JPS63303116A - 熱接着性複合繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、熱接着性複合ＩＩＨに関するものであり、更
に詳しくは、ポリエステル繊維等に対して比較的低温で
且つ短時間の熱処理によって充分な接着力を有する熱接
着性複合繊維に関する。

（従来技術） 不織布等を製造するための熱接着性複合繊維としては、
例えばポリエチレン、共重合ナイロン。

或いはエチレン・ビニルアルコール共重合体を接着成分
とする熱接着性複合１１１ｆｔが用いられている。

ところで、近年、！１Ｉｆｉ分野、特に不織布分野では
、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと称する
ことがある）を代表とするポリエステル繊維の役割が大
きくなり、生産効率・省エネルギー等の観点から熱接着
性複合繊維を用いてｍＮ集合体或いは繊ＩＩＩ製品、特
に不織布を製造する要求が大きくなり、ポリエステル繊
維用の熱接着性複合繊維が強く望まれている。しかし、
従来用いられてきた熱接着性複合繊維は、接着ポリマー
同志の熱接着性はもちろん良好であるが、不織布に用い
られている主体ＩＩと混用して使用する場合は、接着可
能な主体繊維の種類が非常に限定され、ポリエステル繊
維との熱接着性は不充分であった。

例えば、ポリエチレンを接着成分とする複合繊維は自己
接着性を有するものの、化学構造の異なる一般の市販［
にはほとんど接着しない。また、共重合ナイロンを接着
成分とする複合繊維は、゛ナイロン繊１ｆｔには接着す
るが、ポリエステル繊維には接着しなく、エチレン・ビ
ニルアルコール共重合体を接着成分とする複合繊維は、
溶解度パラメーターの比較的近いレーヨン、ビニロン、
或いはナイロンには接着性を示すが、やはりポリエステ
ルＩＩＩに対する接着性は劣る。

このため、ポリエステル繊維を接着させるには、化学構
造および溶解度パラメーターが類似しているポリエステ
ル系ポリマーを接着成分とする複合繊維が適している。

唯、不織布等製造においては、生産効率・省エネルギー
等の観点より、約１００〜１５０℃の比較的低温で且つ
極めて短時間（１０秒以下）の熱処理で接着させる方法
が一般に用いられているため、１り着成分として用いる
ポリエステル系ポリマーは低温で、極めて短時間に軟化
し主体繊維と接着すること、が必要である。このため、
例えばイソフタル酸やジエチレングリコールを大量に共
重合せしめて軟化開始温度が大巾に低下したポリエステ
ルを用いる方法がある。しかし、このような共重合ポリ
エステルは非品性であるため、短時間の熱処理では充分
に主体繊維に接着しない難点がある。又、熱接着成分と
して脂肪族ポリエステルを使用した場合は、一般に芳香
族ポリエステルに比べて熱安定性が低いため、溶融紡糸
中に分解しゃすいこと、ＰＥＴのような芳香族ポリエス
テルから成る主体繊維（以下、ＰＥＴ繊維と称すること
がある）に対する接着力が小さい等の問題点がある。

このようにポリエステル系熱接着性複合ＩＩＩとしだは
未だ充分に満足できるものがなかった。

本発明者等は、先に特願昭６１−３０３７６８号明細書
において、前述した欠点を解消し得るポリエステル系熱
接着性複合ｍｎとして、鞘成分を構成する接着成分とし
て用いる低融点ポリエステルが結晶性ポリエステルであ
り、芯成分を構成するポリエステルがＰＥＴ又はポリブ
チレンテレフタレート（ＰＢＴ＞である熱接着性複合繊
維を提案した。

確かに、かかる熱接着性複合繊維は、当初の目的通り、
従来の熱接着性複合繊維よりもＰＥＴＵ＆雑に対する接
着力を向上することができるが、１ｑられる不織布の強
度が依然として充分に満足し得るものではなく、ＰＥＴ
ｆｌ維に対する接着力を更に向上させることを要するこ
とが判明した。

（発明の目的） 本発明の目的は、ＰＥＴ繊帷に対して低温で短時間の接
着が可能であり、且つ強度的に充分に満足できる不織布
を与える熱接着性複合繊維を提供することにある。

（構成） 本発明者等は、かかる目的を達成すべく検討した結果、
芯成分としてＰＥＴを、鞘成分として結晶化促進剤が配
合されている低融点ポリエステルを夫々用いた熱接着性
複合繊維であって、その熱特性、特に冷却結晶化特性が
得られる不織布の強度と密接な関係にあることを見い出
し、本発明に到達した。

