JP2005273097A

JP2005273097A - 不織シート

Info

Publication number: JP2005273097A
Application number: JP2004090188A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Kaminomon; 英明神ノ門; Masaya Akao; 昌哉赤尾
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 2004-03-25
Filing date: 2004-03-25
Publication date: 2005-10-06

Abstract

【課題】本発明は、軽量であり、かつ成型性に優れた不織シートを提供することを課題とする。
【解決手段】多数の長繊維が堆積されてなる不織ウェブに、部分的に熱圧着処理を施し、熱圧着部を形成して該熱圧着部により繊維を拘束し、次いで、ニードルパンチ処理を施すことにより、構成繊維同士を実質的に三次元的に交絡させずに、少なくとも一部の長繊維を切断するとともに、少なくとも一部の熱圧着部に開孔を付与することにより不織シートを得る。不織シートは、成形性に優れたものである。
【選択図】なし

Description

本発明は、特に成型性に優れた不織シートに関するものである。

従来、自動車用天井材は、ウレタンフォームや短繊維を樹脂等で固めた固綿等からなる芯材に、フィルム等を介して剛性を保つためのガラスクロスを積層し、さらに、表皮材、裏材などのシート状物を積層し、一体成型することにより得られる。表皮材としては織編物や不織布等の繊維製品が使用され、裏材としてポリエステル不織布が使用されることが知られている（特許文献１）。

裏材として用いられる不織布は、プレス成型時に、良好に成型枠に沿って伸びる伸長性が求められるため、タテ、ヨコの両方向に伸度の高い、スパンレースやニードルパンチ処理による繊維同士が交絡することにより形態保持してなる短繊維不織布が用いられている。

近年、自動車内装材においては、軽量化、低コスト化が求められているが、スパンレースやニードルパンチ処理による短繊維不織布では目付を低くすることに限界がある。また、低目付の短繊維不織布を用いた場合、構成繊維が相対的に少なくなり、また伸長応力が小さくなるため、深い成型部分に存在する繊維が極めて少なくなったり、部分的に繊維が存在しない箇所が発生したりする。

上記問題を解消するものとして、スパンレース短繊維不織布に特定の樹脂をラミネートしてなる不織布シートを用いることが、特許文献２に提案されている。

特開平９−１２３３２３号公報（従来の技術、実施例）

特開２００４−２５５２２号公報

本発明は、軽量であり、かつ成型性に優れた不織シートを提供することを課題とする。

本発明者等は、上記課題を達成するために、鋭意検討を行った。スパンボンド法による長繊維不織ウェブに熱エンボス加工が施された長繊維不織布であれば、１５〜３０ｇ／ｍ²程度の比較的目付の小さいものを容易に得ることができる。このような熱エンボス加工を施した長繊維不織布を裏材として使用してみたところ、成型枠に沿って追従せず、良好に成型を行うことができなかった。この理由について、本発明者等は、熱エンボス加工が施された長繊維不織布は、熱エンボス加工により形成される熱圧着部での繊維の拘束が強く、また、長繊維にて構成されていることにより、不織布の引張応力が高いため、成型枠に沿って伸びることができないためと考えた。しかし、熱エンボス加工を施さなければ、不織布の形態を保つことができない。そこで、本発明者等は、熱圧着部での繊維の拘束を弱くし、かつ、繊維が動きやすいようにできないかと検討を行ったところ、前記した熱エンボス加工を施してなる長繊維不織布にニードルパンチ処理を施すことにより、一部の繊維を切断し、また、一部の熱圧着部に開孔を形成することによって、成型性を付与することができることを見出し、本発明に到達した。

すなわち、本発明は、多数の長繊維が堆積され、構成繊維同士は実質的に三次元的に交絡せず、部分的に熱圧着部を有することにより形態を保持してなる不織シートであって、該不織シートは、多数の開孔が付与されていることを特徴とする成型性に優れた不織シートを要旨とするものである。

また、本発明は、多数の長繊維が堆積されてなる不織ウェブに、部分的に熱圧着し、熱圧着部を形成して該熱圧着部により繊維を拘束し、次いで、ニードルパンチ処理を施すことにより、構成繊維同士を実質的に三次元的に交絡させずに、少なくとも一部の繊維を切断するとともに、少なくとも一部の熱圧着部に開孔を付与することを特徴とする成型性に優れた不織シートの製造方法を要旨とするものである。

