JPS6330408B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はバインダ用として接着性に優れかつ接
着熱処理時の繊維集合体の収縮が小さい共重合ポ
リエステルバインダー繊維に関するものである。 従来、不織布、詰物、敷物等の分野で使用され
てきている接着剤は、合成ゴムやアルリル酸エス
テル等のエマルジヨンタイプや溶剤タイプのもの
が殆どである。ところが、最近、省エネルギー、
公害防止、合理化の観点からコスト／パーフオマ
ンスに優れた非エマルジヨン系、非溶剤系のホツ
トメルトタイプの接着剤が注目されるようになつ
てきた。特に、繊維状のホツトメルトタイプ接着
剤（バインダー繊維）は不織布、詰物、敷物等の
分野で、今後重要な素材になつてくるものと思わ
れる。このようなバインダー繊維としては、すで
に、チツソ(株)製のES繊維があり、これは芯成分
がポリプロピレン、鞘成分がポリエチレンからな
るポリオレフイン系の偏心芯鞘型複合繊維であ
る。このES繊維は主体繊維がポリオレフイン系
からなる繊維集合体に対してはかなり大きな接着
効果を発揮するが、ポリエステル繊維等の他の繊
維を主体とする繊維集合体に対する接着効果は非
常に小さい。そのため、30重量％以上も加える必
要があり、その結果、主体繊維の特長を損つてし
まうという欠点がある。特に、今後の産業構造の
高度化に最も適応性が大きいと考えられるポリエ
ステル繊維に対する接着効果が非常に小さいこと
は、重大な欠点であると思われる。 さらに、特開昭57−66117号公報にはテレフタ
ル酸、イソフタル酸およびエチレングリコールか
らなるポリエステル系バインダー繊維の例が記載
されているが、該バインダー繊維は非晶性でかつ
ガラス転移点が60〜70℃と高いため、非常にもろ
くて、取扱い性が悪く、カード工程で繊維が切断
し脱落し易いという欠点がある。 また、特開昭57−21513号公報には、テフタル
酸、イソフタル酸、脂肪族ジカルボン酸、エチレ
ングリコール、および１，４−ブタンジオールか
らなるホツトメルト接着性繊維が開示されている
が、この繊維は粘着性が大きくて取扱い性が劣る
うえ、繊維集合体に混合してバインダー繊維とし
て使用すると、接着熱処理時の繊維集合体の収縮
が大きくなりすぎて、収縮斑が発生するという問
題がある。 本発明者は、ポリエステル繊維に対して優れた
接着効果を有し、繊維集合体にバインダー繊維と
して混合して使用した場合に、繊維集合体に収縮
斑を起させることがなく、かつ取扱い性に優れた
バインダー用共重合ポリエステル繊維に関して鋭
意検討の結果、本発明に到達したのである。即
ち、本発明は、酸成分が実質的にテレフタル酸成
分とイソフタル酸成分とから成り、そのグリコー
ル成分の97〜70モル％が１，４−ブタンジオール
成分で且つ３〜30モル％がエチレングリコール成
分である共重合ポリエステルによつて構成される
ポリエステル繊維であつて、前記ポリエステル繊
維が下記(i)〜(iii)の物性を同時に満足することを特
徴とする共重合ポリエステルバインダー繊維であ
る。 (i) 融点：200℃以下 (ii) ガラス転位点：40℃以下 (iii) 弾性変形指数：10以下 その目的とするところは、優れた接着効果を有
することはもちろんのこと、取り扱い性に優れ、
接着熱処理時の繊維集合体の収縮が小さいバイン
ダー用ポリエステル繊維を提供しようとするもの
である。 本発明における融点は、デユポン社製示差熱分
析計990型を用いて、サンプル量10mg、昇温速度
20℃／min、N₂雰囲気中で昇温した際に現われ
る結晶融解による吸熱ピーク温度である。この融
点は、バインダー用繊維を含む繊維集合体の接着
熱処理温度を設定する際に重要となり、200℃以
下、好ましくは180℃以下である必要がある。融
点は、エネルギーコストから考えると低ければ低
い程好ましいことは言うまでもないが、実用上は
100℃以上が好適である。 また本発明におけるガラス転移点は、融点の測
定と同じ装置を用いて、同じ条件下で融点以上ま
で昇温して融解させ、氷中で急冷した後、融点の
