專利名稱：熱熔融粘合性復(fù)合纖維的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱熔融粘合性復(fù)合纖維。此外本發(fā)明還涉及膨松無紡布(或稱為非織造布)。
背景技術(shù)：
通過高速熔融紡絲法制造的芯鞘型復(fù)合纖維已為人們所知。例如在特公昭54-38214號公報中，公開了如下的復(fù)合纖維的制造方法以具有纖維形成能力的結(jié)晶性聚合物作為芯成分，以具有比該聚合物的軟化點(diǎn)低至少40℃的軟化點(diǎn)聚合物作為鞘成分，進(jìn)行復(fù)合紡絲成為芯鞘狀，以使鞘成分的重量比率為5～75％，以每分鐘3200～9800m的速度牽引紡出的絲。
根據(jù)前述公報中記載的內(nèi)容，據(jù)認(rèn)為，通過該方法得到的復(fù)合纖維的熱收縮率減小。但是，實(shí)際的熱收縮率(沸水收縮率)為12.7～37.2％的范圍，對于使纖維的交點(diǎn)熱熔融粘合以制造無紡布來說，并不能說是令人滿意的程度的小熱收縮率。此外，前述公報中，記載了關(guān)于對前述復(fù)合纖維進(jìn)行空氣開纖形成纖維網(wǎng)的內(nèi)容和形成人造短纖維(化纖短纖維)而能夠作為短纖維無紡布的纖維原材料的內(nèi)容，但是對用梳理機(jī)形成纖維網(wǎng)方面沒有考慮。
現(xiàn)在已經(jīng)提出了各種關(guān)于用復(fù)合纖維提高無紡布的體積、強(qiáng)度和質(zhì)量風(fēng)格的方案。例如，以提高無紡布的強(qiáng)度和體積回復(fù)性為目的，提出了使用具有由結(jié)晶性聚丙烯構(gòu)成的第1成分和由聚乙烯構(gòu)成的第2成分、三維卷曲的熱熔融粘合性復(fù)合纖維(參照特開平8-60441號公報)。此外，以制得質(zhì)量風(fēng)格優(yōu)良的無紡布為目的，提出了使用纖維斷面為特異形狀且具有成股線絲狀延長的分支點(diǎn)的熱熔融粘合性復(fù)合纖維(參照特開平11-323663號公報)。進(jìn)一步地，以得到膨松的無紡布為目的，提出了具有由熱熔融粘合性復(fù)合纖維熱粘接的熱接合區(qū)域和沒有熱粘接的非熱粘接區(qū)域，且被熱粘接的部分的纖維沒有壓合扁平化的無紡布(參照特開2001-3253號公報)。但是由于無紡布的膨松性和質(zhì)量風(fēng)格與強(qiáng)度之間的二律背反關(guān)系，滿足所有這些要求的無紡布還沒有得到。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過提供一種通過高速熔融紡絲法制造的熱熔融粘合性復(fù)合纖維，從而實(shí)現(xiàn)了前述的目的。熱熔融粘合性復(fù)合纖維是由取向指數(shù)為40％或以上的第1樹脂成分和具有比該第1樹脂成分熔點(diǎn)更低的熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)且取向指數(shù)為25％或以下的第2樹脂成分構(gòu)成。第2樹脂成分沿長度方向連續(xù)存在于至少一部分的纖維表面上。
此外，本發(fā)明還提供一種使用含有前述熱熔融粘合性復(fù)合纖維且通過梳理法形成的纖維網(wǎng)，使該纖維網(wǎng)中纖維的交點(diǎn)熱熔融粘合而制成的無紡布。
進(jìn)而，本發(fā)明還提供一種膨松無紡布，其含有由熔點(diǎn)不同的2種成分構(gòu)成的熱熔融粘合性復(fù)合纖維，通過使纖維的交點(diǎn)熱熔融粘合而形成，比容積為95cm3/g或以上且每單位基重(basis weight)的強(qiáng)度為0.18(N/25mm)/(g/m2)或以上，且每單位厚度的體積柔軟度為0.14N/mm或以下。


圖1為表示高速熔融紡絲法所采用的裝置的模式圖。
圖2為表示熔融粘合點(diǎn)形成裝置的模式圖。
圖3為表示用于測定熔融粘合點(diǎn)強(qiáng)度的拉伸試驗(yàn)機(jī)的模式圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及一種熱收縮率低、以低熱量就表現(xiàn)出高熔融粘合強(qiáng)度且梳理機(jī)纖維網(wǎng)(card web)的形成性良好的熱熔融粘合性復(fù)合纖維。此外，本發(fā)明還涉及膨松且強(qiáng)度高的無紡布。
