JP4058247B2 - 熱接着性複合繊維およびその製造方法、ならびにこれを用いた不織布および合繊紙 - Google Patents
熱接着性複合繊維およびその製造方法、ならびにこれを用いた不織布および合繊紙 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4058247B2 JP4058247B2 JP2001134081A JP2001134081A JP4058247B2 JP 4058247 B2 JP4058247 B2 JP 4058247B2 JP 2001134081 A JP2001134081 A JP 2001134081A JP 2001134081 A JP2001134081 A JP 2001134081A JP 4058247 B2 JP4058247 B2 JP 4058247B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- component
- fiber
- heat
- nonwoven fabric
- ethylene
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Multicomponent Fibers (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
- Paper (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱接着加工温度領域が広く、熱接着強力が大きく、また不織布に含まれる場合には柔軟な触感を有する不織布を提供し得る熱接着性複合繊維およびその製造方法、ならびに該熱接着性複合繊維を含む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、高融点(芯)成分/低融点(鞘)成分の組合せがポリプロピレン/ポリエチレン、ポリエステル/ポリエチレン等である複合繊維が広く使用されている。それら以外にも種々の熱接着性複合繊維が提案され、実用に供されている。例えば、特開平4−73214号公報、特開平5−9810号公報においては、ポリプロピレン/エチレン−プロピレン共重合体の組合せから成る複合繊維が、特開平6−108310号公報においては、ポリプロピレン/プロピレン−エチレン−ブテン−1三元共重合体の組合せから成る複合繊維が提案されている。また、本出願人も特開2000−45125号公報において、ポリエステル等を第1成分(高融点成分)とし、2種類のエチレン−プロピレン共重合体の混合体を第2成分(低融点成分)とする熱接着性複合繊維を提案している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記複合繊維は次のような問題点を有する。例えば、ポリプロピレン/ポリエチレン、ポリエステル/ポリエチレンの組合せから成る複合繊維は、両者の相溶性が必ずしも良好でないために、成分間剥離(芯鞘複合繊維の場合には芯鞘間剥離)が生じることがある。かかる剥離が生じると、例えば不織布を製造するときに、熱接着性複合繊維が接着能を十分に発揮し得ず、十分な強力を有する不織布が得られないことがある。一方、高融点成分/低融点成分の組合せがポリプロピレン/エチレン−プロピレン共重合体またはポリプロピレン/エチレン−プロピレン−ブテン−1三元共重合体であるプロピレン系複合繊維は、両成分の相溶性がよいため、剥離の問題が生じにくく優れた接着能を示す。しかし、これらの繊維は、低融点成分の融点がポリエチレンに比べ高く、高融点成分であるポリプロピレンの融点に近いため、熱加工温度領域が狭いという欠点を有する。
【0004】
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、この欠点を解消しようとするものである。しかし、そのようなMFR比を実現しようとすると、紡糸性および延伸性が悪くなり、製造工程中、特に紡糸工程時に繊維間融着を引き起こすことがある。
【0005】
特開平5−9810号公報および特開平6−108310号公報記載の複合繊維は、融点の低い樹脂を採用し、延伸倍率を低く抑えて、芯成分と鞘成分の融点差を確保しようとするものである。しかしながら、融点の低いプロピレン系共重合体を使用すると、紡糸工程時に繊維間融着を引き起こしやすいという問題がある。また、そのようなプロピレン系共重合体から成る繊維には「コシ」がなく、不織布を製造する際のカード工程性が劣る傾向にある。
【0006】
特開2000−45125号公報記載の複合繊維は、面反発性やクッション性の点では優れているものの、その熱接着性、ならびに当該繊維を用いて製造した不織布の柔軟性は必ずしも十分なものではなかった。
【0007】
本発明はかかる実情に鑑みてなされたものであり、熱接着加工温度領域が広く、優れた接着能を示し、かつ柔軟な触感を有する不織布を提供し得るとともに、優れたヒートシール性能を有する合繊紙を提供し得る熱接着性複合繊維を提供することを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の熱接着性複合繊維は、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1成分とし、融点が第1成分より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2成分とし、第1成分が繊維表面の少なくとも一部に露出した複合繊維であって、第1成分に含まれるエチレン−プロピレン共重合体を、エチレン含有量が5〜15mol%であり、かつ13C−NMR法によるランダムネス指標(CSD)が3〜6.5であるエチレン−プロピレン共重合体とすることによって、上記課題を解決したものである。
【0009】
