JPS58126357A - 繊維成形体の製造方法 - 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】 本発明Ｆｉ３次元の顕在捲縮を有し、かつ、潜在捲縮を
実質的に有しない熱接着性複合繊維を用いて成る弾性に
富む繊維成形体の製造方法に関するものである。

繊維成形体の製造方法として、繊維塊の中に低融点の重
合体より成る繊維（以下単一型低融点繊維という）を混
合しその熱融着により成形物の形態を保持させる方法は
特公昭４７−２１６２０等圧おいて公知である。しかし
、このような単一型低融点繊維の融着による繊維成形体
は熱処２− 理時の体積、減少が大きく、収縮シワの発・生が避けら
れないうえに１核熱処理時に低融点繊維が繊維形状を失
い樹脂化するために風合いの硬い弾力性に乏しいものと
なり用途も限られてくる。

又、低融点重合体を一方の複合成分とする熱接着性複合
繊維及び該複合繊維から成る不織布は特公昭４２−２１
３１８、同４４−２２５４７、同５２−１２８３０等に
おいて公知である。複合繊維において延伸後弛緩させる
事によって発生する捲縮（以下このような捲縮を顕在捲
縮と称する事がある）はスパイラル状の３次元捲縮であ
り、この様な捲縮が繊維に嵩高性を与える事も公知で、
ふとん綿等の分野で利用されている。

しかし、この様な融点を異にする重合体成分より成る熱
接着性複合繊維であって顕在捲縮を有するものは一般に
、該繊維の熱接着の目的で実施する熱処理時に更に捲縮
を発現しく以下このような捲縮を潜在捲縮と称すること
がある）同時に大きな収縮を伴うことから均質な繊維成
形体が得られず、又捲縮が小さくなるため成形体の弾性
回復が悪くなるという欠点を有する。

本発明者達は上記欠点を改良し嵩高性でかつ弾性に富む
繊維成形体を得るべく鋭意研究を重ねた結果以下に示す
発明に到達した。すなわち、本発明は、結晶性ポリプロ
ピレンより成る第１成分と主としてポリエチレンより成
る箱足成分とを、第２成分が繊維表面の少くとも一部を
長さ方向に連続して存在する様に並列ｍまたは鞘芯型に
配し、紡糸後の第１成分のＱ値（Ｑ＝（Ｍｗ　７Ｍ　ｎ
　）　：　Ｍｗは重量平均分子量、Ｍｎは数平均分子量
）が３．５以上であるように紡糸した未延伸糸を連続し
たトウの形に集束し、延伸に先立って該未延伸糸を８０
０Ｃ以上でかつ第２成分の融点以下の温度に予熱し、引
続いて延伸倍率が３．０倍以上でかつ複合成分のいずれ
もが破断しない倍率で延伸を行い、延伸終了点以降では
延伸トつは上記予熱温度以下に冷却しており、かつ、一
対のニップロールの内少くとも一方のロールが非金属ロ
ールであるような引取ロールにより５０°Ｃ以下に冷却
した該延伸トウを引取ることにより捲縮数４〜１２１１
．１／吋で、捲縮弾性率が７５％以上である顕在捲縮を
有し、かつ、潜在捲縮は夾質的に有しない熱接着性複合
繊維を得、該繊維単独もしくは該繊維を少くとも２０重
量％以上含有するウェッブを該複合繊維の第２成分の融
点以上で第１成分の融点以下の温度で熱処理して成る主
として熱接着性複合繊維の第２成分の融着により安定化
されたことを特徴とする嵩高性で弾性に富む繊維成形体
の製造方法である。

