TWI402387B - A crimped composite fiber and a fiber aggregate using the same - Google Patents

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Description

捲縮性複合纖維及使用其之纖維集合體
本發明主要係關於一種彈性與體積回復性高之纖維集合體，特別是關於一種適於不織布之潛在捲縮性複合纖維及使用其之纖維集合體。
於衛生材料、包裝材、濕巾、過濾層、抹布(wipper)等所用之不織布、或硬綿、椅子等所用之不織布、成形體等各種用途中，常使用一種熱接合不織布，其係使用低熔融峰溫度成分至少一部份露出於纖維表面，且由熔點高於低熔點成分之高熔點成分所構成之熱融合性複合纖維。尤其，於代替發泡氨酯方面，對於不織布之高彈性與體積回復性，亦即厚度方向之體積回復性高的纖維之需求日益普遍。作為發泡氨酯替代品之需求大的理由在於其生產時使用之藥品之處理困難、或由於排出氟碳化物、使用後之廢棄處理困難為問題所在。又，得到之發泡氨酯之特性係於壓縮時，壓縮初期會感到較硬，是其問題，或是缺乏透氣性而悶熱，或是吸音性不足，或是易黃變。因而人們乃對彈性與體積回復性高的不織布進行各種研究。
下述引用文獻1~2曾提出一種複合纖維，其係由熔點200℃以上之聚酯成分、與熔點180℃以下之聚醚酯嵌段共聚物成分(亦即彈性體成分)所構成。藉由於鞘成分使用彈性體成分，於承受壓縮變形時，由於接合部份之自由度及耐久性提高，故體積回復性優異。
下述專利文獻3提出一種外顯捲縮性複合纖維，其係由含有聚對苯二甲酸丙二酯(PTT)系聚合物之第一成分、與含有聚烯烴系聚合物(尤其是聚乙烯)之第二成分所構成，於纖維截面，藉由使第一成分之重心位置偏離纖維之重心位置而使捲縮外顯化。此外顯捲縮性複合纖維，由於第一成分使用彎曲彈性大、且彎曲硬度小的聚合物，並且使纖維截面成為偏心狀態，使捲縮形狀作成為波形狀，藉此得到體積回復性高、柔軟、且初期體積大之不織布。
下述專利文獻4提出一種潛在捲縮性複合纖維與不織布，其於芯成分使用聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、或PET與聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)之摻合物，或PET與PTT之摻合聚合物，於鞘成分使用藉由金屬芳香類(metallocene)觸媒進行聚合之直鏈狀低密度聚乙烯樹脂(LLDPE)。
專利文獻1：日本專利特開平3－240219號公報專利文獻2：日本專利特開平5－247724號公報專利文獻3：日本專利特開2003－3334號公報專利文獻4：日本專利特開2006－233381號公報
於前述引用文獻1~2中，鞘成分使用聚酯醚彈性體，由於此聚合物具有橡膠狀彈性，對接合點之變形的自由度大，故可得到體積回復性優異之不織布。然而，此聚酯醚彈性體為硬質聚酯與軟質醚之共聚物，由於含有耐熱性低的軟質成分，容易因熱而軟化，致熱加工時使不織布的體積減少，發生所謂之扁化。其結果，鞘成分使用聚酯醚彈性體之複合纖維，於作成為不織布時之初期體積小，只能得到高密度的不織布，用途受到限制，是其問題。又，於加熱狀態下壓縮後，或反覆壓縮後之不織布，纖維彼此之接合點及纖維本身會受破壞、或產生折曲，使得纖維強度降低等，與原本的不織布相比，不織布硬度會降低，是問題所在。
前述引用文獻3~4中，藉由使芯之聚合物、及纖維截面作成為特定者，且使捲縮狀態作成為特定者，可得到體積回復性優異之不織布，然而，雖初期不織布厚度(初期體積)大，體積回復性(尤其是剛除去負荷後之初期體積回復性)卻不足，以致其用途受到限制，是問題所在。
因而，用以往之技術，未能得到初期體積大(低密度者)且體積回復性優異之不織布用纖維。
本發明為解決前述以往之問題，提供一種捲縮性複合纖維及使用其之纖維集合體，該複合纖維，其彈性、體積回復性皆高、於反覆壓縮時之耐久性亦高，且於高溫下使用時之彈性、體積回復性、及其耐久性皆高。
本發明之捲縮性複合纖維，係含有第一成分與第二成分，其特徵為，前述第一成分含有聚丁烯－1，前述第二成分含有熔融峰溫度較聚丁烯－1之熔融峰溫度高20℃以上的聚合物，或熔融開始溫度為120℃以上之聚合物，由纖維截面觀看時，前述第一成分在前述複合纖維表面至少佔20%，前述第二成分之重心位置係偏離前述複合纖維之重心位置，前述複合纖維為呈現立體捲縮之外顯捲縮，或為藉由加熱而呈現立體捲縮之潛在捲縮。
本發明中所謂之「熔融開始溫度」，係依據JIS－K－7121所訂定之藉由微差掃描熱量(DSC)測定法測定之外推熔融開始溫度。
本發明之纖維集合體之特徵在於至少含有30質量%之前述捲縮性複合纖維。
本發明之捲縮性複合纖維，其彈性、體積回復性、與於反覆壓縮時之耐久性皆高，且於高溫下使用時之彈性、體積回復性、及其耐久性亦高。又，使用有本發明之具有外顯捲縮性之捲縮性複合纖維(以下稱為外顯捲縮性複合纖維)所成之纖維集合體，其初期體積高。又，使用有本發明之具有潛在捲縮性之捲縮性複合纖維(以下稱為潛在捲縮性複合纖維)所成之纖維集合體，於複數層疊合進行加熱成形時，由於可呈現潛在捲縮，故層間之纖維纏繞性佳，彈性與體積回復性可更提高。
使用有本發明之捲縮性複合纖維之不織布，與以往之由使用有彈性體之複合纖維所成之不織布相比，於初期體積與體積回復性皆優異，可使用於緩衝墊材等之硬綿、衛生材料、包裝材、過濾層、化妝品用材料、女性胸罩之襯墊、肩墊等之低密度不織布製品。再者，使用有本發明之捲縮性複合纖維之不織布，於高溫(例如，60℃~90℃左右)下之體積回復性亦優異，適於要求耐熱性之用途，例如，車輛用緩衝墊材、地板式暖氣用地板材料內襯材等。
本發明之捲縮性複合纖維，第一成分(例如，鞘之接合成分)係用聚丁烯－1(PB－1)或含有PB－1之聚合物。此聚合物比較柔軟，不含彈性體般的軟質成分，耐熱性優異，故可得到熱加工時之體積減少(扁化)小、初期體積大之不織布。又，PB－1，由於與彈性體同樣有一定程度之柔軟性及形狀維持性(對於變形之回復)，故可得到於壓縮時之接合點會變形，並且對於變形之回復性優異、體積回復性高之不織布。