即ち、本発明は、融点［（Ｔｌｎ）２］が２００℃以上
のポリエステルから成る芯成分と、融点［（Ｔｍ）＋］
が１５０℃以下で且つ結晶化促進剤が配合されている低
融点ポリエステルから成る鞘成分とから構成される芯鞘
型複合繊維であって、該複合ｔ＆ｌ維の示差走査型熱量
計で求めた融解後の降温曲線において、少くとも２ケの
発熱ピークが存在し、且つ前記発熱ピーク夫々の温度（
ＴＣｄ）及び発熱量（△ｌ−１ｃｄ＞が下記（１）　（
ｉ）式を同時に満足することを特徴とする熱接着性複合
繊維である。

（ｉ）　　（Ｔｃｄ）＋　≧　１９５℃。

（Δｌ−１ｅｄ）＋　≧　５．０Ｊ　／　７（１）　　
１００℃≦（ＴＣｄ）２≦　１２０℃。

（Δｌ」ｃｄ＞２≧０，８Ｊ　／　ｔＪ本発明でいうと
ころの融点（Ｔｍ　）および冷却結晶化特性は、次の方
法Ｃ測定したものである。

繊維試料的１０■をアルミ皿に拝聞、採取し、示差走査
型熱量計（Ｄ　ＩＪ　　Ｐ　ｏｎｔ社１ｕ、ＤＳＣ−１
０９０型）に装置類し、２０℃／分の昇温速度で２９０
℃まで加熱し、２９０℃で３分間溶融保持したのら、４
０℃／分の降温速度で冷却する。この典型向な昇温曲線
及び降温曲線を第１図に示す。

第１図において、曲線ｍは昇温曲線１曲線Ｃは降温曲線
を夫々示す。

曲線ｍ１．：おける（Ｔｍ）＋及び（Ｔｍ）２は吸熱ピ
ークであって、（ＴＩ）＋は鞘成分を構成する低融点ポ
リエステルの融点を、（Ｔｌｌ＋）２は芯成分を構成す
るポリエステルの融点を夫々示す。

また、曲線Ｃにおける（ＴＣｄ）＋及び（ＴＣｄ）２は
発熱ピークであって、（ＴＣｄ）＋は芯成分を構成する
ポリエステルの結晶化温度を、（Ｔｃｄ）２は鞘成分を
構成するポリエステルの結晶化温度を夫々示す。

かかる融点（Ｔｍ　）及び結晶化温度（ＴＣｄ）は、第
１図に示しているように、ピークの上界曲線および下降
曲線のそれぞれの中点における接線の交点として測定さ
れるものである。

本発明の熱接着性複合ＩＩ雑は、芯成分として高融点で
且つ高結晶性のポリエステルが、鞘成分として結晶化促
進剤が配合されている結晶性の低融点ポリエステルが夫
々用いられており、且つ該複合繊維の示差走査型熱量計
で求めた昇温曲線及び降温曲線の夫々に、第１図に示す
如く、２ケの吸熱ピーク［（Ｔｍ　＞＋　］　　［（Ｔ
ｍ　）２　］又は発熱ピーク［（Ｔｃｄ）　＋　］　　
［（Ｔｃｄ）　２　］を有することを特徴としている。

本発明において、第１図に示す昇温曲線（ｍ　）の２ケ
の吸熱ピーク、即ら融点の一つである（Ｔｍ）＋が１５
０℃以下にあり、もう一つの融点（Ｔｍ）２が２００℃
以上であることが必要である。

この様に複合繊維の（Ｔｍ）２を２００℃以上とするに
は、芯成分としてポリエチレンテレフタレートを用いる
ことによって達成できる。

ここに、（Ｔｍ）＋が１５０℃を越える場合は、一般に
不織布等の製造に採用される温度では充分に溶融されず
、（Ｔｍ）２２００℃未満の場合は、複合繊維の力学的
特性、特に強度、ヤング率が低く、最終的に得られる不
１ｌＪｉ布の強度が低くなる。

また、第１図に示す降温曲線（Ｃ）の２ケの発熱ピーク
において、その１つの（ＴＣｄ）＋が１９５℃以上で且
つ発熱ω（△ＨＣｄ）＋が５．０Ｊ　／　ｇ以上であり
、他方の発熱ピークの（ＴＯｄ）２が１００〜１２０℃
で且つ発熱量（△ＨＣｄ）２が０．８Ｊ　／　ｇ以上で
あることが必要である。

