JP5700780B2 - ケミカルボンド不織布及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、繊維ウェブに難燃性バインダー樹脂を付与したケミカルボンド不織布及びその製造方法に関する。
従来から電気製品や自動車の緩衝材として、バインダー樹脂（接着剤）によって繊維を接着したケミカルボンド不織布が使用されている。従来の不織布難燃シートには、一般的にハロゲン系難燃剤が使用されてきた。接着剤にハロゲン系難燃剤を含有する不織布難燃シートは、燃焼時に有毒なハロゲン系ガスを発生する。このため、環境保全、あるいは安全性の観点から、最近では燃焼時に有毒なハロゲン系ガスを発生させる不織布難燃シートの改良が提案されている。例えば、バインダー樹脂（接着剤）にリン系難燃剤を混合しておき、このバインダー樹脂（接着剤）を使用して繊維ウェブを固着する提案がされている（特許文献１〜３）。
しかし、特許文献１〜３で提案されているようなリン系難燃剤のうち、リン酸塩のような水溶性リン系難燃剤は吸湿性があるため低い相対湿度で水分を凝縮させ、接触する金属を腐食させる原因となる。また、リン酸エステル系難燃剤は金属腐食の原因になる事は少ないが、十分な難燃性を付与するためには大量に添加する必要があり、バインダー樹脂と繊維ウェブの固着力が低下する等、物性低下の原因となる。
本発明は、前記従来の問題を解決するため、長期間使用してもリン系難燃剤の脱落による金属腐食の問題もない難燃性ケミカルボンド不織布及びその製造方法を提供する
本発明のケミカルボンド不織布は、繊維ウェブに難燃性バインダー樹脂を固着したケミカルボンド不織布において、前記難燃性バインダー樹脂は高分子骨格にリンを含むポリエステル樹脂であり、前記ケミカルボンド不織布は、難燃性を有することを特徴とする。
本発明のケミカルボンド不織布の製造方法は、前記のケミカルボンド不織布の製造方法であって、高分子骨格にリンを含む成分が重合されたポリエステル樹脂を水系エマルジョンとし、前記水系エマルジョン中に繊維ウェブを浸漬し、絞り、乾燥することを特徴とする。
本発明のケミカルボンド不織布は、難燃性バインダー樹脂が高分子骨格にリンを含むポリエステル樹脂であることにより、長期使用してもリンの脱落は無く、金属と接触させても金属を腐食させることが無く、かつ難燃性を有する。
本発明のケミカルボンド不織布の製造方法は、高分子骨格にリンを含む成分が重合されたポリエステル樹脂を水系エマルジョンとし、前記水系エマルジョン中に繊維ウェブを浸漬し、絞り、乾燥することにより、環境への負荷が低く、安全性の高い製造方法とすることができる。すなわち、有機溶媒を使用することなく浸漬、絞り及び乾燥を行えるので、特別な乾燥機などは不要であり、製造コストも安くできる。
（１）難燃性バインダー樹脂
本発明の難燃性バインダー樹脂としては、例えば、互応化学工業社製、商品名“プラスコートＺ−９００”（高分子骨格にリンを含むポリエステル樹脂）がある。この樹脂は一例として固形分２５重量％の水分散液又はエマルジョンとして用いる。前記ケミカルボンド不織布の繊維１００重量部に対し、前記難燃性バインダー樹脂を固形分で１０〜２００重量部配合するのが好ましく、３０〜１５０重量部配合するのがより好ましく、５０〜１００重量部配合するのが更に好ましい。
本発明の難燃性バインダー樹脂としては、例えば、互応化学工業社製、商品名“プラスコートＺ−９００”（高分子骨格にリンを含むポリエステル樹脂）がある。この樹脂は一例として固形分２５重量％の水分散液又はエマルジョンとして用いる。前記ケミカルボンド不織布の繊維１００重量部に対し、前記難燃性バインダー樹脂を固形分で１０〜２００重量部配合するのが好ましく、３０〜１５０重量部配合するのがより好ましく、５０〜１００重量部配合するのが更に好ましい。
（２）繊維ウェブを構成する繊維