本発明の熱接着性複合繊維は、繊維表面の少なくとも一部に露出する第1成分、即ち低融点成分(または熱接着性成分)に含まれるエチレン−プロピレン共重合体のエチレン含有量を上記のように特定することによって、紡糸性を損なうことなく、低融点成分が溶融する温度を不織布製造等に適したものとする。また、エチレン−プロピレン共重合体の13C−NMR法によるランダムネス指標(CSD)(単に「ランダムネス指標(CSD)」とも呼ぶ)を上記のように特定することによって、繊維の熱接着加工温度の範囲を広くし、また、得られた繊維を用いて製造した不織布の触感を柔らかいものとする。
【0010】
ここで、「第1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1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は、第1成分は好ましくは繊維断面の周の20〜100%、より好ましくは50〜100%を占め、最も好ましくは100%を占める。
【0011】
本発明の熱接着複合繊維において、第1成分に含まれるエチレン−プロピレン共重合体(以下、EP共重合体ともいう)のエチレン含有量は、5〜15mol%であり、好ましくは7〜10mol%である。ここで、エチレン含有量は、繊維形成前のポリマーを複合繊維を形成する条件と同じ紡糸条件で紡糸して得られた紡糸フィラメントについて測定された値をいうものとする。エチレン含有量が5mol%未満であると、接着性が劣り、熱接着加工温度の範囲が狭くなる傾向にある。エチレン含有量が15mol%を超えると、繊維製造工程時に繊維間融着が生じることがあり、また、軟化点が低くなりすぎて、不織布の製造または加工時にネットへの融着が生じる、あるいは熱ロールへの粘着が発生する等、工程性が劣る傾向にある。
【0012】
EP共重合体の13C−NMR法によるランダムネス指標(CSD)は、エチレン−プロピレン共重合体のランダム性を示すパラメータであり、ランダムネス指標(CSD)が小さいほどランダム共重合体に近くなる。ランダムネス指標(CSD)が大きいほどブロック共重合体に近くなる。
【0013】
本明細書において、13C−NMRによるランダムネス指標(CSD)とは、以下の測定条件にて測定した13C−NMRスペクトルから、「新版高分子分析ハンドブック」(1995年紀伊国屋書店発行)615〜618頁に従って、エチレン−エチレンの連鎖分率(EE)、プロピレン−プロピレンの連鎖分率(PP)、エチレン−プロピレンの連鎖分率(EP)を求め、これらより下式(1)から算出されるものをいう。
【0014】
1.測定条件
(1)測定装置:日本電子(株)製 EX270
(2)試液の調製:試料300mgをO−ジクロロベンゼン2mlと重水素化ベンゼン0.5mlの混合溶媒に溶解して調製
(3)標準物質:テトラメチルシラン
(4)測定温度:130℃
(5)13C核共鳴周波数:60MHz
(6)繰り返し測定積算時間:15時間
【0015】
2.ランダムネス指標(CSD)算出式
CSD=EE[PP/(EP/2)2]...(1)
(式中、EEはエチレン−エチレンの連鎖分率、PPはプロピレン−プロピレンの連鎖分率、EPはエチレン−プロピレンの連鎖分率を示す)
【0016】
本発明の複合繊維において、第1成分に含まれるエチレン−プロピレン共重合体のランダムネス指標(CSD)は、3〜6.5であり、3.5以上6.5以下であることが好ましい。ここでのランダムネス指標(CSD)は、繊維形成前のポリマーを複合繊維を形成する条件と同じ紡糸条件で紡糸して得られた紡糸フィラメントについて測定された値をいうものとする。紡糸フィラメントについて測定されるランダムネス指標(CSD)は、繊維形成前のポリマーのランダムネス指標(CSD)に比べ、大きくなる傾向にある。これは押出機内部でポリマーが混練され、また加熱されるために、機械的な力と熱の作用によってエチレンとプロピレンとの共重合分子(EP)が切断されて、エチレン−プロピレンの連鎖分率が減少するためであると推定される。したがって、上述の範囲内にあるランダムネス指標(CSD)は、繊維形成前のポリマーとして上述の範囲よりもランダムネス指標(CSD)が小さいポリマーを選択し、これを後述する製造方法に従って繊維化することにより得られる。具体的には、繊維形成前に測定したランダムネス指標(CSD)が2〜5.5であるEP共重合体を、第1成分を構成するポリマーとして選択して紡糸すれば、第1成分に含まれるEP共重合体のランダムネス指標(CSD)が3〜6.5である本発明の複合繊維を得ることができる。
【0017】
複合繊維の第1成分のEP共重合体のランダムネス指標(CSD)が3未満であると、触感の柔らかな不織布が得られない。ランダムネス指標(CSD)が6.5を超えると、得られる繊維は、熱収縮が大きくなり、また、ゴム的弾性が大きくなるため、工程性の点で劣り、また、熱接着加工温度の範囲も狭くなる傾向にある。
【0018】
繊維形成前に測定したランダムネス指標(CSD)が2〜5.5であるEP共重合体には、繊維形成前に測定したランダムネス指標(CSD)が2〜5.5である一種のEP共重合体、および繊維形成前に測定したランダムネス指標(CSD)が2〜5.5である二種以上のEP共重合体の混合物が含まれる。繊維形成前に測定したランダムネス指標(CSD)が2〜5.5であるEPとしては、例えばモンテルエスディーケイサンライズ(株)製のPM940M等がある。
【0019】
本発明の複合繊維において、その第1成分は、ランダムネス指標(CSD)が3〜6.5であるEP共重合体のみから成ることが好ましい。ランダムネス指標(CSD)が3〜6.5であるEP共重合体以外の繊維形成性樹脂が第1成分に含まれる場合、その混合割合は好ましくは50mass%未満である。50mass%を超えると、本発明の効果が得られない。
【0020】
第1成分中に含まれる他の繊維形成性樹脂としては、ランダムネス指標(CSD)が3未満のEP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および直鎖状低密度ポリエチレン等のオレフィン系重合体または共重合体がある。他の繊維形成性樹脂の混合割合は、樹脂の種類に応じて選択される。例えば、ランダムネス指標(CSD)が3未満のEP共重合体、低密度ポリエチレンまたは直鎖状低密度ポリエチレンは、50mass%未満、より好ましくは20mass%以下混合するとよい。ポリプロピレンまたは高密度ポリエチレンは、10mass%以下、より好ましくは5mass%以下混合するとよい。
