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JP3097019B2 - 熱融着性複合繊維およびその繊維を用いた不織布 - Google Patents

熱融着性複合繊維およびその繊維を用いた不織布

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JP3097019B2
JP3097019B2 JP07222663A JP22266395A JP3097019B2 JP 3097019 B2 JP3097019 B2 JP 3097019B2 JP 07222663 A JP07222663 A JP 07222663A JP 22266395 A JP22266395 A JP 22266395A JP 3097019 B2 JP3097019 B2 JP 3097019B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は熱融着性複合繊維および
その複合繊維を用いた不織布に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】紙オムツや生理用品等の表面材には目付
け約１０〜４５ｇ／ｍ2の低目付け不織布が使用されて
いる。不織布の用途の多様化に伴い不織布に要求される
性能も高度化し、出来るだけ少ない不織布重量で高い不
織布強力を維持し、風合いの柔軟なものが要求される。
この事を前提に、最近パンツタイプ紙オムツなどの製品
はある程度の強度が必要であり、不織布どうしのヒート
シールにより製品の強度が求められる。この為、高いヒ
ートシール性の不織布が必要となる。このような要求を
満たすためには、細繊度の熱融着性複合繊維で不織布を
構成すること、熱融着性複合繊維の熱融着に寄与する低
融点成分が充分な接着強力を発揮しかつ柔軟性を有する
等が必要条件とされている。熱融着性複合繊維の例とし
ては、ポリプロピレン／ポリエチレン、ポリエチレンテ
レフタレート／ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレ
ート／ポリ［（エチレンテレフタレート）−ｃｏ−（エ
チレンイソフタレート）］の組み合わせのものが知られ
ている。ポリエチレンとしては、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等が使
用されている。しかし、熱融着性複合繊維の低融点成分
に低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンを使
用したものは、ヒートシール性に於いて低温で接着する
が剥がれ易い。また、得られる不織布の風合いが柔軟で
あるという長所を有するが、密度が低いため剛性が低
く、そのため不織布での強力が低く不織布にべたつき感
があるのが一般的である。例えば、特開昭６３−９２７
２２号公報には、高融点成分にポリエステル、低融点成
分に剛性の低い直鎖状低密度ポリエチレンを用いた細繊
度の熱融着性複合繊維およびその複合繊維からなる熱融
着不織布が開示されているが、ヒートシール性および、
不織布強力が低く本発明の目的とするような要求性能を
満足しない。一方、熱融着性複合繊維の低融点成分に高
密度ポリエチレンを使用したものは、低密度ポリエチレ
ン、直鎖状低密度ポリエチレンを使用したものと比較し
て、通常は密度が高く剛性が高いため高強力な不織布で
高いヒートシール性になるが、低融点成分である高密度
ポリエチレンの融点が高いため、充分な不織布強力およ
びヒートシール性を得るためには加工温度を高くする必
要がある。このため不織布の風合いが硬くなりやすいと
いう欠点がある。さらにエネルギーコストの面からは不
織布加工温度は低い方が望ましいが、温度が充分でない
と充分な不織布強力は得られない。このような欠点を解
決するため、特開平２−２５１６１２号公報には、高融
点成分にポリプロピレンまたはポリエステル、低融点成
分には分子鎖中のメチル分岐が多く比較的融点の低い高
密度ポリエチレンを用いた熱接着性複合繊維が開示され
ているが、一般にポリエチレンのメチル分岐を多くする
と密度が低下し、また、Ｑ値（重量平均分子量Ｍｗ／数
平均分子量Ｍｎ）が大きくなるとポリマーの不均一性が
増し、共に、低融点成分の引張強度を低下せしめ、その
ため繊維同士の交点における低融点成分の接着による強
