性特性と適性な融点を得るために、芯
成分では重量比で50／50〜80／20、鞘成分では20／80〜
50／50の範囲にすることが必要である。

【００１５】芯成分に用いるポリマーのハードセグメン
トの重量比が80重量％を越えると、弾性性能が低下しや
すく、50重量％未満であると、融点が低いものとなり、
融着熱処理の際に熱劣化しやすいものとなるため好まし
くない。

【００１６】また、鞘成分に用いるポリマーのハードセ
グメントの重量比が50重量％を越えると、融点が高く、
融着熱処理を高温で行うことが必要となり、20重量％未
満になると、融点が低くなりすぎ、紡糸時の密着が発生
するなど操業性が低下するため好ましくない。

【００１７】芯成分の溶融粘度は、250 ℃で、shear ra
te 1000sec−１の時、120Pa・sec 以上であることが必要
であり、好ましくは120 〜250Pa・sec である。120Pa・se
c 未満では、得られる繊維の強度が不足し、また融点が
低くなるため好ましくない。

【００１８】鞘成分の溶融粘度は、120Pa・sec 以下であ
ることが必要である。120Pa・sec を越えると、溶融熱処
理を行った際に流動性が劣るため、接着不良の原因とな
り、得られるクッション構造体が耐へたり性に劣るもの
となるため好ましくない。

【００１９】本発明の熱接着性複合繊維の鞘成分のポリ
エステルエラストマーの融点は、 185℃以下であること
が必要であり、好ましくは130〜185℃の範囲である。鞘
成分の融点が 185℃を越えると融着熱処理を高温で行う
ことが必要となって経済的に好ましくない。また 130℃
未満では、繊維化しても高温雰囲気下で使用したとき
に、へたりやすくなり好ましくない。

【００２０】また芯成分のポリエステルエラストマーの
融点は、鞘成分の融点より15℃以上高いことが必要であ
る。芯成分と鞘成分の融点の差が15℃未満であると、熱
接着処理を行う際の熱により、芯成分のエラストマーが
分解しやすくなり、得られる複合繊維の強度およびクッ
ション構造体のクッション性能が劣るため、好ましくな
い。

【００２１】本発明に用いるポリエステルエラストマー
は、単独で延伸糸としたとき、伸度が 100〜800 ％で、
50％伸長時の弾性回復率が90％以上、 200％伸長時の弾
性回復率が75％以上となる弾性特性を有するものが好ま
しい。

【００２２】本発明の熱接着性繊維は、ポリエステルエ
ラストマーからなる複合繊維であり、複合の形態として
は、同心芯鞘型、偏心芯鞘型、海島型や、本発明にいう
芯成分と鞘成分とを張り合わせたサイドバイサイド型等
のいずれでもよい。

【００２３】芯成分と鞘成分の複合比（重量比）は、好
ましくは30／70〜80／20である。鞘成分が20重量％より
も少ないと、十分な接着強力が得られず、また芯成分が
30重量％よりも少ないと、得られるクッション構造体の
耐へたり性が劣るものとなり好ましくない。

【００２４】本発明の熱接着性複合繊維の鞘成分には、
無機微粒子を 0.1〜２重量％含有していることが必要で
ある。無機微粒子の含有量が 0.1重量％未満であると、
紡糸時に繊維が相互に密着したり、表面摩擦力が大き
く、ガイドなどで摩擦損傷を引き起こしたりするため好
ましくない。また２重量％を越えると、紡糸時の濾圧上
昇や糸切れの原因となるため好ましくない。鞘成分に含
有する無機微粒子としては、二酸化チタンおよび二酸化
ケイ素が好ましく用いられるが、これらの他、酸化アル
ミニウム、水酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、ス
テアリン酸マグネシウム等一般に滑剤として知られてい
るものを用いることができる。無機微粒子の粒径は、大
きすぎると紡糸時の濾圧上昇や糸切れの原因となり、逆
に小さすぎると繊維の密着および摩擦損傷を防止する効
果が低下するので、平均粒子径が0.1 〜10μｍ程度のも
のが好ましい。無機微粒子の添加方法としては、重合時
添加法、マスターバッチ法等があるが、その方法は特に
限定されない。

【００２５】本発明の熱接着性繊維は、常法によって溶
融紡糸し、延伸および緊張熱処理した後、必要に応じて
捲縮を付与することによって製造することができる。

【００２６】本発明の熱接着性繊維は、短繊維として、
通常のポリエステル繊維、綿、ウール、パームファイバ
ー等の他の繊維と混綿し、カード等でウエブを形成し、
熱処理して構成する繊維相互を点接合することにより、
クッション構造体とされる。

【００２７】また、熱処理の前にニードリングを行って
もよい。

【００２８】この場合、本発明の熱接着性繊維は、クッ
ション構造体に対して20〜100 重量％含有していること
が必要である。20重量％未満であると、本発明の目的と
する、クッション性、常温および高温雰囲気下での耐久
性に優れた繊維状クッション構造体が得られないため、
好ましくない。