以下、本発明について、詳細に説明する。

本発明の不織シートは、多数の長繊維が堆積され、構成繊維同士は実質的に三次元的に交絡せず、部分的に熱圧着部を有することにより形態を保持してなる。

不織シートを構成する長繊維としては、部分的に熱圧着部を形成させるために、熱可塑性樹脂からなるものであればよく、例えば、ポリエステル系重合体、ポリアミド系重合体、ポリプロピレンやポリエチレン等のポリオレフィン系重合体など、公知のものを使用することができる。不織シートは、単一の樹脂からなるものであってもよいし、また、融点が異なる等の２種類以上の異なる樹脂からなるものでもよい。２種以上の異なる樹脂からなる不織シートとしては、２種の異なる繊維が混繊された混繊不織シートや、２種の異なる樹脂からなる複合繊維を構成繊維とする不織シート等が挙げられる。

不織シートの目付は、求められる用途に応じて適宜選択すればよく、例えば、１０〜２００ｇ／ｍ²程度のものを用いることができる。また、軽量化を図るためには１０〜５０ｇ／ｍ²程度の低目付ものを好ましく用いることができる。このような低目付の不織シートは、スパンボンド法により良好に製造することができる。

本発明の不織シートは、構成繊維同士は実質的に三次元的に交絡せず、部分的に熱圧着部を有することにより形態を保持してなる。

不織シートが有する熱圧着部は、一対のエンボスロール、またはエンボスロールと平滑ロールとからなる熱エンボス装置を用いた熱エンボス加工によって、あるいは、超音波融着加工を施すことによって形成させることができる。熱圧着部が、不織布に散点状に多数形成されるものである場合、各熱圧着部の形態は、円形、楕円形、菱形、三角形等の多角形、Ｔ形、井形、長方形などの任意の形態を採用することができる。また、散点状の個々の熱圧着部が独立して存在しているものではなく、個々の熱圧着部同士がつながっていてもよい。また、熱圧着部が散点状ではなく、線状の熱圧着部がストライプ状や格子状に付与されているものであってもよい。

不織シートの面積に対する熱圧着部の総面積の比率、すなわち圧着面積率は、不織シートの面積に対して１０〜５０％であることが好ましく、１２〜４０％であるのがより好ましい。圧着面積率が１０％未満であると、不織シートは形態安定性に劣る傾向となり、一方、５０％を超えると、熱圧着部以外の非圧着部、すなわち、繊維形態を保持してなる部分が少なくなるため、成型性に劣る傾向となる。

また、本発明の不織シートは、上記熱圧着部を有した状態において、さらに、多数の開孔を有している。そして、この多数の開孔は、不織シートを構成する一部の長繊維を切断し、また、一部の熱圧着部に付与されている。

本発明の不織シートは、部分的に有する熱圧着部によって、不織シートとして形態保持してなるが、不織シートには多数の開孔が付与されていることによって、一部の長繊維は切断され、また、一部の熱圧着部に開孔が付与されているため、成型時に伸長された際に、切断された繊維は動きやすくなり、また、熱圧着部には開孔が付与されているため、伸長によって変形しやすく、場合によっては、開孔部分より熱圧着部が一部崩壊して繊維の拘束力を失い、一層、繊維が動きやすくなる。したがって、成型の際には、成型枠に沿って不織シートが伸びやすくなり、成形性が良好となる。なお、不織シートに付与されている開孔は、熱圧着部以外の非熱圧着部にも付与される。

このような開孔は、例えば、部分的に熱圧着されてなる長繊維不織布に多数の針を突き刺すことよって付与することができる。開孔の大きさや、開孔の密度としては、成型性および不織シートの形態保持性を考慮して、開孔の大きさが０．０３〜４ｍｍ²、密度が１０〜１００個／ｃｍ²程度とすることが好ましい。

不織シートの色彩は任意であるが、自動車の天井材の裏材として使用する場合、黒などの濃色が好ましい。自動車天井に設置されたルームランプの光は、天井材の裏側も照らすため、その裏側を照らした光りが天井材全体を透して車内を照らされると、ルームランプの光が明瞭とならず、ぼんやりと見えてしまう。裏材として使用する本発明の不織シートを濃色にすることによって、裏側を照らした光りを遮断することができ、天井材を透して車内に漏れにくくすることができる。

