(57)【要約】【課題】嵩高性と耐熱性の両者を兼ね備える不織布を得ることができるバインダー繊維であって、より嵩高性を向上させることができるバインダー繊維を提供することを課題とする。【解決手段】主たる繰り返し単位がアルキレンテレフタレートである高融点ポリエステルと、テレフタル酸成分、エチレングリコール成分、ブタンジオール成分を構成成分とする低融点ポリエステルとが、サイドバイサイド型に貼り合わされてなる複合繊維であり、複合繊維は、繊維軸方向に連続する中空部を有しており、該中空部は、複合繊維の断面における高融点ポリエステルにて形成される部分にのみ存在していることを特徴とするポリエステル系中空複合バインダー繊維。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主たる繰り返し単位がアルキレンテレフタレートである高融点ポリエステルと、
テレフタル酸成分、エチレングリコール成分、ブタンジオール成分を構成成分とする低融点ポリエステルとが、サイドバイサイド型に貼り合わされてなる複合繊維であり、
複合繊維は、繊維軸方向に連続する中空部を有しており、該中空部は、複合繊維の断面における高融点ポリエステルにて形成される部分にのみ存在していることを特徴とするポリエステル系中空複合バインダー繊維。
【請求項２】
低融点ポリエステルの融点が、１３０〜２１０℃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中空複合バインダー繊維。
【請求項３】
複合繊維の繊維横断面において中空部の占める割合が１０〜３０％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中空複合バインダー繊維。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維同士を熱接着するバインダー繊維に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
合成繊維のなかでも特にポリエステル繊維は、優れた寸法安定性、耐候性、機械的特性、耐久性、さらにはリサイクル性等の点から、衣料用途・産業資材用途として不可欠のものとなっており、不織布分野においても多く使用されている。また、最近、ポリエステルからなる不織布分野において、嵩高性と耐熱性を兼ね備えたものが望まれている。
【０００３】
不織布は、１種の繊維のみからなる不織布もあるが、主体となる繊維とこの主体繊維同士を熱接着するバインダー繊維とが混合されてなる不織布は強度も高く好適に用いられている。しかしながら、バインダー繊維を含む不織布は、耐熱性が求められる場合には、バインダー繊維におけるバインダー成分もまた、一定の耐熱性が必要となる。
【０００４】
本件出願人は、嵩高性と耐熱性とを兼ね備えた不織布を得ることができるバインダー繊維として、特許文献１を提案している。特許文献１に記載のバインダー繊維は、高融点ポリエステルであるポリエチレンテレフタレートと、低融点ポリエステル（バインダー成分）であるテレフタル酸、脂肪族ラクトン成分またはアジピン酸、エチレングリコール成分、１，４−ブタンジオール成分の４成分を共重合した共重合ポリエステルとから構成されており、この２種のポリエステルがサイドバイサイド型に貼り合わせられ、かつ断面形状の中心部に中空部を設けたものである。このバインダー繊維は、バインダー成分が熱接着処理により溶融流動し、高融点ポリエステルからなるＣ型断面形状の繊維となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４０７６３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、嵩高性と耐熱性の両者を兼ね備える不織布を得ることができるバインダー繊維であって、より嵩高性を向上させることができるバインダー繊維を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記の課題を解決するために検討した結果、本発明に到達した。
【０００８】
