WO2007066599A1

WO2007066599A1 - 熱伸長性繊維

Info

Publication number: WO2007066599A1
Application number: PCT/JP2006/324112
Authority: WO
Inventors: Manabu Matsui; Yoshiji Usui; Shigeki Kawakami
Original assignee: Kao Corporation; Daiwabo Co., Ltd.; Daiwabo Polytec Co., Ltd.
Priority date: 2005-12-07
Filing date: 2006-12-01
Publication date: 2007-06-14
Also published as: EP1959037B1; JP2007182662A; JP4948127B2; EP1959037A1; KR101308640B1; US20090142595A1; TW200732525A; CN101321900B; TWI457479B; KR20080074172A; CN101321900A; US8968859B2; EP1959037A4

Abstract

　熱伸長性繊維は、配向指数が３０～７０％の第１樹脂成分と、該第１樹脂成分の融点よりも低い融点又は軟化点を有し且つ配向指数が４０％以上の第２樹脂成分とからなり、第２樹脂成分が繊維表面の少なくとも一部を長さ方向に連続して存在している複合繊維からなる。該繊維は、加熱処理又は捲縮処理が施されており、且つ第１樹脂成分の融点よりも低い温度において熱によって伸長可能になっている。この熱伸長性繊維は、熱による自己伸長性が従来の伸長性繊維に比較して高いものである。

Description

明細書

熱伸長性繊維

技術分野

[0001] 本発明は、熱伸長性繊維及びそれを用いた不織布に関する。

背景技術

[0002] 自己伸長性を有する繊維が知られている。例えば、複屈折が少なくとも 0. 15、結晶化度が約 35%より小さ、収縮可能なポリエステルフィラメントのトウを、押し込み式クリンパーに通し、これと同時にクリンパー内のフィラメントを 85〜250°Cの水蒸気や水を用いて加熱することで、自己伸長性を有するポリエステルのトウ及びステープルを製造する方法が提案されてヽる（特公昭 43 - 28262号公報参照)。

[0003] 同様にポリエステル繊維に関し、部分配向性ポリエステルマルチフィラメント未延伸糸を、その乾熱収縮応力が最高値を示す付近の温度条件で、定長下にて湿熱処理することで、自己伸長糸を製造する方法も提案されている (特開 2000— 96378号公報参照)。

[0004] しかし、これらの自己伸長糸はマルチフィラメントゃ混繊糸として用いることを目的としており、不織布、特にサーマルボンドタイプの不織布への展開は考えられていない。また、これらの自己伸長糸はそれ自体が熱融着性を有していないので、これのみを用いてサーマルボンドタイプの不織布を製造することはできな、。サーマルボンドタイプの不織布を製造する場合には、この繊維に加えて他の熱融着性繊維を用いる必要があるので、製造工程の複雑ィ匕ゃ経済性の点から有利とは言えない。また、サーマルボンド不織布として実用に耐えうる物性を発現するためには、他の熱融着繊維を主体に成形しなければならず、糸の特徴である自己伸長性を十分に活用することができない。

発明の開示

[0005] 本発明は、配向指数が 30〜70%の第 1榭脂成分と、該第 1榭脂成分の融点よりも低い融点又は軟ィ匕点を有し且つ配向指数が 40%以上の第 2榭脂成分とからなり、第 2榭脂成分が繊維表面の少なくとも一部を長さ方向に連続して存在している複合繊維からなり、

該繊維は、加熱処理又は捲縮処理が施されており、且つ第 1榭脂成分の融点よりも低い温度において熱によって伸長可能になっている熱伸長性繊維を提供するものである。

[0006] また本発明は、前記の熱伸長性繊維を含み、熱の付与によって該繊維が伸長した状態になっている不織布を提供するものである。

[0007] また本発明は、前記の熱伸長性繊維の好ましい製造方法として、ポリエチレンと、メルトフローレートが 10〜35g/10minで、 Q値が 2. 5〜4. 0のポリプロピレンとを、引き取り速度 2000mZ分未満で溶融紡糸して複合繊維を得た後、該複合繊維に加熱処理又は捲縮処理を施す (但し延伸処理は行わな!/ヽ）工程を有する熱伸長性繊維の製造方法を提供するものである。

図面の簡単な説明

[0008] [図 1]図 1は、溶融紡糸法に用いられる装置を示す模式図である。

[図 2]図 2は、本発明の熱伸長性繊維を含む不織布の一実施形態を示す斜視図である。

[図 3]図 3は、図 2に示す不織布の製造方法を示す模式図である。

[図 4]図 4 (a)及び図 4 (b)は、図 2に示す不織布の製造過程での状態を示す模式図である。

[図 5]図 5 (a)ないし図 5 (d)は、繊維の捲縮状態の例を示す模式図である。

発明の詳細な説明

[0009] 以下本発明を、その好まし!/ヽ実施形態に基づき説明する。本発明の熱伸長性繊維は、第 1榭脂成分と、該第 1榭脂成分の融点よりも低い融点又は軟ィ匕点を有する第 2 榭脂成分とからなり、第 2榭脂成分が繊維表面の少なくとも一部を長さ方向に連続して存在している二成分系の複合繊維である。従って以下の説明では、本発明の熱伸長性繊維を、熱伸長性複合繊維ともいう。複合繊維の形態には芯鞘型やサイド'バイ •サイド型など種々の形態があり、本発明の繊維は何れの形態でもあり得る。

