JP3879289B2 - クッション材用ポリエステル短繊維の製造方法およびクッション材の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、柔らかな風合いと弾力性に富み、かつ、車両用などの高温度下に晒される機会の多い用途に対し高熱耐へたり性を有するクッション材に適したクッション材用ポリエステル短繊維、クッション材およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
これまでクッション材には、主としてポリウレタンフォームが使用されてきたが、リサイクルできない点や通気性が悪く快適性の面でも問題があり、近年、ポリエステル繊維を主体とした繊維クッション材が提案されている。
【０００３】
繊維クッション材は、母材繊維と熱接着繊維を混ぜてカード機で一度開繊した後、熱処理機で母材繊維を熱接着する方法が知られている。この方法において、通常の繊維クッション材はウレタンフォームに比較して柔らかさ・弾力性などの風合い面で劣るものであった。
【０００４】
本発明のクッション材用ポリエステル短繊維は、母材繊維として使用するものであり、該繊維が特定の極限粘度、強伸度特性、収縮特性、ガラス転移温度を有することにより、上記のクッション材としたときの欠点を改善したものである。
【０００５】
本発明のクッション材用ポリエステル短繊維は、強伸度特性以外に、特に収縮特性に特徴があるものである。従来から、クッション材用途以外の分野（特に紡績糸、長繊維、またそれらを使用した織編物）で、低収縮または自発伸長性を示す繊維には以下のようなものが知られている。
【０００６】
例えば、特公平３−４２３３４号公報のように異収縮の短繊維を混紡することにより嵩高性を有する紡績糸が得られ、皺になりにくく反発性の良好な織編物が得られること等は広く知られている。その低収縮側の繊維に伸度が８０％以上、伸長剛性率が６００ｋｇ／ｍｍ² 以下、結晶化度が２５％以上、熱応力が４０ｍｇ／ｄ以下、沸水収縮率が３％以下の短繊維を用いることが開示されている。しかし、この短繊維のみをクッション材用の母材繊維として用いた場合、短繊維化で必須のカード工程を通すと、この工程張力によって部分的に延伸が発生し、糸物性が大きく変化する欠点を有していた。
【０００７】
また、特公昭６０−５４４０４号公報、特公昭６２−７３００号公報、特公昭６３−６６９２３号公報には、自発伸長性のある短繊維が開示されている。特に、特開平６−３４６３２１号公報には、高い固有粘度のポリマーを用いて３０００ｍ／分以上の高速紡糸を行い、低温で延伸した後、弛緩熱処理して自発伸長性のあるマルチフィラメントとすることが開示されている。しかしながら、これらの自発伸長性のある短繊維、もしくはマルチフィラメントのいずれもが、高速紡糸によって得られたいわゆるＰＯＹを延伸した後、弛緩熱処理したものか、弛緩熱処理した後、延伸して得たものであり、延伸工程を経るため、ヤング率が高くなりやすく、クッション材を成形した後の柔らかさが不十分となってしまう。
【０００８】
更に、柔軟なポリエステルマルチフィラメントもしくは短繊維を得る手段として、特開昭５３−５２７２１号公報には、固有粘度の高いポリエステルチップを用いて、紡糸速度４０００ｍ／分以上の超高速度で溶融紡糸して得ることが開示されている。該公報によれば、延伸熱処理を行うことなく実用的なポリエステルマルチフィラメントもしくは短繊維が得られるものの、いわゆる超高速紡糸で得られるため、ヤング率が高いほか、超高速紡糸設備が必要であった。
【０００９】
特開昭６２−１９９８２７号公報、特開昭６２−１９９８２８号公報で、高速紡糸によって得られるＰＯＹを特定の条件でストレッチ熱処理することによって、極めて柔軟な織編物を得ることのできる紡績糸が本出願人によって開示されている。該公報による紡績糸を用いるとウールに似た曲げ特性を有する優れた織編物
が得られるものの、高速紡糸設備が必要であるという欠点があった。更に、該公報は紡績糸とした後に織編物として用いるものであり、熱成型して得るクッション材用途として用いるなどという点に関しては何ら記述されていないのである。
【００１０】
一方、特開平４−１９４００７号公報、特開平４−１９４０１０号公報には、断面積が異なる複数の吐出孔群を有する紡糸口金を用いて重合体からなる混繊糸を得る方法において、吐出孔群の少なくとも１群の吐出孔の断面積を連続的に拡大する吐出孔とし、最大の断面積が少なくとも０．７８５ｍｍ² の紡糸口金として１群を高ドラフトで溶融紡糸することによって、一発紡糸で混繊糸を得る製造方法が開示されている。該公報によれば、比較的低い紡糸速度で太デニール成分の配向度および伸度レベルを細デニール成分の配向度および伸度レベルよりも高くすることが可能であることが示されている。しかしながら、該異繊度混繊未延伸糸は、延伸・熱処理が必要であり、得られる延伸糸は高配向、低伸度で、ヤング率が高く、クッション材に成型した際の柔らかさに欠ける欠点を有する。