下面基于優(yōu)選實(shí)施方案說明本發(fā)明。本發(fā)明的復(fù)合纖維是由第1樹脂成分和具有比該第1樹脂成分熔點(diǎn)更低的熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)的第2樹脂成分構(gòu)成的二成分系纖維，其中第2樹脂成分沿長度方向連續(xù)存在于至少一部分的纖維表面上。復(fù)合纖維的形態(tài)有芯鞘型或并列型等各種的形態(tài)，對于本發(fā)明的復(fù)合纖維，可以是任何一種的形態(tài)。本發(fā)明的復(fù)合纖維特別優(yōu)選同芯和偏芯型的芯鞘型，尤其優(yōu)選同芯型的芯鞘型。
本發(fā)明的熱熔融粘合性復(fù)合纖維通過高速熔融紡絲法制造。如圖1所示，高速熔融紡絲法是采用由擠壓機(jī)1A、2A和齒輪泵1B、2B組成的二系統(tǒng)的擠壓裝置1、2，以及具有噴絲頭3的紡絲裝置而進(jìn)行的。通過擠壓機(jī)1A、2A和齒輪泵1B、2B熔融且經(jīng)過計量的各樹脂成分在噴絲頭3內(nèi)進(jìn)行匯合，從噴嘴噴出。噴絲頭3的形狀可以根據(jù)目標(biāo)的復(fù)合纖維的形態(tài)而適當(dāng)?shù)剡x擇。在噴絲頭3的正下方設(shè)置卷取裝置4，從噴嘴噴出的熔融樹脂在規(guī)定的速度下被牽引。在高速熔融紡絲法中紡出絲的牽引速度一般在2000m/分鐘或以上。牽引速度的上限值沒有特別的限制，目前可以以超過10000m/分鐘的速度牽引。
本發(fā)明的復(fù)合纖維中的第1樹脂成分是用于維持該復(fù)合纖維的強(qiáng)度的成分，第2樹脂成分是表現(xiàn)出熱熔融粘合性的成分。因此在本發(fā)明中，第1樹脂成分的取向指數(shù)為40％或以上，特別是為50％或以上，另一方面，第2樹脂成分的取向指數(shù)為25％或以下，特別是為20％或以下。取向指數(shù)是構(gòu)成纖維的樹脂的高分子鏈的取向程度的指標(biāo)。由此，通過第1樹脂成分和第2樹脂成分的取向指數(shù)分別為前述的值，當(dāng)使本發(fā)明的復(fù)合纖維熱熔融粘合時，可以以低熱量就形成高強(qiáng)度的熔融粘合點(diǎn)，還可以抑制熱收縮。詳細(xì)地說，當(dāng)?shù)?樹脂成分的取向指數(shù)不足40％時，第1樹脂成分的結(jié)晶化不能充分進(jìn)行，不能表現(xiàn)出能夠耐受實(shí)際應(yīng)用的強(qiáng)度。當(dāng)?shù)?樹脂成分的取向指數(shù)超過25％時，不能表現(xiàn)出充分的熱熔融粘合性，難以以低熱量(低溫)形成高強(qiáng)度的熔融粘合點(diǎn)。本發(fā)明的復(fù)合纖維中的各樹脂成分為了達(dá)到如前述的取向指數(shù)，例如可以使用熔點(diǎn)不同的2種樹脂，通過前述高速熔融紡絲法形成纖維。
第1樹脂成分的取向指數(shù)的上限值沒有特別的限制，越高越優(yōu)選，但若在70％左右，就可以得到足夠令人滿意的效果。另一方面，第2樹脂成分的取向指數(shù)的下限值也沒有特別的限制，越低越優(yōu)選，但若在15％左右，就可以得到足夠令人滿意的效果。
當(dāng)將復(fù)合纖維中樹脂的雙折射值記作A，樹脂的固有雙折射值記作B時，第1樹脂成分和第2樹脂成分的取向指數(shù)用下式(1)表示。
取向指數(shù)(％)＝A/B×100所謂固有雙折射，是指在樹脂的高分子鏈完全取向的狀態(tài)下的雙折射，其值記載在例如《成形加工中的塑料材料》初版，附表“成形加工中所用的具有代表性的塑料材料”(塑料成形加工學(xué)會編，シグマ出版，1998年2月10日發(fā)行)。
復(fù)合纖維中的雙折射是在干涉顯微鏡中安裝偏振片，在相對于纖維軸平行的方向和垂直的方向的偏振光下測定的。使用Cargille公司制造的標(biāo)準(zhǔn)折射液作為浸漬液。根據(jù)通過干涉顯微鏡得到的復(fù)合纖維的干涉條紋，通過以下文獻(xiàn)中記載的計算方法求出相對于復(fù)合纖維平行和垂直方向的折射率，計算出作為這兩者之差的雙折射。
《芯鞘型復(fù)合纖維的高速紡絲中的纖維結(jié)構(gòu)形成》第408頁(纖維學(xué)會志，Vol.51、No.9、1995年)本發(fā)明的復(fù)合纖維優(yōu)選在紡絲后進(jìn)行加熱處理或卷曲處理，且不進(jìn)行延伸處理。因此，本發(fā)明的復(fù)合纖維的熱收縮率的程度較低。具體地說，在比第2樹脂成分的熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)高10℃的溫度下的熱收縮率為5％或以下，特別是為1％或以下，尤其是為0.5％或以下這樣的低值。其結(jié)果是，本發(fā)明的復(fù)合纖維在用于例如無紡布的構(gòu)成纖維時，得到的無紡布為膨松且高強(qiáng)度的無紡布(這點(diǎn)在后面有進(jìn)一步的描述)。熱收縮率的值越低越優(yōu)選，理想的是0。此外，熱收縮率也可以為負(fù)值，即也可以通過加熱而使纖維變長。