(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記に示すエチレン−プロピレン共重合体を含む繊維形成性樹脂を第一成分とし、融点が前記エチレン−プロピレン共重合体の融点より１０℃以上高いオレフィン系重合体またはその共重合体を第二成分とし、第一成分が繊維表面の少なくとも一部に露出するように複合紡糸され、延伸されてなる熱接着性複合繊維。
（１）エチレン含有量が６wt％以上、１５wt％以下。
（２）温度上昇溶離分別（ＴＲＥＦ）により測定される温度４０℃における溶出成分の溶出量が１４wt％以上。
（３）前記溶出成分に占めるエチレン成分の割合が１０wt％以上。
（４）前記溶出成分の重量平均分子量（Ｍｗ）が１０万以上。
（５）第一成分にエチレン−プロピレン共重合体を少なくとも７０ｗｔ％含有。
【請求項２】
エチレン−プロピレン共重合体の融点が１３０℃を超え、１４０℃以下である請求項１記載の熱接着性複合繊維。
【請求項３】
エチレン−プロピレン共重合体における重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）が３以下である請求項１または２に記載の熱接着性複合繊維。
【請求項４】
第二成分のオレフィン系重合体が結晶性ポリプロピレンである請求項１〜３のいずれかに記載の熱接着性複合繊維。
【請求項５】
前記延伸における延伸倍率が３倍以上である、請求項１〜４のいずれかに記載の熱接着性複合繊維。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の熱接着性複合繊維を少なくとも１０mass％含有し、熱接着性複合繊維の少なくとも一部が溶融し、熱接着されてなる不織布。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれかに記載の熱接着性複合繊維を少なくとも１０mass％含有し、熱接着性複合繊維の少なくとも一部が溶融し、熱接着されてなる合繊紙。
【請求項８】
下記に示すエチレン−プロピレン共重合体を含む繊維形成性樹脂を第一成分とし、融点が前記エチレン−プロピレン共重合体の融点より１０℃以上高いオレフィン系重合体またはその共重合体を第二成分とし、第一成分が繊維表面の少なくとも一部に露出するように複合紡糸され、3倍以上に延伸処理されてなる熱接着性複合繊維の製造方法。
（１）エチレン含有量が６wt％以上、１５wt％以下。
（２）温度上昇溶離分別（ＴＲＥＦ）により測定される温度４０℃における溶出成分の溶出量が１４wt％以上。
（３）前記溶出成分に占めるエチレン成分の割合が１０wt％以上。
（４）前記溶出成分の重量平均分子量（Ｍｗ）が１０万以上。
（５）第一成分にエチレン−プロピレン共重合体を少なくとも７０ｗｔ％含有。
【請求項９】
前記延伸処理の前、延伸処理の間、または延伸処理の後のいずれかの段階で６０℃以上１２０℃以下の範囲の温度でアニーリング処理を施す請求項８記載の熱接着性複合繊維の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は熱接着性複合繊維とこれを用いた不織布および合繊紙に関する。更に詳しくは、熱処理時の低温での熱接着性を有し、熱接着加工温度の範囲が広く、熱接着強力やヒートシール強力に優れ、また柔軟な触感を有する不織布、合繊紙を提供し得る熱接着性複合繊維、並びに不織布および合繊紙に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、衛生材料、包装材、フィルター、ウェットティッシュ、ワイパー、電池セパレーター、ヒートシール合繊紙等の様々な用途において、低融点成分の少なくとも一部が繊維表面に露出した熱接着性複合繊維で繊維間を熱接着させた熱接着不織布が使用されている。熱接着性複合繊維としては、低融点（鞘）成分／高融点（芯）成分（以下この組合せで示す）の組合せがポリエチレン／ポリプロピレン、ポリエチレン／ポリエステルが代表的であるが、両者の相溶性が必ずしも良好でないために、成分間剥離（鞘芯型複合繊維の場合は鞘芯間剥離）が生じ接着強力が必ずしも十分でないという欠点があり、また、エンボスロールによる熱圧着処理の場合、生産速度を上げると接着強度が低く、高温高圧とすると風合いが硬くなるという欠点もあるため、エチレン−プロピレン共重合体（以下ＥＰ、またはＥＰ共重合体と示すことがある）／ポリプロピレン（以下ＰＰと示すことがある）、エチレン−ブテン−プロピレン三元共重合体（以下ＥＢＰ、またはＥＢＰ共重合体と示すことがある）／ポリプロピレンの組合せからなる複合繊維が種々提案され、実用に供されている。この組み合わせの場合、両成分の相溶性が良いため、成分間剥離の問題が生じにくく優れた熱接着能を示す。また、上記共重合体は若干のゴム的性質を有するため比較的柔軟な不織布が得られる。
【０００３】
例えば、特開平４−７３２１４号公報では、プロピレン系共重合体を鞘成分とし、結晶性ポリプロピレンを芯成分とし、鞘成分／芯成分のメルトフローレート比を２〜１０の範囲とした熱接着性繊維が提案されている。特開平５−９８１０号公報では、プロピレン系共重合体を鞘成分とし、結晶性ポリプロピレンを芯成分とし、ＤＳＣ曲線でダブルピークを示すように低融点プロピレン系共重合体を選択することが提案されている。特開平６−１０８３１０号公報および特表２００１−５０２３８８号公報では、鞘成分を低融点プロピレン共重合体とし、芯成分を結晶性ポリプロピレンとし、延伸倍率を低くして樹脂の配向結晶性を抑制した熱接着性複合繊維が提案されている。
【０００４】
