JP3161018B2 - 熱接着性繊維シート及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱接着性繊維シート及
びその製造方法に関する。さらに詳しくは、紙、布、木
材、金属等に強固に熱接着することのできる熱接着性繊
維シートに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱接着性複合繊維及びこれを用い
た不織布としては、ポリプロピレンやポリエステルを高
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用いて複合紡糸して得たウエブ
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ー４４７７３号公報、特開平
２ー４９３５１号公報）が知られている。しかし、これ
らの複合繊維は繊維同士の接着力は大きく、強い不織布
が得られるが、紙、布、木材、金属等の他の素材に対す
る接着強度は小さく、複合材の素材としては不十分なも
のであった。また、接着力を向上させる目的で、複合繊
維の低融点成分にエチレンと不飽和カルボン酸との共重
合体を用いた繊維（特開平１ー９２４１５号公報）も知
られているが、まだ満足なものではなかった。他の素材
との接着力の大きな複合繊維としては、低融点成分中に
エチレン・アクリル酸エステル・無水マレイン酸三元共
重合体を配合したもの（特開平３ー１３３６２５号公
報、特開平３ー２８７８７５号公報、特願平２ー２７０
１１３号）がある。これらの繊維に充分な接着力を与え
るには、低融点成分中に三元共重合体を少なくとも１５
重量％配合させる必要がある。しかし三元共重合体は金
属との摩擦力が大きく、静電気が発生し易いので可紡性
が悪く、１０μｍ以下の細繊度の繊維を得ることは困難
であり、延伸工程やカーデイング工程でローラーへの糸
の巻き付きやネップの発生等の問題が多かった。これら
の問題を解消するために、０．１５重量％以上もの界面
活性剤を付着させる試みもあるが、かえって繊維の接着
力を低下させることになり好ましくない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の熱接
着性繊維及びシートの上記の欠点を解消し、細繊度で他
素材との接着力の大きな熱接着性繊維シート及びその簡
便な製造方法を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の目
的を達成するために鋭意研究の結果、低融点成分に特定
のエチレン−アクリル酸エステル−無水マレイン酸三元
共重合体を用いた複合繊維を複合メルトブロ−紡糸法で
紡糸し、得られた極細繊維ウエブを熱処理することによ
り所期の目的が達せられることを知り、本発明を完成し
た。即ち第１の発明は、エチレン・アクリル酸エステル
・無水マレイン酸三元共重合体２０重量％以上とポリオ
レフィン８０重量％以下との混合物であって、この混合
物中の無水マレイン酸分率が０．７％以上である混合物
からなる第１成分と、上記の第１成分の融点より３０℃
以上高い融点を有する熱可塑性樹脂からなる第２成分と
で構成された繊維であって、該第１成分が該繊維表面の
少なくとも一部を繊維長さ方向に連続して形成され、か
つ、複合メルトブロ−紡糸法で得られた平均繊維径が１
０μｍ以下の複合繊維からなり、かつ繊維の接点が上記
三元共重合体の融着により固定されている熱接着性繊維
シ−トである。また、第２の発明は、エチレン・アクリ
ル酸エステル・無水マレイン酸三元共重合体２０重量％
以上とポリオレフィン８０重量％以下との混合物であっ
て、この混合物中の無水マレイン酸分率が０．７％以上
である混合物を第１成分とし、上記第１成分より３０℃
以上高い融点を有する熱可塑性樹脂を第２成分とし、両
成分を、第１成分が繊維表面の少なくとも一部を繊維長
さ方向に連続して形成するように複合メルトブロ−紡糸
法で平均繊維径が１０μｍ以下の複合繊維を紡糸してウ
エブとし、得られた該複合繊維ウエブを上記三元共重合
体の融点以上で、第２成分の融点以下の温度で熱処理す
ることを特徴とする熱接着性繊維シ−トの製造方法であ
る。