從得到膨松的無紡布的觀點(diǎn)出發(fā)，熱收縮率為負(fù)值是在朝好的方向起作用。熱收縮率為負(fù)值時，從得到無紡布的品質(zhì)的控制和表觀印象的方面出發(fā)，優(yōu)選其上限值(即負(fù)值側(cè)的上限值)為-20％左右，特別優(yōu)選在-10％左右。另外，在前述溫度下測定熱收縮率的原因在于，當(dāng)使纖維的交點(diǎn)熱熔融粘合以制造無紡布時，通常是不低于第2樹脂成分的熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)且比其高10℃左右的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行制造的。
熱收縮率通過下面的方法測定。用熱機(jī)械分析裝置TMA-50(島津制作所制造)，平行排列的纖維以夾具間距離10mm進(jìn)行安裝，在負(fù)荷0.025mN/tex的恒定負(fù)重的狀態(tài)下以10℃/分鐘的升溫速度使其升溫。測定這時纖維的收縮率變化，讀取在比第2樹脂成分的熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)高10℃的溫度下的收縮率，以此作為熱收縮率。
紡絲后進(jìn)行的加熱處理的條件根據(jù)構(gòu)成本發(fā)明的復(fù)合纖維的第1和第2樹脂成分的種類而選擇適當(dāng)?shù)臈l件。例如，當(dāng)本發(fā)明的復(fù)合纖維為芯鞘型，芯成分為聚丙烯且鞘成分為高密度聚乙烯的情況下，加熱溫度優(yōu)選50～120℃，特別優(yōu)選70～100℃，加熱時間優(yōu)選10～500秒，特別優(yōu)選20～200秒，作為加熱方法，可以列舉出吹送熱風(fēng)、照射紅外線等。
作為紡絲后進(jìn)行的卷曲處理，較為簡便的是進(jìn)行機(jī)械卷曲。機(jī)械卷曲有二維狀和三維狀的樣式，在本發(fā)明中，可以進(jìn)行任何樣式的卷曲。在機(jī)械卷曲中有時會伴隨發(fā)熱。這時，可以同時進(jìn)行加熱處理和卷曲處理。
在卷曲處理時纖維有時多少會被拉伸，這種拉伸不包含在本發(fā)明中所說的延伸處理中。本發(fā)明中所說的延伸處理是指，通常對未延伸絲進(jìn)行的延伸倍率為2～6倍左右的延伸操作。
關(guān)于本發(fā)明的復(fù)合纖維的形態(tài)如前所述，典型的是芯鞘型。這時，從抑制降低本發(fā)明的復(fù)合纖維的熱收縮率的方面出發(fā)，優(yōu)選的是，由第1樹脂成分構(gòu)成芯且由第2樹脂成分構(gòu)成鞘。第1樹脂成分和第2樹脂成分的種類沒有特別的限定，只要是具有纖維形成能力的樹脂即可。特別是，從可以容易地通過熱熔融粘合制造無紡布的方面出發(fā)，兩樹脂成分的熔點(diǎn)差、或第1樹脂成分的熔點(diǎn)和第2樹脂成分的軟化點(diǎn)之差優(yōu)選為10℃或以上，特別優(yōu)選為20℃或以上。當(dāng)復(fù)合纖維為芯鞘型時，使用芯成分的熔點(diǎn)比鞘成分的熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)更高的樹脂。作為第1樹脂成分和第2樹脂成分的優(yōu)選的組合，當(dāng)?shù)?樹脂成分為聚丙烯(PP)時，作為第2樹脂成分可以列舉出高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、直鏈狀低密度聚乙烯(LLDPE)、乙烯丙烯共聚物、聚苯乙烯等。此外，當(dāng)使用聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等聚酯系樹脂作為第1樹脂成分時，作為第2成分，除了在前述第2樹脂成分的例子之外，還可以列舉出聚丙烯(PP)、共聚聚酯等。進(jìn)一步地，作為第1樹脂成分，還可以列舉出聚酰胺系聚合物、2種或更多種前述第2樹脂成分的共聚物等，且作為第2樹脂成分，還可以列舉出前述的第2樹脂成分的2種或多種的共聚物等。這些成分可以適宜地組合。在這些組合中，優(yōu)選使用聚丙烯(PP)/高密度聚乙烯(HDPE)。原因是，由于兩樹脂成分的熔點(diǎn)差在20～40℃的范圍內(nèi)，可以容易地制造無紡布。此外，由于纖維的比重較低，可以得到重量輕且成本低廉、可以低熱量焚燒廢棄的無紡布。
第1樹脂成分和第2樹脂成分的熔點(diǎn)的測定方法在后述的實(shí)施例中有詳細(xì)的描述。此外，當(dāng)通過該方法不能明確地測定第2樹脂成分的熔點(diǎn)時，設(shè)定為第2樹脂成分的分子開始流動時的溫度，在這里，在通過后述的實(shí)施例中詳細(xì)描述的熔融粘合點(diǎn)強(qiáng)度的測定可以測量纖維的熔融粘合點(diǎn)強(qiáng)度的程度內(nèi)，將第2樹脂成分熔融粘合的溫度設(shè)定為軟化點(diǎn)。
