(57)【要約】【課題】１００℃未満の温度で融着させることのできる低融点熱融着性繊維を提供する。【解決手段】熱可塑性樹脂からなる繊維であって、繊維の熱流束ＤＳＣにおけるＤＳＣ曲線に１００℃未満のピークを有する低融点熱融着性繊維であり、熱可塑性樹脂が融点が１００℃未満の低融点熱可塑性樹脂を５０〜１００質量％含有し、前記低融点熱可塑性樹脂が好ましくはポリオレフィン系樹脂、とくにポリエチレン樹脂であり、また好ましくは長繊維の繊維である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂からなる繊維であって、該繊維の熱流束ＤＳＣにおけるＤＳＣ曲線に１００℃未満の融点を示す吸着ピークを少なくとも１つ有し、該ピークの大きさが−０．１ｃａｌ／ｇ以下である低融点熱融着性繊維。
【請求項２】
前記熱可塑性樹脂がポリオレフィン系樹脂である請求項１に記載の低融点熱融着性繊維。
【請求項３】
前記ポリオレフィン系樹脂がポリエチレン樹脂である請求項２に記載の低融点熱融着性繊維。
【請求項４】
前記熱融着性繊維が長繊維である請求項１〜３のいずれか一項に記載の低融点熱融着性繊維。
【請求項５】
前記熱融着性繊維が、融点が１００℃未満の熱可塑性樹脂５０〜１００質量％と融点が１００℃以上の熱可塑性樹脂０〜５０質量％を含有する樹脂からなる繊維である請求項１〜４のいずれか一項に記載の低融点熱融着性繊維。
【請求項６】
融点が１００℃未満の熱可塑性樹脂がメタロセン触媒にて重合されたポリオレフィン樹脂である請求項５に記載の低融点熱融着性繊維。
【請求項７】
前記ポリオレフィン系樹脂が、ポリエチレン樹脂である請求項６に記載の低融点熱融着性繊維。
【請求項８】
単繊維強度が１ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であり、単繊維伸度が１００％以下である請求項１〜７のいずれか一項に記載の低融点熱融着性繊維。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１００℃未満の温度で融着させることができる低融点熱融着性繊維に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱融着性繊維は、現在１００℃以上の熱処理温度で融着加工が行われている。しかし、従来の熱融着繊維は、原料樹脂が、低融点ナイロン樹脂、低融点ポリエステル樹脂、低融点ポリウレタン樹脂が主であり、多くは１２０℃〜１６０℃の温度で熱処理されている。
【０００３】
しかしながら、１００℃を超える温度での熱処理温度では、設備投資が必要となる上、繊維製品作製後に他素材同士の接着剤として用いることはできない等各工程での制限があった。
そこで、熱処理温度の低温化が求められ、熱融着性繊維自体が低融点で融着しうる低融点融着性繊維が求められている。
【０００４】
低融点熱融着性繊維を得るためには、従来よりいくつかの提案がなされている。例えば、特許文献１には、結晶融点が１００℃以上２００℃以下であるポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート、及びその共重合体等を使用した熱接着繊維が提案されている。
また、特許文献２には、融点が１００℃〜１５０℃のポリエチレンテレフタレートを使用したポリエステル複合長繊維が提案されている。
また、特許文献３には、融点が１００℃以上１６０℃未満であるポリウレタンモノフィラメントが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−７３２２８号公報
【特許文献２】特開２００９−２４３０２８号公報
【特許文献３】特開２０１０−４７８８４号公報
【０００６】
しかしながら、特許文献１、特許文献２及び特許文献３の技術では、それらの繊維は全て融点が１００℃以上であり、１００℃未満の温度での熱水処理、例えば沸騰水処理では熱融着性がなく、低融点熱融着性繊維としては、熱処理工程に問題があり、また熱処理設備に制約がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、このような従来技術における問題点を解決するため、１００℃未満の温度で融着させることのできる低融点熱融着性繊維を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の要旨は次のとおりである。
