JP2846675B2 - 嵩高性に優れた複合繊維 - Google Patents

嵩高性に優れた複合繊維

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、嵩高性に優れた偏心鞘芯型の複合繊維に関
する。本発明の複合繊維は、嵩高性に優れた不織布の製
造等に用いられる。
[従来の技術] 融点の異なる2種類以上のポリオレフィン系重合体か
らなる複合繊維は、接着剤を用いることなく繊維同士を
結合させて不織布化することができるため、紙おむつに
代表される衛生材料等に広く利用されている。
このような不織布は、主に、融点の異なる複数のポリ
オレフィン系重合体を複合紡糸し、延伸後弛緩させるこ
により自然捲縮を発現させて嵩高性に優れた複合繊維と
し、この複合繊維をステープルファイバーに加工して、
カード機により解繊してシート状のウェブとした後、低
融点重合体の融点と高融点重合体の融点との間の温度で
熱処理して製造される。
融点の異なる2種類以上のポリオレフィン系重合体か
らなる複合繊維としては、ポリエチレンのような低融点
重合体とポリプロピレンのような高融点重合体とを貼り
合せた貼り合せ型の複合繊維と、高融点重合体の外周を
低融点重合体により被覆した鞘芯型の複合繊維とがあ
る。鞘芯型の複合繊維は、貼り合せ型の複合繊維に比べ
て、自然捲縮の発現の制御が容易であり、また、紡糸性
に優れている等の利点を有している。このため、融点の
異なる2種類以上のポリオレフィン系重合体からなる複
合繊維としては、鞘芯型の複合繊維が主として使用され
ている。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、今日、より風合に優れた嵩高な不織
布、あるいは、より経済性に優れた嵩高な不織布に対す
る要望が高まっており、このような要望に対しては不織
布の材料として嵩高性に優れた複合繊維を用いることが
好ましいが、従来の鞘芯型の複合繊維では、これらの要
望に対して十分に対応することができないという問題が
あった。
したがって本発明の目的は、嵩高性がさらに向上した
不織布を得ることができる嵩高性に優れた複合繊維を提
供することにある。
[課題を解決するための手段] 本発明は上記目的を達成するためになされたものであ
り、本発明の嵩高性に優れた複合繊維は、鞘部を形成す
る低融点重合体と芯部を形成する高融点重合体とを含む
複合糸に、自然捲縮を発現させてなる嵩高性に優れた偏
心鞘芯型の複合繊維において、前記自然捲縮の数が6〜
20個/インチで、前記高融点重合体が、結晶粒の大きさ
が55Å以上の結晶性ポリプロピレンであることを特徴と
するものである。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の嵩高性に優れた複合繊維は、前述したよう
に、自然捲縮数が6〜20個/インチである偏心鞘芯型の
複合繊維であり、自然捲縮数の限定理由は以下の通りで
ある。
すなわち、自然捲縮数が6個/インチ未満では、不織
布化するにあたってカード機通過時のウェブのつながり
性が低下し、また20個/インチを超えると均一なウェブ
が得られず、ともに好ましくないからである。またどち
らの場合も、嵩高な複合繊維とならないからである。
自然捲縮数は、鞘部と芯部の断面積比、偏心率(本明
細書においては、繊維の断面をとったときの繊維の中心
と芯部の中心との間の距離の、繊維断面と同一の面積を
有する円の半径に対する百分率を意味する)、複合紡糸
する際の引取り速度、延伸加工する際の予熱温度等の影
響を受けるため、自然捲縮数を6〜20個/インチに制御
する条件を一概に規定することは困難であるが、本発明
の嵩高性に優れた複合繊維においては、少なくとも、鞘
部と芯部の断面積比を6/4〜3/7にするとともに、偏心率
を8〜36%にすることが好ましい。
鞘部と芯部の断面積比を6/4〜3/7とすることが好まし
い理由は、鞘部と芯部との断面積比が上記範囲外である
と十分な自然捲縮を発現させることができないからであ
る。特に好ましい鞘部と芯部との断面積比は、5/5〜4/6
である。また、偏心率を8〜36%とすることが好ましい
理由は、8%未満では十分な自然捲縮を発現させること
ができないからであり、36%を超えさせることは、断面
積比が6/4〜3/7の範囲では物理的に不可能であるからで
ある。特に好ましい偏心率は13〜36%である。
本発明の嵩高性に優れた複合繊維における上述の鞘部