ＷＯ９８／２３７９９公報では、アイソタクチックペンタッド分率が０．９５０〜０．９９５、シンジオタクチックペンタッド分率が０〜０．００４であり、重量平均分子量（Ｍｗ）が５万〜１００万、重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．５〜３．８であるポリプロピレンを一成分とした複合繊維が提案されている。特開平１０−２９８８２４号公報では、エチレン含有量が０．０１〜１５mol％であり、所望の範囲の共重合体主鎖中の３個のモノマー連鎖単位の割合を有する重量平均分子量（Ｍｗ）が５万〜１００万、Ｍｗ／Ｍｎが１．５〜３．８であるエチレン−プロピレン共重合体を一成分とした複合繊維が提案されている。さらに、特開２００１−２５４２５６号公報では、鞘成分をＭｗ／Ｍｎが４．５以下、融点が１３０℃以下、平均溶出温度が６０〜９０℃、溶出分散度が２０以下であるエチレン−プロピレン共重合体とし、芯成分をＭｗ／Ｍｎが１．５〜４．５のホモポリプロピレンとした熱接着性複合繊維が提案されている。
【０００５】
また、鞘成分に２種類以上の樹脂を混合する提案がいくつかなされている。例えば、特開平６−１８４８２２号公報では、鞘成分に高密度ポリエチレンと少量のエチレン−プロピレン共重合体とを混合した熱接着性複合繊維を提案している。特開平６−１１６８１５号公報では、鞘成分をプロピレン系２元または三元共重合体と融点または軟化点が１２５〜６０℃の少量の飽和炭化水素ワックスとを混合した熱接着性複合繊維を提案している。本出願人においても、特開２０００−４５１２５号公報では、鞘成分にエチレン含有量が７．０重量％以上のエチレン−プロピレン共重合体を２０〜５０重量％と、エチレン含有量３．０〜５．０重量％のエチレン−プロピレン共重合体を８０〜５０重量％との混合体からなる複合繊維を提案している。特開２０００−１１００２４号公報では、ＭＦＲ４〜１００のエチレン-プロピレン共重合体１００重量部に対し、ＭＦＲ４〜１００のポリエチレンを０．５〜２０重量部配合したポリプロピレン繊維を提案している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記複合繊維には以下の問題点が挙げられる。例えば、特開平４−７３２１４号公報記載の複合繊維は、鞘成分／芯成分のＭＦＲ比を２〜１０と大きくすることにより欠点を解消しようと試みているが、紡糸性、延伸性が悪く、製造工程中、特に紡糸工程時に繊維間融着を引き起こしたりする。特開平５−９８１０号公報では、芯成分と鞘成分の間に融点差を設けているため、１４５℃以上の熱風処理など高温加工には適しているが、１４５℃未満の熱処理において検討がなされておらず、選択されるプロピレン系共重合体は、エチレン含有量の比較的少ない樹脂を用いており、しかも紡糸ドラフトや延伸ドラフトが加わることで、結晶化が進み高結晶となり、低温接着性に有利である低結晶成分が少なく、低温接着性は十分とはいえない。特開平６−１０８３１０号公報および特表２００１−５０２３８８号公報では、融点の低い樹脂を採用し、延伸倍率を低く抑えて芯成分と鞘成分に温度差を設けようと試みているが、融点の低いプロピレン系共重合体は繊維間融着を引き起こし易く、延伸倍率を低く抑えるため、伸度が大きくなり繊維にコシがなく、カード通過性に劣る。
【０００７】
ＷＯ９８／２３７９９公報、特開平１０−２９８８２４号公報、および特開２００１−２５４２５６号公報で用いられているエチレン−プロピレン共重合体は、いずれもメタロセン触媒を用いて重合されたものであり、紡糸安定性に優れ、低融点であるので、低温での熱接着性に優れるものの、低結晶成分が極端に少ないため、チーグラー−ナッタ触媒を用いて重合されたエチレン−プロピレン共重合体独特のゴム的性質が失われ、得られる不織布の触感が柔軟とはいえない。
【０００８】
また、特開平６-１８４８２２号公報では、高密度ポリエチレンに少量のエチレン−プロピレン共重合体を混合することにより、鞘の融点を上昇させ、圧着時の樹脂の広がりを抑制して、熱ロール時の穴開き現象の発生を抑制することができるが、高密度ポリエチレンが主体であるため、鞘成分と芯成分との相溶性は良好とはいえず、鞘芯間剥離が生じて接着強力は十分とはいえない。特開平６−１１６８１５号公報では、分子量が８０００以下の飽和炭化水素ワックスを混合するため、低温接着性に優れるものの、紡糸時の発煙し、作業環境面で悪影響を及ぼすだけでなく、熱劣化によりノズル口金へ分解物が付着し、長期生産性に劣るという問題を含んでいる。さらに、繊維形成後も経時的にワックス成分がブリードアウトする恐れがあり、最終製品に悪影響を及ぼす恐れがある。特開２０００−４５１２５号公報では、面反発性やクッション性には効果があるが、低温での熱接着性、柔軟性においては十分とはいえなかった。特開２０００−１１００２４号公報では、ポリエチレンを少量配合することにより低温でのヒートシール性を向上させているが、エチレン−プロピレン共重合体とポリエチレンとは、相溶性が悪く、安定した紡糸性が得られない。さらに、相溶性が悪いため、熱接着強力がばらつき安定した不織布強力が得られない。
【０００９】
本発明の目的は、上記の観点から、紡糸時の融着など繊維生産性、ならびにカード通過性など不織布生産性に優れ、低温熱接着性に優れるとともに、触感がべたつき感の少ない柔軟な不織布あるいは合繊紙を得るのに好適な熱接着性複合繊維と、これを用いた不織布および合繊紙を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題につき鋭意検討した結果、エチレン成分を多く含み、比較的高分子量である低結晶成分を多く含有するエチレン−プロピレン共重合体を少なくとも繊維表面の一部に露出するように配置させることにより、上記課題を解決したものである。すなわち、本発明の熱接着性複合繊維は、エチレン含有量が５wt％以上、１５wt％以下であり、温度上昇溶離分別（ＴＲＥＦ）により測定される温度４０℃における溶出成分の溶出量が１４wt％以上であり、前記溶出成分に占めるエチレン成分の割合が１０wt％以上、前記溶出成分の重量平均分子量（Ｍｗ）が１０万以上であるエチレン−プロピレン共重合体を少なくとも７０ｗｔ％含む繊維形成性樹脂を第一成分とし、融点が前記エチレン−プロピレン共重合体の融点より１０℃以上高いオレフィン系重合体またはその共重合体を第二成分とし、第一成分が繊維表面の少なくとも一部に露出するように複合紡糸されて、延伸されてなる熱接着性複合繊維である。