本発明において第１成分として用いる結晶性ポリプロピ
レンとはプロピレンを主成分とする結晶性重合体の総称
であり、この中にはプロピレンの単独重合体のみならず
エチレン、ブテン−］あるいは］４−メチルペンテンー
１との共重合体等が含まれる。また、第２成分として用
いられるポリエチレンとは高圧法ポリエチレンあるいは
中低圧法ポリエチレンの如きエチレンを主成分とする、
重合体の総称であり、この中に５− はエチレンの単独重合体のみならず、プロピレン、ブテ
ン−１あるいは酢酸ビニルとの共重合体（ＥＶＡ）等が
含まれるが、このポリエチレンの融点は第１成分である
結晶性ポリプロピレンの融点より２０６Ｃ以上低いこと
が好ましい。上記結晶性ポリプロピレンおよびポリエチ
レンには、本発明の目的を損はない範囲において、ポリ
オレフィン繊維に通常用いられる各種の安定剤、充填剤
、顔料等を添加することができる。

本発明で用いられる熱接着性複合繊維は、第２成分が繊
維表面の少くとも一部を長さ方向に連続して存在する必
要があり、繊維表面を出来るだけ広く被うことが好まし
い。このような複合＃！維は並列型あるいは第２成分を
鞘成分とする鞘芯型の従来公知の溶融紡糸法によって得
ることが出来る。両成分の複合の割合には特別な限定は
ないが、第２成分が４０〜７０１１チであることが好ま
しい。

本発明で用いられる熱接着性複合繊維は紡糸後の第１成
分のＱ値が３．５以上、好ましくは４６− 以上となる様に紡糸されねばならない。Ｑ値とはゲルパ
ーミエイションクロマトグラフ法で求められる重重平均
分子量（Ｍｙ）と数平均分子量（Ｍｎ）の比、すなわち
Ｑ　＝　Ｍｗ／Ｍｎ　　である。結晶性ポリプロピレン
は溶融紡糸時に受ける熱及びシエヤーの影響で劣化し、
ＭＷは小さくなりその結宋、紡糸後のＱ値は紡糸前のそ
れに比べて低下することが知られている。Ｑ値が３．５
未満となったポリプロピレンは分子量分布の幅が狭くな
り、これによって得られる複合繊維は弾性収縮率は低下
し、顕在捲縮発現能が低下し、捲縮数が４山／吋となる
ためウェッブ形成に最も一般的に用いられるカード工程
を満足に通過できなくなると共に得られたウェッブの嵩
高性も劣るのみならず、潜在捲縮性が大きくなるため成
形のだめの熱処理時にウェッブの収縮が起り、嵩高で弾
性に富む繊維成形体を得ることが出来ない。

複合紡糸後の第１成分のＱ値は、該複合紡糸のｉ１１１
００紡糸条件と同一の条件下で該成分を単独紡糸して得
られる繊維のＱ値を測定することにより知ることができ
、このような単独紡糸により原料第１成分の選定および
紡糸条件の設定が可能である。

本発明で用いられる熱接着性複合繊維の第２成分である
ポリエチレンについては、ポリエチレンは一般に溶融紡
糸時における熱劣化が少なく、紡糸条件や原料ポリエチ
レンのメルトインデックスの違いによる複合線維の顕在
捲縮数や捲縮弾性率に及ぼす影響が小さいため、特別な
限定は不要であるが、紡糸のし易さからメルトインデッ
クスが５〜３５程度のポリエチレンが好ましく用いられ
る。

上記第１成分および第２成分よりなる複合未延伸糸は連
続したトウの形に集束され、延伸に先立って８０°Ｃ以
上で第２成分の融点以下の温度に予熱され、引続いて延
伸倍率が３．０倍以上で複合成分のいずれもが破断しな
い倍率で延伸され、延伸終了点以降では延伸トウは上記
予熱温度以下に冷却していなければならない。予熱温度
が８００Ｃ以下では繊維の切断が起り易く、切断が起ら
ない場合でも得られる繊維は顕在及び潜在捲縮能が共に
大きなものとなる。

