(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエステルからなる芯鞘型複合短繊維であり、芯部は主たる繰り返し単位がトリメチレンテレフタレートからなるポリエステル、鞘部はハ−ドセグメントがポリブチレンテレフタレート、ソフトセグメントがポリテトラメチレングリコールからなり、２５０℃、シェアーレート１０００／ｓの時の溶融粘度が１６０Ｐａ・ｓ以下であって、融点が１６０〜１９５℃のポリエーテルエステルであることを特徴とするポリエステル系熱接着性複合短繊維。
【請求項２】
請求項１記載のポリエステル系熱接着性複合短繊維を含み、２０％伸長時の弾性回復率が７０％以上、剛軟度が６０ｃＮ以下であることを特徴とする不織布。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリエステル系短繊維であり、乾式不織布や湿式不織布等の不織布用途に用いると、良好な柔軟性と弾性回復率を付与できるポリエステル系熱接着性複合短繊維と、この短繊維から得られる不織布に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ソファー、椅子、ベット等の家具用や自動車シ−ト用のクッション材としては、主としてポリウレタンフォ−ムが使用されてきた。
【０００３】
しかしながら、ポリウレタンフォームはクッションとして耐久性は良好だが、床つき感が大きく、透湿性に劣り、蓄熱性があるため蒸れやすい。さらに、燃焼時の発生熱量が大きく、難燃性付与にはハロゲン化物添加が必要となり、火災時に有毒ガスの発生による中毒問題の原因ともなる。また、ポリウレタンフォームはリサイクルが困難なため焼却されるが、焼却炉の損傷が大きく、かつ、有毒ガスの除去に経費が掛かる等の問題がある。さらに、加工性は優れているが、製造中に使用される薬品の公害問題などもある。
【０００４】
そこで、近年、ポリウレタンフォームに代わる材料として、ポリエステルを主体とした繊維状クッション材が提案されている。例えば、ポリエステル繊維をウェブ状としてニ−ドリングしたものや、バインダ−繊維を併用して融着加工したもの（特開昭５７−３５０４７号公報等）がある。また、ポリエステル繊維をポリウレタン系樹脂で接着したものもある。
【０００５】
しかし、ポリエステル繊維系クッション材のうち、ポリエステル繊維をウェブ状としてニ−ドリングしたものは、繊維の一部が脱落して飛散しやすく、また、嵩高性も不十分である。これらの欠点を解消するためにバインダ一繊維を併用して融着加工したものもあるが、風合いが硬いという欠点があった。さらに、両者ともに繰り返し圧縮や高温雰囲気下での圧縮に対してへたりやすく、使用によりクッション性が低下するという欠点があった。
【０００６】
次に、ポリエステル繊維をポリウレタン系樹脂で接着してクッション材としたものは、ポリウレタン系樹脂の比率を相当高める必要があり、従来のポリウレタンフォームと同様に燃焼時の有毒ガス発生の問題や通気性不良の問題を有するものであった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した従来の熱接着性短繊維とそれを含む不織布の問題を解決し、優れた柔軟性と弾性回復性を有するポリエステル系熱接着性短繊維及びその不織布を提供することを技術的な課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決するために熱接着性複合短繊維の構成ポリマーに着目し、鋭意検討を行った結果、特定のポリマーを用いることにより目的が達せられることを見出し、本発明に到達した。
【０００９】
すなわち、本発明は、次の(1) 、(2) の構成を有するものである。
(1) ポリエステルからなる芯鞘型複合短繊維であり、芯部は主たる繰り返し単位がトリメチレンテレフタレートからなるポリエステル、鞘部はハ−ドセグメントがポリブチレンテレフタレート、ソフトセグメントがポリテトラメチレングリコールからなり、２５０℃、シェアーレート１０００／ｓの時の溶融粘度が１６０Ｐａ・ｓ以下であって、融点が１６０〜１９５℃のポリエーテルエステルであることを特徴とするポリエステル系熱接着性複合短繊維。