１．熱可塑性樹脂からなる繊維であって、該繊維の熱流束ＤＳＣにおけるＤＳＣ曲線に１００℃未満の融点を示す吸着ピークを少なくとも１つ有し、該ピークの大きさが−０．１ｃａｌ／ｇ以下である低融点熱融着性繊維。
２．前記熱可塑性樹脂がポリオレフィン系樹脂である前記１に記載の低融点熱融着性繊維。
３．前記ポリオレフィン系樹脂がポリエチレン樹脂である前記２に記載の低融点熱融着性繊維。
４．前記熱融着性繊維が長繊維である前記１〜３のいずれかに記載の低融点熱融着性繊維。
５． 前記熱融着性繊維が、融点が１００℃未満の熱可塑性樹脂５０〜１００質量％と融点が１００℃以上の熱可塑性樹脂０〜５０質量％を含有する樹脂からなる繊維である前記１〜４のいずれかに記載の低融点熱融着性繊維。
６．融点が１００℃未満の熱可塑性樹脂がメタロセン触媒にて重合されたポリオレフィン樹脂である前記５に記載の低融点熱融着性繊維。
７．前記ポリオレフィン系樹脂が、ポリエチレン樹脂である前記６に記載の低融点熱融着性繊維。
８．単繊維強度が１ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であり、単繊維伸度が１００％以下である前記１〜７のいずれかに記載の低融点熱融着性繊維。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、１００℃未満の温度で融着させることができる融点が１００℃未満の低融点融着性繊維を提供することができ、本発明の繊維は、１００℃未満の乾熱または湿熱、例えば常圧の沸騰水での融着加工が可能となるので、新たな熱処理設備投資の必要がなく、また加工エネルギーの効率化や加工コストを低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１で得たポリエチレン繊維のＤＳＣ曲線である。
【図２】実施例２で得たポリエチレン繊維のＤＳＣ曲線である。
【図３】実施例３で得たポリエチレン繊維のＤＳＣ曲線である。
【図４】実施例４で得たポリエチレン繊維のＤＳＣ曲線である。
【図５】実施例５で得たポリエチレン繊維のＤＳＣ曲線である。
【図６】比較例１で得たポリエチレン繊維のＤＳＣ曲線である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の低融点熱融着性繊維は、熱可塑性樹脂からなり、該繊維の熱流束ＤＳＣ（示差走査熱量測定）における曲線（以下、ＤＳＣ曲線という）に１００℃未満の融点を示す吸着ピークを少なくとも１つ有し、該ピークの大きさが−０．１ｃａｌ／ｇ以下である繊維であり、１００℃未満の温度で融着する低融点熱融着性繊維である。本発明の低融点熱融着性繊維のＤＳＣ曲線での１００℃未満の融点を示す吸着ピークは１つであってもよいし、２つ以上ある吸着ピークのうちの１つであってもよい。
繊維の融点が１００℃未満であれば、１００℃未満の乾熱、湿熱で融着し、常圧の沸騰水等の熱水での加工も可能であり、熱融着加工の汎用性からも有利である。
この観点から、前記融点は９５℃以下であることがより好ましく、９０℃以下であることがさらに好ましい。
【００１２】
本発明における低融点熱融着性繊維の融点は、繊維のＤＳＣ曲線での吸着ピークの温度に示される。
低融点熱融着性繊維のＤＳＣ曲線での１００℃未満の融点を示す吸着ピークの大きさは、−０．１ｃａｌ／ｇ以下であることが必要である。前記吸着ピークの大きさが−０．１ｃａｌ／ｇ以下であれば、１００℃未満の熱水で繊維間同士が融着することができる。
この観点から、前記吸着ピークの大きさは−０．２ｃａｌ／ｇ以下であることが好ましく、−０．３ｃａｌ／ｇ以下であることがより好ましい。
【００１３】
本発明の低融点熱融着性繊維は、その構成の熱可塑性樹脂がオレフィン系樹脂であることが好ましい。オレフィン系樹脂は、融点が低いことから、低融点熱融着性繊維が得られ易くなるため好ましい。