[0010] 熱伸長性複合繊維における第 1榭脂成分は該繊維の熱伸長性を発現する成分であり、第 2榭脂成分は熱融着性を発現する成分である。第 1榭脂成分はその配向指数が 30〜70%になっており、好ましくは 30〜65%であり、より好ましくは 30〜60% であり、特に好ましくは 35〜55%になっている。一方、第 2榭脂成分はその配向指数力 0%以上になっており、好ましくは 50%以上になっている。第 2榭脂成分の配向指数の上限値に特に制限はなぐ高ければ高いほど好ましいが、 70%程度であれば、十分に満足すべき効果が得られる。配向指数は、繊維を構成する榭脂の高分子鎖の配向の程度の指標となるものである。そして、第 1榭脂成分及び第 2榭脂成分の配向指数がそれぞれ前記の値であることによって、熱伸長性複合繊維は、加熱によつて伸長するようになる。

[0011] 第 1榭脂成分及び第 2榭脂成分の配向指数は、熱伸長性複合繊維における榭脂の複屈折の値を Aとし、榭脂の固有複屈折の値を Bとしたとき、以下の式（1)で表される。

配向指数 (％) =AZB X 100 (1)

[0012] 固有複屈折とは、榭脂の高分子鎖が完全に配向した状態での複屈折をいい、その値は例えば「成形加工におけるプラスチック材料」初版、付表成形加工に用いられる代表的なプラスチック材料 (プラスチック成形加工学会編、シグマ出版、 1998年 2 月 10日発行）に記載されている。例えば、ポリプロピレンの固有複屈折は 0. 03であり、ポリエチレンの固有複屈折は 0. 066である。

[0013] 熱伸長性複合繊維における複屈折は、干渉顕微鏡に偏光板を装着し、繊維軸に対して平行方向及び垂直方向の偏光下で測定する。浸漬液としては Cargille社製の標準屈折液を使用する。浸漬液の屈折率はアッベ屈折計によって測定する。干渉顕微鏡により得られる複合繊維の干渉縞像から、以下の文献に記載の算出方法で繊維軸に対し平行及び垂直方向の屈折率を求め、両者の差である複屈折を算出する。

「芯鞘型複合繊維の高速紡糸における繊維構造形成」第 408頁 (繊維学会誌、 Vol. 51、 No. 9、 1995年）

[0014] 熱伸長性複合繊維は、第 1榭脂成分の融点よりも低い温度において熱によって伸長可能になっている。そして熱伸長性複合繊維は、第 2榭脂成分の融点又は軟化点より 10°C高い温度での熱伸長率が 0. 5〜20%、特に 3〜20%、とりわけ 7. 5〜20 %であることが好ま、。このような伸長率の繊維を原料として不織布を製造すると、該繊維の伸長によって不織布が嵩高くなり、或いは立体的な外観を呈する。例えば不織布表面の凹凸形状が顕著なものになる。

[0015] また、熱伸長性複合繊維は、第 2榭脂成分の融点における繊維の伸長率よりも、第 2の榭脂成分の融点から 10°C高い温度における繊維の伸長率の方が 3ポイント以上、特に 3. 5ポイント以上大きいものであることが好ましい。その理由は、第 2榭脂成分を溶融させることによる繊維どうしの融着と、繊維の熱伸長とを個別に制御しやすくなるカゝらである。

[0016] 熱伸長率は次の方法で測定される。熱機械分析装置 TMA— 50 (島津製作所製）を用い、平行に並べた繊維をチャック間距離 10mmで装着し、 0. 025mNZtexの一定荷重を負荷した状態で 10°CZminの昇温速度で昇温させる。その際の繊維の伸長率変化を測定し、第 2榭脂成分の融点又は軟化点での伸長率、及び第 2榭脂成分の融点又は軟化点より 10°C高!、温度での伸長率をそれぞれ読み取って各温度の熱伸長率とする。熱伸長率を前記の温度で測定する理由は、繊維の交点を熱融着させて不織布を製造する場合には、第 2榭脂成分の融点又は軟ィ匕点以上で且つそれらより 10°C程度高!、温度までの範囲で製造するのが通常だからである。

[0017] 熱伸長性複合繊維における各榭脂成分が前記のような配向指数を達成するためには、例えば融点の異なる第 1榭脂成分及び第 2榭脂成分を用い、引き取り速度 20 OOmZ分未満の低速で溶融紡糸して複合繊維を得た後に、該複合繊維に対して加熱処理及び Z又は捲縮処理を行えばよい。これに加えて、延伸処理を行わないようにすればよい。

[0018] 溶融紡糸法は、図 1に示すように、押出機 1A, 2Aとギアポンプ IB, 2Bと力なる二系統の押出装置 1, 2、及び紡糸口金 3を備えた紡糸装置を用いて行われる。押出機 1A, 2A及びギアポンプ IB, 2Bによって溶融され且つ計量された各榭脂成分は、紡糸口金 3内で合流しノズルから吐出される。紡糸口金 3の形状は、目的とする複合繊維の形態に応じて適切なものが選択される。紡糸口金 3の直下には卷取装置 4が設置されており、ノズル力も吐出された溶融樹脂が所定速度下に引き取られる。本実施形態の溶融紡糸法における紡出糸の引き取り速度は好ましくは 2000mZ分未満であり、更に好ましくは 500〜1800mZ分であり、一層好ましくは 1000〜1800mZ 分である。また口金の温度 (紡糸温度）は、使用する榭脂の種類にもよる力例えば第 1榭脂成分としてポリプロピレンを用い、第 2榭脂成分としてポリエチレンを用いる場合には、 200〜300°C、特に 220〜280°Cとすること力子ましヽ。

[0019] このようにして得られた繊維は低速で紡糸されたものなので、未延伸の状態である。この未延伸糸に対して、次に加熱処理及び Z又は捲縮処理を施す。

[0020] 捲縮処理としては、機械捲縮を行うことが簡便である。機械捲縮には二次元状及び三次元状の態様がある。また、偏芯タイプの芯鞘型複合繊維やサイド 'バイ'サイド型複合繊維に見られる三次元の顕在捲縮などがある。本発明においては何れの態様の捲縮を行ってもよい。捲縮処理には加熱を伴う場合がある。また、捲縮処理後の加熱処理を行ってもよい。更に、捲縮処理後の加熱処理に加え、捲縮処理前に別途加熱処理を行ってもよい。或いは、捲縮処理を行わずに別途加熱処理を行ってもよい。