【００２９】なお、熱処理装置としては、熱風循環ドラ
イヤー、熱風貫流ドライヤー、サクションドライヤー等
が用いられ、鞘成分の融点に応じて適切な処理温度と処
理時間を選定して熱処理を行えばよい。

【００３０】

【作用】ポリエステルエラストマーは、溶融紡糸時の冷
却性が悪く、繊維が相互に密着する場合があり、また、
表面摩擦力が大きいためにガイド、ロール等で走行糸条
の摩擦損傷をひき起こしやすいが、本発明の熱接着性繊
維においては、ポリエステルエラストマーが無機微粒子
を含有しているため、これが滑剤として作用し、溶融紡
糸時の繊維の密着や製糸工程での走行糸条の擦過損傷が
防止される。なお、前記特開平４−240219号には、ポリ
エステル系エラストマーに艶消剤や顔料を添加してもよ
い旨記載されているが、このような目的で添加される無
機微粒子はごく少量であり、本発明の目的とするような
効果は奏しない。 また、本発明の熱接着性繊維は、ポ
リエステルエラストマーからなり、適度な融点と弾性特
性とを有しているため、これを熱接着性繊維として用い
た繊維状クッション構造体は、風合いが軟らかく、繰り
返し圧縮及び高温雰囲気下での圧縮に対して、へたり難
いものとなる。

【００３１】

【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明
する。

【００３２】なお、実施例における諸特性の評価法は次
のとおりである。

【００３３】（１）溶融粘度（ηmelt） 島津製作所製フローテスターＦＴ500 Ａを使用し、乾燥
したポリマーを用い、溶融時間３分、溶融温度 250℃で
荷重を種々変えて測定し、shear rate 1000sec−１の時
の値を溶融粘度とした。

【００３４】（２）融点 パーキンエルマー社製の示差走査熱量計ＤＳＣ−７型を
用い、昇温速度20℃／分で測定した。

【００３５】（３）繰り返し圧縮時の耐へたり性 JIS K 6382 5.6.3に準じて、試験片の厚さｔを測定した
後、両面平行な圧縮板に挟み、常温で毎分60回の速さで
試験片の厚さの50％に連続 80000回繰り返し圧縮した
後、試験片を取り出して室温で30分間放置後、その厚さ
ｓを測定し、繰り返し圧縮残留歪み率Ｃ（％）を次式で
算出して評価した。（試験片３個の平均値で表す。）な
お、20％以下を合格とした。

【００３６】Ｃ＝（ｔ−ｓ）／ｔ×100 （４）高温雰囲気下の耐へたり性 JIS K 6382 5.6.3に準じて、試験片の厚さｔを測定した
後、両面平行な圧縮板に挟み、試験片の厚さの50％に圧
縮固定して、温度70±1 ℃の恒温槽中で連続22時間加熱
した後取り出して、試験片を圧縮板から外し、室温で30
分間放置後、その厚さｓを測定し、次式で圧縮残留歪み
率ＣＴ（％）を算出して評価した。なお、30％以下を合
格とした。

【００３７】ＣＴ＝（ｔ−ｓ）／ｔ×100 （５）風合い 10人のパネラーによる官能試験により○：良好、△：普
通、×：不良の３段階で評価し評価の最も多い評価結果
を試料の風合い評価とした。

【００３８】（６）製糸性 24時間の紡糸を行い, 密着や糸切れの有無によって,
○：密着，糸切れなし，×：密着，糸切れなしで評価し
た。

【００３９】合成例Ａ エステル化反応器にテレフタル酸ジメチル19.4ｋｇ、1,
4-ブタンジオール18.0ｋｇを仕込み、テトラブチルチタ
ネート10ｇを触媒として加え、常圧下、 210℃で２時間
30分エステル化反応を行った。得られた反応物を重合缶
に移送し、ポリテトラメチレングリコール（平均分子量
2,000) 26.8ｋｇとヒンダードフェノール系酸化防止剤
（チバガイギー製イルガノックス1010）50ｇ、二酸化チ
タン260ｇを添加し、 133Pa以下の減圧下、 250℃の温
度で４時間重縮合反応を行った。

【００４０】得られたポリマーは融点 180℃、 250℃で
shear rate 1000sec−１の時の溶融粘度は 120Pa・ s で
あった。このポリマーのポリブチレンテレフタレート
（PBT)とポリテトラメチレングリコール（PTMG）の共重
合比（重量比）は45／55であり、これをポリマーＡとし
た。

