| 【発明の名称】 |
複合繊維および該繊維からなる不織布 |
| 【発明者】 |
【氏名】越智 将一
【氏名】佐伯 知司
【氏名】吉田 哲弘
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| 【要約】 |
【課題】複合繊維の製造工程での収率が高く、不織布製造時の加工特性および接着性が良好で、且つ風合いの良好（ソフト）である優れた性能を持った複合繊維及び該繊維からなる不織布を提供すること。
【解決手段】一方の成分Ａがラクタムを0.01wt%以上10wt%以下共重合したポリヘキサメチレンアジパミドポリマーと他方の成分Ｂがポリアミドポリマーの少なくとも２成分からなる複合繊維。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】一方の成分Ａがラクタムを0.01wt%以上10wt%以下共重合したポリヘキサメチレンアジパミドポリマーと他方の成分Ｂがポリアミドポリマーの少なくとも２成分からなることを特徴とする複合繊維。
【請求項２】複合繊維が芯鞘型複合繊維であることを特徴とする請求項１に記載の複合繊維。
【請求項３】複合繊維がサイドバイサイド型複合繊維であることを特徴とする請求項１に記載の複合繊維。
【請求項４】繊維表面の一部に成分Ａあるいは成分Ｂが露出してなることを特徴とする請求項１に記載の複合繊維。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の複合繊維を用いてなることを特徴とする不織布。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複合繊維および該繊維を用いてなる不織布に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、複合繊維はポリエステルをはじめ、ナイロン、アクリル、ポリエチレン、ポリプロピレン等、あらゆる繊維素材で生産されており、様々な合繊企業及び教育機関（大学）等で研究・開発されている。しかしながら複合繊維の製造プロセスは主として単一成分ポリマのみを用いた非複合繊維と比較すると複雑となり生産性は高くない。特に紡糸工程で溶融条件、紡出後の糸冷却（チムニ）等の条件設定が、複数の成分ポリマを扱うため非複合繊維と比べて複雑となり、その製造プロセスは、より高度な技術が必要となっている。また複合繊維を用いた用途として不織布があげられるが、これは衣料及び衛生材料分野等に幅広く用いられ直接肌に接触させて使用する用途に用いられる場合が多く、特にその繊維風合いは重要視される。しかしながらこれらは合成繊維であるが故に天然繊維対比で風合いには乏しく肌触りも好ましくない。また複合繊維は熱接着繊維としても幅広く使用され、複合繊維における２成分の融点差を利用して熱接着繊維として生産する技術については公知である。しかしながら従来複合繊維は熱接着を行う上で接着繊維としては接着強力に乏しく、更に後加工における染色性や製品の精度である耐熱性・耐薬品性は高くない。またポリエステル及びポリエチレンにおいては鞘側のポリマとして該ポリマーの融点が１００℃以下の低融点ポリマーを使用しているため低温での高速接着加工性が可能である反面、延伸工程での捲縮付与の際、高温のスチームを付与すると、鞘側に用いられているポリマーが低融点であるため、単糸切れが多く、更に捲縮付与性も悪くなり、繊維製造工程での収率が低いという問題がある。また複合繊維は低捲縮であるため高温スチーム下では膠着と呼ばれる樹脂状の硬い塊が出来てしまい高い捲縮数が望めず、風合いはおろか品質も低下する。そのため低捲縮繊維では後加工でカーディングする際にもカード通過性の点において絡合不足になり、カード通過速度が上げられず生産性は高くなかった。
【０００３】複合繊維を用いた熱接着型短繊維不織布は農芸園芸資材用、生活日用資材用、医療衛生材用、土木建築資材用、衣料用、産業資材用、種々の用途目的に使用されている。 また、昨今急激に需要量が増大している使い捨ておむつや整理用吸収体の被覆紙の衣料衛生材用不織布においては、肌触りの良いソフトな風合いが要求される。また電気電子関連機器に不織布の需要が拡大しており、この分野では、不織布に耐薬品性が良好で勝つ保水性が優れていることも要求されており、更に靴中敷き用あるいは靴中底用不織布としても長時間靴を履き続けた際の蒸れにくさやソフトな柔らかい履き心地等が要求されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、複合繊維を製造する上で製造工程での収率が高く、不織布製造時の加工特性および接着性が良好で、且つ風合いの良好（ソフト）である優れた性能を持った複合繊維および該繊維を用いた不織布を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため本発明は次の構成を有する。すなわち一方の成分Ａがラクタムを0.01wt%以上10wt%以下共重合したポリヘキサメチレンアジパミドポリマーと他方の成分Ｂがポリアミドポリマーの少なくとも２成分からなる複合繊維である。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の複合繊維は、一方の成分Ａがラクタムを0.01wt%以上10wt%以下共重合したポリヘキサメチレンアジパミドポリマーと他方の成分Ｂがポリアミドポリマーの少なくとも２成分からなる。