【００１１】
特開平１０−２５１９３３号公報には、紡糸速度２５００ｍ／分以下で巻き取ったポリエステル未延伸束を用いて熱伸長性ポリエステル短繊維を製造する方法が開示されている。該繊維は、金属酸化物を１重量％以上含有、三〜六葉断面形状の未延伸糸からなる未延伸束を特定範囲で延伸、弛緩熱処理を施す方法である。この場合も、繊維の添加物量・断面に限定がある他、延伸工程を経るため、ヤング率が高くなりやすく、柔らかさの点で不十分である。
【００１２】
以上述べたように、これまで自発伸長性を示す繊維は得られていたが、クッション材用途に用いる等ということはなされておらず、更に超高速紡糸設備を必要とする場合や、延伸工程を経てヤング率が高く柔らかさに欠けるものでしかなく、ウレタンフォームの如き、柔らかな風合いと弾力性に富むクッション材にはなり得なかった。
【００１３】
更に、ウレタンフォームと比べて繊維クッション材は、真夏の炎天下に放置された自動車の車内の温度が示すといわれている７０℃条件下等での高熱耐へたり性が著しく劣る欠点を有している。
【００１４】
一般的な繊維クッション材としてポリエステル系の繊維を溶融接着させたクッション材が開発されている（特開昭５７−１０１０１８号公報、特開昭５８−３１１５０号公報等）が、これらのクッション材は、低融点の接着成分を接着剤に使うものであるために４０℃以上の雰囲気での塑性変形が激しく、このため、７０℃条件下等での高熱耐へたり性が著しく劣り、一般に車両用では使用不可能なものである。
【００１５】
また、車両用クッション材の高熱耐へたり性を向上させることを目的として母材繊維、熱接着繊維の両面からさまざまなアプローチがなされている。
【００１６】
母材繊維の面からは、特開平６−１６５８８４号公報、特開平７−５４２５３号公報のようにガラス転移温度が８０℃以上、融点１５０℃以上のポリエステル繊維が融点８０℃以上の共重合ポリエステル系熱接着繊維で接合されたポリエステル固綿が開示されている。これらの繊維については、７０℃条件下等での高熱耐へたり性の向上は認められるものの、通常の紡糸・延伸工程により得られた繊維ではヤング率が高く、該繊維によりクッション材を作製した場合には、ウレタンフォームの如き、柔らかな風合いと弾力性に富むクッション材にはなり得ないのである。
【００１７】
熱接着繊維の面からは、例えば、特開平５−２４７７２４号公報、特開平５−２４７８１９号公報等で、芯鞘構造からなる熱接着成分の鞘部にポリエステルエラストマーを用いた熱接着繊維、クッション材が提案されているが、ポリエステルエラストマーの耐熱性が考慮されていないため、比較的高い温度雰囲気下に長時間晒されると接着部が劣化して耐久性が劣る欠点がある。
【００１８】
特開平６−２００４６１号公報等では、熱接着繊維の鞘部として耐熱性を向上させたポリエステルエラストマーを用い、更に母材繊維としてガラス転移温度が６５℃以上の熱可塑性ポリマーを用いた耐熱性繊維構造体が提案されているが、ポリエステルエラストマー自体のガラス転移温度は依然として低く、高熱耐へたり性は十分とは言えないものであった。
【００１９】
本発明者らの各種検討によれば、母材繊維の極限粘度、強伸度特性、収縮特性、ガラス転移温度を特定範囲とすることで、柔らかな風合いと弾力性に加え、高熱耐へたり性を満足させ得ることが分かった。更に７０℃条件下等での高熱耐へたり性の向上を図るには、熱接着繊維のガラス転移温度と融点の関係も関わっている。本発明の母材繊維に加え、熱接着繊維のガラス転移温度と融点の関係を特定の範囲とすることでクッション材の７０℃耐へたり性をさらに向上させることが可能となる。
【００２０】
以上のように、従来技術では通常の雰囲気下で用いられる母材繊維およびクッション材は得られたとしても、特に高温に晒される車両用クッション材分野において柔らかな風合いと弾力性に富み、かつ、高熱耐へたり性が満足したクッション材を提供することはできなかった。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記従来技術では達成できなかった、柔らかな風合いと弾力性に富み、かつ、高熱耐へたり性を有するクッション材に適した母材繊維、クッション材、および該母材繊維の製造方法を提供することにある。
【００２３】
