JP2018199876A - 熱成型不織布の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 延伸ポリエステル複合繊維を構成繊維とする不織布を用いながら、成型しやすく且つ高強度の熱成型不織布を得る方法を提供する【解決手段】 少なくとも表面が低融点ポリエステルよりなり、その他の部位が高融点ポリエステルよりなる延伸ポリエステル複合繊維を集積してなる繊維ウェブを形成する。繊維ウェブを、高温の凹凸ロールと凹凸ロールよりも低温の平滑ロール間に通して、その表面において、低融点ポリエステルのみを溶融又は軟化させて、複合繊維相互間を融着させてエンボス不織布を得る。なお、エンボス不織布の裏面においては、低融点ポリエステルが溶融しておらず、複合繊維相互間は融着されていない。エンボス不織布裏面に、ホットメルト接着剤層を設け、さらにその層上にシート状物を積層する。積層物を、雄型と雌型よりなる成型用型に挟んで、加熱及び加圧を施して、ホットメルト接着剤を溶融させた後、冷却固化し、熱成型不織布を得る。【選択図】 なし

Description

本発明は、熱成型不織布の製造方法に関し、特に成型しやすく成型後の強度に優れた熱成型不織布の製造方法に関するものである。

従来より、ポリエステル繊維等の熱可塑性繊維で構成された不織布に、成型用型を用い熱と圧力を与えて、熱成型不織布を製造することが行われている。熱成型不織布は、熱可塑性繊維自体の伸長変化と不織布自体の構造変化によって、所定の形状になされるものである。

しかるに、不織布として、構成繊維相互間が自己融着している融着区域を多数持つ、いわゆるエンボス不織布の場合には、熱融着区域の存在故に、不織布自体の構造変化が少なく、成型しにくいということがあった。すなわち、成型時においては、非熱融着区域における構造変化によって成型用型に沿うものの、熱融着区域では構造変化が生じていないため、成型用型から外すと元に戻りやすい。したがって、構成繊維自体の伸長変化によって、成型せざるを得なかった。

このため、伸長しやすい未延伸熱可塑性長繊維、具体的には未延伸ポリエステル長繊維を構成繊維とする不織布を熱成型することが行われている。たとえば、特許文献１には、芯成分が高融点ポリエステルで、鞘成分が低融点ポリエステルで形成された未延伸芯鞘型ポリエステル長繊維よりなる不織布を成型することが記載されている。しかしながら、未延伸ポリエステル長繊維の場合、熱成型時に未延伸ポリエステル長繊維が延伸されるものの、当該長繊維の延伸が不十分であり、延伸ポリエステル長繊維と同等の引張強度や引裂強度等が期待できない。したがって、特許文献１記載の方法では、延伸ポリエステル長繊維を用いて熱成型した場合に比べて、熱成型不織布の強度に劣るという欠点があった。

特開平１０−２２６９５２号公報（特許請求の範囲の項）

本発明の課題は、延伸ポリエステル複合繊維を構成繊維とする不織布を用いながら、成型しやく且つ高強度の熱成型不織布を得ることにある。

本発明は、特定の方法で得られたエンボス不織布を採用すると共に、他のシート状物及びホットメルト接着剤を併用することにより、上記課題を解決したものである。すなわち、本発明は、少なくとも表面が低融点ポリエステルよりなり、その他の部位が高融点ポリエステルよりなる延伸ポリエステル複合繊維を集積してなる繊維ウェブを形成するウェブ形成工程と、前記繊維ウェブを、いずれか一方が高温で他方が低温となっている、凹凸ロールと平滑ロールの間に通して、高温のロールに当接する繊維ウェブ面（以下、この面を「高温面」という。）において、前記低融点ポリエステルのみを溶融又は軟化させて、前記延伸ポリエステル複合繊維相互間を融着させると共に、低温のロールに当接する繊維ウェブ面（以下、この面を「低温面」という。）において、前記延伸ポリエステル複合繊維相互間を実質的に融着させずにエンボス不織布を形成する不織布形成工程と、前記エンボス不織布とシート状物とを、前記エンボス不織布の低温面が該シート状物側となるように、前記低融点ポリエステルの融点よりも低い融点を持つホットメルト接着剤を介して積層し積層物を得る積層工程と、前記積層物に熱と圧力を与えて、前記ホットメルト接着剤を溶融させることにより前記エンボス不織布とシート状物とを一体化すると共に、所定の型に成型する成型工程とを具備することを特徴とする熱成型不織布の製造方法に関するものである。