【０００７】本発明において、ポリヘキサメチレンアジパミドポリマーは紡糸性安定化及び繊維風合い性の観点からラクタムを0.01wt%以上10wt%以下共重合したものであることが必要で、0.1wt%以上2wt%以下であれば好ましい。ラクタムの重合率が0.01wt%未満であれば風合いは硬くなり、また、10wt%より高くなれば紡糸性悪化の原因となるので好ましくない。
【０００８】本発明において、ポリアミドポリマーとしては、特に限定されることはないが、例えばナイロン６、ナイロン４／６、ナイロン６／１０、ナイロン１１、ナイロン１２を用いることができ、中でも繊維製造時の紡糸性、繊維風合い、繊維吸湿性の観点からナイロン６を用いるのが好ましい。
【０００９】また本発明からなる少なくとも２つの成分ポリマーの融点差は熱接着性、及び繊維風合いの観点から２０℃以上が好ましく、更に好ましくは３０℃以上がよい。また芯鞘型繊維の場合、熱接着性が良好である理由から、鞘側のポリマ融点が芯側に比べて低い融点のポリマであることが好ましい。また本発明の複合繊維を構成する成分の数は２種類が好ましい。
【００１０】本発明の複合繊維の単糸断面のポリマー構成形態については、熱接着性、繊維風合いの観点から芯鞘型あるいはサイドバイサイド型が好ましく、芯鞘型がより好ましい。また本発明の繊維表面の一部に成分Ａ或いは成分Ｂが露出してなることも好ましい。
【００１１】本発明の複合繊維を構成するポリマーの構成比率については繊維風合いの観点からポリヘキサメチレンアジパミドポリマーの繊維全体に対する構成比率として３０％以上７０％以下が好ましく、４０％以上６０％以下であればより好ましい。本発明における繊維形態としては低コスト、加工のし易さという点から短繊維が望ましく、繊維の切断長については９０mm以下が好ましい。本発明の複合繊維の繊度は靴中敷き用あるいは靴中底用不織布として最も重要な要素である長時間靴を履き続けた際の蒸れにくさやソフトな柔らかい履き心地等の観点から、０．０１デシテックス以上１０．０デシテックス以下が好ましく、３．０デシテックス以上４．０デシテックス以下であればより好ましい。
【００１２】本発明において、複合繊維を製造する際、口金を用いて、ポリマーを押し出すが、紡糸生産性の観点より、その際の口金孔数は１０個以上5000個以下が好ましく、３００個以上７００個以下であればより好ましい。また紡糸速度については１００ｍ／分以上３０００ｍ／分以下が好ましく、７００ｍ／分以上１０００ｍ／分以下であればより好ましい。延伸倍率については延伸性及び繊維風合いの観点から２．０倍以上５．０倍以下が好ましく、３．０倍以上、４．０倍以下であればより好ましい。
【００１３】本発明においては、生産性の点から平滑性を良好とし、摩擦によるさっか切れを防止するため紡糸、延伸等の繊維生産プロセス中で少なくとも２箇所以上で油剤を付与するのが好ましく、繊維に付与する油分量は、接着強力の観点から0.10％〜0.60%の範囲が好ましい。また該油剤の付与方式としては噴霧状や工程浴と呼ばれるローラー付きの浴槽に油剤を投入して繊維を浸す付与方式を用いることが好ましい。またカード通過性の観点から、本発明の複合繊維の捲縮数は、25mm長あたり10個以上20個以下の範囲が好ましい。
【００１４】また本発明の不織布の製造方法としては、本発明の複合繊維を用いて公知の方法を用いることができる。更に熱接着加工方法としては不織布の外観の美しさ、繊維風合い及び不織布強力の観点から不織布にエンボス加工を施すのが好ましい。
【００１５】また本発明の不織布は農芸園芸資材用、生活日用資材用、医療衛生材用、土木建築資材用、衣料用、産業資材用、種々の用途に用いることができ、中でも２成分のポリマー融点差を活用して熱接着型の不織布を使用している靴中敷き用あるいは靴中底用不織布に用いることが好ましい。また、本発明において、ソフトな風合い、及び長時間はき続けても蒸れにくいことを満たす条件として不織布全体に占める複合繊維の構成比率としては、８０％以上が好ましく、１００％がより好ましい。
【００１６】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に説明する。
