JPH07173724A - 水溶性ポリビニルアルコール系バインダー繊維とその熱圧着法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水溶性のポリビニルアルコール系熱圧着性バ
インダー繊維、特に、通常時は普通の繊維の取扱い性を
有しながら、熱圧着すると、寸法変化少なく熱圧着可能
な繊維を得る。 【構成】 融点が２１０℃以上のポリビニルアルコール
系ポリマーを鞘成分とし、融点が２１０℃未満の水溶性
ポリマーを芯成分となるよう溶液紡糸法により得た同心
の一芯芯鞘複合バインダー繊維であって、１４０℃〜２
４０℃で３ｋｇ／ｃｍ以上の線圧または５ｋｇ／ｃｍ²
以上の面圧を印加することにより、熱圧着しうるバイン
ダー繊維である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水溶性のポリビニルア
ルコール系（以下ＰＶＡ系と略記）バインダー繊維に関
するもので、従来困難とされてきた水溶性ＰＶＡ系繊維
の水溶性を損うことなく熱圧着による接着を可能とする
ＰＶＡ系バインダー繊維とその熱圧着方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】溶融紡糸可能なポリエチレン、ポリエス
テルなどでは熱接着可能な繊維が市販されている。最近
では芯を高融点ポリマーとし、鞘を低融点ポリマーとす
る芯鞘複合繊維が開発され、熱接着時の収縮を抑えるこ
とが可能となり、この芯鞘複合熱接着性バインダー繊維
は、接着時の簡便性、高速性、無公害性のメリットを生
かして、ますます用途拡大しつつある。

【０００３】しかし、これらの熱接着性バインダー繊維
は、ＰＶＡ系やセルロース系などの親水性繊維に対して
はその接着効果が低く、強力を必要とする用途には使用
できない。そこで強力を出すためにアクリル系、メラミ
ン系、ＰＶＡ系等のポリマーが化学接着剤として単独又
は複合して使用されている。例えば水溶性であることが
必須のケミカルレース基布を製造する時、水溶性ビニロ
ンを材料とする乾式不織布にＰＶＡ系樹脂の水溶液を塗
布するか含浸し、乾燥する方法が一般的に実施されてい
るが、水溶液により基布の水溶性繊維が膨潤し、ポリマ
ーの乾燥に時間を要するため低速生産しかできない。も
し水溶性の熱接着性バインダー繊維が開発できれば、高
速生産が可能となる。またウェットワイパー用基布とし
てセルロース基材に疎水性の熱接着性繊維で接着させた
場合、不良品が発生した時あるいはトリミングにより発
生した屑の回収ができないため、焼却処分されている。
もし熱接着性繊維が水溶性であれば不良品や屑を回収し
て再使用することが可能となる。

【０００４】しかしながら、従来の熱接着性繊維は溶融
紡糸可能な疎水性ポリマーをベースとしており、水溶性
と熱接着性を兼備し、かつ実用に耐える他の繊維物性を
有する繊維は得られていない。水溶性ポリマーの代表例
であるＰＶＡ系ポリマーは、分子内に有する水酸基によ
る分子間相互作用が強く、融点が熱分解温度に近く、通
常は熱分解させずに溶融することが出来ず、熱接着性繊
維を得ることができない。

【０００５】この背景下、ＰＶＡ系ポリマーにおいて
も、共重合変性や後反応変性による内部可塑化及び可塑
剤混合による外部可塑化などにより、融点や軟化点を下
げ溶融成形を可能にしたり、ホットメルト接着剤として
使用する提案がなされている。例えば特開昭５１−８７
５４２号、特開昭５１−９６８３１号、特開昭５３−５
０２３９号の各公報には、水溶性かつホットメルト性の
あるＰＶＡ系接着剤が開示されているが、これらホット
メルト性のＰＶＡ系ポリマーを繊維化しようとすると、
ホットメルト時の粘度を下げて接着性を大きくするた
め、ＰＶＡの重合度を６００以下と低くしており、低強
度繊維しか得られないばかりでなく、熱接着性繊維とし
て使用しようとすると、繊維化時配向していた分子が熱
接着時溶融して緩和するため、繊維が大きく収縮し、実
用的に使用することは困難である。

【０００６】特公昭４７−２９５７９号や特公昭４７−
４２０５０号の各公報には、ＰＶＡ溶液にエチレン−酢
ビコポリマーのエマルジョンを添加し、湿式紡糸して得
られる繊維はヒートシール性を有し、紙や不織布のバイ
ンダー繊維または主体繊維として使用できることが記載
されている。しかし、添加するポリマーは水不溶性ポリ
マーのエマルジョンに限定されている。水溶性ポリマー
は、エマルジョンとすることはできず、従って水溶性と
することはできない。