本發(fā)明的復(fù)合纖維中的第1樹脂成分和第2樹脂成分的比例(重量比)優(yōu)選為10∶90～90∶10％，特別優(yōu)選30∶70～70∶30％。若在該范圍內(nèi)，則纖維的力學(xué)特性充分，形成可以耐受實(shí)際應(yīng)用的纖維。而且熔融粘合成分的量充足，纖維之間的熔融粘合充分。
本發(fā)明的復(fù)合纖維的粗細(xì)可以根據(jù)復(fù)合纖維的用途而選擇適當(dāng)?shù)闹?。例如?dāng)使用本發(fā)明的復(fù)合纖維作為無紡布的構(gòu)成纖維時，從纖維的紡絲性、成本、梳理機(jī)通過性、生產(chǎn)性、成本等方面出發(fā)，優(yōu)選1.0～10dtex，特別優(yōu)選1.7～8.0dtex。
下面對本發(fā)明的無紡布進(jìn)行說明。本發(fā)明的無紡布含有由熔點(diǎn)不同的2種成分構(gòu)成的熱熔融粘合性復(fù)合纖維，通過使纖維的交點(diǎn)熱熔融粘合而形成。從膨松性和高強(qiáng)度的方面出發(fā)，本發(fā)明的無紡布具有不同于現(xiàn)有的無紡布的顯著特征。具體地說，本發(fā)明的無紡布的作為膨松性的尺度的比容積在95cm3/g或以上，優(yōu)選在110cm3/g或以上，更優(yōu)選在120cm3/g或以上。根據(jù)所使用的纖維的種類和制造方法，現(xiàn)有的無紡布也可以增大比容積。但是這種無紡布只能是低強(qiáng)度的。與之相對，本發(fā)明的無紡布如前所述，比容積大且是高強(qiáng)度的。具體地說，本發(fā)明的無紡布每單位基重的強(qiáng)度為0.18(N/25mm)/(g/m2)或以上，優(yōu)選為0.19(N/25mm)/(g/m2)或以上，更優(yōu)選為0.20(N/25mm)/(g/m2)或以上的高強(qiáng)度。對于每單位基重的強(qiáng)度，只要使無紡布在寬度方向(CD)上滿足前述的值就足夠了。優(yōu)選在機(jī)械方向(MD)和CD方向這兩個方向上滿足前述的值。另外，由于無紡布一般MD方向的強(qiáng)度高于CD方向，因此可以說，只要使每單位基重的強(qiáng)度在CD上滿足前述的值，則在MD上也必然滿足前述的值。
比容積和每單位基重的強(qiáng)度中的任何一個的上限值都沒有特別的限定，越大越優(yōu)選。若比容積的上限值為250cm3/g左右，則將本發(fā)明的無紡布用于各種用途時可以得到足以令人滿意的效果。出于同樣的理由，若本發(fā)明的無紡布的每單位基重的強(qiáng)度的上限值在0.5(N/25mm)/(g/m2)左右就足夠了。比容積和每單位基重的強(qiáng)度的測定方法在后述的實(shí)施例中有詳細(xì)描述。
進(jìn)而本發(fā)明的無紡布的每單位厚度的體積柔軟度優(yōu)選為0.14N/mm或以下，特別優(yōu)選為0.12N/mm或以下，尤其優(yōu)選為0.10N/mm或以下。即本發(fā)明的無紡布優(yōu)選較低的體積柔軟度。由此使無紡布具有懸垂性，質(zhì)量風(fēng)格良好。對于每單位厚度的體積柔軟度，只要使無紡布在機(jī)械方向(MD)上滿足前述的值就足夠了。優(yōu)選在MD和寬度方向(CD)這兩個方向上滿足前述的值。另外，由于無紡布一般在MD方向的每單位厚度的體積柔軟度高于CD方向，因此可以說，只要使每單位厚度的體積柔軟度在MD上滿足前述的值，則在CD上也必然滿足前述的值。每單位厚度的體積柔軟度的下限值也沒有特別的限定，越小越優(yōu)選。若每單位厚度的體積柔軟度的下限值為0.05N/mm左右，則將本發(fā)明的無紡布用于各種用途時可以得到足以令人滿意的效果。每單位厚度的體積柔軟度的測定方法在后述的實(shí)施例中有詳細(xì)描述。
通過本發(fā)明者們研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，為了得到滿足前述比容積和強(qiáng)度的無紡布，只要使用未延伸處理或低延伸處理的熱熔融粘合性復(fù)合纖維(以下將這些纖維總稱為未延伸復(fù)合纖維)作為其構(gòu)成纖維即可。這里所謂的低延伸處理，是指進(jìn)行不足2倍的延伸處理的情況。還發(fā)現(xiàn)使用熱收縮率較低的未延伸復(fù)合纖維也是有效的。例如使用在比第2樹脂成分的熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)高10℃的溫度下的熱收縮率是5％或以下，特別是1％或以下，尤其是0.5％或以下的未延伸復(fù)合纖維是有效的。