本発明は、極限粘度〔ηｃ〕が０．６８以上であるポリエステルからなるチップを口金面深度７０ｍｍ以下で、紡糸速度２０００ｍ／分以下で紡糸ドラフト５０００以上で溶融紡糸し、得られた未延伸糸を、乾熱１４０〜２００℃で１〜７％の緊張状態で熱処理し、しかる後短繊維化することにより、極限粘度〔ηｓ〕が０．６６以上、強伸度曲線における定応力伸長域伸度が２０％以下、破断伸度が８０〜１８０％、ヤング率が５０ｇ／ｄ以下、沸水収縮率と１８０℃乾熱収縮率がともに−５〜５％、ガラス転移温度が７５℃以上である、ポリエステル短繊維を製造することを特徴とする、クッション材用ポリエステル短繊維の製造方法である。また、本発明は、上記のクッション材用ポリエステル短繊維の製造方法によりポリエステル短繊維を製造した後、得られたポリエステル短繊維を、熱接着繊維で熱成形により点接合して一体構造化することより、７０℃耐へたり性が７０％以上であるクッション材を製造することを特徴とするクッション材の製造方法である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を詳細に説明する。
【００２５】
本発明におけるクッション材用ポリエステル短繊維（以下、母材繊維という）は、極限粘度〔ηｓ〕が０．６６以上である。極限粘度〔ηｓ〕が０．６６未満では、後述する製造方法において、強伸度曲線における定応力伸長域伸度が２０％以下、破断伸度が８０〜１８０％である母材繊維とすることができにくくなる。また、極限粘度〔ηｓ〕が０．６６未満では、本発明の目的とする柔らかな風合いと弾力性に富んだクッション材を得ることが困難になる。通常の極限粘度〔ηｓ〕である０．６２程度に比べて極限粘度〔ηｓ〕が０．６６以上でより高い弾力性を発揮する理由は明確ではないが、分子鎖が長いことにより、結晶に囲まれた非晶が多くなり、曲げなどの変形に対して戻りやすくなるためと考えられる。
【００２６】
また、本発明における母材繊維は、強伸度曲線における定応力伸長域伸度が２０％以下のものである。本発明における定応力伸長域とは、図１の１のように一定応力で伸長する領域（イ）の伸度を示し、定応力伸長域伸度２０％以下とは、従来の高速紡糸によって得られる、いわゆるＰＯＹの定応力伸長域伸度よりも十分に低い伸度である。後述する強伸度測定における強伸度曲線の定応力伸長域伸度が２０％を越えると、カード工程で受ける工程張力によって繊維が伸長し、糸物性が大きく変化してしまう。
【００２７】
また、本発明における母材繊維は、破断伸度が８０〜１８０％のものである。破断伸度が８０％未満では、ヤング率が高くなる傾向にあり、本発明の目的とする柔軟な風合いが得難い。一方、破断伸度が１８０％を越えると降伏点応力が低くなり、カード工程で受ける工程張力によって繊維が伸長しやすく、繊維の均一性が低下し、糸物性も大きく変化してしまう。
【００２８】
また、本発明における母材繊維は、沸水収縮率と１８０℃乾熱収縮率がともに−５〜５％のものである。沸水収縮率と１８０℃乾熱収縮率の一方、または両方が−５％未満である場合、成形体とした際に金型から繊維が突出し、金型に合った目的の成形体が得られなくなってしまう。一方、沸水収縮率と１８０℃乾熱収縮率の一方、または両方が５％を越える場合、クッション材を熱成形した場合に、風合いが硬くなる他、今度は収縮により金型に合った目的の成形体が得られなくなってしまう。収縮サイドよりも、自発伸長サイドにあった方が弾力性に富んだクッション材が得られる傾向にあり、沸水収縮率と１８０℃乾熱収縮率がともに−５〜２％の範囲がより好ましい。
【００２９】
また、本発明における母材繊維はヤング率が５０ｇ／ｄ以下であり、４０ｇ／ｄ以下であることが、本発明の柔軟な風合いを発揮することができるので好ましい。
【００３０】
また、本発明における母材繊維は、ガラス転移温度が７５℃以上であることが必要である。このことは、クッション材の７０℃条件下等での高熱耐へたり性向上には必須である。
【００３１】
更に、高い耐熱耐へたり性を得るためには、ガラス転移温度は８０℃以上が好ましく、更に好ましくは１００℃以上であることである。
【００３２】
本発明でいう母材繊維を構成する重合体としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）以外に、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、およびその共重合体などの高いガラス転移温度を持つポリエステルがより好適に用いられる。
【００３３】
母材繊維の横断面の形状は、円形であっても異形であってもよいが、中空断面であることが最も好ましい。中空断面とすることにより、口金直下のチムニーによる冷却を強化し、繊維を非対称に冷却することが可能となる。さらに、本発明では後述するように、口金の孔径や面積を著しく大きくして紡糸ドラフトを高く設定して紡糸を行うため、冷却効果が大きく、従来の中空繊維の非対称冷却の場合よりも格段に高いレベルの構造捲縮が得られるのである。その結果、クリンパーにより付与する機械捲縮に加え、繊維自身が構造捲縮を有し、クッション材としたときにより柔らかで、良好な弾力性を発現するのである。
