JP2004144452A

JP2004144452A - フレキシブルダクト用テープ材およびそれからなるフレキシブルダクト用テープ

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Publication number: JP2004144452A
Application number: JP2002312625A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Matsunaga; 松永　篤; Norihisa Yoshida; 吉田　典古
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 2002-10-28
Filing date: 2002-10-28
Publication date: 2004-05-20
Anticipated expiration: 2022-10-28
Also published as: JP4263897B2

Abstract

【課題】良好なヒートシール性を有し、接合の際の加工性に優れていて、フレキシブルダクトを形成するのに好適な材料を提供する。
【解決手段】ポリエステル系重合体を芯成分とし、該芯成分より融点が低いポリオレフィン系重合体を鞘成分とする芯鞘型複合長繊維不織布からなり、ヒートシール強力が２０Ｎ／３ｃｍ幅以上であるフレキシブルダクト用テープ材。また、前記テープ材が２〜２０ｃｍの幅にスリット成形されているフレキシブルダクト用テープ。
【選択図】　　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気体、液体、粉体等の流体の移送に用いられるフレキシブルダクトを形成するのに好適なテープ材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
超鋼線や合成樹脂製テープ等の材料をスパイラル状に巻き、その内側と外側のそれぞれにテープ状材料をスパイラル状に巻きつけ、その重なり目を接合したフレキシブルダクトは、曲げ変形、引張り変形、収縮変形等の変形に対して柔軟に対応できるので、ダクト同士あるいはダクトとボックスやチャンバー等との接続性や取扱性が容易であることから、空調用等の気体搬送用ダクト、温媒や冷媒等の液体搬送用ダクト、粉粒体輸送用ダクト等として用いられている。フレキシブルダクトの用途によって、内側と外側のテープ状材料の間にガラスウール等で断熱層を設けたり、内側と外側のテープ状材料として異なる材料を用いたりされている。
【０００３】
フレキシブルダクトの内側と外側に用いられるテープ状材料としては、織物や不織布等の布帛、合成樹脂フィルム、あるいは前記の布帛に合成樹脂を含浸したり、布帛と合成樹脂フィルムと貼合わせたもの等をスリット成形したものが使用されている。このテープ状材料として不織布を用いる場合には、ポリエステル不織布が用いられている。（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−５４４９７号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開平１１−１０１３７３号公報
ポリエステル不織布は、通気性があり、適度の耐熱性と寸法安定性を有していてフレキシブルダクトに用いるのに適した特性を有している。しかし、他の材料を用いる場合と同様に、スパイラル状に巻きつけた重なり目を接合するには、ミシン縫製や接着剤等で接着する方法が用いられている。いずれの接合方法も手間と時間面で作業性が悪いという欠点を有している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のごとき現状を鑑みてなされたものであり、良好なヒートシール性を有し、接合の際の加工性に優れていて、フレキシブルダクトを形成するのに好適な材料を提供することを課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するものであり、ポリエステル系重合体を芯成分とし、該芯成分より融点が低いポリオレフィン系重合体を鞘成分とする芯鞘型複合長繊維不織布からなり、ヒートシール強力が２０Ｎ／３ｃｍ幅以上であることを特徴とするフレキシブルダクト用テープ材を要旨とするものである。
