(57)【要約】【課題】生産性の高い熱圧着タイプの長繊維不織布において、低温で高い収縮率を有する長繊維不織布を得ることを目的するものである。【解決手段】ランダム共重合体からなる非晶性ポリエステルを２０％以上含むポリエステル樹脂を用いた繊維から構成される熱圧着面積率が５〜３０％で、８０℃１０分間熱処理後の面積収縮率が５０％以上である長繊維不織布。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランダム共重合体からなる非晶性ポリエステルを２０％以上含むポリエステル樹脂を用いた繊維から構成される熱圧着面積率が５〜３０％で、８０℃１０分間熱処理後の面積収縮率が５０％以上である長繊維不織布。
【請求項２】
ポリエステル樹脂を用いた繊維の複屈折率が５０×１０−３以下である請求項１に記載の長繊維不織布。
【請求項３】
非晶性ポリエステルが酸成分としてテレフタル酸にイソフタル酸を４〜２０％共重合した共重合ポリエステルである請求項１または２に記載の長繊維不織布。
【請求項４】
非晶性ポリエステルがジオール成分としてエチレングリコールにネオペンチルグリコールを１０〜４０％共重合した共重合ポリエステルである請求項１または２に記載の長繊維不織布。
【請求項５】
非晶性ポリエステルとブレンドする樹脂がポリエチレンテレフタレートである請求項１〜４のいずれかに記載の長繊維不織布。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低温での収縮性に優れた長繊維不織布に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
収縮性を有する長繊維不織布と、収縮性の低い不織布と積層し、熱処理により収縮性を有する長繊維不織布を収縮させることにより、伸長回復率を向上させたり、皺を発現させたりする技術が開示されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載されているキルティング生地においては、熱収縮性繊維を含むスパンボンド不織布を裏地として使用し、熱処理することで凸凹部を有する生地を得ることができる。しかし、高温での熱処理（実施例では１３０℃で１分）が必要となり、低温での収縮性能は期待できない。また具体的な製造方法は記載されていない。
【０００４】
同様に特許文献２に記載されている伸縮性不織布は熱収縮繊維を含む収縮性繊維層と非収縮性繊維層とを積層し、スポット的に熱圧着させ、熱処理を施して収縮繊維層を収縮させることにより、非収縮性繊維層の表面に微細な皺を形成させる技術が開示されている。ここに用いられている収縮性繊維層はポリオレフィンであり、収縮性繊維層単体で使用した場合、コシが弱くなることが予想される。また本文献に記載の収縮繊維層はオレフィン系短繊維よりなるカードウェブであり、長繊維不織布の収縮繊維層については記載されていない。
【０００５】
また１００℃で収縮率が５０％収縮する繊維を用いたスパンボンド不織布としては特許文献３に記載のスパンボンド不織布がある。この方法によると、熱収縮率の大きいポリエステル系連続長繊維からなるウエブの両面に、熱収縮率の小さいポリオレフィン系連続長繊維からなるウエブを積層し、熱圧着による融着区域により一体化した、３層構造からなるスパンボンド不織布であって、加熱処理により熱収縮率の小さいポリオレフィン系連続長繊維からなるウエブがクレープを形成しているスパンボンド不織布が得られる。しかし、この文献には熱収縮率の高いポリエステル系長繊維はスパンボンド法で収縮率の低いスパンボンド層に直接積層することで得られており、単独で得る方法について記載されておらず、熱圧着により収縮が起こり、高い収縮率の不織布を得ることは困難である。
【０００６】
また、特許文献４の不織布表皮材の製造方法には、ポリエステルスパンボンドであり、紡糸ノズルから紡糸された繊維に対して、空気を噴射させることによって冷却と同時に延伸をかけることにより１００℃に加熱した場合に、１０〜３０％の収縮を起こす技術が開示されている。十分な配向、結晶化が起こる紡糸速度以下であれば上記の通り、１００℃で収縮が起こるスパンボンドを得ることができるが、低温での高い収縮率を得るための方法については記載されていない。
【０００７】
さらに、特許文献５に記載されている長繊維不織布およびその製造方法には、共重合ポリエステルのみからなるスパンボンドであり、一定以上の紡糸速度で繊維化すること、および得られた繊維を機械交絡することで高い収縮応力、高い収縮率を有する不織布を得ており、熱圧着タイプの不織布については記載されていない。
【０００８】