また第２成分の融点以上に加熱すると繊維間に熱接着が
発生し好ましくない。延伸倍率が３．０倍未満では複合
画成分間の弾性収縮差が小さく顕在捲縮の発現が少くな
り、かつ、潜在捲縮能が大きくなる、また、複合成分の
いずれかが破断する程に延伸すれば、画成分間の弾性収
縮差に基ずく歪が働かなくなり顕在捲縮が発現しなくな
りいずれも好ましくない。なお延伸は１度で所定の延伸
倍率に至らしめる一段延伸は勿論のこと、これを２度以
上に分けて行う多段延伸によって実施することも可能で
ある。

延伸に先立って行う予熱操作は、延伸機の導入部に於て
熱湯バス、熱風、蒸気あるいは赤外線による加熱炉又は
熱ロール等公知の手段を用いて行なうことができる。所
定の温度に予熱された未延伸糸が所定の倍率に延伸され
た後まだ緊張下にある間に上記予熱温度以下に冷却され
る９− 理由は、延伸されたトウが予熱温度以上に加温されたま
＼でいると、複合画成分間の弾性収縮差が減少して行き
、顕在捲縮の発現が抑制されるからである。

次いで、延伸トウは５０’Ｃ以下にまで冷却した状態で
、一対のロールの内掛くとも一方のロールが非金属ロー
ルであるようなニップロールによって引取られる。延伸
トウを緊張状態で引取るに足るニップ圧下で引取る場合
引取ロールが金属ロール同志の組合せでは該ロールを通
過し弛緩状態になった延伸トウに発現する顕在捲縮が不
充分となる。延伸トウの温度が５０°Ｃを超す場合には
、引取ロールの一方もしくは両方が非金属ロールであっ
ても顕在捲縮の発現は不充分となる。引取ロールの少く
とも一方がゴムロールあるいはコツトンロール等＋７）
　非金属ロールであり、かつ、延伸トウの温度が５０８
Ｃ以下の場合には複合繊維は４〜１２山／吋の三次元の
顕在捲縮と７５−以上の捲縮弾性率を有し、その潜在捲
縮能は極めて小さく、時には負であ１０− リ、実質的に零となる。

本発明で用いる複合繊維の捲縮数が４山／吋未満になる
と繊維間の絡み合いが不足１−で該複合繊維単独ではウ
ェッブ化が困難となるし、他繊維と混合することにより
ウェッブ化が出来てもウェッブの目付斑や密度斑の原因
となり好ましくない。複合繊維に発現する立体捲縮は機
械的に付与された平面捲縮に比らべてウェッブにより大
きな嵩高性を与えるが、その捲縮数が１２山／吋を超え
ると繊維間の絡み合いが過密となりウェッブ形成時にネ
ップが発生したり、ウェッブ形成後に縮みが発生しウェ
ッブの密度が高くなる傾向にあり好ましくない。ちなみ
に、捲縮数が６〜８山／吋の場合量も嵩高な°ウェッブ
が得られる。

捲縮弾性率を７５％以上と限定する理由は、従来の熱接
着性複合繊維によるウェッブに於ては、嵩高性と称する
ものであっても、成形のための熱処理時にウェッブの嵩
に対し３０％以上の嵩の減少を併うのが通例であったが
、捲縮弾性率が７５−以上であるような熱接着性複合繊
維を用いる場合には熱処理時の嵩の減少率を３０％以下
とすることができ、かつ、捲縮保持性が良好なのでより
嵩高で弾性に富む成形体を得ることが出来るからである
。

本発明に於て複合繊維と混合される場合の他種繊維はウ
ェッブの熱加工によっても溶融しないことが必要であり
、従わて熱加工温度よりも高い融点を持つもの若しくは
炭化等の変質を来たさないものであればその種類の如何
を問わないが、例えば木綿、羊毛の様な天然繊維、ビス
コースレーヨン、酢酸繊維素繊維の様な半合成繊維、ポ
リオレフィン系繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊
維、アクリルニ）　ＩＪル繊維、アクリル系繊維、ポリ
ビニールアルコール繊維の様な合成繊維、更にはガラス
繊維、アスベスト等の無機物繊維等の一種又は二種以上
の繊維が適宜に選択して用いられる。その使用緻は該複
合繊維との総量に−基づき８Ｃ１以下の割合で混合する
。本発明に用いる複合繊維を２０チ程度含むと成る程度
の接着効果があって本発明の利点を保有する。しかし一
般に強度の要求される用途のためには３０％程度を必要
とし、３０％以上では本発明の効果が顕著に発揮される
。混合方法は綿状で混合する方法、トウ状で混合する方
法等任意の方法が用いられる。