本発明では、まず、延伸ポリエステル複合繊維を集積して繊維ウェブを形成する。延伸ポリエステル複合繊維は、少なくとも表面が低融点ポリエステルよりなり、その他の部位が高融点ポリエステルよりなるものである。かかる延伸ポリエステル複合繊維としては、鞘成分が低融点ポリエステルよりなり芯成分が高融点ポリエステルよりなる芯鞘型複合繊維又は横断面半月状の低融点ポリエステルと高融点ポリエステルとが貼り合わされてなるサイドバイサイド型複合繊維が用いられる。特に、本発明では、延伸ポリエステル複合繊維として、横断面形状が略Ｙ字の下端で上下左右に連結した

形状（以下、「略Ｙ４形状」という。）であって、略Ｙ形状の外周に位置する四個の略Ｖ字部が低融点ポリエステルよりなり、その他の略＋字部が高融点ポリエステルよりなる複合繊維を用いるのが好ましい。かかる複合繊維は、その横断面形状からも分かるように、曲げ剛性が高く、剛性に優れた熱成型不織布が得られる。なお、低融点ポリエステルの融点は１８０℃〜２４０℃程度であり、高融点ポリエステルの融点は２５０〜２８０℃程度である。

延伸ポリエステル複合繊維は、長繊維であっても短繊維であってもよい。長繊維の場合は、いわゆるスパンボンド法によって製造及び集積して繊維ウェブを形成することができる。短繊維の場合は、いわゆるカード法によって開繊及び集積することにより、繊維ウェブを形成することができる。延伸ポリエステル複合繊維の繊度は、任意である。剛性に優れた熱成型不織布を得るには、その繊度が７デシテックス以上であるのが好ましい。また、繊維ウェブの目付も任意であるが、剛性に優れた熱成型不織布とするためには、３０ｇ／ｍ²以上であるのが好ましい。

繊維ウェブに熱エンボス加工を施して、エンボス不織布を形成する。本発明は、熱エンボス加工の方法に特徴があり、繊維ウェブを高温の凹凸ロールと凹凸ロールよりも低温の平滑ロール間に通して行うか、又は低温の凹凸ロールと凹凸ロールよりも高温の平滑ロール間に通して行う。高温のロールの温度は、低融点ポリエステルが溶融又は軟化する程度の温度であり、一般的に１８０℃〜２３０℃程度の温度である。一方、低温のロールの温度は、低融点ポリエステルが実質的に軟化しない温度であり、一般的に常温であるか又は加熱されていても高温のロールよりも３０〜６０℃程度低い温度である。ここで、低融点ポリエステルが「実質的に」軟化しないというのは、全く軟化しない場合の他に、仮に低融点ポリエステルが軟化して延伸ポリエステル複合繊維同士が融着したとしても、外力を負荷すると、この融着が容易に解除される程度の軟化を含む意味である。

凹凸ロールと平滑ロール間の線圧は、高温のロールに当接する繊維ウェブ表面において、鞘成分のみを溶融又は軟化させて、延伸ポリエステル複合繊維相互間を融着させうる程度である。凹凸ロールが高温になっている場合は、繊維ウェブの高温面において延伸ポリエステル複合繊維相互間が融着されて凹凸模様を形成すると共に、平滑ロールに当接する繊維ウェブの低温面において、延伸ポリエステル複合繊維相互間を実質的に融着させないようにして、エンボス不織布を形成する。ここで、「実質的に」融着させないというのは、前記した意味と同旨であり、全く融着しない場合の他に、仮に融着したとしても、外力を負荷すると容易に解除される程度の融着を含む意味である。このようなエンボス不織布は、高温の凹凸ロールと低温の平滑ロールとを上記した程度の温度にすると共に、凹凸ロールと平滑ロール間の線圧を低く設定することにより、形成することができる。線圧は任意に設定しうるが、一般的に、１００〜３００Ｎ／ｃｍ程度であるのが好ましい。なお、凹凸ロールの凸部の形状、凸部先端の面積及び凸部の数等は任意に設定しうる。たとえば、凸部の形状は円柱状で、凸部先端の面積は０．５〜１．５ｍｍ²程度で、凸部の数は１０〜３０個／ｃｍ²程度でよい。

次に、エンボス不織布の低温面にホットメルト接着剤層を設ける。ホットメルト接着剤としては、低融点ポリエステルの融点よりも低い融点を持つものが採用される。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、マレイン酸変性ポリエチレン、マレイン酸変性ポリプロピレン等がホットメルト接着剤として用いられる。これらのホットメルト接着剤の融点は、概ね、５０℃〜１７０℃程度である。ホットメルト接着剤は、粉状、粒状、くもの巣状又は皮膜状で、エンボス不織布の低温面に設けられて、ホットメルト接着剤層が形成される。このホットメルト接着剤層上にシート状物が積層され、エンボス不織布／ホットメルト接着剤層／シート状物の順で積層されてなる積層物が得られる。

