(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
融点２２０℃以上のポリエステルＡと、流動開始温度がポリエステルＡの融点より４０℃以上低いポリエステルＢとがサイドバイサイド型に接合した複合繊維であり、ポリエステルＡとポリエステルＢの極限粘度差が０．０５〜０．１５の範囲で、繊維長５〜２５ｍｍ、繊度１〜１０デニールである潜在捲縮性能を有し、クリンプが発現していない熱接着性複合繊維を、ポリエステルＢが溶融しない温度で弛緩熱処理を施して５〜１５個／２５ｍｍのスパイラル捲縮を発現させた後、熱接着性複合繊維が少なくとも１０重量％以上となるように主体繊維と混綿し、ポリエステルＢが溶融する温度にて熱処理し、構成繊維同士を熱接着することを特徴とする熱接着性複合繊維を含む不織布の製造方法。
【請求項２】
主体繊維が、繊維廃材であることを特徴とする請求項１記載の不織布の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ショートカット熱接着性複合繊維を含む不織布の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
合成繊維、特にポリエステル繊維は、その優れた寸法安定性、耐候性、機械的特性、耐久性などの点から、衣料、詰物素材、産業資材として不可欠のものとなっている。しかしながら、その使用用途によっては、更に特殊機能の付与が望まれている。中でも、自動車の廃材をリサイクルして車両用の不織布を再生する分野では、廃材の中に含まれる繊維や発泡ウレタンと混合、熱接着するショートカット熱接着性繊維への強い要望がある。
【０００３】
従来、主体繊維を接着する手段として熱接着性繊維を数多く使用している。一般的には、芯成分にポリエステル、鞘成分にイソフタル酸（以下、ＩＰＡと称する。）を共重合した低融点ポリエステルを配した芯鞘型複合繊維、芯成分にポリエステル、鞘成分にポリプロピレンを配した芯鞘型複合繊維、芯成分にポリエステル、鞘成分にポリエチレンを配した芯鞘型複合繊維、また、耐熱性を有する熱接着性繊維としては、芯成分にポリエステル、鞘成分に脂肪族ラクトンを共重合した低融点ポリエステルを配した芯鞘型複合繊維等が多く使用されている。
【０００４】
しかし、これらの熱接着性繊維は芯鞘構造であるため、熱処理により捲縮を発現するものではなく、偏心型の芯鞘構造繊維であっても、捲縮の発現は少ないものである。このような捲縮を十分に発現していない熱接着性繊維は、主体繊維、自動車の廃材の中に含まれる繊維や発泡ウレタンと均一に混合できず、得られる不織布には強力斑が発生するという問題がある。また、主体繊維等と均一に混合するために、機械捲縮を付与したショートカット綿を生産しようとした場合、生産性の良いＥＣカッタ−を使用すると、機械捲縮付与後、クリンプトウを所望の繊維長にカットする際、カット時のローターからの排出不良、梱包時に嵩高となる等、生産面で数多くの問題が生じる。一方、クリンプトウをギロチンカッター等、生産性の悪いカット方法であればクリンプ付きのショートカット綿を生産することは可能であるが、カット代が高くなりコスト高となる。
【０００５】
生産性が良く、コストが安く、主体繊維等との均一混合性に優れたショートカット熱接着性繊維が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開平４−１３６２５５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、かかる従来の問題点を解消し、主体繊維と均一に混合し、熱接着することで不織布とした時の強力斑を少なくする潜在捲縮性能を有するショートカット熱接着性繊維を用いた不織布の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記目的を達成するために、クリンプ付きのショートカット繊維ではなく、ノークリンプのショートカット繊維に着目し、繊維生産工程ではクリンプを付与せずに潜在捲縮性を有するショートカット繊維を作成し、主体繊維と混綿する工程前に本来有する捲縮を予備熱処理により顕在化させることにより、生産性が良好で、主体繊維と均一に混合できる本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、融点２２０℃以上のポリエステルＡと、流動開始温度がポリエステルＡの融点より４０℃以上低いポリエステルＢとがサイドバイサイド型に接合した複合繊維であり、ポリエステルＡとポリエステルＢの極限粘度差が０．