【００１４】
本発明の低融点熱融着性繊維は、長繊維であることが好ましく、長繊維であれば他繊維との組合せが容易であり製品の多様化の点でも好ましい。
【００１５】
また、本発明の低融点熱融着性繊維は、融点が１００℃未満の熱可塑性樹脂（以下、低融点樹脂という）のみからなる繊維であってもよいし、また低融点樹脂を５０〜１００質量％と融点が１００℃以上の熱可塑性樹脂（以下、高融点樹脂という）を０〜５０質量％含有する混合樹脂からなる繊維であってもよい。
混合樹脂においては、低融点樹脂を５０質量％以上含有するならば、１００℃未満の温度で良好な融着による接着性が得られる。また、熱接着後の繊維製品の強度を高くする場合は、混合樹脂中に５０質量％を超えない範囲で高融点樹脂を含有させることができる。
【００１６】
本発明の低融点熱融着性繊維は、その構成の低融点樹脂が、前記したとおり、オレフィン系樹脂であることが好ましいが、オレフィン系樹脂は、メタロセン触媒で重合されたオレフィン系樹脂、とりわけポリエチレン樹脂であることが好ましい。低融点樹脂が特にメタロセン触媒で重合されたポリエチレン樹脂であれば、十分な低融点融着性と軟質性が得られ、特に熱水での融着加工がより容易になる。
【００１７】
本発明の低融点熱融着性繊維は、単繊維強度が１ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であり、単繊維伸度が１００％以下であることが好ましい。
単繊維強度が１ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であれば、融着加工時の繊維の取扱いが容易となり、また単繊維伸度が１００％以下であれば、融着加工時の繊維の取扱いが容易となる。
この観点から、本発明の低融点熱融着性繊維は、単繊維強度が１．３ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、単繊維伸度が９０％以下であることがより好ましく、単繊維強度が１．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、単繊維伸度が８０％以下であることがさらに好ましい。
【００１８】
本発明の低融点熱融着性繊維を構成する低融点樹脂、及び前記低融点樹脂に混合する高融点樹脂には、繊維物性に影響しない範囲で各種機能剤が添加され含まれていてもよい。例えば、樹脂に含まれる添加物としては、リン系化合物、含臭素化合物からなる難燃剤、ヒンダードアミン系化合物からなる耐光安定剤、酸化防止剤、マイカ、タルク、チタンカリウム、炭酸カルシウム、シリカ等の有機、無機物等の機能剤が挙げられ、また着色用の顔料及び染料が添加されていてもよい。
また、本発明の低融点熱融着性繊維は、その繊維断面が丸断面、及び三角等の異形断面でもよく、丸断面と異形断面の繊維が混合されていてもよい。さらに繊維繊度も任意に選択できる。
【００１９】
本発明の低融点熱融着性繊維を構成する低融点樹脂及び高融点樹脂は、そのＭＦＲ（メルトフローレイト）値がそれぞれ５〜５０ｇ／分であることが好ましい。ＭＦＲ値が５ｇ／分以上であれば、安定した製糸性が得られる。また、ＭＦＲ値が５０ｇ／分以下であれば、安定した製糸性が得られると共に、得られた繊維の繊維強度の低下を少なくすることができる。
これらの観点から、本発明の低融点熱融着性繊維を構成する低融点樹脂及び高融点樹脂のＭＦＲ値は、それぞれ１０ｇ／分〜３０ｇ／分であることがより好ましい。
【００２０】
本発明の低融点熱融着性繊維における高融点樹脂と低融点樹脂は、双方が相溶性のあるポリオレフィン系樹脂であることが好ましく、ポリオレフィン系樹脂であれば、ポリオレフィン系樹脂の種類或いは組合せに特に限定はないが、双方がポリエチレン樹脂であることがより好ましい。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、実施例における各項目の測定は次の方法に拠った。
【００２２】
（樹脂のＭＦＲ測定方法）
ＭＦＲの測定はＪＩＳ  Ｋ７２１０のＢ法に準じた。
【００２３】
（繊維の熱流束ＤＳＣ（示差走査熱量測定）方法）