進(jìn)而，使用第2樹脂成分的取向指數(shù)較低、例如取向指數(shù)為25％或以下，特別是為20％或以下的未延伸復(fù)合纖維也是有效的。作為未延伸處理或低延伸處理的熱熔融粘合性復(fù)合纖維，例如可以用熔點(diǎn)不同的2種樹脂，通過紡絲速度為2000m/分鐘或以上的前述高速熔融紡絲法而形成?；蛘咭部梢酝ㄟ^芯和鞘的樹脂的組合而調(diào)整芯和鞘的取向指數(shù)，在此基礎(chǔ)上，通過通常的熔融紡絲形成纖維，未延伸處理或經(jīng)過低延伸處理而得到。另外，芯和鞘的樹脂的組合即使相同，也可以通過改變各樹脂的分子量等調(diào)整芯和鞘的取向指數(shù)，在此基礎(chǔ)上，通過通常的熔融紡絲形成纖維，經(jīng)過未延伸處理或低延伸處理而得到。
本發(fā)明的無紡布優(yōu)選的是，使用含有未延伸復(fù)合纖維且通過梳理法所形成的纖維網(wǎng)，使該纖維網(wǎng)中纖維的交點(diǎn)熱熔融粘合而制成的無紡布。這種無紡布的比容積和強(qiáng)度可以進(jìn)一步提高。本發(fā)明的無紡布中，從可以充分表現(xiàn)出該復(fù)合纖維的各種特性的方面出發(fā)，優(yōu)選至少含有30重量％的未延伸復(fù)合纖維，特別優(yōu)選至少含有50重量％的未延伸復(fù)合纖維。當(dāng)然，無紡布也可以由100％的未延伸復(fù)合纖維構(gòu)成。作為未延伸復(fù)合纖維以外的纖維，可以使用例如通過和未延伸復(fù)合纖維同樣的前述樹脂的組合，經(jīng)過通常的紡絲、延伸工序得到的復(fù)合纖維，或聚酯系、聚烯烴系、聚酰胺系的聚合物構(gòu)成的單一成分的纖維，人造絲等再生纖維，纖維素系纖維、甚至棉等天然纖維等。
在通過梳理法制造纖維網(wǎng)時，從梳理機(jī)的通過性方面和梳理機(jī)纖維網(wǎng)的形成性的方面出發(fā)，優(yōu)選使用由未延伸復(fù)合纖維形成的30～70mm左右的短纖維。得到的梳理機(jī)纖維網(wǎng)進(jìn)行熱處理，使該纖維網(wǎng)中纖維的交點(diǎn)熱熔融粘合。作為熱處理的具體示例，可以列舉出吹送熱風(fēng)和用熱壓花輥夾壓等。從使得到的無紡布的質(zhì)量風(fēng)格良好的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選進(jìn)行吹送熱風(fēng)(熱風(fēng)法；air through法)。在使用任何一種方法的情況下，熱處理的溫度均不低于一種樹脂成分的熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)且低于另一種樹脂成分的熔點(diǎn)。
特別是作為未延伸復(fù)合纖維，若使用前述的本發(fā)明的熱熔融粘合性復(fù)合纖維，與通過通常的方法得到的同種的復(fù)合纖維作為原料的現(xiàn)有的無紡布比較，可以得到更膨松且強(qiáng)度更高的無紡布。其原因如下所述。
首先，成為膨松的原因如下所述。如前所述本發(fā)明的復(fù)合纖維的熱收縮率較低。因此在對梳理機(jī)纖維網(wǎng)進(jìn)行熱處理時難以引起復(fù)合纖維的收縮，其結(jié)果是，可以使纖維以熱處理前的膨松梳理纖維網(wǎng)的狀態(tài)直接熔融粘合。若引起構(gòu)成纖維的收縮，則梳理機(jī)纖維網(wǎng)的厚度會減少，體積也減少。進(jìn)一步地，由于本發(fā)明的復(fù)合纖維的第2樹脂成分為如前所述的取向指數(shù)低的樹脂，若使用由該第2樹脂成分作為鞘成分的芯鞘型復(fù)合纖維，則以低于現(xiàn)有技術(shù)的熱量、即以低于現(xiàn)有技術(shù)的溫度，和/或以低于現(xiàn)有技術(shù)的熱風(fēng)量，也可以將熔融粘合點(diǎn)的強(qiáng)度維持在高的值。能夠以低于現(xiàn)有技術(shù)的溫度進(jìn)行處理與復(fù)合纖維的熱收縮受到抑制有關(guān)。能夠以低于現(xiàn)有技術(shù)的熱風(fēng)量進(jìn)行處理與因風(fēng)壓引起的纖維網(wǎng)的體積減小得以防止有關(guān)。由此，從熱處理?xiàng)l件出發(fā)，也可以在不進(jìn)一步減小體積的條件下，制造無紡布。