測定と同じ条件下で昇温したときのガラス転移に
よる吸熱開始点である。このガラス転移点は40℃
以下である必要があり、40℃を超えると、得られ
た繊維がもろくなり、例えばカード工程で繊維が
切断し易いという問題が発生する。 更に、本発明者は、バインダー用共重合ポリエ
ステル繊維を含む繊維集合体の熱接着時（接着熱
処理温度は、通常、融点より10〜50℃高く設定さ
れる）の収縮現象について鋭意検討を行なつた結
果、以下に説明する「弾性変形指数（以下、γe
と記す）」が決定的に影響することを見出したの
である。今、ポリマーが溶融紡糸過程及び延伸過
程で順次細化していく現象について考えてみる
と、高分子鎖は各過程で高分子鎖自身の弾性変形
と高分子鎖間のすべりによる塑性変形を受けなが
ら細化してゆくものと考えられる。 ところが、この弾性変形を受けた高分子鎖は自
由エネルギーがゼロの状態、すなわち融点以上に
してやれば、元の状態に回復するはずである。そ
こで、本発明者は、繊維を融点＋20℃の温度で処
理し、「弾性変形指数（γe）」なるものを算出し、
接着熱処理時の繊維集合体の収縮との相関を検討
した結果、非常によく対応することを見出したの
である。このγeは、次のようにして測定し、算
出する。即ち、共重合ポリエステル繊維を融点＋
20℃の温度に調節されたシリコンオイル中で30秒
間弛緩処理し、処理前後の繊維の長さから次式に
よつて求める。 弾性変形指数（γe）＝L₀／Ｌ ここで、L₀は処理前の常温における繊維の長
さであり、Ｌは処理後シリコンオイル中（シリコ
ンオイルバス中に100メツシユの金網かどを入れ、
その中で処理する）から取り出し、常温まで放冷
した後の繊維の長さである。 本発明の共重合ポリエステルバインダー繊維
は、このγeが10以下、好ましくは９以下である
ことが必要である。γeが10より大きいとバイン
ダー繊維を含む繊維集合体を接着熱処理する場合
の繊維集合体の収縮が大きくなる。特に拘束力の
小さいウエツブ、ウエツブ積層体、スライバー等
の繊維集合体を、バインダー繊維の融点以上の温
度で弛緩熱処理して接着させる際の収縮が大きく
なる。この収縮については、種々検討した結果、
後述するスライバー収縮率が20％以下であれば殆
ど問題ないが、20％を超えると収縮斑が顕著とな
り、品質のバラツキが大きくなつて好ましくな
い。例えばバインダー繊維を含むウエツプを熱風
で接着熱処理するような場合、ウエツプの“波打
ち現象”が起こり易くなる。 本発明の共重合ポリエステル繊維の融点（以下
Tmと記す）は200℃以下、好ましくは100〜180
℃であるが、一般に結晶性高分子のTmは、高分
子鎖の可撓性、対称性、凝集エネルギー密度、側
鎖（側鎖の極性、可撓性）等によつて決まると言
われていて、次式で定義づけられる。 Tm＝△Ｈ／△Ｓ この式で△Ｈは融解エンタルピー、△Ｓは融解
エントロピーである。またランダム共重合体の
Tmの低下は次式で求めることができる。 １／Tm−１／Tm⁰＝−Ｒ／△ＨlnXA ここで、Tm⁰は無限大の分子量をもつた純粋
な単独重合体の融点、Ｒはガス定数、XAは共重
合体中におけるコモノマーＡ（結晶可能なモノマ
ー単位）のモル分率である。 また本発明の共重合ポリエステル繊維のガラス
転移点（以下Tgと記す）は40℃以下であるが、
上に述べたTmと高分子構造の関係のいくつかは
Tgに対しても成り立つ。即ち、Tgは高分子鎖の
可撓性、対称性、凝集エネルギー密度、立体障害
性、側鎖（かさばり、可撓性）等によつて決まる
と言われている。また共重合体のTgは純粋な単
独重合体のTgの中間の値を持ち、例えば、成分
１および２に相当する体積分率をそれぞれV₁、
V₂とした共重合体のTgは次式で求められる。 Tg＝V₁Tg₁＋V₂Tg₂ 本発明のポリエステル繊維に供されるポリエス
テルは、酸成分が実質的にテレフタル酸成分とイ
ソフタル酸成分とから成り、そのグリコール成分
の97〜70モル％が１，４−ブタンジオール成分で
且つ３〜30モル％がエチレングリコール成分であ
る共重合ポリエステルである。 ここで、酸成分がテレフタル酸成分、イソフタ
