JP2820439B2 - 熱接着性複合繊維 - Google Patents

熱接着性複合繊維

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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、芯成分に主としてポリエステルを、かつ鞘
部にポリオレフィン系重合体組成物を用いた熱接着性複
合繊維に関する。さらに詳しくは、接着強力、風合、嵩
回復性に優れ、かつ紡糸延伸時の工程安定性に優れた熱
接着性複合繊維に関する。
(従来技術) 近年、不織布分野例えばフィルター用、食品包装用、
衛材用等の不織布では熱接着性複合繊維を用いて製造す
る要求が大きくなり、接着強力、嵩回復性、風合等に優
れた不織布が得られることが望まれている。
従来、芯鞘型熱接着性複合繊維としては、例えば特開
昭53-86836号公報には、繊維形成性成分(芯成分)にポ
リプロピレン、接着性成分(鞘成分)にポリエチレンを
用いたポリオレフィン系複合繊維が提案されている。こ
の複合繊維は、芯成分、鞘成分が共にオレフィン系ポリ
マーで親和性が良いために優れた接着性を有する反面、
ポリオレフィン固有の化学構造、性質により、得られる
不織布に腰がなく嵩回復性に劣るものであった。
かかる欠点を解決するために、特開昭57-176217号公
報には、芯成分にポリエステル、鞘成分にポリエチレン
もしくはポリプロピレンを用いた複合繊維が提案されて
いる。この複合繊維から得られる不織布は、上述の不織
布と比較すると嵩回復性は優れているものの、ポリエス
テルとポリエチレン又はポリプロピレンとの親和性が低
いため、接着強力はかなり低いものであった。
一方、接着強力を向上させる目的で、特公昭54-44773
号公報には、鞘成分にポリエチレンとエチレン酢酸ビニ
ル共重合体との混合物を用いる複合繊維が提案されてい
る。しかし、このものは芯成分としてポリプロピレンを
用いているため、たとえ接着力が向上しても不織布の腰
がなく、嵩回復性はまったく改善されていないものであ
る。
(発明の目的) 本発明は、かかる従来技術の有する諸欠点に鑑みなさ
れたもので、その目的は、接着強力が高く嵩回復性が良
好で優れた風合を呈する不織布が得られ、かつ製造時の
工程安定性にも優れた熱接着性複合繊維を提供すること
にある。
(発明の構成) 本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討した
結果、芯成分(繊維形成性成分)にポリエステルを、ま
た鞘成分(熱接着性成分)に特定のポリオレフィン系重
合体を組合せて用いると、前記目的を同時に達成できる
ことを知り本発明に到達した。
すなわち本発明は、繊維形成性成分を芯成分とし、熱
接着性成分を鞘成分とする芯鞘型熱接着性複合繊維にお
いて、芯成分は融点200℃以上のポリエステルを少くと
も65重量%含有し、鞘成分は下記(i)〜(iii)を同
時に満足する実質的に未変性のポリオレフィン(A)50
〜95重量%及び下記(iv)〜(vi)を同時に満足する変
性ポリオレフィン(B)50〜5重量%含有していること
を特徴とする熱接着性複合繊維である。
未変性ポリオレフィン(A) (i)融点 :150℃以下 (ii)メルトフローレート(MFRA) :5〜45g/10分 (iii)密度 :0.930〜0.970g/m3 変性ポリオレフィン(B) (iv)融点: :150℃以下 (v)メルトフローレート(MFRB):MFRA+50g/10分以
上 (vi)不飽和カルボン酸又はそのエステル、酸無水物か
ら選ばれる少なくとも1種の共重合成分の共重合量:3〜
40重量% 本発明の熱接着性複合繊維の熱接着性成分(鞘成分)
は、通常の熱接着加工温度が150〜180℃であるため、そ
の融点及び/又は軟化開始温度が150℃以下、好ましく
は90〜150℃であること、及び、上記特性に加えて、最
終的に得られる不織布の風合がソフトであること、耐湿
熱性に優れていること等の要求より、ポリオレフィン系
ポリマーである必要がある。特にメルトフローレートMF
RA(JIS K6760)が5〜45g/10分、密度(JIS K6760)が