捲縮性複合纖維之第二成分，以使用熔融峰溫度較PB－1之熔融峰溫度高20℃以上的聚合物，或熔融開始溫度為120℃以上之聚合物為佳，例如，聚酯。藉由使用滿足上述範圍之聚合物，於PB－1成分之熔融峰溫度附近進行熱加工時，可維持第二成分之硬度。滿足上述範圍之聚酯，可使用聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丙二酯(PTT)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)等或此等之混合物。前述第二成分係配置於例如捲縮性複合纖維的芯。藉由使此第二成分之重心位置偏離纖維之重心位置，可發揮壓縮時之彈簧的效果，得到彈性及體積回復性高的纖維集合體。
本發明中所用之PB－1依據JIS－K－7121測定之由DSC所求出之熔融峰溫度，以115~130℃之範圍為佳。以120~130℃為更佳。熔融峰溫度若為115~130℃的範圍，其耐熱性高，於高溫下之體積回復性佳。本發明中，由前述DSC曲線所求出之熔融峰溫度亦稱為熔點。
前述PB－1依據JIS－K－7120測定之熔融流動率(MFR；測定溫度190℃，負荷21.18N(2.16kgf))為1~30g/10分鐘之範圍為佳。以MFR為3~25g/10分鐘之範圍為較佳，又以3~20g/10分鐘為更佳。MFR若於1~30g/10分鐘之範圍，由於PB－1為高分子量，故耐熱性佳，於承受溫度時之體積回復性高，為較佳。且，紡紗拉引性、及拉伸性亦佳。
第一成分可為PB－1單獨，亦可添加聚丙烯(PP)。經確認得知藉由於PB－1添加少量的聚丙烯(PP)，可解決拉伸性、熱收縮性、熔融黏度不安定之問題。前述聚丙烯可為丙烯之均聚物、無規共聚物、或嵌段共聚物等之丙烯共聚物(以下稱為「共聚PP」)之任一者，若為本發明之外顯捲縮性複合纖維，就熱收縮性考量，以均聚物或嵌段共聚物為佳。尤其，均聚物雖質地稍有較硬的傾向，卻於體積回復性較有利，故較佳。具體而言，複合纖維之第一成分係混合使用60~95質量%之聚丁烯－1與5~40質量%之聚丙烯。前述第一成分係配置於例如複合纖維之鞘。又，添加於本發明之潛在捲縮性纖維中之共聚PP，可為無規共聚物、或嵌段共聚物之任一者，若就熱收縮性考量，以無規共聚物為佳。於PB－1添加聚丙烯、共聚PP之情況，以使用60質量%以上95質量%以下之PB－1及5質量%以上40質量%以下之共聚PP之質量比為佳。前述第一成分配置於例如捲縮性複合纖維之鞘。又，本發明中所謂之共聚PP係指丙烯成分超過50質量%者。
於前述外顯捲縮性複合纖維中，有關添加之PP的添加量之上限，隨著PP添加量之增加，拉伸性會變佳，熱收縮性會變小，熔融黏度安定性會變佳，惟，若加入過多，則得到之不織布有變硬之傾向。又，PP添加量若多，聚合物之柔軟性變差，接合點之變形自由度變小，故體積回復性變差。又，隨著PP添加量之增加，由於會阻礙PB－1之結晶化，於紡紗拉引時無法充分冷卻，致容易產生融合紗(fused yarn)。因而以40質量%以下為佳。PP添加量之較佳下限為5質量%。若未滿5質量%，對熔融溫度下聚合物黏度降低無防止效果。且熱收縮防止效果亦小。因而，聚丙烯之添加量宜為5質量%以上、40質量%以下，以7質量%以上、30質量%以下為佳，以10質量%以上、25質量%以下為最佳。若使PB－1與PP熔融摻合，兩聚合物易於相溶化。又，藉由摻合與聚丁烯－1(PB－1)相溶性高之聚丙烯(PP)，可使紡紗性及拉伸性良好，單纖維熱收縮變小。亦即，只用PB－1時，由於熔融黏度低、流動性過高，故熔融紡紗之安定性差，而藉由摻合PP以提高流動特性，可得到安定而均一的紡紗。又，只用PB－1時，由於熱收縮大，於機械性地賦予捲縮後之110℃左右之乾燥處理時，捲縮會變得過細，使不織布加工時面積收縮率過大，質地差，致有成為初期體積、及體積回復性皆差的不織布之情況，藉由摻合PP，可防止此情形。又，只用聚丁烯－1時，拉伸性差，藉由摻合PP可改善拉伸性。其理由，吾人推測認為係因前述般聚丁烯－1之分子量大(亦即，分子鏈長)，分子彼此纏繞程度大，致有難以拉伸之問題，藉由摻合PP，因PP進入高分子量之聚丁烯－1分子鏈間，可適度地抑制聚丁烯－1之分子鏈之纏繞之故。
於前述外顯捲縮性複合纖維中，添加之PP的Q值(重量平均分子量(Mw)/數量平均分子量(Mn))以6以下為佳，更佳之Q值為2~5。Q值若為6以下，亦即分子量分布小，由於高分子量PP之含有量少，故PP容易進入PB－1之分子鏈間，其結果，熱收縮變小，可得到既定之外顯捲縮。
前述PP之添加量與PP之Q值，以添加量/Q值比為2.3以上為佳，以2.4以上為更佳，以2.5以上為最佳。PP添加量/Q值比，為表示PP進入PB－1之分子鏈間之容易度的指標，為影響纖維收縮性之指標。PP添加量/Q值比若為2.3以上，表示PP添加量大、或Q值小，由於體積回復性係依存於PB－1之添加量，故藉由調整雙方之值的平衡度，可於抑制纖維的收縮之同時亦提高體積回復性。例如，於PP添加量少之情況，由於充分量的PP進入PB－1分子鏈間，故纖維之收縮有變小之傾向。又，PP於Q值小的情況亦容易進入PB－1之分子鏈間，亦有使纖維之收縮變小之傾向。另一方面，添加量/Q值之上限並無特別限定，就纖維之收縮抑制與體積回復性考量，以10以下為佳。
前述外顯捲縮性複合纖維中之前述PP依據JIS－K－7210之熔融流動率(MFR；測定溫度230℃，負荷2.16kgf(21.18N))以5~30g/10分鐘之範圍為佳，以6~25g/10分鐘之範圍為更佳。MFR若為5~30g/10分鐘之範圍，可抑制PB－1的熔融濃度之降低，由於PP為可進入PB－1的分子間之適當的分子量，故其結果可得到均一的纖維，熱收縮可減小。
前述外顯捲縮性複合纖維中，其捲縮數以5個/25mm以上、25個/25mm以下為佳。捲縮數若未滿5個/25mm，梳毛機(card)通過性會降低，同時不織布之初期體積與體積回復性有變差之傾向。另一方面，捲縮數若超過25個/25mm，由於捲縮數過多，梳毛機通過性會降低，不僅不織布之質地變差，不織布之初期體積亦變小，故不佳。
又，前述捲縮性複合纖維中，有關添加有共聚PP之潛在捲縮性複合纖維，其特徵為，此潛在捲縮性複合纖維，其於120℃依據JIS-L-1015測定之乾熱收縮率如下：(1)於初負荷0.018mN/dtex(2mg/de)下測定為50%以上，且(2)於初負荷0.45mN/dtex(50mg/de)下測定為5%以上。
藉由使於120℃之乾熱收縮率為此範圍內，於對使用此外顯捲縮性纖維之纖維集合體進行熱加工時，可使潛在捲縮性複合纖維之潛在捲縮充分呈現。
