(57)【要約】【課題】ポリエチレンテレフタレートにイソフタル酸を共重合させた原料を用いることなしに、同原料を用いた場合よりも成型性を向上可能な、ポリエステル系長繊維不織布を得る。【解決手段】ポリエステル系長繊維不織布であって、芯部にポリエステル系重合体Ａが配されるとともに、鞘部にポリエステル系重合体Ｂが配された芯鞘型複合繊維を構成繊維とする。鞘部のポリエステル系重合体Ｂは、ポリメタクリル酸メチルを１．０〜２０質量％含有する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯部にポリエステル系重合体Ａが配されるとともに、鞘部にポリエステル系重合体Ｂが配された芯鞘型複合繊維を構成繊維とし、鞘部のポリエステル系重合体Ｂにポリメタクリル酸メチルを１．０〜２０質量％含有することを特徴とするポリエステル系長繊維不織布。
【請求項２】
ポリエステル系重合体Ａの融点が２４０〜２７０℃であることを特徴とする請求項１記載のポリエステル系長繊維不織布。
【請求項３】
芯部と鞘部との質量比率が、（芯部）／（鞘部）＝９０／１０〜５０／５０であることを特徴とする請求項１または２記載のポリエステル系長繊維不織布。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載のポリエステル系長繊維不織布を製造するに際し、前記長繊維不織布のための構成繊維を得るときの紡糸速度を３０００〜４５００ｍ／ｍｉｎとすることを特徴とするポリエステル系長繊維不織布の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はポリエステル系長繊維不織布に関し、特に成型の用途に適したポリエステル系長繊維不織布に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリエステル系長繊維不織布は、強度が高く、また耐久性に優れるため、各種の分野に用いられている。その中でも、他の素材との複合、あるいは不織布単独で、所定の形状に成型された成型物は、連続繊維不織布の特性を活かしたものとなる。
【０００３】
このような成型用途に適したポリエステル系長繊維不織布として、特許文献１に例示されたものがある。この特許文献１では、不織布の構成ポリマーであるポリエステルとして、芳香族ポリエステルと低融点の共重合ポリエステルとを併用することが提案されている。すなわち、成型に用いる長繊維不織布を構成する連続繊維は、芳香族ポリエステルと芳香族共重合ポリエステルとを組み合せたものである。具体的な組合せ方としては、２つのポリエステルを複合紡糸して芯鞘複合繊維やサイドバイサイド繊維とする方法、２つのポリエステルをブレンド紡糸してブレンド繊維とする方法、低融点熱接着繊維と高融点繊維とを混繊する方法を挙げている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−６２０８４号公報  特許請求の範囲、段落番号００１５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルに第三成分を共重合させた共重合ポリエステルは、融点が低いため、高温下での寸法安定性に劣る。このため、高温での熱成型性に劣り、また耐熱性も高くないなどの問題点がある。
【０００６】
そこで本発明は、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルに第三成分を共重合させた共重合ポリエステルを用いることなしに、共重合ポリエステルを用いた場合よりも成型性を向上可能な、ポリエステル系長繊維不織布を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するため、本発明のポリエステル系長繊維不織布は、芯部にポリエステル系重合体Ａが配されるとともに、鞘部にポリエステル系重合体Ｂが配された芯鞘型複合繊維を構成繊維とし、鞘部のポリエステル系重合体Ｂにポリメタクリル酸メチルを１．０〜２０質量％含有することを特徴とする。
【０００８】