0/93〜0.97g/m3の未変性ポリオレフィン(A)50〜95重
量%、好ましくは70〜95重量%と、上記未変性ポリオレ
フィンよりも15g/10分以上、好ましくは35g/10分以上、
特に好ましくは50g/10分以上高いメルトフローレートMF
RBを有する変性ポリオレフィン(B)50〜5重量%、好
ましくは30〜5重量%の混合物であることが肝要であ
る。
なお、未変性ポリオレフィン及び変性ポリオレフィン
のメルトフローレートは、いずれもJIS K6760に準じて
測定したものである。
ここでいう未変性ポリオレフィンとは、具体的にはカ
ルボキシル基、水酸基、エステル基等の極性基を有しな
いポリオレフィンであって、エチレン、プロピレン、ブ
テン−1、ペンテン−1等のα−オレフィンを主成分と
した重合体及び共重合体を例示することができる。
かかる、未変性ポリオレフィンの密度は、上述の如く
0.93〜0.97g/cm3の必要があり、0.93g/cm3未満の場合に
は、ポリマーが柔軟すぎて繊維・金属間の摩擦が高くな
り、延伸工程、カード工程等でトラブルを発生しやすく
なると同時に、ポリマーの凝集力も小さくなるため十分
な接着強力が得られなくなり好ましくない。一方、0.97
g/cm3を越える場合には、最終的に得られる不織布等の
製品の風合が硬化する傾向があるため好ましくない。
また、メルトフローレートMFRAも重要であって、5〜
45g/10分、好ましくは10〜35g/10分とする必要がある。
5g/10分未満の場合には、紡糸時のポリマー導管内での
圧損が大きくなって、安定に紡糸することが困難とな
る。一方、MFRAが45g/10分を越える場合には、紡糸時に
断糸が多発する傾向にある。
熱接着性成分を構成するもう一つの前記変性ポリオレ
フィンは、エチレン、プロピレン、ブテン−1、ペンテ
ン−1等のαオレフィンと、アクリル酸、メタクリル
酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、
シトラコン酸、ハイミック酸等の不飽和カルボン酸ある
いはこれらのエステル、酸無水物等の極性基を有する不
飽和化合物少なくとも1種のコモノマーとの共重合体で
あって、ランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフ
ト共重合体いずれであってもよい。但し、その極性基を
有する共重合成分の割合は3〜40重量%、好ましくは5
〜30重量%とする必要がある。この共重合量が3重量%
未満の場合には、ポリエステルとの親和性が低下して十
分な接着強力が得られなくなり、一方、40重量%を越え
る場合には、十分な分子量の変性ポリオレフィンが得難
く、また、鞘成分の結晶化度をあげるのも困難となるた
め、十分なポリマー凝集力が得られずその結果接着強力
も低下する。
かかる変性ポリオレフィンのメルトフローレートMFRB
は、前述の如く、未変性ポリオレフィンのメルトフロー
レートMFRAより少なくとも50g/10分以上高くする必要が
ある。かくすることによって熱接着性成分の熱溶融時の
流動性が向上し、その結果、本発明の熱接着性繊維を用
いて熱接着すると、より短時間の熱処理でより効果的に
接着成分が接着点に集合するとともに、芯成分であるポ
リエステルとの親和性も向上するため、著しく接着強力
が向上し、かつ風合もソフトになる。したがって、変性
ポリオレフィンのMFRBは大きくなるほどより短時間の熱
処理で上記効果が得られるので好ましい方向であるが、
あまりに大きくしすぎると、その効果は飽和する傾向に
あると同時に、熱処理条件が激しい場合には逆に接着強
力が低下することもあるので、好ましくは600g/10分以
下とするのが望ましい。
なお、以上に述べた未変性ポリオレフィンと変性ポリ
オレフィンの配合割合は50〜95/50〜5、好ましくは70
〜95/3〜5(重量比)とする必要があり、変性ポリオレ
フィンの配合量が5重量%未満の場合には、接着強力が
低下するとともに、製綿時の工程安定性が低下するため
好ましくない。一方、50重量%を越える場合には、接着
成分の結晶化度が低下して凝集力が低下するため、十分
な接着強力が得られなくなり好ましくない。