【００１１】
前記エチレン−プロピレン共重合体の融点は、１３０℃を超え、１４０℃以下であることが好ましい。また、前記エチレン−プロピレン共重合体における重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）は、３以下であることが好ましい。
【００１２】
前記第二成分のオレフィン系重合体は、結晶性ポリプロピレンであると、第一成分と同質の樹脂で構成され、鞘芯間剥離を抑えることができ、好ましい。
【００１３】
本発明の熱接着性複合繊維は、エチレン含有量が５wt％以上、１５wt％以下であり、温度上昇溶離分別（ＴＲＥＦ）により測定される温度４０℃における溶出成分の溶出量が１４wt％以上であり、前記溶出成分に占めるエチレン成分の割合が１０wt％以上、前記溶出成分の重量平均分子量（Ｍｗ）が１０万以上であるエチレン−プロピレン共重合体を含む繊維形成性樹脂を第一成分とし、融点が前記エチレン−プロピレン共重合体の融点より１０℃以上高いオレフィン系重合体またはその共重合体を第二成分とし、第一成分が繊維表面の少なくとも一部に露出するように複合紡糸されてなる。
【００１４】
本発明の不織布は、前記熱接着性複合繊維を少なくとも１０mass％含有し、熱接着性複合繊維の少なくとも一部が溶融し、熱接着されており、熱接着強力に優れるとともに、柔軟な触感を有する。
【００１５】
本発明の合繊紙は、前記熱接着性複合繊維を少なくとも１０mass％含有し、熱接着性複合繊維の少なくとも一部が溶融し、熱接着されており、熱接着強力および低温ヒートシール強力に優れる。
【００１６】
前記不織布あるいは前記合繊紙は、実用的な強力および柔軟な触感を有するので、衛生材料、包装材、フィルター、ウェットティッシュ、ワイパー、電池セパレーター、ヒートシール紙等に好適である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の熱接着性複合繊維において、第一成分に含まれるエチレン−プロピレン共重合体は、エチレン含有量５wt％以上、１５wt％以下の範囲のものを用いる。好ましいエチレン含有量の下限は６wt％以上である。好ましいエチレン含有量の上限は１０wt％以下である。エチレン含有量が５wt％未満であると、融点が高くなる傾向であり、低温での熱接着性に劣り、不織布製造時の熱接着加工温度の範囲が狭くなる恐れがある。エチレン含有量が１５wt％を超えると、繊維製造時に繊維間融着が生じる恐れがあり、また軟化点や融点が低くなりすぎて、不織布製造時に繊維ウェブを集積するネットへ溶融した樹脂が付着したり、あるいは熱ロール処理においては、ロールへの粘着が発生するなど工程性が低下する傾向にある。
【００１８】
前記エチレン−プロピレン共重合体において、温度上昇溶離分別（ＴＲＥＦ）により測定される温度４０℃における溶出成分の溶出量は、１４wt％以上とする必要がある。好ましい溶出量の下限は、１６wt％以上である。好ましい溶出量の上限は、２０wt％以下である。ＴＲＥＦによる４０℃での溶出成分は、エチレン−プロピレン共重合体の結晶性を示すパラメーターであり、低結晶成分であるほど低温で溶出される。そして、前記溶出量は、値が大きいほど低結晶成分がポリマーに占める割合が多いことを示す。溶出量が１４wt％未満であると、低結晶成分が少なく、紡糸ドラフトや延伸ドラフトが加わることで、結晶化が進み高結晶となり、低温での熱接着性に劣る傾向にある。溶出量があまり大きすぎると、低結晶成分が多くなりすぎて、繊維自体のコシがなくなるため、不織布製造時のカード通過性などに劣る傾向にある。
【００１９】
前記温度上昇溶離分別（ＴＲＥＦ：Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｒｉｓｉｎｇ  Ｅｌｕｔｉｏｎ  Ｆｒａｃｔｉｏｎ）は、下記により測定することができる。
［温度上昇溶離分別（ＴＲＥＦ）］
カラムを装着したクロス分別装置に、ポリマーを下記の溶媒に完全に溶解させて供給した後に、所定の冷却速度で０℃まで冷却し、不活性坦体表面に薄いポリマー層を生成させる。次に、所定の温度で連続的に４０℃まで昇温し、４０℃までに溶出した成分（溶出成分）を回収し、溶出成分の重量を測定し、溶出量とした。
0003790459.tif 000002
なお、温度上昇溶離分別（ＴＲＥＦ）の詳細については、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  第２６巻、第４２１７〜４２３１頁（１９８１年）に記載されている。
【００２０】
前記溶出成分に占めるエチレン成分の割合（溶出エチレン含有量）は、１０wt％以上とする必要がある。好ましい溶出エチレン含有量の下限は、１１wt％以上である。好ましい溶出エチレン含有量の上限は、１６wt％以下である。溶出エチレン含有量は、値が大きいほど、低温での熱接着性に寄与するエチレン成分を多く含み、ゴム的性質が強くなる傾向であり、柔軟性も高くなる傾向である。溶出エチレン含有量が１０wt％未満であると、低温での熱接着性に劣る傾向にある。溶出エチレン含有量があまり大きすぎると、ゴム的性質が強くなりすぎて、紡糸時に融着を引き起こすなどの繊維生産性や、繊維自体のコシがなくなりカード通過性など不織布生産性にも影響を及ぼし、触感もべたつき感が強くなる傾向にある。
【００２１】
前記エチレン含有量および前記溶出成分に占めるエチレン成分の割合は、エチレン−プロピレン共重合体および溶出成分のＩＲスペクトルにおける７３０cm-1のエチレンピークから算出することができる。
【００２２】