本発明のポリエステル系長繊維不織布によれば、ポリエステル系重合体Ａの融点が２４０〜２７０℃であることが好適であり、また芯部と鞘部との質量比率が、（芯部）／（鞘部）＝９０／１０〜５０／５０であることが好適である。
【０００９】
本発明のポリエステル系長繊維不織布の製造方法は、上記のポリエステル系長繊維不織布のための構成繊維を得るときの紡糸速度を３０００〜４５００ｍ／ｍｉｎとすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、鞘部のポリエステル系重合体Ｂに、ポリメタクリル酸メチルを１．０〜２０質量％含有させることで、理由は定かではないが、引っ張りに対して伸張しやすく破壊や破断が生じにくい、優れた成型用不織布を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明のポリエステル系長繊維不織布の構成繊維において、芯部のポリエステル系重合体Ａと鞘部のポリエステル系重合体Ｂとは、同じものを用いることができる。そのようなポリエステル系重合体として、芳香族ポリエステルや脂肪族ポリエステル等の従来公知のポリエステルを採用しうる。特に、ポリエチレンテレフタレートを好適に用いることができる。
【００１２】
鞘部のポリエステル系重合体Ｂは、ポリメタクリル酸メチルを１．０〜２０質量％含有することが必要である。
【００１３】
このように鞘部のポリエステル系重合体Ｂにポリメタクリル酸メチルを１．０〜２０質量％含有させることで、引っ張りに対して伸張しやすく破壊や破断が生じにくい、優れた成型用不織布を得ることができる。
【００１４】
その理由は定かではないが、次のように考えることができる。すなわち、ポリエステル系重合体を用いた溶融紡糸後に高速で引き取る際に、芯部および鞘部に配されたポリエステル系重合体は分子配向して結晶化するが、このとき、鞘部は、ポリメタクリル酸メチルを１．０〜２０質量％含有していることで、芯部よりも結晶化しにくくなるのではないかと考えられる。このように芯部と鞘部とで結晶しやすさに差を設け、そのような重合体を複合して、溶融紡糸後に高速で引き取った際に、芯部は配向結晶化が促進され、これに対し鞘部は配向結晶化が抑制される。すると、結晶化が抑制された鞘部は、不織布化のための熱接着成分として良好に機能する。すなわち、結晶化が抑制された鞘部は、融点よりも低い温度で良好に軟化するので、熱接着性に優れることになる。また、融点よりも低い温度で熱接着できることから、引っ張りに対して伸張しやすく、かつ破壊や破断が生じにくく、このため成型時の追従性が良好となるのではないかと思われる。
【００１５】
芯部のポリエステル系重合体Ａは、その融点が２４０〜２７０℃であることで、熱成型のための耐熱性に寄与することができる。
【００１６】
本発明のポリエステル系長繊維不織布によれば、鞘部が不織布化のための熱接着成分として機能するとともに、芯部は不織布のための繊維構成成分として機能する。両方の機能をいずれも良好に発揮させるために、芯部と鞘部とは、その質量比率が、（芯部）／（鞘部）＝９０／１０〜５０／５０であることが好適である。
【００１７】
不織布の構成繊維の単繊維繊度は、不織布の用途に応じて適宜選択すればよく、特に限定しないが、一般に０．５〜１２デシテックス程度がよい。
【００１８】
不織布の目付は、用途に応じて適宜選択すればよいが、一般に、１０〜２００ｇ／ｍ２程度がよい。目付が１０ｇ／ｍ２未満であると、地合および機械的強力に劣る場合があり、実用的ではない。一方、目付が２００ｇ／ｍ２を超えると、コスト面で不利である場合がある。熱成型性を考慮すると、１０〜８０ｇ／ｍ２がよい。
【００１９】
次に、本発明の不織布の好ましい製造方法について説明する。
【００２０】
本発明の不織布は、スパンボンド法によって効率よく製造することができる。まず、上述した芯部のためのポリエステル系重合体Ａと、鞘部のための、ポリメタクリル酸メチルを１．０〜２０質量％含有したポリエステル系重合体Ｂとを準備する。そして、両者を個別に溶融計量し、芯鞘型複合紡糸口金を用いて、ポリエステル系重合体Ａは芯部を構成するノズル孔に、所定の非晶性飽和共重合ポリエステルを所定量含有したポリエステル系重合体Ｂは鞘部を構成するノズル孔に、それぞれ供給し溶融紡糸する。紡糸口金より紡出した紡出糸条は、従来公知の横吹き付けや環状吹き付け等の冷却装置を用いて冷却した後、吸引装置を用いて牽引細化して引き取る。