実施例１〜５ラクタムを共重合したポリヘキサメチレンアジパミドポリマーを芯成分としてエクストルーダー型溶融紡糸機に供給して紡糸温度２９０℃で溶融し、同時に酸化チタンを0.38wt%添加したポリアミドであるナイロン６（以下、Ｎ６という）のポリマーを鞘成分としてさらに別のエクストルーダー型溶融紡糸機に供給して２７０℃で溶融し両者を、直径0.3mmの紡糸孔６００個の三重の同心円状に配置された芯鞘口金から紡出した。なお、このときのポリヘキサメチレンアジパミドポリマーへのラクタム共重合比率を実施例１〜３については1.0wt%とし、実施例４は共重合比率を0.05wt%とし、また実施例５については共重合比率を5.0wt%とした。またその紡糸時の紡糸速度については1300m/分（実施例１）、1000m/分（実施例２）、800m/分の紡糸速度で未延伸糸の形態で引き取り缶と呼ばれる円柱型の容器に収納した。該未延伸糸を3.25倍で延伸し捲縮付与した後38mmの長さに切断して、熱接着性を有する芯鞘型複合繊維を得た。なお、繊度は1.3テ゛シテックス（実施例１）、1.8テ゛シテックス（実施例２）、3.3テ゛シテックス（実施例３）とした。
実施例６ラクタムを1.0wt%共重合したポリヘキサメチレンアジパミドポリマーを芯成分とし、ポリアミドであるナイロン１２（以下、Ｎ１２という）のポリマーを鞘成分とした芯鞘型断面形状の繊維（繊度：1.3テ゛シテックス）を実施例１〜５と同様な方法で得た。
比較例１酸化チタンを0.30%添加したポリエチレンポリマーを鞘成分としてエクストルーダー型溶融紡糸機に供給して紡糸温度１７５℃で溶融し、同時に酸化チタンを0.32wt%添加したポリエステルポリマーを芯成分としてさらに別のエクストルーダー型溶融紡糸機に供給して３００℃で溶融し両者を直径0.3mmの紡糸孔５００個の同心円状に配置された芯鞘口金から1300m/分の紡糸速度で紡糸した。その後、それを3.20倍で延伸し捲縮付与した後38mmの長さに切断して、熱接着性を有する芯鞘型複合繊維（繊度：1.3テ゛シテックス）を得た。
比較例２酸化チタンを0.30%添加した低融点共重合ポリエステルポリマーを鞘成分としてエクストルーダー型溶融紡糸機供給して紡糸温度１５５℃で溶融し、同時に酸化チタンを0.32wt%添加したポリエステルポリマーを芯成分としてさらに別のエクストルーダー型溶融紡糸機に供給して３００℃で溶融し両者を直径0.3mmの紡糸孔６００個の三重の同心円状に配置された芯鞘口金から1300m/分の紡糸速度で紡出した。その後、それを3.20倍で延伸し捲縮付与した後38mmの長さに切断して、熱接着性を有する芯鞘型複合繊維（繊度：1.3テ゛シテックス）を得た。
比較例３酸化チタン0.30%添加したポリアミドであるＮ６ポリマーを鞘成分としてエクストルーダー型溶融紡糸機に供給して紡糸温度１７５℃で溶融し、同時に酸化チタンを0.32wt%添加したポリエステルポリマーを鞘成分としてさらに別のエクストルーダー型溶融紡糸機に供給して３００℃で溶融し両者を直径0.3mmの紡糸孔６００個の三重の同心円状に配置された芯鞘口金から紡出した。この際口金直下には、長さ６０cm、温度７度の冷却風が60m/分の速度で供給される円筒型冷却装置を設置して冷却固化し1.8％濃度の油剤を付与した後、1300m/分の速度で引き取り缶と呼ばれる円柱型の容器に収納した。その後それを3.20倍で延伸し捲縮付与した後38mmの長さに切断して、熱接着性を有する芯鞘型複合繊維（繊度：1.3テ゛シテックス）を得た。
比較例４、５単一成分として、ポリエステルポリマー（比較例４）、ポリアミドであるＮ６ポリマー（比較例５）をそれぞれ別々のエクストルーダー型溶融紡糸機に供給し、別々の口金より紡出した。口金の孔数等他の条件については実施例と同一とし、その後の延伸、切断の方法及び条件は実施例及び比較例１〜３と同じとし、単糸繊度0.8テ゛シテックスの非複合繊維を得た。
比較例６〜８実施例１〜５と同様の方法で熱接着性を有する芯鞘型複合繊維を得た。但し、下記の条件については実施例とは異なる。ポリヘキサメチレンアジパミドポリマーへのラクタム共重合比率を比較例６については0wt%とし、比較例７については0.005wt%とし、更に比較例８は15.0wt%とした。
比較例９ラクタムを1.0wt%共重合したポリヘキサメチレンアジパミドポリマーを芯成分とし、ポリエステルを鞘成分とした芯鞘型断面形状の繊維（繊度：1.3テ゛シテックス）を実施例１〜５と同様な方法で得た。
