JPH09170116A - 芯鞘型熱接着性複合繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 芯成分と鞘成分との接着性が良好である芯鞘
型熱接着性複合繊維を提供する。 【解決手段】 繊維形成性成分を芯成分とし、接着性成
分を鞘成分とした芯鞘型熱接着性複合繊維であって、芯
成分がポリエステルからなり、鞘成分が実質的に未変性
のポリオレフィンと極性単量体が共重合された変性ポリ
オレフィンよりなる混合物からなり、芯成分と鞘成分と
の引き抜き強力が１．５ｇ以上である熱接着性複合繊
維。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は芯成分と鞘成分との
接着性が良好である芯鞘型熱接着性複合繊維に関し、と
くに不織布用素材として好適な熱接着性複合繊維に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】融点の異なる２成分からなる熱接着性複
合繊維は接着剤を用いることなく繊維間の結合が可能で
あるため、接着剤結合による場合のように乾燥を必要と
せず、エネルギ−消費量が少なく経済的であり、またホ
ルマリン等人体に有害な物質の含有を忌避する衛生材料
をはじめ各種の不織布用の繊維素材として今日広く用い
られている。このような繊維素材として、従来、耐熱
性、弾性、機械的強度などの点から芯部にはポリエステ
ル、鞘部に自己融着しやすいポリオレフィンを用いた芯
鞘型複合繊維が用いられていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ポリオ
レフィンはポリエステルに比較し強度が小さく、またポ
リオレフィンとポリエステルとの接着力が弱いため、該
複合繊維の紡糸から不織布の製造までの工程においてポ
リオレフィンの切断、剥離、脱離が生じ、とくにカ−デ
ィング工程において脱離したポリオレフィンが白粉とし
て発生する問題があった。この改善策としてポリオレ
フィンの種類を限定した技術（たとえば特開昭６３−９
２７２２号公報、特開昭６４−６１６０号公報、特開平
１−１１１０１６号公報、特開平２−２５１６１２号公
報、特開平４−２４１１９３号公報など）、ポリオレ
フィンに他の樹脂をブレンドした技術（たとえば特開平
２−１３９４１１号公報、特開平２−１３９４１６号公
報、特開平２−２１００５２号公報、特開平５−１０６
１１６号公報など）、極性基共重合ポリオレフィンを
用いた技術（たとえば特開平６１−２０１０２５号公
報、特開平１−９２４１５号公報、特開平１−２６６２
１７号公報、特開平２−１９１７２１号公報、特開平３
−５９１１３号公報など）が提案されている。しかしな
がら、これらの提案もポリオレフィンの切断、剥離、脱
離などの全ての問題の解決には至っていないのが実情で
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明による芯鞘型熱接
着性複合繊維は、芯成分がポリエステルからなり、鞘成
分が実質的に未変性のポリオレフィン９０〜９９．５重
量％と極性単量体が０．１〜１０モル％共重合された変
性ポリオレフィン０．５〜１０重量％を含有し、芯成分
と鞘成分との引き抜き強力が１．５ｇ以上である熱接着
性複合繊維である。

【０００５】

【発明の実施形態】本発明において、芯成分であるポリ
エステルは２００℃以上の融点を有することが好まし
い。融点が２００℃未満の場合、該複合繊維を用いて不
織布を製造する際、加熱接着処理に耐えることができ
ず、風合の硬い不織布になる場合がある。かかるポリエ
ステルとしてはポリエチレンテレフタレ−ト、ポリブチ
レンテレフタレ−ト、あるいはこれらのポリエステルに
第３成分を共重合させたポリエステルが好ましい。該第
３成分としてはイソフタル酸、５−ナトリウムスルホイ
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ま
たはこれらの低級アルキルエステルなどの酸成分；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−ル、プロピレング
リコ−ル、ネオペンチルグリコ−ル、シクロヘキサン−
１，４−ジメタノ−ル、１，６−ヘキサンジオ−ル、ト
リメチレングリコ−ル等のグリコ−ル類；ポリアルキレ
ングリコ−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ホン等のジヒドロキシ化合物を
挙げることができる。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
−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させてもさしつかえない。