【００３４】
また、本発明の母材繊維を用い、熱成形により熱接着繊維で点接合して一体構造化したクッション材は、７０℃耐へたり性が７０％以上であることが必要である。７０％未満であれば、夏場など高温雰囲気下で荷重を受けたとき、クッション材がへたりやすく歪回復しないため、本発明の所期の効果を十分に得ることができない。
【００３５】
本発明者らの知見によれば、本発明に係る母材繊維を少なくとも６０％以上使用したクッション材は、７０℃耐へたり性は７０％以上であり、好ましくは、８５％以上、より好ましくは、９０％以上を示すものである。
【００３６】
更に、本発明の母材繊維を使用しクッション材を作製する場合には、ガラス転移温度、融点が、下記式（１）〜（３）を同時に満足する重合体を少なくとも一部に使用した熱接着繊維を使用することが好ましい。
【００３７】
７５≦Ｔｇ ≦１５０ ・・・（１）
０≦Ｔｍ −Ｔｇ ≦ ８０ ・・・（２）
Ｔｍ ≦２００ ・・・（３）
該熱接着繊維は、特定範囲に特異の熱特性を有する重合体により構成される。用いられる重合体のガラス転移温度Ｔｇ は、７５℃以上１５０℃以下であることが好ましい。７５℃未満では７０℃雰囲気下で歪を加えられると熱による接着点が容易に塑性変形を生じるため、高熱耐へたり性が著しく劣り、本発明の目的を達成でき難いのである。逆に、１５０℃を越えると熱接着繊維としての機能が低下し、圧縮がかかった際に接着部分が脆く、簡単に破壊されて永久歪が残ってしまい好ましくないのである。上記の目的を達成するためには、Ｔｇ は、９０℃以上１４０℃以下であることが好ましい。
【００３８】
また、高熱耐へたり性を付与するための重合体の融点とガラス転移温度との差、Ｔｍ−Ｔｇは０℃以上８０℃以下であることが必要である。ＴｍとＴｇは、できるだけ近い値である方が成形温度下での熱接着性が良好となる。最も良好なのは、Ｔｍ−Ｔｇ＝０、すなわち、Ｔｍ＝Ｔｇのときである。
【００３９】
Ｔｍ−Ｔｇが８０℃を越える場合は、熱接着繊維の融点が高くなり、その結果、成形後の熱接着力の低下が生じ、歪がかかった際に接着部分が簡単に破壊されて永久歪が残ってしまうのである。上記の目的を達成するためには、Ｔｍ−Ｔｇは、０℃以上５０℃以下であることが好ましく、５０℃以下であれば、熱接着性も良好であり、歪みに対して接着部分が簡単に破壊されることもない。
【００４０】
また、重合体の融点は２００℃以下であることが必要である。２００℃を越えると、成形体を作成するときの成形温度を高く設定する必要が生じ、その結果、母材繊維に軟化・融解が生じ、高熱耐へたり性が低下してしまうのである。また、クッション材の風合いも硬くなってしまい好ましくない。
【００４１】
熱接着繊維の横断面の形状は、円形であっても異形であってもよい。
【００４２】
また、単成分繊維、複合繊維いずれでもよく、複合繊維の場合は熱特性を規定した該重合体が少なくとも表面に露出していればよく、複合する重合体のガラス転移温度は母材繊維と同様に７５℃以上が好ましく、更に高い耐熱耐へたり性を得るためには、ガラス転移温度は８０℃以上、更に好ましくは１００℃以上である。紡糸後、ついで延伸、捲縮付与して、更に所望の繊維長に切断し得ることができる。
【００４３】
上述の該熱接着繊維は、繊維クッション材を構成する繊維として使用することができる。
【００４４】
熱接着繊維のデニールは、通常１〜１０デニール程度であればよいが、５デニール未満が好ましい。繊維長は、５〜１００ｍｍであればよく、接着点の増加・分散性の向上という観点から見れば６０ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００４５】
クッション材中における熱接着繊維の好ましい含有量は、５重量％以上４０％重量以下、より好ましくは１０重量％以上３０重量％以下である。５重量％以下では、クッション材中に熱接着点として形成される３次元網目構造が少なく、歪が加わったときに物理的変形が生じ、耐へたり性、耐久性、クッション性が著しく低下してしまうので好ましくない。４０重量％を越えると、熱接着点が増える点は好ましい。しかし、風合いが硬くなる他、歪が加わったときの変形に対して、耐へたり性、耐久性が著しく低下してしまい好ましくないのである。
【００４６】
また、従来の熱接着繊維は延伸後、スチーム処理しながらクリンパーにて機械捲縮を付与しようとすると膠着が生じるため、スチーム処理なしで行うことを余儀なくされ、捲縮も十分に付与できなかった。また、その後の熱セットも行うことができなかった。一方、該熱接着繊維は、従来のものと異なる高いガラス転移温度・融点範囲を有しているため、上記の如き方法で十分な機械捲縮を付与することができるのである。
【００４７】