【0021】
本発明の不織布および合繊紙は、上記本発明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、熱接着されているものである。本発明の不織布において本発明の熱接着性複合繊維の含有量が10mass%未満であると、十分な強力を不織布に付与することが困難となる。本発明の不織布および合繊紙は実用的な強力および柔軟な触感を有するから、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、電池セパレータ等に好適である。
【0022】
【発明の実施の形態】
本発明の熱接着性複合繊維において、その第1成分は、エチレン含有量が5〜15mol%であり、かつランダムネス指標(CSD)が3〜6.5のエチレン−プロピレン共重合体を含む繊維形成性樹脂である。第1成分の融点は120〜150℃、MFRは1〜100であることが好ましい。より好ましくは、融点は125〜140℃、MFRは10〜50である。
【0023】
なお、本明細書において、融点はJIS−K−7122に準じてDSC法により測定される繊維製造前の融点を指し、MFRはASTM−D−1238により、230℃、21.2N(2.16kgf)で測定される繊維製造前のMFRを指す。第1成分および/または第2成分として使用する樹脂が混合物である場合、第1成分の融点は第1成分に含まれるランダムネス指標(CSD)が3〜6.5となるEP共重合体の融点を、第2成分の融点は第2成分の主体となる樹脂(mass%に換算して第2成分に最も多く含まれる樹脂)の融点をいうものとする。
【0024】
融点が120℃未満であると、繊維製造工程中に繊維間融着が生じる、あるいは不織布加工時にネットやロールへの粘着が発生する場合がある。融点が150℃を超えると、第2成分との融点差が小さくなるため、熱接着加工温度領域が狭くなる。また、第1成分と第2成分の融点差が小さく、熱接着加工温度が第2成分の融点に近づくと、不織布の製造工程において第2成分も溶融または軟化するために不織布が硬くなり触感が悪くなる傾向にある。
【0025】
MFRが1未満であると紡糸性に劣り、100を超えると繊維製造工程中で繊維間融着が生じる場合がある。
【0026】
第1成分には、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15mass%以下混合してもよい。結晶核剤を混合すると、繊維製造工程時の繊維間融着を防止することができ、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。第1成分には、その他の添加剤、例えば、帯電防止剤、顔料、艶消剤、熱安定剤、光安定剤、難燃剤、抗菌剤、滑剤、可塑剤および柔軟剤等から選択される1種または複数種の添加剤を用途等に応じて混合することができる。
【0027】
本発明の熱接着性複合繊維において、第2成分は、第1成分の融点よりも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である。第2成分はより好ましくは第1成分の融点よりも20℃以上高い融点を有する。
【0028】
本発明の熱接着性複合繊維の第2成分であるオレフィン系重合体およびその共重合体は、第1成分に含まれるEP共重合体との相溶性が良く、成分間で剥離が生じにくいので、繊維を形成した後に第1成分のゴム的弾性が強調されることがない。さらに、オレフィン系重合体およびその共重合体は、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートのような硬質のポリエステル系樹脂に比べ、樹脂自体が軟質であるため、これを使用すれば、繊維そのものを柔軟にでき、ひいては当該繊維を含む不織布の柔軟性をより向上させることができる。
【0029】
第2成分として用いられるオレフィン系重合体またはその共重合体の融点は150〜250℃、MFRは5〜60であることが好ましい。第2成分は、具体的には、ポリプロピレン、ポリメチルペンテンまたはエチレン−ビニルアルコール共重合体等、あるいはそれらの混合物であることが好ましい。特に、結晶性ポリプロピレンは繊維形成性に優れているため第2成分として好ましく用いられる。
【0030】
第2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、艶消剤、熱安定剤、光安定剤、難燃剤、抗菌剤、滑剤、可塑剤および柔軟剤等から選択される1種または複数種の添加剤を含んでよい。
【0031】
本発明の熱接着性複合繊維は、第1成分が繊維表面の少なくとも一部に露出した構造を有することが好ましい。そのような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芯鞘型複合繊維、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、中空状等、いずれであってもよい。特に、同心円状の芯鞘型複合繊維は熱接着点が多く、熱接着効果を十分に発揮することができるので都合がよい。
【0032】
第1成分/第2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。複合比が2/8未満であると、この繊維を用いて不織布を製造した場合、十分な強力を有する不織布を得ることができない。
【0033】
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(10〜80g/m2)を製造するために本発明の熱接着性複合繊維を用いる場合は、触感の良い不織布が得られるよう、熱接着性複合繊維の繊度は0.5〜4dtexであることが好ましい。
【0034】