【００４１】合成例Ｂ〜Ｊ テレフタル酸ジメチル、1,4-ブタンジオール、PTMGの添
加量、重縮合反応時間、PTMGの平均分子量、無機微粒子
としての二酸化チタンの添加量を表１に示すごとくに変
更した以外は、合成例Ａと同様にしてポリマーＢ〜Ｊを
得て，無機微粒子を二酸化ケイ素に変更すること以外
は，合成例Ａと同様にしてポリマーＫを得た。

【００４２】ポリマーＡ〜ＫのPTMGの平均分子量, PBT
／PTMGの重量比, 無機微粒子の含有量、および融点、溶
融粘度を表１に示す。

【００４３】

【表１】

【００４４】実施例１〜７、比較例１〜６ ポリマーＡ〜Ｋを表２に示したように芯成分、鞘成分と
して用い、通常の複合溶融紡糸装置を用い、複合体積比
1:1、紡糸温度 270℃、吐出量206g/min、紡糸孔数 22
5、紡糸速度700m/minの条件で紡出し、18℃の冷風で冷
却し引き取って、未延伸糸を得た。

【００４５】得られた未延伸糸を集束して、10万ｄのト
ウにし、延伸倍率 3.2倍、延伸温度65℃で延伸し、温度
120℃で緊張熱処理し、次いで押し込み式クリンパーで
捲縮を付与した後、51mmに切断して、繊度４ｄの熱接着
性繊維を得た。

【００４６】上記の実施例および比較例で得られた10種
類の熱接着性繊維と極限粘度0.68と0.55のポリエチレン
テレフタレートをサイドバイサイドで複合紡糸した通常
の詰綿用ポリエステル中空複合繊維（繊度13ｄ、繊維長
51mm、中空度15％）とを70：30の重量比で混綿し、梳綿
機でウエブとした後、クロスレイヤーで積層して目付1.
25kg/m²の積層ウエブを得た。このウエブを厚さ５ｃｍ
に規制して、熱風循環ドライヤーを用い、 180℃で15分
間熱処理を行い、繊維状クッション構造体を得た。得ら
れたクッション構造体の繰り返し圧縮時の耐へたり性
（Ｃ）、高温雰囲気下の耐へたり性（ＣＴ）および風合
いの評価結果を併せて表２に示す。

【００４７】

【表２】

【００４８】表２より明らかなように、実施例１〜７で
得られた繊維は、製糸性が良好であり、これを用いたク
ッション構造体はいずれも耐へたり性及び風合いにおい
て優れていた。

【００４９】これに対して、比較例１はPTMGの分子量が
小さく、ポリマーの弾性特性が劣るために、得られたク
ッション構造体の耐へたり性や風合いに劣るものであっ
た。

【００５０】比較例２は、鞘成分の二酸化チタン量が少
ないために、紡糸時に繊維間密着やガイドでの摩擦損傷
が発生するなど、製糸性に劣るものであった。比較例３
は、鞘成分の二酸化チタン量が多いために、紡糸時に濾
圧上昇や糸切れが発生するなど、製糸性に劣るものであ
った。比較例４は、鞘成分の溶融粘度が高いために、熱
処理時における接着不良が生じ、耐へたり性に劣るもの
であった。比較例５は、芯成分と鞘成分との融点差が小
さいために、熱処理を行った際の熱劣化が激しく、実用
に供し得ないものであった。比較例６は、本発明の熱接
着性繊維の含有量が少ないために、得られたクッション
構造体は耐へたり性に劣るものであった。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、繊維化が容易で、かつ
高温雰囲気下でも耐久性を有し、柔らかな風合いとへた
り難さを有する繊維系クッション構造体を得ることがで
きるポリエステル系熱接着性繊維が提供できる。また、
このポリエステル系熱接着性繊維を用いることにより、
高温雰囲気下でも耐久性を有し、柔らかな風合いとへた
り難さを有するクッション構造体を提供することができ
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 芯成分及び鞘成分共にポリアルキレンテ
   レフタレートを主とするポリエステルをハードセグメン
   トとし、平均分子量５００〜５０００の直鎖状ポリアル
   キレングリコールをソフトセグメントとしたポリエステ
   ルエラストマーからなる複合繊維であって，芯成分はハ
   ードセグメントとソフトセグメントとの重量比が５０／
   ５０〜８０／２０で，２５０℃でshear rate 1000sec−
   １の時の溶融粘度が１２０Pa・s以上であり, 鞘成分はハ
   ードセグメントとソフトセグメントとの重量比が２０／
   ８０〜５０／５０で，２５０℃でshear rate 1000sec−
   １の時の溶融粘度が１２０Pa・s以下であって，鞘成分の
   融点が１８５℃以下で，芯成分の融点は鞘成分の融点よ
   り１５℃以上高く，かつ鞘成分には無機微粒子を０．１
   〜２重量％含有していることを特徴とするポリエステル
   系熱接着性繊維。
2. 【請求項２】 請求項１のポリエステル系熱接着性繊維
   を２０〜１００重量％含有したクッション構造体。