０５〜０．１５の範囲で、繊維長５〜２５ｍｍ、繊度１〜１０デニールである潜在捲縮性能を有し、クリンプが発現していない熱接着性複合繊維を、ポリエステルＢが溶融しない温度で弛緩熱処理を施して５〜１５個／２５ｍｍのスパイラル捲縮を発現させた後、主体繊維と混綿し、ポリエステルＢが溶融する温度にて熱処理し、構成繊維同士を熱接着することを特徴とする不織布の製造方法を要旨とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、生産工程では熱接着性繊維にクリンプを付与せずに、主体繊維との混合前段階で、初めて繊維が有する潜在捲縮を顕在化させて捲縮を付与することで、主体繊維との混合状態を良好とし、機械的特性の良好な不織布を得ることができたものである。
【００１１】
すなわち、熱接着性繊維を構成するポリエステル重合体と低融点ポリエステル重合体との極限粘度差を適正化することで、弛緩熱処理により構成重合体間に収縮差を生じさせて潜在捲縮を顕在化させ、特定数値範囲のスパイラル捲縮を有する熱接着性複合繊維を得ることが可能となり、主体繊維と混合した場合、均一に分散されるため、不織布の強力斑による強力低下もなく、安定した不織布を生産することができる。
【００１２】
また、本発明に用いる熱接着性複合繊維は、繊維生産段階では、クリンプを付与しないため、ＥＣローターからの排出状態に問題なく、生産性が向上するとともに、梱包時の嵩が大きくならず袋への収納状態の良好となるという効果を奏するものである。
【００１３】
本発明では、潜在捲縮性能を有するショートカット熱接着性複合繊維を使用するので、自動車の廃材から車両用の不織布を再生する分野においても、廃材の中の繊維、発泡ウレタンと均一に混合、熱接着することが可能であり、安定した不織布を生産することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明について詳細に説明する。本発明に用いる熱接着性繊維は、融点（以下、Ｔｍと称する。）２２０℃以上のポリエステルＡと、流動開始温度（以下、Ｔｆと称する。）がポリエステルＡのＴｍより４０℃以上低いポリエステルＢとがサイドバイサイド型に接合した複合繊維である。ポリエステルＡの融点が２２０℃未満であると、複合繊維を安定して製糸することが困難であるとともに、熱接着処理時にポリエステルＡまでもが熱の影響を受けて熱劣化するため好ましくない。ポリエステルＡとしては、Ｔｍ２２０℃以上のポリアルキレンテレフタレートを用いることが好ましく、このようなポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート等が挙げられ、なかでも、生産性、機械的特性等の点からポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと称する。）を用いることが好ましい。また、ポリエステルＡには、その特性を損なわない範囲であれば、少量の共重合成分や艶消し剤、滑剤等の添加剤を含有していてもよい。
【００１５】
ポリエステルＢのＴｆは、ポリエステルＡのＴｍより４０℃以上低いものである。ポリエステルＢのＴｆとポリエステルＡのＴｍとの差が４０℃未満では、熱接着処理の際に高温とする必要が生じるため経済的に好ましくないばかりか、熱処理の際、ポリエステルＡの重合体の分解が起こりやすくなる。
【００１６】
ポリエステルＡとポリエステルＢとの極限粘度差は０．０５〜０．１５の範囲である。極限粘度差が０．０５未満では、弛緩熱処理において、充分な捲縮が発現されず、主体繊維や廃材の中に含まれる繊維、発泡ウレタン等と均一に混合できなくなるため好ましくない。一方、極限粘度差が０．１５を超えるとノズル直下の糸曲がり角度が大きくなり、製糸性が悪化する。たとえ紡糸が可能で、繊維が得られたとしても、弛緩熱処理時に微細な捲縮を発現するため、主体繊維や廃材の中に含まれる繊維、発泡ウレタン等と均一に混合できなくなるため好ましくない。
【００１７】