この様に複合繊維の（ＴＣｄ）＋及び （△ＨＣｄ）＋を本発明で規定する範囲と１゛るには、
芯成分としてポリエチレンテレフタレートを用いること
によって達成でき、他方の（ＴＣｄ）２及び（△ＨＣｄ
）ｚを本発明で規定する範囲とするには、鞘成分として
結晶化促進剤が配合されている低融点ポリエステルを用
いることによって達成できる。

ここで、（ＴＣｄ）＋が１９５℃より低温の場合は、繊
維としての結晶性の面で劣るため、熱接着による接着強
度が向上せず最終的に得られる不織布の強度が不十分□
となり、（ＴＣｄ＞ｚが１２０℃を越えるポリマーの場
合は、（Ｔｍ　）　＋が１５０℃を越えるため、一般に
不織布等の製造に採用される温度では十分に溶融できな
い。一方、（ＴＣｄ）２が１００℃未満場合は、短時間
の熱処理で十分に主体繊維に接着せず、短時間の熱処理
で結晶化が充分に進行しないため、最終的に得られる不
織布の強度が低下する。

しかも、複合繊維を溶融紡糸によって製造する際に、紡
糸前のポリエステルベレットの乾燥工程においてベレッ
ト同志が膠着したり、又は紡糸後に複合繊維同志が膠着
したりするトラブルが発生し易い。

また、発熱ｆｆｉ［（ΔＨｃｄ）　ｌ　］が５．０Ｊ　
／　９未満の場合は、芯成分のポリエステルの結晶性が
低いため、最終的に得られる不織布の風合が固く、強度
も不充分となる。

一方、発熱量［（ΔＨｃｄ）２］が０．８Ｊ　／　ｇ未
満の場合は、短時間の熱処理で充分に主体繊維に接着し
ないため、最終的に得られる不織布の強度が低下する。

なお、本発明において言う発熱量（△Ｈｃｄ＞は、イン
ジウムを標準物質として使用し、第１図の（Ｔｃｄ）、
のピークに示す様に、基線からのピークの高さの１／２
の高さに対応するピークの半価幅とピーク高さの積から
求められるものである。

本発明の複合繊維において、鞘成分の低融点ポリエステ
ルに配合されている結晶化促進剤としては、ナトリウム
、セリウム、リチウム又はカリウムのカルボン酸塩が好
ましく、特に酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、又は酢酸
リチウムが好ましい。

かかる結晶化促進剤の配合量は低融点ポリエステルを構
成する酸成分に対して０．００１〜０．５モル％である
ことが好ましい。

また、本発明の複合繊維の鞘部を構成する低融点ポリエ
ステルとしては、融点が１５０℃以下で且つ前述した冷
却結晶化特性を満足する結晶性ポリエステルであればよ
く、主たる酸成分がテレフタル酸成分である共重合ポリ
エステルが好ましい。

かかる共重合ポリエステルの共重合成分としては、例え
ばイソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸。

フタル酸、２．６−ナフタレンジカルボン酸、５−ナト
リウムスルホ酸等のジカルボン酸成分、プロピレングリ
コール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコー
ル、ポリエチレングリコール。

ｐ−キシリレングリコール、１．４−シクロヘキサンジ
メタツール、５−ナトリウムスルホレゾルシン等のジオ
ール成分、トリメリット酸、ピロメリット酸等の多官能
カルボン酸成分、ｐ−オキシ安患香酸、ｐ−オキシエト
キシ安息香酸等の二官能性モノカルボン酸等を挙げるこ
とができる。特に、酸成分の７０〜９０モル％がテレフ
タル酸成分及び３０〜１０モル％がイソフタル酸成分で
あり、グリコール成分の９０モル八以上がヘキサメチレ
ングリコール成分である共重合ポリエステルが好ましい
。

一方、本発明の複合ｌｌ雑の芯部を構成するポリエステ
ルは、融点が２００℃以上の繊維形成性ポリエステルで
あって、冷却結晶化温度が１９５℃以下で且つその発熱
量が５．０Ｊ　／　９以上のものであればよく、ポリエ
チレンテレフタレートが好ましい。

尚、前記融点及び結晶化特性を満足するものであれば少
量の第３成分が共重合されたポリエチレンテレフタレー
トであってもよい。

この様なポリエステルから構成される本発明の芯鞘型複
合繊維では、接着成分である低融点ポリエステルが１ｌ
ｌｆｔ表面の少なくとも一部を占めていることは勿論で
あるが、低融点ポリエステルの繊維断面に占める比率が
１０〜７０％、特に２５〜５０％であることが好ましい
。

この低融点ポリエステルの占める比率が１０％未満、又
は７０％を越える場合には、芯鞘複合繊維であっても、
最終的に得られる不＃ｌ布の強度が不充分となる傾向が
ある。