本発明において繊維ウェブを構成する繊維は、例えば、難燃レーヨン繊維、難燃ポリエステル繊維、アクリル繊維の耐炎化繊維、セルロース系繊維、ポリイミド繊維、ポリアミドイミド繊維、ポリテトラフルオロエチレン繊維、ポリベンゾイミダゾール繊維、難燃アクリル繊維、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）繊維、ノボロイド繊維、塩化ビニル繊維、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）繊維等を挙げることができる。これらの中でも、リンを含む成分を共重合させた難燃性ポリエステル繊維、アクリル繊維の耐炎化繊維又は難燃レーヨンが好ましい。これらの繊維は混合して使用することもできる。繊維の繊度、繊維長は特に限定するものではないが、繊度は０．５〜１０ｄｔｅｘであるのが好ましく、１〜５ｄｔｅｘであるのがより好ましい。繊維は短繊維でも長繊維でも使用できるが、短繊維の場合の繊維長は１０〜１００ｍｍであるのが好ましく、３０〜８０ｍｍであるのがより好ましい。なお、繊維長及び／又は繊度の異なる繊維を２種類以上含んでいても良い。
本発明において繊維ウェブを構成する繊維は、例えば、難燃レーヨン繊維、難燃ポリエステル繊維、アクリル繊維の耐炎化繊維、セルロース系繊維、ポリイミド繊維、ポリアミドイミド繊維、ポリテトラフルオロエチレン繊維、ポリベンゾイミダゾール繊維、難燃アクリル繊維、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）繊維、ノボロイド繊維、塩化ビニル繊維、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）繊維等を挙げることができる。これらの中でも、リンを含む成分を共重合させた難燃性ポリエステル繊維、アクリル繊維の耐炎化繊維又は難燃レーヨンが好ましい。これらの繊維は混合して使用することもできる。繊維の繊度、繊維長は特に限定するものではないが、繊度は０．５〜１０ｄｔｅｘであるのが好ましく、１〜５ｄｔｅｘであるのがより好ましい。繊維は短繊維でも長繊維でも使用できるが、短繊維の場合の繊維長は１０〜１００ｍｍであるのが好ましく、３０〜８０ｍｍであるのがより好ましい。なお、繊維長及び／又は繊度の異なる繊維を２種類以上含んでいても良い。
（３）繊維ウェブの形態
繊維ウェブは、どのような方法によって形成したものであっても良い。例えば、カード法、エアレイ法などの乾式法、又は湿式法により形成することができる。この繊維ウェブの目付は難燃不織布の適用用途によって異なるため、特に限定するものではないが、単位面積当たりの重量（目付）は５〜５００ｇ／ｍ2であるのが好ましく、３０〜３００ｇ／ｍ2であるのがより好ましい。
繊維ウェブは、どのような方法によって形成したものであっても良い。例えば、カード法、エアレイ法などの乾式法、又は湿式法により形成することができる。この繊維ウェブの目付は難燃不織布の適用用途によって異なるため、特に限定するものではないが、単位面積当たりの重量（目付）は５〜５００ｇ／ｍ2であるのが好ましく、３０〜３００ｇ／ｍ2であるのがより好ましい。
本発明においては、難燃性及び接着性を阻害しない範囲内で、界面活性剤、撥水・撥油剤、浸透剤、顔料、ホルマリン吸着剤等を含むことができる。
（４）本発明のケミカルボンド不織布の製造方法