前述潛在捲縮性複合纖維中，添加之共聚PP之添加量的上限，隨著添加量之增加，拉伸性會變佳，熱收縮性會變大，若添加過多，則得到之不織布之體積回復性有減小之傾向。又，由於隨著共聚PP添加量之增加，會妨礙PB-1之結晶化，於紡紗拉引時無法充分冷卻，致產生融合紗。因而以40質量%以下為佳。於添加共聚PP之情況，宜為超過0質量%、40質量%以下，較佳者為，5質量%以上、30質量%以下，最佳者為，10質量%以上、25質量%以下。 若使PB-1與共聚PP熔融摻合，兩聚合物容易相溶化。又，藉由摻合與聚丁烯-1(PB-1)相溶性高之共聚PP，可使紡紗性及拉伸性變佳。亦即，藉由於PB-1摻合PP，可提高流動特性，可安定地得到均一的紡紗。又，藉由摻合共聚PP，亦可改善拉伸性。其理由，吾人推測認為係由於如前述般聚丁烯-1之分子量大(亦即，分子鏈長)，分子彼此之纏繞程度大，致有不易拉伸之問題，然而，藉由摻合共聚PP，共聚PP可進入高分子量之聚丁烯-1分子鏈間，可適度地抑制聚丁烯-1分子鏈之纏繞程度之故。
前述潛在捲縮性複合纖維中，前述共聚PP依據JIS-K-7210之熔融流動率(MFR；測定溫度230℃，負荷21.18N(2.16kgf))以50g/10分鐘以下為佳，以2~30g/10分鐘的範圍內為更佳。
前述潛在捲縮性複合纖維中，前述共聚PP以選自乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯-1-丙烯三元共聚物中之至少1種為佳。於共聚PP為乙烯-丙烯共聚物之情況，較佳之共聚合比例，以質量比計，為乙烯：丙烯=1：99~3：7之範圍。於共聚PP為乙烯-丁烯-1-丙烯三元共聚物之情況，以質量比計為，乙烯為0.5~15、丁烯-1為0.5~15、丙烯為70~99之範圍。
前述潛在捲縮性複合纖維中，較佳者為，前述共聚PP之重量平均分子量(Mw)與數量平均分子量(Mn)之比值(Q值)為3以上之乙烯-丙烯共聚物。更佳之Q值為4~7。若Q值為3以上，亦即分子量分布廣，則高分子量之PP的含 有量變多，故共聚PP會難以進入PB-1之分子鏈間，其結果會導致熱收縮變大。
本發明之捲縮性複合纖維中，於不妨礙不織布之大體積性及體積回復性之範圍內，可另外摻合於第一成分之聚合物可舉出例如：聚丙烯或聚乙烯等之烯烴系聚合物；與具有乙烯基、羧基、順式丁烯二酸酐等極性基之烯烴等之共聚合聚合物；苯乙烯系等之彈性體。又，添加劑可舉出：離子聚合物(ionomer)等之樹脂、萜烯(terpene)等之增黏劑等。
第二成分以彎曲彈性優異之聚合物為佳，可舉出例如：聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚對苯二甲酸丙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚乳酸等之聚酯、尼龍6、尼龍66、尼龍11、尼龍12等之聚醯胺、聚丙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯等。尤以聚酯為佳，以聚對苯二甲酸丙二酯(PTT)為最佳。
本發明中較佳地使用之PTT，可為PTT均聚樹脂、下述之PTT共聚樹脂、或PTT與其他聚酯系樹脂之摻合物，亦可為間苯二甲酸、琥珀酸、己二酸等酸成分、或1,4-丁二醇、1,6-己二醇等之二醇成分、聚四亞甲基二醇(polytetramethylene glycol)、聚氧化亞甲基二醇(polyoxymethylene glycol)等10重量%以下共聚合者，亦可為摻合PET、PBT等其他聚酯系樹脂50質量%以下者。前述共聚合成分，若超過10質量%，由於彎曲彈性係數變小，故不佳。另一方面，其他聚酯系樹脂之摻合比例若超過50 質量%，由於性質會接近於該摻合之其他聚酯樹脂的性質，故不佳。
前述PTT之極限黏度[η ]以0.4~1.2為佳。以0.5~1.1為更佳。藉由將極限黏度[η ]設定於上述範圍，可得到生產性優異、體積回復性優異之潛在捲縮性複合纖維。此處所謂之極限黏度[η ]，係35℃之鄰氯苯酚溶液用歐斯特華德黏度計測定，依下式所求出之值。
(其中，η r為以純度98%以上之鄰氯苯酚溶解之試樣的稀釋溶液於35℃之黏度，除以同溫度下測定之上述溶劑全體之濃度所得之值。C為上述溶液100ml中之g單位之溶質重量值。)
極限黏度若未滿0.4，由於樹脂之分子量過低，不僅紡紗性差，纖維強度亦低，故無實用性。極限黏度若超過1.2，由於樹脂的分子量變大，熔融黏度過高，致會發生單紗斷裂等，變得難以紡紗，故不佳。
由前述PTT依據JIS-K-7121測定之由DSC所求出之熔融峰溫度以180℃~240℃為佳。尤以200℃~235℃為更佳。熔融峰溫度若為180℃~240℃之範圍，則耐候性高，並可提高得到之捲縮性複合纖維之彎曲彈性係數。
又，前述第二成分可視需要於無損於本發明之目的及效果之範圍內，依用途而混合各種添加劑，例如：抗靜電劑、顏料、消光劑、熱安定劑、光安定劑、難燃劑、抗菌劑、潤滑劑、可塑劑、柔軟劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、結晶成核劑等。
複合比(第二成分(芯)/第一成分(鞘))以8/2~3/7(容積比)為佳，以7/3~4/6為更佳，以6/4~4.5/5.5為最佳。芯成分主要有助於體積回復性，鞘成分主要有助於不織布強度及硬度。該複合比若為8/2~3/7，則可兼顧不織布強度及硬度與體積回復性。複合比，若為鞘成分較多，則不織布強度可提升，但得到之不織布會較硬，體積回復性亦有變差之傾向。另一方面，若芯成分過多，則接合點過少，不織布強度變小，亦使體積回復性有變差之傾向。
本發明中，第二成分之重心位置係偏離複合纖維之重心位置。圖1顯示本發明之一實施形態之捲縮性複合纖維之纖維截面。於第二成分(2)周圍配置有第一成分(1)，第一成分(1)佔複合纖維(1)表面之至少20%。藉此，第一成分(1)於熱接合時，表面會熔融。第二成分(2)之重心位置(3)偏離複合纖維(1)之重心位置(4)，偏離之比例(以下亦稱為偏心率)，係指以電子顯微鏡等對複合纖維之纖維截面進行放大攝影，於以第二成分(2)之重心位置(3)為C1，以複合纖維(10)之重心位置(4)為Cf，以複合纖維(10)之半徑(5)為rf時，為以下式表示之數值。
偏心率(%)＝[| Cf－C1 |/rf]×100