ポリエステルＢとしては、前記特性を満足するポリエステルであれば特に限定されず、例えば、イソフタル酸、脂肪族ジカルボン酸、脂肪族ジオール等を共重合したポリアルキレンテレフタレートが挙げられる。中でもイソフタル酸を２０〜４０モル％共重合したポリエチレンテレフタレートが好ましい。又、耐熱性が要求される分野にはε−カプロラクトン等の脂肪族ラクトンを１０〜２０モル％共重合したポリアルキレンテレフタレートが好ましい。
【００１８】
熱接着性繊維の複合形態はサイドバイサイド型とする。複合形態が、芯鞘型あるいは偏心タイプの芯鞘型では、弛緩熱処理時に充分な捲縮が発現しないため好ましくない。
【００１９】
本発明における熱接着性繊維の構成重合体において、両者ともにポリエステル系のものとするのは、両重合体同士を相溶性とすることによって、生産工程等において、両重合体の接合境界面において剥離しないためである。
【００２０】
断面形状は特に限定されないが、丸断面であることが好ましく、また、中空のものであってもよい。
【００２１】
熱接着性繊維の繊維長は、５〜２５ｍｍである。繊維長が５ｍｍ未満では、カット時のＥＣローターからの排出、梱包時の問題はないが、主体繊維や廃材の中に含まれる繊維、発泡ウレタンと均一に混合できなくなるため好ましくない。一方、繊維長が２５ｍｍを超えると、主体繊維等と均一に混合できなくなるため好ましくない。又、カット時のＥＣローターからの排出が不良となり、梱包重量が減少するため製造コストが高くなる。
【００２２】
熱接着性繊維の繊度は、１〜１０デニールである。繊度が１デニール未満では、カット時のＥＣローターからの排出、梱包時の問題はないが、ノズル直下の糸曲がり角度が大きくなり、製糸性が悪化するため好ましくない。繊度が１０デニールを超えると、カット時、ＥＣローターからの排出は問題ないが、梱包時に嵩高となり、また、主体繊維等との混合状態が悪くなる。さらには、主体繊維や発泡ウレタン等と混合したとき、熱接着性繊維のデニールが太いために、熱接着性繊維の構成本数が減少し、かつ熱接着性繊維と主体繊維等との接触面積が減少するため、得られる不織布の強力が低下するため好ましくない。
【００２３】
本発明における潜在捲縮性能を有する熱接着性複合繊維は、ポリエステルＡの重合体とポリエステルＢの重合体とを、通常用いられる２成分型複合紡糸装置により各々の重合体を溶融し、サイドバイサイド型紡糸口金を使用して捲取り、ノークリンプ延伸を行い、次いで、ノークリンプトウを用途に応じて５〜２５ｍｍのカット長に切断することにより得ることができる。このように得られた本発明の熱接着性複合繊維は、クリンプが付与されていないため、生産性が良好で梱包時に嵩高とならないという利点を有する。
【００２４】
本発明において熱接着性複合繊維は、主体繊維と混合して不織布とする際、混合工程前に、ポリエステルＢが溶融しない温度で弛緩熱処理を施して５〜１５個／２５ｍｍのスパイラル捲縮を発現させる。特定個数のスパイラル捲縮を付与することにより、主体繊維と均一に混合することができ、強力斑のない不織布を得ることができる。
【００２５】
弛緩熱処理により発現させるスパイラル捲縮の捲縮数が５個／２５ｍｍ未満では、主体繊維や廃材の中に含まれる繊維、発泡ウレタン等と均一に混合できなくなるため好ましくない。一方、捲縮数が１５個／２５ｍｍを超えると、開繊性が悪くなり、主体繊維や廃材の中に含まれる繊維、発泡ウレタンと均一に混合できなくなるため好ましくない。
【００２６】
弛緩熱処理は、前述の捲縮を発現させるものであって、例えば、熱風乾燥機等の熱処理機を用いて、６０℃×１５分行うことによって潜在捲縮を顕在化させる。
【００２７】
次に、前述の潜在捲縮が顕在化した熱接着性複合繊維と、主体繊維等と混綿し、ポリエステルＢが溶融する温度にて熱接着を施して、構成繊維同士を熱接着して不織布を得ることができる。
【００２８】
主体繊維としては、通常のポリエステル等の合成繊維が挙げられる。また、自動車の廃材から車両用の不織布（防音用途等）を再生する分野で用いるために、自動車の廃材の中に含まれる繊維や発砲ウレタンを主体繊維としては用いることが好ましい。
【００２９】