【０００８】
前記テープ材が２〜２０ｃｍの幅にスリット成形されているフレキシブルダクト用テープを要旨とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について具体的に説明する。
【００１０】
本発明のフレキシブルダクト用テープ材は、高融点重合体成分と低融点重合体成分からなる複合長繊維で構成されてなる長繊維不織布からなり、この不織布は、高融点重合体成分を芯成分とし、高融点重合体成分の周辺に鞘成分として低融点重合体を配した芯鞘型複合繊維からなるものである。芯鞘型複合繊維の芯成分としては、ポリエステル系重合体が用いられ、鞘成分としては、芯成分のポリエステルより融点が低いポリオレフィン系重合体が用いられている。
【００１１】
鞘成分として用いられるポリオレフィン系重合体としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンを主体とする共重合体、ポリプロピレンを主体とする共重合体、あるいはこれらの重合体のブレンド等が挙げられる。ポリエチレンとしては、高密度ポリエチレン（融点１２５〜１３５℃）、中密度ポリエチレン（融点１００〜１２０℃）、線状低密度ポリエチレン（融点１２５〜１２８℃）、低密度ポリエチレン（融点８０〜１００℃）等が挙げられる。またポリエチレンにおいては、ＡＳＴＭ−Ｄ−１２３８（Ｅ）に記載の方法で測定したメルトインデックスが１０〜８０ｇ／１０分であるポリエチレンであるのが好ましい。メルトインデックスが１０ｇ／１０分未満のポリエチレンであると、紡糸の際に、溶融温度を高くしなければ、高速で溶融紡糸することが困難であり、高温下における紡糸では原料ポリマーの熱分解を促進させ、紡糸口金面に汚れが付着しやすく、操業性が損なわれる。一方、メルトインデックスが８０ｇ／１０分を超えるポリエチレンであると、溶融粘度が低過ぎるため、紡糸工程で十分に冷却されにくく繊維同士が密着したり、繊維強度が劣るものとなる。
【００１２】
ポリプロピレンにおいては、ＡＳＴＭ−Ｄ−１２３８（Ｌ）に記載の方法で測定したメルトフローレートが２０〜７０ｇ／１０分であるポリプロピレンであるのが好ましい。メルトフローレートが２０ｇ／１０分未満のポリプロピレンであると溶融粘度が高過ぎて高速製糸性が得られず、７０ｇ／１０分を超えるポリプロピレンであると溶融粘度が低過ぎて、ヌメリ感が発生したり、繊維同士の密着を生じやすくなり好ましくない。
【００１３】
芯成分としてのポリエステル系重合体としては、芳香族ポリエステル系重合体や脂肪族ポリエステル系重合体を用いることができる。芳香族ポリエステル系重合体としては、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸またはこれらのエステル類を酸成分とし、かつエチレングリコール、ジエチレングリコール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサン−１，４−ジメタノール等のジオール化合物をグリコール成分とするホモポリエステル重合体又はポリエステル共重合体を用いることができる。なお、これらの芳香族ポリエステル系重合体には、パラオキシ安息香酸、ポリアルキレングリコール、ペンタエリスリトール、ビスフェノールＡ等が添加または共重合されていてもよい。
【００１４】
また、脂肪族ポリエステル系重合体としては、α−ヒドロキシ酸や乳酸を重合させてなるポリグリコール酸やポリ乳酸、またはこれらの共重合体を用いることができる。また、ポリ（ε−カプロラクトン）やポリ（β−プロピオラクトン）等のポリ（ω−ヒドロキシルアルカノエート）も用いることができる。更に、ポリ−３−ヒドロキシプロピオネート、ポリ−３−ヒドロキシブチレート、ポリ−３−ヒドロキシカプロレート、ポリ−３−ヒドロキシヘプタノエート、ポリ−３−ヒドロキシオクタノエート等のポリ（β−ヒドロキシアルカノエート）、またはこれらにポリ−３−ヒドロキシバリレートやポリ−４−ヒドロキシブチレート等を構成するモノマー成分を共重合させたものを用いてもよい。