シート状物としては任意のものを採用しうるが、一般的には、ガラス繊維シート、合成樹脂製フィルム、合成樹脂製発泡シート、繊維フェルト又はその他の不織布等が単独で又は二種以上を積層して採用される。ガラス繊維シート（マット状のものも含む。）は、熱成型不織布に難燃性や遮音性を与えるために用いられる。合成樹脂製フィルム（無孔の合成樹脂製フィルム）は、水分や空気を遮断するために用いられる。合成樹脂製発泡シート又は繊維フェルトは、熱成型不織布に弾力性や遮音性を与えるために用いられる。また、合成樹脂製発泡シートと短繊維不織布とを積層したものや、ガラス繊維シートと短繊維不織布又は繊維フェルトとを積層したもの等も用いられる。なお、シート状物は、エンボス不織布と同等の変形性を持つか又はエンボス不織布に比べて変形しやすいものを用いるのが好ましい。

積層物に熱と圧力を与えて、ホットメルト接着剤を溶融させることにより、エンボス不織布とシート状物とを一体化すると共に、所定の型に成型する。熱と圧力を与える方法としては、従来公知の方法が採用される。たとえば、積層物に、予め、ホットメルト接着剤の融点以上で低融点ポリエステルの融点以下の温度に加熱した後、成型用型に沿わせて加圧する方法が採用される。この際、成型用型は、加熱されていても加熱されていなくてもよい。成型用型が加熱されていない場合であっても、予め加熱した時点でホットメルト接着剤は溶融している。そして、加圧後にホットメルト接着剤が冷却固化し、所定の熱成型不織布となる。また、積層物を予め加熱することなく、ホットメルト接着剤の融点以上で低融点ポリエステルの融点以下の温度に加熱した成型用型で加圧し、加熱と加圧を同時に行って熱成型不織布を得てもよい。この場合、成型用型から取り出した後にホットメルト接着剤が冷却固化する。

以上の方法で得られた熱成型不織布は、エンボス不織布とシート状物とが、ホットメルト接着剤により一体化されたもので、所定の形状を持ったものとなる。そして、熱成型不織布の表面にエンボス不織布の高温面が現れており、凹凸ロールが高温の場合には凹凸模様が現出している熱成型不織布となる。また、ホットメルト接着剤は、成型工程で溶融し、エンボス不織布の低温面に浸出すると共に、シート状物に空隙がある場合には、シート状物中にも浸出する。エンボス不織布の低温面は、延伸ポリエステル複合繊維相互間が融着されていないが、ホットメルト接着剤の浸出により、繊維相互間が融着する。

本発明に係る方法で得られた熱成型不織布は、従来公知の種々の用途に用いることができる。たとえば、シート状物として遮音性を持つものを用いると、自動車の天井材、フードサイレンサー、エンジンカバーサイレンサー、ダッシュサイレンサー等の用途に用いるうる。また、家屋の壁材や天井材としても用いうる。

本発明に係る方法で得られるエンボス不織布は、その低温面において延伸ポリエステル複合繊維相互間が実質的に融着していないため、成型工程において、その構造が容易に変形し、成型用型に容易に沿うと共に、溶融したホットメルト接着剤が浸出して複合繊維相互間が融着される。また、溶融したホットメルト接着剤によって、エンボス不織布とシート状物とが強固に一体化する。したがって、延伸ポリエステル複合繊維を用いながら、成型用型の沿った所定の形状の熱成型不織布となるので、全体として高強度の熱成型不織布が得られるという効果を奏する。なお、横断面形状が略Ｙ４形状の延伸ポリエステル複合繊維を用いた場合は、高強度であると共に剛性に優れた熱成型不織布が得られるという効果をも奏する。

実施例１
ジカルボン酸成分としてテレフタル酸（ＴＰＡ）９２ｍｏｌ％及びイソフタール酸（ＩＰＡ）８ｍｏｌ％を用い、ジオール成分としてエチレングリコール（ＥＧ）１００ｍｏｌ％を用いて共重合し、低融点ポリエステル（相対粘度〔ηｒｅｌ〕１．４４、融点２３０℃）を得た。一方、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸（ＴＰＡ）１００ｍｏｌ％とジオール成分としてエチレングリコール（ＥＧ）１００ｍｏｌ％を用いて共重合し、高融点ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、相対粘度〔ηｒｅｌ〕１．３８、融点２６０℃）を準備した。そして、

なる形状を持つノズル孔を用い、Ｖ字部に低融点ポリエステルを供給し、＋字部に高融点ポリエステルを供給して、紡糸温度２８５℃、単孔吐出量９．１３ｇ／分で溶融紡糸した。なお、低融点ポリエステルの供給量と高融点ポリエステルの供給量の重量比は、１：１．７５であった。

