JPH01266218A - 中空芯鞘型熱融着繊維の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、各種繊維製品に適用されるバインダー繊維と
しての中空芯鞘型熱融着繊維の製造法に関し、更に詳し
くは高い中空率を有する芯鞘型熱融着繊維を製造する方
法に関する。

（従来の技術） 近年、ベース繊維と熱融着性バインダー繊維を混綿して
カーデイング等の適当な手段を用いてウェブに形成し、
しかるのち熱処理を施して構造を安定化させる、所謂、
乾式不織布によって製造された嵩高で高弾性を有する繊
維ウェブが衛生材料等の用途に広く使用されている。こ
の嵩高で高弾性を有する繊維ウェブを製造せんとする場
合には、ベース繊維並びにバインダー繊維の両者共に中
空繊維とすることが極めて有効な方法であるとされてい
る。

ここで、中空構造をもつバインダー繊維は、中空の芯部
と芯部を取り囲む鞘部とからなり、芯部を構成する重合
体は通常ベース繊維と同質、或は別の融点が高い重合体
が使われ、鞘部を構成する重合体はベース繊維より融点
の低い重合体が使われる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、こうした芯鞘型熱融着繊維であるバインダー
繊維においては、芯部及び鞘部に配されるそれぞれの重
合体成分に溶融粘度差があるため、第２図に示す如き従
来の中空繊維用紡糸口金の吐出孔では高い中空率を有す
る中空繊維を得ることが困難であった。

そこで、本発明の目的は従来入手し難いとされていた高
い中空率を有する中空芯鞘型熱融着繊維を容易に製造す
る方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段及び作用）この目的を達成
するため、本発明は特許請求の範囲に記載した技術的事
項をその構成要件とし、この構成をもって上記課題の解
決手段とするものである。

本発明者等は同一円周上に配置される数個の円弧状スリ
ットから構成される吐出孔において、隣合うスリットの
互いに向き合った端部に円弧の中心からスリットの外側
に並行して伸びる脚部を配設すると、芯鞘型の複合溶融
紡糸でも容易に中空率の高い中空繊維の得られることを
見出し本発明に到達したものである。

以下、本発明を図に基づいて詳細に説明する。

第１図は本発明の製造方法により得られる中空芯鞘型熱
融着繊維の繊維断面を示す模式図であり、その中空率は
中空部を含む繊維全断面に占める中空部の面積比（％）
で表わされる。第２図は本発明で採用する紡糸口金吐出
孔の代表的な形状例を示している。第３図は従来中空繊
維製造に実用されている紡糸口金吐出孔の形状例を示す
。第４図は本発明で採用する紡糸口金吐出孔の構造を説
明するための図で、円弧状スリット４は中心点を０とす
る半径Ｒの同一円周上に間隔（ブリッジ）Ｗを置いて複
数が配置されており、スリットの巾はＤである。また、
隣合うスリットの互いに向き合う端部には、円弧の中心
点０からスリットの外方に並行して伸びる長さ４０脚部
スリット（以下、単に脚部という。）５が形成されてい
る。

本発明において吐出孔を形成する円弧状のスリット４は
２〜６個であるのが好ましい。中空率はスリットが３〜
４個のときに最も高くなり、７個以上に増やしても中空
率向上には効果が無い。円弧状のスリットの曲率半径Ｒ
は０．７〜４．０鶴であるのが好ましい。０．７ｆ１未
満では高い中空率を得ることが難しく、また４、０ｍを
超えると各々のスリットから吐出される溶融重合体が接
触しなくなり中空繊維が形成されない。スリットの巾り
は０．０３〜０．２５ｍが好ましい。スリットの巾りが
小さい程中空率は大きくなるが、０．０３ｍｍ未満では
工作精度が極端に悪くなり実用に供し難（、また吐出圧
も高くなって好ましくない。０．２５ｔｍを超えると高
い中空率を得ることが難しい。

円弧状のスリットの曲率半径Ｒとスリットの巾りの比Ｒ
／Ｄは３〜３０であるのが好ましい。３未満では高い中
空率を得ることが難しく、３０を超えると中空繊維が形
成されない。隣合うスリットの間隔は０．０５〜０．５
０ｍであるのが好ましい。