すなわち、本発明は、主たる繰り返し単位がアルキレンテレフタレートである高融点ポリエステルと、テレフタル酸成分、エチレングリコール成分、ブタンジオール成分を構成成分とする低融点ポリエステルとが、サイドバイサイド型に貼り合わされてなる複合繊維であり、複合繊維は、繊維軸方向に連続する中空部を有しており、該中空部は、複合繊維の断面における高融点ポリエステルにて形成される部分にのみ存在していることを特徴とするポリエステル系中空複合バインダー繊維を要旨とするものである。
【０００９】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１０】
本発明のバインダー繊維は、高融点ポリエステルと低融点ポリエステルとにより構成され、前記２種のポリエスエルがサイドバイサイド型に貼り合わされてなる複合繊維である。２種の重合体として、いずれもポリエステル系のものを選択する理由は、両者の相溶性を向上させて剥離しにくくするためである。すなわち、本発明においては、バインダー繊維の複合形態としてサイドバイサイド型を選択していることから、境界面で重合体同士が剥離しやすい傾向にあり、剥離によって、製糸工程や加工工程で操業性が悪化することがないようにするためである。
【００１１】
高融点ポリエステルは、熱接着のための熱処理によっても溶融せずに、繊維形態を維持するものであるため、主たる繰り返し単位がアルキレンテレフタレートとしては、エチレンテレフタレートやブチレンテレフタレートが挙げられるが、紡糸操業性、物性、コスト等を総合的に考慮すると、ポリエチレンテレフタレートが好ましく使用できる。なお、ホモポリマーであるポリエチレンテレフタレートを用いることが好ましいが、本発明の目的が達成される範囲であれば、エチレンテレフタレートやブチレンテレフタレートなどのアルキレンテレフタレートを主たる繰り返し単位として、さらにブタンジオール、ヘキサンジオール、エチレングリコールなどのジオール成分、ビスフェノールＡのエチレンオキシド付加体などの芳香族ジオール成分、アジピン酸やセバシン酸などの脂肪族ジカルボン酸成分、イソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸成分等を共重合したものでもよく、また、安定剤、蛍光剤、顔料、抗菌剤、強化剤等の添加剤が添加されたものを用いてもよい。
【００１２】
低融点ポリエステルは、熱処理により溶融して繊維同士を接着するバインダーとして機能するものであり、高融点ポリエステルよりも低い融点を有する。融点差は、熱接着のための熱処理における高融点ポリエステルへの熱の影響を考慮して、４０℃以上であることが好ましい。また、低融点ポリエステルの融点は、１３０〜２１０℃の範囲であることが好ましい。１３０℃未満であると、高温雰囲気下で使用した場合に軟化して、繊維同士を強固に熱接着により結合する役割を十分に担えないことがあり、耐熱性に劣る傾向となる。一方、２１０℃を超えると、熱接着処理のためにバインダー成分である低融点ポリエステルを溶融させる熱処理工程において、高温に設定する必要があり、経済的に不利であるとともに、高融点ポリエステルとの融点差を十分に設けられない傾向となるため、熱処理加工性にも劣る傾向となる。
【００１３】
低融点ポリエステルとしては、テレフタル酸成分、エチレングリコール成分、ブタンジオール成分を構成成分とする共重合ポリエステルを用いる。また、本発明の効果を損なわない範囲で、イソフタル酸、フタル酸、ヘキサンジオール、セバシン酸、アジピン酸、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールなどの共重合成分を少量含有させてもよい。  本発明の複合繊維は、繊維軸方向に連続する中空部を有し、該中空部は、複合繊維の断面における高融点ポリエステルにて形成される部分にのみ存在している。図１は、本発明の中空複合バインダー繊維の横断面形状の一例を示す概略断面模式図である。図１の中空複合バインダー繊維（１）において、高融点ポリエステル（２）と低融点ポリエステル（３）とがサイドバイサイド型に貼り合わされてなり、中空部（４）が高融点ポリエステルの部分にのみ存在している。このように、複合繊維の断面における高融点ポリエステルの部分にのみ中空部を存在させることにより、熱接着処理によって低融点ポリエステルのみが溶融流動した場合であっても、残存する繊維（低融点ポリエステルの溶融流動により、略高融点ポリエステルのみからなる繊維になったもの）には、中空部がそのまま残存し、中空率が大きな高融点ポリエステルからなる繊維となる。そして、この残存した中空部を有する繊維は、嵩高性に寄与することになって、より嵩高性が向上した繊維製品を得ることができる。