主体繊維と混合する際、熱接着性複合繊維を１０重量％以上混合する。不織布が含有する熱接着性複合繊維の量が１０重量％未満では、構成繊維同士の熱接着が不十分となり、得られる不織布の強力が低いものとなるため好ましくない。熱接着性複合繊維の含有量の上限については、用途に応じて適宜選択すればよいが、含有量が５０重量％を超えると、得られる不織布の強力は向上するがペーパーライクなものとなる。したがって、熱接着性繊維は、１０〜５０重量％含有させることが好ましく、更に好ましくは１５〜３０重量％である。
【００３０】
熱接着性複合繊維と主体繊維とを均一に混合した後、ポリエステルＢが溶融する温度で熱処理を施し、構成繊維同士を熱接着するが、具体的な熱処理温度としては、ポリエステルＢのＴｆより１０〜４０℃高い温度、好ましくはＴｆより１５〜２５℃高い温度で、かつ、ポリエステルＡのＴｍよりも低い温度とする。
【実施例】
【００３１】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。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）極限粘度：フェノールと四塩化エタンとの等重量混合液を溶媒とし、温度２０℃で測定した。
【００３２】
（２）ガラス転移点（Ｔｇ）、結晶開始温度（Ｔｃ）及び融点（Ｔｍ）：パーキンエルマー社製の示差走査熱量計ＤＳＣ−７型を使用し、昇温速度１０℃／分で測定した。
【００３３】
（３）Ｔｆ：フロテスター（島津製作所製ＣＦＴ−５００型）を用い、荷重１００Ｋｇ／ｃｍ2、ノズル径０．５ｍｍの条件で、初期温度５０℃より１０℃／分の割合で昇温していき、ポリマーがダイから流出し始める温度として求めた。
【００３４】
（４）繊維長：ＪＩＳ Ｌ−１０１５−７−４−１Ｃの方法により測定した。
【００３５】
（５）繊度：ＪＩＳ Ｌ−１０１５−７−５−１Ａの方法により測定した。
【００３６】
（６）弛緩熱処理後捲縮数：ノークリンプトウを２５ｍｍに切断し、自由に収縮し得る状態で６０℃×１５分間熱処理した後、ＪＩＳＬ−１０１５−７−１２−１の方法に準じて測定した。
【００３７】
（７）製糸性：紡糸操業性を次の３段階で評価した。△以上を合格とした。
○：紡糸操業性に問題ない。
△：若干、密着の発生はあるが、実用上は問題ない。
×：密着が激しく、紡糸操業性に問題あり。
【００３８】
（８）ＥＣローターからの排出状態：ＥＣローターからの排出状態を次の２段階で評価した。
○：排出状態は問題ない。
×：排出不良。
【００３９】
（９）梱包時の嵩高状態：梱包時の嵩高状態を次の２段階で評価した。
○：梱包時の嵩高は問題なく、紙袋への収納状態も良好である。
×：梱包時の嵩が大きいため紙袋への収納が悪く、梱包重量が減少する。
【００４０】
（１０）廃材との混合状態：廃材との混合状態を次の２段階で評価した。
○：廃材との混合状態は良好である。
×：廃材との混合状態は悪く、不織布の強力が低下する。
【００４１】
（１１）不織布の強力斑の有無：不織布の強力斑の有無を次の２段階で評価した。
○：不織布の強力斑はない。
×：不織布に強力斑がある。
【００４２】
実施例１
ポリエステルＡとして、極限粘度０．６７、Ｔｍ２５６℃のＰＥＴを、ポリエステルＢとして、テレフタル酸／イソフタル酸＝６０／４０（モル比）を共重合したＴｇ６５℃、Ｔｆ１１０℃、極限粘度０．５７の共重合ポリエステルを用意し、これらの重合体を通常の２成分複合溶融紡糸機にてサイドバイサイド型の紡糸口金３４４孔を用いて、５０：５０の比率（重量比）で紡糸温度２７０℃、引き取り速度８００ｍ／分、吐出量４５０ｇ／分の条件で紡糸した。得られた未延伸糸を束状に集束し、延伸温度５５℃、延伸倍率３．５倍で延伸を行い、１０万デニールのノークリンプトウに仕上げ油剤を付与し、単繊維繊度４デニールのノークリンプトウを得た。得られたノークリンプトウを繊維長１５ｍｍに切断し、紙袋に梱包した。
【００４３】
次に、廃材と混合する直前に熱接着性複合繊維に６０℃×１５分間弛緩熱処理を行い、潜在捲縮を顕在化させてスパイラル捲縮を発現させた。捲縮を発現した熱接着性複合繊維／廃材の中に含まれる繊維、発泡ウレタン＝２０／８０（重量比）の混率で混合し、連続熱処理機で１３０℃×５分間熱接着処理を行い不織布を得た。
【００４４】
製糸性、熱処理後捲縮数、ＥＣローターからの排出、梱包時の嵩高、廃材との混合状態は良好で、不織布の強力斑がないものであった。
【００４５】