【０００７】また特公昭４１−６６０５号公報や特公昭
４７−３１３７６号公報には、完全ケン化ＰＶＡと部分
ケン化ＰＶＡを混合紡糸することにより、易フィブリル
化性繊維とすることが記載されている。しかしこれらの
技術は易フィブリル化繊維を目的としており、一方の成
分には耐水性のよい完全ケン化ＰＶＡを用い、延伸、熱
収縮さらには必要に応じてアセタール化を行なってお
り、水溶性繊維ではない。また、該公報で実施されてい
るビニロンの通常紡糸法である芒硝水溶液による脱水凝
固法ではケン化度が８５モル％以下のＰＶＡを紡糸する
ことが困難であり、また紡糸により得られた繊維を洗浄
して表面に付着している芒硝を除去しようとすると硬着
するので、ケン化度８５％以下のＰＶＡを添加し、混合
紡糸することは実際上不可能である。このため、実施例
ではケン化度８８モル％以上のＰＶＡに限られている。

【０００８】また特公昭５１−２８７２９号公報には、
ＰＶＡとポリアクリロニトリルとアクリルニトリルグラ
フト重合ＰＶＡを共通溶媒のジメチルスルホキシド（以
下ＤＭＳＯと略記）に溶解し、湿式紡糸して得られたゲ
ル糸条を延伸し、そして叩解した自己接着性合成パルプ
が記載されているが、水溶性繊維を得ることができな
い。

【０００９】また特開昭５２−５３１８号公報には、低
重合度かつ低ケン化度ＰＶＡと繊維形成能を有するポリ
マーとを混合または複合紡糸し、水洗処理することによ
り低重合度かつ低ケン化度のＰＶＡを除去して極細繊維
を製造することが提案されているが、繊維形成能を有す
るポリマーは水洗処理により影響を受けない非水溶性ポ
リマーであり、水溶性繊維は得られない。

【００１０】また特開平１−２６００１７号公報には、
ケン化度８０〜９５モル％のＰＶＡ系ポリマーを芯成
分、ケン化度９６モル％以上のＰＶＡ系ポリマーを鞘成
分とした高強度水崩壊型ＰＶＡ系複合繊維が提案されて
いる。この複合繊維は、高強度で水崩壊性を有すること
を特徴としており、本発明の如くバインダー繊維を得る
ことを目標としておらず、熱圧着性についての記載はま
ったく見られない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記の如く、水溶性の
ＰＶＡ系バインダー繊維の出現が強く望まれているが、
従来の技術では得られていない。従って本発明の課題
は、水溶性の熱圧着性ＰＶＡ系バインダー繊維を得るこ
とにある。またその繊維の熱圧着法を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題に対し、本発明
者らは鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成した。すな
わち本発明は、融点が２１０℃以上であるＰＶＡ系ポリ
マーが鞘成分であり、融点が２１０℃未満である水溶性
ポリマーが芯成分であり、芯／鞘比率が８０／２０〜３
０／７０である同心の一芯芯鞘複合繊維であって、熱圧
着により接着可能であることを特徴とする水溶性のＰＶ
Ａ系バインダー繊維であり、さらに、このバインダー繊
維を、温度１４０〜２４０℃、線圧３ｋｇ／ｃｍ以上ま
たは面圧５ｋｇ／ｃｍ² 以上の条件で熱圧着することを
特徴とする水溶性のＰＶＡ系バインダー繊維の熱圧着法
である。本発明においては、融点が２１０℃以上である
ＰＶＡ系ポリマーを鞘成分とする。鞘成分のＰＶＡ系ポ
リマーの融点が２１０℃未満では本発明繊維の耐熱性、
高湿下での取扱い性が不十分となり実用に耐える繊維を
得ることが出来ない。鞘成分ＰＶＡ系ポリマーの融点が
２１５℃以上であるとさらに好ましい。鞘成分ポリマー
の融点の上限に特別な限定はないが、熱水溶解性及び熱
圧着性の点で融点が２３５℃以下であることが好まし
く、２２５℃以下であると水溶解温度が低下しさらに好
ましい場合がある。

【００１４】鞘成分ＰＶＡ系ポリマーの具体例をあげる
と、重合度５００〜２４，０００で、ケン化度が９４〜
１００モル％の高ケン化度ＰＶＡである。重合度が１５
００〜４０００、ケン化度が９５．０〜９９．５モル％
であると熱水溶解性及び熱圧着性の点でさらに好まし
い。またエチレン、アリルアルコール、イタコン酸、ア
クリル酸、無水マレイン酸とその開環物、アリールスル
ホン酸、ピバリン酸ビニルの如く炭素数が４以上の脂肪
酸ビニルエステル、ビニルピロリドン及び上記イオン性
基の一部また全量中和物などの変性ユニットにより変性
したＰＶＡも包含される。変性ユニットの量は２モル％
未満、好ましくは０．１〜１．５モル％である。変性ユ
ニットの導入法は、共重合でも後反応でも特別な限定は
ない。変性ユニットの分布はランダムでも、ブロックで
も限定はない。ブロック的に分布させると結晶化阻害効
果が小さく、ランダムより多く変性しても高融点を保ち
うる。繊維の最表層を高融点ポリマーとすることによ
り、繊維製造工程において硬着を防止することが可能と
なる。また、高ケン化度の高融点ＰＶＡ系ポリマーを鞘
成分とすることにより高融点ポリマー単独繊維に近い性
能を得ることができる。