前記溶出成分における重量平均分子量（Ｍｗ）は、１０万以上とする必要がある。好ましいＭｗの下限は、１０．５万以上である。好ましいＭｗの上限は、１５万以下である。溶出成分における重量平均分子量（Ｍｗ）は、値が大きいほど、低結晶成分の重合度が大きいことを示し、エチレン−プロピレン共重合体特有のゴム的性質や紡糸時の融着が抑制される傾向にある。Ｍｗが１０万未満であると、紡糸時に融着を引き起こすなどの繊維生産性やカード通過性など不織布生産性に劣り、触感もべたつき感が強くなる傾向にある。Ｍｗがあまりに大きすぎると、低温での熱接着性や不織布の柔軟性に劣る傾向にある。
【００２３】
前記溶出成分における重量平均分子量（Ｍｗ）は、溶出成分のゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により求めることができる。
【００２４】
本発明の熱接着性複合繊維に用いられるエチレン−プロピレン共重合体は、ＴＲＥＦによる前記溶出成分において溶出量、エチレン含有量、重量平均分子量（Ｍｗ）をすべて満足するものが、紡糸時の融着など繊維生産性、ならびにカード通過性など不織布生産性に優れ、低温での熱接着性に優れるとともに、触感がべたつき感の少ない柔軟な不織布あるいは合繊紙を得るのに好適な熱接着性複合繊維となる。上記を満たすエチレン−プロピレン共重合体としては、例えば、サンアロマ−（株）製のＰＭ９４０Ｍ（溶出量約１８wt％、エチレン含有量約１４wt％、Ｍｗ約１２万）等がある。
【００２５】
前記エチレン−プロピレン共重合体の融点は、１３０℃を超え、１４０℃以下であることが好ましい。より好ましい融点の下限は、１３２℃以上である。なお、融点は、ＪＩＳ−Ｋ−７１２２に準じてＤＳＣ法により測定される。融点が１３０℃を下回ると、軟化点が低くなりすぎて紡糸時に融着が生じる恐れがあり、また得られる繊維自体もコシがなく、ゴム的性質が強くなりすぎるため、不織布製造時のカード通過性に劣る傾向にある。融点が１４０℃を超えると、低温での熱接着性に劣り、第二成分をプロピレン系重合体としたとき、融点差が小さく、不織布製造時の熱接着加工温度の範囲が狭くなり、加工温度の管理が困難となるだけでなく、第二成分も熱の影響を受けて風合いが硬くなる恐れがある。
【００２６】
前記エチレン−プロピレン共重合体におけるＡＳＴＭ−Ｄ−１２３８に準ずるメルトフローレート（ＭＦＲ、温度２３０℃、荷重２１．２Ｎ（２．１６kgf））は、１g/10min以上、１００g/10min以下の範囲であることが好ましい。より好ましいＭＦＲの下限は、１０g/10min以上である。より好ましいＭＦＲの上限は、５０g/10min以上である。ＭＦＲが１g/10min未満であると、エチレン−プロピレン共重合体の分子量が大きすぎるため溶融粘度が低くなり、紡糸時の糸切れなどの問題を発生しやすい。一方、ＭＦＲが１００g/10minを超えると、エチレン−プロピレン共重合体の分子量が小さすぎるため、紡糸時の融着が生じる恐れがあり、また繊維自体のコシのなくなり、不織布製造時のカード通過性が劣る傾向にある。
【００２７】
前記エチレン−プロピレン共重合体における重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）は、３以下であることが好ましい。Ｍｗ／Ｍｎを３以下とすることにより、紡糸性が良好となる傾向にあり、好ましい。
【００２８】
本発明の熱接着性複合繊維において、第一成分は前記エチレン−プロピレン共重合体主体で構成することが好ましく、第一成分に少なくとも７０wt％含有することがより好ましい。さらに好ましくは、８０wt％以上含有することである。そして、前記エチレン−プロピレン共重合体による低温での熱接着性や触感を阻害しない範囲で、他の樹脂、例えば、前記溶出成分を含有しないエチレン−プロピレン共重合体、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンなどのオレフィン系重合体またはその共重合体を混合することができる。
【００２９】
さらに、前記第一成分には、繊維生産性、不織布生産性、および低温での熱接着性、触感を阻害しない範囲であれば、無機物（例えば、炭酸カルシウム、タルク等）等の公知の結晶核剤を１０mass％以下で混合してもよい。結晶核剤を混合すると、繊維製造時の繊維間融着を防止する効果をさらに向上させることができ、また、触感の柔らかい不織布を得ることができるという利点がもたらされる。また、第一成分には、必要に応じてその他の添加剤、例えば、帯電防止剤、顔料、艶消し剤、熱安定剤、光安定剤、難燃材、抗菌剤、滑剤、可塑剤、柔軟剤等を用途等に応じて混合することができる。
【００３０】
次に、本発明の熱接着性複合繊維における第二成分は、第一成分における前記エチレン−プロピレン共重合体の融点よりも１０℃以上高い融点を有するオレフィン系重合体またはその共重合体が用いられる。好ましくは、エチレン−プロピレン共重合体の融点よりも２０℃以上高い融点を有するオレフィン系重合体またはその共重合体である。第二成分が第一成分におけるエチレン−プロピレン共重合体の融点との差が１０℃未満であると、不織布製造時の熱接着加工温度の範囲が狭くなり、加工温度の管理が困難となるだけでなく、第二成分も熱の影響を受けて風合いが硬くなる恐れがある。
【００３１】
上記範囲を満たすオレフィン系重合体またはその共重合体としては、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、エチレン−ビニルアルコール共重合体などが挙げられ、なかでも、結晶性ポリプロピレンは、第一成分に含まれるエチレン−プロピレン共重合体と同質であり相溶性がよく、成分間で剥離が生じにくく、熱接着性に優れ、好ましい。
【００３２】
前記第二成分もまた、必要に応じて各種の添加剤を含んでよい。具体的には、帯電防止剤、顔料、艶消し剤、熱安定剤、光安定剤、難燃材、抗菌剤、滑剤、可塑剤、柔軟剤等を含んでよい。
【００３３】