【００１７】以上の実施例、比較例で得た繊維を打綿機で開繊しローラーカードマシンで２回に渡ってカード状のウエブにした。その後、100g/m2の目付に積層し表１記載の温度で実施例、比較例とも熱接着させた。なお、その際、熱接着を行う方式としてはウエブを２本のロールで圧着して加熱形成させ１本はスチール加熱ロール、他の１本はペーパーロールを使用した。加熱ロール表面は風合い、接着強度、不織布密度良好の観点より彫刻されたエンボススロールを使用した。またペーパ−ロールについては弾性体（面、紙など）の集合体で作られエンボスロールの接圧自己調整が可能なものを使用した。またその際のローラーのクリアランス及びその圧力については0.05mm、5.5kg/cm2に調整し速度については1.5m/分で実施して不織布を得た。
【００１８】表１に実施例、比較例の結果を示す。また表１に示す特性は、以下の方法により求めた。
〈繊維生産性〉(1)紡糸性６６０ホールの口金で紡出せしめた糸条を９℃±２℃の範囲内で冷却器で均一に冷却し、次いで１３００ｍ／分の速度で引き取って未延伸糸とする紡糸工程において、生産量１ｔに対して口金直下での単糸切れの回数を測定した。
（2）捲縮数（ＪＩＳ規格 L1015-7.12-1の方法により測定）
繊維を全てのキャンより引き出し３．５倍に９０m/分の速度で延伸し捲縮を付与した。該項目は25mm間隔あたりの捲縮の個数を捲縮数としたものであり、これは後の該繊維後加工におけるカード通過性に寄与する。捲縮数が多いほど短繊維の絡合性は高く、後加工でのカード通過性も良好となる。
(3)収 率（％）
（所定の繊維生産量／所定の生産量を得るのに用いた原料ポリマ量）×１００より求めた。
(4)カード通過性雰囲気温度２０℃、相対湿度５５％の条件下で原綿５０kgをローラーカードに掛け、目付２５g/m2のウェブを作成した。このとき、紡出速度１４０m/分で紡出してもウエブ切れ、ネップ発生、シリンダー巻き付きなどのトラブルが無く順調に紡出できたものを◎：優良、上記のトラブルが発生する最高紡出速度が１３０〜１４０m/分のものを○：良好、更に１００〜１３０m/分のものを△：通過可、１００ｍ/分未満のものを×：通過不良の４段階で表した。
(5)染色性雰囲気温度２０℃相対湿度５５％、１気圧の条件下で青色の染料が入った容器に５秒間、繊維全体を浸してその染まり具合を次の４段階で評価した。
◎：非常に良く染まる○：良く染まる△：染まる×：染まり具合が薄い〈不織布の性能〉(1)風合い雰囲気温度２０℃、相対湿度５５％の条件下で高速カード機にて紡出速度１４０m/分で得た目付25g/m2のウェブを表１の実施データのようにそれぞれの一番風合いが良好と思われる最適な熱接着温度で１５秒間熱処理して不織布（厚さ約６mm）とし、得られた不織布を１０人の判定者が手の平での触感により判定した。
◎：１０人全員が風合い良好と判定○：８人〜６人が良好と判定△：５人〜３人が良好と判定×：２人以下が良好と判定以上の４段階で表した。
(2)接着強力不織布を、幅７ｃｍ、長さ２２cmのサンプルに切り取り、つかみ間隔１１ｃｍ、伸長速度２０cm/分で測定した。接着強度は引張破断強力をサンプル重量で除いた値とした。
(3)耐熱性不織布を前記サンプルと同一のサイズに切り取り、１５０℃の条件下で熱風乾燥機において５分間加熱した。
◎：外観に殆ど変化なし○：若干の変色有り△：変色有り×：酷く変色したか、又は溶融が見られる以上の４段階で表示した。
(4)耐薬品性前記サンプルを１０秒間アルカリ溶液の入った容器にそれぞれ全量浸し、その後引き上げた状態を目視確認した。
◎：外観に殆ど変化なし○：若干の溶融有り△：明らかに溶融している×：酷い溶融が見られる以上の４段階で表示した。
〈総合判定〉◎：優良○：良好△：可×：不良以上の４段階で表示した。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、紡糸性、捲縮付与性、収率が良好な複合繊維を提供することができる。
【００２１】また本発明の複合繊維を用いて不織布に加工する場合において、カード通過性、染色性ともに従来の複合繊維より加工し易く、良好であり、耐熱性、耐薬品性、接着強度、風合いの優れた不織布を提供することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３１５９
【氏名又は名称】東レ株式会社
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| 【出願日】 |
平成１３年４月１１日（２００１．４．１１） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００１−３５５１３０（Ｐ２００１−３５５１３０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１２月２６日（２００１．１２．２６） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−１１２２８８（Ｐ２００１−１１２２８８） |
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