JPH01292117A - 中空芯鞘型熱融着繊維及びその製造方法 - 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） 本発明は柔軟な風合を有し、嵩高性と弾性に優れる、例
えば衛生材料としての繊維ウェブシートに適用される中
空芯鞘型熱融着繊維とその製造方法に関する。

（従来の技術） 近年、芯にポリエチレンテレフタレート重合体、鞘にポ
リオレフィン系重合体を配した芯鞘型熱融着繊維をカー
デイング等の適当な手段を用いてウェブを形成し、しか
るのち熱処理を施して構造を安定化させた、所謂、乾式
不織法によって製造される繊維ウェブシートが衛生材料
用途に賞月されている。

（発明が解決しようとする課題） しかるに、上記の如く中空の芯鞘構造をもつ熱融着繊維
を使って得たウェブシートは、肌に快適な柔らかい風合
を有するものの、嵩高性と弾性に劣るためその用途が限
定されていた。本発明者らは従来の柔らかい風合を残し
たまま嵩高性と弾性を繊維ウェブシートに付与するには
、芯鞘型熱融着繊維の直角断面に中空部を設けて中空繊
維に形成するのが最も好ましいことを見出したが、芯鞘
の２種の重合体に相溶性がなく、しかも溶融粘度に差が
あると、従来から中空繊維の製造に供されている紡糸口
金吐出孔では高い中空率を有する芯鞘型の中空繊維を得
ることができないことが判明した。

従って、本発明の目的は芯にポリエチレンテレフタレー
ト重合体、鞘にポリオレフィン系重合体を配した、肌に
快適な柔らかい風合、嵩高性並びに高弾性を具備する特
に衛生材料に好適な中空芯鞘型熱融着繊維とその製造方
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）本発明者等は、
同一円周上に配置す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方向に並行して伸びる脚部スリ７）
を形成すると、芯鞘型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たを見出し、本発明に到達し
た。

以下、本発明を添付図面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（％）に
よって求められる。第２図は本発明の製造方法で用いる
紡糸口金吐出孔の形状例を示す。第３図は従来の中空繊
維製造に賞月されている紡糸口金吐出孔の形状例を示す
。第４図は、本発明の製造方法で用いる紡糸口金吐出孔
の代表例を示し、同図において円弧状スリット４は中心
点をＯとする半径Ｒの同一円周上に間隔（ブリッジ）Ｗ
を置いて配置されており、スリット４の巾はＤである。

また、隣合うスリット４の互いに向き合う端部には、円
弧の中心点０の方向に並行して伸びる長さ４０脚部スリ
ット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４が３
〜４個のときに最も高（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４の曲率半径Ｒは０．７〜４．０鰭で
あるのが好ましい。０　、７　ｍｓ＋未満では高い中空
率を得ることが難しく、また４、０龍を超えると各々の
スリットから吐出される溶融重合体が接合しなくなって
中空繊維が形成されない。

スリットの巾りは０．０３〜０．２５ｍｍ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未満にすると実際には工作精度が極端に悪（な
り、また吐出圧も高くなって好ましくない。０．２５ｍ
ｍ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。

この値が３未満では高い中空率を得ることが難しり、３
０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Ｗは０．０５〜０．５０ｍｍであ
るのが好ましい。０．０５ｍｍ未満では吐出孔の中心部
６を支える間隔部（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
部スリット５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倍を超えると隣合う脚部スリ
ット５と脚部スリット５間にある間隔部（ブリッジ）の
強度が不足し破断し易（なる。

脚部スリット５の長さｌと、脚部スリット間の間隔（ブ
リッジ）Ｗの比ｇ／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を超えると脚部スリット間にある間隔部（ブリッ
ジ）の強度が不足し破断し易くなる。

第５図には本発明に適用されるスリット端部に形成する
脚部スリット形状の他の例を示すが、勿論これらに限定
されるものではない。

本発明に係る中空芯鞘型熱融着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
圧縮弾性率の向上が不充分である。一方、中空率が３０
％を超える繊維は製造するのが難しい。

中空芯鞘型熱融着繊維の鞘部１を構成する重合体は、溶
融軟化点が８０〜１８０℃であるポリオレフィン系重合
体である。溶融軟化点が８０℃未満では複合熔融紡糸時
に溶融粘度が低くなりすぎて鞘部にポリオレフィン系重
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−繊維溶融
接着温度（熱処理温度）を高くしなければならず、経済
的に不利となる。このようなポリオレフィン系重合体と
しては低密度（ＬＯＰ）　、中密度（ＭＤＰ）、高密度
（ＩＩＤＰ）及び低密度線形（ＬＬＤＰ）等のポリエチ
レン重合体、酢ビ−エチレン共重合体、エチレンアクリ
レート−エチレン共重合体等のポリエチレン系重合体、
ポリプロピレン及びポリプロピレン系重合体、エチレン
−プロピレン共重合体（ポリエチレン１−１５モル％）
等が挙げられるが、勿論これらに限定されるものではな
い。

