JP2002180364A

JP2002180364A - 熱接着性繊維シート

Info

Publication number: JP2002180364A
Application number: JP2001334725A
Authority: JP
Inventors: Kazue Yamamoto; 和枝山本; Satoshi Ogata; 智緒方
Original assignee: Chisso Corp
Current assignee: JNC Corp
Priority date: 2001-10-31
Filing date: 2001-10-31
Publication date: 2002-06-26

Abstract

(57)【要約】【課題】プロピレンを主体とするオレフィン系の二元共
重合体を複合繊維の一成分として構成された、平均繊維
径１０μｍ以下の実質的に延伸されていない複合繊維か
らなるシートであって、該繊維シートの繊維接点が融着
されている熱接着性繊維シートを提供する。【解決手段】プロピレンを主体とするオレフィン系の二
元共重合体と、ポリアミド、ポリエステル、低融点共重
合ポリエステル、ポリビニリデンクロライド、ポリビニ
ルアセテート、ポリスチレン、ポリウレタンエラストマ
ー、ポリエステルエラストマー、ポリプロピレン、ポリ
エチレン、共重合ポリプロピレンのなかから選ばれる１
種以上の熱可塑性樹脂とを複合紡糸して、平均繊維径１
０μｍ以下の実質的に延伸されていない複合繊維とし、
該複合繊維を用いて、その繊維接点が融着された熱接着
性繊維シートとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、優れた接着性を有
し、シートの形態保持性が良好な熱接着性繊維シートに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱接着性繊維を用いたシートとし
ては、ポリプロピレンを高融点成分とし、ポリエチレン
やエチレン酢酸ビニル共重合体を低融点成分として複合
紡糸して得たウェブを熱処理し、繊維同士の接点を低融
点成分の融着により固定したもの（特公昭５４−４４７
７３号公報）が知られている。また、特公昭５５−２６
２０３号公報には、プロピレン系結晶性共重合体（プロ
ピレン・ブテン・エチレンの三元系共重合体）と実質的
に非結晶のエチレン・プロピレンランダム共重合体との
混合物を繊維として用い,またはこの混合物を複合繊維
の低融点成分として用い、熱融着温度の低いポリプロピ
レン系重合体の可紡性の改良を目的とした技術が開示さ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の公知例は通常の溶融紡糸法によって繊維を得るため繊
維径が太く、特に１０μｍ以下に細繊化することは困難
であること、かつ紡糸延伸工程で滑剤等の油剤を使用す
ること、またシートの形態保持性が悪い等の欠点があっ
た。特に、通常の紡糸延伸工程で使われる滑剤、帯電防
止剤等の油剤は、巻取り、切断及び二次加工等の各工程
に不可欠で、後処理で除くことは経済的に困難である。
これらは繊維の最終製品に残留して、熱接着の際に繊維
を構成する樹脂本来の接着力を妨げてしまうという課題
がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、プロピレンを主体
とするオレフィン系の二元共重合体を複合繊維の一成分
として構成された平均繊維径１０μｍ以下の繊維からな
るシートをメルトブロー法で得ることで、所期の目的が
達成されることを知り、本発明を完成するに至った。即
ち、本発明は、プロピレンを主体とするオレフィン系の
二元共重合体を複合繊維の一成分として構成された、平
均繊維径１０μｍ以下の実質的に延伸されていない複合
繊維からなるシートであって、該繊維シートの繊維接点
が融着されていることを特徴とする熱接着性繊維シート
である。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
本発明でいうプロピレンを主体とするオレフィン系二元
共重合体とは、プロピレン９９〜８５重量％とエチレン
１〜１５重量％のランダム共重合体またはプロピレン９
９〜５０重量％とブテン−１１〜５０重量％のランダ
ム共重合体をいう。上記のプロピレンを主体とするオ
レフィン系の二元共重合体は、プロピレン、エチレン、
ブテン−１を上記各成分含量となるように通常のチーグ
ラ−ナッタ型触媒により重合した固体重合体であり、本
質的にはランダム重合体である。始めから混合ガスを重
合する方法の他、生産性を向上させるために、予め全ポ
リマー量の２０重量％以下のポリマーをプロピレン単独
重合で得た後、各成分の混合ガスをフィードして重合す
る方法によってもよい。該共重合体中のコモノマー（エ
チレンまたはブテン−１）の含量が１重量％より少ない
と熱融着性において不十分なものとなる。エチレン含量
は融点に、ブテン−１含量は融点及び熱融着性に大きく
影響する。一方、コモノマーの含量が増加するに従い、
共重合体の融点は低下し、熱融着性も増すが、同時に重
合時における重合溶媒（炭化水素）に可溶性の副生物の
生成割合が増加して生産性が低下するので、前記上限よ
り多い含量のものは工業的生産には不適である。本発明
の熱接着性繊維シートは、これら二元共重合体を複合の
少なくとも一成分として繊維表面の少なくとも一部を形
成して成る複合繊維で構成される。該プロピレンを主体
とするオレフィン系の二元共重合体と複合繊維を形成す
る他の樹脂としては、ポリアミド、ポリエステル、低融
点共重合ポリエステル、ポリビニリデンクロライド、ポ
リビニルアセテート、ポリスチレン、ポリウレタンエラ
ストマー、ポリエステルエラストマー、ポリプロピレ
ン、ポリエチレン、共重合ポリプロピレン等の熱可塑性
樹脂を例示できるが、熱分解型樹脂であるポリプロピレ
ン系樹脂が細繊化することが容易で、かつ該プロピレン
を主体とするオレフィン系の二元共重合体と難剥離性を
有するので望ましい。また、この組合せの場合には全体
がポリオレフィン繊維となるので、耐薬品性が高く利用
価値が高い。