０．０５ｗ未満では吐出孔の中心部６を支える間隔（ブ
リッジ）の強度が不足し破断し易くなる。

０．５０ｍｍを超えると高い中空率を得ることが難しい
。隣合うスリットの端部に互いに向き合って配設される
脚部の長さｌはスリット巾りの１．５〜４．０倍である
のが好ましい。１．５倍未満では高い中空率を得ること
が難しく、４．０倍を超えると脚部と脚部の間隔（ブリ
ッジ）の強度が不足し破断し易くなる。脚部の長さｌと
、脚部と脚部の間隔（ブリッジ）Ｗの比ｆｉ／Ｗは０．
５〜２．０であるのが好ましい。０．５未満では高い中
空率を得ることが難しく、２゜０を超えると脚部と脚部
の間隔（ブリッジ）の強度が不足し破断し易くなる。第
５図に本発明で採用する紡糸口金吐出孔におけるスリッ
ト端部に形成する脚部形状の他の例を示すが、図示の形
状に限定されないことは勿論である。

本発明により得られる中空芯鞘型複合繊維の繊維横断面
積に占める中空部の比率即ち中空率は５〜３０％である
のが好ましい。中空率が５％未満では繊維ウェブの嵩高
性と圧縮弾性率の向上には不充分である。一方、中空率
が３０％を超える繊維は、本発明が対象とする２〜２０
デニールの中空芯鞘構造の熱融着繊維では事実上製造す
ることが難しい。中空芯鞘型複合紡糸繊維の鞘部を構成
する熱可塑性重合体成分は、溶融軟化点が８０〜１８０
°Ｃであるポリエステル系重合体であるのが好ましい。

溶融軟化点が８０℃未満では複合溶融紡糸時に溶融粘度
が低くなりすぎて鞘部に熱可塑性重合体を配置すること
が難しくなり、１８０℃を超えると繊維ウェブの構造を
安定化させるための繊維−繊維間の加熱接着温度を高く
しなければならず経済的に不利となる。

溶融軟化点が８０〜１８０℃であるポリエステル重合体
は繊維形成性が良好であれば特に限定されない。即ち、
テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、Ｐ−ヒドロキ
シ安息香酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、ナフ
タレンジカルボン酸、シュウ酸、アジピン酸、セバシン
酸、シクロヘキサンジカルボン酸などのジカルボン酸成
分と、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ト
リエチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオ
ール、ベンタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペン
チルグリコール、ポリエチレングリコールなどのジオー
ル成分とから縮合重合によって形成されるポリエステル
で、前記溶融軟化点を満足するものを使用することがで
きる。繊維製造の容易さ及び繊維物性の点から低融点の
ポリエステル重合体はテレフタル酸とイソフタル酸及び
エチレングリコールからの共重合体を用いるのが好まし
い。また、芯鞘型複合紡糸繊維の芯部に配するポリエチ
レンテレフタレートは、８５モル％以上がエチレンテレ
フタレートの繰り返し単位から構成される重合体であれ
ば良＜、１５モル％を超えない範囲で他のジカルボン酸
及び／又はジオール成分を第３成分として共重合させた
ものを含む。（鞘部熱可塑性重合体）：（芯部ポリエス
テル重合体）との複合比率は容量比で２０　：　８０〜
８０　：　２０とするのが望ましい。容量比が２０　：
　８０未満では複合溶融紡糸時に鞘部の形成が難しくな
り、また８０：２０を超えると中空部分を設けるのが困
難となる。

ここで、第１図に示す芯鞘型複合紡糸繊維は第６図に示
す複合溶融紡糸装置に溶融軟化点を有する繊維形成重合
体１とポリエチレンテレフタレート重合体２を供給し、
第７図に示す紡糸口金装置を用いて複合溶融紡糸し、冷
却風で紡出糸条を冷やし界面活性剤からなる平滑剤、集
束剤、帯電防止剤の入った繊維用油剤を付着させたあと
ローラーで引取って缶に振込み、次いで横型延伸装置を
用い加熱供給ローラーと引取りローラーの間で３〜６倍
に延伸し機械捲縮を施し、しかるのち３８〜１２８１の
適当な繊維長に切断して得ることができる。なお、第６
図において７は押出機、８は紡糸頭、９は紡糸口金装置
、１０は油剤付与装置、１１は引取りローラー、１２は
振込みローラー、１３は缶であり、第７図において１４
は分配板、１５は前板、１６は口金板である。また第８
図（ａ）は第７図の前板１５のｘ　−ｘ’断面、第７図
（ｂｌは同じく紡糸口金板１６のＹ−ゾ断面を示す。