次に、本発明の熱接着性複合繊維の製造方法の一例を具体的に説明する。まず、第1成分として、エチレン含有量が5〜15mol%であり、ランダムネス指標(CSD)が2〜5.5(好ましくは2.5以上5.5以下)のEP共重合体を一種または複数種用意し、これを必要に応じて他の繊維形成性樹脂と混合し、第1成分の原料樹脂とする。第2成分として、第1成分の融点よりも10℃以上高い融点を有するオレフィン系重合体または共重合体を用意する。
【0035】
公知の溶融紡糸機を用い、紡糸温度200〜350℃で第1成分および第2成分を押し出し、引取速度100〜1500m/分で、引取繊度1〜75dtexの紡糸フィラメントを作製する。第1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1成分の紡糸温度が350℃を越えると、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1成分の好ましい紡糸温度は、230〜300℃である。第1成分の紡糸温度をこの範囲内で設定すると、得られる複合繊維の第1成分に含まれるEPのCSDを前記所望の範囲内にすることができる。第2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2成分の紡糸温度が350℃を越えると、樹脂の熱分解により紡糸性が低下する。第2成分として、例えば高結晶性ポリプロピレンを用いる場合、第2成分の好ましい紡糸温度は230〜300℃である。
【0036】
前述のとおり、紡糸フィラメントの引取繊度は、1〜75dtex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3〜20dtexとすることが好ましい。
【0037】
次いで、紡糸フィラメントを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30〜95℃とし、延伸倍率が2〜5倍となるように実施することが好ましい。より好ましい延伸倍率は2.5〜4.5倍である。延伸倍率が2倍未満であると、得られる繊維自体に「コシ」がなく、繊維ウェブ作製時のカード通過性が低下して不織布の生産性が低下する。また、延伸倍率が2倍未満であると、単繊維強力が不十分となって、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、延伸時に糸切れが発生する等して生産性が低下することがあり、さらに不織布を製造する際に繊維間の熱接着が不十分となることがある。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。
【0038】
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、60〜120℃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、不織布製造時の繊維のカード通過性等の工程性の向上に寄与する。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節することが可能である。
【0039】
例えば、本発明の熱接着性複合繊維をステープル繊維また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、捲縮付与装置で捲縮を与える。捲縮付与後、フィラメントに60〜120℃の温度で数秒〜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80〜115℃とし、処理時間を5分間以上として、アニーリング処理を実施すると同時に繊維付着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、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。
【0040】
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、所定量の熱処理剤を付着させ、用途等に応じて2〜20mm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は、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又は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。
【0041】
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、本発明の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(即ち、第1成分)を溶融させて繊維間を熱接着させることにより得られる。本発明の不織布は、優れた強力を有するとともに、柔軟な触感を呈する。これは本発明の熱接着性複合繊維を接着成分として使用しているためである。本発明の熱接着性複合繊維は熱接着加工温度範囲が広く、第2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2成分の溶融または軟化に起因する不織布の触感の低下が生じず、したがって、本発明の不織布においては実用的な強力と柔軟な触感を両立させることができる。
【0042】
本発明の熱接着性複合繊維以外に本発明の不織布に含まれる繊維は、不織布の製造に用いられる常套の繊維であってよい。かかる繊維として、具体的には、コットン、シルク、ウール、麻、パルプ等の天然繊維、レーヨン等の再生繊維、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、ポリウレタン系等の合成繊維から一種または複数種の繊維が用途等に応じて選択される。本発明の熱接着性複合繊維は、ポリエチレン、ポリプロピレンまたはエチレン−プロピレン共重合体等から成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、ポリプロピレンまたはエチレン−プロピレン共重合体等から成るプロピレン系繊維と良好に接着する。本発明の不織布を本発明の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。