【００１５】
さらには、アジピン酸やセバチン酸等の脂肪族ジカルボン酸又はこれらのエステル成分を酸成分とし、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサン−１，４−ジメタノール等のジオール化合物をグリコール成分とする重合体又は共重合体を用いてもよい。具体的には、ポリエチレンオキサレート、ポリエチレンサクシネート、ポリエチレンアジペート、ポリエチレンアゼレート、ポリブチレンオキサレート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンアジペート、ポリブチレンセバケート、ポリヘキサメチレンセバケート、ポリネオペンチルオキサレート又はこれらの共重合体を用いることができる。
【００１６】
上記した芯成分、鞘成分としての重合体成分中には、必要に応じて艶消し剤、顔料、防炎剤、難燃剤、消臭剤、光安定剤、熱安定剤、酸化防止剤、結晶化促進剤等の各種添加剤を本発明の効果を損なわない範囲で添加しても良い。
【００１７】
芯成分を形成するポリエステル系重合体と鞘成分を形成するポリオレフィン系重合体との融点差は、３０℃以上であることが好ましく、より好ましくは５０℃以上である。両者に融点差を設けることにより、熱処理を施した際に、芯成分は熱の影響を受けずに繊維形態を維持して機械的強度を保持したまま、鞘成分のみが接着成分として作用する温度域での加工が可能なため、比較的加工温度幅を広く設定することができ、ヒートシール加工性と機械的強度、さらには柔軟性をも両立させることが可能である。
【００１８】
本発明における長繊維不織布を形成する複合長繊維は、その単糸繊度が１〜２０デシテックスの範囲のものであるのが好ましく、複合長繊維の断面形状としては、ポリオレフィン系重合体が複合長繊維の外周に露出した形状の芯鞘型複合繊維であれば、中空部分を形成していても、芯成分が偏在していてもあるいは断面形状が丸断面でなくてもよい。例えば、多角的形状、ないしは繊維断面が縦横比を有する扁平断面であっても、機械的性能において本発明の効果を損なわない範囲で適宜選択が可能である。また、本発明における複合長繊維の芯成分と鞘成分の構成比率は、１０：９０〜９０：１０の範囲で適宜選択可能である。
【００１９】
本発明のフレキシブルダクト用テープ材を構成する長繊維不織布は、公知のスパンボンド法により製造することができる。すなわち、ポリエステル系重合体が芯成分を形成し、ポリオレフィン系重合体が鞘成分を形成するように芯鞘複合口金装置を使用して複合紡糸し、紡出された複合繊維を吹付装置で冷却固化した後、エアーサッカーで牽引し、開繊器によって開繊して、移動するコンベアーネット上に堆積させて長繊維ウェブを形成させ、エンボス加工機で点圧着して長繊維不織布とする。この製造法における不織布の形態を保持させるためのエンボス加工機としては、熱エンボス加工機や超音波溶着機等を使用することができる。
【００２０】
熱エンボス加工機を用いる場合の加工温度は、複合繊維の鞘成分の融点より低く、軟化点より高い温度とするのが好ましい。融点以下であってもこのような温度であると彫刻ロールの圧着ポイントで圧力が付与されることにより、確実に融着した状態が得られる。また点圧着の模様は、強力、柔軟性、風合い等の不織布の特性に及ぼす影響が大きいが、本発明の不織布における圧着面積率としては、３〜５０％であるのが好ましい。圧着面積率が３％未満であると、風合いはソフトであるが、強力が不充分なものとなり、５０％を超えると強力は高くなるが、硬い不織布となってしまい好ましくない。
【００２１】