すなわち、従来は、熱接着繊維のガラス転移温度、融点が低いために、捲縮を十分に付与することが困難であり、よって捲縮率も低く、かつ、ウエブの作製時にも捲縮形態が変形しやすい欠点があった。従って、母材繊維と熱接着繊維同士が絡み合うことにより形成される接着点を増やすことに限界があったのである。強固な捲縮が十分付与された本発明の熱接着繊維を用いることにより、母材繊維と熱接着繊維の熱接着点が増加し、接合点が強固なものとなる。また、繊維長を短くし分散性を高めた際にも、抜け落ちることが少ない。このように該熱接着繊維を使用すれば、クッション材全体が３次元コイルスプリング状網目構造となるので、どのような方向に大変形を与えられても個々の繊維のコイルが少しずつ変形して力や歪を吸収でき、高熱耐へたり性が維持できるのである。
【００４８】
該熱接着繊維を構成する重合体としては、テレフタル酸および／または２，６−ナフタレンジカルボン酸を主たる酸成分とし、エチレングリコール、プロピレングリコール、テトラメチレングリコール、シクロヘキサン−１，４−ジメタノール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ビスフェノールＳのＥＯ付加物（ＢＰＳ−ＥＯ）より選ばれた少なくとも１種を主たるグリコール成分とするポリエステルであり、次のような成分を共重合してあってもよい。
【００４９】
好ましい共重合成分としては、アジピン酸、セバシン酸、などの脂肪族ジカルボン酸類、フタル酸、イソフタル酸、ジフェニルジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸類、オキシ安息香酸の如きオキシカルボン酸類、および／またはジエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール等のグリコール類、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、ビスフェノールＡのＥＯ付加物（ＢＰＡ−ＥＯ）などのうちから１種または２種以上の共重合成分が挙げられる。
【００５０】
但し、ポリエチレングリコールの場合、数平均分子量が１００００を越えるとポリマ合成における反応性が著しく低下し、未反応物がポリエステルとは非相溶となり製糸性を著しく阻害することがあるので数平均分子量が１００００以下のものを用いることが好適である。
【００５１】
次に、本発明でいう母材繊維の好ましい製造方法について詳述する。
【００５２】
本発明の母材繊維は、極限粘度〔ηｃ〕が０．６８以上であるポリエステルからなるチップを口金面深度７０ｍｍ以下で、紡糸速度２０００ｍ／分で紡糸ドラフト５０００以上とした口金を用いて溶融紡糸し、得られた未延伸糸を、乾熱１４０〜２００℃で１〜７％の緊張状態で熱処理し、しかる後短繊維化することによって得ることができる。
【００５３】
前記したように、本発明においては、極限粘度〔ηｃ〕が０．６８以上であるポリエステルからなるチップを用いるものであり、極限粘度〔ηｃ〕が０．７以上であることがより好ましい。極限粘度〔ηｃ〕が ０．６８未満では、口金面深度７０ｍｍ以下で紡糸ドラフト５０００以上、紡糸速度２０００ｍ／分以下として引き取り、前記緊張熱処理しても、強伸度曲線における定応力伸長域２０％以下の母材繊維が得られない。極限粘度〔ηｃ〕が０．６８以上であるポリエステルからなるチップを用いて、前記溶融紡糸・緊張熱処理した場合に、強伸度曲線における定応力伸長域が２０％以下の繊維が得られる理由は次のように考えられる。極限粘度〔ηｃ〕が０．６８以上であるポリエステルは、溶融粘度が高いため、５０００以上の高いドラフト下において高い伸長粘度を有し、紡糸速度２０００ｍ／分以下でＰＯＹ（高配向未延伸糸）あるいはＦＯＹ（高配向高密度糸）に近似した未延伸糸特性になるためと考えられる。
【００５４】
また、本発明においては、口金面深度を７０ｍｍ以下にするものであり、５０ｍｍ以下とすることがより好ましい。本発明でいう口金面深度とは、図２に示すように、紡糸口金表面から紡糸頭下端までの距離（Ｌ）をいう。口金面深度が７０ｍｍを越えると、口金直下で五月雨状態が発生し、製糸性が悪化するため好ましくない。
【００５５】
また、本発明では、紡糸ドラフトを５０００以上にするものであり、６０００以上とすることがより好ましい。本発明でいう紡糸ドラフトとは、紡糸速度（ｍ／分）を口金吐出孔から吐出するポリマーの吐出線速度（ｍ／分）で除した値である。紡糸ドラフトが５０００未満では、紡糸速度２０００（ｍ／分）以下でＰＯＹに近似した伸度レベル（１２０〜１７０％）、複屈折率レベル（０．０２５〜０．０７０）の繊維にすることが難しくなる。
【００５６】
また、本発明においては、紡糸速度を２０００（ｍ／分）以下にするものである。紡糸ドラフト５０００以上においては、紡糸速度が２０００（ｍ／分）を越えると糸切れしやすくなる。従って、本発明においては、低速度の溶融紡糸装置が有効に使用できる。