と芯部との断面積比および偏心率の制御は、押出し機の
吐出量の制御や、紡糸口金の偏心率の変更等の常法によ
り行うことができる。
また、本発明の嵩高性に優れた複合繊維において芯部
を形成する高融点重合体は、前述したように、結晶粒の
大きさが55Å以上の結晶性ポリプロピレンに限定され
る。
その理由は、芯成分の結晶性ポリプロピレンの結晶粒
の大きさが55Å未満では、自然捲縮数を6〜20個/イン
チとしても従来の複合繊維を用いた不織布よりも嵩高な
不織布を得ることができないからである。芯部の結晶性
ポリプロピレンの結晶粒の大きさを55Å以上とすること
により、不織布化する際の熱風による自然捲縮の捲縮形
態の変化が抑制されるため、すなわち、捲縮がへたりに
くくなるため、より嵩高性に優れ、風合の良い不織布を
得ることが可能となる。
結晶性ポリプロピレンとしては、UBEポリプロ S130M
V(宇部興産(株)製)、UBEポリプロ ZS1255(宇部興
産(株)製)等の商品名で市販されている従来公知の結
晶性ポリプロピレンを用いることができる。また、結晶
性ポリプロピレンの結晶性の大きさの制御は、未延伸糸
を延伸加工する際の延伸条件、延伸糸を熱処理して嵩高
性に優れた複合繊維とする際の熱処理温度、結晶性ポリ
プロピレンのメルトフローレート(MFR)等を適宜選択
することにより、行うことができる。
芯部を形成する結晶性ポリプロピレンの結晶粒の大き
さを55Å以上とし、かつ上述のように鞘部と芯部との断
面積比、偏心率を前述の範囲内として自然捲縮数を6〜
20個/インチとすることにより、嵩高な複合繊維を得る
ことができ、この嵩高な複合繊維を用いることにより、
従来の不織布より嵩高性がさらに向上した不織布を得る
ことができる。
なお、鞘部を形成する低融点重合体は不織布化の時点
で一旦溶融してしまうため、偏心鞘芯型の複合繊維にお
ける鞘成分の結晶粒の大きさは、不織布の嵩高性に影響
しない。
本発明の嵩高性に優れた複合繊維において鞘部を形成
す低融点重合体としては、芯部とする前述の結晶性ポリ
プロピレンの融点よりも20℃以上低い融点を有する重合
体を用いることが好ましい。このような重合体として
は、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレ
ン−酢酸ビニル共重合体等を挙げることができ、特に高
密度ポリエチレンを用いることが好ましい。
従来の不織布より嵩高な不織布は、材料として本発明
の嵩高性に優れた複合繊維を例えば30%以上使用するこ
とにより得ることができる。
[実施例] 以下、実施例を挙げて本発明を更に説明するが、本発
明はこれらの実施例に限定されるものではない。
なお、実施例中に示した諸物性値の測定方法を予め示
しておく。
・MFR…ASTM D 1238に基づき、ポリプロピレン(PP)に
つては(L)条件(230℃)で、またポリエチレン(P
E)およびエチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)につい
ては(E)条件(190℃)で測定した。
・捲縮数…JIS L 1074による。
・結晶粒の大きさ…X線解析による。
(X線解析…繊維を集束して見掛け太さ2mm程度にして
赤道上の回折強度曲線を求め、PPは2θ=14.2度(11
0)、PEは2θ=21.4度(110)のピークの半価幅から求
めた。
解析条件…30kV、30mA、発散スリット:1mmφ、散乱スリ
ット:1mm幅、検出スリット:0.3mm幅、ゴニオメーターの
スキャン速度:1/2度分、チャート速度:10mm/分、時定
数:4秒、ベースライン:7.5〜10度) ・嵩…温度25℃、湿度65%の条件下で、5×5cmの大き
さに切断した不織布を10枚積層してなる積層物に1.06g/
cm2の平面荷重を30秒間加え、一部除重して0.26g/cm2
平面荷重を加えたまま30秒後の各辺の中間点4点の高さ
を測定して、積層物の容積を算出し、この容積を供試不
織布の重量で除して得た比容積を嵩とした。
実施例1 一軸押出機2台とホール径0.6mmの複合繊維用円形ノ
ズルからなる偏心鞘芯型複合繊維紡糸設備を使い、芯部
を形成する高融点重合体として結晶性ポリプロピレン
(MFR=17)、鞘部を形成する低融点重合体として高密
度ポリエチレン(MFR=20)を50:50の比率で、紡糸温度
220℃、引取り速度500m/minで紡糸し、単糸デニール12.