【０００６】また、該ポリエステルの極限粘度は０．５
０〜１．１が好ましく、０．５５〜０．７０、とくに
０．５５〜０．６５であることが好ましい。かかる極限
粘度が小さすぎると複合繊維強度が不十分であり、該複
合繊維をバインダ−繊維とする不織布が耐圧縮性に劣
り、風合に問題が生じる場合がある。一方、かかる極限
粘度が大きすぎると複合繊維の紡糸時のポリマ−の流動
性が悪く、溶融粘度を高くする必要があり、このためポ
リマ−の熱分解や熱劣化が生じる場合がある。なお、該
極限粘度とは、紡糸後の繊維の芯成分であるポリエステ
ルの極限粘度である。紡糸時に熱分解または、加水分解
等で重合度低下が生じる場合は、その分を見込んだやや
高目の重合度のポリエステルを用いて繊維化しなければ
ならない事は言うまでもないことである。

【０００７】本発明において鞘成分を構成する未変性ポ
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、エポキシ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ポ
リマ−、エチレン−プロピレン等の共重合体を挙げるこ
とができる。

【０００８】かかる未変性ポリオレフィンのメルトイン
デックスは５〜５０ｇ／１０分、とくに５〜３０ｇ／分
であることが好ましい。該メルトインデックスが小さす
ぎる場合は複合繊維の紡糸の際、ポリマ−導管内での圧
損が大きくなって、安定の紡糸することができにくい。
一方、該メルトインデックスが大きすぎるとポリマ−の
流動性は良好であるものの、断糸が多発する傾向にあ
る。

【０００９】上記鞘成分を構成する変性ポリオレフィン
とはエチレン、プロピレン、ブテン−１、ペンテン−１
等のα−オレフィンと極性単量体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
重合体のいずれであってもよい。該極性単量体の共重合
量は０．１〜１０モル％であり、１〜５モル％であるこ
とが好ましい。該共重合量が０．１モル％未満の場合に
は複合繊維の鞘成分と芯成分であるポリエステルとの接
着性が不良で、鞘成分の剥離、脱離が生じる。一方、該
共重合量が１０モル％を越えると複合繊維の溶融紡糸時
に鞘成分ポリマ−のゲル化が生じ、溶融粘度が徐々に増
大し安定な紡糸ができなくなる。

【００１０】かかる変性ポリオレフィンのメルトインデ
ックスは０．１〜５０ｇ／１０分、とくに０．５〜２０
ｇ／１０分であることが好ましい。該メルトインデック
スがこの範囲外の場合には芯成分と鞘成分との界面剥離
が激しくなり、不織布の製造工程において問題となる場
合が多い。そして、かかる変性ポリオレフィンのメルト
インデックスは上述の未変性ポリオレフィンのメルトイ
ンデックスよりも小さいほうが好ましく、その差は５ｇ
／１０分以上であることが好ましい。このようにするこ
とによって芯成分と鞘成分との界面剥離が抑制され、カ
−ディング工程における白粉の発生が減少する。

【００１１】上述の極性単量体としてはアクリル酸、マ
レイン酸、フマル酸、イタコン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、グリシジルメ
タクリレ−ト、グリシジルアクリレ−ト等グリシジルエ
−テル基を有するエポキシ化合物を挙げることができ、
共重合する単量体は１種類のみならず、２種類以上でも
よい。中でも芯成分と鞘成分との界面剥離の低減の点で
エポキシ化合物が好ましい。

【００１２】極性単量体としてエポキシ化合物を用いる
場合、変性ポリオレフィン中のエポキシ当量は０．００
３５〜０．４５当量／１００ｇであることが好ましい。
該エポキシ当量がこの範囲外の場合には安定な紡糸がで
きにくかったり、芯成分と鞘成分との接着性が不良とな
る場合があり、好ましくない。