【００２１】
牽引細化の際の牽引速度は、３０００〜４５００ｍ／分に設定する。牽引速度が３０００ｍ／分未満であると、糸条においては、十分に分子配向が促進されず、得られる不織布の寸法安定性が劣る傾向となる。一方、牽引速度が４５００ｍ／分を超えると、糸条へ大きな応力がかかり、鞘部のポリマーにおいても結晶化が進むことが原因するなどにより、本発明が目的とする不織布を得にくい。
【００２２】
牽引細化した芯鞘型複合繊維は、公知の開繊器具にて開繊した後、スクリーンコンベアなどの移動式捕集面上に開繊堆積して、不織ウェブを形成する。その後、この不織ウェブに、熱エンボス装置などの熱圧着装置を用いて部分的に熱圧着することにより、構成繊維同士を一体化して本発明の不織布を得る。
【００２３】
部分的に加熱加圧する際の熱処理温度（熱エンボス装置のロール設定温度）は、芯部のためのポリエステル系重合体Ａの融点よりも１２０〜６０℃低い温度に設定するとよい。本発明における芯鞘型複合繊維は、上記したように、芯部と鞘部とに同じポリエステル重合体Ａ、Ｂを配することができるが、鞘部のポリエステル系重合体Ｂにポリメタクリル酸メチルを１．０〜２０質量％含有させることにより、芯部と鞘部とにおいて結晶化の状態が異なっていると考えられる。すなわち、非晶性飽和共重合ポリエステルの有無により、結晶配向化のしやすさに差があり、そのようなポリマーを複合して溶融紡糸後に高速で引き取ると、芯部は配向結晶化が促進するが、鞘部は配向結晶化が抑制されると考えられる。このため、融点よりも１２０〜６０℃も低い温度で鞘部は良好に軟化し繊維同士を接着することから、実用的な強度を有する不織布が得られる。熱処理温度を、融点よりも１２０℃低い温度よりさらに低い温度に設定すると、鞘部が軟化しにくくなり接着強力が劣る傾向となる。一方、融点よりも６０℃低い温度より高い温度に設定すると、熱圧着部が溶融固化して樹脂化しやすくなり、成型にあたっての所望の追従性が得られにくくなる。
【実施例】
【００２４】
以下の実施例、比較例における各種物性は、次のようにして評価した。
【００２５】
ポリエステル樹脂の融点（℃）：
【００２６】
示差走査型熱量計（パーキンエルマ社製、ＤＳＣ−２型）を用い、試料質量５ｍｇ、昇温速度１０℃／分で測定し、得られた融解吸熱曲線の最大値を与える温度を融点（℃）とした。
【００２７】
ポリエステル樹脂の固有粘度（ｄＬ／ｇ)：
フェノールと四塩化エタンとの等質量混合物を溶媒として、温度２０℃の条件下で、常法に基づき測定した。
【００２８】
ビカット軟化点（℃）：
ＪＩＳ  Ｋ  ７２０６  Ｂ５０法に準じて、測定した。
【００２９】
メルトフローレート（ｇ／１０ｍｉｎ）：
ＪＩＳ  Ｋ  ７２１０に基づき、２３０℃、３７．３Ｎで測定した。
【００３０】
目付（ｇ／ｍ２）：
得られた不織布から、１０ｃｍ×１０ｃｍの試料片を裁断し、これを１０点作製した。標準状態（２０℃、６５％ＲＨ）において各試料片を秤量し、この秤量の平均値を算出した。この平均値を単位面積当たりの質量に換算し、不織布の目付け（ｇ／ｍ２）とした。
【００３１】
繊度（ｄｔｅｘ）：
堆積されたウェブの状態から、構成繊維をランダムに５０本抜き出し、これらの繊維径を顕微鏡にて測定した。この測定値を密度補正して、各々の繊維の繊度を算出し、さらに平均値を求め、繊度とした。
【００３２】
５％強力（Ｎ／５ｃｍ）：
下記載の引張強力と同条件で測定した際の、５％伸長時の応力を５％強力とした。
【００３３】
引張強力（Ｎ／５ｃｍ）：
試料長２０ｃｍ、試料幅５ｃｍの試料片を１０点作製し、各試料片について、定速伸張型引張試験機（オリエンテック社製、「テンシロンＵＴＭ−４−１−１００」）を用い、つかみ間隔１０ｃｍ、引張速度２０ｃｍ／分で伸張した際の、切断時の破断荷重（Ｎ／５ｃｍ）を測定した。そして、破断荷重の平均値を引張強力とした。測定は、機械方向（ＭＤ）および機械方向と直交する方向（ＣＤ）において測定した。