(2) 上記(1) 記載のポリエステル系熱接着性複合短繊維を含み、20％伸長時の弾性回復率が７０％以上、剛軟度が６０ｃＮ以下であることを特徴とする不織布。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１１】
本発明の熱接着性複合短繊維の芯成分には、主たる繰り返し単位がトリメチレンテレフタレートからなるポリエステルを用いることが必要である。主たる繰り返し単位がエチレンテレフタレートからなるポリエステルでは、得られる繊維のヤング率が大きく、柔軟性に劣るものとなるため好ましくない。
【００１２】
また、本発明の効果を損なわない範囲であれば、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール等のジオール成分、ビスフェノールＡのエチレンオキシド付加体等の芳香族ジオール成分、アジピン酸やセバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸成分、イソフタル酸等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、消臭剤、強化剤等を添加したものでもよい。
【００１３】
一方、本発明の熱接着性複合短繊維の鞘成分は、ハードセグメントがＰＢＴ、ソフトセグメントがポリテトラメチレングリコールから構成されるポリエーテルエステルであることが必要である。ハードセグメントが他のポリエステル、たとえばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）でも弾性糸を得ることはできるが、弾性回復性能が劣り、ポリウレタンには遠く及ばない。
【００１４】
また、ソフトセグメントとしては弾性回復性能や耐候（光）性を考慮に入れて、ポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）が用いられる。ポリプロピレングリコール等の分岐ポリアルキレングリコールを用いると、強度が低くなったり、弾性回復性能が劣るようになるため好ましくない。
【００１５】
鞘部に用いるポリエーテルエステルの融点は、１６０〜１９５℃であることが必要である。１６０℃未満のものを用いると、溶融紡糸時に糸の密着により製糸性に劣るものとなる。また、１９５℃を超えると、不織布作成時の熱処理温度を高くする必要があり、芯成分が熱分解して繊維強度の低下の原因となるため好ましくなく、経済的にも好ましくない。
【００１６】
また、鞘部に用いるポリマーの溶融粘度は、２５０℃、シェアーレート１０００／ｓの測定で１６０Ｐａ・ｓ以下であることが必要である。２５０℃での測定で１６０Ｐａ・ｓを超えるものを用いると弾性回復性能が劣るようになり、得られる不織布の弾性特性が劣ったものとなるため好ましくない。しかし、溶融粘度が低下しすぎると、溶融紡糸時に糸切れが発生しやすくなるので、１２０Ｐａ・ｓ以上が好ましい。
【００１７】
本発明の熱接着性複合短繊維の繊度は、特に限定されるものではないが、一般的に１．５〜１０ｄｔｅｘの範囲のものが好ましい。
また、芯成分と鞘成分の比率は、芯／鞘＝２０／８０〜９５／５の範囲が好ましい。
【００１８】
本発明の熱接着性複合短繊維は、例えば、次のようにして製造することができる。
上記芯成分と鞘成分を用いて、通常用いられる芯鞘型複合紡糸装置により溶融紡糸し、芯鞘型の熱接着性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、仕上げ油剤を付与した後、用途に応じて３〜１５０ｍｍに切断することにより得られる。
【００１９】
次に、本発明の不織布について説明する。
本発明の不織布は、本発明のポリエステル系熱接着性複合短繊維を含むことが必要である。従来、一般的に用いられている芯成分にＰＥＴ、鞘成分にイソフタル酸（ＩＰＡ）共重合ポリマ−を配した芯鞘型複合短繊維では、繊維同士を接着する鞘成分ポリマーの弾性特性が乏しく、また芯成分も同様に弾性特性に乏しいものであるため、得られる不織布は弾性回復性に乏しいものとなり、好ましくない。