第二成分(2)之重心位置(3)偏離纖維重心位置(4)之纖維截面，以圖1所示之偏心芯鞘型、或並排型為較佳之形態。視情況，即使是多芯型，其多芯部份可集合而存在於偏離於纖維之重心位置。尤其，若為偏心芯鞘型之纖維截面，於熱處理時容易呈現所要的捲縮，故較佳。偏心芯鞘型複合纖維之偏心率以5~50%為佳。以7~30%為更佳。又，第二成分之纖維截面之形態，於圓形之外，亦可為橢圓形、Y形、X形、井形、多角形、星形等之特殊形狀，潛在捲縮性複合纖維(10)之纖維截面之形態，於圓形之外，亦可為橢圓形、Y形、X形、井形、多角形、星形等之特殊形狀，或中空形。
圖2顯示本發明之一實施形態之捲縮性複合纖維之捲縮形態。本發明中所謂之波形狀捲縮，係如圖2A所示般之捲縮的山狀部為彎曲者。所謂之螺旋狀捲縮，係如圖2B所示般之捲縮的山狀部彎曲為螺旋狀者。本發明亦包含圖2C所示般之波形狀捲縮與螺旋狀捲縮混雜之捲縮。亦可為如圖3所示般之通常之機械捲縮。又，本發明亦包含圖4所示般之機械捲縮之銳角捲縮、和圖2A所示般之波形狀捲縮混雜之捲縮。本發明中，以包含波形狀捲縮、螺旋狀捲縮者稱為立體捲縮，以與機械捲縮區別。
於本發明之外顯捲縮性複合纖維中，尤其如圖2A所示之波形狀捲縮、或圖2C所示之波形狀捲縮與螺旋狀捲縮混雜之捲縮，於可兼顧梳毛機通過性與初期體積及體積回復性之考量，為較佳者。
其次，就本發明之捲縮性複合纖維之一形態之外顯捲縮性複合纖維之製造方法說明如下。前述外顯捲縮性複合纖維，可如下述方法製造。
首先，以含有50質量%以上之聚丁烯－1之第一成分(例如，含有60~95質量%之聚丁烯－1與5~40重量%之聚丙烯之成分)，與作為第二成分之以具有較聚丁烯－1之熔融峰溫度高20℃以上的熔融峰溫度之聚合物，或熔融開始溫度(依據JIS－K－7121所訂定之藉由微差掃描熱量(DSC)測定法測定之外推熔融開始溫度)為120℃以上之聚合物，使用以於纖維截面中使第一成分佔纖維表面之至少20%，並以使第二成分之重心位置偏離纖維之重心位置之方式所配置之複合型紡嘴(例如偏心芯鞘複合紡嘴)，使第二成分以紡紗溫度240~330℃，使第一成分成分以紡紗溫度200~300℃進行熔融紡紗，以拉引速度100~1500m/分鐘拉引，得到紡紗絲。然後，將拉伸溫度定為第二成分之玻璃轉化溫度以上、未滿第一成分之熔點的溫度之下，進行拉伸倍率1.8倍以上之拉伸處理。較佳之拉伸溫度的下限，為較第二成分之玻璃轉化溫度高10℃之溫度。較佳之拉伸溫度的上限為90℃。理由在於，拉伸溫度若為未滿第二成分之玻璃轉化溫度，由於第一成分之結晶化不易進行，有熱收縮變大、或是體積回復性變小之傾向。拉伸溫度若為第一成分之熔點以上，則纖維彼此會融合。較佳之拉伸倍率的下限為2倍。較佳之拉伸倍率之上限為4倍。拉伸倍率若未滿1.8倍，由於拉伸倍率過低，故難以得到可呈現波形狀捲縮及/或螺旋狀捲縮之纖維，不僅初期體積小，纖維本身之剛性亦小，致有梳毛機通過性等之不織布作業性差、或體積回復性差之傾向。又，此時，於前述拉伸時之前後，可視需要於90~115℃之乾熱、濕熱、蒸熱等環境氣氛下進行退火。
然後，視需要，於賦予纖維處理劑之前或後，用史塔發(Staffa)箱式捲縮機等公知之捲縮機賦予捲縮數5個/25mm以上、25個/25mm以下之捲縮。通過捲縮機後之捲縮形狀可為鋸齒狀(機械)捲縮及/或波形狀捲縮。捲縮數若未滿5個/25mm，梳毛機通過性會降地，且不織布之初期體積與體積回復性有變差之傾向。另一方面，捲縮數若超過25個/25mm，則捲縮數過多，故梳毛機通過性降低，不僅不織布之質地變差，不織布之初期體積亦有變小之虞。
再者，以前述捲縮機賦予捲縮後，可於90~115℃之乾熱、濕熱、蒸熱等環境氣氛下進行退火處理。具體而言，於賦予纖維處理劑後以捲縮機賦予捲縮，再於90~115℃之乾熱環境氣氛下進行退火處理，並同時施以乾燥處理，可簡化製程步驟，為較佳。退火處理若未滿90℃，有乾熱收縮性率變大之傾向，無法得到既定的外顯捲縮，有得到之不織布之質地紊亂，生產性降低之虞。
藉由上述方法得到之外顯捲縮性複合纖維，主要具有如圖2所示般之捲縮數5個/25mm以上、25個/25mm以下之選自波形狀捲縮與螺旋狀捲縮中之至少一種捲縮，故可於不會降低後述之梳毛機作業性之下得到體積大之不織布，為較佳者。又，裁切成所要之纖維長度，可得到外顯捲縮性複合纖維。更佳之捲縮數為10~20個/25mm。
又，前述外顯捲縮性複合纖維，其複合纖維呈現捲縮且具有選自波形狀捲縮與螺旋狀捲縮中之至少一種外顯捲縮(立體捲縮)。纖維之狀態，可為完全呈現立體捲縮之外顯捲縮，亦可為保留少許捲縮部分(對纖維加熱時產生捲縮)之外顯捲縮。惟，於對纖維加熱時(例如，於施加後述對不織布加工之溫度時)，若呈現為捲縮數超過25個/25mm的程度之捲縮時，會有梳毛機通過性降低之情形，故不佳。
接著，就本發明之捲縮性複合纖維之一實施形態之潛在捲縮性複合纖維之製造方法進行說明。前述潛在捲縮性複合纖維可如下述般製造。
首先，以含有50質量%以上之聚丁烯－1之第一成分(例如，含有60~95質量%之聚丁烯－1與5~40重量%之共聚合聚丙烯之成分)，與作為第二成分之以具有較聚丁烯－1之熔融峰溫度高20℃以上的熔融峰溫度之聚合物，或熔融開始溫度為120℃以上之聚合物，使用以於纖維截面中使第一成分佔纖維表面之至少20%，並以使第二成分之重心位置偏離纖維之重心位置之方式所配置之複合型紡嘴(例如偏心芯鞘複合紡嘴)，用例如偏心芯鞘複合紡嘴，使第二成分以紡紗溫度240~330℃，使第一成分成分以紡紗溫度200~300℃進行熔融紡紗，以拉引速度100~1500m/分鐘拉引，得到紡紗絲(filament)。然後，將拉伸溫度定為第二成分之玻璃轉化溫度以上、聚丁烯－1之熔點未滿的溫度之下，進行拉伸倍率1.5倍以上之拉伸處理。較佳之拉伸溫度的下限，為較第二成分之玻璃轉化溫度高10℃之溫度。較佳之拉伸溫度的上限為90℃。理由在於，拉伸溫度若為未滿第二成分之玻璃轉化溫度，由於PB－1之結晶化不易進行，有體積回復性變小之傾向。拉伸溫度若為PB－1之熔融峰溫度以上，則纖維彼此會融合。較佳之拉伸倍率的下限為2倍。較佳之拉伸倍率之上限為4倍。拉伸倍率若未滿1.5倍，由於拉伸倍率過低，於熱處理時有難以呈現捲縮之傾向，而且，不僅初期體積小，纖維本身之剛性亦小，致有梳毛機通過性等之不織布作業性差、或體積回復性差之傾向。