【０００６】本発明の熱接着性繊維シートは、構成する
繊維が平均繊維径１０μｍ以下であることにより、シー
ト同士または他素材との接着の際、アンカー効果が起こ
りやすいことを特徴としている。なおここで言う平均繊
維径とは、採取した試料を、走査型電子顕微鏡を用いて
撮影した１００〜５，０００倍の写真上で繊維径を測定
し、１００ヶ所の平均により求めた値である。この様な
平均繊維径が１０μｍ以下という繊維（ウェブ）は、実
質的に延伸されておらず有限繊維長で構成され、メルト
ブロー法紡糸により得ることができる。平均繊維径が１
０μｍを超えると、繊維の表面積と共に接着時の対象物
との接触面積が小さくなるため、接着に要する熱量が大
きくなり、対象物に対するアンカー効果が望めなくな
る。つまり、シートを構成する繊維の繊維径が細いほど
繊維の表面積が増え、小さな曲率半径Ｒに折り曲げ易く
なり、その結果接触面積が大きくなることから熱接着時
の対象物との密着性が良好になり、接着力は向上する。
また同時に、繊維相互の接触面積が大きくなり、接触ポ
イントも増加することから、融着面積の増加と併せて繊
維同士のネットワークが強化され、シートの形態保持性
が向上する。

【０００７】本発明の熱接着性繊維シートを構成する、
平均繊維径が１０μｍ以下の複合繊維は、前記プロピレ
ンを主体とするオレフィン系の二元共重合体と上記のよ
うな熱可塑性樹脂をメルトブロー法により複合紡糸して
得られる。複合メルトブロー紡糸法は特開昭６０−９９
０５７号公報に記載されているように、各々独立に溶融
させた２種の熱可塑性樹脂を紡糸口金に供給して合体さ
せ、紡糸口より押し出された樹脂を高温・高速の気流で
ブローして、捕集コンベヤ−上にウェブとして堆積させ
る方法である。