成為高強(qiáng)度的原因如下所述。如前所述，本發(fā)明的復(fù)合纖維的特點(diǎn)在于熱收縮率低、第2樹脂成分(熔融粘合成分)的取向指數(shù)低。若在對梳理機(jī)纖維網(wǎng)進(jìn)行熱處理時難以引起復(fù)合纖維的收縮，熔融粘合點(diǎn)難以活動，其結(jié)果是防止了熔融粘合點(diǎn)的強(qiáng)度降低。若構(gòu)成纖維引起收縮，則熔融粘合點(diǎn)活動，其強(qiáng)度降低。進(jìn)而，如前所述，由于熔融粘合成分的取向指數(shù)低，即使以低于現(xiàn)有技術(shù)的熱量也可以將熔融粘合點(diǎn)的強(qiáng)度維持在高的值。此外，受到熱處理的溫度的影響小，可以在從低溫到高溫的寬范圍內(nèi)將熔融粘合點(diǎn)的強(qiáng)度維持在高的值。而且該熔融粘合點(diǎn)的強(qiáng)度值是比通過通常的方法得到的同種復(fù)合纖維的熔融粘合點(diǎn)的強(qiáng)度更高的值。再進(jìn)一步地，復(fù)合纖維中的熔融粘合成分均勻地凝集在熔融粘合點(diǎn)處，熔融粘合點(diǎn)的形狀基本保持恒定。其結(jié)果是，熔融粘合點(diǎn)的強(qiáng)度的偏差降低。結(jié)果，可以達(dá)到使構(gòu)成無紡布的纖維的熔融粘合點(diǎn)強(qiáng)度維持在較高的值，且偏差少的狀態(tài)。通常，通過在纖維之間吹送熱風(fēng)使其熔融粘合而得到的無紡布的強(qiáng)度較多地依賴于熔融粘合點(diǎn)的強(qiáng)度。即，為了得到高強(qiáng)度的無紡布，必須要將纖維的熔融粘合點(diǎn)的強(qiáng)度維持在高的值。此外，若該熔融粘合點(diǎn)的強(qiáng)度有偏差，當(dāng)然從較弱的熔融粘合點(diǎn)上發(fā)生無紡布的破壞，使得無紡布的強(qiáng)度并不高。若使用本發(fā)明的復(fù)合纖維，如前所述，由于無紡布的強(qiáng)度高且偏差少，可以得到高強(qiáng)度的無紡布。而且，由于受到熱處理的溫度的影響小，可以使得到的無紡布的機(jī)械特性均勻。
本發(fā)明的無紡布可以適用于能靈活應(yīng)用其膨松性和高強(qiáng)度的各種領(lǐng)域?？梢院芎玫赜糜诶缫淮涡阅虿己托l(wèi)生巾等一次性衛(wèi)生用品的領(lǐng)域中的表面片、第二片(設(shè)在表面片和吸收體之間的片)、底面片、防漏片或?qū)θ梭w用的揩凈用片材、皮膚護(hù)理用片材、以及對物品用的擦拭器等。
下面通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說明。但是本發(fā)明的范圍不受到這些實(shí)施例的限制。
在如表1所示的條件下進(jìn)行高速熔融紡絲，得到同心型的芯鞘型復(fù)合纖維。對得到的復(fù)合纖維通過前述的方法測量取向指數(shù)和熱收縮率。此外，通過以下的方法測量樹脂的熔點(diǎn)和纖維之間的熔融粘合點(diǎn)強(qiáng)度。其結(jié)果如表1所示。
使用示差掃描型熱分析裝置DSC-50(島津公司制造)，在升溫速度10℃/分鐘的條件下對仔細(xì)裁切的纖維試樣(試樣質(zhì)量為2mg)進(jìn)行熱分析，將各樹脂的熔解峰值溫度作為該樹脂的熔點(diǎn)。
使用如圖2所示的熔融粘合點(diǎn)形成裝置。熔融粘合點(diǎn)形成裝置由加熱爐10和吊絲框11構(gòu)成。加熱爐10為中空的長方體形狀，其在底面部內(nèi)設(shè)置有加熱器(圖中沒有顯示)，僅在側(cè)面的一面上開口。該加熱器與溫度控制器(圖中沒有顯示)相連，可以控制爐內(nèi)的氣氛溫度達(dá)到設(shè)定的溫度。吊絲框11在四角上安裝有滑輪12，單絲13、13跨越架設(shè)在對角線上，并且在交點(diǎn)處單絲13、13互相接觸。單絲13、13所成的角度為90度。在各單絲的端部加上砝碼(圖中沒有顯示)，以使每1tex達(dá)到5.88mN(每1旦尼爾為1/15克力)。吊絲框11可以通過加熱爐10中開口的側(cè)面并滑動，由此可以出入加熱爐10內(nèi)，以規(guī)定的溫度和規(guī)定的時間加熱單絲13，可以使交點(diǎn)熔融粘合。當(dāng)以規(guī)定的溫度和規(guī)定的時間加熱使單絲13之間在熔融粘合點(diǎn)熔融粘合后，將其從吊絲框11上取下，按照圖3所示將其安裝在該圖中所示的拉伸試驗(yàn)機(jī)14上。具體的做法是，將各單絲13安裝在上下的夾具15、15上，以使其相對于拉伸方向成為45度，以10mm/分鐘的拉伸速度使熔融粘合點(diǎn)16剝離。讀出在該過程中測定的最大負(fù)重。這時的負(fù)重受到熔融粘合成分樹脂的絕對量、即纖維的粗細(xì)和芯鞘比的影響。因此，在這里以前述最大點(diǎn)負(fù)重除以纖維的粗細(xì)(tex)，將該值作為熔融粘合點(diǎn)強(qiáng)度(mN/tex)。通過本發(fā)明，可以實(shí)現(xiàn)在145℃、30秒的加熱條件下，超過30mN/tex、進(jìn)而超過35mN/tex的熔融粘合點(diǎn)強(qiáng)度。