芯部２に配されるポリエチレンテレフタレート重合体は
、８５モル％以上がエチレンテレフタレート単位から構
成されるポリエステル重合体であり、１５モル％を超え
ない■ｎ囲で他のジカルボン酸及び／又はジオール成分
を第３成分として共重合せしめ改質することは何ら差支
えない。

鞘部ポリオレフィン系重合体／芯部ポリエステル重合体
との複合比率は容量比で１／４〜４とするのが望ましい
。１７４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４を超えると中空部分を設けるのが困難とな
る。

ここで本発明に係る中空芯鞘型熱融着繊維を得るには第
６図及び第７図に示す複合溶融紡糸装置と紡糸口金装置
が使われる。いま、本発明に係る中空芯鞘型熱融着繊維
を製造せんとするときは、鞘部ｌを構成するポリオレフ
ィン系重合体と芯部２を構成するポリエチレンテレフタ
レート重合体を左右一対の各押出ａ７，７に供給し、紡
糸口金装置９を用いて複合溶融紡糸し、冷却風で紡出糸
条を冷やし、油剤付与装置１０により界面活性剤から構
成される平滑剤、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１１で引取って振込みロー
ラ１２を介して缶１３に振込み、次いで図示せぬ横型延
伸装置を用い加熱供給ローラと引取りローラの間で３〜
６倍に延伸し機械捲縮を施し、しかるのち３８〜１２８
ｍｍ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８は紡糸頭、第７図において１４は分
配板、１５は前板、１６は口金板を示す。゛また、第８
図は第７図の前板１５のＸ−Ｘ′断面、第９図は同じく
第７図の異なる紡糸吐出孔形状をもつ紡糸口金板１６の
Ｙ　−Ｙ’凹断面示す。

本発明の如くポリエチレンテレフタレート重合体を芯部
２に配し、低溶融軟化点を有しかつ該ポリエチレンテレ
フタレート重合体と相溶性のないポリオレフィン系重合
体を鞘部１に配する場合、ポリオレフィン系重合体の重
合度は溶融紡出時にこの２種類の重合体の溶融粘度がほ
ぼ等しくなるように選ぶのがポイントであり、鞘部重合
体の溶融粘度が芯部重合体の溶融粘度より相当に高い場
合は、第１０図（ａ）の如き各スリットから吐出される
溶融重合体同志が接合せず、互いに離反した単なる複合
繊維の集合横断面となり、また鞘部重合体の溶融粘度が
逆に低い場合は第１０図（ｂｌの如き殆ど中空部のない
繊維横断面となる。

中空芯鞘型熱融着繊維は繊度が１〜２０デニル、繊維長
が３２〜１２８龍の範囲であるのが好ましい。

繊度を１デニル未満に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成安定性が向上するが、
逆に嵩高性並びに弾性が悪くなる。逆に繊度を大きくす
ると、繊維の数が減少して交絡接着点が少なくなり繊維
ウエブシートの形態安定性が損なわれる。繊維長は３２
１１未満では熱処理前にウェブがシート切れし易くなり
、１２８ｍ−を超えるとＯｎ繊カーデイング性が低下す
る。

本発明の中空芯鞘型熱融着繊維を用い乾式不織布法で形
成した繊維ウェブシートの性能は次の様にして測定した
値である。繊維ウェブシートの嵩高性（ｃｃ／ｇ＞は繊
維ウェブを１辺１０ｃｍの正方形（辺の方向はそれぞれ
機械方向及び１］方向に一致させる）に裁断して得た試
験片を４枚機械方向と中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／ｃＪ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、この体
積ｖＩ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（％）は嵩高性（ｃｃ／ｇ）を測
定した繊維ウェブ層に３５ｇ／　ｒｄの荷重をかけ、１
０分間放置したときの体積Ｖ２（ｃｃ）を測定し、各Ｖ
、、Ｖ、により下式に従って圧縮弾性率（％）を求める
。

（実施例） 以下、本発明を代表的な実施例に基づき更に具体的に説
明する。

実施例−１ １３０℃で軟化する高密度ポリエチレン重合体（Ｍ　ｒ
　＝２０）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図に示す前板１５、第２図（Ｃ１の
紡糸吐出孔形状（Ａ）をもつ口金板を装着した第７図に
示す複合溶融紡糸口金装置９に導いて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。

このようにして得た未延伸繊維は中空率１２％で第１１
図（ａ）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、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ｌＯ個／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
込んだ中空芯鞘型熱融着繊維延伸トウは単繊維系繊度が
４デニルであり、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５１ｍｍにカットして短繊
維とした。用いた複合溶融紡糸口金の仕様を表−１に実
施例１として示す。