【００１３】上述した未変性ポリオレフィンと変性ポリ
オレフィンとの配合割合は９０／１０〜９９．５／０．
５（重量比）、好ましくは９５／５〜９９／１である。
変性ポリオレフィンの配合量が１０重量％を越えると、
鞘成分ポリマ−の結晶配向度が低下するとともに、溶融
紡糸時にゲル化が生じ、安定に複合繊維の紡糸ができに
くくなる。一方、０．５重量％未満の場合、芯成分と鞘
成分との接着力が弱く、製綿時の工程安定性が低下する
場合がある。そして、鞘成分である未変性ポリオレフィ
ンと変性ポリオレフィンとの混合物（以下、単に鞘成分
ポリマ−と称する場合がある。）のメルトインデックス
は５〜５０ｇ／１０分、とくに５〜３０ｇ／分であるこ
とが好ましい。該メルトインデックスが該範囲外の場合
には複合繊維としての紡糸性が不良となったり、延伸等
の後工程が不良となる場合があり好ましくない。該鞘成
分のメルトインデックスとは、紡糸後の繊維の鞘成分を
構成するポリマ−のメルトインデックスである。紡糸時
に熱分解等で重合度低下が生じる場合は、その分を見込
んだやや高目の重合度のポリマ−を用いて繊維化しなけ
ればならない事は言うまでもないことである。

【００１４】また、本発明の複合繊維の鞘成分ポリマ−
は結晶配向度が６０％以上、特に６５％以上であること
が好ましい。該結晶配向度が小さすぎると、鞘部の機械
的強度が不十分で、製綿工程において鞘成分が容易に切
断、脱離する。このような結晶配向度を有する複合繊維
は、芯成分ポリマ−および鞘成分ポリマ−の吐出量、延
伸条件を適宜設定することにより得られる。

【００１５】本発明においては同心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。芯成分と鞘成分との複合割合は、紡糸性、延伸性、
繊維の機械的強度、熱的性能から芯成分／鞘成分＝３０
／７０〜７０／３０、とくに４０／６０〜６０／４０で
あることが好ましい。芯成分が多くなると鞘成分である
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
場合があり、逆に鞘成分が多くなると芯成分が少なくな
り、不織布の機械的強度に問題が生じてくる。また、本
発明の複合繊維の断面形状、芯成分の断面形状はとくに
限定するものではなく、芯部と鞘部との接触面積を増大
させるために芯部を異形にすることも可能である。さら
に本発明の複合繊維の単繊維繊度は０．５〜２０デニ−
ルが好ましく、中空繊維であってもよい。

【００１６】本発明の芯鞘型熱接着性複合繊維を得るに
は、従来公知の複合紡糸口金を用い、複合紡糸すればよ
い。この場合、未変性ポリオレフィンと変性ポリオレフ
ィンは予め溶融紡糸前に両者をブレンドしていてもよ
く、溶融紡糸時に両者をブレンドしてもよい。また溶融
紡糸時の鞘成分の溶融温度はゲル化防止、紡糸調子の向
上のために１５０〜２８０℃が好ましく、１８０〜２５
０℃がより好ましい。一方芯成分の溶融温度は（芯成分
の融点＋２０）〜（芯成分の融点＋５０）℃が紡糸調子
の向上のために望ましい。それぞれのポリマ−は異なる
温度で別々に導管内を輸送され、パック内で紡糸直前に
複合されることが紡糸調子向上のために好ましい。紡糸
温度は芯成分の紡糸に適する温度が好ましく、通常２６
０〜２９０℃の範囲であればよい。吐出された糸状は口
金直下でより急速冷却することが膠着防止、紡糸調子向
上のためには好ましい。紡糸速度は３５０〜３０００ｍ
／分の範囲が紡糸調子の点から好ましい。