[0021] 捲縮処理に際しては繊維が多少引き伸ばされる場合がある力そのような引き延ばしは本発明にいう延伸処理には含まれない。本発明にいう延伸処理とは、未延伸糸に対して通常行われる延伸倍率 2〜6倍程度の延伸操作をいう。

[0022] 前記の加熱処理の条件は、複合繊維を構成する第 1及び第 2榭脂成分の種類に応じて適切な条件が選択される。加熱温度は、第 2榭脂成分の融点より低い温度である。例えば、本発明の熱伸長性複合繊維が芯鞘型であり、芯成分がポリプロピレンで鞘成分が高密度ポリエチレンである場合、加熱温度は 50〜120°C、特に 70〜11 5°Cであることが好ましぐ加熱時間は 10〜1800秒、特に 20〜1200秒であることが好ましい。加熱方法としては、熱風の吹き付け、赤外線の照射などが挙げられる。この加熱処理は前述のとおり、捲縮処理の後に行うことができる。

[0023] 捲縮処理の後に行われる加熱処理とは別途行われる加熱処理、或いは捲縮処理を行わずに別途行われる加熱処理は、例えば、未延伸糸（トウ）を加熱する処理 (以下、トウ加熱という）を指す。捲縮処理を行う場合は捲縮処理前に行うことが好ましい。トウ加熱を用いることにより、主として第 2榭脂成分の結晶化が促進される。一方、第 1榭脂成分の結晶化の変化は少ない。その結果、伸長性を阻害させることなぐ繊維にコシを付与することができる。捲縮処理する場合であれば、カード通過性に良好な捲縮を付与することができる。前記のトウ加熱においては、 0. 95〜： L 3倍の緊張状態下で熱処理することが好ましい。緊張状態でトウ加熱することにより、第 2榭脂成分の結晶 ·配向は緩和されることがない。前記のトウ加熱の加熱処理方法としては、温水、蒸気、ドライエアー又は加熱ロールに接触させる方法があり、何れの方法を用いてもよい。熱伝導効率の点力蒸気による加熱であることが好ましい。前記のトウ加熱の加熱温度は、 80°C以上で且つ第 2榭脂成分の融点未満であることが好ましい。第 2榭脂成分がポリエチレンの場合は、十分な捲縮性付与及び開繊不良防止の観点から、 125°C以下であることが好ましぐ 100°C〜105°Cがより好ましい。前記のトウ加熱の処理時間は、短時間であるほど好ましい。第 1榭脂成分の結晶 *配向が必要以上に促進されず熱伸長性が阻害されないからである。この観点から、処理時間は 0. 5〜10秒であることが好ましい。より好ましくは 1〜5秒であり、更に好ましくは 1〜3秒である。

[0024] 熱伸長性複合繊維としては、先に述べたとおり、芯鞘型のものやサイド 'バイ'サイド型のものを用いることができる。芯鞘型の熱伸長性複合繊維としては、同芯タイプや偏芯タイプのものを用いることができる。特に熱伸長性の観点からは、同芯タイプの芯鞘型であることが好ましい。また、カード機により製造される不織布に用いた場合のカード通過性を良好にする観点からは、偏芯タイプの芯鞘型であることが好ま、。これらの場合、第 1榭脂成分が芯を構成し且つ第 2榭脂成分が鞘を構成していること力熱伸長性複合繊維の熱伸長率を高くし得る点力も好ましい。

[0025] 芯鞘型複合繊維の場合、第 1榭脂成分の周囲に第 2榭脂成分が配置され、第 2榭脂成分が複合繊維表面の少なくとも 20%を占めていることが好ましい。これにより第 2 榭脂成分は熱接着時に表面が溶融する。偏芯タイプの芯鞘型複合繊維の場合、第 1榭脂成分の重心位置は複合繊維の重心位置力もずれて、る。ずれの割合 (以下、偏心率と記載する場合がある。）は、複合繊維の繊維断面を電子顕微鏡などで拡大撮影し、第 1榭脂成分の重心位置と複合繊維の重心位置との距離を、複合繊維の半径で除した値で表される。

[0026] 第 1榭脂成分の重心位置が複合繊維の重心位置力もずれて、る他のタイプの複合繊維としては、サイド 'バイ'サイド型複合繊維が挙げられる。場合によっては、多芯型の複合繊維であっても、多芯部分が集合して繊維の重心位置からずれて存在してヽるものが存在する。特に、複合繊維が偏芯タイプの芯鞘型複合繊維であると、容易に所望の波形状捲縮及び,又は螺旋状捲縮を発現させることができる点で好ましい。偏芯タイプの芯鞘型複合繊維の偏芯率は、 5〜50%であることが好ましい。より好ましい偏芯率は 7〜30%である。また、第 1榭脂成分の繊維断面の形態は、円形以外に、楕円形、 Y形、 X形、井形、多角形、星形などの異形であってもよい。複合繊維の繊維断面の形態は、円形以外に、楕円形、 Y形、 X形、井形、多角形、星形などの異形、或いは中空形であってもよい。

[0027] 図 5 (a)〜 (d)に熱伸長性複合繊維における機械捲縮以外の好ま、捲縮形態を示す。図 5 (a)は波形状捲縮であり、捲縮の山部が湾曲している。図 5 (b)は螺旋状捲縮であり、捲縮の山部が螺旋状に湾曲している。図 5 (c)は波形状捲縮と螺旋状捲縮とが混在した捲縮状態である。図 5 (d)は、機械捲縮の鋭角な捲縮と波形状捲縮が混在した捲縮である。これらの捲縮形態は、第 1榭脂成分の重心位置が複合繊維の重心位置力ずれていること等により発現し、顕在捲縮するものである。これらの捲縮形態を有する繊維は、カード機により製造される不織布の原料に用いた場合のカード機通過性や、不織布にしたときの嵩高性が一層良好となるので好ましい。