【０００５】以下本発明を詳細に説明する。本発明で熱
接着性繊維の第１成分に使用する三元共重合体として
は、そのモノマー組成がアクリル酸エステル６〜３０重
量％、無水マレイン酸０．７〜５重量％であって、融点
が６０〜１１０℃、メルトフローレート（１９０℃）が
２〜３００（ｇ／１０ｍｉｎ）のものが可紡性及び接着
性が良くて好ましく、なかでもアクリル酸エステルがエ
チルアクリレート、メチルアクリレート、ブチルアクリ
レート、あるいはアクリル酸ー２ーエチルヘキシル等の
ものが好ましい。この三元共重合体はそれ自身単独でも
第１成分として使用できるが、ポリオレフィンと混合し
て使用することもできる。そのようなポリオレフィンと
して、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、線状
低密度ポリエチレン、ポリプロピレンが例示できる。上
記ポリオレフィン以外のポリエステル、ポリアミド等
は、上記三元共重合体との相溶性が劣り、可紡性が悪く
なり細繊化できないので好ましくない。三元共重合体を
ポリオレフィンと混合して使用する場合、第１成分中の
三元共重合体は２０重量％以上で、かつ、混合物中の無
水マレイン酸分率が０．７％以上でなければならない。
第１成分中の三元共重合体の濃度及び無水マレイン酸分
率が上記範囲に満たないと、得られる熱接着性繊維の接
着力が不十分となる。ここで無水マレイン酸分率とは、
三元共重合体中の無水マレイン酸が第１成分中に占める
割合をいう。例えば、三元共重合体が、エチレン・エチ
ルアクリレート・無水マレイン酸（エチルアクリレート
＝１９．５重量％、無水マレイン酸＝２．５重量％）と
すると、第１成分中の三元共重合体が５０重量％の場合
は無水マレイン酸分率は１．２５重量％となる。

【０００６】本発明の熱接着性繊維の第２成分には、上
記第１成分の融点より３０℃以上高い融点を有する熱可
塑性樹脂を用いる。そのような熱可塑性樹脂としては、
ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド等の通常繊
維の製造に用いる樹脂を例示できる。上記第１成分はそ
れ自身では可紡性が劣るので、第２成分と複合させるこ
とにより可紡性を向上させる。両成分の融点差が３０℃
未満であると、複合繊維であってもメルトブロー法によ
る可紡性が劣り細繊化が難しい。また、ウエブからシー
トを作る際の熱処理温度の許容巾が狭くなるので好まし
くない。第２成分である熱可塑性樹脂の中、溶融紡糸時
に有機過酸化物等により分子鎖を切断したいわゆる熱分
解型のポリプロピレン樹脂は、前記の優れた可紡性に加
えて細繊性に優れており、かつ第１成分との難剥離性を
有するので好ましい。

【０００７】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のアンカー効果が起こ
りやすい。特に対象物の表面が粗い場合にはアンカー効
果が顕著となる。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１
０μｍ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、複合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１０μｍ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、実質
的に延伸されていないので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。

【０００８】本発明の熱接着性繊維シートは、シートを
構成する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。即ち、複合メルトブロー紡糸して得られた複
合繊維ウエブを、第１成分中の三元共重合体の融点以上
で第２成分の融点以下の温度で熱処理することにより、
複合繊維は繊維形状を維持したままその接点で三元共重
合体の融着により固定される。融着固定により、シート
内の複合繊維は三次元構造を形成するので、シートは外
圧・外力を受けても変形しにくい。したがって、熱接着
性繊維シートは形態保持性に優れ、保管中等の非使用時
には長期間堆積しておいても嵩減りや変形がない。一
方、使用時には加熱を受けるので、繊維接点を融着固定
している三元共重合体は軟化ないし融解し三次元構造の
拘束力が弱まり、シート内の繊維の移動やシートの変形
が容易となるので、対象物への密着性が増大し、繊維の
接着力を有効に利用できる。しかも、本発明の熱接着性
繊維シートは、前述のように通常の紡糸延伸で得られる
繊維よりはるかに細い１０μｍ以下の繊維で構成されて
いるので、繊維自身は柔軟でかつ繊維接点の数が多く、
非使用時の形態保持性と使用時の変形の容易さからくる
接着力の向上という本発明の作用効果はより一層顕著な
ものとなる。