【００１５】本発明複合バインダー繊維の芯成分は融点
または融着温度が２１０℃未満の水溶性ポリマーを用い
る。芯成分ポリマーの融点または融着温度が２１０℃以
上であると、熱圧着温度が高くなり過ぎ、熱圧着時、鞘
成分のＰＶＡ系ポリマーの配向性・結晶性までも破壊し
易いので好ましくない。なお融点を持たない水溶性の非
晶ポリマーであっても、その非晶性ポリマーチップを所
定温度に加熱し、０．１ｋｇ／ｃｍ² の圧力を１０分間
印加した際チップ同志が融着する最低温度を融着温度と
した時、融着温度が２１０℃未満の水溶性非晶ポリマー
は本発明の水溶性ポリマーに包含され、芯成分水溶性ポ
リマーとして有効に用いることができる。芯成分水溶性
ポリマーの融点、あるいは融着温度（以下この温度も融
点という語に含めて使用する）が２００℃以下であると
より好ましく、１９０℃以下であるとさらに好ましい。
さらに鞘成分と芯成分の融点差が２０℃以上であると、
熱圧着時の繊維寸法変化が小さくなるので好ましい。特
に、融点差が３０℃以上であると、熱圧着時の繊維の寸
法変化が小さくなるとともに、鞘成分ポリマーの高配向
・高結晶性が維持されやすいのでさらに好ましい態様で
ある。融点差が４０℃以上であると最も好ましい。融点
が２１０℃未満の水溶性ポリマーは低配向、低結晶性で
あるため、低融点ポリマーが繊維最表面に存在すると繊
維製造工程や繊維を高湿下で放置した時硬着し易く、不
都合である。

【００１６】本発明にいう融点２１０℃未満の水溶性ポ
リマーの具体例としては、低ケン化度ＰＶＡ、高イオン
基変性ＰＶＡ、高変性カルボキシメチルセルロースなど
のセルロース誘導体、アルギン酸やその中和物およびキ
トサンなどの天然ポリマー、ポリビニルピロリドンなど
の水溶性ポリマー、変性アクリル系ポリマーなどがあげ
られる。就中、取扱い性（特に高湿時）、接着性、性能
再現性（安定性）、コストの点で、ケン化度が５０〜９
２モル％、重合度５０〜４０００の低ケン化度ＰＶＡや
アリルアルコール、アクリル酸、メタアクリル酸、イタ
コン酸、無水マレイン酸とその開環物、アリールスルホ
ン酸、ビニルピロリドン及びそのイオン性基の一部また
全量中和された変性ユニットにより、１モル％〜１０モ
ル％変性されたＰＶＡが好ましい。変性ユニットの導入
法としては共重合でも後反応でも特別な限定はない。変
性ユニットの分布はランダムでもブロックでも特別な限
定はない。ケン化度が６５モル％以下では特に高温水溶
性が低下するので上記変性ユニットで少量変性すること
を組合せたＰＶＡ系ポリマーは本発明バインダー繊維の
芯成分として有用である。芯成分ポリマーの重合度に特
別な限定はないが、芯成分は、繊維強度に寄与する必要
はなく、接着性に寄与することが重要であるから、熱圧
着時流動性のよい低重合度、例えば１００〜１０００が
好ましい。

【００１７】本発明複合バインダー繊維は同心の一芯芯
鞘複合繊維、すなわち繊維軸に直角な方向での繊維断面
形状が、芯成分と鞘成分が中心点をほぼ同一とする円形
（芯成分）とドーナツ形（鞘成分）あるいはそれに近い
形状を有している複合繊維である。偏芯させたり、２ケ
以上の多芯芯鞘とすると、ノズルブロックの構造が極め
て複雑になり、取り付けが困難となるとともに、ノズル
部品の洗浄維持管理に十分な配慮が必要であり、また運
転の管理幅が狭く、微少な変化が工程性や品質に大きな
影響を与えやすい。したがって、再現性が得にくい問題
がある。図１に本発明繊維の代表的な断面形状の例を示
す。図中、ａが芯成分、ｂが鞘成分である。