次に、本発明の熱接着性複合繊維は、前記第一成分および第二成分で構成され、第一成分が繊維表面の少なくとも一部に露出するように配置される。ここで、「第一成分が繊維表面の少なくとも一部に露出する」とは、繊維断面の周の少なくとも一部を第一成分が占めていることをいう。本発明の熱接着性複合繊維において、第一成分は、好ましくは繊維断面の周の２０％以上、１００％以下、より好ましくは、５０％以上、１００％以下を占め、もっとも好ましくは、１００％を占める。
【００３４】
前記構造を有する複合繊維としては、例えば、同心円状あるいは偏心状に配置された鞘芯型複合繊維、並列型複合繊維、分割型複合繊維、海島型複合繊維等がある。本発明の熱接着性複合繊維の繊維断面形状は、円状、異形状、中空状のいずれであってもよい。特に、同心円状に配置された鞘芯型複合繊維は、熱接着加工したときの熱接着点が多く、熱接着能を十分に発揮することができるので都合がよい。
【００３５】
前記第一成分／前記第二成分の複合比（容積比）は、８／２〜２／８であることが好ましい。より好ましくは７／３〜３／７である。複合比が８／２を超えると、熱収縮が大きくなる恐れがある。複合比が２／８未満であると、この繊維を用いて熱接着不織布を製造した場合、十分な不織布強力を有する不織布を得ることができない恐れがある。
【００３６】
本発明の熱接着性複合繊維の繊度は、特に限定されず、用途に応じて適宜選択すればよい。例えば、衛生材料、ウェットティッシュ等の低目付の不織布（約１０〜８０g/m2）を製造する場合であれば、触感のよい不織布が得られるよう熱接着性複合繊維の繊度は、０．５dtex以上、４dtex以下の範囲であることが好ましい。
【００３７】
次に、本発明の熱接着性複合繊維の製造方法について説明する。まず、第一成分として、エチレン含有量が５wt％以上、１５wt％以下であり、温度上昇溶離分別（ＴＲＥＦ）により測定される温度４０℃における溶出成分の溶出量が１４wt％以上であり、前記溶出成分に占めるエチレン成分の割合が１０wt％以上、前記溶出成分の重量平均分子量（Ｍｗ）が１０万以上であるエチレン−プロピレン共重合体を一種または複数種用意し、必要に応じて他の樹脂あるいは結晶核剤や添加剤を混合して第一成分の原料樹脂とする。第二成分として、融点が前記エチレン−プロピレン共重合体の融点より１０℃以上高いオレフィン系重合体またはその共重合体を用意する。
【００３８】
前記第一成分および第二成分を公知の溶融紡糸機を用いて溶融紡糸し、繊度１dtex以上、７５dtexの範囲の紡糸フィラメントを作製する。例えば、紡糸温度２００℃以上、３５０℃以下の範囲で押し出し、引取速度１００m/min以上、１５００m/min以下の範囲で溶融紡糸するとよい。第一成分の紡糸温度が２００℃未満であると、溶融した樹脂の溶融粘度が高いために糸切れが発生しやすい。第一成分の紡糸温度が３５０℃を超えると、溶融粘度が低いために紡糸フィラメント同士が融着しやすく、また樹脂の熱分解により紡糸性が低下する。第一成分の好ましい紡糸温度は、２３０℃以上、３００℃以下の範囲である。一方、第二成分として結晶性ポリプロピレンを用いた場合、好ましい紡糸温度は、２３０℃以上、３００℃以下の範囲である。
【００３９】
前記紡糸フィラメントにおける引取繊度は、１dtex以上、７５dtexの範囲であることが好ましい。紡糸フィラメントの引取繊度が１dtex未満であると、糸切れ等が生じて繊維生産性が低下する。紡糸フィラメントの引取繊度が７５dtexを超えると、繊度の小さい熱接着性複合繊維を得ることが困難となる。本発明の熱接着性複合繊維で不織布を形成する場合、不織布の風合いを良好なものとするためには、紡糸フィラメントの引取繊度を３dtex以上、２０dtex以下の範囲とすることが好ましい。
【００４０】
次いで、紡糸フィラメントを公知の延伸処理機を用いて延伸処理して、延伸フィラメントを得る。延伸処理は、延伸温度を３０℃以上、９５℃以下の範囲とし、延伸倍率を２．５倍以上、５倍以下の範囲で実施することが好ましい。より好ましい延伸倍率の下限は、３倍以上である。より好ましい延伸倍率の上限は、４．５倍以下である。前記エチレン-プロピレン共重合体は、重量平均分子量の比較的大きい低結晶成分を多く含有するので、延伸倍率を２．５倍未満の低延伸処理により結晶化を抑制させずとも、低温での熱接着性に寄与する低結晶成分を含有させることができる。延伸倍率が２．５倍未満であると、得られる繊維自体にコシがなく、低強度高伸度の繊維となる傾向であり、カード通過性が不十分となる恐れがあるだけでなく、不織布強力が低下することがある。延伸倍率が５倍を超えると、エチレン−プロピレン共重合体の結晶化が進み、低温での熱接着性が低下する恐れがある。延伸方法は、温水または熱水中で実施する湿式延伸法、または乾式延伸法のいずれであってもよい。
【００４１】
本発明の熱接着性複合繊維の製造過程においては、延伸処理の前、延伸処理の間、または延伸処理の後のいずれかの段階で、６０℃以上、１２０℃以下の範囲の温度でアニーリング処理を施すことが好ましい。アニーリング処理は、乾熱、湿熱、または蒸熱を用いて、緊張状態あるいは弛緩状態で実施される。アニーリング処理は、繊維の結晶性を高めて繊維にコシを付与し、不織布製造時のカード通過性等の向上に寄与する。ここでも前記エチレン−プロピレン共重合体であれば、重量平均分子量の比較的大きい低結晶成分を多く含有するので、低温熱接着性が阻害されない程度の結晶化が可能となる。また、アニーリング処理の条件によって、不織布の風合いを調整することが可能である。
【００４２】