【００１４】
高融点ポリエスエルと低融点ポリエステルとの複合比は、体積比で、４０／６０〜６０／４０であることが好ましく、より好ましくは４５／５５〜５５／４５である。高融点ポリエステルの割合が６０％を超えると、バインダー成分である低融点ポリエスエルの割合が減るため、本来の熱接着機能が低下する傾向にある。一方、高融点ポリエステルの割合が４０％未満となると、熱処理後に残存する高融点ポリエステルのみからなる繊維の単糸繊度が相対的に小さくなり、中空部を有しているとしても、嵩高性を向上させる効果が良好に発揮しにくくなる。  
【００１５】
本発明の複合繊維において、複合繊維の繊維横断面における中空部の占める割合、すなわち、繊維軸方向に対して垂直方向の繊維断面の面積（ここでは、中空部を含めた繊維横断面における面積）に占める中空部の割合（中空率）は、１０〜３０％であることが好ましい。中空率が１０％未満では、嵩高性を向上させる効果が発揮しにくく、一方、中空率が３０％を超えると、溶融紡糸時に中空割れが発生しやすく紡糸操業性が悪化し、また得られる繊維の品位が劣る傾向となる。
【００１６】
本発明の複合繊維は、特定の繊維長を有さない連続繊維であっても、特定の繊維長を有する短繊維であってもよい。短繊維の場合は、用途に応じて繊維長を設定すればよいが、３〜１５０ｍｍ程度がよい。
【００１７】
次に、本発明のポリエステル系中空複合バインダー繊維の製造方法について説明する。
【００１８】
まず、高融点ポリエステルと低融点ポリエステルとを用い、通常用いられるサイドバイサイド型複合中空紡糸装置により溶融紡糸し、サイドバイサイド型の中空複合未延伸糸を得る。次いで、未延伸糸を集束した後、常法により延伸し、必要に応じて押し込み式クリンパーにより機械捲縮を付与し、仕上げ油剤を付与することにより得られる。また、用途に応じて適宜の長さに繊維をカットすればよい。
【００１９】
本発明の中空複合バインダー繊維を得るにあたり、通常用いられるサイドバイサイド型複合中空紡糸口金、すなわち、半円弧状のスリット２個を対向させた円形スリット状のオリフィスを用いることによって、中空部は、複合繊維の中心部に存在させることなく、高融点ポリエステルの部分にのみ形成してなる本発明のバインダー繊維を得ることができる。すなわち、図１に示すごとき、高融点ポリエステルと低融点ポリエステルとがサイドバイサイド型に貼り合わされてなり、中空部が高融点ポリエステルの部分にのみ存在させることができる。すなわち、本発明のバインダー繊維を得るために、高融点ポリエステルの部分にのみ中空部を形成させるようなサイドバイサイド型複合中空紡糸口金を新たに準備することなく、一方の重合体にのみ中空部を形成させることができる。通常のサイドバイサイド型複合中空紡糸口金を用いて、一方の重合体にのみ中空部を形成させるためには、溶融紡糸の際に、その溶融紡糸温度下において、中空部を形成させる重合体、すなわち、高融点ポリエステルの粘度が、中空部を形成させない重合体、すなわち、低融点ポリエステルの粘度よりも、高粘度となるような材料を選択することにより達成することができる。溶融紡糸温度下において、高融点ポリエステルの粘度が低融点ポリエステルの粘度と同等もしくは低粘度となると、図２に示すごとき、複合繊維の中心部に中空部が存在することとなってしまい、本発明のサイドバイサイド型中空複合バインダー繊維を得ることができなくなる。この場合は、一方の重合体にのみ中空部が存在するような繊維が得られるための紡糸口金を別途設計する必要がある。              
【００２０】