【００１８】本発明複合バインダー繊維の芯成分／鞘成
分の比は重量比で８０／２０〜３０／７０の範囲であ
る。鞘成分の高融点ＰＶＡ系ポリマーが２０％より少な
いと安定して芯鞘複合バインダー繊維が得られない。一
方、低融点水溶性ポリマーが３０％より少ないと、実用
に耐える熱圧着性能を得ることができない。強度と熱圧
着性のバランスより、芯／鞘比が６０／４０〜４０／６
０であるとより好ましい。本発明複合バイダー繊維の接
着メカニズムは、最表面を形成する高融点のＰＶＡ系ポ
リマー相が熱圧着時破れ、芯成分の低融点ポリマーが繊
維最表面に押し出されることにより、熱圧着性が確保さ
れると考えているので、繊維最表面と芯部との最近接距
離が短い方が破れやすいので好ましいと推定され、本発
明バインダー繊維の如く同心の一芯芯鞘複合繊維では繊
維最表面と芯部との最近接距離を短くすることが偏芯，
多芯やブレンド紡糸に比べ困難であるが、細デニールと
したり熱圧着条件をシビァーにすることが重要である。
したがって、本発明の繊維は０．４〜４デニールの範囲
が好ましい。０．４デニール未満のものはノズルの構造
上製造が難しく、４デニールを越えるものは熱圧着性の
点で不十分となりやすく、また風合も硬くなり、ケミカ
ルレース等の繊細なレースには好ましくない。紡糸性と
熱圧着性のバランスより１〜３デニールであるとさらに
好ましい。

【００１９】以上のように、本発明繊維は、従来の疎水
性ポリマーにおける芯鞘複合熱接着性繊維では芯を高融
点ポリマーとして、鞘を低融点ポリマーとしているのと
は逆に、鞘成分を高融点ポリマーとし、芯成分を低融点
ポリマーとし、通常は高配向、高結晶性の高融点ＰＶＡ
系ポリマーによる優れた繊維性能を発揮し、熱圧着（高
温かつ高圧印加）時繊維最表層の高融点ＰＶＡ系ポリマ
ー相が破れ、芯成分を形成している熱接着性の低融点水
溶性ポリマーが繊維表面に押し出され、別の繊維の芯成
分の水溶性ポリマー同志と接着したり、或いは鞘成分の
高融点ポリマーと接着することにより、熱圧着性を確保
したものである。高配向、高結晶化した高融点ＰＶＡポ
リマーがマトリックス相を形成するため、芯成分が低ケ
ン化度で低耐水性の低融点水溶性ポリマーであっても高
湿下でも強度や寸法安定性が優れており、しかも熱圧着
時においてもマトリックス相は大きな影響を受けないた
め、寸法変化が小さくかつ熱圧着後でも高い強度を得る
ことができる特徴がある。

【００２０】本発明バインダー繊維を熱圧着するには、
１４０〜２４０℃の温度で３ｋｇ／ｃｍ以上の線圧また
は５ｋｇ／ｃｍ² 以上の面圧を印加することにより繊維
を接着することが必要である。温度が１４０℃未満、線
圧３ｋｇ／ｃｍ未満、あるいは面圧５ｋｇ／ｃｍ² 未満
では鞘成分の高融点ＰＶＡ系ポリマー相が一般に破れ
ず、芯成分の低融点水溶性ポリマーが繊維表面に押し出
されてこないので接着力が不十分である。鞘成分の高融
点ポリマーを昇温し柔らかくなった状態で圧力を加える
ことにより鞘成分のポリマー相を破り、接着成分の低融
点ポリマーが押し出され接着することが可能となる。熱
圧着温度が高過ぎると、鞘成分の分子配向や結晶までこ
われる可能性があるので、２４０℃以上とすべきではな
い。芯／鞘のポリマー仕様、分布状態及び印加圧力など
により、適正圧着温度は変わるが、１６０〜２３０℃が
好ましく、１７０〜２２０℃であるともっと好ましく、
１８０〜２１０℃であるとさらに好ましい。また印加圧
力があまり高いと鞘成分の繊維構造をこわしてしまい、
熱圧着後の繊維強力が低下するので好ましくない。熱カ
レンダーローラーなどによる線圧は８００ｋｇ／ｃｍ以
下が好ましい。線圧が３００ｋｇ／ｃｍ以下であるとも
っと好ましく、１５０ｋｇ／ｃｍ以下であるとさらに好
ましい。熱プレスなどによる面圧は１５００ｋｇ／ｃｍ
² 以下が好ましい。面圧が６００ｋｇ／ｃｍ² 以下であ
るともっと好ましく、３００ｋｇ／ｃｍ² 以下であると
さらに好ましい。通常は８〜８０ｋｇ／ｃｍの線圧ある
いは１５〜１５０ｋｇ／ｃｍ² の面圧が使用される。熱
圧着時間は、通常１分以内で十分であるが、特に、本発
明バインダー繊維は０．０１〜１０秒程度の短い時間で
も熱圧着可能である。短時間処理で接着しうることが熱
圧着法の重要な特性である。本発明バインダー繊維の場
合、熱圧着時間を１０分以上とすると、却って接着力が
低下する傾向にある。好ましくは１分以下であり、さら
に好ましくは０．０１〜１０秒、もっとも好ましくは
０．０５〜１秒である。この原因は不明であるが、ポリ
マーの結晶化に関係すると推測される。このため、処理
時間の長い面圧タイプの熱プレス法より処理時間の短か
い線圧タイプの熱カレンダーロール法がより好ましく熱
圧着に使用しうる。