実施例−２ 紡糸吐出孔形状ＣＢ）を第９図（ａ）とした以外は実施
例−１と同様の操作を行った。得られた未延伸糸繊維は
中空率８％で第１１図（ｂ）に示す繊維横断面を有して
いた。用いた複合溶融紡糸口金の仕様を表−１に実施例
−２として示す。

実施例−３ 実施例−１で得た中空芯鞘型熱融着繊維をオープナ−を
用いて均一に混綿及び開綿したあと、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
、カードウェブを形成した。該ウェブを引続き公知のフ
ラットベルト型のエアースル一方式熱処理装置に導き、
カードウェブ中に１６０℃の熱風（風速１　、５ｍ／秒
）を１０秒間通過させ鞘部重合体を軟化させて繊維と繊
維を接着し、形態安定性の良いＩｌ！ｉｔ＋１１ウェブ
シートを形成した。このようにして得た繊維ウェブの性
能を表−２に実施例−３として示す。

比較例−１〜３ 実施例−１において吐出孔形状〔Ａ〕の紡糸ノズルの代
わりに吐出孔形状（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ〕を各々第３図＋８
）、第３図（Ｃ）、第９図（ｂｌとした紡糸ノズルを用
いた以外は同様の操作を行い、中空の芯鞘型熱融着繊維
を得ることを試みた。

その各仕様と繊維断面を表−１に各々仕様−１〜３とし
て示した。得られた繊維は第１１図ＴＯ１〜ｌｅ）の断
面を有し、全ての繊維が分割繊維となって目的とする中
空芯鞘型熱融着繊維を得ることができなかった。

比較例−４ 実施例−３において実施例−１で得た中空芯鞘型複合紡
糸繊維の代わりに従来の非中空（中実）の芯鞘型熱融着
繊維（繊度２デニル、繊維長５１龍）を用いた以外は同
様の操作を行い、繊維ウェブシートを形成した。得られ
た繊維ウェブシートの性能を表−２に示す。

表−１ 表−２ （発明の効果） 以上詳細に説明した如く、本発明の吐出孔を有する紡糸
口金を用いて溶融紡糸して得た、４ミリ工チレンテレフ
タレート重合体並びに軟化点の低いポリオレフィン系重
合体をそれぞれ芯鞘に配した中空芯鞘型熱融着繊維は、
表−１から明らかな如く高い中空率を有しており、該熱
融着繊維を用いて乾式不織布法によって製造した繊維ウ
ェブシートは表−２に示す如く柔らかｐｚ風合と高い嵩
、強い弾性（腰）を兼備しており、特に使い捨ておむつ
等の衛生材料用途に好適である。また、上記繊維を得る
ためには紡糸口金の吐出孔形状を既述の如（特定するだ
けであり、他の紡糸装置等は従来公知の装置がそのまま
使用でき、所期の目的に適った中空芯鞘型熱融着繊維を
極めて容易に製造することが可能である。

【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例示
図、第３図は従来の中空繊維製造に用いられてきた紡糸
口金吐出孔の例示図、第４図は本発明に係る吐出孔形状
の説明図、第５図は本発明に係る吐出孔の脚部形状例を
示す説明図、第６図は溶融複合紡糸装置の概略を示す全
体構成図、第７図は複合紡糸口金装置の内部側断面図、
第８図は第７図のｘ−ｘ’断面図、第９図は第７図のＹ
−ソ断面を示す異なる吐出孔形状図、第１０図は本発明
以外の紡出糸条断面側図、第１１図は本発明の実施例と
比較例による紡出糸条断面図である。 図の主要部分の説明 ■・・・鞘部（鞘部重合体） ２−・−芯部（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−分配数　　　
　　　１５・−前板１６−−ロ金板 第１図 第３図 （（１）　　　　　　（ｂ）　　　　　　（Ｃ）第６図 第７図 第８図 第９図 （ａ） ￥１０図 第１図 Ｃａ）　　　　（ｂ）　　　　（Ｃ）　　　　（ｄ）　
　　　（ｅ）Ｇ＝０−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）繊度が１〜２０デニル、繊維長が３２〜１２８ｍ
   ｍ、中空率が５％以上である中空芯鞘型熱融着繊維であ
   って中空部を囲う芯にポリエチレンテレフタレート重合
   体、該芯部を囲う鞘にポリオレフィン系重合体を配し、
   かつ芯鞘の重合体の比率が容積比で１／４〜４／１であ
   ることを特徴とする中空芯鞘型熱融着繊維。
2. （２）紡糸口金の吐出孔が半径Ｒの同一円周上に間隙（
   ブリッジ）Ｗを置いて配置する巾Ｄの２〜６個の円弧上
   スリットから構成され、かつ隣合うスリットが互いに向
   き合う端部において円弧の中心点Ｏの方向に並行して伸
   びる長さｌの脚部を有する吐出孔に溶融したポリエチレ
   ンテレフタレート重合体並びにポリオレフィン系重合体
   を芯鞘に複合化して導き紡出することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の中空芯鞘型熱融着繊維の製造方
   法。