【００１７】このようにして得られた未延伸糸は１万〜
３００万デニ−ルのトウにした後、６０〜９５℃の温度
で２．０〜４．５倍の延伸倍率で延伸され、ついで押し
込みクリンパ−で捲縮を付与した後、必要に応じて熱処
理、切断してステ−プルファイバ−とされる。

【００１８】このようにして得られた複合繊維の芯成分
と鞘成分の引き抜き強力は１．５ｇ以上であり、製綿工
程におけるカ−ディングでも鞘成分ポリマ−の剥離、脱
離がなく、風合に優れた不織布を得ることができる。該
不織布は湿式不織布でも乾式不織布であってもよい。

【００１９】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
るが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるもの
ではない。なお、実施例中の各測定値は以下の方法によ
り測定した値である。 （１）ポリエステルの極限粘度（〔η〕ｄｌ／ｇ） フェノ−ル／テトラクロロエタン（等重量比）に溶解
し、３０℃で測定した。 （２）ポリオレフィンのメルトインデックス ＡＳＴＭ Ｄ １２３８に準拠し、１９０℃、２．１６
ｋｇで測定した。 （３）極性単量体のエポキシ当量¹ Ｈ−ＮＭＲ測定によりエポキシ基に由来するピ−クの
積分強度から求めた。 （４）鞘成分ポリマ−の結晶配向度（％） 理学電機製の回転対陰極Ｘ線発生装置（ＲＵ−３００）
を用い、２θ＝２１°で半価幅［Ｈ］から以下の式によ
り算術して求めた。 結晶配向度（％）＝｛（１８０−［Ｈ］）／１８０｝×
１００ （５）紡糸性・延伸性の評価基準 ○：断糸が殆ど発生せず安定して紡糸ができた。 △：時々断糸が発生したが紡糸は可能であった。 ×：断糸が多発し、紡糸が不可能であった。

【００２０】（６）カ−ド通過性の評価基準 原綿をロ−ラカ−ドに通してウエッブを作成する際、 ○：カ−ド通過性良好 △：なんとか通過 ×：針布等の巻き付いて通過しない の基準で判定した。 （７）カ−ド通過時の白粉発生の評価基準 ミニチュアカ−ド試験機に試料の複合繊維１００ｇを１
０回通過させた後、任意に１００本の繊維を抜き取り、
完全に芯部と鞘部が剥離しているものを剥離大、鞘部が
一部剥離しているものを剥離小としてそれぞれの本数を
白粉発生量の代替とした。 （８）引き抜き強力（ｇ） ピンセットを用いて複合繊維の鞘部を取り除き芯部を数
cm露出させ、芯部の露出開始点から約１cmの長さの露出
芯部を確保してその両側をそれぞれ粘着テープで挟むよ
うにして貼り、粘着テープで挟まれた芯鞘部の長さは１
mmにカットする。この１mmの芯鞘部は、数mm幅の溝を有
する台紙の溝部内に固定される。次いで、露出芯部を挟
むようにして貼り付けられた粘着テープ部と芯鞘部が固
定された台紙部をそれぞれファイバークランプで挟持
し、島津製作所社製 引張試験機（オートグラフ５ＫＮ
Ｄ）を用い、引っ張り速度２mm／分、２０℃、６５ＲＨ
％下で、１mmの芯鞘部の芯部が鞘部から引き抜かれる時
点の強度を測定した。 （９）風合 カット長さ５１ｍｍの熱接着性短繊維とポリエチレンテ
レフタレ−トからなるステ−プルファイバ−とを重量比
で５０／５０になるように混綿し、カ−ディング後、熱
風循環タイプの熱処理機にて１５０℃で２分間熱処理し
目付３０ｇ／ｃｍ² の接着ウエッブを作製し、得られた
不織布の触感を５人のパネラ−が判定した ◎：全員がとくに良好と判定 ○：全員が良好と判定 △：３〜４人が良好と判定 ×：３人以上は不良と判定