【００２１】次に本発明バインダー繊維を製造する方法
について記載する。本発明バインダー繊維の鞘部を構成
する融点２１０℃以上のＰＶＡ系ポリマーは、溶融紡糸
が困難であり、乾式、湿式あるいは乾湿式などの溶液紡
糸法により芯鞘複合紡糸する。融点が２１０℃以上のＰ
ＶＡ系ポリマーと融点が２１０℃未満の水溶性ポリマー
を各々の溶媒に溶解して得た紡糸原液を、別々の原液配
管及びギアポンプを通し、融点２１０℃以上のＰＶＡ系
ポリマー原液が鞘に、融点２１０℃未満の水溶性ポリマ
ー原液が芯になるようセットした芯鞘ノズルパックを通
して芯鞘ノズルより各々定量的に吐出させる。この際、
紡糸延伸後の最終繊維形態において同心芯鞘となるよう
芯原液吐出孔の位置を配置する。安定な芯鞘紡糸を行な
うためには、鞘原液と芯原液の粘度をほぼ同一とするこ
とが好ましい。

【００２２】紡糸原液の粘度は紡糸時ノズル近辺の温度
において、乾式紡糸では５００〜２００００ポイズ、乾
湿式紡糸では５０〜１０００ポイズ、湿式紡糸では５〜
２００ポイズとなるようポリマー濃度及び原液温度を調
整する。鞘原液と芯原液の溶媒は必ずしも同一である必
要はないが、同じであることの方が好ましい。紡糸原液
には他の目的のために種々の添加剤を添加してもよい。
例えば、ポリマーの分解劣化防止のため酸化防止剤、光
安定剤、紫外線吸収剤、繊維着色のため顔料、染料、界
面張力制御のため界面活性剤、ｐＨ調整のため酸或いは
アルカリなどである。

【００２３】両原液を芯鞘ノズルより、芯／鞘比率が８
０／２０〜３０／７０となるよう各々定量的に吐出させ
る。乾式紡糸においては溶媒を蒸発させ、熱延伸を行な
って巻き取る。乾湿式紡糸においては一旦不活性気体
（例えば大気）層に吐出し、次いで固化液中に通し、固
化と原液溶媒の抽出を行ない、湿延伸、乾熱延伸を施こ
し捲き取る。また湿式紡糸においては原液をノズルより
直接固化液に吐出し、固化抽出を行ない、湿延伸、乾熱
延伸を施こし捲き取る。

【００２４】本発明繊維の製造に用いる溶媒は、鞘部ポ
リマー及び芯部ポリマーの溶媒ならば特に限定はない
が、極性有機溶媒であるジメチルスルホキシド（以下Ｄ
ＭＳＯと略記）、ＮＮ′−ジメチルホルムアミド、ジメ
チルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルイ
ミダゾリジノンなどがあげられる。就中、低温溶解性、
腐食性、毒性及び均一固化性の点でＤＭＳＯが好まし
い。また固化液としては鞘部ポリマーである融点２１０
℃以上のＰＶＡ系ポリマーに対して固化能力を有するも
のであれば特別な限定はなく、例えば、メチルアルコー
ルやエチルアルコールなどのアルコール類、アセトン、
メチルエチルケトンなどのケトン類、酢酸メチルなどの
脂肪族エステル類、ヘキサンやデカリンなどの炭化水素
類などがあげられる。就中、均一固化性、腐食性の点で
メタノール、エタノール、アセトンが好ましい。さらに
これら固化溶媒（及び溶液）と原液溶媒（及び溶液）と
の混合液も固化液として用いることができる。ここで注
意すべきはこれら固化液は芯成分である水溶性ポリマー
に対しては固化能力を持っていなくとも、極端には芯部
水溶性ポリマーが固化液に対して可溶であっても、鞘成
分である高融点ポリマーに対してのみ固化能力があれ
ば、意外にも十分に使用しうることを見出した。