ル酸成分の他に、脂肪族ジカルボン酸成分、例え
ばアジピン酸成分、セバシン酸成分等が共重合さ
れている共重合体ポリエステルでは、溶融紡糸時
に繊維同志の粘着が生じ易くなり、ポリエステル
繊維の取り扱い性が著しく低下する。 また、グリコール成分を構成するエチレングリ
コール成分が30モル％を越える共重合ポリエステ
ルでは、得られるポリエステル繊維のTgが40℃
を越えるものとなる。 本発明の共重合ポリエステルバインダー繊維は
通常のポリエステル繊維であるポリエチレンテレ
フタレート系ポリエステル繊維とは異なつた条件
下で製造される。即ち、溶融紡糸温度はポリエチ
レンテレフタレート系ポリエステル繊維がその融
点（Tm）より10〜30℃高く設定されるのに対し
て、本発明のポリエステル繊維はその融点
（Tm）より50〜150℃高く設定される。また必要
に応じて行なわれる延伸に際しての温度および倍
率は、ポリエチレンテレフタレート系ポリエステ
ル繊維のそれが60〜80℃、３〜６倍であるのに対
して、本発明の共重合ポリエステル繊維は30〜60
℃1.1〜1.5倍であつて、かなり低い。 尚、本発明の共重合ポリエステル繊維の製糸
性、後加工性を向上するため、紡糸油剤、延伸油
剤、仕上げ油剤として、アルキルホスフエート金
属塩またはそれを含有する界面活性剤を繊維表面
に付着させることが効果的である。特に、ラウリ
ルホスフエートカリウム塩が適している。 本発明のバインダー用共重合ポリエステル繊維
はポリエステル繊維を主体とする繊維集合体に適
用した場合に、特に優れた接着力を発揮し、同時
に収縮が小さいため、不織布および詰綿用として
特に好適である。繊維の一般的物性は、その用途
によつて種々のものが設計される。例えば、抄紙
用としては、繊度が0.1〜10デニール、繊維長が
１〜20mmでノークリンプのものが好適であり、乾
式不織布および詰綿（硬綿等）用としては、繊度
が0.5〜20デニール、繊維長が20〜120mm、ケン縮
数が５〜20山／25mmのものが好ましく用いられる
が、特に限定するものではない。さらに、本発明
のバインダー繊維の混合量は、通常、３〜30重量
％であるが、接着力および収縮をバランスさせる
ためには、特に７〜20重量％が好適である。しか
しながら最終的な混合量は用途、要求品質によつ
て決められるべきものであつて、特に限定はでき
ない。 以下、実施例によつて本発明を説明するが、実
施例におけるスライバー収縮率及びスライバー引
張強度の評価方法は次の通りである。 スライバー収縮率 主体繊維とバインダー繊維を可能な限り均一
に混合した後カードに通し、スライバーを作成
する。該スライバーを所定温度下で10分間弛緩
熱処理し、処理前後のスライバーの長さから次
式によつてスライバー収縮率を求める。 スライバー収縮率（％）＝l₀−ｌ／l₀×100（％） ここでl₀は熱処理前の長さであり、ｌは熱処理
後の長さである。 スライバー引張強度 で得られたスライバーを10cm間隔のチヤツ
クなはさみ、引張速度20cm／minで引張り、切
断時の最大荷重（ｇ）を読み取る。 別にスライバーの線密度をｇ／9000ｍで算出
し、これをスライバーの見掛けデニール（De）
とし、次式によつてスライバー引張強度を算出
する。 スライバー引張強度（ｇ／De） ＝切断時の最大荷重（ｇ）／スライバー見かけデニ
ール（De） 実施例１〜５、比較例１〜２ 常法に従い、テレフタル酸／イソフタル酸のモ
ル比が60／40、１，４−ブタンジオール／エチレ
ングリコールのモル比が97／３の共重合ポリエス
テルを製造した。該共重合ポリエステルは、35℃
のオルソクロロフエノール中で測定した固有粘度
が0.85dl／ｇ、170℃で測定した溶融粘度が16900
ポイズであつた。次に、このポリマーを紡糸温度
265℃で孔数420個の口金を通して溶融紡糸し、単
糸繊度が９デニールの未延伸糸を得た。該未延伸
糸を引き揃えてトウとなし、延伸温度50℃で延伸
し、11山／25mmのケン縮を付与した後、51mmの長
さに切断した。この際、捲取速度および延伸倍率
を変更して弾性変形指数（γe）が種々異なるバ
