JP2009030209A - 熱接着性スパンボンド不織布およびこれを用いた繊維製品 - Google Patents
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Abstract
他素材との接着が強固で有り、特にポリエステル素材からなるシートとの接着が容易である熱接着性不織布およびそれを用いた積層体、繊維製品を提供する。またそれらの製造方法を提供する。
【解決手段】
少なくとも第一成分と第二成分の二成分で構成された複合繊維であり、第一成分が繊維表面の少なくとも70%を長さ方向に連続して形成した繊維成形性熱可塑性樹脂とし、第二成分が第一成分よりも10℃以上低い融点である樹脂で構成され、第一成分/第二成分の容積比が10/90から90/10の範囲である繊維で構成される熱接着性スパンボンド不織布、およびそれを用いた積層体、繊維製品。またそれらの製造方法。
【選択図】 なし
Description
[1]少なくとも第一成分と第二成分の二成分で構成された複合繊維であり、第一成分が繊維表面の少なくとも70%を長さ方向に連続して形成した繊維成形性熱可塑性樹脂とし、第二成分が第一成分よりも10℃以上低い融点である樹脂で構成され、第一成分/第二成分の容積比が10/90から90/10の範囲である繊維で構成される熱接着性スパンボンド不織布。
[2]第二成分がエチレン−α−オレフィン共重合体で構成される熱可塑性エラストマーである[1]記載の熱接着性スパンボンド不織布。
[3]第二成分がエチレンと炭素数3〜20のα−オレフィンとからなるエチレン−α−オレフィン共重合体であり、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により求められる分子量分布(Mw/Mn)が3.5以下であって、該エチレン−α−オレフィン共重合体が、下記のa)〜c)を満たすエチレン−α−オレフィン共重合体である[2]記載の熱接着性スパンボンド不織布。
a)密度が0.90g/cm3以下であること
b)メルトフローレートの比(I10/I2)が6以上であること。
c)分子量分布(Mw/Mn)とメルトフローレートの比(I10/I2)が次式の関係にあること。
4.63≦(I10/I2)−(Mw/Mn)
[4]該エチレン−α−オレフィン共重合体が、炭素数3〜20のα−オレフィンの少なくとも1種が均一に分岐しているエチレン−α−オレフィン共重合体である[2]または[3]に記載の熱接着性スパンボンド不織布。
[5]第一成分が不飽和カルボン酸、若しくは不飽和カルボン酸無水物から選られた少なくとも1種を含むビニルモノマー(以下これらを変成剤と云うことがある)でグラフト重合された変成ポリオレフィン(変成剤含量は0.05 〜2 モル/kg )を含む[1]〜[4]のいずれか1項記載の熱接着性スパンボンド不織布。
[6]第一成分の変成剤が無水マレイン酸、アクリル酸、若しくはメタクリル酸の1種以上を含む[5]に記載の熱接着性スパンボンド不織布。
[7][1]〜[6]のいずれか1項記載の熱接着性スパンボンド不織布を少なくとも2枚の被接着層間に挟み、第一成分の融点以上で被接着層を熱接着させる積層体の製造方法。
[8]被接着層との熱接着を、第二成分の融点より20〜80℃高い温度で行う[7]記載の積層体の製造方法。
[9][1]〜[6]のいずれか1項記載の熱接着性スパンボンド不織布を用いた繊維製品。
[10][1]〜[6]のいずれか1項記載の熱接着性スパンボンド不織布を少なくとも2枚の被接着層間に挟み、第一成分の融点以上で熱接着させた積層体。
本発明の接着性スパンボンド不織布は、少なくとも第一成分と第二成分の二成分で構成された複合繊維で構成される。この複合繊維は、第一成分が繊維表面の少なくとも70%を長さ方向に連続して形成した繊維成形性熱可塑性樹脂とし、第二成分が第一成分よりも10℃以上低い融点である樹脂で構成され、第一成分/第二成分の容積比が10/90から90/10の範囲である繊維である。
