热粘合复合纤维及由其形成的高弹性纤维球状体制造技术

能形成一种有优异压缩回复耐久性和高度透气性的纤维结构的高弹性热粘合性复合纤维，可利用一种热塑性高弹体成分和一种熔点比该高弹体成分高的高度结晶性非弹性聚酯成分作为基成分、以一种能使之在该复合纤维的圆形断面上呈新月形的方式配置该高弹体并规定该断面的各儿何尺度（即，构成该复合纤维的两种成分在该断面上的分布状态）来提供。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可热粘合复合纤维，更详细地说，尤其涉及能最大限度减少纺丝以后各步骤中纤维相互粘合现象，且能提供有优异弹性、压缩回复耐久性和高度透气性的纤维结构的高弹性可热粘合复合纤维。这里所谓“粘合现象”，系指纤维彼此之间图熔粘、粘结、粘合等而发生物理的和化学的结合的现象。这种“粘合现象”造成熔粘、压粘，会对该纤维的制造和加工产生不良影响。
技术介绍
作为结晶性热塑性高弹体与结晶性热塑性聚酯组成的复合纤维，特公昭60-1404号公报中公开了嵌段聚酯聚醚和以聚对苯二甲酸丁二醇酯为主要成分的非弹性聚酯复合纺丝成并列型或偏心芯鞘型、可适当地用于制作外衣或内衣的高卷曲性复合纤维。特开平3-185116号公报中公开了聚酯醚类高弹体和聚对苯二甲酸乙二醇酯为主体的非弹性聚酯复合纺丝成并列型或芯鞘型、高卷曲性且易于梳理开棉、可适用于制造有伸缩性的非织造织物的热粘合性复合纤维。特开平3-220316号公报中提出了以聚酯类高弹体为鞘成分、以非弹性聚酯为芯成分、改善了梳理特性和纺丝特性、可用于制造短纤纱和热粘性非织造织物、实质上同心芯鞘型的热粘合性复合纤维。此外，关于在纤维表面上配置了热塑性高弹体的热粘合性复合纤维以及可以用它得到的纤维结构，也公开于下列专利中在PCT之下公布的国际申请WO 91/19032号公报、特开平4-240219号公报、特开平4316629号公报、特开平5-98516号公报、特开平5-163654号公报、特开平5-177065号公报、特开平5-261184号公报、特开平5-302255号公报、特开平5-321033号公报、特开平5-337258号公报、特开平6-272111号公报、特开平6-306708号公报等。以上提到的先有技术上公开的各种热粘合性复合纤维的横断面，如第2图的(a)～(c)中所示，是文字上所说的并列型、偏心芯鞘型，在这种情况下，是以热塑性高弹体与非弹性聚酯的面积比在20/80～80/20的范围内复合的。然而，在用高弹体作为一种成分的复合纤维中，由于高弹体这样的性质，在纺丝步骤以后不可避免地会发生复合纤维彼此之间的上述粘合现象，并在此后引发各种问题。在这个意义上，上述任何一种先有技术都没有关于在克服纤维彼此之间的粘合现象的同时如何得到粘合力、弹性和卷曲能力有所改善的复合纤维的描述，而且也没有提出对此事的认识。只有在特开平5-302255号公报中，不管有无上述认识，还是提出了当以组成不同的同种聚酯类高弹体复合纺丝成芯鞘型而得到长纤维时，以粘合性大但弹性特性优异、聚醚成分多的高弹体为芯成分，而以粘合性小但弹性特性差、聚醚成分少的高弹体为鞘成分进行复合纺丝。然而，这样的复合纤维无法达到实用水平的粘合防止效果，要说明的是，该复合纤维的用途是可用于泥敷材料、衬里、支撑材料、松紧带等的非织造织物材料。进而，如果对第2图(a)～(c)中所示的先有热粘合复合纤维的综合性能即防粘能力、高弹体/聚酯聚合物间的界面粘合强度和本来的热粘合性能以及卷曲弹性进行考察，则有如表1所示的结果。表1 </tables>表1的评价是以复合纤维(b)为基准的相对评价。但该表中“*)”表示聚酯类高弹体的情况，“**)”表示假定无粘合而推测的情况。