実施例２〜３、比較例１〜２実施例２〜３、比較例１〜２については、繊度を表１のようにした以外は、実施例１と同様に行った。
【００４６】
実施例２、３は製糸性、熱処理後捲縮数、ＥＣローターからの排出、梱包時の嵩高、廃材との混合状態は良好で、不織布の強力斑がなかった。
【００４７】
比較例１は紡糸段階で密着が激しく、紡糸操業性が悪かった。比較例２は繊度が太すぎて廃材との混合状態が悪く、不織布の強力斑があった。実施例１〜３、比較例１〜２の評価結果を表１に示す。
【００４８】
【表１】
0004918111.tif 000002
【００４９】
実施例４〜５、比較例３〜４実施例４〜５、比較例３〜４については、ポリエステルＢの重合体の極限粘度を表２に示すごとく変更した以外は、実施例１と同様に行った。
【００５０】
実施例４、５は製糸性、熱処理後捲縮数、ＥＣローターからの排出、梱包時の嵩高、廃材との混合状態は良好で、不織布の強力斑もなかった。
【００５１】
比較例３は熱処理後捲縮数が少なくなるため、廃材との混合状態が悪く、不織布の強力斑があった。比較例４は紡糸段階で密着が激しく、紡糸操業性が悪かった。実施例４〜５、比較例３〜４の評価結果を表２に示す。
【００５２】
【表２】
0004918111.tif 000003
【００５３】
実施例６〜７、比較例５〜６実施例６〜７、比較例５〜６については、繊維長を表３に示すごとく変更した以外は、実施例１と同様に行った。
【００５４】
実施例６、７は製糸性、熱処理後捲縮数、ＥＣローターからの排出、梱包時の嵩高、廃材との混合状態は良好で、不織布の強力斑もなかった。
【００５５】
比較例５は繊維長が短かいため、廃材との混合状態が悪く、不織布の強力斑があった。比較例６は繊維長が長いため、ＥＣローターからの排出、廃材との混合状態が悪く、不織布の強力斑があった。実施例６〜７、比較例５〜６の評価結果を表３に示す。
【００５６】
【表３】
0004918111.tif 000004
【００５７】
実施例８〜９、比較例７実施例８〜９、比較例７については、廃材との混合比率を表４に示すごとく変更した以外は、実施例１と同様に行った。
【００５８】
実施例８、９は製糸性、熱処理後捲縮数、ＥＣローターからの排出、梱包時の嵩高、廃材との混合状態は良好で、不織布の強力斑もないものであった。
【００５９】
比較例７は熱接着性複合繊維の混合比率が少ないため、不織布の強力斑があり、強力が低かった。実施例８〜９、比較例７の評価結果を表４に示す。
【００６０】
【表４】
0004918111.tif 000005
【００６１】
実施例１０実施例１において、後述する熱接着性繊維を用い、不織布の熱接着処理を１８０℃×５分とした以外は、実施例１と同様にした。
【００６２】
熱接着性繊維は、次のようにして作成した。すなわち、ポリエステルＡとして極限粘度０．６７、Ｔｍ２５６℃のＰＥＴを、ポリエステルＢとしてテレフタル酸とエチレングリコールとのエステル化反応で得られたテレフタル酸成分とエチレングリコール成分との比が１／１．１３のＰＥＴオリゴマーに、ε−カプロラクトン（ε−ＣＬ）を酸成分に対して１５モル％及び１，４−ブタンジオールをジオール成分に対して５０モル％の割合で添加し、１時間エステル化反応を行った後、重縮合触媒としてテトラブチルチタネートを添加し、温度２６０℃、圧力１ｈＰａで３時間重縮合反応を行い、Ｔｇ４０℃、Ｔｃ９４℃、Ｔｍ１６０℃、極限粘度０．５７の共重合ポリエステルポリマーを使用し、耐熱性を有するノークリンプトウを得た。実施例１０は製糸性、熱処理後捲縮数、ＥＣロ−タ−からの排出、梱包時の嵩高、廃材との混合状態は良好で、不織布の強力斑もないものであった。
【００６３】
実施例１１〜１２、比較例８〜９実施例１１〜１２、比較例８〜９は、ポリエステルＢの極限粘度を表５に示すごとく変更した以外は、実施例１０と同様に行った。
【００６４】
実施例１１、１２は製糸性、熱処理後捲縮数、ＥＣロ−タ−からの排出、梱包時の嵩高、廃材との混合状態は良好で、不織布の強力斑もなかった。
【００６５】
比較例８は熱処理後捲縮数が少なくなるため、廃材との混合状態が悪く、不織布の強力斑があった。比較例９は紡糸段階で密着が激しく、紡糸操業性が悪かった。実施例１０〜１２、比較例８〜９の評価結果を表５に示す。
【００６６】
【表５】
0004918111.tif 000006