[0028] 第 1榭脂成分及び第 2榭脂成分の種類に特に制限はなぐ繊維形成能のある榭脂であればよい。特に、両榭脂成分の融点差、又は第 1榭脂成分の融点と第 2榭脂成分の軟ィ匕点との差が 20°C以上、特に 25°C以上であること力熱融着による不織布製造を容易に行ヽ得る点から好まヽ。熱伸長性複合繊維が芯鞘型である場合には、鞘成分の融点又は軟ィ匕点よりも芯成分の融点の方が高い榭脂を用いる。また、第 1 榭脂成分は結晶性を有することが望まし、。結晶性を有する榭脂とは溶融紡糸し通常行われる範囲で延伸した場合、十分な配向と結晶を生成する榭脂を総称し、後に述べる方法で融点を測定すると明確な溶解ピーク温度が測定でき、融点が定義できる榭脂である。第 1榭脂成分と第 2榭脂成分との好ましい組み合わせとしては、第 1榭脂成分をポリプロピレン (PP)とした場合の第 2榭脂成分としては、高密度ポリエチレン（HDPE)、低密度ポリエチレン (LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン (LLDPE)などのポリエチレン、エチレンプロピレン共重合体、ポリスチレンなどが挙げられる。また、第 1榭脂成分として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)などのポリエステル系榭脂を用いた場合は、第 2成分として、前述した第 2榭脂成分の例に加え、ポリプロピレン (PP)、共重合ポリエステルなどが挙げられる。更に、第 1榭脂成分としては、ポリアミド系重合体や前述した第 1榭脂成分の 2種以上の共重合体も挙げられ、また第 2榭脂成分としては前述した第 2榭脂成分の 2種以上の共重合体なども挙げられる。これらは適宜組み合わされる。

[0029] 前記各榭脂成分には、本発明の要求する性能を損なわない範囲で、第 1榭脂成分と第 2榭脂成分以外の他の榭脂成分を添加することができる。各榭脂成分に添加できる他の榭脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、エチレンプロピレン共重合体、エチレンビュルアルコール共重合体、エチレン酢酸ビュル共重合体等のポリオレフイン系重合体又はその共重合体、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、ポリトリメチレンテレフタレート等のポリエステル系重合体又はその共重合体、ポリアミド 6、ポリアミド 66、ポリアミド 12等のポリアミド系重合体又はその共重合体が挙げられ、その添加量は榭脂成分合計を 100質量％としたとき 30質量％以下であることが好ましい。また、榭脂成分以外にも、無機物、核剤、顔料等を添加することもできる。各成分に添加できる無機物、核剤、顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、シリカや安息香酸ナトリウム、 t—ブチル安息香酸ナトリウムなどのカルボン酸金属塩類、ベンジリデンソルビトール類、リン酸金属塩類や γ—キナタリドンキナクリドンキノン、ピメリン酸ステアリン酸混合物、 Ν, Ν'—ジシクロへキシルー 2, 6 ナフタレンジカルボキシアミドなどが挙げられ、その添加量は榭脂成分 1 00質量部に対して 10質量部以下であることが好ましい。

[0030] 第 1榭脂成分と第 2榭脂成分の特に好ま、組み合わせは、第 1榭脂成分がポリプロピレンで、第 2榭脂成分がポリエチレン、とりわけ高密度ポリエチレンである組み合わせである。この理由は、両榭脂成分の融点差が 20〜40°Cの範囲内であるため、不織布を容易に製造できるからである。また繊維の比重が低いため、軽量で且つコストに優れ、低熱量で焼却廃棄できる不織布が得られるからである。更にこの組み合わせを用いることで、熱伸長性複合繊維の熱伸長性も高くなる。この理由は次のとおりである。熱伸長性複合繊維は第 1榭脂成分の配向係数を特定の範囲に抑え、第 2 榭脂成分の配向係数を高めた構造である。第 2榭脂成分であるポリエチレン、特に高密度ポリエチレンは結晶性が高い物質である。従って本発明の熱伸長性複合繊維を加熱していきその温度がポリエチレンの融点に達するまでは、繊維の熱伸長がポリエチレンによって拘束される。繊維をポリエチレンの融点以上まで加熱すると、ポリェチレンが溶融し始め、その拘束が解かれるので、第 1榭脂成分であるポリプロピレンの伸長が可能になり、繊維全体が伸長する。

[0031] ポリプロピレンとポリエチレンの好ましい組み合わせは、次の（1)、特に（2)であることが好ましい。このような組み合わせを採用することで、溶融紡糸時に第 2榭脂成分であるポリエチレンが配向しやすくなつて、その結晶性が高まり、且つ第 1榭脂成分のポリプロピレンが適度な配向となって、繊維の熱伸長性が高くなる。

(1)ポリプロピレンとして、そのメルトフローレート（以下、 MFRともいう）が 10〜35gZ lOminで、その Q値が 2. 5〜4. 0のものを用い、ポリエチレンとして、その MFRが 8 〜30g/10minで、その Q値が 4. 0〜7. 0のものを用いる組み合わせ。

(2)ポリプロピレンとして、その MFRが 12〜30gZlOminで、その Q値が 3. 0〜3. 5 のものを用い、ポリエチレンとして、その MFRが 10〜25g/10minで、その Q値が 4