度が低下し、不織布強力、ヒートシール強力が充分では
なくなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
技術の上記欠点を解消し、高強力で風合いが柔軟である
ことを前提に、短いヒートシール時間で高いヒートシー
ル強力を示す熱融着性複合繊維を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決すべく鋭意研究を重ねた結果、複合繊維の低融点成
分に特定のポリエチレンを使用することにより得られた
熱融着性複合繊維を不織布に加工することにより、高強
力でかつ風合いの柔軟な不織布であることはもとより、
高いヒートシール強力を示す不織布が得られることが判
明した。その結果、所期の目的が達成されることを知
り、本発明を完成するに至った。
【０００５】本発明は次の構成を有する。 (１) ポリエチレン樹脂よりなる第１成分と、ポリエス
テル樹脂より成る第２成分との熱融着性繊維であって、
第１成分が繊維表面の少なくとも一部を占める様に繊維
の長さ方向に連続して形成した並列型または鞘芯型の複
合繊維において、該第１成分は分子鎖中のメチル分岐が
１.６個／１０００Ｃ以上、かつ３．２個／１０００Ｃ
以下であり、密度が０.９４０〜０.９６５ｇ／ｃｍ3で
あり、かつＱ値（重量平均分子量Ｍw／数平均分子量Ｍ
n）が４．８以下である熱融着性複合繊維。 (２) ポリエチレン樹脂よりなる第１成分と、ポリエス
テル樹脂より成る第２成分との熱融着性繊維であって、
第１成分が繊維表面の少なくとも一部を占める様に繊維
の長さ方向に連続して形成した並列型または鞘芯型の複
合繊維において、該第１成分の分子鎖中のメチル分岐が
１.６個／１０００Ｃ以上であり、密度が０.９４０ｇ／
ｃｍ3以上、かつ０．９４５ｇ／ｃｍ3以下であり、Ｑ値
が４.８以下である（１）項に記載の熱融着性複合繊
維。 (３) (１)若しくは(２)項に記載の熱融着性複合繊維を
少なくとも２０％含有し、かつ該熱融着性複合繊維の第
１成分であるポリエチレン樹脂により繊維の交点が熱融
着された不織布。 (４) (１)若しくは(２)項に記載の熱融着性繊維を用い
た成型品。
【０００６】以下、本発明を詳細に説明する。本発明で
熱融着性複合繊維の高融点成分に用いるポリエステル樹
脂は、繊維原料として一般に用いられる熱可塑性ポリエ
ステルである。例えばポリエチレンテレフタレートのほ
か、ポリ［（エチレンテレフタレート）−ｃｏ−（エチ
レンイソフタレート）］のような、共重合体であっても
良く、融点２５０〜２６０℃、固有粘度０．５〜１．２
（フェノール／テトラクロロエタン中３０℃）のものが
好ましい。
【０００７】本発明で用いるポリエチレンは、密度を
０．９４０〜０．９６５ｇ／ｃｍ3に調整する必要があ
る。密度が０．９６５ｇ／ｃｍ3を超える熱融着性複合
繊維か ら得られる不織布は不織布加工に於いて高強力
なものを得る場合、加工温度を高くする必要があり、そ
の為風合いが硬くなりやすい。ヒートシールした場合、
低融点成分の剛性が高いため鞘成分が流れ難くなる、ま
た、鞘成分が流れるまでに時間を要するためヒートシー
ル温度を高くするか、ヒートシール時間を調整する必要
がある。逆に密度が０．９４０ｇ／ｃｍ3に満たない熱
融着性複合繊維から得られる不織布は柔軟な風合いにな
るが、低融点成分の剛性が低いため高い不織布強力、ヒ
ートシール強力を得ることができず、このようなポリエ
チレンは使用できない。したがって、不織布強力と風合
い、ヒートシール強力の両面から見た場合、密度は０．
９４０〜０．９６５ｇ／ｃｍ3が好ましい。より好まし
くは０．９４１〜０．９５５である。尚、ここで言う密
度とは、ＪＩＳ Ｋ−６７５８のプレス法により試料片
を作成し、ＪＩＳ Ｋ−７１１２の密度勾配管法により
測定することができる。本発明で用いるポリエチレン樹
脂のＱ値は、４．８以下のものが必要である。より好ま
しくは４．０以下である。Ｑ値が４．８を超えると、繊
維を熱処理して接着させ不織布とする際に、繊維中の溶
融した低融点成分であるポリエチレンの分子量分布が広
いため、引張強度が低下し、繊維の高融点成分で形成さ
れる繊維同士の交点における低融点成分の融着による強
力が充分ではなくなり、高強力な不織布が得られない。
下限は特にないが現実に製造できる範囲は３程度である
と思われる。またヒートシール強力に於いても他の条件
が同一なら引張強度の大小に対応した値が得られる。こ
