JP6731284B2 - 熱融着性複合繊維およびその製造方法、これを用いた不織布 - Google Patents
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Description
すなわち、本発明は以下の構成を有する。
前記ポリエステル系樹脂の配向度が6.0以下、かつ、結晶化度が20%以上である、
熱融着性複合繊維。
[2]前記第1成分が芯成分、前記第2成分が鞘成分である鞘芯型複合繊維である、[1]に記載の熱融着性複合繊維。
[3]DSC測定において、245℃から250℃の範囲にある吸熱ピークの最大吸熱ピークのピーク高さ(ピーク1)と、251℃から256℃の範囲にある吸熱ピークの最大吸熱ピークのピーク高さ(ピーク2)とのピーク比(ピーク1/ピーク2)が、2.2以上である、[1]又は[2]に記載の熱融着性複合繊維。
[4]単糸繊維強度が3.2cN/dtex以下である、[1]〜[3]のいずれかに記載の熱融着性複合繊維。
[5]単糸繊維伸度が100%以上である、[1]〜[4]のいずれかに記載の熱融着性複合繊維。
[6][1]〜[5]のいずれかに記載の熱融着性複合繊維を含む、シート状繊維集合体。
[7]不織布である、[6]に記載のシート状繊維集合体。
[8](1)ポリエステル系樹脂を芯成分、当該ポリエステル系樹脂よりも低い融点を有するオレフィン系樹脂を鞘成分として、溶融紡糸にて未延伸の芯型複合繊維を得る工程、
(2)前記工程(1)によって得られた未延伸の鞘芯型複合繊維を、前記ポリエステル系樹脂のガラス転移温度よりも30℃以上高い温度で延伸する工程、
を含む、熱融着性複合繊維の製造方法。
[9](1)ポリエステル系樹脂を芯成分、当該ポリエステル系樹脂よりも低い融点を有するオレフィン系樹脂を鞘成分として、溶融紡糸にて未延伸の芯型複合繊維を得る工程、
(2)前記工程(1)によって得られた未延伸の鞘芯型複合繊維を、前記ポリエステル系樹脂のガラス転移温度よりも30℃以上高い温度で延伸する工程、
(3)前記工程(2)によって得られた鞘芯型複合繊維である熱融着性複合繊維を用いて、カーディング法によって繊維ウェブを形成する工程、
(4)前記工程(3)で得た繊維ウェブを、前記オレフィン系樹脂の融点以上、前記ポリエステル系樹脂の融点未満の温度で熱処理し、前記繊維ウェブの交絡部分を接着する工程、を含む、不織布の製造方法。
本発明の熱融着性複合繊維は、第1成分にポリエステル系樹脂を配し、第2成分に第1成分よりも融点の低いオレフィン系樹脂を配して構成されている。
本発明の熱融着性複合繊維(以下、単に「複合繊維」という場合がある。)の第1成分を構成するポリエステル系樹脂は、ジオールとジカルボン酸とから縮重合によって得ることができる。ポリエステル系樹脂の縮重合に用いられるジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸等を挙げることができる。また、用いられるジオールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール等を挙げることができる。
原料コスト、得られる繊維の熱安定性などを考慮すると、第1成分としては、ポリエチレンテレフタレートのみで構成された未変性ポリマーが最も好ましい。
本発明の複合繊維の第2成分を構成するポリオレフィン系樹脂は、第1成分を構成するポリエステル系樹脂の融点よりも低い融点を有するという条件を満たす限り、特に限定されるものではない。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン−1、ポリヘキセン−1、ポリオクテン−1、ポリ4−メチルペンテン−1、ポリメチルペンテン、1,2−ポリブタジエン、1,4−ポリブタジエンなどが使用できる。更にこれらの単独重合体に、当該単独重合体を構成する単量体以外の成分であるという条件のもと、エチレン、プロピレン、ブテン−1、ヘキセン−1、オクテン−1または4−メチルペンテン−1等のα−オレフィンが共重合成分として少量含有されていてもよい。また、ブタジエン、イソプレン、1,3-ペンタジエン、スチレン及びα-メチルスチレン等の他のエチレン系不飽和モノマーが共重合成分として少量含有されていてもよい。