. 5〜6. 0のものを用いる組み合わせ。

[0032] 第 1榭脂成分であるポリプロピレン（PP)は、メルトフローレート（以下、 MFRともいう）が 10〜35g/10minで、その Q値が 2. 5〜4. 0のものを用いることが好ましい。より好ましい MFRは 12〜30g/10minで、その Q値は 3. 0〜3. 5である。前記範囲を満足する PPであると、繊維形成性を有するポリエチレンに比べて、相対的に結晶化が遅くなり非晶部分が多く存在するため、繊維に熱を加えたときに伸長しやすくなると推定される。 PPの MFRが前記範囲を満足すると、紡糸を行った際の溶融張力が適性となり、糸切れが起こりに《なる。また、得られる繊維は適度な配向及び結晶性となり、熱伸長性が良好で且つコシのある繊維となる。また、捲縮を付与しやすくなり、カード通過性が向上し不織布にしたときの地合いが良好となる。 PPの Q値が前記範囲を満足すると、 PP成分がポリエチレン成分に比べ相対的に結晶化が遅くなり非晶部分が多く存在するため、繊維に熱を加えたときに伸長しやすくなると推定される。

[0033] 第 2榭脂成分であるポリエチレン（PE)は、その MFRが 8〜30gZlOminで、その Q値が 4. 0〜7. 0のものを用いることが好ましい。より好ましい MFRは 10〜25g/l Ominで、より好ましい Q値は 4. 5〜6. 0である。 PEの MFRが前記範囲を満足すると、適正な溶融張力及び溶融粘度となり、紡糸を行った際に糸切れが起こりにくくなる。また、 PPの熱伸長挙動を阻害することなぐ繊維にコシを与えることができる。 PEの Q値が 4. 0〜7. 0の範囲内にあると、 PP成分に比べ相対的に結晶部分が多く存在するため、繊維にコシを与え、捲縮形状を保持しやすぐカード通過性が向上する。

[0034] Q値は、重量平均分子量 (Mw)と数平均分子量 (Mn)の比で求められる値であり、ゲルパーミエーシヨンクロマトグラフィー（GPC)で測定することができる。

[0035] ポリプロピレンの MFRは、 JIS K7210に準じ、温度 230°C、荷重 2. 16kgで測定される。同様に、ポリエチレンの MFRは、 JIS K7210に準じ、温度 190°C、荷重 2. 16kgで測定される。

[0036] 第 1榭脂成分及び第 2榭脂成分の融点は、示差走査型熱分析装置 DSC— 50 (島津社製)を用い、細かく裁断した繊維試料 (サンプル質量 2mg)の熱分析を昇温速度 10°CZminで行い、各榭脂の融解ピーク温度を測定し、その融解ピーク温度で定義される。第 2榭脂成分の融点がこの方法で明確に測定できない場合は、第 2榭脂成分の分子の流動が始まる温度として、繊維の融着点強度が計測できる程度に第 2榭脂成分が融着する温度を軟化点とする。

[0037] 本発明の熱伸長性複合繊維における第 1榭脂成分と第 2榭脂成分との比率 (重量 it)は 10 : 90〜90 : 10%、特に 50 : 50〜80 : 20%、とりわけ 55 :45〜75 : 25%であることが好ましい。この範囲内であれば繊維の力学特性が十分となり、実用に耐え得る繊維となる。また融着成分の量が十分となり、繊維どうしの融着が十分となる。また、伸長性を損なうことなぐカード機により製造される不織布の原料として用いた場合のカード通過性を良好にする観点から、芯となる第 1榭脂成分の比率が大きい方が好ましい。

[0038] 熱伸長性複合繊維の太さは、複合繊維の具体的用途に応じて適切な値が選択される。一般的な範囲として 1. 0〜： LOdtex、特に 1. 7〜8. Odtexであること力繊維の紡糸性やコスト、カード機通過性、生産性、コスト等の点力も好ましい。

[0039] 本発明の熱伸長性複合繊維は、それ自体が熱融着性を有するものである。従って、この繊維を用いることで、サーマルボンド不織布、即ち熱の付与によって繊維どうしが結合 (つまり融着)して、る不織布を容易に得ることができる。不織布製造時の熱の付与によって、熱伸長性複合繊維は不織布中で伸長した状態になっている。

[0040] 図 2には、本発明の熱伸長性繊維を原料として用いた不織布の一実施形態の斜視図が示されている。本実施形態の不織布 10は単層構造をしている。不織布 10はその一面 10aがほぼ平坦となっており、他面 10bが多数の凸部 11及び凹部 12を有する凹凸形状となっている。凹部 12は、不織布 10の構成繊維が圧着又は接着されて形成された圧接着部を含んでいる。凸部 11は凹部 12間に位置している。凸部 11内は、不織布 10の構成繊維で満たされている。圧接着部とは、不織布 10の構成繊維が圧着又は接着されることで形成された結合部を!ヽぅ。繊維を圧着する手段としては、熱を伴うか又は伴わないエンボス力卩ェ、超音波エンボスカ卩ェなどが挙げられる。一方、繊維を接着する手段としては各種接着剤による結合が挙げられる。

[0041] 凸部 11と凹部 12とは、不織布の一方向（図 2中 X方向）に亘つて交互に配置されている。更に当該一方向と直交する方向（図 2中 Y方向）に亘つても、交互に配置されている。凸部 11と凹部 12とがこのように配置されていることで、不織布 10を例えば使い捨ておむつや生理用ナプキンなどの使い捨て衛生物品の分野における表面シートと用いた場合に、着用者の肌との接触面積が低減して蒸れやかぶれが効果的に防止される。

[0042] 不織布 10においては、圧接着部以外の部分、具体的には主として凸部 11において、該不織布の構成繊維どうしの交点が圧接着以外の手段によって接合している。