ＤＳＣは、ＤＳＣ装置（リガク社製Ｔｈｅｒｍｏ  ｐｌｕｓ ＤＳＣ８２３０  ＳＭＡＲＴ  ＬＯＡＤＥＲ）を使用し、ＪＩＳ  Ｋ７１２１（２０１２）に準じた。
【００２４】
（実施例１）
低融点樹脂としてポリエチレン樹脂Ａ（日本ポリエチレン社製、カーネルＫＳ５６０Ｔ、ＭＦＲ＝１７ｇ／１０分、融点９０℃、密度０．８９）を準備した。
孔形状が丸形状、孔径が０．８ｍｍの吐出孔を３０個有する紡糸口金を用いて、紡糸頭温度２０５℃で、吐出量３９．５ｇ／分で、溶融した前記ポリエチレン樹脂Ａを紡出し、紡糸速度が４００ｍ／分で巻き取とった。引き続いて、延伸倍率が４．１５倍、延伸温度が５０℃、熱セット温度が７０℃で延伸を行い、巻取速度が３００ｍ／分で巻き取り、２５０ｄｔｅｘ／３０フィラメント（総繊度２５０ｄｔｅｘ、フィラメント数３０本）の熱融着性繊維を得た。得られた繊維の単繊維物性は、引張強度が１．７４ｃＮ／ｄＴｅｘ、引張伸度が６８．０％であった。
この熱融着性繊維は、図１のＤＳＣ曲線が示すとおり、ＤＳＣ曲線には融点が８９.４℃であることを示す吸熱ピーク１の１つの吸着ピークがあり、吸着ピーク１の大きさが−１２．８１８ｃａｌ／ｇであった。
また、この熱融着性繊維を筒編機にて編地を作成し、沸騰水で５分間の熱処理を行った。得られた編地を目視で観察したところ、繊維の全ての交点に融着箇所が確認できた。これらの条件及び結果を表１に示す。
【００２５】
（実施例２）
実施例１にて低融点樹脂として使用したポリエチレン樹脂Ａ９０質量％、高融点樹脂としてポリエチレン樹脂Ｂ（日本ポリエチレン社製、ＨＥ４８１、ＭＦＲ＝１５ｇ／１０分、融点１３４℃、密度０．９６）１０質量％の混合比で混合した樹脂を準備し、延伸倍率を４．５６倍に変えた以外は、実施例１と同条件で、２３１ｄｔｅｘ／３０フィラメントの熱融着性繊維を得た。得られた繊維の単繊維物性は、引張強度が１．７０ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張伸度が６９．０％であった。
この熱融着性繊維は、図２のＤＳＣ曲線が示すとおり、ＤＳＣ曲線には融点が８９．５℃であることを示す吸熱ピーク１と融点が１２５.２℃であることを示す吸熱ピーク２の２つの吸熱ピークがあり、吸着ピーク１の大きさが−９．５０８ｃａｌ／ｇであった。
また、この熱融着性繊維を筒編機にて編地を作成し、沸騰水で５分間の熱処理を行った。得られた編地を目視で観察したところ、繊維の全ての交点に融着箇所が確認できた。これらの条件及び結果を表１に示す。
【００２６】
（実施例３）
実施例２におけるポリエチレン樹脂Ａとポリエチレン樹脂Ｂとの混合樹脂の混合比を、ポリエチレン樹脂Ａ８０質量％、ポリエチレン樹脂Ｂ２０質量％の混合比に変更し、吐出量を２４．０ｇ／分、延伸倍率を４．７３倍に変えた以外は、実施例１と同条件で、１３３ｄｔｅｘ／３０フィラメントの熱融着性繊維を得た。得られた繊維の単繊維物性は、引張強度は１．７３ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張伸度は５６．０％であった。
この熱融着性繊維は、図３のＤＳＣ曲線が示すとおり、ＤＳＣ曲線には融点が８８．２℃であることを示す吸熱ピーク１と融点が１２６．１℃であることを示す吸熱ピーク２の２つの吸熱ピークがあり、吸着ピーク１の大きさが−７．８７３ｃａｌ／ｇであった。また、この熱融着性繊維を筒編機にて編地を作成し、沸騰水で５分間熱処理を行った。得られた編地を目視で観察したところ、繊維の全ての交点に融着箇所が確認できた。これらの条件及び結果を表１に示す。
【００２７】
（実施例４）
実施例２におけるポリエチレン樹脂Ａとポリエチレン樹脂Ｂとの混合樹脂の混合比を、ポリエチレン樹脂Ａ７０質量％、ポリエチレン樹脂Ｂ３０質量％の混合比に変更し、吐出量を２４．０ｇ／分、延伸倍率を４．９０倍に変えた以外は、実施例１と同条件で、１３８ｄｔｅｘ／３０フィラメントの熱融着性繊維を得た。得られた繊維の単繊維物性は、引張強度は１．５６ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張伸度は３８．０％であった。