【００２５】従来、ＰＶＡの紡糸に一般的に用いられて
いる濃厚芒硝水溶液を固化浴に用いると、不均一固化と
なるため、断面がまゆ型となり、延伸配向が十分行なえ
ず低強度の繊維しか得ることができない。また原液に硼
酸を添加し、アルカリ性脱水塩類浴に固化する場合、部
分ケン化ＰＶＡが紡糸中にケン化され、融点が上がり、
水溶性も低下するので好ましくない。一方メタノールや
エタノールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチ
ルケトンなどのケトン類、酢酸メチルや酢酸エチルなど
の脂肪族エステル類、及びこれらと原液溶媒との混合溶
媒などの鞘成分となる高融点ＰＶＡ系ポリマーに対して
固化能を有する有機溶剤を固化浴に用いると、均一な固
化となるため、断面がほぼ円型となり、その後の湿延伸
及び乾熱延伸により十分な配向結晶化を行なうことがで
き、高強度例えば７ｇ／ｄｒ以上の強度が達成可能とな
る。なお本発明で言う繊維の横断面形状は、通常の光学
顕微鏡を用いて観測されるものである。より均一なゲル
糸篠を得るためには、固化浴の温度を０〜１０℃の低温
とすることが好ましい。

【００２６】次に本発明繊維の有用性について、用途の
一つである不織布について説明する。本発明繊維を少な
くとも３０％含有する乾式不織布あるいは湿式不織布
は、温度１４０〜２４０℃で線圧２ｋｇ／ｃｍ以上また
は面圧５ｋｇ／ｃｍ² 以上の条件で熱圧着することによ
り、熱接着可能な不織布となる。本発明繊維の含有量が
３０％未満である不織布は上記熱圧着条件では実用に耐
える熱圧着性は得られない。本発明不織布を熱圧着させ
た時の熱接着力をさらに高めるためには、本発明繊維の
含有量を４０％以上にすると好ましく、５０％以上にす
ると一層好ましい。本発明繊維単独あるいは本発明繊維
と他の水溶性繊維、例えば水溶性ビニロンの混合で構成
すると、水溶性かつ熱圧着可能な不織布が得られる。こ
の不織布は袋物やポットなどの３次元構造体に成形加工
する際、熱圧着による接着が可能である。従来の化学接
着剤を用いた成形加工に比べて、高速、簡便、無公害、
安全なプロセスで成形加工しうるため、成形加工費を大
巾に節減することが可能である。この不織布は熱圧着に
よる成形加工により水溶性の３次元構造体を製造しうる
ことが大きな特徴である。従って、例えば洗濯袋、ラン
ドリーバッグ、水解性生理用品、水解性トイレタリー用
品、シードシート、シードテープ、肥料袋、ペーパーポ
ット、水溶性おもしろグッズなどに有効に使用しうる。

【００２７】また、親水性であるが非水溶性のビニロン
繊維やレーヨン、キュプラ、ポリノシック、溶剤系セル
ロース繊維、綿などのセルロース繊維に本発明繊維を３
０％以上含有させた不織布は、熱圧着可能であり、３次
元構造体に成形加工する際、従来の化学接着剤を用いる
場合に比べ、上記メリットを有する熱圧着法を適用する
ことが可能である。また本発明繊維を用いた不織布の特
徴は、熱圧着された３次元構造体が水或いは熱水に接触
すると、熱圧着部の接着力がなくなり、元の不織布形状
になることである。さらに本発明繊維を用いた不織布
が、本発明繊維の熱圧着性を利用して接着されていた
り、水溶性のバインダー繊維や水溶性の化学接着剤を用
いて接着されていると、これを用いて熱圧着された３次
元構造体は、水或いは熱水に接触すると、不織布を構成
していたビニロン繊維やセルロース繊維にまでバラバラ
になるという性能を有する。例えばセルロース繊維は自
然崩壊性の地球にやさしい繊維として注目されている
が、セルロース繊維を含有した不織布を３次元構造体に
成形加工する際、従来は、化学接着剤を用いて、接着剤
調製→所定量塗布→乾燥・キュアリングといった複雑な
工程を経たり、疎水性の熱接着性繊維を用いて熱接着法
で接着していた（この場合、接着は高速・簡便・無公害
で行ないうるが、得られた３次元構造体は、セルロース
繊維の特長である自然崩壊性を活かすことができない）
が、本発明バインダー繊維の不織布を用いて熱圧着法
（ヒートシール法）により成形加工して得た３次元構造
体は、高速・簡便・無公害で自動化ラインにも容易に組
み込んで製造可能であるとともに、得られたペーパーポ
ット、肥料袋、シードシート、シードテープ、根巻き材
などの３次元構造体は、土中に埋設したり、地上に放置
すると、水分や雨により接着力がなくなるとともに、基
材のセルロース繊維が自然崩壊する。従って、本発明バ
インダー繊維を使用した不織布を用いると、地球にやさ
しい３次元構造体を安価に、無公害で製造することが可
能である。