こで言うＱ値は、ｏ−ジクロロベンゼン溶液中、１４０
℃でゲルパーミエイションクロマトグラフィーにより測
定した重量平均分子量と数平均分子量との比である。
【０００８】また、本発明で用いるポリエチレン樹脂
は、分子鎖中のメチル分岐が１．６個／１０００Ｃ以
上、より望ましくは５．０個／１０００Ｃ以上のものが
好ましい。上限は密度が０．９４０に成るときの値であ
るが１０前後であると推定される。ここで言うメチル分
岐とは、ポリエチレン主鎖より直接分岐したメチル基を
指し、エチル分岐の末端メチル基のような主鎖に直結し
ていないメチル基は含まない。メチル分岐の個数は、ポ
リエチレン主鎖の炭素原子１０００個当たりの主鎖に直
結したメチル基の数で示す。このようなメチル基は、質
量数１３の炭素原子の核磁気共鳴スペクトルにより定量
することができる。直鎖状低密度ポリエチレンで見られ
るように、共重合体ポリエチレンにおいてはメチル分岐
に限らず分岐が多くなれば密度は下がる。このことによ
り、低温で低融点成分が流動を開始する為、不織布加工
する際には加工温度を下げることが出来る。しかし、エ
チル分岐以上の分岐は密度低下が大きいため、あまり多
くを導入することはできない。そのため密度低下を最小
にして多くの分岐を導入するにはメチル分岐が最も好ま
しい。この様に、密度低下による引張り強度の低下を最
小にし、低温での溶融流動性を改善し、高いヒートシー
ル性のポリエチレンを得るにはメチル分岐を多く有する
ことが有効であることが明らかになった。しかし、それ
以上の長い分岐を含有しても、密度が本発明の範囲内な
ら特に差し支えない。
【０００９】この様な特定のポリエチレンを低融点成分
に配する本発明の熱融着性複合繊維をヒートシールする
ことにより比較的に低温で高いヒートシール強力の不織
布を得ることができる。以上の条件を満たす本発明の共
重合体ポリエチレンは、チーグラー・ナッタ触媒、酸化
クロム系触媒、酸化モリブデン系触媒、あるいはカミン
スキー型触媒等の存在下に、従来の溶液法や気相法、あ
るいは高温高圧イオン重合法等の製造プロセスを適用し
て、エチレンと少量のプロピレンを共重合させることに
より得るメチル分岐を有するポリエチレンを得ることが
できる。ここでコモノマーとしてプロピレン以外に、メ
チル分岐より長い分岐を生じる炭素数４以上の１−オレ
フィンであり、例えばブテン−１、ペンテン−１、ヘキ
セン−１、４−メチルペンテン−１、ヘプテン−１、オ
クテン−１、ノネン−１、デセン−１等を併用すること
もできる。他のα−オレフィンは本発明の定める密度及
びＱ値になる範囲内で１種類に限らず２種類以上を用い
た多元系共重合体であっても良い。
【００１０】本発明で用いるポリエチレンのメルトフロ
ーレート（ＭＦＲ；１９０℃、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８
（Ｅ））については、５から４５程度のものを用いる
が、紡糸のしやすさから８から２８のものがより好まし
く用いられる。また紡糸時の劣化防止や不織布での変色
防止などの目的で通常のポリオレフィンに添加される酸
化防止剤、光安定剤、熱安定剤のほか、着色剤、滑剤、
帯電防止剤、艶消剤等を必要に応じて配合することがで
きる。
【００１１】本発明の熱融着性複合繊維は、高融点成分
であるポリエステルと低融点成分であるポリエチレンが
並列型もしくは該ポリエチレンを鞘とする鞘芯型に複合
紡糸する。尚、鞘芯型は同心鞘芯型でも偏心鞘芯型でも
良い。高融点成分と低融点成分の成分比は、好ましくは
重量比で３０／７０から７０／３０、より好ましくは４
０／６０から６０／４０の範囲のものが使用できる。そ
の他の紡糸、延伸条件は通常のポリエステル／ポリエチ
レンの組み合わせからなる複合繊維の条件で良い。繊維
の単糸繊度や捲縮数に特別な制限はないが、不織布強力
および風合いのバランスを取るためには、単糸繊度が
０．５〜６．０デニール、捲縮数が５〜３０山／ｉｎｃ
が好ましく、さらに単糸繊度が１．０〜３．０デニー
ル、捲縮数が１０〜２０山／ｉｎｃがより好ましい。
【００１２】本発明の不織布は、上記本発明の熱融着性
複合繊維のみからなる繊維集合体、あるいは本発明の熱
融着性複合繊維を２０重量％以上、より好ましくは５０
重量％以上を含有する他の繊維との混合繊維集合体を公
知のカ−ディング法、エア−レイ法、乾式パルプ法、湿
式抄紙法、トウ開繊法等によりウェブとし、このウェブ