上述の如く、熱圧着タイプの長繊維不織布単独で高い収縮率の長繊維不織布は提案されていないのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１−３１０６８９号公報
【特許文献２】特開平８−９２８５２号公報
【特許文献３】特開平８−１７６９４７号公報
【特許文献４】特開平９−１９３２７０号公報
【特許文献５】特開２００９−３０２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記従来技術の課題を背景になされたもので、本発明は生産性の高い熱圧着タイプの長繊維不織布において、低温で高い収縮率を有する長繊維不織布を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは上記課題を解決するため、鋭意研究した結果、ついに本発明を完成するに至った。即ち本発明は以下の通りである。
１．ランダム共重合体からなる非晶性ポリエステルを２０％以上含むポリエステル樹脂を用いた繊維から構成される熱圧着面積率が５〜３０％で、８０℃１０分間熱処理後の面積収縮率が５０％以上である長繊維不織布。
２．ポリエステル樹脂を用いた繊維の複屈折率が５０×１０−３以下である上記１に記載の長繊維不織布。
３．非晶性ポリエステルが酸成分としてテレフタル酸にイソフタル酸を４〜２０％共重合した共重合ポリエステルである上記１または２に記載の長繊維不織布。
４．非晶性ポリエステルがジオール成分としてエチレングリコールにネオペンチルグリコールを１０〜４０％共重合した共重合ポリエステルである上記１または２に記載の長繊維不織布。
５．非晶性ポリエステルとブレンドする樹脂がポリエチレンテレフタレートである上記１〜４のいずれかに記載の長繊維不織布。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、低温で収縮する熱圧着タイプ長繊維不織布を得ることができる。低温で収縮できるため、収縮加工に及ぼす熱エネルギーが少なく、省エネルギーに貢献できる。また熱圧着タイプは機械交絡処理した長繊維不織布、短繊維不織布より高生産性であり、より省エネルギーに貢献できる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１４】
本発明の長繊維不織布は熱圧着タイプ長繊維不織布であり、スパンボンド法によって得られる。長繊維で構成されることより、熱処理による収縮が効率的に不織布全面に影響する。短繊維の場合、各繊維の収縮が繊維同士のすべり等により、不織布としての収縮への寄与が長繊維不織布より小さくなる。
【００１５】
ランダム共重合体からなる非晶性ポリエステル樹脂は特に限定されず、酸成分としては、芳香族ジカルボン酸、脂環族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、複素環族ジカルボン酸などが挙げられる。芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、４，４−ジカルボキシルベンゾフェノン、ビス（４−カルボキシルフェニル）エタン及びそれらの誘導体があり、脂環族ジカルボン酸としてはシクロヘキサン−１，４−ジカルボン酸及びその誘導体等があり、脂肪族ジカルボン酸としてはアジピン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸、エイコサンジオン酸、ダイマー酸及びそれらの誘導体等があり、複素環族ジカルボン酸としてはピリジンカルボン酸及びその誘導体が挙げられる。このようなジカルボン酸成分以外にｐ−オキシ安息香酸などのオキシカルボン酸類、トリメリット酸、ピロメリット酸及びその誘導体等の多官能酸を含むことも可能である。グリコール成分としては、エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等が挙げられる。酸成分および／またはジオール成分を複数含むポリエステルはランダム共重合体を形成し、非晶性のポリエステルとなる。これらの中でも、紡糸性などを考慮すると酸成分としてテレフタル酸にイソフタル酸を４〜２０モル％共重合した共重合ポリエステルや、グリコール成分にネオペンチルグリコールエチレンオキサイドを１０〜４０モル％共重合した共重合ポリエステルなどが好ましく用いられる。
【００１６】