然後，視需要，於賦予纖維處理劑之前或之後，用史塔發箱式捲縮機等公知之捲縮機賦予捲縮數5個/25mm以上、25個/25mm以下之捲縮。捲縮數未滿5個/25mm或超過25個/25mm，會有梳毛機通過性降低之虞。
再者，以前述捲縮機賦予捲縮後，宜於50℃以上、90℃以下(以60℃以上80℃以下為佳，以65℃以上75℃以下為更佳)之乾熱、濕熱、蒸熱等環境氣氛下施以退火處理。具體而言，於賦予纖維處理劑之後，以捲縮機賦予捲縮，於50℃以上、90℃以下之乾熱、濕熱、蒸熱等環境氣氛下進行退火處理並同時施行乾燥處理，可簡化製程步驟，為較佳。藉由使退火處理溫度設定為50℃以上、90℃以下，可得到所要的熱收縮率，並可得到於退火處理時呈現捲縮之潛在捲縮性複合纖維。且可得到梳毛機通過性高之纖維。
前述潛在捲縮性複合纖維之乾熱收縮率，係依據JIS－L－1015測定，於以初負荷0.018mN/dtex(2mg/de)之測定下為50%以上，以初負荷0.45mN/dtex(50mg/de)之測定下為5%以上。較佳之乾熱收縮率為，以初負荷0.018mN/dtex之測定下為60%以上，以初負荷0.45mN/dtex之測定下為5%以上，更佳之乾熱收縮率為，以初負荷0.018mN/dtex之測定下為70%以上，以初負荷0.45mN/dtex之測定下為10%以上。
初負荷為於加熱前後測定纖維長時所施加之負荷。初負荷若為0.018mN/dtex(2mg/de)，由於負荷小，可於維持著呈現之立體捲縮之狀態下測定加熱後之纖維長。因而，此乾熱收縮率可認為是表示起因於立體捲縮之呈現而收縮的程度(亦即表觀之收縮程度)之指標。另一方面，初負荷若為0.450mN/dtex(50mg/de)，纖維受到負荷之強力拉伸，可於纖維所呈現之立體捲縮比較伸展的狀態下，測定加熱後之纖維長。亦即，此單纖維乾熱收縮率表示加熱所致之纖維本身之收縮程度。吾人認為，本發明之潛在捲縮性複合纖維，藉由使此等2種初期負荷下所測定之單纖維乾熱收縮率滿足上述之範圍，可具有優異之立體捲縮呈現性，而可良好地呈現捲縮。
本發明之纖維集合體，含有至少30質量%之前述捲縮性複合纖維。若含有30質量%以上，可良好地維持彈性、體積回復性及其他特性。前述纖維集合體可舉出編織物、不織布等。
本發明之纖維織物(web)之形態可舉出：平行織物、半無規織物、無規織物、交錯(cross lay)織物、十字形(crisscross)織物、氣流成網(air lay)織物等。前述纖維織物，藉由熱處理使第一成分接合，可進一步呈現較高之效果。又，前述纖維織物，於熱加工前，視需要亦可施行針扎處理或水流交織處理。熱加工之方法並無特別限定，只要是可使本發明之捲縮性複合纖維之機能可充分呈現者皆可，以用熱風貫通式熱處理機、熱風上下吹式熱處理機、紅外線式熱處理機等不太需要施加風壓等壓力之熱處理機為佳。
纖維織物之熱加工溫度，於纖維織物所含之前述捲縮性複合纖維為前述外顯捲縮性複合纖維之情況，設定為呈現之捲縮性複合纖維之波形狀捲縮及/或螺旋狀捲縮於熱加工時不會消失之溫度範圍內即可，例如，於以PB－1之熔融峰溫度作為Tm時，熱加工溫度宜為Tm－10(℃)~未滿第二成分之熔融峰溫度，以Tm－10(℃)~Tm＋80(℃)為佳；更佳者為，於添加PP之情況，熱加工溫度宜為為Tm－10(℃)~PP之熔融峰溫度＋40℃，以於160℃~200℃之溫度進行熱加工為佳。尤其更佳者為，使前述潛在捲縮性複合纖維之至少PB－1熔融以使構成之纖維彼此熱融合，可形成更強固的纖維彼此間之交點，並可提升體積回復性。
於纖維織物中所含有之前述捲縮性複合纖維為前述潛在捲縮性複合纖維之情況，熱加工溫度設定為呈現捲縮之溫度範圍內即可，例如，於以PB－1之熔融峰溫度作為Tm時，熱加工溫度宜為Tm－10(℃)~未滿第二成分之熔融峰溫度，以設定為Tm－10(℃)~Tm＋60(℃)為佳。尤其更佳者為，使前述潛在捲縮性複合纖維之至少PB－1熔融以使構成之纖維彼此處於熱融合狀態，可形成更強固的纖維彼此間之交點，並可提升體積回復性。並且以於130℃~180℃之溫度下進行熱融合為最佳。
前述纖維集合體(以下，亦稱為不織布)，較佳者為，滿足藉由下述測定所得之初期體積回復率為60%以上，且長期體積回復率為85%以上之條件。更佳者為，初期體積回復率為65%以上，且長期體積回復率為85%以上。
(1)體積回復率以使合計之單位面積質量作成為約1000g/m2 之方式，將必要之片數之裁切成10cm四方之不織布疊合，測定初期合計厚度(T0 )，於疊合之不織布上載放10cm見方且負荷9.8kPa之重物，於25℃環境氣氛下施加負荷24小時，24小時後除去負荷，測定剛除去負荷時之不織布的合計厚度(T1 )、及除去負荷24小時後之合計厚度(T2 )，以下式算出不織布之體積回復率，分別作為初期體積回復率、長期體積回復率。
初期體積回復率(%)＝(T1 /T0 )×100長期體積回復率(%)＝(T2 /T0 )×100
滿足初期體積回復率為60%以上、及長期體積回復率為85%以上之不織布，適合用於緩衝墊材、車輛用等之內裝材、胸罩等之襯墊材等之反覆於厚度方向施加壓力之用途，與代替氨酯發泡體之用途。
(2)硬度試驗硬度試驗係依據JIS－K－6401－5.4測定。以前述測定方法測定之不織布的硬度H0 (N)若為60N以上，則於壓縮時具有充分的硬度，為較佳。
(3)加熱硬度保持率前述不織布，以依據JIS－K－6401－5.4(硬度試驗)測定之不織布的硬度作為H0 (N)，以進行依據JIS－K－6401－5.5(壓縮殘留應變試驗)測定之壓縮殘留應變試驗後，用前述硬度試驗所得之不織布的硬度作為H1 (N)時，下式所表示之加熱硬度保持率，以90%以上為佳。較佳之加熱硬度保持率為100%以上，更佳者為105%以上。前述加熱硬度保持率，為表示於70℃加熱前後不織布的硬度變化程度之指標，此值愈大，表示因熱所致之纖維或不織布之劣化愈得到抑制。
加熱硬度保持率(%)＝(H1 /H1 )×100
滿足上述範圍之不織布之較佳者為，針扎不織布、或不織布中之纖維的排列方向為排列於對厚度方向垂直、或斜方向中任一方向之不織布。
(4)耐久硬度保持率前述不織布，以依據JIS－K－6401－5.4(硬度試驗)測定之不織布的硬度作為H0 (N)，以進行依據JIS－K－6401－5.6(反覆壓縮殘留應變試驗)測定之壓縮殘留應變試驗後，用前述硬度試驗所得之不織布的硬度作為H2 (N)時，依下式表示之耐久硬度保持率，以90%以上為佳。較佳之耐久硬度保持率為100%以上。前述耐久硬度保持率，為表示進行8萬次50%壓縮前後不織布的硬度變化程度之指標，此值愈大，表示因壓縮所致之纖維或不織布之劣化得到抑制。