【0043】
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、クロスウェブおよびセミランダムウェブ、スパンボンドからなる長繊維ウェブ、短繊維を湿式抄紙した湿式ウェブ、ならびにエアレイ法による乾式ウェブから用途等に応じて任意に選択することができる。ウェブは異なる種類のものを2以上積層して熱処理に付してもよい。あるいは、不織布はメルトブロー不織布であってもよい。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繊維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や高速流体流処理等の二次加工を施してもよい。
【0044】
繊維ウェブを形成した後、繊維ウェブに熱処理を施し、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。熱処理方法(繊維ウェブを熱接着する方法)は、熱風吹き付け法および熱ロール法等の公知の熱処理方法から任意に選択できる。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方法である。
【0045】
熱処理温度等の熱処理条件は熱処理方法に応じて異なる。例えば、熱風吹き付け法を採用する場合、熱処理温度は第1成分の融点以上であって第2成分の融点未満、好ましくは(第2成分の融点−10)℃未満の温度に設定される。エンボスロールを用いた熱圧着法を採用する場合、ロール間の圧力は、好ましくは150〜1500N/cmであり、熱処理温度T℃は、好ましくは(第1成分の融点−20)℃≦T<(第2成分の融点−15)℃であり、より好ましくは(第1成分の融点−15)℃≦T<(第2成分の融点−25)℃である。
【0046】
本発明の合繊紙は、本発明の熱接着性複合繊維を10mass%以上含有する湿式ウエブを作製し、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(即ち、第1成分)を溶融させて繊維間を熱接着させることにより得られる。熱処理は、第1成分の融点以上であって(第2成分の融点−10)℃未満の温度で実施される。
【0047】
本発明の熱接着性複合繊維以外に本発明の合繊紙に含まれる繊維は、合繊紙の製造に用いられる常套の繊維であってよい。かかる繊維として、具体的には、コットン、シルク、ウール、麻、パルプ等の天然繊維、レーヨン等の再生繊維、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、ポリウレタン系等の合成繊維から一種または複数種の繊維が用途等に応じて選択される。本発明の合繊紙は本発明の熱接着性複合繊維のみから成るものであってよい。
【0048】
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または水切りパック等)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、熱ロールタイプのもの、およびスタンプタイプのものが使用される。ヒートシール温度は、(第1成分の融点−20)℃以上、(第2成分の融点+40)℃未満とすることが好ましい。
【0049】
【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、得られた繊維の強伸度、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。
【0050】
[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。
【0051】
[不織布の比容積]
厚み測定機(商品名:THICKNESS GAUGE モデル CR-60A 株式会社大栄科学精器製作所製)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けから比容積を算出した。
【0052】
[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/分で伸長し、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、試料片は繊維ウェブの幅方向(CD方向)が試料片の長さ方向となるように作製した。
【0053】
[不織布のドレープ係数]
JIS−L−1096−6.19.7−G法(ドレープ係数)に準じて測定した。
【0054】
[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9mol%、ランダムネス指標(CSD)が3.03のエチレン−プロピレン共重合体(モンテルエスディーケイサンライズ(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300℃として両成分を溶融押出し、4.5dtexの紡糸フィラメントを得た。これを90℃の温水中で2.7倍に延伸し、2.2dtex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、110℃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45mmの繊維長に切断してステープル繊維を得た。
【0055】
得られたステープル繊維を用い、パラレルカードで目付約25g/m2の繊維ウェブを作製した。次に、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、エンボスパターンが円形であり、エンボス面積が20%であるエンボスロールとフラットロールとを使用し、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種類の不織布を得た。
【0056】
さらに、本実施例で使用した複合繊維の第1成分に含まれるEP共重合体のランダムネス指標(CSD)を測定するために、本実施例で使用したEP共重合体を、250℃の紡糸温度で溶融押出して4.5dtexの紡糸フィラメントを作製した。得られたフィラメントのCSDは4.15であり、エチレン含有量は9.3mol%であった。