エンボス加工機として超音波溶着機を用いる場合には、彫刻ロールと超音波溶着機構を持った支持体との間に前記のウェブを通布し、２０ｋＨｚ程度の超音波を発振させて点圧着させる。この場合の線圧としては、５〜２０Ｎ／ｃｍ程度とするのが好ましい。この超音波溶着により点圧着した不織布は、点圧着部分以外の繊維がほとんど熱の影響を受けないので風合いが硬くならず、本発明のフレキシブルダクト用テープ材としてより好適な不織布が得られる。
【００２２】
本発明のフレキシブルダクト用テープ材の目付は、特に制限はないが、柔軟性、ドレープ性の観点から１０〜２００ｇ／ｍ^２であるのが好ましく、さらには３０〜１５０ｇ／ｍ^２の範囲にあるのが好ましい。
【００２３】
本発明のフレキシブルダクト用テープ材は、２０Ｎ／３ｃｍ幅以上のヒートシール強力を有する。
【００２４】
本発明においてヒートシール強力は、ＪＩＳ　Ｌ　１０８６に準じ、以下の方法により測定する。すなわち、長さ１０ｃｍ、幅３ｃｍの試料片を２枚重ね合わせ、端部より２ｃｍの部分を試料片の幅方向に平行にヒートシールしたもの５個を試料として用意する。ヒートシールは、テープ材の構成繊維において接着成分となる重合体（鞘成分）の融点（融点がないものについては軟化点を融点とみなす。）をＴｍ℃としたときに（Ｔｍ＋１０）℃に設定した表面がポリテトラフルオロエチレンでコートされた上下１対の圧接バー（幅１ｃｍ　長さ３０ｃｍ）を有する熱プレス機にて、面圧９８Ｎ／ｃｍ^２、１秒間でヒートシールする。次いで、定速伸長型引張試験機（東洋ボールトウィン社製　テンシロン　ＵＴＭ−４−１００）を用い、つかみ間隔７ｃｍで、チャック間に接着部が中央になるようにサンプルをセットし引張速度５ｃｍ／分として剥離させ、剥離するときに示す極大値の大きいものより３個、極小値の小さいものより３個をとり、合計６個の平均値をヒートシール強力とした。
【００２５】
このようなヒートシール性能を有していると、重ね合わせ部の接合にヒートシーラーを用いた熱圧着接合を採用することができ、接合部の剥離を防止することができる。そして、本発明においては、芯鞘型複合長繊維を採用しているため、ヒートシール部において、芯成分は熱の影響を受けず、繊維形態を維持して機械的強度を保持したまま、鞘成分のみが接着成分として作用するため、優れたヒートシール強力を有することとなる。
【００２６】
本発明のフレキシブルダクト用テープ材は、縦方向の強力が１００Ｎ／５ｃｍ幅以上であり、横方向の強力が５０Ｎ／５ｃｍ幅以上であるのが好ましい。また、縦方向の引裂強力が１０Ｎ以上であるのが好ましい。
【００２７】
本発明におけるフレキシブルダクト用テープ材は、樹脂フィルムと積層し積層体として用いることもできる。樹脂フィルムとの貼り合わせ工程を熱圧着で行う場合、本発明のフレキシブルダクト用テープ材を用いれば、芯成分は機械的強度を保持したまま鞘成分のみが接着成分として作用する温度域での加工が可能なため、比較的加工温度幅を広く設定することができ、ヒートシール加工性と機械的強度、さらには柔軟性をも両立させることが可能である。積層体にする場合のフィルムの材料については特に制限はなく、ポリオレフィン系延伸フィルム、ポリエステル系フィルム、ポリアミド系フイルム、ポリウレタン系フィルム、ポリエーテルブロックアミド共重合体フィルム等が挙げられる。フィルム厚さについても特に制限はないが、柔軟性の観点から５０μｍ以下のものが好ましい。
【００２８】
本発明のフレキシブルダクト用テープ材は、２〜２０ｃｍの幅のテープ状にスリット成形し、フレキシブルダクト用テープとして用いる。本発明のフレキシブルダクト用テープを用いてフレキシブルダクトを作成する場合に、まず、超鋼線等がスパイラル状形態としたもの（フレキシブルダクトの骨格となるもの）に前記テープをスパイラル状に巻く。テープとテープの重なり部分の接合には、ミシン縫製やカシメの方法を採用してもよいが、本発明のテープの特性を生かすためには、ヒートシーラーによる熱接着法によって接合するのが好ましい。熱接着法を採用することによって接合の作業性を大幅に向上させることができる。
【００２９】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例における各物性値は、下記の方法にて測定した値である。