[0043] このような構造を有する不織布 10の好ましい製造方法を、図 3を参照しながら説明する。先ず、所定のウェブ形成手段（図示せず)を用いてウェブ 20を作製する。ゥェブ 20は、熱伸長性複合繊維を含むものであるカゝ、又は熱伸長性複合繊維からなるものである。ウェブ形成手段としては、例えば (a)カード機を用いて短繊維を開繊するカード法、（b)短繊維を空気流に搬送させてネット上に堆積させる方法 (エアレイ法）などの公知の方法を用いることができる。

[0044] ウェブ 20は、ヒートエンボス装置 21に送られ、そこでヒートエンボス加工が施される。ヒートエンボス装置 21は、一対のロール 22, 23を備えている。ロール 22は周面が平滑となっている平滑ロールである。一方、ロール 23は周面に多数の凸部が形成されている彫刻ロールである。各ロール 22, 23は所定温度に加熱可能になっている。

[0045] ヒートエンボスカ卩ェは、ウェブ 20中の熱伸長性複合繊維における低融点成分の融点以上で且つ高融点成分の融点未満の温度で行われる。ヒートエンボスカ卩ェによつて、ウェブ 20中の熱伸長性複合繊維が圧接着される。これによつてウェブ 20に多数の圧接着部が形成されて、ヒートボンド不織布 24となる。個々の圧接着部は面積が 0 . 1〜3. Omm²程度の円形、三角形、矩形、その他の多角形、或いはそれらの組み合わせであり、ヒートボンド不織布 24の全域に亘つて規則的に形成されている。また、圧接着部は幅が 0. 1〜3. Omm程度の連続した直線、曲線などでもよぐ目的に応じて適宜選択することができる。但し、立体賦形を発現するために、圧接着されていなヽ状態の熱伸長性複合繊維がある程度存在してヽる必要があり、エンボス率は 1 〜25%、更に好ましくは 2〜15%であることが立体的な凹凸形状を効果的に形成し得る点から好ましい。

[0046] 図 4 (a)にはヒートボンド不織布 24の断面の状態が模式的に示されている。ヒートェンボスカ卩ェによって、該不織布 24には多数の圧接着部 25が形成されている。圧接着部 25にお、ては、熱及び圧力の作用によって熱伸長性複合繊維が圧着されて!ヽる力、或いは溶融固化して融着している。一方、圧接着部 25以外の部分においては、熱伸長性複合繊維は圧着 ·融着等を起こして、な、フリーな状態になって、る。

[0047] 再び図 3に戻ると、ヒートボンド不織布 24は熱風吹き付け装置 26に搬送される。熱風吹き付け装置 26においてはヒートボンド不織布 24にエアスルー加工が施される。即ち熱風吹き付け装置 26は、所定温度に加熱された熱風がヒートボンド不織布 24を貫通するように構成されて、る。

[0048] エアスルー加工は、ヒートボンド不織布 24中の熱伸長性複合繊維が加熱によって伸長する温度で行われる。且つヒートボンド不織布 24における圧接着部 25以外の部分に存するフリーな状態の熱伸長性複合繊維どうしの交点が熱融着する温度で行われる。尤も、斯カる温度は熱伸長性複合繊維の高融点成分の融点未満の温度で行う必要がある。

[0049] このようなエアスルー加工によって、圧接着部 25以外の部分に存する熱伸長性複合繊維が伸長する。熱伸長性繊維 25はその一部が圧接着部 25によって固定されているので、伸長するのは圧接着部 25間の部分である。そして、熱伸長性繊維 25はその一部が圧接着部 25によって固定されていることによって、伸長した熱伸長性複合繊維の伸び分は、ヒートボンド不織布 24の平面方向への行き場を失い、該不織布 2 4の厚み方向へ移動する。これによつて、圧接着部 25間に凸部 11が形成され、不織布 10は嵩高になる。また、多数の凸部 11が形成された立体的な外観を有するようになる。更にエアスルー加工によって圧接着部 25間に存する熱伸長性複合繊維どうしの交点が熱融着によって接合する。この状態を図 4 (b)に示す。この図から明らかなように、立体的な外観とは、不織布 10の表面が凹凸形状になっていることをいう。

[0050] 以上の説明から明らかなように、不織布 10においては、圧接着部 25において、不織布 10の構成繊維である熱伸長性複合繊維が圧接着されて、ると共に、圧接着部 25以外の部分、具体的には主として凸部 11において、熱伸長性複合繊維どうしの交点が圧接着以外の手段であるエアスルー方式によって熱融着で接合して、る。その結果、不織布 10は三次元的な凹凸形状を有し、柔軟なものでありながら、凸部 11 における繊維間の接合強度が高ぐ毛羽立ちが起こりにくくなつている。その上、前述の製造方法は、不織布の製造方法として極めて一般的な方法であるヒートボンド法とエアスルー法とを組み合わせただけのものであり、特殊な工程を含んでいない。従つて製造工程が簡便であり、し力も製造効率が高い。更に、前述の製造方法を用いれば、不織布 10が低坪量であっても三次元的な凹凸形状を容易に形成することができる。また従来の凹凸不織布と異なり、不織布が単層であっても立体形状を容易に形成することができる。

[0051] 不織布 10の凹凸形状を更に顕著なものとする観点から、前記エアスルー加工における熱風の吹き付けを、前記ヒートエンボス加工において用いた平滑ロールに対向する面力も行うことが好ま、。