インダー用繊維を作つた。このバインダー繊維は
融点が155℃、ガラス転移点が25℃であつた。得
られたバインダー繊維と、別に準備した12デニー
ル×51mmのポリエチレンテレフタレート中空繊維
とを重量比で20：80の割合でよく混合した後、カ
ードに通してスライバーを作つた。また、この
際、目付が1.1Kg／m²の積層ウエツブを作り、１
ｍ×１ｍに切つた。得られたスライバーおよび積
層ウエツブは170℃の雰囲気中で10分間弛緩熱処
理した後、スライバー引張強度およびウエツブ収
縮斑（“波打ち”の有無）をチエツクした。尚、
γeは175℃のシリコンオイル中で測定した。得ら
れた結果を第１表に示す。

【表】 第１表から明らかなように、γeが10を超える
とスライバー収縮率が非常に大きくなり、ウエツ
ブの収縮斑が目立つようになる。また、γeが10
より大きくなると、スライバー収縮率の増加割合
が非常に大きなものとなることも分る。 実施例６〜７、比較例３〜４ テレフタル酸／イソフタル酸のモル比は60／40
に固定し、１，４−ブタンジオール／エチレング
リコールのモル比を変えて、ガラス転移点の異な
る共重合ポリエステルを作つた。これらの共重合
ポリエステルは、35℃オルソクロロフエノール中
で測定した固有粘度が0.70〜0.75dl／ｇの範囲に
あり、170℃で測定した溶融粘度は11000〜13000
ポイズの範囲にあつた。次に、これらのポリマー
を紡糸温度265℃で、孔数420個の口金を通して溶
融紡糸し、600ｍ／minの速度で捲取り、単糸繊
度が８デニールの未延伸糸を得た。該未延伸糸を
引揃えてトウとなし、各ポリマーごとに延伸温度
を変えて、延伸倍率1.2倍で延伸し、11山／25mm
のケン縮を付与した後、51mmの長さに切断して、
ガラス転移点の異なるバインダー用繊維を作つ
た。これらのバインダー用繊維と12デニール×51
mmのポリエチレンテレフタレート中空繊維とを重
量比で20：80の割合でよく混合した後、カードに
通してスライバーを作つた。この際、カード下へ
の繊維の脱落状態を観察した。得られたスライバ
ーは170℃の雰囲気中で10分間弛緩熱処理した後、
スライバー収縮率およびスライバー引張強度を測
定した。尚、γeは175℃のシリコンオイル中で測
定した。得られた結果を第２表に示す。

【表】 第２表から明らかなように、ガラス転移点
（Tg）が40℃を超えるとバインダー用繊維がもろ
くなり、カードでの脱落が多くなつてスライバー
の引張強度が低いものになつてしまう。 比較例 ５ 常法に従い、テレフタル酸成分／イソフタル酸
成分／アジピン酸成分のモル比が70／８／22、
１，４−ブタンジオール成分／エチレングリコー
ル成分のモル比が30／70である共重合ポリエステ
ルを製造した。この共重合ポリエステルの固有粘
度及び融点は夫々に0.85de／ｇ、135℃であつた。 かかる共重合ポリエステルを用いて実施例７と
同様に溶融紡糸して得られる未延伸糸を一旦捲取
り、次いで該未延伸糸を引揃えてトウ状態で延伸
を施そうと試みたが、一旦捲取つた未延伸糸には
繊維同志の融着が発生しており延伸を行うことが
できなかつた。 このため、未延伸糸を一旦捲取る必要のない直
接紡糸延伸方式を採用し実施例７と同一の紡糸・
延伸条件で延伸糸を得た。 得られた延伸糸について、155℃のシリコンオ
イル中でγeを測定したところ、11.3であつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 酸成分が実質的にテレフタル酸成分とイソフ
   タル酸成分とから成り、そのグリコール成分の97
   〜70モル％が１，４−ブタンジオール成分で且つ
   ３〜30モル％がエチレングリコール成分である共
   重合ポリエステルによつて構成されるポリエステ
   ル繊維であつて、前記ポリエステル繊維が下記(i)
   〜(iii)の物性を同時に満足することを特徴とする共
   重合ポリエステルバインダー繊維。 (i) 融点：200℃以下 (ii) ガラス転位点：40℃以下 (iii) 弾性変形指数：10以下