本発明の複合繊維の鞘成分である低融点ポリエステルの
製造法を、前述した共重合ポリエステル、即ら酸成分の
７０〜９０モル％がテレフタル酸成分及び３０〜１０モ
ル％がイソフタル酸成分であり、グリコール成分の９０
モル％以上がヘキサメチレングリコール成分である共重
合ポリエステルについて説明すると、所定回のテレフタ
ル酸及び／又はテレフタル酸ジメチルとイソフタル酸及
び／又はイソフタル酸ジメチル、及びヘキサメチレング
リコールとを結晶化促進剤、例えば、酢酸ナトリウム。

酢酸セリウム、酢酸リチウム等と共にニスデル化反応又
はエステル交換反応せしめて得られる反応生成物を、重
縮合触媒の存在下で所定の重合度まで減圧下で重縮合反
応せしめることによって得ることができる。

かかる重縮合触媒としては、チタン化合物が好ましり１
．特にチタニウムテトラブトキサイドが好ましい。この
チタン化合物はニスデル交換反応触媒能も有しているた
め、エステル交換触媒として用いてもよい。

この様にして得られる低融点ポリエステルを１００℃以
下、好ましくは８０℃以下の温度で乾燥し、前記低融点
ポリエステルよりも高融点のポリエステルと複合紡糸す
る。この際の複合紡糸においては、低融点ポリエステル
と高融点ポリエステルとの複合比率を１０　：　９０〜
７０：３０とすることが好ましい。

かかる複合１１維を用いた不織布は、複合繊維を切断し
て灼繊維となし、次いで通常のＰＥＴ短繊維と混綿して
スライバーを作成し荷重下で熱処理を施すことによって
得ることができる。

尚、低融点ポリエステル及び／又は高融点ポリエステル
には、少量の添加剤、例えば酸化チタン等の艶消剤、酸
化防止剤、螢光増白剤、安定剤。

紫外線吸収剤などが含まれていてもよい。

（作用） 本発明の複合繊維によれば、本発明者等が先に特願昭６
１−３０３７６８号明細書において提案した複合繊維よ
りも高強度のポリエステル不織布を得ることができる。

この様に本発明の複合繊維によって高強度の不織布を得
ることができる詳細な理由は未だ明確になっていないが
、次の様に考えられる。

即ち、本発明の複合繊維の鞘部を構成する低融点ポリエ
ステルは、冷却結晶化温度が高く且つその発熱量も大で
あるため、ポリエステル中には小さな結晶が多数形成さ
れているものと推察される。

このため、熱処理の際に低融点ポリエステルは容易に溶
解され流動性も向上するため、繊維交絡点に溶融ポリマ
ーが集積し易く、更に芯部を構成するポリエステルも充
分な機械的強度を有しているので、高強度の不織布を得
ることができる。

（発明の効果） 本発明の複合繊維によれば、極めて効率的に高密度の不
織布を得ることができ、その工業的意義は大きい。

（実施例） 実施例を挙げて本発明を更に詳述する。

実施例中、共重合組成はを示す数字は、それぞれ全酸性
分、全グリコール成分に対するモル％を示す。また、部
は全て重量部を示す。

（１）接着強度の評価 得られた複合接着繊維をステーアルファイバー（６デニ
ール×６ａＲ）に成形し、ＰＥＴのステーアルファイバ
ーとカード内でブレンド（重量化２０：８０）ｕてスラ
イバーを作成し、引き抜き強力を測定した。同様に作製
したスライバーを５’Ｊ／ｃｄの荷重下、１５０℃で３
０分間熱処理し、引き抜き強力を測定し、バインダー繊
維の接着強度を次式で計算した。

接着強度−熱処理後の引き抜き強力／ 熱処理前の引き扱き強力 （２）本実施例中で使用する略号は下記のものである。

ＴＡ：テレフタル醸成分 ＩＡ：イソフタル酸成分 子ＭＧ　：テトラメヂレングリコール成分ＤＥＧニジエ
チレングリコール成分 ＨＭＧ　：ヘキサメチレングリコール成分ＰＥＴ：ポリ
エチレンテレフタレート ＰＢＴ　：ポリブチレンテレフタレート実施例１ テレフタル酸ジメチル２３２．２部、イソフタル酸ジメ
チル２５．８部、ヘキサメチレングリコール２１８部、
酢酸ナトリウム０．０１８部、及び触媒としてチタニウ
ムテトラブトキサイド０．０９６部を撹拌機。