[0052] 先に述べたとおり、不織布 10は熱伸長性複合繊維を含んでなるものである力又は熱伸長性複合繊維カゝらなるものである。不織布 10が熱伸長性繊維を含んでなるものである場合、不織布 10に含まれる他の繊維としては、熱伸長性複合繊維の熱伸長発現温度よりも高い融点を有する熱可塑性榭脂からなる繊維や、本来的に熱融着性を有さな、繊維（例えばコットンやパルプ等の天然繊維、レーヨンやアセテート繊維など）が挙げられる。当該他の繊維は、不織布 10中に好ましくは 5〜50重量％、更に好ましくは 20〜30重量％含まれる。一方、熱伸長性複合繊維は、不織布 10中に 50 〜95重量％、特に 70〜95重量％含まれることが、立体的な凹凸形状を効果的に形成し得る点力好ましい。立体的な凹凸形状を更に効果的に形成し得る点から、特に好ましくは、不織布 10は、熱伸長性複合繊維からなる。

[0053] このようにして得られた不織布 10は、その凹凸形状、嵩高さ及び高強度を生かした種々の分野に適用できる。例えば使い捨ておむつや生理用ナプキンなどの使い捨て衛生物品の分野における表面シート、セカンドシート（表面シートと吸収体との間に配されるシート）、裏面シート、防漏シート、或いは対人用清拭シート、スキンケア用シート、さらには対物用のワイパーなどとして好適に用いられる。

[0054] 前記のような用途に用いられる場合、本発明の不織布は、その坪量が 15〜60gZ m²、特に 20〜40gZm²であることが好ましい。またその厚みが l〜5mm、特に 2〜4 mmであることが好ましい。但し、用途により適切な厚みは異なるため、目的に合わせ適宜調整される。

[0055] 以上、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は前記実施形態に制限されない。例えば前記実施形態においては、圧接着部 25の形成に熱を伴うエンボス加工であるヒートエンボス加工を用いた力これに代えて熱を伴わないェンボス加工や、超音波エンボス加工によって圧接着部を形成することもできる。或いは接着剤によって圧接着部を形成することもできる。また、不織布 10は単層の構造のものに限られず、これを 2層以上の多層構造にしてもよい。

実施例

[0056] 以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。し力しながら、本発明の範囲は力かる実施例に制限されるものではない。

[0057] 〔実施例 1〜10及び比較例 1〜4〕

表 1に示す条件にて溶融紡糸を行い同芯タイプ又は偏芯タイプの芯鞘型複合繊維の未延伸糸 (未延伸トウ)を得た。得られた未延伸トウに繊維処理剤を付与した後、必要に応じて未延伸トウを 1. 0倍の緊張状態で約 100°Cの蒸気中で約 3秒間トウ加熱処理を行った。次いで二次元の機械捲縮を施した。次いで、同表に示す温度の熱風を 900秒間吹き付けて加熱処理 (乾燥処理)を施した。この複合繊維を繊維長 51m mに切断し、短繊維とした。得られた短繊維について、前述の方法で榭脂の配向指数及び融点並びに繊維の伸長率を測定した。それらの結果を表 1に示す。なお表には示していないが、繊維の太さはすベて 3. 3dtexとした。

表 1中における Q値の測定法は以下のとおりである。

I.使用する分析装置

(i)クロス分別装置

ダイヤインスッノレメンッ社製 CFC T- 100 (CFCと略す）

(ii)フーリエ変換型赤外線吸収スペクトル分析

FT—IR、パーキンエルマ一社製 1760X

CFCの検出器として取り付けられていた波長固定型の赤外分光光度計を取り外して代わりに FT— IRを接続し、この FT— IRを検出器として使用する。 CFCから溶出した溶液の出口力も FT— IRまでの間のトランスファーラインは lmの長さとし、測定の間を通じて 140°Cに温度保持する。 FT— IRに取り付けたフローセルは光路長 lmm 、光路直径 5mm φである。フローセルは、測定の間を通じて 140°Cに温度保持する

(iii)ゲルパーミエーシヨンクロマトグラフィー（GPC)

CFC後段部分の GPCカラムは、昭和電工社製 AD806MSを 3本直列に接続して使用する。

II. CFCの測定条件

(i)溶媒：オルトジクロルベンゼン（ODCB)

(ii)サンプル濃度： lmgZmL

(iii)注入量： 0. 4mL

(iv)カラム温度： 140°C

(V)溶媒流速： lmLZ分

III. FT— IRの測定条件

CFC後段の GPC力も試料溶液の溶出が開始した後、以下の条件で FT— IR測定を行い、 GPC— IRデータを採取する。

(i)検出器: MCT

(ii)分解能: 8cm ¹

(iii)測定間隔: 0. 2分 (12秒）

(iv)—測定当たりの積算回数：15回

IV.測定結果の後処理と解析

分子量分布は、 FT— IRによって得られる 2945cm— ¹の吸光度をクロマトグラムとして使用して求める。保持容量から分子量への換算は、予め作成しておいた標準ポリスチレンによる検量線を用いて行う。使用する標準ポリスチレンは何れも東ソー (株）製の以下の銘柄である。 F380、 F288、 F128、 F80、 F40、 F20、 F10、 F4、 Fl、 A 5000、A2500、 A1000。各々力 0. 5mg/mLとなるように ODCB (0. 5mg/mL の BHTを含む）に溶解した溶液を 0. 4mL注入して較正曲線を作成する。較正曲線は最小二乗法で近似して得られる三次式を用いる。分子量への換算は森定雄著「サィズ排除クロマトグラフィー」（共立出版)を参考に汎用較正曲線を用いる。その際使用する粘度式（[ 7? ]=K X Mひ）には以下の数値を用いる。

(i)標準ポリスチレンを使用する較正曲線作成時

K=0. 000138、 a =0. 70

(ii)ポリプロピレンのサンプル測定時

K=0. 000103、 a =0. 78

なお分子量は、前記 GPC (ゲルパーミエーシヨンクロマトグラフィー）により測定する力別の機種により分子量を測定することもできる。その場合には、 2005年度プラスチック成形材料商取引便覧 (化学工業日報社、 2004年 8月 30日発行）に記載の、日本ポリプロ社製「MG03B」と同時に分子量を測定し、 MG03Bが 3. 5を示すときの値をブランク条件とし、条件を調整して分子量を測定する。