【0057】
[実施例2]
第1成分/第2成分の複合比(容積比)=4/6としたこと以外は、実施例1と同様の方法で不織布を得た。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。
【0058】
[比較例1]
鞘成分として融点が140℃、エチレン含有量が7.0mol%、ランダムネス指標(CSD)が1.53のエチレン−プロピレン共重合体(出光石油化学(株)製、Y2045GP)を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で不織布を得た。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。
【0059】
さらに、本比較例で使用した複合繊維の第1成分に含まれるEP共重合体のランダムネス指標(CSD)を測定するために、本比較例で使用したEP共重合体を、250℃の紡糸温度で溶融押出して4.5dtexの紡糸フィラメントを作製した。得られたフィラメントのCSDは、2.54であり、エチレン含有量は6.8mol%であった。
【0060】
[比較例2]
鞘成分として融点が143℃、エチレン含有量が6.1mol%、ランダムネス指標(CSD)が1.38のエチレン−プロピレン共重合体(日本ポリケム(株)製、SX02R)を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で不織布を得た。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。
【0061】
さらに、本比較例で使用した複合繊維の第1成分に含まれるEP共重合体のランダムネス指標(CSD)を測定するために、本比較例で使用したEP共重合体を、250℃の紡糸温度で溶融押出して4.5dtexの紡糸フィラメントを作製した。得られたフィラメントのCSDは、2.30であり、エチレン含有量は6.1mol%であった。
【0062】
実施例1、実施例2、比較例1および比較例2で得た繊維、ならびにそれらを使用して作製し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、加工温度130℃で作製した不織布、および引張強力が7.8N/5cmである不織布について測定した。
【0063】
【表1】
【0064】
表1に示すように、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の不織布と比較して、高い引張強力を有していた。加工温度を130℃として作製した実施例1および2の不織布のドレープ係数は比較例1および2の不織布のドレープ係数よりも高かったが、その強力が大きいことを考慮すれば、各実施例の不織布は決して柔軟性に劣るものでない。また、引張強力が同一となるように不織布を作製したところ、各実施例において、各比較例よりも低い加工温度で所定の強力を有する不織布を得ることができた。そのため、各実施例の不織布はいずれも、比較例の不織布よりも柔らかい(即ち、ドレープ係数が小さい)ものであった。
【0065】
[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で混抄して繊維ウエブを作製し、この繊維ウエブに、シリンダードライヤーを用いて145℃で30秒間熱処理を施して、目付30g/m2の合繊紙を得た。
【0066】
[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こと以外は、実施例3と同様の方法で目付30g/m2の合繊紙を得た。
【0067】
[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こと以外は、実施例3と同様の方法で目付30g/m2の合繊紙を得た。
【0068】
実施例3、比較例3および4の合繊紙のヒートシール性を、以下の方法に従ってヒートシール部を形成し、ヒートシール部の剥離強力を測定することにより評価した。
【0069】
(ヒートシール条件)
幅30mm、長さ70mmの合繊紙を2枚準備する。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の位置にてヒートシール処理を施してヒートシール部を形成した。ヒートシール処理は、温度130℃、圧力98kPa、処理時間1秒として実施した。
【0070】
(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、これを幅30mm、つかみ間隔10mmで把持し、定速伸長型引張試験機を用いて引張速度10cm/分で伸長し、切断時の荷重値を剥離強力とした。
【0071】
【表2】
【0072】
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。
【0073】
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、次の試験を行った。まず、実施例3および比較例3で得た合繊紙の50mm×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ヒートシール処理に付して接合し、袋状とした。ヒートシール処理は、温度130℃、圧力98kPa、処理時間1秒として実施した。次いで、茶葉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に付して、ディーバッグを作製した。
【0074】
得られたティーバッグを沸騰した湯の入ったやかんに投入し、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については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についてはヒートシール部が破れて袋から茶葉が漏出した。
【0075】