【００５７】
また、本発明における母材繊維を得るためには、前記高配向未延伸糸を乾熱１４０〜２００℃で１〜７％の緊張状態で熱処理するものである。乾熱処理温度が１４０℃未満では、沸水収縮率と１８０℃乾熱収縮率とをともに５％未満とすることが難しくなる。また、乾熱処理温度が２００℃を越えると、水分を含んだトウが軟化しやすくなるほか、母材繊維の強度が極めて低くなるため好ましくない。また、緊張率が１％未満では、繊維にタルミが生じ均一な熱処理がしにくくなる他、走行安定性が低下するため好ましくない。また、緊張率が７％を越えるとヤング率が高くなるほか、ネッキング延伸が起こりやすくなり、目的の糸物性が得られなくなり、所期の目的を達成できない。
【００５８】
本発明における母材繊維は前記緊張処理後に乾燥し、捲縮を付与し、カットして得ることができる。
【００５９】
【実施例】
なお、本発明で定義する各特性値は、以下の方法で求めた。
【００６０】
（１）極限粘度（η）
オルソクロロフェノール中、25℃で測定した。
【００６１】
（２）強伸度曲線
東洋ボールドウィン社製テンシロン引張り試験機を用いて試料長２ｃｍ、引っ張り速度１０ｃｍ／分、チャート速度２０ｃｍ／分の条件で応力−歪み曲線を描き、定応力伸長域伸度および破断伸度を求めた。なお、定応力伸長域伸度は、定応力伸長域における最小応力部分にＸ軸に平行な線を引き（図１の（ロ））、定応力伸長域から応力が立ち上がる部分に接線を引き（図１の（ハ））、その交点の伸度から求める。
【００６２】
（３）ヤング率
東洋ボールドウィン社製テンシロン引張り試験機を用いて試料長２ｃｍ、引張り速度２ｃｍ／分、チャート速度１０ｃｍ／分の条件で二次降伏点までの応力−歪み曲線を拡大して描き、直線部分の接線より求めた。
【００６３】
（４）沸水収縮率
母材繊維試料の両端をクリップでつかみ、合計が３００ｍｇ／ｄとなる初荷重を掛け、原長 Ｌ１（ｃｍ）を求める。クリップ間を十分ゆるめ、無荷重状態で９８℃の沸水バス中で１５分間処理し、処理後の試料に合計が３００ｍｇ／ｄとなる初荷重を掛け、処理後の長さ Ｌ２（ｃｍ）を測定する。沸水収縮率は次式によって求める。試験回数は１５回とし、その平均値で求める。
【００６４】
沸水収縮率＝｛（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ１｝×１００（％）
（５）乾熱収縮率
母材繊維試料の両端をクリップでつかみ、合計が３００ｍｇ／ｄとなる初荷重を掛け、原長 Ｌ３（ｃｍ）を求める。クリップ間を十分ゆるめ、無荷重状態で１８０℃のオーブン中で１５分間処理し、処理後の試料に合計が３００ｍｇ／ｄとなる初荷重を掛け、処理後の長さ Ｌ４（ｃｍ）を測定する。乾熱収縮率は次式によって求める。試験回数は１５回とし、その平均値で求める。
【００６５】
乾熱収縮率＝｛（Ｌ３−Ｌ４）／Ｌ３｝×１００（％）
（６）ガラス転移温度（Ｔｇ）
パーキンエルマー社製の示差走査型熱量計（ＤＳＣ）で、窒素気流下１６℃／分の昇温温度で測定し、ガラス転移温度（Ｔｇ）を求めた。
【００６６】
（７）融点（Ｔｍ）
融点顕微鏡を用い、１０℃／分の昇温温度下で熱接着繊維が融解し流動が開始する温度を求めた。
【００６７】
（８）７０℃耐へたり性
クッション材を測定サンプルとして立方体（１０×１０×１０ｃｍ）に切り出し、平行平面板（タテ×ヨコ＝１５×１５ｃｍ）を用いて測定した。
【００６８】
クッション材からの切り出し法は、クッション材内部の繊維配列からみて、クッション成形時に繊維が圧縮されてなる方向を判断し、その圧縮された方向と立方体の１面が実質的に平行となるように切り出すものである。ただし、厚さ等が１０ｃｍに満たないもののときには、複数枚のものを重ねることなどにより、１０ｃｍになるようにして上記立方体を作製する。
【００６９】
へたり試験での圧縮は、成形体を作製する際にウエブを圧縮した方向と同じ方向を有する面方向下において、厚さ５０％になるまで圧縮し（側面は、フリー状態）、その状態で７０℃乾熱中に２２時間保持後、平行平面板よりはずして歪を開放し圧縮作用をやめ、さらに、そのまま常温中（約３０℃）に移し、そのままの状態で１日（２４時間）放置（静置）した後の厚み ｌｉ（ｃｍ）と処理前の元の厚み ｌ０（ｃｍ）から、｛（ｌｉ／ｌ０）×１００）｝（％）で求めた。
【００７０】
厚みは、０．１ｃｍ単位で測定し、ｎ数は５とした。
【００７１】
（９）クッション風合い
１０人のパネラーが手で押したときの風合い（ソフト性、弾力性）をランクづけで、非常に良好◎、良好○、普通△、不良×として、５人以上が評価した値を示す。
【００７２】
実施例１〜１８および比較例１〜１０