次いで、本発明の不織シートの好ましい製造方法について説明する。

まず、多数の長繊維が堆積してなる不織ウェブを用意する。これは、スパンボンド法によって効率よく製造することができる。この不織ウェブに部分的に熱圧着処理を施し、熱圧着部を形成して該熱圧着部により、堆積してなる長繊維同士を拘束する。熱圧着処理は、上記した熱エンボス加工や超音波融着加工により行うことができる。

熱エンボス加工を施す際には、エンボスロールの凸部に当接する繊維が十分に樹脂化（繊維形態を失った状態）するよう熱と圧力を付与する。熱圧着部における繊維が十分に樹脂化せず、繊維形態を保持した状態（仮圧着の状態）であると、後工程であるニードルパンチ処理にて、長繊維を切断し、また、熱圧着部に開孔を付与することが良好に行えない。仮圧着の状態では、ニードルパンチにより、圧着部が容易に解除されて元の自由な繊維形態となる。そして、長繊維は、圧着部による拘束状態が解かれるため、ニードルから逃げやすく突き刺さりにくくなり、長繊維を良好に切断できない。また、圧着部そのものが解除されるため、熱圧着部内に開孔を付与することもできない。熱エンボス加工の際の圧着条件としては、処理速度にもよるが、例えば、長繊維がポリエチレンテレフタレートからなる場合は、ロール設定温度２３０〜２５０℃、線圧１００〜１０００Ｎ／ｃｍとするとよい。また、ポリエチレンテレフタレートからなる長繊維と共重合ポリエステル（融点２３０℃程度）からなる長繊維との混繊の場合は、ロールの設定温度１８０〜２３０℃、線圧１００〜１０００Ｎ／ｃｍとするとよい。

次いで、熱圧着部が形成された不織布にニードルパンチ処理を施す。ここでのニードルパンチ処理は、熱圧着部を有する不織布に、ニードルを突き刺すことにより、少なくとも一部の長繊維を切断するとともに、少なくとも一部の熱圧着部に開孔を付与するために行う。

一般的にニードルパンチ処理とは、バーブ（刺）を有するニードルで不織ウェブを多数回突き刺すことによって、バーブに繊維を引っかけ、繊維を切断せずに、繊維同士を三次元的に交絡させて、不織布の機械的強度を上げるものをいう。

しかしながら、本発明におけるニードルパンチ処理は、長繊維を切断し、また、熱圧着部に開孔を付与することを目的として行うものである。ニードルパンチ処理を行う不織布は、熱圧着部を有し、繊維同士がこれにより拘束され自由度を失っているため、ニードルが突き刺ささりやすく良好に繊維を切断することができ、また、熱圧着部に開孔を付与することができる。そして、繊維は熱圧着部により拘束されて自由度を失っているため、繊維同士は、実質的に三次元的に交絡しない。

本発明におけるニードルパンチ処理においては、一般に使用されるニードルパンチ機を用いることができ、使用するニードル針は、本発明の目的を達成するものであれば、いずれのものであってもよく、バーブを有するもの（バーブ針）、バーブを有しないもの（例えば、フォーク針）の両者を用いることができる。また、ニードル針の太さ、植針数、パンチ密度は、開孔の大きさおよび密度を決定するものであり、これらを適宜変更することにより所望の成形性を有する不織シートを得ることができる。パンチ密度としては、１０〜１００パンチ／ｃｍ²が好ましい。１０パンチ／ｃｍ²未満であると、得られる不織シートは成形性に劣る傾向となり、一方、１００パンチ／ｃｍ²超えると、付与する開孔が多くなりすぎて、不織シートの形態保持性に劣る傾向となる。

本発明の不織シートは、単独もしくは他のものと併用して各種の成型体として良好に使用することができる。特に、自動車の内装材（天井材、ドアトリム、トランクルーム、エンジンルーム内の各種部材等）として用いられるウレタンフォーム、固綿やガラスマット等と積層する表面材や裏面材等として用いることができる。