【００２８】また非水溶性ビニロン、レーヨンなどのセ
ルロース系繊維、ナイロン−６などポリアミド系繊維、
ポリオレフィン系繊維、ポリエステル系繊維あるいはそ
れらを混合したベース繊維素材に本発明バインダー繊維
を３０重量％以上混合し、この混合素材を熱圧着法で不
織布を製造すると、不織布を製造する時発生する不良
品、トリミングにより発生した屑、あるいは使用済品は
水あるいは熱水に接触させることにより、もとの繊維素
材にバラバラとなり、ベースの繊維素材を回収再生する
ことができ、リサイクル可能となる。従来熱圧着法で製
造した不織布は極めて合理的であるが、不良品やトリミ
ング屑などの屑（湿式法では損紙）の回収再生が出来
ず、焼却せざるをえないデメリットがあったが、本発明
バインダー繊維を使用することにより、熱接着法と回収
再生使用可の両方を満足することができるようになっ
た。

【００２９】本発明におけるバラメーターの定義とその
測定法は次の如くである。 １．融点 メトラー社示差走査熱量測定装置（ＤＳＣ−２０）を用
い、試料ポリマー１０ｍｇを窒素下２０℃／ｍｉｎの速
度で昇温した際、吸熱ピークを示す温度を意味する。

【００３０】２．繊維強度 ＪＩＳＬ−１０１５に準じ、単繊維強度を試長２０ｍ
ｍ、引張速度５０％／分で引張試験を行なう。

【００３１】

【実施例】以下実施例により、本発明を具体的に説明す
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。実施例中、％は特にことわりがない限り重量にもと
ずく値である。

【００３２】実施例１ 重合度１７１０、ケン化度９６．４モル％で融点が２１
８℃のＰＶＡと重合度６００、ケン化度７０モル％で融
点が１７２℃のＰＶＡとを各々２２％と３５％となるよ
う別々に１００℃のＤＭＳＯに窒素下混合撹拌溶解し
た。これらの原液を別々の配管を通して、２台のギアポ
ンプで計量し、低融点ＰＶＡ溶液が芯に、高融点ＰＶＡ
溶液が鞘になるようセットした芯鞘ノズルパックを通
し、孔径０．１５ｍｍφ、孔数２４の芯鞘ノズルより大
気に吐出し、８ｍｍのエアギャップを通過させ、メタノ
ール７８％とＤＭＳＯ２２％よりなる２℃の固化液中に
乾湿式紡糸した。この際芯／鞘比率がポリマーで５０／
５０となるよう各ギアポンプの回転数を設定し、なおか
つ紡糸延伸後の全ての繊維において芯部がほぼ中央とな
るよう芯鞘ノズルにおける芯原液吐出口位置を各ノズル
孔について調整した。固化後のゲル糸篠は４倍の湿延伸
を施こし、ゲル糸篠中の残存ＤＭＳＯをメタノールで抽
出洗浄し、オイリング、乾燥後、２１０℃熱風中で全延
伸倍率１１倍の乾熱延伸を行ない、標準タイプの一芯芯
鞘複合の３６ｄ／２４ｆのマルチフィラメントを得た。
なお、鞘成分と芯成分の融点差は４８℃であった。

【００３３】このフィラメントの強度は８．１ｇ／ｄ
で、断面は同心円状であった。またこのマルチフィラメ
ントを十字状に交叉して、温度２２０℃、線圧５０ｋｇ
／ｃｍ、処理時間１秒以下の熱圧着条件で熱カレンダー
ロール処理を施こした。得られた交叉部を手で剥がそう
としたが、接着していることが認められた。また熱圧着
部を沸騰水に投入した所形状がなくなり溶解した。

【００３４】比較例１ 実施例１において、鞘成分のＰＶＡ溶液のみを通常の円
形ノズルより吐出し、実施例１と同様に紡糸延伸して、
高融点ＰＶＡのみの３６ｄ／２４ｆのマルチフィラメン
トを得た。このフィラメントの単糸強度は１４．３ｇ／
ｄであった。またこのマルチフィラメントをを実施例１
と同様の熱圧着条件で熱カレンダーロール処理を施こし
た。得られた交叉部を手で剥がそうとした所、極めて簡
単に剥がれ、接着力はほとんどなかった。

【００３５】比較例２ 実施例１において、芯成分のＰＶＡ溶液のみを通常の円
形ノズルより吐出し、実施例１と同様に紡糸延伸して、
高融点ＰＶＡのみの３６ｄ／２４ｆのマルチフィラメン
トを得ようとしたが、繊維同志が硬着し正常なフィラメ
ントは得ることができなかった。