例えば、得られた延伸フィラメントを、ステープル繊維、あるいはエアレイ用短繊維の形態で得ようとする場合、得られた延伸フィラメントには、必要に応じて、所定量の繊維処理剤を付着させ、クリンパー（捲縮付与装置）で捲縮を与える。捲縮付与後のフィラメントに６０℃以上、１２０℃以下の範囲の温度で数秒から約３０分間、アニーリング処理を施す。繊維処理剤を付着させた後でアニーリング処理を実施する場合、アニーリング処理温度を８０℃以上、１１５℃以下の範囲とし、処理時間を５分以上として、アニーリング処理を実施すると同時に繊維処理剤を乾燥させることがより好ましい。アニーリング処理の温度を低く設定することにより、不織布強力の高い不織布を得ることができ、アニーリング処理の温度を高く設定することにより、風合いが柔軟な不織布を得ることができる。アニーリング処理終了後、フィラメントは用途等に応じて所定の長さにカットされる。ステープル繊維であれば、３０mm以上、１００mm以下の範囲であることが好ましい。エアレイ用短繊維であれば、１mm以上、５０mm以下の範囲であることが好ましい。
【００４３】
本発明の熱接着性複合繊維を合繊紙用短繊維として用いる場合、所定量の繊維処理剤を付着させ、用途等に応じて２mm以上、２０mm以下の長さにカットし、水分率を０〜５０mass％に調整するとよい。合繊紙用短繊維は、合繊紙の紙強力およびヒートシール強力を高くするために、延伸処理後にアニーリング処理を施さずに製造することが好ましい。したがって、合繊紙用短繊維の水分率を小さくするまたは０％とする場合には、できるだけ低温で乾燥処理を実施することが好ましい。
このようにして得られる本発明の熱接着性複合繊維は、例えば、本発明の不織布または合繊紙を製造するために用いることができる。
【００４４】
続いて、本発明の不織布を、その製造方法とともに説明する。本発明の不織布は、前記熱接着性複合繊維を少なくとも１０mass％含有するように繊維ウェブを作製し、繊維ウェブを熱処理し、熱接着性複合繊維の表面の少なくとも一部（すなわち第一成分）を溶融させて繊維間を熱接着させることにより得ることができる。本発明の不織布は、前記熱接着性複合繊維を熱接着成分として前記エチレン−プロピレン共重合体を使用しているので、低温での熱接着性に優れており、熱接着加工温度の範囲が広く、低温で熱処理を行っても優れた熱接着強力を有している。さらに、第二成分（芯成分）の融点よりも十分に低い温度で繊維間を熱接着し得るから、第二成分の溶融または軟化に起因する不織布の柔軟性の低下が生じないので、柔軟性を維持しつつ、べたつき感が低減された触感を有し、実用的な強力と柔軟な触感を両立するさせることができる。
【００４５】
本発明の不織布には、前記熱接着性複合繊維以外に他の繊維を混綿、積層してもよく、例えば、コットン、シルク、ウール、麻、パルプなどの天然繊維、レーヨン、キュプラなどの再生繊維、アクリル系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリオレフィン系、ポリウレタン系などの合成繊維から１種または複数種の繊維を用途などに応じて選択するとよい。なかでも、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、あるいはエチレン−ブテン−プロピレン三元共重合体等からなるポリオレフィン系繊維と組み合わせて不織布を製造するのに適しており、特に、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、あるいはエチレン−ブテン−プロピレン三元共重合体等からなるポリプロピレン系繊維と良好に接着する。本発明の不織布を前記熱接着性複合繊維のみで構成してもよいことはいうまでもない。
【００４６】
本発明の不織布を製造するに際して、繊維ウェブの形態は特に限定されず、ステープル繊維からなるパラレルウェブ、セミランダムウェブ、ランダムウェブ、クロスウェブ、クリスクロスウェブなどのカードウェブ、短繊維を湿式抄紙した湿式ウェブ、短繊維からなるエアレイウェブ、長繊維からなるスパンボンドウェブ、あるいはメルトブローウェブなどから目的に応じて任意に選択することができる。繊維ウェブは、異なる種類の繊維ウェブを２種類以上積層してもよい。不織布の柔軟性をより重視する場合には、ステープル繊維からなるカードウェブを用いて不織布を製造することが好ましい。また、繊維間を絡合させるために、繊維ウェブには、必要に応じて熱処理前および／または熱処理後にニードルパンチ処理や水流交絡処理等の二次加工を施してもよい。
【００４７】
繊維ウェブを形成した後、繊維ウェブに公知の熱処理手段により熱処理を施し、熱接着性複合繊維の少なくとも一部を溶融させて熱接着する。熱処理手段としては、熱風吹き付け法および熱圧着法から選ばれた少なくとも１種の熱処理方法を用いることが好ましい。特に、エンボスロールを用いた熱圧着法は、より低温で熱接着でき、また圧接面積が小さいので、不織布の柔軟性を重視する場合には好ましい熱処理手段である。
【００４８】
前記熱処理方法における熱処理温度等の熱処理条件は、採用する熱処理方法に応じて適宜設定される。例えば、熱風吹き付け法（エアースルー法）を採用する場合、熱処理温度は、第一成分におけるエチレン−プロピレン共重合体の融点以上であり、第二成分の融点未満、好ましくは第二成分の融点より１０℃低い温度以下の範囲に設定するとよい。熱処理温度は、エチレン−プロピレン共重合体の融点未満であると、十分な熱接着強力が得られず、第二成分の融点を超えると、不織布の柔軟性を損なうからである。
【００４９】
エンボスロールを用いた熱圧着法（エンボス法）を採用する場合、ロール間の圧力（線圧）は、１５０N/cm以上、１５００N/cm以下の範囲であることが好ましい。線圧が１５０N/cm未満であると、熱接着が不十分となり、不織布強力が低下する恐れがある。線圧が１５００N/cmを超えると、エンボス部分において穴開き（ピンホール）が発生し、不織布の外観を損なう恐れがある。
【００５０】
前記エンボスロールを用いた熱圧着法におけるロール温度（Ｔ℃）は、第一成分におけるエチレン−プロピレン共重合体の融点−２０（℃）≦Ｔ（℃）＜第二成分の融点−１５（℃）であることが好ましい。より好ましくは、エチレン−プロピレン共重合体の融点−１５（℃）≦Ｔ（℃）＜第二成分の融点−２５（℃）の範囲である。ロール温度がエチレン−プロピレン共重合体の融点−２０（℃）未満であると、十分な熱接着強力が得られず、第二成分の融点−１５（℃）を超えると、不織布の柔軟性を損なうからである。