本発明の熱接着性スパンボンド不織布は、被接着層との熱接着性に優れる。本発明の熱接着性スパンボンド不織布と被接着層との熱接着においては、両者を重ね合わせ、必要によって圧力を加えながら第一成分の融点以上の温度で加熱することにより両者を熱接着させる。この熱接着の温度は、本発明の熱接着性スパンボンド不織布の第二成分の融点よりも20〜80℃高い温度であることが好ましく、40〜80℃高い温度であることが更に好ましい。本発明で用いる第二成分は、比較的低温においてさえ高い流動性を有するものであるため、前記のような高い熱接着温度においては形状を保ち得ず溶融流動化する。このときの熱接着温度が、第一成分も溶融流動化するほどに充分に高い温度、例えば第一成分の融点より10℃以上高い温度であれば、第一成分と第二成分は共に元の形状を留めることなく、互いに溶融し一体化する。これによって、第二成分が、被接着層との界面で接着媒体として寄与しうるようになるために、被接着層との接着性が向上するのである。また、本発明においては、第一成分が完全には溶融流動化しないような熱接着温度、例えば、第一成分の融点より10℃を越えない範囲で高い温度においても、被接着層との間で良好な熱接着性を奏しうることが確認されている。この理由は定かではないが、第一成分の一部が裂け、その亀裂を介して第二成分が繊維表面へと滲み出て、これが被接着層との接着性に寄与しているのではないかと推定される。
本発明において、第一成分は、繊維成形性を担保するという条件のもと、本発明における接着性発現の機構からは、その融点は比較的低いほうが好ましく、好ましいのは110〜170℃、更に好ましくは110〜130℃であり、第二成分の融点は好ましくは60〜100℃、更に好ましくは70〜90℃であり、また、第一成分の融点が、第二成分の融点より10℃以上高いことが好ましく、さらに、20〜40℃高いことが、接着性、紡糸性、摩擦抵抗性、及び、開繊性の点で好ましい。
本発明の熱接着性スパンボンド不織布は、他の繊維集合体、若しくは他のシートなど、他の被接着層同士の間に挟んで熱接着によりこれらを積層することができる。被接着層としては、編織物、不織布、発砲ウレタン、フィルム、紙状物羊毛成形物、金属板、木板、プラスチック板等が例示でき、特に、特に本発明の熱接着性スパンボンド不織布は、ポリエステル素材との接着性に優れる点でその工業的意義が大きい。
これらのビニルモノマーを幹ポリマーにグラフト重合するのは通常の方法で行なうことができ、ラジカル開始剤を用いて、ポリオレフィンに不飽和カルボン酸若しくは酸無水物とビニルモノマーを混合してランダム共重合体からなる側鎖を導入し、あるいは異種モノマーを順次重合することによるブロック共重合体からなる側鎖を導入することができる。
とで算出することができる。例えば、変性ポリオレフィンが、ポリエチレンを無水マレイ
ン酸でグラフト重合させた変性ポリエチレンの場合には、以下の操作によって、グラフト
重合された変性剤の量を測定することができる。
変性ポリエチレンを沸騰キシレンに溶解させ、その溶解液を3 倍量の常温のアセトンに注ぎ、充分に冷却する。この液の濾過物を更にアセトンで洗浄し、真空乾燥することで、未反応の無水マレイン酸が除去された粉末状の変性ポリエチレンが得られる。この粉末をフィルム成形し、それを用いてフーリエ変換赤外吸収スペクトルを測定することで無水マレイン酸のグラフト量が算出できる。
JIS K 7122に準拠して測定した。
(ii)他素材との接着強度(剥離強度)
各実施例、比較例で得られた試料と被接着試料(他素材)とをそれぞれ10cm×5cmの大きさに切断した。被接着試料2枚の間に試料を挟み、四隅が揃うように重ね合わせ、その重ね合わせた試料の短辺方向、つまり幅方向に細長いヒートシールを施す(ヒートシール面積1cm×5cm)。ヒートシール装置としてヒートシールテスターTP−701(商品名、テスター産業株式会社製)を用い、ヒートシール条件は、温度140℃(上下とも)、圧力0.4MPa、加圧時間3秒とした。この方法で得られた被接着試料を、ヒートシールを施した側の他辺の短辺側から開き、被接着試料のそれぞれの端辺を10cm間隔に設定した引張試験機オートグラフAG−G(商品名、(株)島津製作所製)のチャック間に固定した。剥離強さの測定は引っ張り速度100m/分で測定し、剥離強度の計算方法はJIS L1086−1983に準拠した。
・LLDPE1:直鎖状低密度ポリエチレン、MI=20g/10min(190℃、2.16kg)、融点122℃、密度0.935g/cm3