【０００９】複合メルトブロー紡糸法は、上記第１成分
と第２成分とを特開昭６０ー９９０５７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、捕集コンベ
ヤー上にウエブとして堆積させる方法である。複合形式
としては、用途によって並列型あるいは鞘芯型のいずれ
でもよいが、第１成分が繊維表面の少なくとも一部を連
続して形成するようにできるだけ広く覆うことが好まし
い。上記第１成分と第２成分とは、複合比８０/２０〜
４０/６０の範囲で、好ましくは７０/３０〜５０/５０
の範囲でメルトブロー法で複合紡糸する。複合比が４０
/６０未満であると、得られる繊維の接着性が不十分と
なり、８０/２０を超すと可紡性が低下し繊維が粉末状
になったり、静電気が発生し易くなるので好ましくな
い。また、複合メルトブロー紡糸のブロー気流には、１
〜２ｋｇ／ｃｍ²Ｇ、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／ｓｅ
ｃ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３０〜８０ｃｍの範囲で設定できる。本発明の熱
接着性繊維シートの製造において、第１成分が繊維表面
の少なくとも一部を連続して形成するようにするには、
第１成分と第２成分の複合比、吐出量、紡糸温度を調整
することによって得られる。捕集コンベヤー上に堆積さ
れたウエブは、熱エンボスロール、熱カレンダーロー
ル、熱風循環乾燥炉、遠赤外線加熱、超音波溶接、エア
スルー等の方法で熱処理加工してシートにする。なかで
も、熱エンボスロール及び熱カレンダーロールは、厚み
むらの少ない均質のシートを得るのに好適である。

【００１０】

【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、各例の中で用いた平均繊維径及び剥離強
度の試験は、以下の方法で行った。 ［剥離強度］幅５ｃｍ、長さ１０ｃｍのアルミ箔（又は
クラフト紙）２枚の間に熱接着性繊維シート試料を挟み
込み、プレス幅１ｃｍのヒートシールテスターで１５０
℃、３ｋｇ／ｃｍ²、５秒間加圧着し、アルミ箔（又は
クラフト紙）の未圧着部を開いて、引張試験機を用い
て、つかみ間隔１０ｃｍ、引張速度１０ｃｍ／ｍｉｎで
剥離強度（ｇ／５ｃｍ）を測定した。 ［平均繊維径］捕集コンベヤー上のウエブから採取した
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箇所の
平均値で示す。 （実施例１〜６、比較例１〜２）下記の各種の原料を用
いた。 ＥＨ−１：エチレン-エチルアクリレート-無水マレイン
酸三元共重合体（エチルアクリレート＝１９．５重量
％、無水マレイン酸＝２．５重量％、メルトフローレー
ト＝２０、融点＝８０℃） ＥＨ−２：エチレン-エチルアクリレート-無水マレイン
酸三元共重合体（エチルアクリレート＝２９．４重量
％、無水マレイン酸＝２．５重量％、メルトフローレー
ト＝４０、融点＝６８℃） ＰＥ−１：高密度ポリエチレン（メルトフローレート＝
９３、融点＝１２９℃） ＰＥ−２：線状低密度ポリエチレン（メルトフローレー
ト＝１２４、融点＝１２２℃） ＰＰ−１：ポリプロピレン（メルトフローレート＝８
０、融点＝１６２℃） ＰＥＴ−１：ポリエチレンテレフタレート（固有粘度
〔η〕＝０．６２、融点＝２５５℃）

【００１１】（実施例１）孔径０．３ｍｍ、孔数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（鞘成分）としてＥＨ−１とＰ
Ｅ−１との３０／７０（重量比）の混合物を紡糸温度２
６０℃で、第２成分としてＰＰ−１を紡糸温度２８０℃
で、両成分を複合比５０／５０、総吐出量１２０ｇ／ｍ
ｉｎで供給し、紡糸口から押し出されたポリマーを、３
５０℃、１．２ｋｇ／ｃｍ²Ｇの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４８ｃｍの距離に設置した４ｍ／分で移動するポリエ
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。次いで、
得られたウエブを、１２０℃の加熱エンボスロールで処
理して、目付け３５ｇ／ｍ²の複合極細繊維からなるシ
ートを得た。このシートの製造条件、平均繊維径及び得
られたシートの剥離強度を第１表に示した。 （実施例２〜３、比較例１）第１成分中のＥＨ−１とＰ
Ｅ−１との混合割合を変えた以外は実施例１と同様の条
件で、各種のシートを得た。これらのシートの製造条
件、平均繊維径及び得られたシートの剥離強度を第１表
に併せ示した。 （実施例４）複合形態を並列型とした以外は実施例３と
同様の条件で、シートを得た。このシートの製造条件、
平均繊維径及び得られたシートの剥離強度を第１表に併
せ示した。