0deの偏心鞘芯型複合繊維を得た。
紡糸性は良好で、1時間連続紡糸しても全く紡糸切れ
はなく安定していた。
得られた複合繊維は、鞘部/芯部の断面積比が5/5
で、偏心率が20%であった。
このマルチフィラメントを100本集めてトータルデニ
ールを約60万デニールとし、ステープルファイバー試作
設備にて、表−1に示すように、第1延伸ローラー温度
45℃、第2、第3延伸ローラー温度50℃、第1、第2延
伸槽温度90℃で、第1、第2ローラー間で延伸倍率5倍
の1段延伸を行い、引き続きオイリング、捲縮加工、熱
処理(110℃)を行って、自然捲縮数が12.0個/インチ
である嵩高性に優れた偏心鞘芯型の複合繊維とした後、
繊維長45mmにカットして、単糸デニール3deの自然捲縮
ステープルファイバーを得た。
なお、捲縮加工を行なうクリンパーは幅25mmの金属ロ
ール2本からなり、機械捲縮を付与する場合に通常用い
られるスタフィンボックスは使用せず、クリンパーロー
ルの引取りのみにより自然捲縮を発現させた。
得られた自然捲縮ステープルファイバーをX線解析し
て、芯部の結晶性ポリプロピレンの結晶粒の大きさを測
定したところ、64Åであった。
この後、得られたステープルファイバーを幅350mmの
ローラーカード機に通し、目付20g/m2の均一なウエブを
作製した。この時、カード通過性に全く問題はなく、非
常に嵩高なウェブが得られた。次いで、このウェブを幅
350mm、速度5m/minの金網ベルトに乗せ、風温140℃、風
速2.7m/secの熱風を5秒間吹き付けて熱風融着不織布を
作製した。
得られた不織布の嵩は、表−1に示すように140cm/g
であり、嵩嵩性に優れたものであった。
実施例2〜11 鞘部を形成する低融点重合体および芯部を形成する高
融点重合体として実施例1と同一の重合体を用い、表−
1に示す条件で、自然捲縮数が6〜20個/インチで、芯
部を形成する結晶性ポリプロピレンの結晶粒の大きさが
59.0〜67.0Åである嵩高性に優れた偏心鞘芯型の複合繊
維を得、この複合繊維を自然捲縮ステープルファイバー
とした後、実施例1と同様にして不織布を得た。
各不織布の嵩は、表−1に示すように130〜145cm/gで
あり、いずれの不織布も嵩高性に優れたものであった。
実施例12〜16 鞘部を形成する低融点重合体として実施例1と同一の
重合体を、また芯部を形成する高融点重合体としてMFR
が27の結晶性ポリプロピレンを用い、表−1に示す条件
で、自然捲縮数が10〜14個/インチで、芯部を形成する
結晶性ポリプロピレンの結晶粒の大きさが55〜73Åであ
る嵩高性に優れた偏心鞘芯型の複合繊維を得、この複合
繊維を自然捲縮ステープルファイバーとした後、実施例
1と同様にして不織布を得た。
各不織布の嵩は、表−1に示すように130〜,140cm/g
であり、いずれの不織布も嵩高性に優れたものであっ
た。
実施例17〜18 鞘部を形成する低融点重合体として実施例1と同一の
重合体を、また芯部を形成する高融点重合体としてMFR
が5の結晶性ポリプロピレンを用い、表−1に示す条件
で、自然捲縮数が8〜10個/インチで、芯部を形成する
結晶性ポリプロピレンの結晶粒の大きさが56.0〜58.0Å
である嵩高性に優れた偏心鞘芯型の複合繊維を得、この
複合繊維を自然捲縮ステープルファイバーとした後、実
施例1と同様にして不織布を得た。
各不織布の嵩は、表−1に示すように130〜131cm/gで
あり、いずれの不織布も嵩高性に優れたものであった。
実施例19〜20 鞘部を形成する低融点重合体として、MFRが20の低密
度ポリエチレン(実施例18)およびMFRが20のEVA(実施
例19)を、また芯部を形成する高融点重合体として実施
例1と同一の結晶性ポリプロピレンを用い、表−1に示
す条件で、自然捲縮数が11.0〜12.0個で、芯部を形成す
る結晶性ポリプロピレンの結晶粒の大きさが59〜62Åで
ある嵩高性に優れた偏心鞘芯型の複合繊維を得、この複
合繊維を自然捲縮ステープルフィバーとした後、実施例
1と同様にして不織布を得た。
各不織布の嵩は、表−1に示すように131〜132cm/gで
あり、いずれの不織布も嵩高性に優れたものであった。
比較例1〜5 鞘部を形成する低融点重合体および芯部を形成する高