【００２１】実施例１ 芯成分として〔η〕＝０．６３のポリエチレンテレフタ
レ−トを用い２９０℃で溶融し、鞘成分としてメルトイ
ンデックス２０ｇ／１０分のポリエチレンとグリシジル
メタクリレ−トが２．５モル％共重合された変性ポリエ
チレン（メルトインデックス３ｇ／１０分）とが９９／
１（重量比）で混合されたブレンド物（メルトインデッ
クス２０ｇ／１０分）を２６０℃で溶融し、孔数１００
０孔を有する芯鞘型複合紡糸口金で用い、芯／鞘複合比
＝５０／５０（重量比）、紡糸温度３００℃で紡糸し、
紡糸速度１０００ｍ／分で巻き取った。ついで得られた
未延伸糸を１８０万デニ−ルのトウにした後、９０℃の
温水にて３倍に延伸し、単繊維繊度３デニ−ルの延伸糸
とした。この延伸糸をスタッフィングボックス型捲縮機
で捲縮を付与した後、１００℃で弛緩熱処理を施してか
ら５１ｍｍの繊維長に切断し、熱接着型複合繊維とし
た。かかる繊維の評価を行い表１に示す。また該繊維を
用いて得られる不織布の風合を評価し結果を表１に示
す。

【００２２】実施例２〜４ 芯成分および鞘成分として表１に示した種々の素材を組
み合わせて使用し、実施例１に準じた方法で複合繊維と
なし、不織布を得た。複合繊維および不織布の評価を行
い、結果を表１に示す。

【００２３】比較例１ 実施例１において、鞘成分として変性ポリエチレンを混
合しなかった以外は実施例１と同様に行った。得られた
複合繊維は芯成分と鞘成分との剥離が激しく、カ−ド通
過時の白粉発生量も多いものであった。

【００２４】比較例２ 実施例１において、変性ポリエチレンの混合割合を変え
た以外は実施例１と同様に行った。得られた複合繊維は
鞘成分ポリマ−中の変性ポリエチレンの含有量が多いた
め、紡糸・延伸時にゲルが発生し、満足な繊維を得るこ
とができなかった。

【００２５】比較例３〜５ 芯成分および鞘成分として表１に示した種々の素材を組
み合わせて使用し、実施例１に準じた方法で複合繊維と
なし、不織布を得た。比較例３においては変性ポリエチ
レンに共重合されたメチルアクリレ−トの共重合量が多
すぎるため、紡糸時にゲルが発生し、紡糸を行うことが
できなかった。また、比較例４においては逆に変性ポリ
エチレンに共重合されたグリシジルメタクリレ−トの共
重合量が少なすぎたので芯成分と鞘成分との接着性が不
良で、カ−ド通過時に白粉が発生し、芯成分と鞘成分の
引き抜き強力も小さいものであった。さらに、比較例５
においては変性ポリエチレンの鞘成分ポリマ−への含有
量が少なすぎたので芯成分と鞘成分との接着性が不良
で、カ−ド通過時に白粉が発生し、芯成分と鞘成分の引
き抜き強力も小さいものであった。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、芯部と鞘部の接着力が
向上した複合繊維であって、鞘部の剥離、脱離等が低減
され、工程通過性の良好な熱接着型複合繊維が提供され
る。またかかる複合繊維を用いた不織布は風合や耐圧縮
性に優れており、紙おむつなどの衛生材料、メディカル
用材料などに好適である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 和彦 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】繊維形成性成分を芯成分とし、接着性成分
   を鞘成分とした芯鞘型熱接着性複合繊維であって、芯成
   分がポリエステルからなり、鞘成分が実質的に未変性の
   ポリオレフィン９０〜９９．５重量％と極性単量体が
   ０．１〜１０モル％共重合された変性ポリオレフィン
   ０．５〜１０重量％を含有し、芯成分と鞘成分との引き
   抜き強力が１．５ｇ以上である熱接着性複合繊維。
2. 【請求項２】鞘成分ポリマ−の結晶配向度が６０％以上
   であることを特徴とする請求項１記載の熱接着性複合繊
   維。