【０００８】複合形式としては、用途によって並列型ま
たは鞘芯型のいずれでも良い。ブロー気流には、１〜２
ｋｇ／ｃｍ²・Ｇ、３００〜４００℃程度の、空気あるい
は窒素ガスを用い、紡糸口金出口で３５０〜５００ｍ／
ｓｅｃの速度で噴出させる。紡糸口金と捕集コンベヤー
との距離は通常３０〜８０ｃｍの範囲で設定できるが、
特に５０〜７０ｃｍが繊維の分散性も良く好ましい。複
合比は、３０／７０〜７０／３０、好ましくは４０／６
０〜６０／４０、より好ましくは４５／５５〜５５／４
５の範囲である。前記プロピレンを主体とするオレフィ
ン系の二元共重合体の複合比が３０％未満であると得ら
れる繊維の熱接着性が低下し、また７０％を超すと繊維
方向での複合成分の溶融粘度差の調整が難しく、吐出斑
が発生し易くなり、いずれも好ましくない。

【０００９】該プロピレンを主体とするオレフィン系の
二元共重合体の融点は１１０〜１５０℃であるが、これ
らのうち融点が１２５〜１３８℃、メルトフローレート
（２３０℃）が５０〜１５０（ｇ／１０ｍｉｎ）のもの
が可紡性が良く好ましい。また、複合紡糸の場合に該共
重合体と組み合わせる他の高融点用樹脂としては、該共
重合体との融点差が２０℃以上のものが複合繊維シート
の熱加工が容易になって好ましい。しかしながら、用途
によって高融点成分の軟化、融解等が問題にならなけれ
ば特に限定されるものではない。ここでいうメルトフロ
ーレートとはＡＳＴＭＤ−１２３８（Ｌ）、メルトイ
ンデックスとはＡＳＴＭＤ−１２３８（Ｅ）による。
また、ここでいう融点とは、一般的には示差走差熱量計
（ＤＳＣ）での測定が可能で、吸熱ピークとして現れ
る。非晶性の低融点共重合ポリエステル等の場合、融点
が必ずしも明確に現れないため、一般的に言われている
軟化点で代用され、測定には示差熱分析（ＤＴＡ）等を
利用する。

【００１０】本発明の熱接着性繊維シートは、シートを
構成する複合繊維の接点同士が融着されていることを特
徴としている。このような熱接着性繊維シートは、通常
上記のようなメルトブロー紡糸でコンベアー上に堆積さ
せる一段工程で得られるが、紡糸条件によってはコンベ
アー上での繊維同士の融着を最小限にとどめ、熱エンボ
スロール、熱カレンダーロール、遠赤外線加熱、超音波
溶接、エアスルー加熱等による二次加工で繊維同士を融
着させて得る場合もある。この二次加工できる性質を利
用して成形体の材料として利用することができる。ま
た、用途によっては上記の一段工程で得たシートを熱エ
ンボスロールや熱カレンダーロールで加工し、厚みむら
の少ない均質のシートを得ることもできる。シートの厚
みや風合いを残したい場合には、エアースルー（例えば
１３５℃・１．９ｍ／ｓｅｃ・１０秒）による熱処理が
望ましいが、用途によってはこれらに限定されるもので
はない。また、本発明の熱接着性繊維シートの繊維形態
が複合系であるので、熱処理の条件によって収縮率を調
整できることも特徴の一つである。さらに、本発明の熱
接着性繊維シートの特徴として重要なことは、繊維形態
が複合系であるので、仮に組成が似通った複合繊維のシ
ートであっても、通常の紡糸で得られる繊維よりはるか
に細い繊維で構成することで、熱収縮率が格段に小さく
なるという点である。この様な性質を発揮するためには
繊維同士の融着の割合が大きいことが望ましいが、融着
の程度がごく僅かであっても、繊維が細いことから繊維
同士の接触ポイントが多くなり、繊維同士の摩擦力によ
って収縮は抑えられる傾向にある。このため、シートの
形態保持性が著しく向上する。