【００３４】
破断伸度（％）：
上記載の引張強力における評価前の試料片長さをＬ０とし、切断時の試料片長さをＬとして、下記式によって算出した。
（破断伸度）（％）＝｛（Ｌ−Ｌ０）／Ｌ０｝×１００
【００３５】
引裂強力（Ｎ）：
ＪＩＳ  Ｌ  １９１３ペンジュラム法に基づき測定した。なお、測定の方向は、引裂強力が低くなる機械方向（ＭＤ）のみとした。
【００３６】
毛羽（級）：
ＪＩＳ  Ｌ  １９１３摩耗強さ  テーバ形法に基づき測定した。
【００３７】
２００℃×５ｍｉｎ乾熱収縮率（％）：
１５ｃｍ×１５ｃｍの試料片を５点準備した。各々の試料片を、温度１８０℃で５分間放置し、収縮率を下式により算出した。算出された値の平均値を、乾熱収縮率とした。
（乾熱収縮率）（％）＝［（１５−Ｌｘ）／１５］×１００
なお、上記式において、Ｌｘは、５分間放置した後の試料の長さを示す。
【００３８】
実施例１
ポリエステル系重合体として、融点２５８℃、固有粘度０．７０ｄＬ／ｇのポリエチレンテレフタレートを使用した。このポリエステル系重合体を鞘／芯＝３０／７０（質量比）となるように個別に計量した後、個別のエクトル−ダー型押出機を用いて溶融し、芯鞘形複合断面となるように溶融紡糸した。その際、鞘部に、ビカット軟化点１０７℃、メルトフローレート２．０ｇ／１０ｍｉｎのポリメタクリル酸メチルを２．５質量％の割合で配合させた。
【００３９】
紡出糸条を公知の冷却装置にて冷却した後、引き続いて紡糸口金の下方に設けたエアーサッカーにて牽引速度４０００ｍ／分で牽引細化し、公知の開繊器具を用いて開繊した。さらに、移動するスクリーンコンベア上にウェブとして捕集堆積させた。なお、堆積させた複合長繊維の単糸繊度は３．０デシテックス（ｄｔｅｘ）であった。
【００４０】
次いで、このウェブを、エンボスロールと表面平滑な金属ロールとからなる熱エンボス装置に通して熱処理を施し、目付が３０ｇ／ｍ２であるポリエステル系長繊維不織布を得た。熱エンボス条件としては、両ロールの表面温度を１５０℃とした。エンボスロールとして、個々の面積が０．６ｍｍ２の六角形の彫刻模様で、圧接点密度が２０点／ｃｍ２、圧接面積率が１５％のものを用いた。
【００４１】
得られたポリエステル系長繊維不織布の物性を表１に示す。
【００４２】
【表１】
2020050971.tif 000002
【００４３】
実施例２、３
実施例１と同様の条件で、目付が４０ｇ／ｍ２（実施例２）、５０ｇ／ｍ２（実施例３）のポリエステル系長繊維不織布を得た。
【００４４】
得られたポリエステル系長繊維不織布の物性を表１に示す。
【００４５】
比較例１
実施例１と同様のポリエステル系重合体を用いて、シングルで丸断面となるように溶融紡糸した。
【００４６】
紡出糸条を公知の冷却装置にて冷却した後、引き続いて紡糸口金の下方に設けたエアーサッカーにて牽引速度５０００ｍ／分で牽引細化し、公知の開繊器具を用いて開繊した。さらに、移動するスクリーンコンベア上にウェブとして捕集堆積させた。堆積させた繊維の単糸繊度は２．４デシテックスであった。
【００４７】
次いで、このウェブを、エンボスロールと表面平滑な金属ロールとからなる熱エンボス装置に通して熱処理を施し、目付が３０ｇ／ｍ２であるポリエステル系長繊維不織布を得た。熱エンボス条件としては、両ロールの表面温度を２３０℃とした。エンボスロールとして、個々の面積が０．６ｍｍ２の六角形の彫刻模様で、圧接点密度が２０点／ｃｍ２、圧接面積率が１５％のものを用いた。
【００４８】
得られたポリエステル系長繊維不織布の物性を表１に示す。
【００４９】
比較例２、３
比較例１と同様の条件で、目付が４０ｇ／ｍ２（比較例２）、５０ｇ／ｍ２（比較例３）のポリエステル系長繊維不織布を得た。
【００５０】
得られたポリエステル系長繊維不織布の物性を表１に示す。
【００５１】
比較例４
実施例1と同様のポリエステル系重合体を用いて、シングルで丸断面となるように溶融紡糸した。
【００５２】
紡出糸条を公知の冷却装置にて冷却した後、引き続いて紡糸口金の下方に設けたエアーサッカーにて牽引速度４０００ｍ／分で牽引細化し、公知の開繊器具を用いて開繊した。さらに、移動するスクリーンコンベア上にウェブとして捕集堆積させた。堆積させた繊維の単糸繊度は３．０デシテックスであった。
【００５３】
次いで、このウェブを、エンボスロールと表面平滑な金属ロールとからなる熱エンボス装置に通して熱処理を施し、目付が３０ｇ／ｍ２であるポリエステル系長繊維不織布を得た。熱エンボス条件としては、両ロールの表面温度を２１０℃とした。エンボスロールとして、個々の面積が０．６ｍｍ２の六角形の彫刻模様で、圧接点密度が２０点／ｃｍ２、圧接面積率が１５％のものを用いた。
【００５４】
得られたポリエステル系長繊維不織布の物性を表１に示す。
【００５５】
比較例５、６
比較例４と同様の条件で、目付が４０ｇ／ｍ２（比較例５）、５０ｇ／ｍ２（比較例６）のポリエステル系長繊維不織布を得た。
【００５６】
得られたポリエステル系長繊維不織布の物性を表１に示す。
【００５７】
比較例７
【００５８】
第１のポリエステル系重合体として、融点２５８℃、固有粘度０．７０ｄＬ／ｇのポリエチレンテレフタレートを準備した。第２のポリエステル系重合体として、次のものを準備した。すなわち、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸（ＴＰＡ）９２ｍｏｌ％及びイソフタル酸（ＩＰＡ）８ｍｏｌ％を用い、ジオール成分としてエチレングリコール（ＥＧ）１００ｍｏｌ％を用いて共重合し、低融点ポリエステル（固有粘度０．７９ｄＬ／ｇ、融点２３０℃）を得た。それぞれのポリエステル系重合体を個別計量し（第１のポリエステル系重合体と第２のポリエステル系重合体との質量比＝２：１）、個別のエクトル−ダー型押出機を用いて溶融し、丸断面の混繊となるように溶融紡糸した。
【００５９】
紡出糸条を公知の冷却装置にて冷却した後、引き続いて紡糸口金の下方に設けたエアーサッカーにて牽引速度５０００ｍ／分で牽引細化し、公知の開繊器具を用いて開繊した。さらに、移動するスクリーンコンベア上にウェブとして捕集堆積させた。堆積させた混繊長繊維の単糸繊度は、ポリエステル系重合体のものが３．４デシテックス、イソフタル酸を共重合したものが２．４デシテックスであった。
【００６０】
次いで、このウェブを、エンボスロールと表面平滑な金属ロールとからなる熱エンボス装置に通して熱処理を施し、目付が３０ｇ／ｍ２であるポリエステル系長繊維不織布を得た。熱エンボス条件としては、両ロールの表面温度を２１０℃とした。エンボスロールとして、個々の面積が０．６ｍｍ２の六角形の彫刻模様で、圧接点密度が２０点／ｃｍ２、圧接面積率が１５％のものを用いた。
【００６１】
得られたポリエステル系長繊維不織布の物性を表１に示す。
【００６２】
比較例８、９
比較例７と同様の条件で、目付が４０ｇ／ｍ２（比較例８）、５０ｇ／ｍ２（比較例９）のポリエステル系長繊維不織布を得た。
【００６３】
得られたポリエステル系長繊維不織布の物性を表１に示す。
【００６４】
実施例１〜３のポリエステル系長繊維不織布は、同じ目付の比較例１〜９とそれぞれ比べて、破断伸度が飛躍的に大きく非常に伸びやすいものであり、また、５％強力が小さく、小さい力で伸びやすいものであることを示し、立体成型等において、型枠に良好に追髄しうるものであった。また、実用的な強力を有し、毛羽の発生も少ないため耐摩耗性も良好であり、耐熱性も良好であるため、良好な熱成形性を有するものであった。
【００６５】
これに対し、比較例１〜３は、長繊維不織布の構成繊維がシングルで丸断面であり、実施例１〜３のような芯部に非晶性飽和共重合ポリエステルを含有した芯鞘の断面構造ではなかったため、５％強力は大きい値を示し、伸度の低いものであった。
【００６６】
比較例１〜３と比べて紡糸速度を変化させた比較例４〜６も、同様の傾向を示した。
【００６７】
比較例７〜９は、長繊維不織布の構成繊維を、ポリエチレンテレフタレート繊維と低融点の共重合ポリエステル繊維との２種の繊維により構成されるものとしただけであって、実施例１〜３のような芯部に非晶性飽和共重合ポリエステルを含有した芯鞘の断面構造ではなかったため、５％強力は大きい値を示し、伸度の低いものであった。