・LLDPE2:メタロセン触媒の一種である拘束幾何触媒を用いて得られたエチレン−α−オレフィン共重合体(エチレンと1−オクテンからなる)、MI=30g/10min(190℃、2.16kg)、融点76℃
a)密度0.885g/cm
b)メルトフローレートの比(I10/I2)7.9
c)分子量分布(Mw/Mn)2.05であり下記式を満たす。
4.63≦(I10/I2)−(Mw/Mn)=5.85
・HDPE:高密度ポリエチレン、MI=40g/10min(190℃、2.16kg)、融点132℃、密度0.955g/cm
・変性PE1:変性ポリエチレン、MI=9.6g/10min(190℃、2.16kg)、高密度ポリエチレンを幹ポリマーとして無水マレイン酸をグラフト重合したポリマー(変性剤含量=1モル/kg)
・変性PE2:変性ポリエチレン、MI=2g/10min(190℃、2.16kg)、高密度ポリエチレンを幹ポリマーとして無水マレイン酸をグラフト重合したポリマー(変性剤含量=1モル/kg)
第一成分および第二成分に表1の実施例1項に記載の樹脂を用いスパンボンド法にて作成した。具体的には、表1記載の条件により、2機の押出機にそれぞれの樹脂を投入し、同芯鞘芯型の断面になる紡糸口金を用い、第一成分/第二成分の断面容積比が50/50となるようにギアポンプを調整し、紡糸口金から吐出した複合繊維郡をエアーサッカーに導入して索引延伸し、3.3dtexの長繊維を得、続いてエアーサッカーにより排出された前記長繊維郡を帯電装置により同電荷を付与させ帯電させた後、反射板に衝突させて開繊し、開繊した長繊維郡を裏面に吸引装置を設けた無端ネット状コンベアー上に、長繊維ウェッブとして捕集し、線圧80N/mm、圧着面積率15%のエンボスロール(凸部)/フラットロールでポイントボンド加工しスパンボンド不織布を得た。得られたスパンボンド不織布に対して被接着材試料にポリエステルスパンボンド不織布を用いて、剥離試験を行った。その結果を表1に示す。剥離強度が強く、接着性能に優れたスパンボンド不織布であった。
第一成分および第二成分に実施例2項の樹脂を用いた以外は実施例1と同様にして不織布を得た。得られたスパンボンド不織布に対して被接着材試料にポリエステルスパンボンド不織布を用いて、剥離試験を行った。その結果を表1に示す。剥離強度が強く、接着性能に優れたスパンボンド不織布であった。
第一成分および第二成分に実施例3項の樹脂を用い、第一成分/第二成分の断面容積比が90/10となるようにギアポンプを調整した以外は実施例1と同様にして不織布を得た。得られたスパンボンド不織布に対して被接着材試料にポリエステルスパンボンド不織布を用いて、剥離試験を行った。その結果を表1に示す。剥離強度が強く、接着性能に優れたスパンボンド不織布であった。
第一成分および第二成分に実施例4項の樹脂を用い、第一成分/第二成分の断面容積比が10/90となるようにギアポンプを調整した以外は実施例1と同様にして不織布を得た。得られたスパンボンド不織布に対して被接着材試料にポリエステルスパンボンド不織布を用いて、剥離試験を行った。その結果を表1に示す。剥離強度が強く、接着性能に優れたスパンボンド不織布であった。
第一成分および第二成分に実施例5項の樹脂を用い、第一成分/第二成分の断面容積比が60/40となるようにギアポンプを調整した以外は実施例1と同様にして不織布を得た。得られたスパンボンド不織布に対して被接着材試料にポリエステルスパンボンド不織布を用いて、剥離試験を行った。その結果を表1に示す。剥離強度が強く、接着性能に優れたスパンボンド不織布であった。
第一成分および第二成分に実施例6項の樹脂を用い、第一成分/第二成分の断面容積比が40/60となるようにギアポンプを調整した以外は実施例1と同様にして不織布を得た。得られたスパンボンド不織布に対して被接着材試料にポリエステルスパンボンド不織布を用いて、剥離試験を行った。その結果を表1に示す。剥離強度が強く、接着性能に優れたスパンボンド不織布であった。
第一成分および第二成分に実施例7項の樹脂を用い、第一成分/第二成分の断面容積比が50/50となるようにギアポンプを調整した以外は実施例1と同様にして不織布を得た。得られたスパンボンド不織布に対して被接着材試料にポリエステルスパンボンド不織布を用いて、剥離試験を行った。その結果を表1に示す。剥離強度が強く、接着性能に優れたスパンボンド不織布であった。