ノズル孔から排出されたフィラメント群を、２ｍ下のエアーサッカー入口に導入し、各フィラメントの繊度が１６．４デシテックスとなるように牽引延伸して、延伸ポリエステル複合長繊維群を得た。エアーサッカー出口から排出された延伸ポリエステル複合長繊維群を開繊装置にて開繊した後、移動するネット製コンベア上に集積し、繊維ウェブを得た。この繊維ウェブを、表面温度が２１７℃の凹凸ロール（各凸部先端の面積は０．７ｍｍ²で、ロール全面積に対する凸部の占める面積率は１５％）と表面温度が１７９℃のフラットロールとの間を通し、線圧２００Ｎ／ｃｍを負荷して、目付４０ｇ／ｍ²のエンボス不織布を得た。このエンボス不織布は、高温面に凹凸模様を持つもので延伸ポリエステル複合長繊維相互間が融着しており、低温面においては複合長繊維相互間が融着していないものであった。

エンボス不織布の低温面に、粉状のポリオレフィン系ホットメルト接着剤（融点１２５℃）を１５ｇ／ｍ²となるように散布してホットメルト接着剤層を形成した。そして、ホットメルト接着剤層上に、厚み５ｍｍのポリエステル製フェルトを積層し、ポリエステル製フェルト面に粉状のポリオレフィン系ホットメルト接着剤（融点１２５℃）を１５ｇ／ｍ²となるように散布し、さらにこの上に目付１０ｇ／ｍ²のポリエステル短繊維不織布を積層し、積層物を得た。この積層物を１５０℃の恒温槽内に５分間放置し、加熱してポリオレフィン系ホットメルト接着剤を溶融させた。その後、加熱状態を維持したまま、雄型と雌型よりなる常温の成型用型に挟んで加圧し、冷却固化させて、熱成型不織布を得た。得られた熱成型不織布は、その表面に凹凸模様を持ち、高強度で且つ高剛性のものであった。

Claims (7)

1. 少なくとも表面が低融点ポリエステルよりなり、その他の部位が高融点ポリエステルよりなる延伸ポリエステル複合繊維を集積してなる繊維ウェブを形成するウェブ形成工程と、
   前記繊維ウェブを、いずれか一方が高温で他方が低温となっている、凹凸ロールと平滑ロールの間に通して、高温のロールに当接する繊維ウェブ面（以下、この面を「高温面」という。）において、前記低融点ポリエステルのみを溶融又は軟化させて、前記延伸ポリエステル複合繊維相互間を融着させると共に、低温のロールに当接する繊維ウェブ面（以下、この面を「低温面」という。）において、前記延伸ポリエステル複合繊維相互間を実質的に融着させずにエンボス不織布を形成する不織布形成工程と、
   前記エンボス不織布とシート状物とを、前記エンボス不織布の低温面が該シート状物側となるように、前記低融点ポリエステルの融点よりも低い融点を持つホットメルト接着剤を介して積層し積層物を得る積層工程と、
   前記積層物に熱と圧力を与えて、前記ホットメルト接着剤を溶融させることにより前記エンボス不織布とシート状物とを一体化すると共に、所定の型に成型する成型工程と
   を具備することを特徴とする熱成型不織布の製造方法。
2. 凹凸ロールが高温で平滑ロールが低温となっている請求項１記載の熱成型不織布の製造方法。
3. 延伸ポリエステル複合繊維が長繊維又は短繊維である請求項１記載の熱成型不織布の製造方法。
4. 複合繊維の横断面形状が、略Ｙ字の下端で上下左右に連結した
   

   

   形状（以下、「略Ｙ４形状」という。）であって、該略Ｙ形状の外周に位置する四個の略Ｖ字部が低融点ポリエステルよりなり、その他の略＋字部が高融点ポリエステルよりなる延伸ポリエステル複合繊維を用いる請求項１記載の熱成型不織布の製造方法。
5. シート状物として、ガラス繊維シート、合成樹脂製フィルム、合成樹脂製発泡シート及び繊維フェルトよりなる群から選ばれた少なくとも１種を用いる請求項１記載の熱成型不織布の製造方法。
6. 積層物を、予め、ホットメルト接着剤の融点以上で低融点ポリエステルの融点以下の温度に加熱した後、成型用型に沿わせて加圧する請求項１記載の熱成型不織布の製造方法。
7. 成型用型が加熱されておらず、加圧時にホットメルト接着剤は溶融しており、加圧後にホットメルト接着剤が冷却固化せしめられる請求項６記載の熱成型不織布の製造方法。