本発明では長繊維不織布を構成する繊維に用いるポリエステル樹脂中にランダム共重合非晶性ポリエステルが２０％以上含有されていることが重要である。含有量としては、好ましくは２５％以上、より好ましくは３０％以上である。ランダム共重合非晶性ポリエステルの含有量が２０％未満の場合、結晶化がされやすく、熱圧着工程で結晶化し、収縮を阻害する。熱圧着温度を極端に低く設定することで結晶化を抑制することは可能であるが、熱固定が出来ないため、破断伸度が低く、シート搬送の破断の可能性が高まるため好ましくない。
【００１７】
長繊維不織布を構成する繊維に用いるポリエステル樹脂において、ランダム共重合非晶性ポリエステル樹脂とブレンドされる樹脂としては、ポリエチレンテレフタレートが好ましい。ポリエチレンテレフタレートは結晶性ポリエステル樹脂であり、繊維化工程で紡糸応力がかかって配向結晶化によりポリマー分子が並び力学特性を向上させる。ポリエチレンテレフタレートに紡糸応力が集中することで、非晶性ポリエステルには紡糸応力がかからなくなり、非晶性が高まる。そのため、非晶性ポリエステル樹脂単独よりも結晶性ポリエステルであるポリエチレンテレフタレートとブレンドすることがより好ましい。
【００１８】
長繊維不織布を構成する繊維に用いるポリエステル樹脂には、通常使用される添加剤、例えば、塗料、顔料、艶消剤、制電剤、難燃剤、強化粒子を含んでも良い。また、本発明の目的を損なわない範囲での少量の他のポリマー、例えばナイロン、オレフィンなどを混合することも可能である。
【００１９】
本発明の長繊維不織布の熱圧着面積率は５〜３０％である。好ましくは５〜２０％、より好ましくは５〜１５％である。不織布の熱圧着面積率が５％未満である場合、得られる不織布の力学特性が乏しく、加工工程中で不織布が伸ばされる、もしくは破断してしまう問題を生じる。また不織布の圧着面積率が３０％を超える場合、熱圧着部分で繊維の溶融・結晶化するため、収縮を阻害させるので好ましくない。
【００２０】
不織布に圧着部を形成する方法は特に限定されないが、彫刻ロールとフラットロールもしくは彫刻ロールと彫刻ロールによるエンボス加工が好ましい。また圧着部分の形状についても特に限定されないが、独立した形状である、織目柄、ダイヤ柄、亀甲柄、楕円柄、格子柄、丸型などが例示される。連続した形状の圧着の場合、熱圧着により溶融・結晶化した領域が連続で存在することになり、収縮を阻害するため好ましくない。
【００２１】
さらに熱圧着加工する場合には、低温での加工が好ましい。高温で熱圧着加工した場合には、加工温度の履歴が残り、その温度以下では収縮を発現しにくくなる。通常、エンボス加工は連続加工であり、不織布にかかる熱は加工温度より低く見積もることが出来るため、熱収縮発生温度は（エンボス加工温度−１０）℃以内であることが多い。
【００２２】
本発明の長繊維不織布の８０℃１０分間熱処理後の面積収縮率は５０％以上である。好ましくは６０％以上、さらに好ましくは７０％以上である。不織布の面積収縮率が５０％未満の場合、非収縮層と複合し、収縮加工した際に襞の形成が小さい。また収縮により他の部材への密着を目的とした場合には十分な密着力が得られない。不織布の面積収縮率が５０％以上であれば、他部材に巻きつけて収縮させたり、筒状に形成してから収縮させて密着させたり、加工方法に広がりを持たせることが出来る。
【００２３】
本発明の長繊維不織布を構成する繊維の複屈折率は５０×１０−３以下であることが好ましい。より好ましくは４０×１０−３以下、さらに好ましくは３５×１０−３以下である。繊維の複屈折率が５０×１０−３を超えると、ポリマー分子が配向し結晶化するために収縮を阻害し、収縮率が低いものとなる。
複屈折率は、繊維化する際の吐出条件、冷却条件、延伸条件で制御可能である。特に高い収縮率を求める場合には、紡糸速度３０００ｍ／ｍｉｎ以下、好ましくは２５００ｍ／ｍｉｎ以下で紡糸するのが好ましい。
【実施例】
【００２４】
以下に本発明の実施例を示す。本発明は実施例に限定されるものではない。
【００２５】
次に実施例及び比較例を用いて、本発明を具体的に説明するが実施例及び比較例中の物性値は以下の方法で測定した。
【００２６】
＜熱圧着面積率＞
不織布より任意の２０箇所で３０ｍｍ角に裁断し、ＳＥＭにて５０倍の写真を撮る。撮影写真をＡ３サイズに印刷して圧着単位面積を切り抜き、面積（Ｓ０）を求める。次いで圧着単位面積内において圧着部のみを切り抜き圧着部面積（Ｓｐ）を求め、圧着面積率（Ｐ）を算出する。その圧着面積率Ｐ  ２０点の平均値を求めた。
Ｐ＝Ｓｐ／Ｓ０  （ｎ＝２０）
【００２７】
＜８０℃１０分間熱処理後の面積収縮率＞
不織布より任意の１０箇所で２５０ｍｍ角に裁断し、たて方向およびよこ方向それぞれ３箇所に２００ｍｍ長さを表す印をつける。８０℃で１０分間熱処理し、熱処理前後での寸法変化より、面積収縮率を求める。
【００２８】
＜複屈折率＞