[表 1]

[0060] 実施例 1〜10の熱伸長性繊維は、その構成樹脂の配向指数を所定の範囲としたことにより、熱伸長性が良好であった。また、未延伸トウにトウ加熱処理を施したことにより、カード機の通過性も良好であった。特に、実施例 8〜 10の熱伸長性繊維は、芯 Z 鞘の複合比率を芯リッチとし、また実施例 9及び 10は偏芯タイプの断面形状としたことにより、捲縮形状が図 5 (d)に示すような機械捲縮と波形状捲縮が混在した顕在捲縮を有しており、カード機の通過性が一層良好であった。

[0061] 実施例 1及び 6並びに比較例 4で得られた繊維を用い、図 3及び図 4に示す方法で不織布を製造した。具体的な製造条件は次のとおりである。エンボス加工は、円形の圧接着部が形成され且つ圧接着部の面積率 3%となるように行った。加工温度は 13 0°Cであった。エアスルー加工は、平滑ロール対向面から 136°Cの熱風を吹き付けることで行った。このようにして得られた不織布の厚み、坪量、比容積を以下の方法で測定し、また立体賦形性を以下の方法で評価した。それらの結果を表 2に示す。

[0062] 〔厚み、坪量、比容積の測定〕

測定台上に 12cm X 12cmのプレートを載置し、この状態でのプレートの上面の位置を測定の基準点 Aとする。次にプレートを取り除き、測定台上に測定対象となる不織布試験片を載置し、その上に前記プレートを載置する。この状態でのプレート上面の位置を Bとする。 Aと Bの差力も測定対象となる不織布試験片の厚みを求める。プレートの重さは測定目的により種々変更可能である力ここでは重さ 54gのプレートを用いて測定した。測定機器にはレーザー変位計（(株)キーエンス製、 CCDレーザー変位センサ LK 080)を用いた。これに代えてダイヤルゲージ式の厚み計を用いてもよい。但し、厚み計を用いる場合は不織布試験片に加わる圧力を調整する必要がある。また、上述の方法で測定された不織布の厚みは、その不織布の坪量に大きく依存する。そこで、嵩高さの指標として、厚みと坪量力も算出される比容積 (cm³/g) を採用している。坪量の測定方法は任意であるが、厚みを測定する試験片そのものの重さを計量し、測定した試験片の寸法力算出される。

[0063] 〔立体賦形性の評価〕

不織布を目視し、次の基準により判定した。

◎：明確な立体形状となって、る〇：立体形状となっている

△：殆ど立体形状とは認められな、

X：立体形状ではない

[表 2]

[0065] 表 2に示す結果から明らかなように、実施例の繊維を用いて得られた不織布は嵩高で且つ立体的な形状となって!/、ることが判る。

産業上の利用可能性

[0066] 以上、詳述したとおり、本発明の熱伸長性繊維は、熱による自己伸長性が従来の伸長性繊維に比較して高!、ものである。従って本発明の熱伸長性繊維を原料として用い、熱処理が施されて製造された不織布は、該繊維の伸長によって嵩高くなり、或いは立体的な外観を呈するものになる。また、本発明の熱伸長性繊維はそれ自体が熱融着性を有してヽるので、該繊維のみを原料としてサーマルボンドタイプの不織布を簡便に製造できる。

Claims

請求の範囲

[1] 配向指数が 30〜70%の第 1榭脂成分と、該第 1榭脂成分の融点よりも低い融点又は軟ィ匕点を有し且つ配向指数が 40%以上の第 2榭脂成分とからなり、第 2榭脂成分が繊維表面の少なくとも一部を長さ方向に連続して存在している複合繊維カゝらなり、該繊維は、加熱処理又は捲縮処理が施されており、且つ第 1榭脂成分の融点よりも低い温度において熱によって伸長可能になっている熱伸長性繊維。

[2] 第 1榭脂成分の融点と第 2榭脂成分の融点との差、又は第 1榭脂成分の融点と第 2 榭脂成分の軟化点との差が 20°C以上である請求の範囲第 1項記載の熱伸長性繊維

[3] 第 2榭脂成分の融点における繊維の伸長率よりも、第 2の榭脂成分の融点から 10

°C高い温度における繊維の伸長率の方が 3ポイント以上大きいものである請求の範囲第 1項又は第 2項記載の熱伸長性繊維。

[4] 第 1榭脂成分がポリプロピレンであり、第 2榭脂成分がポリエチレンである請求の範囲第 1項ないし第 3項の何れかに記載の熱伸長性繊維。

[5] 請求の範囲第 1項ないし第 4項の何れかに記載の繊維を含み、熱の付与によって該繊維が伸長した状態になっている不織布。

[6] 前記繊維が部分的に圧着又は接着されている多数の圧接着部を有し、熱の付与によって該圧接着部間の繊維が伸長した状態になっている請求の範囲第 5項記載の不織布。

[7] 前記繊維が伸長して!/ヽることで、嵩高な及び Z又は立体的な外観を有してヽる請求の範囲第 5項又は第 6項記載の不織布。

[8] 請求の範囲第 1項記載の熱伸長性繊維の製造方法であって、ポリエチレンと、メルトフローレートが 10〜35gZlOminで、 Q値が 2. 5〜4. 0のポリプロピレンとを、引き取り速度 2000mZ分未満で溶融紡糸して複合繊維を得た後、該複合繊維に加熱処理又は捲縮処理を施す (但し延伸処理は行わな!/ヽ）工程を有する熱伸長性繊維の製造方法。

[9] 前記ポリエチレンにおけるメルトフローレートが 8〜30g/10minで、 Q値が 4. 0〜

7. 0である請求の範囲第 8項記載の熱伸長性繊維の製造方法。