本発明の熱接着性複合繊維の芯成分に用いるポリエス
テルは、200℃以上の融点を有する必要がある。融点が2
00℃未満の場合には、この複合繊維を用いて不織布を製
造する際、加熱接着処理(通常150〜180℃)耐えられ
ず、風合の硬いものしか得られないため好ましくない。
かかるポリエステルとしては、嵩回復性が良好、熱接
着時の収縮が小さい、コストが安い等の理由から、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
及びこれらのポリエステルに第3成分を共重合したもの
が好ましく選ばれる。これらの中でも、第3成分を2〜
20モル%共重合したポリエチレンテレフタレート又はポ
リブチレンテレフタレートは、最終的に得られる不織布
の風合がソフトになり、裁断性も良好となるので特に好
ましく、例えば、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、
イソフタル酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸、アジ
ピン酸、セバシン酸等の芳香族、脂肪族ジカルボン酸及
びこれらの低級アルキルエステル類などの酸成分、ヒド
ロキシ安息香酸、ω−ヒドロキシカプロン酸等のヒドロ
キシカルボン酸、ジエチレングリコール、ネオペンチル
グリコール、シクロヘキサン−1,4−ジメタノール、1,6
−ヘキサンジオール、プロピレングリコール、トリメチ
レングリコール等のグリコール類、ポリアルキレングリ
コール、ビスヒドロキシフェニルプロパン、ビスヒドロ
キシフェニルスルフォン等のジヒドロキシ化合物を一種
以上共重合したポリエステルをあげることができる。ま
た、得られるポリエステルが実質的に線状である範囲内
で、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメリット
酸、トリメシン酸、ピロメリット酸等の多官能成分を共
重合したものであっても何らさしつかえない。これらの
中でも5−ナトリウムスルホイソフタル酸共重合ポリエ
チレンテレフタレートが最も好ましい。
これらポリエステルの含有量は、芯成分に対して65重
量%以上が必要であり、それに満たない場合には嵩回復
性が低下する傾向があるので好ましくない。
芯成分のポリエステルと併用される他のポリマーとし
ては、複合繊維を紡糸する際に溶融混合できるポリマー
であれば特に限定されないが、中でもポリオレフィンは
芯成分と鞘成分の接着性を向上させるので好ましい。特
に、ポリエステルとの相溶性がよく紡糸調子もよくなる
点から、カルボキシル基又はそのエステルを含有したポ
リオレフィン(変性ポリオレフィン)もしくは変性ポリ
オレフィンと未変性ポリオレフィンの併用が好ましい。
本発明においては、芯鞘型複合繊維を主たる対象にし
ているが、偏心芯鞘型をも含むものである。その芯成分
(繊維形成性成分)と鞘成分(接着性成分)との割合
は、芯成分/鞘成分(重量比)が25〜65/75〜35である
のが望ましい。芯成分が多くなると接着性成分が少なく
なって不織布の接着強力が低下する傾向にあり、逆に鞘
成分が多くなると繊維形成性成分が少なくなって不織布
の嵩回復性が低下する傾向にある。
本発明の熱接着性繊維を得るには、従来公知の複合紡
糸口金を用い、繊維形成性成分と接着性成分とを複合紡
糸すればよい。
(実施例) 以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。な
お、各特性の評価は下記の方法により行なった。
(1)紡糸調子 紡糸時の断糸発生頻度で判定した。
断糸ほとんど発生せず安定して生産可能 ○ 断糸時々発生するもなんとか生産可 △ 紡糸断糸が多発し、生産不可 × (2)延伸調子 延伸し捲縮付与する工程の通過性にて判定した。
問題なく、安定して生産可能 ○ やや問題有るも、一応生産可能 △ ガイド捲付き、押込捲縮機のガタツキ等により生産不
可能 × (3)カード通過性 原綿をローラカードに通してウェブを作成する際、 カード通過性良好な水準を ○ なんとか通過する水準を △ 針布等に捲き付いて通過しない水準を×で判定した。
(4)風合 カット長51mmの熱接着性の短繊維をカード機に通して