如同从该表的结果可以看到的，复合纤维(c)在复合纤维的5个要求特性(对应于表中的4)～8))中有4个要素是优异的，一眼就可以看出是理想的纤维 然而，这种纤维的粘合防止能力“小”，也就是说“差”，因而对工业制造工艺或所得到制品的品质造成致命的不利影响。即，复合纤维首先以未拉伸原丝形式捕集在卷绕筒上或原丝束筒中，但并未充分冷却，因而在单丝彼此集束时发生由高弹体引起的粘合，不过，即使处于缠绕在卷绕筒上保管的状态，纤维彼此之间的粘合也仍在进行，形成硬索状，或分丝束彼此牢固粘合，而无法从卷绕筒上解绕下来，这些都是问题。此外，即使当捕集于原丝束筒中时，也有因索状坚硬粘合而使丝束筒收纳量显著降低从而使生产力大幅度下降的问题。这样的索状粘合分丝束在拉伸步骤中可拉伸性极差，会频繁发生断丝或缠绕在拉伸辊上，从而无法稳定地生产。即使假定能制成热粘合性纤维，也由于其纤维彼此粘合成团，因而当与其它基体纤维混合作为非织造织物等的纤维结构使用时，也会使热处理时纤维彼此粘合而形成的有效粘合点个数减少，从而使粘合性显著降低且没有弹性，纤维结构容易被外力破坏，因而出现没有耐久性这样的问题。另一方面，在复合纤维(a)中，其粘合防止能力无论与复合纤维(b)还是(c)相比都提高一倍，尽管如此，还是有作为本来目的的热粘合功能和卷曲弹性显著恶化这样的问题。专利技术公开本专利技术的目的是要消除以可结晶热塑性高弹体作为一种成分的热粘合性复合纤维制造时不可避免地发生的、对纤维的可操作性、工艺特性乃至本来的热粘合性能有害的粘合现象，和解决聚合物间的界面粘合强度、本来的粘合性能与卷曲弹性之共存这样一个迄今为止尚未解决的、以原来形态放置的课题。此外，本专利技术的另一个目的是要提供一种能给出吹入特性优异、膨松性优异而且手感柔软、弹性模量高、压缩回复耐久性优异的缓冲垫材料或高弹性纤维球状体(fiber ball)的热粘合性复合纤维。按照本专利技术者等人的研究，上述目的已判明，当高弹体成分在热粘合性复合纤维的断面上呈新月形配置且此时的几何学尺度有如下所示的规格时，能得到所希望的复合纤维。这就是说，在本专利技术中，在由结晶性热塑性高弹体(E)与熔点比该高弹体(E)高的结晶性非弹性聚酯(P)在圆形纤维断面上以E∶P＝20∶80～80∶20的面积比率配置形成的复合纤维中，该纤维由以下要件(1)～(5)规定其断面和表面要件(1)该高弹体(E)在纤维断面上配置成由曲率半径不同的2根圆弧形成的新月形，且曲率半径大的曲线(r1)构成外周线的一部分；要件(2)该聚酯(P)在纤维断面上沿着形成新月形的2根曲线中曲率半径小的那根曲线(r2)与该高弹体结合，另一方面，曲率半径大的那根曲线(r1)形成圆弧状纤维表面的一部分，从而在其周率R为25～49％的范围内成为外周线；其中周率R定义为在第1图以(r1)为半径的圆中(L3)占其全圆周(L1+L3)的比例，该周率R可从计算；要件(3)该曲率半径(r1)与曲率半径(r2)之比(r1/r2)即曲率半径比Cr在大于1而小于2的范围内；要件(4)该曲率半径(r2)的曲线的弯曲比C在1.1～2.5的范围内；其中弯曲比C定义为第1图中以(r2)为半径的圆弧(L2)的长度与以(r1)为半径的圆的圆周与该圆弧(L2)的两个交点之间(P1～P2之间)的长度(L)之比，该弯曲比C可从{C＝(L2)/(L)}计算；和要件(5)该高弹体(E)与聚酯(P)的厚度比在1.2～3的范围内；其中厚度比D定义为第1图中在通过以(r1)为半径的圆的圆心和以(r2)为半径的圆弧成为其一部分的圆的圆心的直线方向上聚酯(P)成分的长度(LP)与高弹体(E)成分的长度(LE)之比，该厚度比D可从{D＝(LP)/(LE)}计算。附图简单说明第1图是表示本专利技术热粘合性复合纤维的纤维横断面的模式图。第2图(a)、(b)和(c)分别是表示先有热粘合性复合纤维的纤维横断面的模式图。第3图是表示用于制造本专利技术热粘合性复合纤维的复合纺丝喷头的纵本文档来自技高网...