本発明の如く低溶融軟化点を有するポリエステル系重合
体を鞘部に配する場合は、該ポリエステル系重合体の相
対粘度（メタクレゾール、２５℃）が１．３５〜１．７
５の範囲にあることが必要である。即ち、２種類の重合
体１，２は溶融紡出時に芯部重合体２と鞘部重合体１と
の溶融粘度がほぼ等しくなるように選ぶのがポイントで
あり、鞘部重合体１の溶融粘度が芯部重合体２の溶融粘
度より相当に高い場合は第９図（ａｌの如き繊維横断面
となり中空繊維が得られず、また鞘部重合体１の溶融粘
度が逆に低い場合は、第９図（ｂ）の如き中空部の極め
て小さい繊維横断面となる。

嵩高で高弾性の繊維ウェブを得るためには中空断面を有
するポリエステル繊維をベース繊維に選び、本発明で得
られる中空芯鞘型複合紡糸繊維からなるバインダー繊維
と均一に混綿、開繊しカーデイング等の手段を用いてウ
ェブを形成し、しかるのち相互に熱接着させるのがよい
。

この熱接着には、第１１図に示す如きフラットベルト型
のエアースル一方式の熱処理装置が使われる。同図中、
１７はブロア、１８はヒータ、１９はカードウェブ、２
０は熱風、２１は製品ウェブ、２２は網ベルトである。

バインダー繊維は繊度が１．５〜８デニール、繊維長が
３２〜１２８１ｍの範囲であるのが好ましい。

バインダー繊維の繊度を小さくすると、繊維の数が増加
して交絡接着点が多くなり繊維ウェブの形態安定性は向
上するが、逆に嵩高が小さくなって圧縮弾性が悪くなる
。また、バインダー繊維の繊度を大きくすると、繊維の
数が減少して交絡接着点が少な（なり繊維ウェブの形態
安定性が損なわれる。繊維長が３２鶴未満では熱処理前
にウェブがシート切れし、１２８１ｍを超えると開繊カ
ーデイング性が低下する。繊維ウェブ中に占めるバイン
ダー繊維の配合比は５〜５０重量％にするのが良い。５
重量％未満では繊維ウェブの形態安定性が不足し、５０
重量％を超えると繊維ウェブの風合が薄く硬くなって、
嵩高で高弾性を有する繊維ウェブを得ることができない
。

本発明により得られるバインダー繊維を使った繊維ウェ
ブとして繊維表面に親水性付与剤を塗布した繊維基材に
よって構成すると尿等の透過性を向上させることができ
る。このような親水性付与剤としては公知の湿潤効果の
大きな界面活性剤を使用すれば良いが、例えばポリオキ
シエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンオキ
シプロピレンブロックコポリマー等のノニオン性界面活
性剤、脂肪酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジ
アルキルコハク酸塩、アルキル硫酸エステル塩、高級ア
ルコール硫酸エステル塩等のアニオン性界面活性剤、ア
ルキルアミン塩、アルキル４級アンモニウム塩等のカチ
オン性界面活性剤を使用することができる。

また、湿潤効果の大きな界面活性剤の代わりに親水基含
有型のオリゴマーを繊維表面に塗布した繊維基材を用い
ると繊維ウェブに耐久性のある親水性を付与することが
できる。ポリエステル繊維に対しては親水基含有型のポ
リエステルオリゴマー、即ちポリエーテルエステルワッ
クスが最も好ましいが、このオリゴマ一部は比較的低い
温度で繊維表面基質と溶融共晶化するように、例えばカ
ルボン酸成分としてテレフタル酸及びイソフタル酸を含
む共重合体とするのが良い。親水基としては水和性ポリ
オキシアルキレン基、スルホン酸、ホスホン酸、カルボ
ン酸等からなる酸水基又はこれらのアルカリ金属塩及び
窒素性塩基性塩又はそれらのイオン化できる塩等を挙げ
ることができるが、なかでもポリオキシアルキレン基が
よい。ポリオキシアルキレン基の例としてはポリエチレ
ングリコールとポリプロピレングリコールの共重合体で
あるポリオキシエチレンオキシプロピレンブロックコポ
リマーが特に好ましい。親水基含有型のポリエステルオ
リゴマーのオリゴマ一部の分子量はポリエステル繊維重
合体基質との結合力を考慮すると３００〜６０００の範
囲であるのが好ましい。