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、又はポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、または共重合ポリエチレンテレフタレート（変性ＰＥＴ；比較例１０は、酸成分としてテレフタル酸ジメチル（ＤＭＴ）９５モル％とアジピン酸ジメチル（ＤＭＡ）５モル％、グリコール成分としてエチレングリコール（ＥＧ）１００モル％の割合、実施例１５、２６は酸成分としてテレフタル酸ジメチル（ＤＭＴ）１００モル％、グリコール成分としてビスフェノールＳのＥＯ付加物（ＢＰＳ−ＥＯ）１０モル％とエチレングリコール（ＥＧ）９０モル％の割合でそれぞれ重合して得た）からなるガラス転移温度を変更させたポリエステルチップを用い、極限粘度〔ηｃ〕、紡糸口金の吐出形状、吐出孔径、紡糸速度、紡糸ドラフト、口金面深度を表１、２のように変更し、吐出孔径が４８Ｈである紡糸口金を用い、紡糸温度３００℃の条件で溶融紡糸巻き取りを実施した。該未延伸糸を引き揃え、１０万Ｄとし、表に示す条件で熱処理を行った後、捲縮を付与し、乾燥した後、繊維長７６ｍｍにカットして、表１、２に示す物性の単糸デニール６ｄ、繊維長７６ｍｍのポリエステル短繊維を得た。
【００７３】
熱接着繊維の鞘成分に用いる重合体として、酸成分がテレフタル酸ジメチル（ＤＭＴ）６０モル％と、イソフタル酸ジメチル（ＤＭＩ）４０モル％、とエチレングリコール（ＥＧ）１００モル％を少量の触媒と安定剤と共に仕込み、従来から知られている方法でエステル交換反応後、昇温減圧しつつ重縮合して鞘部に用いる低融点の重合体を得、６０℃にて４８時間真空乾燥して用いた。この重合体のガラス転移温度は６７℃、融点は１１５℃であった。
【００７４】
芯部にＰＥＴを用い、３００℃で溶融し、鞘部の重合体（熱接着成分）は２６０℃で溶融して、鞘部／芯部＝５０／５０の重量比率で通常の紡糸機より紡糸温度２９２℃で紡糸口金より吐出し、１３５０ｍ／ｍｉｎの速度で巻取った。続いて、該未延伸糸を合糸して８０℃温浴中で延伸倍率３．０倍で延伸後、クリンパーにて機械捲縮を付与し、切断して単糸デニール４ｄ、繊維長５１ｍｍの熱接着繊維を得た。
【００７５】
実施例１〜１８および比較例１〜１０の母材繊維に対して、上記により得られた熱接着繊維を混綿率３０％で混綿し、カードで開繊後、ウエブを積層し目付４０００ｇ／ｍ² となし、厚み１０ｃｍまで圧縮して２００℃の熱風で３０分間熱成形後、冷却してクッション材を得た。クッション材の評価結果を合わせて表１、２に示した。
【００７６】
比較例１、２はポリエステルチップん０極限粘度〔ηｃ〕が０．６８未満であり、得られたポリエステル短繊維の極限粘度〔ηｓ〕が０．６６未満であり、定応力伸長域伸度が２０％を越え、破断伸度も１８０％を越えており、カードを通した際に延伸が生じた。比較例１は沸水収縮率、乾熱収縮率も５％を越えていた。実施例１、２ともに７０℃耐ヘタリ性が低く、クッション風合いも悪いものとなった。
【００７７】
比較例３は、口金面深度が７０ｍｍを越えており、口金直下で脈動が発生し、安定した紡糸ができなかった。
比較例４は、紡糸ドラフトが低く、その結果、得られた繊維の定応力伸長域伸度が２０％を越え、破断伸度も１８０％を越えており、カードを通した際に延伸が生じ、７０℃耐ヘタリ性は低く、クッション風合いも悪いものとなった。
【００７８】
比較例５は、紡糸速度が２０００（ｍ／分）を越えており、紡糸段階で糸切れが発生し、安定した紡糸性が得られなかった。
【００７９】
一方、本発明の要件を満足する実施例１〜９からは、７０℃耐ヘタリ性が良好で、クッション風合いも柔らかで、弾力性に富んだものが得られた。
【００８０】
【表１】

比較例６は、ポリエステル短繊維の熱処理におけるストレッチ率が５％を越えているため、破断伸度が８０％未満であり、沸水収縮率、乾熱収縮率も５％を越えており、ヤング率も５０ｇ／ｄを越えており、得られたクッション材は硬い風合いのものであった。
【００８１】
比較例７は、ポリエステル短繊維の熱処理におけるストレッチ率が１％未満であり、トウの走行が不安定となり、安定した熱処理ができなかった。
【００８２】
比較例８は、ポリエステル短繊維の熱処理温度が１４０℃未満であり、得られた繊維の定応力伸長域伸度が２０％を越えており、カードを通した際に延伸が生じた。沸水収縮率、乾熱収縮率もともに５％を越えており、得られたクッション材は７０℃耐ヘタリ性が低く、クッション風合いも硬いものであった。
【００８３】
比較例９は、ポリエステル短繊維の熱処理温度が２００℃を越えているため、ＨＤ（加熱ロール）上でトウの膠着が起こり、安定した熱処理ができなかった。
【００８４】
比較例１０は、ポリエステル短繊維のガラス転移温度が７５℃未満であるため、７０℃耐ヘタリ性が著しく低くなった。
【００８５】