を熱処理して熱融着性複合繊維の接点を熱融着すること
により得られる。熱処理方法としては、熱風ドライヤ
−、サクションバンドドライヤ−、ヤンキ−ドライヤ−
等のドライヤ−を用いる方法や、フラットカレンダ−ロ
−ル、エンボスロ−ル等の加圧ロ−ルを用いる方法等の
いずれの方法も使用できる。不織布の目付けは特別な制
限はなく用途に応じて変更することができるが、紙オム
ツや生理用品等の表面材に使用する場合には８〜５０ｇ
／ｍ2が好ましく、１０〜３０ｇ／ｍ2がより好ましい。
本発明の熱融着性複合繊維と混合して使用できる他の繊
維としては、上記の熱処理により変質せず、本発明の目
的を阻害しないものであれば自由に使用でき、ポリエス
テル、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリエチレン、そ
の他の合成繊維あるいは木綿や羊毛などの天然繊維、レ
−ヨン等の繊維を例示できる。本発明の不織布におい
て、熱融着性複合繊維の低融点成分はバインダ−として
作用するため、繊維集合体中の熱融着性複合繊維含量が
２０％未満の場合、繊維の交点における熱融着点が少な
くなり高い不織布強力が得られない。本発明の熱融着性
複合繊維およびその複合繊維を用いた不織布は、用途と
しては紙オムツや生理用品等の表面材に好適であるが、
他にも手術着等の医療資材、排水材や地盤改良材などの
土木資材、油吸着材などの工業資材、魚介類や肉類等の
生鮮食料品の包装に利用されるトレイマット用の不織布
など生活関連資材等にも広く用いることができる。更に
は、本発明の複合繊維を不織布よりも繊維密度を大にし
て熱融着させることによりカートリッジフィルター等の
成型品を得ることもできる。
【００１３】
【実施例】以下、実施例および比較例により本発明を更
に具体的に説明する。なお各例中で用いた物性評価方法
は以下のとおりである。 不織布強力：試料短繊維をミニチュアカード機を用いて
目付約２０ｇ／ｍ2のウェッブとし、１２０〜１３２℃
に加熱した直径１６５ｍｍの金属ロール（上：凸部面積
率が２５％のエンボスロール、下：フラットロール）の
間に線圧２０ｋｇ／ｃｍ、速度６ｍ／ｍｉｎの条件で通
して不織布化する。得られた不織布から機械流れ方向
（ＭＤ）と、それと垂直な方向（ＣＤ）についてそれぞ
れ５ｃｍの幅の試料片を作成し、引張り試験機を用い、
つかみ間隔１０ｃｍ、引張り速度１００ｍｍ／ｍｉｎで
引張り強度を測定する。 ヒートシール性：上記不織布引張り強度の測定に用いる
不織布から幅２.５ｃｍの試料片を切り出し、試験片の
先端部分を長さ１ｃｍだけ重ね合わせ、３ｋｇ／ｃｍ2
の加圧下０.１秒間１３０〜１４５℃で熱圧着させた複
合材料とし、引張り試験機を用い、つかみ間隔１０ｃ
ｍ、引張り速度１０ｃｍ／ｍｉｎで剥離強力を測定す
る。 不織布風合：５人のパネラ−による官能試験を行い、全
員がしわ等によるガサツキ感がなく、しかも柔軟である
と判定した場合を良（○）、３名以上が前記判定をした
場合を可（△）、３名以上がしわ等によるガサツキ感が
あるかまたは柔軟性に欠けると判定した場合を不可
（×）と評価した。
【００１４】実施例１〜４、比較例１〜３ 高融点成分としてポリエステル（ポリエチレンテレフタ
レート；ＰＥＴ、固有粘度（ＪＩＳＺー８８０３、以下
同様）：０．６５）を用い押出温度３００℃で、低融点
成分としてそれぞれ表１に示す高密度ポリエチレン（比
較例３以外）及び低密度ポリエチレン（比較例３）を用
い全て押出温度２００℃で、両成分合わせて２８２ｇ／
分の押出量とし、孔径０．６ｍｍ、孔数３５０の鞘芯型
口金により、ポリエステルが芯で、ポリエチレンが鞘と
なる成分比６：４（質量比）、単糸デニールが６．７ｄ
／ｆの鞘芯型複合繊維を紡糸した。この未延伸糸を９０
℃で３．３倍に延伸し、捲縮をかけ、収縮をおさえるた
め８０℃で熱処理をした後、カット長５１ｍｍに切断し
て熱融着性複合繊維ステープルとした。得られた熱融着
性複合繊維ステープルをカード機に通し、得られたウェ
ブをエンボス／フラットロールを用いて１２０〜１３２
℃で加工し不織布を得た。表２に示したように、本発明
による実施例１〜４の複合繊維を用いて得られた不織布
は、縦（ＭＤ）横（ＣＤ）ともに不織布強力が高く、高
いヒートシール強力が得られ風合いも良い。しかし比較
例１および３は不織布強力が低く、比較例２は不織布は
高強力ではあるが風合いが良くなく加工温度が高いこと
が判る。ヒートシール強力に付いても表３に示したよう