【００３６】実施例２ 重合度１７５０、ケン化度９７．１モル％で、融点が２
２０℃のＰＶＡと重合度６００、ケン化度６０モル％、
アリールスルホン酸ソーダを０．６モル％で共重合した
融点１６１℃の変性ＰＶＡとを各々濃度１９％と３６％
となるよう別々に９０℃のＤＭＳＯに窒素下混合撹拌溶
解した。これらの原液を別々の配管を通して２台のギア
ポンプで計量し、低融点変性ＰＶＡ溶液が芯に、高融点
ＰＶＡ溶液が鞘になるようセットした芯鞘ノズルパック
を通して、孔径０．１８ｍｍφ、孔数４８の芯鞘ノズル
より、メタノール６２％とＤＭＳＯ３８％よりなる１０
℃の固化液中に湿式紡糸した。この際、芯鞘比率がポリ
マーで４５／５５となるよう各ギアポンプの回転数を設
定し、なおかつ紡糸延伸後の全ての繊維において芯部が
ほぼ中央となるよう芯鞘ノズルにおける芯原液吐出口位
置を各ノズル孔について調整した。固化後のゲル糸篠は
５．０倍の湿延伸を施こし、ゲル糸篠中の残存ＤＭＳＯ
をメタノールで抽出洗浄し、オイリング、乾燥後、２０
０℃熱風中で全延伸倍率１１倍の乾熱延伸を行ない、９
６ｄ／４８ｆの一芯芯鞘複合マルチフィラメントを得
た。

【００３７】このフィラメントの強度は７．１ｇ／ｄで
断面形は同心円状であった。またこのマルチフィラメン
トを十字状に交叉して、温度１６５℃、線圧３０ｋｇ／
ｃｍ、処理時間１秒以下の熱圧着条件で熱カレンダーロ
ール処理を施こした。得られた交叉部を手で剥がそうと
した所なかなか剥がれず、カレンダー処理により熱圧着
していることが認められた。また熱圧着後の交叉部を８
０℃の熱水に投入した所溶解した。

【００３８】

【発明の効果】本発明は、高融点の高ケン化度ＰＶＡと
低融点の水溶性ポリマーとを所定のブレンド比で混合
し、高融点ＰＶＡ系ポリマーを鞘成分とし、低融点水溶
性ポリマーを芯成分とし、芯成分と鞘成分を同心円状に
配置した芯鞘複合繊維であって、このような繊維とする
ことにより、従来困難であった水溶性の熱圧着性バイン
ダー繊維を得た。このバインダー繊維は、高融点の高ケ
ン化度ＰＶＡをマトリックスとして鞘成分に存在せし
め、高配向高結晶化せしめており、高湿度下でも寸法が
安定しており、通常状態においては普通の繊維として取
り扱うことが可能であるが、熱圧着すると、鞘成分相が
破れ、芯成分の低融点ポリマーが繊維表面に押し出さ
れ、繊維同志が接着されるものである。熱圧着時鞘成分
の高融点ＰＶＡポリマー相は融解しないため、寸法変化
が殆んどなく、かつ熱圧着後も高強度を維持しうる。

【００３９】以上の如く、本発明は、水溶性と熱圧着性
を兼備したＰＶＡ系バインダー繊維であり、不織布分野
に用いると、熱圧着による接着が可能であるため、簡便
なプロセスにより、無公害で高速生産が可能となる。例
えば、従来ＰＶＡ系糊剤水溶液を塗布乾燥して生産して
いたケミカルレース基布などは生産の合理化が可能であ
る。また乾式法及び湿式法で得られた不織布は熱圧着性
を有するため、袋物状などの３次元構造体に成形加工す
る際、ヒートシール加工が可能であるため、成形加工が
効率的に生産しうる。さらにビニロンやレーヨンなど親
水性素材と混合して不織布化すると、熱圧着で接着が可
能であり、かつ不良品、２次格品、トリミング片などの
屑が発生した際に水あるいは熱水と接触させるとビニロ
ンやレーヨンなどの素材が回収でき、再使用が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（イ）〜（ニ）は、ともに本発明繊維の断面形
状の代表例を示す図である。

【符号の説明】

ａ：芯成分 ｂ：鞘成分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 悟 岡山県倉敷市酒津1621番地 株式会社クラ レ内 (72)発明者 楢村 俊平 岡山県倉敷市酒津1621番地 株式会社クラ レ内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 融点が２１０℃以上であるポリビニルア
   ルコール系ポリマーが鞘成分であり、融点が２１０℃未
   満である水溶性ポリマーが芯成分であり、芯／鞘比率が
   ８０／２０〜３０／７０である同心の一芯芯鞘複合繊維
   である水溶性のポリビニルアルコール系バインダー繊
   維。
2. 【請求項２】 請求項１のバインダー繊維を、温度１４
   ０〜２４０℃、線圧３ｋｇ／ｃｍ以上または面圧５ｋｇ
   ／ｃｍ² 以上の条件で熱圧着することを特徴とする水溶
   性のポリビニルアルコール系バインダー繊維の熱圧着
   法。