本発明の複合繊維は前記の第1成分を芯成分、第2成分を鞘成分とする鞘芯型複合繊維であることが好ましい。本発明の複合繊維における第1成分と第2成分の組み合わせは、第2成分を構成するポリオレフィン系樹脂が、第1成分を構成するポリエステル系樹脂の融点よりも低い融点を有するという条件を満たす限り、特に限定されず、前記で説明した第1成分及び第2成分から選択して使用できる。具体的な第1成分/第2成分の組み合わせとしては、ポリエチレンテレフタレート/ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート/高密度ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート/直鎖状低密度ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート/低密度ポリエチレンなどが例示できる。この中でより好ましい組み合わせは、ポリエチレンテレフタレート/高密度ポリエチレンである。
本発明で規定される複合繊維の芯成分の配向度および結晶化度は、公知の方法で測定することができる。配向度は例えば、複屈折やX線回折、レーザーラマン分光という方法によって得られる。結晶化度は例えば、複屈折やX線回折、レーザーラマン分光によって得られる。特に、本発明において配向度が6.0以下であるとは、後述の実施例で詳細に述べられる、レーザーラマン分光法に基づく配向度の測定に従って得られる値が6.0以下であることをいう。また、本発明において結晶化度が20%以上であるとは、後述の実施例で詳細に述べられる、レーザーラマン分光法に基づく結晶化度の測定に従って得られる値が20%以上であることをいう。
本発明の複合繊維の製造方法について説明する。
前記複合繊維は、例えば以下のように製造することができる。まず、本発明の複合繊維の原料となるポリエステル系樹脂を第1成分に配し、第1成分よりも低い融点を有するオレフィン系樹脂を第2成分に配し、溶融紡糸によって第1成分と第2成分が同芯鞘芯型に複合化された未延伸繊維とする。
なお、本発明においての物性評価は以下に示す方法で行った。
JIS K 7210に準拠し、メルトマスフローレイトの測定を行った。ここで、MIは、附属書A表1の条件D(試験温度190℃、荷重2.16kg)に準拠し、MFRは、条件M(試験温度230℃、荷重2.16kg)に準拠して測定した。
ナノフォトン製のレーザーラマン顕微鏡を用いて測定した。繊維の配向度は、繊維の長さ方向に偏光したレーザー光を照射し、繊維の長さ方向に偏光したラマン散乱光を検出して得られたラマンスペクトルの1615cm−1付近の(ベンゼン環C=C伸縮バンド)ピーク強度をIyyとし、繊維の直径方向に偏光したレーザー光を照射し、繊維の直径方向に偏光したラマン散乱光を検出して得られたラマンスペクトルの1615cm−1バンドのピーク強度をIxxとしたとき、次式で求めた。
配向度=Iyy/Ixx
ナノフォトン製のレーザーラマン顕微鏡を用いて以下の式より算出した。
換算密度ρ(g/cm3)=(305−Δυ1730)/209
結晶化度χ(%)=100×(ρ−1.335)/(1.455−1.335)
なお、Δυ1730は、1730(cm−1)付近のラマンバンド(C=O伸縮バンド)の半値全幅である。
ティー・エイ・インスツルメント製のDSC「Q−10」を用いて測定した。繊維を4.20〜4.80mgの質量になるようにカットし、これをサンプルパンに充填し、カバーした。N2パージ内で30℃〜300℃まで、10℃/minの昇温速度で測定し、溶融チャートを得た。チャートを解析し、245℃から250℃の範囲にある吸熱ピークの最大吸熱ピークのピーク高さ(ピーク1)と、251℃から256℃の範囲にある吸熱ピークの最大吸熱ピークのピーク高さ(ピーク2)とのピーク比(ピーク1/ピーク2)を求めた。
延伸糸について、JIS−L−1015に準じて測定した。
試料不織布を150mm×150mmに切り出し、表面の滑らかさ、クッション性、ドレープ性等の観点から5人のパネラーによる官能試験によって判断した。その評価結果を下記の通り分類した。
○:5人全員が「良好」と感じる。
△:1〜2人が「悪い」と感じる。
×:3人以上が「悪い」と感じる。
の3段階の基準で評価した。
不織布を、デジマチックインジケータ(Mitutoyo製)を用いて、3.5g/cm2の荷重をかけた状態で厚みを測定した。測定した厚みから下記の数式を用いて比容積を算出した。
不織布の比容積(cm3/g)=不織布の厚み(mm)/不織布の目付け(m2/g)×1000