表1

*在高于第2樹脂成分的熔點(diǎn)10℃的溫度下測定實(shí)施例3和4以及比較例4～6將在實(shí)施例1和2以及比較例1～3中分別得到的復(fù)合纖維制成纖維長為51mm的短纖維，對該短纖維進(jìn)行二維的機(jī)械卷曲。以該短纖維作為原料制造梳理機(jī)纖維網(wǎng)。通過熱風(fēng)法在135℃下對梳理機(jī)纖維網(wǎng)吹送風(fēng)速為0.5m/s的熱風(fēng)30秒鐘，使纖維的交點(diǎn)熱熔融粘合。由此，得到熱風(fēng)法無紡布。另外，與前述的熔融粘合點(diǎn)強(qiáng)度的測定是在氣氛溫度下粘接的情況不同的是，在得到熱風(fēng)法無紡布時，由于是通過風(fēng)扇吹送熱風(fēng)的狀態(tài)，因此需要注意的是即使溫度和時間相同，其也不是完全相同的條件。
對得到的無紡布按照下述的方法評價膨松性，以及測定斷裂強(qiáng)度。其結(jié)果如表2所示。
在測試臺上載置12cm×12cm的平板，將該狀態(tài)下的平板的上表面的位置作為測定的基準(zhǔn)點(diǎn)A。然后除去平板，在測試臺上放置作為測定對象的無紡布試驗(yàn)片，在其上載置前述平板。將該狀態(tài)下的平板的上表面的作為位置B。根據(jù)A與B的差求出作為測定對象的無紡布試驗(yàn)片的厚度。平板的重量可以根據(jù)測定目的而進(jìn)行各種變化，這里使用重54g的平板進(jìn)行測定。測定器械使用激光位移計((株)キ一エンス制造、CCD激光位移傳感器LK-080)。也可以使用度盤式厚度計代替。但是在使用厚度計時必須要調(diào)整加在無紡布試驗(yàn)片上的壓力。此外，通過上述方法測定的無紡布的厚度較多地依賴于該無紡布的基重。因此，作為膨松性的指標(biāo)，采用由厚度和基重得出的比容積(cm3/g)?；氐臏y定方法是任意的，可以測量出測定厚度的試驗(yàn)片本身的重量，根據(jù)測得的試驗(yàn)片的尺寸計算出。
從作為測定對象的無紡布上，在與機(jī)械的流動方向成直角的方向(CD方向)上切出長為100mm、寬為25mm的帶狀片，將其作為試驗(yàn)片。將該試驗(yàn)片以夾具間75mm的間距安裝在坦錫倫(Tensilon)拉伸試驗(yàn)機(jī)上，以300mm/分鐘的拉伸速度進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。將這時的最大強(qiáng)度作為無紡布強(qiáng)度。由于在此處無紡布強(qiáng)度也較大地依賴于其基重，因此將上述無紡布強(qiáng)度除以其基重而得到的值作為每單位基重的CD強(qiáng)度，作為表示無紡布的強(qiáng)度的指標(biāo)。
表2

從表1和表2所示的結(jié)果可以看出，各實(shí)施例的復(fù)合纖維(本發(fā)明產(chǎn)品)熱收縮率低，且熔融粘合點(diǎn)強(qiáng)度高。此外還可以看出，各實(shí)施例的無紡布是膨松的、并顯示出高強(qiáng)度。
按照表3所示的條件進(jìn)行熔融紡絲，得到同心型的芯鞘型復(fù)合纖維。對得到的復(fù)合纖維按照前述方法測定其取向指數(shù)、熱收縮率、樹脂的熔點(diǎn)和纖維之間的熔融粘合點(diǎn)強(qiáng)度。其結(jié)果如表3所示。
表3

*在比第2樹脂成分的熔點(diǎn)高10℃的溫度下測定[實(shí)施例6～9和比較例9～16]使用在實(shí)施例5和比較例7中得到的纖維，按照和實(shí)施例3同樣的工序得到熱風(fēng)法無紡布。制造條件如表4所示。對得到的無紡布按照前述的方法測定比容積和每單位基重的強(qiáng)度，再通過以下的方法測定體積柔軟度。進(jìn)而通過5人評審小組進(jìn)行的感觀試驗(yàn)，判定無紡布的質(zhì)量風(fēng)格，按照下述進(jìn)行評價。其結(jié)果如表4所示。
將無紡布切割成縱向(MD)為30mm、橫向(CD)為150mm以制成試樣，用該試樣作成直徑45mm、高30mm的圓筒，測定當(dāng)在該圓筒的高度方向上以10mm/分鐘的速度進(jìn)行壓縮時的斥力，將該斥力的值作為MD上的體積柔軟度的值。CD上的體積柔軟度是通過將無紡布切割成橫向(CD)為30mm、縱向(MD)為150mm以制成試樣，按照同樣的方法進(jìn)行測定的。通過該方法測定的體積柔軟度較多地依賴于該無紡布的厚度。因此，將體積柔軟度除以通過前述膨松性評價所測得的無紡布的厚度，得到的值作為單位厚度的體積柔軟度，將其作為表示無紡布的懸垂性的指標(biāo)。
將如表4所示的比較例9作為基準(zhǔn)品，將其記為3分，根據(jù)以下的基準(zhǔn)判定無紡布觸及肌膚時的感覺，計算出平均分。