【００１１】

【実施例】実施例及び比較例により本発明を具体的に説
明する。なお、各例の中で用いた剥離強度、シートの収
縮率、他の対象物との接着強度の試験は、以下のように
して測定した。《剥離強力》試料のシート（５０ｇ／ｍ^２)を５ｃｍ幅
に切り、２枚を重ね合わせてヒートシール機で接着（１
３０℃・３Kg・３秒・接着面積１ｃｍ×５ｃｍ）した
後、引張試験機で剥離強度を測定した。（ｎ＝５）《シートの収縮率》試料のシート（５０ｇ／ｍ^２)を２
５×２５ｃｍ角に切り、テフロン（登録商標）シートに
のせ、１４５℃の循環式オーブンの中段に入れ、５分間
熱処理した後、放冷した。縦方向、横方向共各々５ケ所
の長さを測定し平均して、元のシートの縦横の長さの百
分率で表した。（ｎ＝３）《他の対象物との接着強力》クラフト紙、綿布、ＰＥＴ
織布を各々５ｃｍ幅に切って２枚を重ね合わせ、間に試
料のシート（５０ｇ／ｍ^２)を挟んだ状態でヒートシー
ル機で接着（クラフト紙：１４０℃・３ｋｇ・１０秒、
綿布：１４０℃・３ｋｇ・３０秒、ＰＥＴ織布：１４０
℃・３ｋｇ・３０秒、接着面積１ｃｍ×５ｃｍ）した
後、引っ張り試験機で接着強度を測定した。（ｎ＝５）

【００１２】下記の各種の原料を用いた。（組成比はす
べて重量％、以下％と略記した）実施例１、２ COＰＰ−１：プロピレン・エチレン二元共重合体（エチレン＝１１．５％、メルトフローレート７５、融
点１２８℃） COＰＰ−２：プロピレン・ブテン−１二元共重合体（ブテン＝２０．１％、メルトフローレート７２、融点
１３０℃）ＰＰ−１：ポリプロピレン（メルトフローレート＝８８、融点１６６℃）比較例１ COＰＰ−４：プロピレン・エチレン・ブテン−１三元共
重合体（エチレン＝１２．７％、ブテン−１＝２．２％、メル
トフローレート３７．１、融点１３０℃）ＰＰ−２：ポリプロピレン（メルトフローレート＝６．２、融点１６３℃）比較例２ＥＶ−１：エチレン酢酸ビニル共重合体／高密度ポリエ
チレン＝５０／５０（ＥＶＡ：酢酸ビニル＝２８．０％、メルトインデック
ス＝１５）（高密度ポリエチレン：メルトインデックス＝２５、融
点１２９℃）ＰＰ−３：ポリプロピレン（メルトフローレート＝９．６、融点１６５℃）

【００１３】各実施例の紡糸からシート形成の条件は以
下の通り。実施例１孔径０．３ｍｍ、孔径５０１個の紡糸口が一列に並んだ
メルトブロー用鞘芯型複合紡糸口金を用い、第１成分と
してCOＰＰ−１を紡糸温度２４０℃で、第２成分として
ＰＰ−１を紡糸温度２００℃で、両成分を複合比５０／
５０、総押出量１２０ｇ／ｍｉｎで供給し、紡糸口から
押し出されたポリマーを、４００℃、１．０ｋｇ／ｃｍ
2・Ｇ空気で捕集コンベヤー上に吹き付けた。捕集コンベ
ヤーとしては、紡糸口金から５０〜７０ｃｍの距離に設
置した４ｍ／ｍｉｎで移動するポリエステル製ネットコ
ンベヤーを用い、吹き付けた空気はコンベヤーの裏側に
設けた吸引装置で除去した。このシートの製造条件、構
成する繊維の平均径及び、得られたシートの剥離強力、
熱収縮率、他の対象物との接着強度を第１表−１及び第
１表−２に示した。