本発明のポリエステル系中空複合バインダー繊維は、このバインダー繊維単独で繊維製品としてもよいが、他の主体繊維を適宜混合することにより繊維製品とするとよい。主体繊維と混合する場合は、本発明の中空複合バインダー繊維の割合が１０〜５０質量％とすることが好ましく、より好ましくは２５〜５０質量％である。主体繊維は、ポリエステル繊維を選択することにより、バインダー成分である低融点バインダーとの相溶性が向上するため、熱接着特性をより良好に発揮できるため好ましい。また、主体繊維にも、中空部を有する中空繊維を用いることにより、得られる繊維製品において、より嵩高性が向上するため好ましい。
【００２１】
バインダー繊維単独あるいはバインダー繊維と主体繊維とが混合してなる繊維製品には、熱を付与して、バインダー成分である低融点ポリエステルを溶融させて、繊維同士を接着させる。繊維製品としては、不織布、マルチフィラメント糸、紡績糸、織物、編物、組紐等が挙げられる。低融点ポリエステルを溶融させるための温度設定としては、低融点ポリエステルの融点以上の温度を付与すればよいが、設定温度の上限は、高融点成分の融点未満とする。
【００２２】
本発明のポリエステル系中空複合バインダー繊維を用いて、不織布を製造する方法の一例を挙げる。まず、バインダー繊維のみからなるウェブを作成する。また、主体繊維を混合する場合は、所定量の主体繊維とバインダー繊維とを混合してウェブを作成する。このウェブを、バインダー繊維の低融点ポリエステルの融点以上であって、高融点ポリエステルの融点未満の温度に設定した熱処理装置で熱処理し、低融点成分を溶融させ、繊維同士を接着させて、不織布を得る。また、得られた不織布において、さらに耐熱性を向上させるために、上記熱接着処理により不織布を得た後、すなわち、一旦、室温まで冷却した後、低融点ポリエステルの結晶化温度（Ｔｃ）以上であって低融点ポリエステルの（Ｔｃ＋３０）℃以下の温度に設定した熱処理装置にて結晶化熱処理を行い、低融点ポリエステルの結晶化を促進させるよい。熱処理装置としては、熱風ドライヤー、回転ドラム乾燥機等が挙げられる。  
【発明の効果】
【００２３】
本発明のポリエステル系中空複合バインダー繊維によれば、耐熱性が良好であって、より嵩高性が向上した繊維製品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のポリエステル系中空複合バインダー繊維の横断面形状の一例を示す概略断面模式図である。
【図２】中空部が横断面の中心部に存在するサイドバイサイド型繊維の横断面形状の断面模式図である。
【実施例】
【００２５】
次に、実施例を用いて本発明を具体的に説明する。実施例中の各種の特性値等の測定、評価方法は次の通りである。
（１）融点（℃）
パーキエルマー社製示差操作型熱量計ＤＳＣ−７型を用い、昇温速度２０℃／分で測定した。
（２）極限粘度〔η〕
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、試料濃度０．５質量％、温度２０℃の条件下で常法に基づき測定した。
（３）単糸繊度
ＪＩＳ  Ｌ  １０１５記載の方法により測定した。
（４）中空率（％）
任意に選択した繊維３０本において、繊維軸方向に対して垂直方向に切断したときの繊維の横断面を電子顕微鏡写真に撮って、中空部の断面積を下記式にて求め、繊維３０本の平均値を算出し中空率とした。
中空率（％）＝（Ａ／Ｂ）×１００
Ａ：横断面における中空部の面積
Ｂ：繊維の横断面における中空部も含めた面積
（５）乾熱収縮率（％）
ＪＩＳ  Ｌ  １０１５  ７−１５−２に記載の方法により、１２０℃×５分熱処理した後の乾熱収縮率を求めた。
【００２６】
実施例１
高融点ポリエステルとして、極限粘度０．６８、融点２５６℃のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用意した。また、低融点ポリエステルとして、酸成分がテレフタル酸（ＴＰＡ）、ジオール成分としてエチレングリコール（ＥＧ）５０ｍｏｌ％、１，４−ブタンジオール（ＢＤ）５０ｍｏｌ％からなり、極限粘度０．７２８、融点１８０℃の共重合ポリエステルを用意した。
通常のサイドバイサイド型複合中空紡糸口金を用いて、紡糸温度２７５℃、吐出量２３４ｇ／分で紡糸し、１０００ｍ／分で引き取った。なお、高融点ポリエステルと低融点ポリエステルとの複合比は体積比で５０／５０とした。次いで、この未延伸糸を１１万デシテックスのトウに収束し、延伸倍率３倍、延伸温度７０℃で熱延伸を行い、押し込み式クリンパーで捲縮を付与した後、切断して、単糸繊度１１デシテックス、繊維長５１ｍｍであって、図１に示すごとく、高融点ポリエステルの部分にのみ中空部を有するサイドバイサイド型の中空複合バインダー繊維を得た。