耐久硬度保持率(%)＝(H1 /H1 )×100
滿足上述範圍之不織布之較佳者為，針扎不織布、或不織布中之纖維的排列方向為排列於對厚度方向垂直、或斜方向中任一方向之不織布。(5)加熱融合處理滿足前述加熱硬度保持率及/或前述耐久硬度保持率之不織布可藉由下述方法製得，例如，將藉由針扎、水流交織處理等公知方法交織而成之纖維集合體，使前述捲縮性複合纖維之至少PB－1熔融(較佳係藉由熱加工使PB－1及PP熔融)，使纖維交點接合而製得。
實施例
藉由下述實施例，就本發明更具體地作說明。又，各特性係以下述方法測定。
(1)使用聚合物之物性
聚合物之IV為前述極限黏度。MFR為依據JIS－K－7210，於230℃、21.18N(2.16kgf)下測定之熔融流動率。又，MFR(190℃)係依據JIS－K－7210，於測定溫度190℃、21.18N(2.16kgf)測定之聚合物的熔融流動率。
本發明中所謂之熔融開始溫度，係依據JIS－K－7121之外推(extrapolation)熔融開始溫度。外推熔融開始溫度，為低溫側之基線(base line)往高溫側延長之直線與於熔融峰之低溫側的曲線上自斜率最大的點所劃出之切線的交點之溫度，係指到達熔融峰溫度之開始吸熱之溫度。
Q值係以下述條件測定：I.使用之分析裝置(i)交叉分級層析(cross fractionation chromatography)裝置岱亞儀器公司製CFC T－100(簡稱為CFC)
(ii)傅立葉變換型紅外線吸收光譜分析FT－IR，巴金艾爾瑪公司製1760X取下安裝作為CFC偵測器之波長固定型之紅外分光光度計，連接上FT－IR代替之，使用此FT－IR作為偵測器。將由CFC溶出之溶液的出口至FT－IR之間的輸送線(transfer line)作成為1m之長度，於測定間保持溫度於140℃。安裝於FT－IR之流量槽(flow cell)係用光路長1mm、光路直徑5mmΦ者，於測定期間保持溫度於140℃。
(iii)凝膠滲透層析儀(GPC)CFC後段部份之GPC塔柱，係將3支昭和電工公司製AD806MS串聯連接使用。
II. CFC之測定條件(i)溶劑：鄰二氯苯(ODCB)(ii)試樣濃度：1mg/mL(iii)注入量：0.4mL(iv)塔柱溫度：140℃(v)溶劑流速：1mL/分鐘
III. FT－IR之測定條件自CFC後段之GPC之試樣溶液開始溶出後，以下述條件進行FT－IR測定，取得GPC－IR數據。
(i)偵測器：MCT(ii)分解能力：8cm－1 (iii)測定間隔：0.2分鐘(12秒)(iv)每一測定之累積次數：15次
IV.測定結果之後處理與解析分子量分布係以藉由FT－IR得到之2945cm－1 之吸光度作為層析圖譜而求出。由滯留體積換算為分子量，係用預先作成之標準聚苯乙烯之檢量線進行換算。使用之標準聚苯乙烯皆為東曹(股)公司製之下述品號：F380、F288、F128、F80、F40、F20、F10、F4、F1、A5000、A2500、A1000。分別溶解於ODCB(含有0.5mg/mL之BHT)中作成為0.5mg/mL之溶液，注入該溶液0.4mL作成校正曲線。校正曲線係使用以最小平方法近似求得之三次式。分子量換算係參考森定雄著「尺寸排除層析(size－exclusion chromatography)」(共立出版)用泛用校正曲線。此時使用之黏度式([η]＝K×M α)係用下述數值。
(i)作成使用標準聚苯乙烯之校正曲線時K＝0.000138、α＝0.70(ii)聚丙烯之試樣測定時K＝0.000103、α＝0.78
又，上述用GPC(凝膠滲透層析)之測定，於用其他機種測定時，可用2005年度塑膠成形材料商用便覽(化學工業日報社，2004年8月30日發行)中記載之日本波利普羅公司製「MG03B」同時進行測定，以MG03B表示為3.5時之值作為對照(blank)條件，調整條件進行測定。
(2)各測定方法
[乾熱收縮率]依據JIS－L－1015測定。以初負荷0.018mN/dtex(2mg/de)、初負荷0.45mN/dtex(50mg/de)，於溫度120℃進行15分鐘乾熱處理測定收縮率。
[面積收縮率]將加工前之梳毛機織物(card web)切斷成長：100mm、寬：100mm，測定以既定溫度進行熱加工時之面積減少率。
[25℃體積回復率]以使合計之單位面積質量作成為約1000g/m2 之方式，準備必要片數之裁切成10cm四方之不織布，將其疊合，於無負荷下測定初期厚度(T0 )。在疊合之不織布上載放100mm見方、負荷9.8kPa之重物，於25℃下施加24小時負荷，24小時後除去負荷，測定剛除去負荷時之不織布的厚度(T1 )、及除去負荷24小時後之厚度(T2 )，以下式算出不織布之體積回復率。
初期體積回復率(%)＝(T1 /T0 )×100長期體積回復率(%)＝(T2 /T0 )×100
厚度之測定皆於無負荷下進行。
[70℃體積回復率]除了將溫度設定為70℃，施加負荷之時間定為4小時之外，係以與上述相同之作法測定。
[表觀密度]依據JIS－K－6401－5.3(表觀密度試驗)進行測定。
[硬度]依據JIS－K－6401－5.4(硬度試驗)進行測定。
[壓縮殘留應變]依據JIS－K－6401－5.5(壓縮殘留應變試驗)進行測定。
[反覆壓縮殘留應變]依據JIS－K－6401－5.6(壓縮殘留應變試驗)進行測定。
[實施例1~7、比較例1~3] 1.纖維製造條件
(A)使用之聚合物(簡稱之說明如下)(1)PTT(殼牌化學品(日本)公司製「CORTERRA9200」，玻璃轉化溫度45℃，熔融峰溫度(mp)228℃，IV值0.92，熔融開始溫度213℃)(2)PET(東麗公司製「T200E」，mp255℃，IV值0.64)(3)PP－1(日本波利普羅公司製「SA03E」，mp160℃，MFR20，Q值5.6)(4)PP－2(日本波利普羅公司製「SA03B」，mp160℃，MFR30，Q值3.6)(5)PP－3(日本波利普羅公司製「SA01A」，mp160℃，MFR9，Q值3.2)(6)PP－4(普萊姆聚合物公司製「CJ700」，mp160℃，MFR7，Q值6.5)(7)PB－1a(桑阿羅馬公司製「PB0400」，mp123℃，MFR(190℃)20)(8)PB－1b(桑阿羅馬公司製「PB0401M」，mp123℃，MFR(190℃)15)(9)PBT彈性體(東麗－杜邦公司製「海特雷爾4047H－36」，mp160℃)(10)HDPE(日本聚乙烯公司製「HE481」，mp130℃，MFR(190℃)12)鞘成分之摻合比記載於表1~2。