判定為大大優(yōu)于基準(zhǔn)品 5分判定為優(yōu)于基準(zhǔn)品 4分基準(zhǔn)品 3分判定為比基準(zhǔn)品差 2分判定為與基準(zhǔn)品相比很差 1分表4

從表3和表4所示的結(jié)果可以看出，使用實(shí)施例5的復(fù)合纖維得到的實(shí)施例6至實(shí)施例9的無紡布是膨松且高強(qiáng)度的，而且表現(xiàn)出低體積柔軟度。此外，實(shí)施例6至9的無紡布雖為高強(qiáng)度，但是觸及肌膚時的感覺良好。
通過以上的詳細(xì)說明，本發(fā)明的熱熔融粘合性復(fù)合纖維的熱收縮率低，且熔融粘合點(diǎn)強(qiáng)度高。進(jìn)而梳理機(jī)纖維網(wǎng)的形成性良好。
此外本發(fā)明的無紡布是膨松的，且熱處理溫度即使低于現(xiàn)有技術(shù)，也顯示出高強(qiáng)度。
此外本發(fā)明的無紡布懸垂性優(yōu)良，質(zhì)量風(fēng)格良好。
權(quán)利要求
1.一種通過高速熔融紡絲法制造的熱熔融粘合性復(fù)合纖維，其由取向指數(shù)為40％或以上的第1樹脂成分和具有比該第1樹脂成分熔點(diǎn)更低的熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)、且取向指數(shù)為25％或以下的第2樹脂成分構(gòu)成，其中第2樹脂成分沿長度方向連續(xù)存在于至少一部分的纖維表面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱熔融粘合性復(fù)合纖維，其在比第2樹脂成分的熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)高10℃的溫度下的熱收縮率為5％或以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱熔融粘合性復(fù)合纖維，其在紡絲后進(jìn)行加熱處理或卷曲處理，且不進(jìn)行延伸處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的熱熔融粘合性復(fù)合纖維，其為芯鞘型，其中第1樹脂成分構(gòu)成芯且第2樹脂成分構(gòu)成鞘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的熱熔融粘合性復(fù)合纖維，其中，第1樹脂成分由聚丙烯構(gòu)成，第2樹脂成分由高密度聚乙烯構(gòu)成。
6.一種無紡布，其使用含有權(quán)利要求1所述的熱熔融粘合性復(fù)合纖維且通過梳理法形成的纖維網(wǎng)，使該纖維網(wǎng)中纖維的交點(diǎn)熱熔融粘合而制成。
7.一種膨松無紡布，其含有由熔點(diǎn)不同的2種成分構(gòu)成的熱熔融粘合性復(fù)合纖維，并通過使纖維的交點(diǎn)熱熔融粘合而形成，該無紡布的比容積為95cm3/g或以上、每單位基重的強(qiáng)度為0.18(N/25mm)/(g/m2)或以上，且每單位厚度的體積柔軟度為0.14N/mm或以下。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的膨松無紡布，其是通過對由梳理法形成的纖維網(wǎng)中的纖維的交點(diǎn)吹送熱風(fēng)使其熱熔融粘合而制造。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的膨松無紡布，其使用權(quán)利要求1所述的熱熔融粘合性復(fù)合纖維作為所述熱熔融粘合性復(fù)合纖維。
全文摘要
本發(fā)明公開一種通過高速熔融紡絲法制造的熱熔融粘合性復(fù)合纖維。該復(fù)合纖維是由取向指數(shù)為40％或以上的第1樹脂成分和具有比該第1樹脂成分熔點(diǎn)更低的熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)、且取向指數(shù)為25％或以下的第2樹脂成分構(gòu)成，其中第2樹脂成分沿長度方向連續(xù)存在于至少一部分的纖維表面上。復(fù)合纖維在比第2樹脂成分的熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)高10℃的溫度下的熱收縮率優(yōu)選為0.5％或以下。
文檔編號D04H1/54GK1732294SQ200380107478
公開日2006年2月8日 申請日期2003年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月24日
發(fā)明者松井學(xué), 鞠谷雄士 申請人:花王株式會社