該複合繊維１００％或は他の繊維と混合した繊維は目的
に応じパラレルウェッブ、クロスウェッブ、ランダムウ
ェッブ、トウーウニラフ等の適当な形態に集積して後成
形することができる。

成形方法としてはウェッブを加熱プレスする方法（プレ
ス成形法）、所定の金型内にウェッブを充填して熱処理
する方法（充填成形法）あるいは外部から加熱された成
形管中に繊維束を通すとか、噴出する加熱気体を用いて
繊維束を成形管中に圧入し、成形管出口部で冷却し形状
を固定化する等の棒状体の成形法等が使用できる。

いずれの方法において本復合繊維の第１成分の融点以下
、第２成分の融点以上の温度で、かつ、１３− 成形方法や成形物の形状によって２〜３秒間乃至１０数
分間、０．１〜１０ゆ／−・Ｇの圧力で成形することが
できる。又、成形に先立って赤外線又は熱風等によって
ウェッブを複合繊維の第１成分の融点以下、第２成分の
融点近くの温度に予熱して成形することもできる。

本発明の方法によれば、原料ウェッブが嵩高で弾性に富
むため金型への密着性が良く、まだ該ウェッブは潜在捲
縮を有しないため加熱処理による収縮もなく従って得ら
れる繊維成形体自身も嵩高でありかつ表面が平滑で金型
に対して精度良く成形することができる。更に、該成形
体は複合繊維の低融点成分の熱融着により形状が保持さ
れているため強度ならびに弾性に富んだものとなる。

本発明の繊維成形体はその嵩高性、強度及び弾性に優れ
るという特徴により、タワシ等の繊維スポンジ、ブラジ
ャカップ、マスク、帽子等の芯地等の家庭用品材料ペイ
ントローラー、フィルター類等の工業材料に輻広く利用
できる。

＝１４− 次に実施例、比較例によって本発明を具体的に説明する
がこれらの中で用いた各種特性の測定法を以下に示す。

メルトフローレート（ＭＦＲ）：　ＡＳＴＭ　　Ｄ１２
３Ｂ（Ｌ）による メルトインデックス（ＭＩ）：ＡＳＴＭ　　Ｄ］２３Ｂ
（Ｅ）による 顕在捲縮数：　ＪＩＳ　　Ｌ１０７４捲縮数の測定法に
よる で熱処理した後、ＪＩＳ　　Ｌ１０７４の捲縮数測定法
により測定した 捲縮弾性率：　ＪＩＳ　　Ｌ１０７４捲縮弾性率の測定
法による 硼）を測定し、次式によってウェッブの熱収縮率を求め
る ウェッブの熱収縮率＝　（１−１１／２５　）Ｘ１００
弾性回復率：内法２５０ｍ１ｌ　Ｘ　２５０冨、ｌｌＸ
６０關のステ熱した後室温迄冷却して繊維成形体を得、
下記の測定を行う。

初期嵩高値（Ａ値、１１１１１）；試料成形体の上面（
２５０ｓｉｘ２５０ＩＩＩ＋１１）に均等に荷重がかか
るように３０Ｆの帥りを載せ、５分後に該成形体の高さ
を測定する。

荷重後の嵩高値（Ｂ値、ｉ＋ｉ＋）；Ａ値の測定に引き
続き前記３０９の錘りを取り除き、直ちに、均等荷重と
なる様に１　ｋｇの錘りを載せ、３０分後の成形体の高
さを測定する。