この熱融着性繊維は、図４のＤＳＣ曲線が示すとおり、ＤＳＣ曲線には融点が９０．４℃であることを示す吸熱ピーク１と融点が１２７．２℃であることを示す吸熱ピーク２の２つの吸熱ピークがあり、吸着ピーク１の大きさが−３．７６８ｃａｌ／ｇであった。
また、この熱融着性繊維を筒編機にて編地を作成し、沸騰水で５分間熱処理を行った。得られた編地を目視で観察したところ、繊維の全ての交点に融着箇所が確認できた。これらの条件及び結果を表１に示す。
【００２８】
（実施例５）
実施例２におけるポリエチレン樹脂Ａとポリエチレン樹脂Ｂとの混合樹脂の混合比を、ポリエチレン樹脂Ａ５０質量％、ポリエチレン樹脂Ｂ５０質量％の混合比に変更し、吐出量を２４．０ｇ／分、延伸倍率を４．９６倍に変えた以外は、実施例１と同条件で、１３８ｄｔｅｘ／３０フィラメントの熱融着性繊維を得た。得られた繊維の単繊維の物性は、引張強度は１．４８ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張伸度は３３．６％であった。
この熱融着性繊維は、図５のＤＳＣ曲線が示すとおり、ＤＳＣ曲線には融点が９１．２℃であることを示す吸着ピーク１と融点が１２７．６℃であることを示す吸着ピーク２の２つの吸着ピークがあり、吸着ピーク１の大きさが−２．３３４ｃａｌ／ｇであった。また、この熱融着性繊維を筒編機にて編地を作成し、沸騰水で５分間の熱処理を行った。得られた編地を目視で確認したところ、繊維の全ての交点に融着箇所が確認できた。これらの条件及び結果を表１に示す。
【００２９】
（比較例１）
実施例２におけるポリエチレン樹脂Ａとポリエチレン樹脂Ｂとの混合樹脂の混合比を、ポリエチレン樹脂Ａ４０質量％、ポリエチレン樹脂Ｂ６０質量％の混合比に変更し、延伸倍率を４．９５倍に変えた以外は、実施例１と同条件で、２３５ｄｔｅｘ／３０フィラメントの熱融着性繊維を得た。得られた繊維の単繊維物性は、引張強度は１．７４ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張伸度は６８．０％であった。
この熱融着性繊維は、図６のＤＳＣ曲線が示すとおり、ＤＳＣ曲線には融点が９７．２℃であることを示す吸着ピーク１と融点が１２７．８℃であることを示す吸着ピーク２の２つの吸着ピークがあり、吸着ピーク１の大きさが−０．０７８ｃａｌ／ｇであった。
また、この熱融着性繊維を筒編機にて編地を作成し、沸騰水で５分間の熱処理を行った。得られた編地を目視で確認したところ、繊維の全ての交点に融着箇所は確認できなかった。これらの条件及び結果を表１に示す。
【００３０】
（比較例２）
実施例２にて高融点樹脂として使用したポリエチレン樹脂Ｂを準備し、延伸倍率を３．０２倍、延伸温度を８０℃、熱セット温度を８５℃に変えた以外は、実施例１と同条件で、３８５ｄｔｅｘ／３０フィラメントの熱融着性繊維を得た。得られた繊維の単繊維物性は、引張強度は１．８３ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張伸度は７６．１％であった。
この熱融着性繊維を筒編機にて編地を作成し、沸騰水で５分間の熱処理を行った。得られた編地を目視で確認したところ、繊維の全ての交点に融着箇所は確認できなかった。これらの条件及び結果を表１に示す。
なお、この熱融着性繊維の融点については、使用したポリエチレン樹脂Ｂより、融点が１００℃を超えることが明らかであり、繊維の融点は未測定である。
【００３１】
【表１】
2019070207.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の低融点熱融着性繊維は、１００℃未満の温度で融着する融点が１００℃未満の熱融着性繊維であることから、常圧の沸騰水での融着加工も可能となり、既存の熱処理設備が利用でき、また加工エネルギーの効率化や加工コストを低下させることができ、その応用範囲を拡大することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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