に、比較例１はヒートシール強力は高いが加工温度が高
く、比較例２はヒートシール強力が低く、加工温度も高
い。比較例３は低温で加工出来るが、強力が低いことが
判る。
【００１５】実施例５、６比較例４、５ 高融点成分としてポリエステル（ポリエチレンテレフタ
レート；ＰＥＴ、固有粘度：０．６５）を用い押出温度
３００℃で、低融点成分としてそれぞれ表１に示す高密
度ポリエチレン（比較例３以外）及び低密度ポリエチレ
ン（比較例３）を用い全て押出温度２００℃で、両成分
合わせて２８２ｇ／分の押出量とし、孔径０．６ｍｍ、
孔数３５０の鞘芯型口金により、ポリエステルが芯で、
ポリエチレンが鞘となる成分比６：４（質量比）、単糸
デニールが６．７ｄ／ｆの鞘芯型複合繊維を紡糸した。
この未延伸糸を９０℃で３．３倍に延伸し、捲縮をか
け、収縮をおさえるため８０℃で熱処理をした後、カッ
ト長５１ｍｍに切断して熱融着性複合繊維ステープルと
した。得られた熱融着性複合繊維ステープル（１５〜２
５重量％）と、単糸デニール６ｄ／ｆ繊維長５１ｍｍの
ポリエチレンテレフタレート繊維ステープル（８５〜７
５重量％）とを任意に混繊し、カード機に通して得られ
たウェブをエンボス／フラットロールを用いて１２４〜
１３２℃で熱処理をし熱融着性繊維の交点が熱融着した
不織布を得た。表２及び表３に示したように、本発明に
よる実施例５及び６の複合繊維を２０重量％以上含む熱
融着不織布は、不織布強力、ヒートシール強力が良く、
風合いも良い。しかし比較例４の複合繊維を用いて得ら
れた不織布、および比較例５のように本発明の複合繊維
を用いても、この複合繊維を２０重量％以上含まない熱
融着不織布は、横強力（ＣＤ）が弱いことが判る。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【表２】
【００１８】
【表３】
【００１９】
【発明の効果】複合繊維の低融点成分に特定のポリエチ
レンを使用した本発明の熱融着性複合繊維は、不織布に
加工することにより、高強力で良好なヒートシール性を
有し、かつ風合いが柔軟な不織布を得ることが可能とな
った。本発明の熱融着性複合繊維およびその繊維を用い
た不織布は、紙オムツや生理用品等の表面材である衛生
資材をはじめ、手術着等の医療資材、排水材や地盤改良
材などの土木資材、油吸着材などの工業資材、魚介類や
肉類等の生鮮食料品の包装に使われるトレイマット用の
不織布など生活関連資材等、各種の用途に好適に用いる
ことができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) D01F 8/06 D01F 8/10 D01F 8/14 D04H 1/54

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ポリエチレン樹脂よりなる第１成分と、
    ポリエステル樹脂より成る第２成分との熱融着性繊維で
    あって、第１成分が繊維表面の少なくとも一部を占める
    様に繊維の長さ方向に連続して形成した並列型または鞘
    芯型の複合繊維において、該第１成分は分子鎖中のメチ
    ル分岐が１.６個／１０００Ｃ以上、かつ３.２個／１０
    ００Ｃ以下であり、密度が０.９４０〜０.９６５ｇ／ｃ
    ｍ3であり、かつＱ値（重量平均分子量Ｍw／数平均分子
    量Ｍn）が４.８以下である熱融着性複合繊維。
  2. 【請求項２】 ポリエチレン樹脂よりなる第１成分と、
    ポリエステル樹脂より成る第２成分との熱融着性繊維で
    あって、第１成分が繊維表面の少なくとも一部を占める
    様に繊維の長さ方向に連続して形成した並列型または鞘
    芯型の複合繊維において、該第１成分の分子鎖中のメチ
    ル分岐が１.６個／１０００Ｃ以上であり、密度が０.９
    ４０ｇ／ｃｍ3以上、かつ０.９４５ｇ／ｃｍ3以下であ
    り、Ｑ値が４.８以下である熱融着性複合繊維。
  3. 【請求項３】 請求項１若しくは２に記載の熱融着性複
    合繊維を少なくとも２０％含有し、かつ該熱融着性複合
    繊維の第１成分であるポリエチレン樹脂により繊維の交
    点が熱融着された不織布。
  4. 【請求項４】 請求項１若しくは２に記載の熱融着性繊
    維を用いた成型品。
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