【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熱接着性成分とし、これをオレフィン系重合体またはその共重合体と組み合わせた点に特徴を有する。この特徴により、本発明の熱接着性複合繊維は広い範囲の温度にて熱接着能を発揮し得る。この性質を利用すれば、従来の熱接着性複合繊維を使用する場合よりも低い加工温度で熱接着不織布を製造することができるから、同程度の強力を有する従来の熱接着不織布と比較して、より柔軟な触感を有する不織布を得ることが可能である。また、この性質を利用すれば、ヒートシール性に優れた合繊紙、即ち、強度の大きいヒートシール部をより低い温度で形成し得る合繊紙を得ることが可能である。
【0076】
したがって、本発明の熱接着性複合繊維を少なくとも10mass%含有し、該熱接着性複合繊維の少なくとも一部が溶融し、熱接着されている本発明の不織布は、高い強力を有するとともに柔軟な触感を呈する。また、本発明の熱接着性複合繊維を少なくとも10mass%含有し、該熱接着性複合繊維の少なくとも一部が溶融し、熱接着されている本発明の合繊紙は優れたヒートシール性を示す。かかる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、電池セパレータ等に好適である。
Claims (7)
- 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1成分とし、融点が第1成分より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2成分とし、第1成分が繊維表面の少なくとも一部に露出した複合繊維であって、第1成分に含まれるエチレン−プロピレン共重合体が、エチレン含有量が5〜15mol%であり、かつ13C−NMR法によるランダムネス指標(CSD)が3〜6.5である熱接着性複合繊維。
- 第2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記載の熱接着性複合繊維。
- 第1成分がエチレン−プロピレン共重合体である請求項1または請求項2に記載の熱接着性複合繊維。
- エチレン含有量が5〜15mol%であり、かつ13C−NMR法によるランダムネス指標(CSD)が2〜5.5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1成分とし、融点が第1成分より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2成分として、第1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成る熱接着性複合繊維。
- エチレン含有量が5〜15mol%であり、かつ13C−NMR法によるランダムネス指標(CSD)が2〜5.5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1成分とし、融点が第1成分より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2成分として、第1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する熱接着性複合繊維の製造方法。
- 請求項1〜4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、熱接着されている不織布。
- 請求項1〜4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、熱接着されている合繊紙。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001134081A JP4058247B2 (ja) | 2000-05-09 | 2001-05-01 | 熱接着性複合繊維およびその製造方法、ならびにこれを用いた不織布および合繊紙 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000135775 | 2000-05-09 | ||
JP2000-135775 | 2000-05-09 | ||
JP2001134081A JP4058247B2 (ja) | 2000-05-09 | 2001-05-01 | 熱接着性複合繊維およびその製造方法、ならびにこれを用いた不織布および合繊紙 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002030524A JP2002030524A (ja) | 2002-01-31 |
JP4058247B2 true JP4058247B2 (ja) | 2008-03-05 |
Family
ID=26591537
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001134081A Expired - Fee Related JP4058247B2 (ja) | 2000-05-09 | 2001-05-01 | 熱接着性複合繊維およびその製造方法、ならびにこれを用いた不織布および合繊紙 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4058247B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020046581A1 (en) * | 2018-08-30 | 2020-03-05 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Bicomponent polymeric fibers |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4555599B2 (ja) * | 2003-04-28 | 2010-10-06 | ダイワボウホールディングス株式会社 | プロピレン系短繊維およびこれを用いた繊維集合物並びに熱融着不織布 |