(B)擠壓溫度：芯成分聚合物(PTT等)定為280℃，鞘成分聚合物定為250℃，紡嘴金屬嘴溫度定為270℃。
(C)紡嘴孔數：600孔
(D)複合比：芯/鞘＝55/45(容積比)
(E)未拉伸纖度：8dtex
(F)拉伸溫度：濕式70℃
(G)拉伸倍率：2.3倍
(H)捲縮：12~15個/25mm
(I)退火(annealing)溫度(乾燥溫度)：110℃×15分鐘
(J)製品織度×纖維長：4.4dtex×51mm
2.不織布製造條件
將各捲縮性複合纖維100質量%置於平行梳毛機上採集織物，藉由熱風循環式之熱處理機，於表1~2所示之加工溫度進行30秒熱處理，使鞘成分熱融合，作成單位面積質量約100g/m2 之不織布。
各條件與得到之結果示於表1~2。又，實施例2、4、6及比較例2，為使其與比較例3之初期厚度一致，係以使10片疊合之厚度成為30mm之方式，1片1片以網狀織物(net)邊調整厚度邊進行熱風加工。
由上述結果可得知：本發明之實施例1~7與比較例1~3相比，於相同單位面積質量下初期厚度較厚，初期體積回復率與長期體積回復率亦較高。實施例3~7混雜有波形狀捲縮與螺旋狀捲縮，與實施例1~2相比，單纖維乾熱收縮率及不織布面積收縮率較低，不織布之初期厚度較厚，初期體積回復率及長期體積回復率亦較高。吾人推測認為係因於第二成分使用了聚對苯二甲酸丙二酯之故。
比較例1~2，與實施例相比，初期厚度雖較高，初期體積回復率則較低。
比較例3，由於鞘成分使用PBT彈性體，故捲縮呈現小，又，與實施例相比，由於單纖維乾熱收縮率及不織布面積收縮率稍大，於作成為不織布時之初期厚度未能提高至30mm，為厚度較低之不織布。
[實施例8~15]
使用與實施例1~8相同之聚合物及評價方法，以表3所記載之條件，製作成實施例8~11之顯性外顯捲縮性複合纖維。得到之結果示於表3。又，將實施例10及比較例3所得到之捲縮性複合纖維100質量%，置於平行梳毛機，用交錯機(cross layer)製作交錯(crosslay)織物。然後，於交錯織物，用佛斯塔針公司製圓錐刀(blade)，以針深度5mm，以表4所示之針扎數(表裏兩者)，施以針扎處理。將得到之針扎不織布，用熱風循環式熱處理機，以表4所示之加工溫度熱處理30秒鐘，使鞘成分熱融合，作成為不織布。對所得之不織布，測定硬度、壓縮殘留應變、加熱硬度保持率、反覆壓縮殘留應變、及耐久硬度保持率，結果示於表4。
由表3之結果可知：本發明之實施例8~15，於相同單位面積質量下，初期厚度皆厚，初期體積回復率及長期體積回復率皆高。其中尤以實施例12、13，由於添加於樹脂2之PP的Q值、MFR皆小，及PP添加量/Q值大，故單纖維之乾熱收縮率及不織布面積收縮率皆極小。
由表4之結果可知：實施例10之針扎不織布之加熱硬度保持率、耐久硬度保持率皆為90%以上之結果。吾人推測其理由在於，於加熱壓縮、反覆壓縮中，皆未破壞到纖維彼此之接合點及纖維本身，或未使纖維彎曲、強度降低。另一方面，比較例3之不織布，加熱硬度保持率為84%，耐久硬度保持率為74%皆低，因70℃加熱時之壓縮，及80000次之反覆壓縮，致不織布之硬度降低，耐熱性及耐久性變差。
[實施例16~20、比較例1．2、3、4]
於下述實施例、比較例中，就潛在捲縮性複合纖維與使用其之不織布作說明。
1.纖維製造條件
(A)使用之聚合物(簡稱之說明如下)(1)PTT(殼牌化學品(日本)公司製「CORTERRA9240」，熔融峰溫度(mp)228℃，IV值0.92，熔融開始溫度213℃)(2)PP－1(日本波利普羅公司製「SA03B」，mp160℃，MFR30，Q值3.6)(3)共聚PP－(1)(日本波利普羅公司製「FX4G」，mp125℃，MFR5，Q值5.5，二元型)(4)共聚PP－(2)(日本波利普羅公司製「韋恩特克WFX4」，mp125℃，MFR7，Q值2.5，使用金屬芳香類觸媒，二元型)(5)共聚PP－(3)(普萊姆(股)製「F794NV」，mp130℃，MFR7，Q值5.0，三元型)(6)共聚PP－(4)(日本波利普羅公司製「韋恩特克WXK1183」，mp128℃，MFR26，Q值2.6，使用金屬芳香類觸媒，二元型)(7)PB－1(1)(桑阿羅馬公司製「DP0401M」，mp123℃，MFR(190℃)15)(8)PB－1(2)(桑阿羅馬公司製「PB0300」，mp123℃，MFR(190℃)4)(9)HDPE(日本聚乙烯公司製「HE481」，mp130℃，MFR(190℃)12)(10)PBT彈性體(東麗－杜邦公司製「海特雷爾4047H－36」，mp160℃)鞘成分之摻合比記載於表5~6。
(B)擠壓溫度：芯成分聚合物(PTT等)定為280℃，鞘成分聚合物定為250℃，紡嘴口緣溫度定為270℃。
(C)紡嘴孔數：600孔
(D)複合比：芯/鞘＝55/45(容積比)
(E)未拉伸纖度：實施例16~18為12dtex，實施例19為10dtex，比較例4為17.9dtex
(F)拉伸溫度：濕式70℃
(G)拉伸倍率：實施例16~18為2.3倍，實施例19為1.9倍，比較例4為3.2倍
(H)捲縮：12~15個/25mm
(I)退火溫度(乾燥溫度)－時間：70℃－15分鐘
(J)製品織度、纖維長：6.7dtex、51mm
2.不織布製造條件
將各潛在捲縮性複合纖維100質量%置於平行梳毛機上採集織物，藉由熱風循環式之熱處理機，於表5~6所示之加工溫度進行30秒熱處理，使鞘成分熱融合，作成單位面積質量約100g/m2 之不織布。
3.針扎不織布之製造條件
將潛在捲縮性複合纖維100質量%，置於平行梳毛機，用交錯機(cross layer)製作交錯(crosslay)織物。然後，於交錯織物，用佛斯塔針公司製圓錐刀，以針深度5mm，表5~6所示之針扎數(表裏均進行)，進行針扎處理。將得到之針扎不織布，用熱風循環式熱處理機，以表5~6所示之加工溫度熱處理30秒鐘，使鞘成分熱融合，作成為不織布。對所得不織布，測定硬度、壓縮殘留應變、加熱硬度保持率、反覆壓縮殘留應變、及耐久硬度保持率，結果示於表5、表6。