本発明の不織シートは、多数の長繊維が堆積され、構成繊維同士は実質的に三次元的に交絡せず、部分的に熱圧着部を有することにより形態を保持してなり、該不織シートは、多数の開孔が付与されている。そして、開孔が付与されていることによって、熱圧着部は外力に対して変形しやすく、また、一部の長繊維が切断されているため、不織シートの伸度は高く、繊維は動きやすい状態となっている。したがって、本発明の不織シートを用いて成型を行った場合、成型枠に沿って、繊維が動きやすく、良好な成型体を得ることができる。また、一部の長繊維は切断されずに長繊維の形態を保っているため適度な引張応力を保持でき、目付を小さくした場合であっても、極端に薄い部分が発生することなく、均一に成型することができる。また、上記のような構成であるので、目付が小さく、薄く、表面が平滑な、成型性に優れた不織シートを得ることができる。

次に、実施例により本発明を具体的に説明する。なお、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。

実施例１
スパンボンド法によって、繊度３．３デシテックスのポリエチレンテレフタレート長繊維を堆積させた不織ウェブを得、これをエンボスロールと平滑ロールからなる熱エンボス装置に通し、圧着条件としてロール表面温度２４０℃、線圧６８６Ｎ／ｃｍに設定して、熱圧着処理を施し、熱圧着部（熱圧着部の形状：六角形、熱圧着面積率：１７％）を有する目付４０ｇ／ｍ²の不織布を得た。

得られた熱圧着部を有する不織布に、ニードルパンチ処理を施して、本発明の不織シートを得た。ニードルパンチの条件は、バーブ針（ＰＢ−３６フォスター社製）を用い、パンチ密度３０パンチ／ｃｍ²とした。

得られた不織シートを用いて、自動車用の成型天井を作成した。すなわち、下から表皮材（短繊維不織布）／樹脂付きガラスクロス／ウレタンフォーム／樹脂付きガラスクロス／不織シートの順に積層し、温度１１５℃の金型で１５秒成型加工した。本発明の不織シートは、成型枠に沿って良好に伸び、成型の深い部分においても良好な成型状態であった。

実施例２
スパンボンド法によって、繊度３．３デシテックスのポリエチレンテレフタレート長繊維と共重合ポリエステル長繊維（共重合ポリエステルの融点２３０℃）とを堆積させた混繊の不織ウェブを得、これをエンボスロールと平滑ロールからなる熱エンボス装置に通し、圧着条件としてロール表面温度２０６℃、線圧６８６Ｎ／ｃｍに設定して、熱圧着処理を施し、熱圧着部（熱圧着部の形状：六角形、熱圧着面積率：１７％）を有する目付４０ｇ／ｍ²の不織布を得た。

得られた熱圧着部を有する不織布に、ニードルパンチ処理を施して、本発明の不織シートを得た。ニードルパンチの条件は、バーブ針（ＰＢ−３６フォスター社製）を用い、パンチ密度６０パンチ／ｃｍ²とした。

比較例１
実施例１において、ニードルパンチ処理を施さない部分的に熱圧着部を有する不織布を用いて、実施例１と同様の成型加工を行った。得られた成型体においては、成型の深い部分の不織布は、部分的に浮きが発生し、ガラスクロスからはく離した状態であり、成形性に劣っていた。

Claims

多数の長繊維が堆積され、構成繊維同士は実質的に三次元的に交絡せず、部分的に熱圧着部を有することにより形態を保持してなる不織シートであって、該不織シートは、多数の開孔が付与されていることを特徴とする成型性に優れた不織シート。
多数の開孔は、少なくとも一部の長繊維を切断し、また、少なくとも一部の熱圧着部に付与されていることを特徴とする請求項１記載の不織シート。
多数の開孔がニードルパンチ処理によるものであることを特徴とする請求項１または２に記載の不織シート。
自動車用天井材に用いることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の不織シート。
多数の長繊維が堆積されてなる不織ウェブに、部分的に熱圧着処理を施し、熱圧着部を形成して該熱圧着部により繊維を拘束し、次いで、ニードルパンチ処理を施すことにより、構成繊維同士を実質的に三次元的に交絡させずに、少なくとも一部の長繊維を切断するとともに、少なくとも一部の熱圧着部に開孔を付与することを特徴とする成型性に優れた不織シートの製造方法。