除重後の嵩高値（Ｃ値、ｍｍ）：Ｂ値の測定に引き続き
、前記１に９の錘りを取り除き、直ちに、均等荷重とな
る様に３０１の錘りを載せ、５分後に成形体の高さを測
定する。

以上の測定値から次式によって弾性回復率を求める 弾性回復率（チ）＝（Ｃ／Ａ）Ｘ１００実施例１〜８、
比較例１〜７ 各種のポリプロピレン及び各穫のポリエチレンを組み合
せて複合繊維を得た。これら原料樹脂の特性、紡糸条件
、延伸条件並びに引取条件を本発明の限定条件と対比し
て第１表に示した。

紡糸ノズルは、未延伸糸繊度が７２デニールの場合は孔
径１．Ｑ　ｆｆ１ｌ　Ｘ孔数６０．２４デニール以下の
場合は孔径Ｑ、５ｍｍｘ孔数１２０のものを使用した。

複合形態が鞘芯型のものはいずれも第２成分が鞘、第１
成分が芯となっている。

延伸時の未延伸トウの予熱には電気加熱式の熱ロールを
用いた。得られた延伸トウはいずれも繊維長６４酊にカ
ットし複合短繊維とした。

該短繊維を単独であるいは他繊維と混合して、４０イン
チのローラーカードを通しウェッブとした。

実施および比較各側で得られた複合繊維特性、混合使用
された他繊維の種類とその特性、成形１７− 条件並びに得られた繊維成形体の弾性回復率を第２表に
示した。

第１表および第２表の記載から明らかなように、本発明
の構成に基いて得られたウェッブより成る繊維成形体は
いずれも良好な弾性回復性を示す・　　　　　　　　　
　　　　　７・／′ ７・″ １８− 手　　続　　補　　正　　書 １．事件の表示 昭和５６年特許願第２０４０６８号 ２、発明の名称 繊維成形体の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係　！Ｖｊ許出願出 願人府大阪市北区中之島三丁目６番３２号（〒５３０）
（２０７）チッソ株式会社 代表者野木貞雄 ４、代理人 東京都新宿区新宿２丁目８番１号（〒１６０）５、補正
命令の日付 （自発補正） ６、補正により増加する発明の数 な　　し ７、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄。

８、補正の内容 １）第１２負７行目および８行目の「熱加工」とあるを
それぞれ「熱処理」と訂正する。

２）第１４頁１９行目の「家庭用品材料ペイント」とあ
るを「家庭用品材料、ペイント」と訂正する。

以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 結晶性ポリプロピレンより成る第１成分と主としてポリ
   エチレンより成る第２成分とを、第２成分が繊維表面の
   少くとも一部を長さ方向に連続して存在する様に並列型
   または鞘芯凰に配し、紡糸後の第１成分のＱ値（Ｑ　＝
   　（Ｍｙ／Ｍｎ　）：Ｍｗは重量平均分子量、Ｍｎは数
   平均分子量）が３，５以上であるように紡糸した未延伸
   糸を連続したトウの形に集束し、延伸に先立って該未延
   伸糸を８０°Ｃ以上でかつ第２成分の融点以下の温度に
   予熱し、引続いて延伸倍率が３．０倍以上でかつ複合成
   分のいずれもが破断しない倍率で延伸を行い、延伸終了
   点以降では延伸トウは上記予熱温度以下に冷却しており
   、かつ、一対のニップロールの内少くとも一方のロール
   が非金属ロールであるような引取ロールにより５００ｃ
   以下に冷却した該延伸トウを引取ることにより捲縮数４
   〜１２山／吋で、捲縮弾性率が７５チ以上である顕在捲
   縮を有し、かつ、潜在捲縮は実質的に有しない熱接着性
   複合繊維を得、該繊維単独もしくは該繊維を少くとも２
   ０重量−以上含有するウェッブを該複合繊維の第２成分
   の融点以上で第１成分の融点以下の温度で加熱成形して
   成る主として熱接着性複合繊維の第２成分の融着により
   安定化されたことを特徴とする高弾性繊維成形体の製造
   方法。