【００１２】（実施例５〜６、比較例２）第１成分およ
び第２成分の原料を変えた以外は実施例１と同様の条件
で、各種のシートを得た。これらのシートの製造条件、
平均繊維径及び得られたシートの剥離強度を第１表に併
せ示した。 （比較例３）実施例１と同じ原料を用い、メルトブロー
法に代えて通常の複合紡糸法によって単糸繊度１０．２
デニールの未延伸糸を得、延伸温度５０℃で３．４倍に
延伸し、１３山／２５ｍｍの捲縮を付与した後切断し
て、３ｄ／ｆ（繊維径＝２２ミクロン）×５１ｍｍのス
テープル繊維を得た。このステープル繊維をカーデイン
グして得たウエブを、１２０℃の熱エンボスロールで処
理して、目付け３３ｇ／ｍ²の複合繊維からなるシート
を得た。この繊維には油剤（界面活性剤）が０．２重量
％付着されていたが、カーデイング時に針布への繊維の
巻き付きがかなり認められた。このシートの剥離強度
は、アルミ箔では０．３１ｋｇ／５ｃｍ、クラフト紙で
０．３４ｋｇ／５ｃｍと小さく、ヒートシール時間を１
２倍（６０秒）にしても、それぞれ１．０ｋｇ／５ｃｍ
と２．０ｋｇ／５ｃｍにしかならなかった。このシート
の製造条件、平均繊維径及び得られたシートの剥離強度
を第１表に併せ示した。

【００１３】

【表１】

【００１４】

【発明の効果】本発明においては、可紡性の悪いエチレ
ン・アクリル酸エステル・無水マレイン酸三元共重合体
を、高融点の第２成分と組合わせてメルトブロー法で複
合紡糸することにより、平均繊維径１０μｍ以下の、極
細繊維からなる熱接着性繊維シートを得ることができ
た。この熱接着性繊維シートは、前記のように繊維径が
細いので対象物との密着性がよくこれが接着力の向上に
寄与した。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、熱接着性繊維シートを構成す
る樹脂と被接着材との親和力や相溶性による接着力以上
に接着力を向上させることができる。このため、低目付
量のシートでも接着強度が大きく、特にアルミ箔やクラ
フト紙のような金属、紙、布、木材等と強固に熱接着す
るので、シート状のホットメルト接着剤として有用であ
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
された界面活性剤等による熱接着の能力の低下を防ぐこ
とができ、繊維を構成する樹脂本来の接着力を有効に発
揮させることが可能になった。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エチレン・アクリル酸エステル・無水マレ
   イン酸三元共重合体２０重量％以上とポリオレフィン８
   ０重量％以下との混合物であって、この混合物中の無水
   マレイン酸分率が０．７％以上である混合物からなる第
   １成分と、上記の第１成分の融点より３０℃以上高い融
   点を有する熱可塑性樹脂からなる第２成分とで構成され
   た繊維であって、該第１成分が該繊維表面の少なくとも
   一部を繊維長さ方向に連続して形成され、かつ、複合メ
   ルトブロ−紡糸法で得られた、平均繊維径が１０μｍ以
   下の複合繊維からなり、かつ繊維の接点が上記三元共重
   合体の融着により固定されている熱接着性繊維シ−ト。
2. 【請求項２】エチレン・アクリル酸エステル・無水マレ
   イン酸三元共重合体２０重量％以上とポリオレフィン８
   ０重量％以下との混合物であって、この混合物中の無水
   マレイン酸分率が０．７％以上である混合物を第１成分
   とし、上記第１成分より３０℃以上高い融点を有する熱
   可塑性樹脂を第２成分とし、両成分を、第１成分が繊維
   表面の少なくとも一部を繊維長さ方向に連続して形成す
   るように複合メルトブロ−紡糸法で平均繊維径が１０μ
   ｍ以下の複合繊維を紡糸してウエブとし、得られた該複
   合繊維ウエブを上記三元共重合体の融点以上で、第２成
   分の融点以下の温度で熱処理することを特徴とする熱接
   着性繊維シ−トの製造方法。