【００５１】
本発明の合繊紙は、前記熱接着性複合繊維を少なくとも１０mass％含有する湿式ウェブを熱処理し、熱接着性複合繊維の表面の少なくとも一部（すなわち第一成分）を溶融させて繊維間を熱接着させることにより得ることができる。熱処理は、第一成分におけるエチレン−プロピレン共重合体の融点以上、第二成分の融点−１０（℃）未満の範囲で実施される。
【００５２】
本発明の合繊紙には、前記熱接着性複合繊維以外に他の繊維を混綿、積層してもよく、例えば、麻、パルプなどの天然繊維、レーヨン、キュプラなどの再生繊維、アクリル系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリオレフィン系、ポリウレタン系などの合成繊維から１種または複数種の繊維を用途などに応じて選択するとよい。本発明の合繊紙は、前記熱接着性複合繊維のみからなるものであってもよい。
【００５３】
本発明の合繊紙は、優れたヒートシール性を有するから、ヒートシール紙として用いることができる。ヒートシール紙を用いれば、接合部を有する製品（例えば、ティーバッグや水切りパックなど）をヒートシール処理によって接合部を形成することにより製造できる。そのような製品（例えばティーバッグ）は、上記の方法で得た合繊紙を所望の形状（例えば袋状）に整えた後、ヒートシール機でヒートシール処理を施して接合部を形成することにより製造される。ヒートシール機は、公知のものであってよく、例えば熱ロールタイプ、スタンプタイプなどが使用される。ヒートシール温度は、第一成分におけるエチレン−プロピレン共重合体の融点−２０（℃）以上、第二成分の融点＋４０（℃）未満の範囲とすることが好ましい。
【００５４】
本発明の不織布および合繊紙は、実用的な強力及び柔軟でべたつき感の少ない触感を有するから、衛生材料、包装材、フィルター、ウェットティッシュ、ワイパー、電池セパレーター、ヒートシール紙等の用途に好適である。
【００５５】
【実施例】
以下、本発明の内容について実施例を挙げて具体的に説明する。なお、単繊維強伸度、不織布の比容積、引張強力、破断伸度、ドレープ係数は、以下のように測定した。
【００５６】
［単繊維強伸度］
ＪＩＳ−Ｌ−１０１５に準じ、引張試験機を用いて、試料のつかみ間隔を２０mmとしたときの繊維切断時の荷重値および伸びを測定し、それぞれ単繊維強力、単繊維伸度とした。
【００５７】
［不織布の比容積］
厚み測定機（（株）大栄科学精機製作所製、ＴＨＩＣＫＮＥＳＳ  ＧＡＵＧＥモデルＣＲ−６０Ａ）を用い、試料１cm2あたり２９．４mNの荷重を加えた状態で、不織布の厚みを測定し、不織布の厚みと不織布の目付から比容積を算出した。
【００５８】
［不織布の引張強力、破断伸度］
ＪＩＳ−Ｌ−１０９６に準じ、幅５cm、長さ１５cmの試料片をつかみ間隔１０cmで把持し、定速伸長型引張試験機を用いて引張速度３０cm/minで伸長し、切断時の荷重値および伸長率をそれぞれ引張強力、破断伸度とした。なお、試料片は不織布の幅方向（ＣＤ方向）が試料片の長さ方向になるよう作製した。
【００５９】
［不織布のドレープ係数］
ＪＩＳ−Ｌ−１０９６−６．１９．７法（ドレープ係数）に準じて測定した。
【００６０】
［実施例１］
同心円状芯鞘型複合ノズルを用いて、鞘成分（第１成分）として融点が１３８℃、エチレン含有量が７wt％、温度上昇溶離分別（ＴＲＥＦ）により測定される温度４０℃における溶出成分の溶出量が１７．８wt％、前記溶出成分に占めるエチレン成分の割合が１４wt％、前記溶出成分における重量平均分子量（Ｍｗ）が１１８０００、ＭＦＲが３５g/10min、Ｍｗ／Ｍｎが２．８のエチレン−プロピレン共重合体（サンアロマ−（株）製、ＰＭ９４０Ｍ）を用い、芯成分（第２成分）として融点１６５℃の結晶性ポリプロピレン（日本ポリケム（株）製、ＳＡ０３Ａ）を用い、第１成分／第２成分の複合比（容積比）を５／５として、鞘成分の紡糸温度を２５０℃、芯成分の紡糸温度を２７０℃で溶融押出し、５．６dtexの紡糸フィラメントを得た。これを９０℃の温水中で３．３倍に延伸し、２dtexの延伸フィラメントとし、繊維処理剤を付与した。次いで、このフィラメントにスタッフィングボックス型クリンパーにて機械的捲縮を施した後、１００℃に設定した熱風貫通型乾燥機にて約１５分間、弛緩した状態でアニーリング処理と乾燥処理を同時に施し、それからフィラメントを３８mmの繊維長に切断して本発明の熱接着性複合ステープル繊維を得た。
【００６１】
得られたステープル繊維を用い、パラレルカードにて目付約２５g/m2の繊維ウェブを作製した。次いで、このウェブに熱圧着処理を施して不織布を得た。熱圧着処理は、エンボスパターンを円形、エンボス面積を２０％、エンボスロール／フラットロール間の線圧を５００N/cmに設定して実施した。本実施例では、加工温度を、１２６℃、１２８℃、１３０℃、および引張強力が７．８N/5cmである不織布を得るのに必要な温度（１３３℃）に設定して、４種類の本発明の不織布を得た。
【００６２】
［実施例２］
第１成分／第２成分の複合比（容積比）＝４／６とした以外は、実施例１と同様の方法で本発明の熱接着性複合ステープル繊維および不織布を得た。引張強力が７．８N/5cmである不織布を得るのに必要な加工温度は１３１℃であった。
【００６３】
［比較例１］
鞘成分として融点が１４０℃、エチレン含有量が４．４wt％、温度上昇溶離分別（ＴＲＥＦ）により測定される温度４０℃における溶出成分の溶出量が１１．９wt％、前記溶出成分に占めるエチレン成分の割合が１１．１wt％、前記溶出成分における重量平均分子量（Ｍｗ）が９７０００、ＭＦＲが２５g/10min、Ｍｗ／Ｍｎが３．９のエチレン−プロピレン共重合体（出光石油化学（株）製、Ｙ２０４５ＧＰ）を用いた以外は、実施例１と同様の方法で熱接着性複合繊維および不織布を得た。引張強力が７．８N/5cmである不織布を得るのに必要な加工温度は１３９℃であった。