不織布又はウェッブから取り出した単繊維をベレックコンペンセーターを装着した偏向顕微鏡によりレターデーションと繊維径により求めたｎ＝５の平均値を繊維の複屈折率（Δｎ）とした。
【００２９】
＜単繊維の繊度＞
得られた仮接着前の長繊維フリースの任意部位１０箇所からサンプリングした試験片の切断面が観察できるように蒸着セットして、視差走査型電子顕微鏡にて繊維軸を横切る方向にほぼ直角に切断されている任意の繊維５０本について写真撮影し、写真を拡大して各繊維の断面から直径を求め、それら値を平均して繊維の直径を算出する。使用樹脂の固形密度と長さ１００００ｍでの重量を計算して求める。
【００３０】
＜紡糸速度＞
上記方法で得られた単繊維の繊度Ｔ（ｄｔｅｘ）と設定の単孔吐出量Ｑ（ｇ／ｍｉｎ）から下記式に基づき、紡糸速度Ｖ（ｍ／ｍｉｎ）を求める。
Ｖ＝（１００００×Ｑ）／Ｔ
【００３１】
（実施例１）
使用原料は酸成分としてテレフタル酸にイソフタル酸を１０モル％添加し、ジオール成分としてジエチレングリコールを用いたＩＶ＝０．８２の共重合ポリエステルを使用する。紡糸温度２８５℃にてオリフィス径φ０．２３ｍｍの紡糸口金より単孔吐出量０．７５ｇ／ｍｉｎで紡出し、紡糸口金直下５０ｍｍより風速０．５ｍ／ｓｅｃの２５℃空気にて冷却しつつ、紡糸口金直下１.０ｍの位置に配したエジェクタに２．０ｋｇ／ｃｍ２の圧力で乾燥エアを供給し、１段階で延伸させ、下方１.０ｍの位置のコンベアネット上へ繊維束を開繊させつつ捕集し長繊維フリースを得た。得られた長繊維フリースの繊維の繊度は３．０ｄｔｅｘ、換算した紡糸速度は２５００ｍ／ｍｉｎであった。
その後、インライン上に設置された圧着面積率１１％のエンボスロールにて８０℃で熱圧着加工を施した。
得られた長繊維不織布の８０℃１０分間熱処理後の面積収縮率は７４％であった。
【００３２】
（実施例２）
使用原料は酸成分としてテレフタル酸、ジオール成分としてジエチレングリコールにネオペンチルグリコールが３０％添加されたＩＶ＝０．７４の共重合ポリエステルを使用すること以外は、実施例１同様にして長繊維不織布を得た。得られた長繊維フリースの繊維の繊度は２．７ｄｔｅｘ、換算した紡糸速度は２７５０ｍ／ｍｉｎであった。
得られた長繊維不織布の８０℃１０分間熱処理後の面積収縮率は６７％であった。
【００３３】
（実施例３）
エジェクターの圧力を２．５ｋｇ／ｃｍ２の圧力で乾燥エアを供給したこと以外は実施例１同様にして不織布を得た。得られた長繊維フリースの繊維の繊度は２．３ｄｔｅｘであり、換算した紡糸速度は３２５０ｍ／ｍｉｎであった。
得られた長繊維不織布の８０℃１０分間熱処理後の面積収縮率は５１％であった。
【００３４】
（実施例４）
実施例１の非晶性ポリエステルに結晶性ポリエステルであるＩＶ＝０．６２のポリエチレンテレフタレートを２５％ブレンドしたこと以外は実施例３同様にして長繊維不織布を得た。得られた長繊維フリースの繊維の繊度は２．３ｄｔｅｘ、換算した紡糸速度は３２５０ｍ／ｍｉｎであった。
得られた長繊維不織布の８０℃１０分間熱処理後の面積収縮率は６５％であった。
【００３５】
（実施例５）
実施例１の非晶性ポリエステルに結晶性ポリエステルであるＩＶ＝０．６２のポリエチレンテレフタレートを７０％ブレンドしたこと以外は実施例１同様にして長繊維不織布を得た。得られた長繊維フリースの繊維の繊度は２．２ｄｔｅｘ、換算した紡糸速度は３４００ｍ／ｍｉｎであった。
得られた長繊維不織布の８０℃１０分間熱処理後の面積収縮率は６１％であった。
【００３６】
（比較例１）
使用原料としてＩＶ＝０．６２のポリエチレンテレフタレートを使用すること以外は実施例１同様にして長繊維不織布を得た。得られた長繊維フリースの繊維の繊度は２．５ｄｔｅｘ、換算した紡糸速度は３０００ｍ／ｍｉｎであった。
得られた長繊維不織布の８０℃１０分間熱処理後の面積収縮率は４０％であった。
【００３７】
（比較例２）
エジェクターの圧力を３．５ｋｇ／ｃｍ２の圧力で乾燥エアを供給したこと以外は実施例１同様にして長繊維不織布を得た。得られた長繊維フリースの繊維の繊度は１．７ｄｔｅｘであり、換算した紡糸速度は４４００ｍ／ｍｉｎであった。
得られた長繊維不織布の８０℃１０分間熱処理後の面積収縮率は２１％であった。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明により、熱圧着タイプで低温で高い収縮率を持つ長繊維不織布を得ることができる。生産性が高い熱圧着タイプスパンボンド不織布であり、安価な収縮不織布を提案可能である。例えば、収縮による結束や、ボトルの断熱用途、ゴミ袋などのコンパクト化など幅広い用途展開での実用化の可能性が高まり、産業界に寄与すること大である。