得られた比容積の値から嵩高性を評価し、下記の通り分類した。
○:比容積70cm3/g以上
△:比容積60〜69cm3/g
×:比容積60cm3/g未満
の3段階の基準で評価した。
複合繊維を構成する熱可塑性樹脂として以下の樹脂を用いた。
第1成分:固有粘度が0.64、ガラス転移点が70℃であるポリエチレンテレフタレート(略記号PET)
第2成分:密度0.96g/cm3、MFR(190℃ 荷重21.18N)が16g/10min、融点が130℃である高密度ポリエチレン(略記号PE)
表1に示す熱可塑性樹脂を用い、第1成分を芯側、第2成分を鞘側に配し、表1に示す押出温度と、複合比(容量比)で紡糸した。
得られた未延伸繊維を、延伸機を用い、延伸温度90〜125℃に設定し、表1に示す条件で延伸工程を行った。その後、熱風循環型乾燥機を用いて、表1に示す乾燥温度(熱処理温度)で5分間乾燥工程(熱処理工程)を施して熱融着性複合繊維を得た。
熱融着性複合繊維をローラーカード機に掛け繊維ウェブを採取し、繊維ウェブから100cm×30cmを切り出して熱風循環式の熱処理機を用い、加工温度130℃で熱処理して鞘成分を熱融着させ、目付け約25g/m2の不織布とした。
一方、比較例2の複合繊維は配向度が6.0以下であるが、結晶化度が20%以上ではないため、この複合繊維を用いて作製した不織布は、柔軟性はあるが嵩高くないものとなっていることが分かる。比較例3の複合繊維は結晶化度が20%以上であるが、配向度が6.0以下ではないため、この複合繊維を用いて作製した不織布の嵩高性は向上したものの、柔軟性は不良となっていることがわかる。
Claims (8)
- 第1成分がポリエステル系樹脂、第2成分が前記第1成分よりも融点の低いオレフィン系樹脂である熱融着性複合繊維であって、
前記ポリエステル系樹脂の配向度が6.0以下、かつ、結晶化度が20%以上であり、
単糸繊維伸度が126〜229%である熱融着性複合繊維。 - 前記第1成分が芯成分、前記第2成分が鞘成分である鞘芯型複合繊維である、請求項1に記載の熱融着性複合繊維。
- DSC測定において、245℃から250℃の範囲にある吸熱ピークの最大吸熱ピークのピーク高さ(ピーク1)と、251℃から256℃の範囲にある吸熱ピークの最大吸熱ピークのピーク高さ(ピーク2)とのピーク比(ピーク1/ピーク2)が、2.2以上である、請求項1又は2に記載の熱融着性複合繊維。
- 単糸繊維強度が3.2cN/dtex以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の熱融着性複合繊維。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の熱融着性複合繊維を含む、シート状繊維集合体。
- 不織布である、請求項5に記載のシート状繊維集合体。
- (1)ポリエステル系樹脂を芯成分、当該ポリエステル系樹脂よりも低い融点を有するオレフィン系樹脂を鞘成分として、溶融紡糸にて未延伸の鞘芯型複合繊維を得る工程、
(2)前記工程(1)によって得られた未延伸の鞘芯型複合繊維を、前記ポリエステル系樹脂のガラス転移温度よりも30℃以上高い温度で延伸する工程、
(2−1)前記工程(2)によって得られた鞘芯型複合繊維を、鞘成分の融点より低いが15℃を超えて低くはない温度範囲で乾燥する工程、
を含む、単糸繊維伸度が、126〜229%である熱融着性複合繊維の製造方法。 - (1)ポリエステル系樹脂を芯成分、当該ポリエステル系樹脂よりも低い融点を有するオレフィン系樹脂を鞘成分として、溶融紡糸にて未延伸の鞘芯型複合繊維を得る工程、
(2)前記工程(1)によって得られた未延伸の鞘芯型複合繊維を、前記ポリエステル系樹脂のガラス転移温度よりも30℃以上高い温度で延伸する工程、
(2−1)前記工程(2)によって得られた鞘芯型複合繊維を、鞘成分の融点より低いが15℃を超えて低くはない温度範囲で乾燥する工程、
(3)前記工程(2−1)によって得られた、単糸繊維伸度が126〜229%である熱融着性複合繊維を用いて、カーディング法によって繊維ウェブを形成する工程、
(4)前記工程(3)で得た繊維ウェブを、前記オレフィン系樹脂の融点以上、前記ポリエステル系樹脂の融点未満の温度で熱処理し、前記繊維ウェブの交絡部分を接着する工程、を含む、不織布の製造方法。
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