精留塔、及びメタノール留出コンデンサーを設けた反応
器に仕込み、１３５℃から２２０℃に加熱し、反応の結
果生成するメタノールを系外に留出させながらエステル
交換反応せしめた。反応開始後４時間で内温は２２０℃
に達し、８５部のメタノールが留出した。この反応混合
物を撹拌機及びグリコール留出コンデンサーを設けた反
応器に移し、２２０℃から２６５℃に徐々に昇温すると
共に常圧から１１１１１１１Ｈ９の高真空に圧力を下げ
ながら重縮合反応せしめて低融点ポリエステルを得た。

この際の全型綜合時間は、４時間であった。

このポリエステルのペレットを６０℃で２４時間乾燥し
たところｎ＠は全く認められなかった。次いで、このポ
リエステルを鞘とし、［η］　　０．６４のＰＥＴを芯
として芯／鞘＝　５０／　５０重口比で複合紡糸を行な
った。この複合繊維を前述の方法でスライバーとなし、
接着強度を測定した。結果を表−１に示す。

実施例２〜４ 低融点ポリエステルの原料として、テレフタル酸ジメチ
ル、ヘキサメチレングリコール、イソフタル酸ジメチル
、ジエチレングリコール、及び添加剤を表−１に示す争
使用し、実施例１と同様に行った。このようにして得ら
れた低融点ポリエステルを実施例１と同様な複合紡糸を
行った。結果を表−１に示す。

比較例１〜６ 低融点ポリエステルの原料として、テレフタル酸ジメチ
ル、イソフタル酸ジチメル、ヘキサメチレングリコール
、ジエチレングリコール、及び添加剤を表−１に示す量
使用し、実施例１と同様に行った。結果を表−１に示す
。

表１から明らかなように実施例１〜４の本発明の複合繊
維は本発明の規定を外れる比較例１〜４の複合繊維に比
較して、高強度の不織布を得ることができる。しかも、
得られる不織布の風合も柔軟なものとなっている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の複合繊維の示差走査熱量計で求めた昇
温曲線及び降温曲線であって、曲線ｍは昇温曲線１曲線
Ｃは降温曲線を夫々示す。 図において、 （Ｔｍ）＋：鞘成分を構成する低融点ポリエステルの融
点（”Ｃ） （Ｔｉｍ）２：芯成分を構成するポリエステルの融点（
’Ｃ） （ＴＣｄ）、：芯成分を構成する吸熱ピークの温度（冷
却結晶化温度）（℃） （ＴＣｄ）２：鞘成分を構成する低融点ポリエステルの
吸熱ピークの温度（冷却結晶化 温度）　（℃）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）融点［（Ｔｍ）＿２）］が２００℃以上のポリエ
   ステルから成る芯成分と、融点［（Ｔｍ）＿１］が１５
   ０℃以下で且つ結晶化促進剤が配合されている低融点ポ
   リエステルから成る鞘成分とから構成される芯鞘型複合
   繊維であって、該複合繊維の示差走査型熱量計で求めた
   融解後の降温曲線において、少くとも２ケの発熱ピーク
   が存在し、且つ前記発熱ピーク夫々の温度（Ｔｃｄ）及
   び発熱量（ΔＨｃｄ）が下記（ｉ）（ｉｉ）式を同時に
   満足することを特徴とする熱接着性複合繊維。 （ｉ）（Ｔｃｄ）＿１≧１９５℃， （ΔＨｃｄ）＿１≧５．０Ｊ／ｇ （ｉｉ）１００℃≦（Ｔｃｄ）＿２≦１２０℃，（ΔＨ
   ｃｄ）＿２≧０．８Ｊ／ｇ
2. （２）結晶化促進剤が、ナトリウム，セリウム，リチウ
   ム，又はカリウムのカルボン酸塩である特許請求の範囲
   第（１）項記載の熱接着性複合繊維。
3. （３）結晶化促進剤の配合量が、低融点ポリエステルを
   構成する酸成分に対して０．００１〜０．５モル％であ
   る特許請求の範囲第（１）項又は第（２）項記載の熱接
   着性複合繊維。
4. （４）低融点ポリエステルが、酸成分の７０〜９０モル
   ％がテレフタル酸成分及び３０〜１０モル％がイソフタ
   ル酸成分であり、グリコール成分の９０モル％以上がヘ
   キサメチレングリコール成分である特許請求の範囲第（
   １）項は又は第３項記載の熱接着性複合繊維。
5. （５）芯成分のポリエステルが、ポリエチレンテレフタ
   レートである特許請求の範囲第（１）項記載の熱接着性
   複合繊維。