（１）融点（℃）
パーキンエルマー社製の示差走査熱量計ＤＳＣ−７型を用い、昇温速度２０℃／分で測定した。
（２）目付（ｇ／ｍ^２）
標準状態の試料から縦１０ｃｍ×横１０ｃｍの試料片各１０点を作成し、各試料片の質量（ｇ）を秤量し、得られた値の平均値を１ｍ^２当たりに換算して目付（ｇ／ｍ^２）とした。
（３）引張強力（Ｎ／５ｃｍ幅）
ＪＩＳ　Ｌ１０９６に記載のストリップ法に準じて測定した。すなわち、試料長１５ｃｍ、試料幅５ｃｍの試料片を１０点作成し、定速伸長型引張試験機（東洋ボールドウイン社製テンシロンＵＴＭ−４−１−１００）を用いて、掴み間隔を１０ｃｍとし、引張速度１０ｃｍ／分で伸長し、切断荷重値の平均値を引張強力（Ｎ／５ｃｍ幅）とした。
（４）引裂強力（Ｎ）
５．０ｃｍ×２５．０ｃｍの試料片を１０点作成し、ＪＩＳ　Ｌ１９０６に記載のシングルタング法に準じて測定し、その平均値を引裂強力とした。
【００３０】
実施例１
融点が２５８℃で、固有粘度（フエノールと四塩化エタンの等重量混合溶媒を用い，濃度０．５ｇ／１００ｍｌ、温度２０℃で測定した値）が０．７０のポリエチレンテレフタレートを芯成分とし、密度が０．９６ｇ／ｃｍ^３、ＡＳＴＭ−Ｄ−１２３８（Ｅ）法で測定したメルトインデックスが２５ｇ／１０分、融点が１３０℃である高密度ポリエチレンを鞘成分とする２成分芯鞘構造で、単糸繊度が３．０デシテックス、芯成分に対する鞘成分の質量比が１．０であるフィラメントを紡糸し、直ちに空気圧で延伸し、開繊した後、移動するコンベアーネット上に体積しウェブ化した。このウェブを１２０℃に加熱した彫刻ロールと、同じく１２０℃に加熱したフラットロールからなるエンボス装置により部分的に熱圧接し、目付が５０ｇ／ｍ^２である長繊維不織布からなるフレキシブルダクト用テープ材を得た。なおエンボス装置の彫刻ロールとしては、圧着部の個数２２個／ｃｍ^２、１個の圧着部の面積０．７ｍｍ^２、圧着面積率１５％のロールを用い、熱圧着時の線圧は６００Ｎ／ｃｍとした。
【００３１】
比較例１
実施例１において、鞘成分として、ポリエチレンに代えて、エチレンテレフタレート単位にイソフタル酸を共重合してなる共重合ポリエステル（融点２３０℃）を用いたこと、エンボス装置のロール温度を２１０℃に設定したこと以外は、実施例１と同様にしてフレキシブルダクト用テープ材を得た。
【００３２】
得られた実施例１、比較例１の不織布の性能を併せて表１に示す。また、得られたテープ材を用いて下記の方法により加工性を評価した。この結果も表１に示した。
【００３３】
（加工性）
テープ材より幅４ｃｍの幅にスリット成形したフレキシブルダクト用テープを得、これを用いてフレキシブルダクトを作成する際の作業性（巻きやすさ、テープの重なり部のヒートシールによる接合性等）の良好な場合を〇、劣る場合を×にて評価した。
【００３４】
【表１】

【００３５】
表１から明らかなように、実施例１で得られたテープ材は、機械的物性、ヒートシール性共に優れたものであり、フレキシブルダクトを作成する際には、鞘成分がポリエチレンにて構成されているため、伸度が高く、螺旋状に容易に巻くことができ、加工性にも優れていた。一方、鞘部に共重合ポリエステルを配した芯鞘型長繊維からなる比較例１は、硬いために、フレキシブルダクトを作成する際の作業性には劣るものであった。
【００３６】
【発明の効果】
本発明のフレキシブルダクト用テープ材によれば、ヒートシール特性に優れているので、接合の際の作業性が良好であり、気体、液体、粉粒体等の流体移送用のフレキシブルダクトを形成するのに好適なフレキシブルダクト用テープを提供することができる。

Claims

ポリエステル系重合体を芯成分とし、該芯成分より融点が低いポリオレフィン系重合体を鞘成分とする芯鞘型複合長繊維不織布からなり、ヒートシール強力が２０Ｎ／３ｃｍ幅以上であることを特徴とするフレキシブルダクト用テープ材。
請求項１記載のテープ材が２〜２０ｃｍの幅にスリット成形されていることを特徴とするフレキシブルダクト用テープ。