融点重合体として実施例1と同一の重合体を用い、表−
1に示す条件で、自然捲縮数が本発明の限定範囲外であ
る4.0〜5.0個/インチで、芯部を形成する結晶性ポリプ
ロピレンの結晶粒の大きさが56〜66Åである偏心鞘芯型
の複合繊維を得、この複合繊維を自然捲縮ステープルフ
ィバーとした後、実施例1と同様にして不織布化を試み
た。
しかしながら、これらの複合繊維は自然捲縮数が4〜
5個/インチと低いためカード機通過時のウェブのつな
がり性が悪く、不織布化することができなかった。な
お、鞘部と芯部の断面積比を2/8とした比較例3〜4の
複合繊維では、鞘部を形成する低融点重合体が繊維全体
を覆いきれずに芯部を形成する結晶性ポリプロピレンが
一部露出した繊維となり、カード機通過時に細かい粉落
ちが観察された。
比較例6 芯部を形成する高融点重合体としてMFRが12の結晶性
ポリプロピレンを用い、他の条件は実施例7と同一にし
て、自然捲縮数が本発明の限定範囲外である23.0個/イ
ンチで、結晶性ポリプロピレンの結晶粒の大きさが68Å
である偏心鞘芯型の複合繊維を得、この複合繊維を自然
捲縮ステープルフィバーとした後、実施例1と同様にし
て不織布化を試みた。
しかしながら、この複合繊維は自然捲縮数が23個/イ
ンチと高いため、カード機通過性が悪く、不織布化する
ことができなかった。
比較例7〜8 鞘部を形成する低融点重合体および芯部を形成する高
融点重合体として実施例1と同一の重合体を用い、表−
1に示す条件で、自然捲縮数が11.0〜11.5個/インチ
で、芯部を形成する結晶性ポリプロピレンの結晶粒の大
きさが本発明の限定範囲外である48〜51Åの偏心鞘芯型
の複合繊維を得、この複合繊維を自然捲縮ステープルフ
ィバーとした後、実施例1と同様にして不織布を得た。
各不織布の嵩は、表−1に示すように120〜121cm/gで
あり、実施例1〜21の不織布に比べて嵩高性に劣るもの
であった。
比較例9〜11 鞘部を形成する低融点重合体および芯部を形成する高
融点重合体として実施例13と同一の重合体を用い、表−
1に示す条件で、自然捲縮数が9.0〜12.0個/インチ
で、芯部を形成する結晶性ポリプロピレンの結晶粒の大
きさが本発明の限定範囲外である40〜48Åの偏心鞘芯型
の複合繊維を得、この複合繊維を自然捲縮ステープルフ
ィバーとした後、実施例12と同様にして不織布を得た。
各不織布の嵩は、表−1に示すように90〜110cm/gで
あり、実施例1〜20の不織布に比べて嵩高性に劣るもの
であった。
比較例12 鞘部を形成する低融点重合体および芯部を形成する高
融点重合体として実施例18と同一の重合体を用い、表−
1に示す条件で、自然捲縮数が本発明の限定範囲外であ
る5.0個/インチで、芯部を形成する結晶性ポリプロピ
レンの結晶粒の大きさも本発明の限定範囲外である53Å
の偏心鞘芯型の複合繊維を得、この複合繊維を自然捲縮
ステープルフィバーとした後、実施例13と同様にして不
織布化を試みたが、比較例1〜5と同様に、カード機通
過時のウェブのつながり性が悪いため、不織布化するこ
とができなかった。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明の偏心鞘芯型の複合繊維
を用いることにより、嵩高性がさらに向上した不織布を
得ることができ、より風合に優れた不織布や、より経済
性に優れた嵩高な不織布を得ることが可能になる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) D01F 8/06 D04H 1/54

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鞘部を形成する低融点重合体と芯部を形成
    する高融点重合体とを含む複合糸に、自然捲縮を発現さ
    せてなる嵩高性に優れた偏心鞘芯型の複合繊維におい
    て、 前記自然捲縮の数が6〜20個/インチで、前記高融点重
    合体が、結晶粒の大きさが55Å以上の結晶性ポリプロピ
    レンであることを特徴とする嵩高性に優れた偏心鞘芯型
    の複合繊維。
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