一方、本発明の要件を満足する実施例１０〜１８からは、７０℃耐ヘタリ性が良好で、クッション風合いも柔らかで、弾力性に富んだものが得られた。
【００８６】
【表２】

以上の結果から明らかなように、本発明で規定する糸物性を有し、製造方法で製造したクッション材用ポリエステル短繊維を用いたクッション材は、柔らかな風合いと弾力性に富んだ風合いを有し、７０℃における耐ヘタリ性も７０％以上であることが明らかであるが、本発明で規定した糸物性、製造方法を外れるクッション材用ポリエステル短繊維を用いたクッション材は７０℃耐ヘタリ性、クッション材風合いに劣ることが明らかである。
【００８７】
実施例１９〜２９
熱接着繊維に用いる重合体としてテレフタル酸ジメチル（ＤＭＴ）、または、２，６−ナフタレンジカルボン酸ジメチル（ＮＤＣＭ）より選ばれた少なくとも１種を主たる酸成分とし、エチレングリコール、または、ビスフェノールＳのＥＯ付加物（ＢＰＳ−ＥＯ）より選ばれた少なくとも１種を主たるグリコール成分とし、更に、イソフタル酸ジメチル（ＤＭＩ）、ビスフェノールＡのＥＯ付加物（ＢＰＡ−ＥＯ）より選ばれた少なくとも１種の共重合成分を、ある割合（例えば、実施例１９では酸成分としてＮＤＣＭ１００とグリコール成分としてＢＰＳ−ＥＯ３０とＥＧ７０の割合）で少量の触媒と安定剤と共に仕込み、公知の方法でエステル交換反応後、昇温減圧しつつ重縮合して鞘部に用いる低融点の重合体を得、６０℃にて４８時間真空乾燥して用いた。重合体のガラス転移温度（Ｔｇ ）、融点（Ｔｍ ）を表３，４に示した。
【００８８】
芯部に用いる重合体を３００℃で溶融し、鞘部に用いる重合体（熱接着成分）は２６０℃で溶融して、一定の重量比率（実施例１９では、芯／鞘＝５０／５０、実施例２９では、熱接着成分のみ１００）で通常の紡糸機より紡糸温度２９２℃で紡糸口金より吐出し、１３５０ｍ／ｍｉｎの速度で巻取った。続いて、該未延伸糸を合糸して８０℃温浴中で延伸倍率３．０倍で延伸後、クリンパーにてスチーム処理（８０℃）しながら機械捲縮を付与し、切断して４ｄ×５１ｍｍの熱接着繊維を得た。得られた熱接着繊維の特性を表３、４に示した。
【００８９】
実施例１の母材繊維と得られた熱接着繊維を混綿率３０％で混綿し、カードで開繊後、ウエブを積層し目付４０００ｇ／ｍ² となし、厚み１０ｃｍまで圧縮して２００℃の熱風で３０分間熱成形後、冷却してクッション材を得た。クッション材の評価結果を表３、４に示した。
【００９０】
【表３】

【表４】

以上の結果から明らかなように、本発明でいうクッション材用ポリエステル短繊維と特定範囲の熱特性を有する熱接着繊維を用いたクッション材は、柔らかな風合いと弾力性に富んだ風合いを有し、更に７０℃における耐へたり性が著しく向上することが明らかである。
【００９１】
【発明の効果】
以上述べた本発明によれば、特に車両用などの高温度下に晒される機会の多い用途に対し、柔らかな風合いと弾力性に富み、高熱耐へたり性を有するクッション材に適したクッション材用ポリエステル短繊維、クッション材、およびその製造方法に関する。
【図面の簡単な説明】
【図１】定応力伸長域を説明する強伸度曲線の例示図である。
【図２】口金面深度を説明する紡糸装置の概略図である。
【符号の説明】
１：定応力伸長域を有するＰＯＹの強伸度曲線
２：本発明におけるクッション材用ポリエステル短繊維の強伸度曲線
イ：定応力伸長域
ロ：定応力伸長域における最小応力部分のＸ軸に平行な線
ハ：定応力伸長域から応力が立ち上がる部分の接戦
４：紡糸頭
５：紡糸口金

Claims (3)

1. 極限粘度〔ηｃ〕が０．６８以上であるポリエステルからなるチップを口金面深度７０ｍｍ以下で、紡糸速度２０００ｍ／分以下で紡糸ドラフト５０００以上で溶融紡糸し、得られた未延伸糸を、乾熱１４０〜２００℃で１〜７％の緊張状態で熱処理し、しかる後短繊維化することにより、極限粘度〔ηｓ〕が０．６６以上、強伸度曲線における定応力伸長域伸度が２０％以下、破断伸度が８０〜１８０％、ヤング率が５０ｇ／ｄ以下、沸水収縮率と１８０℃乾熱収縮率がともに−５〜５％、ガラス転移温度が７５℃以上である、ポリエステル短繊維を製造することを特徴とする、クッション材用ポリエステル短繊維の製造方法。
2. ポリエステル短繊維が中空繊維であることを特徴とする請求項１記載のクッション材用ポリエステル短繊維の製造方法。
3. 請求項１記載のクッション材用ポリエステル短繊維の製造方法によりポリエステル短繊維を製造した後、得られたポリエステル短繊維を、熱接着繊維で熱成形により点接合して一体構造化することより、７０℃耐へたり性が７０％以上であるクッション材を製造することを特徴とするクッション材の製造方法。

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