【技术保护点】
热粘合性复合纤维，其特征在于，在结晶性热塑性高弹体（Ｅ）与熔点比该高弹体（Ｅ）高的结晶性非弹性聚酯（Ｐ）以在圆形纤维断面上Ｅ∶Ｐ＝２０∶８０～８０∶２０的面积比率配置而成的复合纤维中，该纤维的断面和表面满足以下要件（１）～（５）的规定： 要件（１）该高弹体（Ｅ）在纤维断面上配置成由曲率半径不同的２根圆弧形成的新月形，且曲率半径大的曲线（ｒ↓［１］）构成外周线的一部分； 要件（２）该聚酯（Ｐ）在纤维断面上沿着形成新月形的２根曲线中曲率半径小的那根曲线（ｒ↓［２］）与该高弹体结合，另一方面，曲率半径大的那根曲线（ｒ↓［１］）形成圆弧状纤维表面的一部分，从而在其周率Ｒ为２５～４９％的范围内成为外周线；其中周率Ｒ定义为在第１图以（ｒ↓［１］）为半径的圆中（Ｌ↓［３］）占其全圆周（Ｌ↓［１］＋Ｌ↓［３］）的比例，该周率Ｒ可从［Ｒ＝｛（Ｌ↓［３］）／（Ｌ↓［１］＋Ｌ↓［３］）｝×１００（％）］计算； 要件（３）该曲率半径（ｒ↓［１］）与曲率半径（ｒ↓［２］）之比（ｒ↓［１］／ｒ↓［２］）即曲率半径比Ｃ↓［ｒ］在大于１而小于２的范围内； 要件（４）该曲率半径（ｒ↓［２］）的曲线的弯曲比Ｃ在１．１～２．５的范围内；其中弯曲比Ｃ定义为第１图中以（ｒ↓［２］）为半径的圆弧（Ｌ↓［２］）的长度与以（ｒ↓［１］）为半径的圆的圆周与该圆弧（Ｌ↓［２］）的两个交点之间（Ｐ↓［１］～Ｐ↓［２］之间）的长度（Ｌ）之比，该弯曲比Ｃ可从｛Ｃ＝（Ｌ↓［２］）／（Ｌ）｝计算；和 要件（５）该高弹体（Ｅ）与聚酯（Ｐ）的厚度比在１．２～３的范围内；其中厚度比Ｄ定义为第１图中在通过以（ｒ↓［１］）为半径的圆的圆心和以（ｒ↓［２］）为半径的圆弧成为其一部分的圆的圆心的直线方向上聚酯（Ｐ）成分的长度（Ｌ↓［Ｐ］）与高弹体（Ｅ）成分的长度（Ｌ↓［Ｅ］）之比，该厚度比Ｄ可从｛Ｄ＝（Ｌ↓［Ｐ］）／（Ｌ↓［Ｅ］）｝计算。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：田代干雄，平野繁，林雅幸，折居一宪，吉田诚，
申请(专利权)人：帝人株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]