【００１４】実施例２ COＰＰ−１をCOＰＰ−２に替え、メルトブロー用複合紡
糸口金を並列型にした以外は、実施例１と同様の条件で
シートを得た。これらのシートの製造条件、構成する繊
維の平均径及び、得られたシートの剥離強力、熱収縮
率、他の対象物との接着強度を第１表−１及び第１表−
２に併せ示した。

【００１５】比較例１ COＰＰ−４とＰＰ−２を原料に用い、実施例１，２のメ
ルトブロー法に代えて通常の複合紡糸法で得た延伸糸
を、クリンパーにより２５ｍｍ当り１０個前後の捲縮を
与え、繊維長６４ｍｍのステープルに切断し、カード機
を通して５０ｇ／ｍ²のウエッブを形成させた。このウ
ェッブをエアスルー加工機で低融点成分による熱接着を
させ、不織布を得た。このシートを構成する繊維の平均
径及び、得られたシートの剥離強力、熱収縮率、他の対
象物との接着強度を第１表−１及び第１表−２に示し
た。

【００１６】比較例２比較例１の原料をＥＶ−１とＰＰ−３に替えて複合紡糸
して得た延伸糸を、比較例１と同様の捲縮を与え、カー
ド機を通しエアスルー加工機で不織布を得た。このシー
トを構成する繊維の平均径及び、得られたシートの剥離
強力、熱収縮率、他の対象物との接着強度を第１表−１
及び第１表−２に示した。

【００１７】第１表−１比較例−１：特公昭５５−２６２０３号公報対応比較例−２：特公昭５４−４４７７３号公報対応注１：ＥＶＡ／ＨＤＰＥ＝５０／５０

【００１８】第１表−２注２）単位は（ｋｇ／５ｃｍ）注３）＊は接着力が強くて材質が破断したことを示
す。注４）未接着とは接着力がなく接着していない状態を
示す。

【００１９】

【発明の効果】本発明の熱接着性繊維シートは、熱分解
性であるプロピレンを主体とするオレフィン系２元共重
合体を繊維形成の主な成分としたことで、繊維の細繊化
が可能となり、同時に接着に寄与する因子である繊維の
自由度、熱接着時の密着性、及び表面積の増加が起こ
り、シートの熱融着性を高めることができた。更に繊維
径が細いことから起こる被接着材へのアンカー効果によ
り、繊維シートを構成する樹脂と被接着材との親和性や
相溶性による接着力以上の接着力を実現することが出来
た。また、プロピレンを主体とするオレフィン系２元共
重合体を複合繊維の１成分とした複合繊維であるため、
熱接着性繊維シート自体が成形体の材料となりうる。し
かも、メルトブロー法によって熱接着性繊維シートを得
ることで、これまでの通常の紡糸延伸工程で添加された
滑剤等による熱接着の能力を低下を防ぐことができ、繊
維を構成する樹脂の本来の接着力を発揮させることが可
能になった。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プロピレンを主体とするオレフィン系の二
元共重合体と、ポリアミド、ポリエステル、低融点共重
合ポリエステル、ポリビニリデンクロライド、ポリビニ
ルアセテート、ポリスチレン、ポリウレタンエラストマ
ー、ポリエステルエラストマー、ポリプロピレン、ポリ
エチレン、共重合ポリプロピレンのなかから選ばれる１
種以上の熱可塑性樹脂とを複合紡糸して得られる、平均
繊維径１０μｍ以下の実質的に延伸されていない複合繊
維からなるシートであって、該複合繊維シートの繊維接
点が融着されていることを特徴とする熱接着性繊維シー
ト。
【請求項２】プロピレンを主体とするオレフィン系の二
元共重合体成分が、プロピレン９９〜８５重量％とエチ
レン１〜１５重量％の共重合体である請求項１記載の熱
接着性繊維シート。
【請求項３】プロピレンを主体とするオレフィン系の二
元共重合体成分が、プロピレン９９〜５０重量％とブテ
ン−１１〜５０重量％の共重合体である請求項１記載
の熱接着性繊維シート。