また、親水基含有部の分子量はエマルジョン溶液中の分
散性から１０００〜１００００の範囲が好ましい。１０
００未満では親水性の効果が無く、１ｏｏｏ。

を超えると耐久性が損なわれる。

繊維ウェブはカーデイング、エアレイングその他既知の
技術を用い、或はこれらを組合せて形成することができ
るが、なかでもカーデイングによる方法は ■　大きな空隙と高い圧縮弾性をもつ繊維ウェブを得る
ことができる。

■　高速で生産性に優れかつ巾広いシートを得ることが
できる。

■　２層以上のウェブシートを容易に積層することがで
きる。

■　目付の調節が容易である。

■　ティクオフ装置（カードウェブ取り出し装置）にコ
ンデンシングロール（或はコンプレッションロール）等
を取り付けて、個々の繊維基材の配向度を調節すること
ができる。

■　得られる繊維ウェブが均質である。

等多くの長所を有しており最も好ましい。

２層以上の薄いウェブシートを積層して得るカードウェ
ブは極めて均質なので、本発明にとって特に好ましい。

カード開繊機はローラーカード、フラットカード等を利
用することができる。

本発明で形成した繊維ウェブの性能は次の様にして測定
した値である。繊維ウェブの嵩高性（ｃｃ／ｇ）は繊維
ウェブを１辺１０印の正方形（辺の方向はそれぞれ機械
方向及び巾方向に一致させる）に裁断して得た試験片を
４枚機械方向と巾方向を互い違いに重ねて積層し、その
うえにメチルメタクリレート樹脂板及びウェイトを載せ
て０．５ｇ／ａａの荷重を１０分間かけ、そのときの繊
維ウェブ層の体積Ｖ＋（ｃｃ）を測定し、このＶｌを予
め秤量しておいた繊維ウェブ層の重量で割って求める。

圧縮弾性率（％）は体積Ｖ、（ｃｃ）を測定した繊維ウ
ェブ層に３５ｇ／　ｒｒ（の荷重をかけ、１０分間放置
したときの体積Ｖｚ（ｃｃ）を測定し、Ｖｌ。

■２より下式に従って圧縮弾性率（％）を求める。

■１ （実施例） 以下、本発明を実施例により具体的に説明する。

実施例−１ １１０℃で軟化するポリエステル系重合体並びにポリエ
チレンテレフタレート重合体（相対粘度１．６３）をそ
れぞれ芯鞘型複合紡糸繊維の鞘部並びに芯部に配するよ
うに第６図に示す複合溶融紡糸装置に供給し、第８図に
示す紡糸吐出孔を有する前板、口金板を装着した第７図
に示す複合溶融紡糸口金装置から２７０℃で芯鞘型の複
合紡糸をした。吐出量は容量比で１＝１とし吐出した糸
条は常法に従い冷却用空気で冷却したあと油剤を付与し
、しかるのち６００　ｍ　／分で引取って缶に振り込ん
だ。なお、鞘部／芯部の重合体比率は重量比で１７１と
した。

このようにして得た未延伸糸繊維は中空率１５％で表−
１に示す繊維横断面を有するものであった。この未延伸
繊維束を集束し、８０万デニールの未延伸糸スライバー
としたあと、横型の延伸装置に供給し、５０ｍ／分で４
．０倍に延伸し、非接触乾熱型の加熱ボックス（１８０
℃）で熱処理したあと、機械捲縮付与装置により１０ケ
／インチの捲縮を付与し、コンテナーに振込んだ。コン
テナーに振込んだ芯鞘型複合繊維延伸トウは、引続きオ
ートクレーブにて１１０℃で１０分間熱処理し、このあ
と５１ｎ＋にカットして短繊維とした。

ここで低溶融軟化点のポリエステル系重合体にはテレフ
タル酸６０モル％、イソフタル酸４０モル％からなるジ
カルボン酸成分とエチレングリコールからなるジオール
成分とを公知の技術により縮合重合して得た相対粘度（
メタクレゾール、２５℃）が１．５５であるポリエステ
ル共重合体を用いた。複合溶融紡糸口金として用いた吐
出孔の形状（Ａ）は第２図（Ｃ１に示したものと同様で
あり、その仕様を表−１に示す。

実施例−２ ベース繊維としてポリエチレンテレフタレート繊維（相
対粘度、１．６０）　７０重量％並びにバインダー繊維
として実施例−１で得た中空芯鞘型複合紡糸繊維３０重
量％をオープナ−を用いて均一に混綿及び開綿したあと
、直列に配した２台のフラットカード開繊機に供給して
５０ｍ／分の速度でカーデイングを行い、それぞれのカ
ードから薄い２枚のウェブを取出しこれらを積層して１
枚の均質なカードウェブを形成した。ここで、ベース繊
維としてのポリエチレンテレフタレート繊維は第１０図
に示す中空断面形状（中空率１５％）を有しており、２
次元直鎖状の機械捲縮を付与した繊度６デニール、繊維
長５１１ｍ、捲縮数１５．２／インチである短繊維を用
いた。

上記カードウェブを引続き第１１図に示すフラットベル
ト型のエアースル一方式の熱処理装置に導きカードウェ
ブ中に１６０℃の熱風を１０秒間通過させバインダー繊
維を溶融して繊維と繊維を接着し、形態安定性の良い繊
維ウェブを形成した。このようにして得た繊維ウェブの
性能を表−１に示す。

比較例−１〜３ 比較例−１〜３として、実施例−１における吐出孔形状
（Ａ）の紡糸ノズルと同形状であるがｌが１．３０・Ｄ
である吐出孔形状〔Ｂ〕、吐出孔形状（Ａ）の代わりに
第３図ｅに示す吐出孔形状〔Ｃ〕、同図（ａｌに示す吐
出孔形状ＣＤ）の紡糸ノズルを用いた以外は同様の操作
を行い、中空の芯鞘型複合紡糸繊維を得た。各紡糸ノズ
ルの仕様及び得られた繊維構造を表−１に示す。

比較例−４〜６ 比較例−４〜６として、実施例−２における実施例−１
で得た中空芯鞘型複合紡糸繊維の代わりに比較例−１〜
３で得た中空芯鞘型複合紡糸繊維を各バインダー繊維に
用いた以外は同様の操作を行い、繊維ウェブを形成した
。得られた繊維ウェブの性能を表−２に示す。

表−１ 表−２ （発明の効果） 以上詳細に説明し、表−１１表−２から明らかな如く、
本発明の吐出孔形状を有する紡糸口金を用いて溶融紡糸
して得られる中空芯部にポリエチレンテレフタレート重
合体並びに鞘部に溶融軟化点の低いポリエステル重合体
をそれぞれ配した中空芯鞘型熱融着繊維は高い中空率を
有しており、該熱融着繊維をバインダー繊維に用いて乾
式不織布法によって製造した繊維ウェブは高い嵩と強い
弾性（腰）とを兼備するので使い捨ておむつ等衛生材料
用途に好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で得られる中空芯鞘型熱融着繊維の断面
の模式図、第２図は本発明で用いる紡糸口金吐出孔の形
状例を示す平面図、第３図は従来中空繊維製造に用いら
れてきた紡糸口金吐出孔の形状例を示す平面図、第４図
は本発明の吐出孔形状を説明するための平面図、第５図
は本発明の吐出孔における脚部形状の他側を示す平面図
、第６図は溶融複合紡糸装置の概略構成図、第７図は複
合紡糸口金装置の概略構成図、第８図（ａ）　（ｂ）は
第７図のｘ　−ｘ’及びＹ−Ｙ’断面図、第９図は芯部
と鞘部の重合体成分の粘度差に基づく紡出糸条の断面図
、第１０図はベース繊維の一例を示す断面図、第１１図
はフラットベルト型のエアースル一方式熱処理装置の概
略構成図、第１２図は本発明により得られた繊維と他の
方法により得られた繊維の各断面図である。 図の主要部分の説明 １−・（鞘部）重合体 ２−（芯部）重合体 ３−・中空部 ４−・−・スリット ５・−・脚部 ９−・紡糸口金装置 １４−分配板 １５・・−前板 １６−ロ金板 第１図 一ノ　〜♂　　％！

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　繊度が１．０〜２．０デニール、中空率が５％以上で
   ある中空芯鞘型熱融着繊維の製造法において、吐出孔が
   所定の巾を有し同一円周上に所定の間隔を置いて配置さ
   れる２〜６個の円弧部と、互いに向き合う端部が円弧中
   心から外側方向に並行して伸びる所定長さの脚部とを有
   するスリットから構成され、同吐出孔にポリエチレンテ
   レフタレート重合体並びに溶融軟化点の低いポリエステ
   ル系重合体を溶融し、両者を芯鞘に複合化して導き紡出
   することを特徴とする中空芯鞘型熱融着繊維の製造法。