【００２７】
実施例２、３
低融点ポリエステルとして、表１に示すごとく、共重合成分の共重合量を変更したものを用いたこと以外は、実施例１と同様にしてバインダー繊維を得た。
【００２８】
実施例４
低融点ポリエステルとして、酸成分として、テレフタル酸８５モル％、ε―カプロラクトン１５モル％としたこと以外は、実施例１と同様にしてバインダー繊維を得た。
【００２９】
比較例
低融点ポリエステルの酸成分として、イソフタル酸を３３モル％共重合し、グリコール成分として、エチレングリコールのみを用いた非晶性共重合ポリエステル（Ｔｇ７０℃、軟化点温度１３０℃）を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてバインダー繊維を得た。なお、比較例で得られたバインダー繊維の横断面は、図２に示すごとく、横断面の中心部に中空部を有するものであった。
【００３０】
得られた実施例１〜４、比較例のバインダー繊維を用いて、不織布を作成し、不織布の評価を行った。
＜不織布の作成＞
主体繊維として、ポリエチレンテレフタレート短繊維（６．６デシテックス×５１ｍｍ）を準備し、得られたバインダー繊維と混合率（質量比）を主体繊維：バインダー繊維＝７０：３０として混合した目付１００ｇ／ｍ２のカードウェブを得、バインダー繊維のバインダー成分（低融点ポリエステル）の融点よりも２０℃高い温度で１分間、連続熱処理機を用いて熱処理を行った。なお、比較例１のバインダー繊維を用いて、不織布を作成するにおいては、熱処理温度は１５０℃とした。
（１）室温下（雰囲気温度２０℃）での不織布強力
上記不織布の作成にて得られた不織布を幅５ｃｍ、長さ２０ｃｍの短冊状に切断し、試料を作成した。この試料を雰囲気温度２０℃で、オリエンテック社製ＵＴＭ−４型のテンシロンを用いて、つかみ間隔１０ｃｍ、引張速度１０ｃｍ／分の条件で伸張切断させて、最大強力を読み取った。
（２）高温雰囲気下（雰囲気温度１２０℃）での不織布強力
上記不織布の作成にて得られた不織布を幅５ｃｍ、長さ２０ｃｍの短冊状に切断し、試料を作成した。この試料を温度１２０℃の恒温槽で１分間放置後、１２０℃の雰囲気下で、オリエンテック社製ＵＴＭ−４型のテンシロンを用いて、つかみ間隔１０ｃｍ、引張速度１０ｃｍ／分の条件で伸張切断させて、最大強力を読み取った。
（３）強力保持率（耐熱性の評価）
高温雰囲気下での不織布強力の値を室温下での不織布強力の値で除した数値に１００を乗じて強力保持率を算出した。５０％以上のものを耐熱性合格とした。
強力保持率＝［（高温雰囲気下の不織布強力）／（室温下の不織布強力）］×１００
（４）不織布の厚み（嵩高性の評価）
２０ｃｍ×２０ｃｍの試料を準備し、３ｇ／ｃｍ２の荷重をかけたときの厚みを５箇所測定し、その平均値を厚みとした。目付１００ｇ／ｍ２の不織布において、厚み１３ｍｍ以上のものを嵩高性が良好であり合格とした。
（５）総合評価
耐熱性、嵩高性の評価がともに合格であるものを「○」、少なくともいすれかの値が不合格であったものを「×」とした。
【００３１】
繊維および不織布の評価結果を表１および表２に示す。
【００３２】
【表１】
2014043657.tif 000003
【００３３】
【表２】
2014043657.tif 000004
【００３４】
実施例１〜４の本発明のバインダー繊維は、紡糸操業性に優れており、乾熱収縮率も小さく、耐熱性に優れたものであった。また、本発明のバインダー繊維を用いて得られた不織布においては、耐熱性、嵩高性ともに優れたものであった。また、中空部が繊維断面の中央に存在する比較例と比較すると、本発明のバインダー繊維を用いた不織布の厚みが大きく、嵩高性が向上していることが分かる。
【符号の説明】
【００３５】
１：本発明のポリエステル系中空複合バインダー繊維
２：高融点ポリエステル
３：低融点ポリエステル
４：中空部
【図１】
2014043657.tif 000005
【図２】
2014043657.tif 000006