CN114922004B (zh) * | 2022-05-24 | 2023-05-26 | 天津科技大学 | 一种热封袋环保材料及其制备方法 |
-
2001
- 2001-05-01 JP JP2001134081A patent/JP4058247B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020046581A1 (en) * | 2018-08-30 | 2020-03-05 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Bicomponent polymeric fibers |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2002030524A (ja) | 2002-01-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6090730A (en) | Filament non-woven fabric and an absorbent article using the same | |
JP2000160428A (ja) | ポリエチレン系繊維およびこれを用いた不織布 | |
WO2005021850A1 (ja) | 潜在捲縮性複合繊維とその製造方法、および繊維集合物、ならびに不織布 | |
US20130095288A1 (en) | Stretchable bulky nonwoven fabric and method for manufacturing the same | |
US6274237B1 (en) | Potentially crimpable composite fiber and a non-woven fabric using the same | |
JP3109629B2 (ja) | ポリオレフィン系芯鞘型複合繊維及びこれを用いた不織布 | |
JP2002180331A (ja) | 熱接着性複合繊維、その製造方法およびそれを用いた繊維成形体 | |
JPH0921055A (ja) | 複合化不織布及びその製造法 | |
JP4599760B2 (ja) | 熱融着性複合繊維及びこれを用いた繊維成形体 | |
JP4058247B2 (ja) | 熱接着性複合繊維およびその製造方法、ならびにこれを用いた不織布および合繊紙 | |
JP4468208B2 (ja) | 潜在捲縮性複合繊維とその製造方法、および繊維集合物、ならびに不織布 | |
JP3852644B2 (ja) | 分割型複合繊維、これを用いた不織布及び吸収性物品 | |
JP4433567B2 (ja) | 潜在捲縮性複合繊維及びそれを用いた不織布 | |
JP4438181B2 (ja) | 潜在捲縮性複合繊維及びそれを用いた不織布 | |
JP4507389B2 (ja) | ポリオレフィン系繊維とこれを用いた不織布及び吸収性物品 | |
JP3790460B2 (ja) | 熱接着性複合繊維とその製造方法、及びこれを用いた不織布 | |
JP3790459B2 (ja) | 熱接着性複合繊維とその製造方法、及びこれを用いた不織布および合繊紙 | |
JP2001336033A (ja) | ポリエチレン系複合繊維およびこれを用いた不織布 | |
JP3124017B2 (ja) | 熱接着性繊維および不織布 | |
JP4013346B2 (ja) | 不織布およびこれを用いた吸収性物品 | |
JP2001040564A (ja) | 柔軟性不織布及びその不織布積層体 | |
JP4665364B2 (ja) | 熱融着性複合繊維及びこれを用いた繊維成形体、繊維製品 | |
JP2004346476A (ja) | プロピレン系短繊維およびこれを用いた繊維集合物並びに熱融着不織布 | |
JPH0849166A (ja) | ポリプロピレン繊維 | |
JP7112632B2 (ja) | 複合繊維および中綿 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051021 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20071130 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20071204 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20071217 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4058247 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101221 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111221 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111221 Year of fee payment: 4 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111221 Year of fee payment: 4 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111221 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121221 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121221 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131221 Year of fee payment: 6 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |