JP4838600B2

JP4838600B2 - 衣料用中綿

Info

Publication number: JP4838600B2
Application number: JP2006050441A
Authority: JP
Inventors: 尚生山本
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 2006-02-27
Filing date: 2006-02-27
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2026-02-27
Also published as: JP2007224475A

Description

本発明は、伸縮性を有する短繊維不織布によって構成される衣料用中綿に関するものである。

短繊維不織布を製造する方法の一つに、ポリエステル系芯鞘型バインダー繊維とポリエステル等の主体繊維を混綿してウェブとし、該ウェブを熱処理してポリエステル系芯鞘型バインダー繊維の鞘部である低融点成分を溶融させ、構成繊維間を点接着し不織布とする方法が知られている。該芯鞘型バインダー繊維を使用して得られた不織布は、熱処理後に芯鞘型バインダー繊維の芯部が繊維の接着交点の間に残り網目状の構造を形成するため、接着交点間が固定され保形性に優れる。したがって、このような不織布は、クッション材、断熱材、天井材などのある程度の厚みを有する用途に好適に使用される。

しかし、保形性に優れる反面、芯鞘型バインダー繊維を使用して得られる不織布は伸縮性に乏しいという問題がある。具体的には、不織布を衣料用中入れ綿と使用した場合の着衣者の体の動きに応じた伸縮性や、衣料を洗濯した時の揉みに応じた伸縮性や、不織布をモールド成型する場合のモールド金型の凸凹に応じた伸縮性に乏しいといったことが挙げられる。これは、熱処理後に芯鞘型バインダー繊維の芯部が繊維の接着交点の間に残るので接着交点間が固定されるためである。また、主体繊維として伸縮性を有する繊維を用いた場合でも、芯鞘型バインダー繊維の芯部が接着交点間に存在することにより、主体繊維の伸縮等の動きを制限するため、主体繊維が有する伸縮性が十分に発揮されない状態となっている。

適度な伸縮性を有する不織布を得るために、接着成分を弾性ポリマーとする技術が特許文献１に開示されている。この技術では、接着点が弾性を有しているため得られた不織布は伸縮性に優れるが、ポリエステル主体繊維を混綿してウェッブとする時のカードの通過性が悪いといった問題やバインダー繊維が高価であるといった問題がある。
特開平５−１５６５６１号公報

本発明は、安価で適度な伸縮性を有する短繊維不織布を提供することにある。

本発明者は、上記課題を達成するために、主体繊維の動きを制限することなく、主体繊維同士を熱接着するようなバインダー繊維の形態について検討した。その結果、熱処理後に芯部が残らない構造、すなわちバインダー繊維の構成成分が溶融時にすべて溶融して接着成分となることにより、得られる不織布は熱処理後に繊維の接着交点間を固定するものがなく、接着交点間の繊維が自由に動くことができることを見出した。

すなわち、本発明は、上記の課題を達成するものであり、結晶融点が１２０℃〜１５０℃の芳香族ポリエステル系重合体であって、該芳香族ポリエステル系重合体が、テレフタル酸と１，４−ブタンジオールと１，６−ヘキサンジオールとの３成分のみを構成成分とするコポリエステルであり、該芳香族ポリエステル系重合体よりなる単相形態のバインダー繊維と、機械捲縮あるいはスパイラル捲縮を有する主体繊維とが混合してなるウェブを、該バインダー繊維が熱により溶融して主体繊維同士を接着することにより一体化してなる伸縮性を有する短繊維不織布によって構成されることを特徴とする衣料用中綿を要旨とするものである。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明におけるバインダー繊維は、結晶融点が１２０℃〜１５０℃の芳香族ポリエステル系重合体を構成成分とし、該成分よりなる単相形態のものである。本発明におけるバインダー繊維は、２種の重合体が芯鞘型や貼合型等の複合された形態ではなく、単相形態のものである。すなわち、バインダー繊維は、熱により構成成分が溶融して主体繊維同士を接着する役割を担うものであり、単相形態であるので、バインダー繊維を構成する成分はすべて溶融するため繊維形態を失い、いわゆるバインダー（接着成分）となる。したがって、熱処理後は、主体繊維同士の接着交点間は、液滴状に散在した溶融したバインダーにより接着されるので、繊維形態を維持したバインダー繊維によって固定されるものではなく、接着交点間の主体繊維が動きやすくなり、伸縮性を有することとなる。

本発明におけるバインダー繊維は、結晶融点が１２０℃〜１５０℃の芳香族ポリエステル系重合体を構成成分とし、これが熱により溶融して接着成分となる。バインダー繊維を構成する芳香族ポリエステル系重合体は、結晶融点が１２０℃以上であるので、明確な結晶融点を有するので、結晶化速度が速く、繊維を製造する工程、すなわち溶融紡糸工程、延伸工程において安定して生産することができる。一方、バインダー繊維を構成する芳香族ポリエステル系重合体の結晶融点を１５０℃未満とすることにより、バインダー繊維を溶融させる熱処理工程で、バインダー繊維を溶融させるために高温に設定する必要がないため、熱処理工程において主体繊維が熱の影響を受け収縮等が発生することなく、得られる不織布の伸縮性を良好に保持することができる。また、高温対応の特別の熱処理機を必要とせず、さらにはエネルギーコストの点でも有利である。

本発明におけるバインダー繊維の構成成分として、芳香族ポリエステル系重合体を用いることにより、得られる不織布が耐久性に優れたものとなる。

バインダー繊維の構成成分である芳香族ポリエステル系重合体は、テレフタル酸と１，４−ブタンジオールと１，６−ヘキサンジオールとの３成分のみを構成成分とするコポリエステルであり、１，４−ブタンジオールと１，６−ヘキサンジオールとのモル比は２５／７５〜２／９８であるとよく、上記した結晶融点を有するものとなり、本発明が目的とするバインダー機能を有するものとなる。

なお、本発明のバインダー繊維は、上記した芳香族ポリエステル系重合体により構成されるものであるが、本発明の目的が達成される範囲内で、上記した芳香族ポリエステル系重合体に他の重合体をブレンド等したものを用いてもよい。

本発明に用いる主体繊維としては、バインダー繊維と混合した後、バインダー繊維を溶融させる熱処理工程にて、繊維形態を保持しうるものであれば、特に限定するものではなく、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、天然繊維、再生繊維等を用いることができる。また、主体繊維は、１種の繊維から構成されるものであってもよく、また、２種以上の異なる繊維を混合したものであってもよい。本発明では、バインダー繊維を構成する芳香族ポリエステル系重合体との相溶性や不織布の強力、また生産性等を考慮して、ポリエステル系繊維を用いることが好ましく、なかでもポリエチレンテレフタレートからなる繊維を用いることが好ましい。

また、主体繊維は、通常の機械捲縮を有するものであってもよいが、立体的なコイル状のスパイラル捲縮を有するものが好ましい。スパイラル捲縮を有する繊維を主体繊維として用いることにより、得られる不織布は伸縮性により優れたものとなるからである。主体繊維のスパイラル捲縮は、バインダー繊維と混合して、熱処理により主体繊維同士をバインダー（バインダー繊維が溶融したもの）により接着させて一体化させた後に、さらに熱処理を施すことによりスパイラル捲縮が顕在化する繊維を用いてもよい。また、バインダー繊維と混合する前やバインダー繊維を溶融させるための熱処理前にすでにスパイラル捲縮が顕在化しているものを用いてもよい。

本発明におけるバインダー繊維と主体繊維の繊度、繊維長、繊維断面の形状は特に限定されるものではなく、不織布の用途による要求性能に応じて適宜選択すればよい。

本発明における不織布は、前述したバインダー繊維と、主体繊維とが混合してなるウェブを、該バインダー繊維が熱により溶融して主体繊維同士を接着することにより一体化してなるものである。バインダー繊維と主体繊維との混合する際、バインダー繊維の比率は２０質量％以下が好ましい。バインダー繊維の比率が２０質量％以下にすることによって、主体繊維同士をバインダー（バインダー繊維が溶融したもの）による接着してなる接着交点の数が増えすぎることなく、主体繊維の動きが制限されず、良好な伸縮性を有する不織布を得ることができる。

バインダー繊維と主体繊維とを混合したウェブを熱処理する際の熱処理は、熱風により加熱するサーマルスルー熱処理機を用いることにより行うことができる。熱処理条件は、バインダー繊維が繊維形態を失って、構成成分である芳香族ポリエステル系重合体が溶融することができればよく、芳香族ポリエステル系重合体の結晶融点以上の温度を設定すればよい。なお、このとき、主体繊維が熱の影響を受けて軟化や溶融等が発生しないように、主体繊維の融点よりも５０℃以上低い温度に設定することが好ましい。

熱処理によりバインダー繊維の構成成分である芳香族ポリエステル系重合体が溶融し、バインダー繊維はもはや繊維形態を完全に失う。溶融した芳香族ポリエステル系重合体は流動して、主体繊維の交点に液滴状に集合して、交点における主体繊維同士を接着する。不織布全体に見れば、溶融した芳香族ポリエステル系重合体は液滴状に、少なくとも主体繊維の交点に散在することとなり、主体繊維同士を接着する。

本発明における不織布は、上記の構成を有するものであり、適度な伸縮性を有しているため、衣料用の中綿として用いる。本発明の衣料用の中綿は、適度な伸縮性により、着用者の体の動きに応じて追随することができる。また、その衣料を洗濯した際に、洗濯時の揉み等の外部からの物理的な力に応じて伸縮性を発揮するため、洗濯後に変形が生じにくい。

本発明における不織布は、主体繊維同士が、特定の芳香族ポリエステル系重合体よりなる単相形態のバインダー繊維が熱により溶融して繊維形態を失い、液滴状となったバインダーにより接着されており、主体繊維同士が適度の自由度を有しているため、伸縮性を有している。

本発明における不織布は、適度の伸縮性を有しているため、衣料用中綿として好適に用いることができる。

また、バインダー繊維の構成成分として特定の結晶融点を有するものを採用することにより、バインダー繊維を溶融させる際に、１８０〜２００℃程度の高温で熱処理する必要がなく、熱処理により主体繊維が熱の影響を受け収縮等が発生することなく、得られる不織布の伸縮性を良好に保持することができる。また、高温対応の特別の熱処理機を必要とせず、さらにはエネルギーコストの点でも有利である。

以下、実施例によって本発明を詳しく説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、実施例に記述した諸物性の評価法は次の通りである。
（１）ポリエステルの相対粘度
フェノールと四塩化エタンとの等質量混合溶液を用い、濃度０．５ｇ／ｄｌ、温度２０℃で測定した。
（２）ポリエステルの結晶融点
パーキンエルマー社製ＤＳＣ−２型示差走査熱量計を用い、昇温速度２０℃／ｍｉｎで測定した。
（３）伸縮性
不織布を中入れ綿として装填した衣料を着衣した被験者１０名の伸縮性に対する評価を総合して判定した。十分な伸縮性のあるものは◎、適度な伸縮性のあるものは○、少しの伸縮性のあるものは△、伸縮性のないものは×を判定の基準とした。
（４）成型性
バインダー繊維の接着成分の融点（明確な融点がないものについては軟化点）をＴｍとした際に、（Ｔｍ＋１５）℃に加熱した不織布を図１に示すごとき凹凸型の金型（凹凸間の空隙が５ｍｍ）を使用しコールドプレスし、お椀型の成型体を作成し、成型体の頭頂部（図２のa部分）の厚みを測定した。成型体頭頂部の厚みが５ｍｍに近いほど成型性が良好であると判断とした。
（５）耐洗濯性
成型性評価のために作成した各お椀型成型体を各々８ケ、ＪＩＳ−Ｌ−１０９６−８．２３．２法に規定されているシリンダ洗濯機で、規定されている条件で洗剤を加えずに水洗いを行った後に自然乾燥させ、お椀型成型体の高さ（図２のｂ部分）を測定した。高さが洗濯前の６０ｍｍに近いほど耐洗濯性が良好であると判断とした。

実施例１
ジメチルテレフタレートと、モル比が２０／８０の１，４−ブタンジオール（ＢＤ）と１，６ヘキサンジオール（ＨＤ）とからなるジオールとを、ジメチルテレフタレートとジオールのモル比が１．３となるように反応器に仕込み、触媒としてテトラブチルチタネートを３×１０^−４モル／酸成分モル添加し、常法によってエステル交換、重縮合して相対粘度６２、結晶融点１２５℃を有するコポリエステルを得た。このコポリエステルを通常の溶融紡糸装置を用いて紡糸し、未延伸糸を得た。その際、紡糸温度１５０℃、吐出量４２０ｇ／ｍｉｎ、巻取速度１０００ｍ／ｍｉｎとした。得られた未延伸糸を１０万デニールのトウに集束し、１００℃で延伸し、押込み式クリンパーで捲縮を付与した後、長さ５１ｍｍにカットして、繊度６．６ｄｔeｘのバインダー繊維を得た。
一方、主体繊維として、スパイラル捲縮（捲縮数１０個／２５ｍｍ）を有するポリエチレンテレフタレートからなり中空部を有する短繊維（ユニチカファイバー社製＜Ｈ３８Ｆ＞６．６ｄｔｅｘ５１ｍｍ）を用意した。
バインダー繊維と主体繊維とを、質量比で５／９５の割合で混綿して１００ｇ／ｍ ^２のウェブを得、得られたウェブを１４５℃で２分間サーマルスルー熱処理機にて熱処理を行い、実施例１の不織布を得た。

実施例２
実施例１において、バインダー繊維と主体繊維との質量比を２０／８０としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例２の不織布を得た。

実施例３
実施例１において、バインダー繊維と主体繊維との質量比を３０／７０としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例３の不織布を得た。

実施例４
実施例１において、主体繊維として、機械捲縮を有するポリエチレンテレフタレート短繊維（ユニチカファイバー社製＜５４０＞６．６ｄｔｅｘ５１ｍｍ）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして実施例４の不織布を得た。

実施例５
実施例２において、主体繊維として、機械捲縮を有するポリエチレンテレフタレート短繊維（ユニチカファイバー社製＜５４０＞６．６ｄｔｅｘ５１ｍｍ）を用いたこと以外は、実施例２と同様にして実施例５の不織布を得た。

実施例６
実施例１において、バインダー繊維を構成するジオールとして、モル比が２／９８の１，４−ブタンジオール（ＢＤ）と１，６ヘキサンジオール（ＨＤ）とからなるジオールを用いた結晶融点１５０℃、長さ５１ｍｍ、繊度６．６ｄｔeｘのバインダー繊維を用いたこと、ウェブを熱処理する際の熱処理条件を１７０℃で２分間としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例６の不織布を得た。

比較例１
実施例１において、バインダー繊維として、芯成分がポリエチレンテレフタレート、鞘成分（接着成分）が軟化点１１０℃で明確な融点を有さない非晶性の共重合ポリエステル（エチレンテレフタレート単位にイソフタル酸が共重合してなるもの）からなるポリエステル系芯鞘バインダー繊維（ユニチカファイバー製＜４０８０＞６．６ｄｔｅｘ５１ｍｍ）に替えたこと、ウェブを熱処理する際の熱処理条件を１３０℃で２分間としたこと以外は実施例１と同様にして比較例１の不織布を得た。

比較例２
実施例１において、バインダー繊維を構成するジオールとして、モル比が７０／３０のエチレングリコール（ＥＧ）と１，６ヘキサンジオール（ＨＤ）とからなるジオールを用いた結晶融点１８０℃、長さ５１ｍｍ、繊度６．６ｄｔeｘのバインダー繊維を用いたこと、ウェブを熱処理する際の熱処理条件を２００℃で２分間としたこと以外は、実施例１と同様にして比較例２の不織布を得た。

比較例３
実施例１において、バインダー繊維を構成するジオールとして、モル比が５６／４４のエチレングリコール（ＥＧ）と１，６ヘキサンジオール（ＨＤ）とからなるジオールを用いた結晶融点１６０℃、長さ５１ｍｍ、繊度６．６ｄｔeｘのバインダー繊維を用いたこと、ウェブを熱処理する際の熱処理条件を２００℃で２分間としたこと以外は、実施例１と同様にして比較例３の不織布を得た。

表１に得られた実施例１〜６、比較例１〜３の不織布の評価結果等を示す。

表１から明らかなように、実施例１〜６の不織布は中入れ綿としたときに良好な伸縮性を有していた。また、洗濯した後の型保持性も良好であった。

一方、比較例１の不織布は、芯鞘型のバインダー繊維を用いたものであり、熱処理後に芯鞘バインダー繊維の芯部が繊維の接着交点の間に残るので、接着交点間が固定され伸縮性が乏しい不織布であった。その結果、実施例の不織布に比べて、成型性、耐洗濯性が低下した。

比較例２、３の不織布は、使用したバインダー繊維の結晶融点が実施例１〜６に比べ高いため、熱処理時に主体繊維が収縮し不織布の伸縮性が乏しく、また、実施例の不織布に比べて、成型性、耐洗濯性が低下した。

本発明の不織布の成型性を評価するための成型金型を示す断面模式図である。本発明の不織布を成型して得られた成型体を示す断面図である。

符号の説明

１：凹型の金型
２：凸型の金型
３：成型体

Claims

結晶融点が１２０℃〜１５０℃の芳香族ポリエステル系重合体であって、該芳香族ポリエステル系重合体が、テレフタル酸と１，４−ブタンジオールと１，６−ヘキサンジオールとの３成分のみを構成成分とするコポリエステルであり、該芳香族ポリエステル系重合体よりなる単相形態のバインダー繊維と、機械捲縮あるいはスパイラル捲縮を有する主体繊維とが混合してなるウェブを、該バインダー繊維が熱により溶融して主体繊維同士を接着することにより一体化してなる伸縮性を有する短繊維不織布によって構成されることを特徴とする衣料用中綿。