實施例20係將實施例16之潛在捲縮性複合纖維50質量%與纖度6.7dtex、纖維長64mm之聚對苯二甲酸乙二酯中空單一纖維(東麗公司製「T－70」)50質量%混棉而製成。
由上述結果可知：本發明之實施例16~19之不織布，與比較例4相比，壓縮硬度高，彈性佳。其理由，吾人認為係因不織布中之纖維形狀呈現環狀立體捲縮之故。又，實施例16~20之不織布，初期體積回復率、長期體積回復率皆高，且加熱硬度保持率與耐久硬度保持率皆高。其理由，吾人推測係因於第一成分(鞘成分)使用PB－1，於第二成分(芯成分)使用聚對苯二甲酸丙二酯之故。
再者，將梳毛機織物(card web)複數層疊合加熱成形後，實施例20由於混棉有PET纖維，故壓縮硬度稍降低，本發明之實施例16~20之不織布藉由層間之纖維纏繞而呈現一體性，有優異的彈性。另一方面，比較例3及比較例4由於未使用PB－1，故體積回復性、壓縮性(壓縮硬度、耐久硬度保持率)不足。又，比較例1、2，比較例3之不織布，由於未使用PB－1，為外顯捲縮性纖維，故織物層間之纖維纏繞弱，容易分離。
由以上可確認得知：使用有本發明之捲縮性複合纖維(尤其是潛在捲縮性複合纖維)之不織布，彈性與體積回復性高，且於複數層疊合壓縮加熱成形時，層間之交織性佳，且層間之一體性高。
(產業上可利用性)
本發明之用捲縮性複合纖維之不織布，與以往之由使用有彈性體之複合纖維所構成之不織布相比，於初期體積與體積回復性皆優，可使用於緩衝墊材等之硬棉、衛生材料、包裝材、過濾層、化妝品用材料、女性胸罩之襯墊、肩墊等之低密度不織布製品。再者，使用有本發明之捲縮性複合纖維之不織布，於高溫(例如，60~90℃左右)下之體積回復性亦優異，適於要求耐熱性之用途，例如，車輛用緩衝墊材、地板式暖氣用地板材料的內襯材等。
1‧‧‧第一成分
2‧‧‧第二成分
3‧‧‧第二成分之重心位置
4‧‧‧複合纖維之重心位置
5‧‧‧複合纖維之半徑
10‧‧‧複合纖維
圖1表示本發明之一實施形態中之捲縮性複合纖維之纖維截面。
圖2A~C表示本發明之一實施形態中之捲縮性複合纖維之捲縮形態。
圖3表示以往之機械捲縮之形態。
圖4表示本發明之另一實施形態中之捲縮性複合纖維之捲縮形態。
1．．．第一成分
2．．．第二成分
3．．．第二成分之重心位置
4．．．複合纖維之重心位置
5．．．複合纖維之半徑
10．．．複合纖維

Claims (16)

  1. 一種捲縮性複合纖維，係含有第一成分與第二成分之複合纖維；其特徵在於，該第一成分含有聚丁烯-1及可另外掺合之聚合物，該可另外掺合之聚合物為與聚丁烯-1不同的烯烴系聚合物、或具有極性基的烯烴之共聚合聚合物，該第二成分為具有較聚丁烯-1之熔融峰溫度高20℃以上的熔融峰溫度之聚合物，或熔融開始溫度為120℃以上之聚合物，自纖維截面觀看時，該第一成分佔該複合纖維表面之至少20%，該第二成分之重心位置係偏離該複合纖維之重心位置，該複合纖維為呈現立體捲縮之外顯捲縮，或藉由加熱而呈現立體捲縮之潛在捲縮。
  2. 如申請專利範圍第1項之捲縮性複合纖維，其中，該立體捲縮為選自波形狀捲縮及螺旋狀捲縮中之至少一種者。
  3. 如申請專利範圍第1項之捲縮性複合纖維，其中，該第二成分為聚酯。
  4. 如申請專利範圍第3項之捲縮性複合纖維，其中，該聚酯為聚對苯二甲酸丙二酯。
  5. 如申請專利範圍第1項之捲縮性複合纖維，其中，於該第一成分中該聚丁烯-1之含有量為60質量%以上、95質量%以下，且該可另外掺合之聚合物為5質量%以上、40質 量%以下。
  6. 如申請專利範圍第1項之捲縮性複合纖維，其中，該聚丁烯-1依據JIS-K-7121所測定之由DSC所求出之熔融峰溫度為115~130℃，依據JIS-K-7210測定之熔融流動率(MFR；測定溫度190℃，負荷21.18N(2.16kgf))為1~30g/10分鐘之範圍。
  7. 如申請專利範圍第1項之捲縮性複合纖維，其中，該第一成分所含之與聚丁烯-1不同的烯烴系聚合物係選自聚丙烯及聚丙烯共聚物之至少一種。
  8. 如申請專利範圍第7項之捲縮性複合纖維，其中，該複合纖維為外顯捲縮性複合纖維，該第一成分係聚丁烯-1含有量為60質量%以上、95質量%以下，該聚丙烯含有量為5質量%以上、40質量%以下之範圍。
  9. 如申請專利範圍第8項之捲縮性複合纖維，其中，該聚丙烯之重量平均分子量(Mw)與數量平均分子量(Mn)之比值(Q值)為6以下，其依據JIS-K-7210之熔融流動率(MFR；測定溫度230℃，負荷21.18N(2.16kgf))為5~30g/10分鐘之範圍。
  10. 如申請專利範圍第1項之捲縮性複合纖維，其中，該複合纖維為外顯捲縮，捲縮數為5個/25mm~25個/25mm。
  11. 如申請專利範圍第1項之捲縮性複合纖維，其中，該複合纖維為潛在捲縮，於120℃依據JIS-L-1015測定之乾熱收縮率如下：(1)於初負荷0.018mN/dtex(2mg/de)之測定為50%以上， (2)於初負荷0.45mN/dtex(50mg/de)之測定為5%以上。
  12. 如申請專利範圍第11項之捲縮性複合纖維，其中，該第一成分含有聚丁烯-1與丙烯共聚物，聚丁烯-1之含有量為60質量%以上、95質量%以下，丙烯共聚物之含有量為5質量%以上、40質量%以下之範圍。
  13. 如申請專利範圍第12項之捲縮性複合纖維，其中，該丙烯共聚物為選自乙烯-丙烯共聚物及乙烯-丁烯-1-丙烯三元共聚物中之至少1種。
  14. 如申請專利範圍第13項之捲縮性複合纖維，其中，該丙烯共聚物，為重量平均分子量(Mw)與數量平均分子量(Mn)之比值(Q值)為3以上之乙烯-丙烯共聚物。
  15. 一種纖維集合體，其係含有申請專利範圍第1至14項中任一項之捲縮性複合纖維至少30質量%。
  16. 如申請專利範圍第15項之纖維集合體，其中，該捲縮性複合纖維中之至少聚丁烯-1為熔融，而構成之纖維彼此處於熱融合狀態。
TW96111760A 2006-10-03 2007-04-03 A crimped composite fiber and a fiber aggregate using the same TWI402387B (zh)

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