目付30g/m2のウェブとし、次いで140℃下20秒間熱処理
して不織布(厚さ約5mm)を作成する。得られた不織布
を5人のパネラーが触感により判定した。
◎:全員が非常に良好と判定 ○:全員が良好と判定 △:3〜4人が良好と判定 ×:3人以上が不良と判定 (5)接着強度 上記不織布から、マシン方向に幅6cm、長さ20cmの試
験片を切り取り、つかみ間隔10cm、伸長速度20cm/分で
測定した。
接着強度は、引張破断力を試験片重量で除した値とし
た。
(6)嵩回復性 予め厚さ(amm)を測定した上記不織布上に、底面がJ
IS K6301A法による硬度60Hsの平らなゴムで覆われてい
る直径5cm重量1Kgの衝撃子を、高さ20cmの位置から1分
間当り195回の割合で1000回落下させた後、5分間放置
して厚さ(bmm)を測定し次式より算出した。
嵩回復率(%)=b/a×100 90%以上のものを良(○で表わす)、70〜90%未満の
ものを可(△で表わす)、70%未満のものを不可(×で
表わす)と判定した。
実施例1〜3、比較例1〜9 極限粘度0.64、融点260℃のポリエチレンテレフタレ
ート(PET)を芯成分とし、第1表記載の未変性ポリオ
レフィン(A)と変性ポリオレフィン(B)との混合物
を鞘成分として、孔径0.5mmφ孔数260の芯鞘型複合紡糸
口金を用い、芯成分溶融温度290℃、鞘成分溶融温度270
℃、紡糸口金温度275℃、紡糸速度800mで紡糸した。こ
の未延伸糸を集めて33万deのトウとし、3倍に延伸後38
mm巾の押込捲縮機にて15ケ/25mmの捲縮を付与し、次い
で100℃以下30分間弛緩熱処理した後繊維長51mmに切断
して単糸デニール3デニールの短繊維を得た。なお、芯
鞘複合比は50/50(重量比)で、これらの性能は第1表
にあわせて示す。
但し、第1表中の変性ポリオレフィンB I,B II,B II
I,B IVは下記共重合物を表す。
B I:エチレン・メチルメタクリレート・無水マレイン酸
共重合体(メチルメタクリレート・無水マレイン酸共重
合量20重量%) B II:同上(同共重合量30重量%) B III:同上(同共重合量1.5重量%) B IV:同上(同共重合量50重量%) 実施例4、比較例10 実施例1において、芯成分を極限粘度0.64、融点260
℃のポリエチレンテレフタレートと鞘成分で使用する変
性ポリオレフィン(B I)の混合物とした以外、実施例
1と全く同様にして、短繊維を得た。
これらの熱接着性繊維の性能を第2表に示す。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−69822(JP,A) 特開 平1−124620(JP,A) 特開 昭61−201015(JP,A) 特開 昭54−30929(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) D01F 8/06,8/14

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】繊維形成性成分を芯成分とし、熱接着性成
    分を鞘成分とする芯鞘型熱接着性複合繊維において、芯
    成分は融点200℃以上のポリエステルを少くとも65重量
    %含有し、鞘成分は下記(i)〜(iii)を同時に満足
    する実質的に未変性のポリオレフィン(A)50〜95重量
    %及び下記(iv)〜(vi)を同時に満足する変性ポリオ
    レフィン(B)50〜5重量%含有していることを特徴と
    する熱接着性複合繊維。 未変性ポリオレフィン(A) (i)融点 :150℃以下 (ii)メルトフローレート(MFRA) :5〜45g/10分 (iii)密度 :0.930〜0.970g/m3 変性ポリオレフィン(B) (iv)融点: :150℃以下 (v)メルトフローレート(MFRB):MFRA+50g/10分以
    上 (vi)不飽和カルボン酸又はそのエステル、酸無水物か
    ら選ばれる少くとも1種の共重合成分の共重合量:3〜40
    重量%
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