【００２０】
また、本発明の不織布は、本発明の熱接着性複合繊維単独か、あるいは主体繊維と熱接着性複合繊維から構成されるものであり、主体繊維と熱接着性複合繊維との混率としては、主体繊維０〜８０重量％、ポリエステル系熱接着性複合短繊維１００〜２０重量％であることが好ましい。
ポリエステル系熱接着性複合短繊維が２０重量％未満では、得られる不織布の引張強力が低く、また弾性回復性も低いものとなる。
【００２１】
本発明の不織布は、２０％伸長時の弾性回復率が７０％以上であることが必要である。２０％伸長時の弾性回復率が７０％未満では、弾性特性が乏しくて本発明の効果を奏することができない。
また、本発明の不織布は、剛軟度が６０ｃＮ以下であることが必要である。剛難度が６０ｃＮを超えると不織布の風合いが硬くなり、本発明の効果を奏することができない。
【００２２】
また、主体繊維は特に限定されるものではないが、ポリエステル系短繊維が好ましく、リサイクル性や不織布の柔軟性の面からポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）短繊維が特に好ましい。
【００２３】
本発明の不織布は、乾式不織布、湿式不織布のいずれでもよい。乾式不織布は、例えば次のようにして製造することができる。
主体繊維０〜８０重量％と、本発明のポリエステル系熱接着性複合短繊維１００〜２０重量％を混綿し、カード機にかけウエブとした後、連続熱処理機でポリエステル系熱接着性複合短繊維の鞘成分の溶融開始温度以上、鞘成分の溶融開始温度＋３０℃以下の温度で、熱処理を行うことによって得ることができる。
【００２４】
【作用】
ポリエステル系熱接着性複合短繊維の芯部に用いるポリエステルの主たる繰り返し単位をトリメチレンテレフタレートとすることによって、剛性がＰＥＴより小さいものとなるため、ポリエステル系熱接着性複合短繊維も柔軟性に優れ、得られる不織布も柔軟性に優れたものとなる。また、鞘成分をポリエ−テルエステルで構成することによって、繊維同士の接着点が弾性を有するものとなり、得られる不織布は弾性特性に優れたものとなる。
【００２５】
【実施例】
次に、本発明を実施例により具体的に説明する。
なお、実施例中の性能評価は、下記方法に従って測定したものである。
（１）単糸繊度
ＪＩＳ  Ｌ−１０１５の方法により測定した。
（２）不織布の目付
ＪＩＳ  Ｐ−８１４２の方法により測定した。
（３）不織布強力
不織布を幅２５ｍｍ、長さ１５０ｍｍの短冊状に切断し、試料を作製した。この試料をオリエンテック社製ＵＴＭ−４型のテンシロンを用いて、引張速度１００ｍｍ／分の条件で伸長切断し、最大強力を読み取った。なお、不織布強力が６５０ｃＮ以上を合格とした。
（４）融点
パーキンエルマー社製示差走査型熱量計ＤＳＣ−７型を用い、昇温速度２０℃／分で測定した。
（５）弾性回復率
不織布を幅２５ｍｍ、長さ１５０ｍｍの短冊状に切断し、試料を作製した。この試料をオリエンテック社製テンシロンＵＴＭ−４−１００型を用い、試料長１００ｍｍ、引張速度１００ｍｍ／分で２０％伸長した後、同速度で元の長さまで戻し、再び伸長した時、応力の現れる伸度（Ｅ）を求め、次式によって弾性回復率を算出した。
弾性回復率（％）＝〔（２０−Ｅ）／２０〕×１００
（６）剛軟度（ｃＮ）
ＪＩＳ  Ｌ−１０９６の試料幅１００ｍｍ、試料長１００ｍｍの試料片を３枚準備し、ＤＡＩＥＩ  ＫＥＩＫＩ製風合メーター（ＭＯＤＥＬＦＭ−２）で測定した。１５ｍｍ幅のスリット上に試料片を置いて、ア−ムが試料をスリット間に押し込む時に、最高何ｃＮの力が必要かを試料の表裏について、縦横方向、４個所で測定し、その合計値を求めた。試料片３枚の平均値を不織布の剛軟度として表し、剛軟度が６０ｃＮ以下を合格とした。
【００２６】
実施例１