第一成分および第二成分に実施例8項の樹脂を用い、第一成分/第二成分の断面容積比が50/50となるようにギアポンプを調整し、断面形状が並列型となるノズルを用いた以外は実施例1と同様にして不織布を得た。得られたスパンボンド不織布に対して被接着材試料にポリエステルスパンボンド不織布を用いて、剥離試験を行った。その結果を表1に示す。剥離強度が強く、接着性能に優れたスパンボンド不織布であった。
第一成分および第二成分に比較例1項の樹脂を用い、第一成分/第二成分の断面容積比が50/50となるようにギアポンプを調整した以外は実施例1と同様にして不織布を得た。得られたスパンボンド不織布に対して被接着材試料にポリエステルスパンボンド不織布を用いて、剥離試験を行った。その結果を表1に示す。第二成分に第一成分より融点の高いポリプロピレンを用いた為、剥離強度が低く、接着性能に劣るスパンボンド不織布であった。
第一成分および第二成分に比較例2項の樹脂を用い、第一成分/第二成分の断面容積比が50/50となるようにギアポンプを調整した以外は実施例1と同様にして不織布を得た。得られたスパンボンド不織布に対して被接着材試料にポリエステルスパンボンド不織布を用いて、剥離試験を行った。その結果を表1に示す。第二成分に第一成分より融点の高いポリプロピレンを用いた為、剥離強度が低く、接着性能に劣るスパンボンド不織布であった。
Claims (10)
- 少なくとも第一成分と第二成分の二成分で構成された複合繊維であり、第一成分が繊維表面の少なくとも70%を長さ方向に連続して形成した繊維成形性熱可塑性樹脂とし、第二成分が第一成分よりも10℃以上低い融点である樹脂で構成され、第一成分/第二成分の容積比が10/90から90/10の範囲である繊維で構成される熱接着性スパンボンド不織布。
- 第二成分がエチレン−α−オレフィン共重合体で構成される熱可塑性エラストマーである請求項1記載の熱接着性スパンボンド不織布。
- 第二成分がエチレンと炭素数3〜20のα−オレフィンとからなるエチレン−α−オレフィン共重合体であり、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により求められる分子量分布(Mw/Mn)が3.5以下であって、該エチレン−α−オレフィン共重合体が、下記のa)〜c)を満たすエチレン−α−オレフィン共重合体である請求項2記載の熱接着性スパンボンド不織布。
a)密度が0.90g/cm3以下であること
b)メルトフローレートの比(I10/I2)が6以上であること。
c)分子量分布(Mw/Mn)とメルトフローレートの比(I10/I2)が次式の関係にあること。
4.63≦(I10/I2)−(Mw/Mn) - 該エチレン−α−オレフィン共重合体が、炭素数3〜20のα−オレフィンの少なくとも1種が均一に分岐しているエチレン−α−オレフィン共重合体である請求項2または3に記載の熱接着性スパンボンド不織布。
- 第一成分が不飽和カルボン酸、若しくは不飽和カルボン酸無水物から選られた少なくとも1種を含むビニルモノマー(以下これらを変成剤と云うことがある)でグラフト重合された変成ポリオレフィン(変成剤含量は0.05 〜2モル/kg )を含む請求項1〜4のいずれか1項記載の熱接着性スパンボンド不織布。
- 第一成分の変成剤が無水マレイン酸、アクリル酸、若しくはメタクリル酸の1種以上を含む請求項5に記載の熱接着性スパンボンド不織布。
- 請求項1〜6のいずれか1項記載の熱接着性スパンボンド不織布を少なくとも2枚の被接着層間に挟み、第一成分の融点以上で被接着層を熱接着させる積層体の製造方法。
- 被接着層との熱接着を、第二成分の融点より20〜80℃高い温度で行う請求項7記載の積層体の製造方法。
- 請求項1〜6のいずれか1項記載の熱接着性スパンボンド不織布を用いた繊維製品。
- 請求項1〜6のいずれか1項記載の熱接着性スパンボンド不織布を少なくとも2枚の被接着層間に挟み、第一成分の融点以上で熱接着させた積層体。
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