【００６４】
［比較例２］
鞘成分として融点が１４３℃、エチレン含有量が４．３wt％、温度上昇溶離分別（ＴＲＥＦ）により測定される温度４０℃における溶出成分の溶出量が１４．５wt％、前記溶出成分に占めるエチレン成分の割合が９．１wt％、前記溶出成分における重量平均分子量（Ｍｗ）が１２６０００、ＭＦＲが１８g/10min、Ｍｗ／Ｍｎが３．５のエチレン−プロピレン共重合体（日本ポリケム（株）製、ＳＸ０２Ｒ）を用いた以外は、実施例１と同様の方法で熱接着性複合繊維および不織布を得た。引張強力が７．８N/5cmである不織布を得るのに必要な加工温度は１４１℃であった。
【００６５】
実施例１〜２、および比較例１〜２の熱接着性複合繊維、ならびこれを用いた不織布の性能を表１に示す。なお、不織布のドレープ係数は、引張強力が７．８N/5cmである不織布について測定した。
【００６６】
【表１】
0003790459.tif 000003
【００６７】
本発明の熱接着性複合繊維に相当する実施例１および２のステープル繊維は、繊維製造時に紡糸での融着や糸切れなどもなく生産性に優れていた。本発明の不織布に相当する実施例１および２の不織布は、不織布製造時のカード通過性も問題なく、生産性に優れていた。また、実施例１および２の不織布は、いずれも同じ加工温度で得た比較例１および２の不織布に比べ、高い引張強力を有していた。引張強力が同一となるように不織布を作製したところ、各実施例は、各比較例に比べ低い加工温度で所定の引張強力を有する不織布を得ることができた。さらに、上記低温で接着できたことと、適度なゴム的性質を有するため、比較例の不織布よりも柔軟（すなわち、ドレープ係数が小さい）なものであった。
【００６８】
［実施例３］
実施例１と同様にして紡糸フィラメントを作製し、延伸した後、繊維処理剤を付着させて５mmにカットして本発明の熱接着性複合短繊維を得た。この短繊維とＮＢＫＰ（パルプ）とを質量比５：５で混抄して湿式ウェブを作製し、シリンダードライヤーで１４５℃で３０秒間熱処理を施して、目付３０g/m2の本発明の合繊紙を得た。
【００６９】
［比較例３］
比較例１と同様にして紡糸フィラメントを作製し、延伸した後、繊維処理剤を付着させて５mmにカットして熱接着性複合短繊維を得た。この短繊維を用いた以外は、実施例３と同様の方法で目付３０g/m2の合繊紙を得た。
【００７０】
［比較例４］
比較例２と同様にして紡糸フィラメントを作製し、延伸した後、繊維処理剤を付着させて５mmにカットして熱接着性複合短繊維を得た。この短繊維を用いた以外は、実施例３と同様の方法で目付３０g/m2の合繊紙を得た。
【００７１】
実施例３、比較例３〜４の合繊紙におけるヒートシール性を以下の方法で評価した。
［ヒートシール条件］
幅３０mm、長さ７０mmの合繊紙を２枚準備し、２枚の合繊紙を重ね合わせ、幅５mmのスタンプタイプのヒートシール機（テスター産業（株）製、ＴＰ７０１−１３  ヒートシールテスター）を用いて、合繊紙の一端から５０mmの位置を温度１３０℃、圧力１kg/cm2、１秒間処理して、ヒートシール処理を施し、ヒートシール部を形成した。
【００７２】
［剥離強力］
２枚の合繊紙のヒートシール部から５０mm離れた側の端部を開き、幅３０mm、つかみ間隔１００mmで把持し、定速伸長型引張試験機を用い、引張速度１００mm/minで伸長し、切断時の荷重値を剥離強力とした。
【００７３】
【表２】
0003790459.tif 000004
【００７４】
表２に示すように、本発明の合繊紙に相当する実施例３は、ヒートシール部の剥離強力が大きく、優れたヒートシール性を有していた。
【００７５】
さらに、本発明の合繊紙に形成したヒートシール部の強度を調べるために、以下の試験を行った。まず、実施例３および比較例３で得た合繊紙をたて５０mm、よこ５０mmの正方形に切断した。正方形に切断した合繊紙を２枚重ね合わせ、３辺を前記ヒートシール機を用いて、温度１３０℃、圧力１kg/cm2、１秒間処理して、ヒートシール処理を施し、袋状とした。次いで、茶葉を約３gをこの袋に投入した後、残りの１辺を前記条件でヒートシール処理を施して、ティーバッグを作製した。
【００７６】
得られたティーバッグを沸騰したやかんに投入し、約１０分間煮詰めた。その結果、実施例３で得た合繊紙で作製したティーバッグは何ら変化が認められなかったものの、比較例３で得た合繊紙で作製したティーバッグは、ヒートシール部が破れて袋から茶葉が漏出した。
【００７７】
【発明の効果】
本発明の熱接着性複合繊維は、特定のエチレン−プロピレン共重合体を少なくとも繊維表面の一部に露出するように配置することにより、広い温度範囲で熱接着能を発揮し、従来の熱接着性複合繊維を使用する場合よりも低い熱接着加工温度で不織布を製造することができる。また、前記エチレン−プロピレン共重合体の持つべたつき感が少なく柔軟な触感と、低温での熱接着性とが相俟って、従来の熱接着不織布と比較して、同程度の強力であってもより柔軟な触感を有する不織布が得られる。また、この性質を利用すれば、低温ヒートシール性に優れた合繊紙を得ることができる。
【００７８】
本発明の不織布は、前記熱接着性複合繊維を少なくとも１０mass％含有し、熱接着性複合繊維の少なくとも一部が溶融し、熱接着されており、熱接着強力に優れるとともに、柔軟な触感を有する。本発明の合繊紙は、前記熱接着性複合繊維を少なくとも１０mass％含有し、熱接着性複合繊維の少なくとも一部が溶融し、熱接着されており、熱接着強力および低温ヒートシール強力に優れる。前記不織布および合繊紙は、衛生材料、包装材、フィルター、ウェットティッシュ、ワイパー、電池セパレーター、ヒートシール紙等に好適である。