芯成分を構成するポリマ−として融点２３０℃のＰＴＴ、鞘成分を構成するポリマ−として、重量比が５０／５０のＰＢＴと平均分子量２０００のＰＴＭＧとからなり、融点が１８０℃、２５０℃での溶融粘度が１３０Ｐａ．ｓであるポリエ−テルエステルを用いて、繊維断面形状が芯鞘型となる複合紡糸口金を使用して、芯成分と鞘成分の溶融時体積比が５０：５０の割合で、紡糸温度２７０℃、吐出量２５９ｇ／分、紡糸孔数２２５、紡糸速度９００ｍ／分で溶融紡し、２０℃、２９Ｐａの冷却風で冷却して未延伸糸を得た。
【００２７】
この未延伸糸を収束し、１１万ｄｔｅｘのトウにして延伸倍率２．５５倍、延伸温度６０℃で延伸を行い、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４．４ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍの芯鞘型熱接着性複合短繊維を得た。この芯鞘型熱接着性複合短繊維３０重量％と、繊度４．４ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍのＰＴＴ短繊維７０重量％を混綿し、カード機にかけてウエブとした後、連続熱処理機にて１３０℃、１分間の熱処理を行い、目付５０ｇ／ｍ2 の不織布を得た。
【００２８】
実施例２
主体繊維と芯鞘型熱接着性複合短繊維の混率を８０／２０に変更した以外は、実施例１と同様にして不織布を得た。
【００２９】
実施例３
芯鞘型熱接着性複合短繊維の鞘成分に、融点が１９０℃、溶融粘度が１４０Ｐａ．ｓのポリエ−テルエステルを用いた以外は、実施例１と同様にして芯鞘型熱接着性複合短繊維と不織布を得た。
【００３０】
実施例４
主体繊維と芯鞘型熱接着性複合短繊維の混率を８０／２０に変更した以外は、実施例３と同様にして不織布を得た。
【００３１】
比較例１
熱接着性複合短繊維の芯成分をＰＥＴに変更した以外は、実施例１と同様にして熱接着性複合短繊維と不織布を得た。
【００３２】
比較例２
芯鞘型熱接着性複合短繊維の鞘成分に融点２０２℃、溶融粘度１５５Ｐａ・ｓのポリエーテルエステルを用いた以外は、実施例１と同様にして熱接着性複合短繊維と不織布を得た。
【００３３】
比較例３
芯鞘型熱接着性複合短繊維の鞘成分に融点１５０℃、溶融粘度１２０Ｐａ・ｓのポリエーテルエステルを用いた以外は、実施例１と同様にして熱接着性複合短繊維と不織布を得た。
【００３４】
比較例４
芯鞘型熱接着性複合短繊維の鞘成分に融点１７８℃、溶融粘度１８０Ｐａ・ｓのポリエーテルエステルを用いた以外は、実施例１と同様にして熱接着性複合短繊維と不織布を得た。
【００３５】
比較例５
主体繊維をＰＥＴにした以外は、実施例１と同様にして不織布を得た。
実施例１〜４及び比較例１〜５で得られた不織布の評価結果を表１に示す。
【００３６】
【表１】
0004326083.tif 000002
【００３７】
表１ら明らかなように、実施例１〜４では、本発明の熱接着性複合短繊維から弾性回復率、剛軟度及び風合の優れた不織布が得られた。
【００３８】
一方、比較例１は、熱接着性複合短繊維の芯成分がＰＥＴであるため、得られた不織布は、弾性回復率が低く、柔軟性に劣るものであった。比較例２は、熱接着性複合短繊維の鞘成分の融点が高く、熱処理を行っても融着せず、不織布強力が低いものであった。熱処理温度をさらに上げたが、芯成分が溶融、熱分解し、やはり不織布強力が低いものとなった。また、比較例３は、熱接着性複合短繊維の鞘成分の融点が低いため、溶融紡糸時に密着糸が多く、製糸性に劣るものであった。次に、比較例４は、鞘成分の溶融粘度が高いため、得られた不織布は弾性回復性能に劣るものであった。さらに、比較例５は、主体繊維がＰＥＴであるため、不織布の弾性回復率が低く、柔軟性にも劣るものであった。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の熱接着性複合短繊維は、芯成分に主たる繰り返し単位がトリメチレンテレフタレートからなるポリエステルを用いているため、複合繊維及びこれから得られる不織布は柔軟性に優れたものとなる。また、鞘成分としてＰＢＴ−ＰＴＭＧからなるポリエーテルエステルを用いているため、得られる不織布は弾性回復率に優れ、伸縮性不織布として用いることができる。