本発明のケミカルボンド不織布の製造方法は、高分子骨格にリンを含む成分が重合されたポリエステル樹脂を水系エマルジョンとし、前記水系エマルジョン中に繊維ウェブを浸漬し、絞り、乾燥し、キュアリング（熱処理）し、所定の幅にスリットして巻き取る。繊維ウェブへの前記水系エマルジョン樹脂の塗布方法は、浸漬に限定されるものでは無く、コーティング方式、スプレー方式、プリント方式であっても良い。浸漬装置を説明すると、図１〜図２のとおりである。図１は本発明の一実施例におけるケミカルボンド不織布の製造方法を示す概略説明図である。繊維ウェブ１はロール２ａ，２ｂに組み込まれた供給ベルト２によって浸漬装置１０に供給される。浸漬装置１０においては、下スクリーンベルト３がロール３ａ，４ａ，３ｂ，３ｃを回動し、上スクリーンベルト４がロール４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを回動し、バインダー樹脂槽６の手前で繊維ウェブ１を挟み込む。上下スクリーンベルト３，４が繊維ウェブ１を挟み込んだ状態でバインダー樹脂槽６に入り、水系エマルジョンに調整されているバインダー樹脂液５に含侵する。その後ガイドロール９を通過し、ロール３ｂ，４ｂのニップ圧力でバインダー樹脂液は所定量に絞られ、ロール７ａ，７ｂに組み込まれた取り出しベルト７によって取り出される。バインダー樹脂液を所定量付与された繊維ウェブ８は、その後乾燥機に導入され、乾燥し、キュアリング（熱処理）し、所定の幅にスリットして巻き取られる。３ｄは下スクリーンベルト３からバインダー樹脂がたれ落ちるのを防ぐ保護カバーである。
本発明のケミカルボンド不織布の製造方法は、高分子骨格にリンを含む成分が重合されたポリエステル樹脂を水系エマルジョンとし、前記水系エマルジョン中に繊維ウェブを浸漬し、絞り、乾燥し、キュアリング（熱処理）し、所定の幅にスリットして巻き取る。繊維ウェブへの前記水系エマルジョン樹脂の塗布方法は、浸漬に限定されるものでは無く、コーティング方式、スプレー方式、プリント方式であっても良い。浸漬装置を説明すると、図１〜図２のとおりである。図１は本発明の一実施例におけるケミカルボンド不織布の製造方法を示す概略説明図である。繊維ウェブ１はロール２ａ，２ｂに組み込まれた供給ベルト２によって浸漬装置１０に供給される。浸漬装置１０においては、下スクリーンベルト３がロール３ａ，４ａ，３ｂ，３ｃを回動し、上スクリーンベルト４がロール４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを回動し、バインダー樹脂槽６の手前で繊維ウェブ１を挟み込む。上下スクリーンベルト３，４が繊維ウェブ１を挟み込んだ状態でバインダー樹脂槽６に入り、水系エマルジョンに調整されているバインダー樹脂液５に含侵する。その後ガイドロール９を通過し、ロール３ｂ，４ｂのニップ圧力でバインダー樹脂液は所定量に絞られ、ロール７ａ，７ｂに組み込まれた取り出しベルト７によって取り出される。バインダー樹脂液を所定量付与された繊維ウェブ８は、その後乾燥機に導入され、乾燥し、キュアリング（熱処理）し、所定の幅にスリットして巻き取られる。３ｄは下スクリーンベルト３からバインダー樹脂がたれ落ちるのを防ぐ保護カバーである。
図２は本発明の別の実施例におけるケミカルボンド不織布の製造方法を示す概略説明図である。繊維ウェブ１１はロール１２ａ，１２ｂに組み込まれた供給ベルト１２によって浸漬装置２０に供給される。浸漬装置２０においては、下スクリーンベルト１３がロール１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１６ｄ，１３ｆを回動し、下スクリーンベルト１３上に繊維ウェブ１１を乗せた状態でバインダー樹脂槽１５に入り、水系エマルジョンに調整されているバインダー樹脂液１４に含侵する。その後ガイドロール１３ｃ，１３ｄを通過し、ロール１６ａ，１６ｂのニップ圧力でバインダー樹脂液は所定量に絞られ、ロール１７ａ，１７ｂに組み込まれた取り出しベルト１７によって取り出される。バインダー樹脂を所定量付与された繊維ウェブ１９は、その後乾燥機に導入され、乾燥し、キュアリング（熱処理）し、所定の幅にスリットして巻き取られる。
以下、実施例を用いてさらに具体的に説明する。なお、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
＜測定方法＞
本発明の実施例、比較例における測定方法は次のとおりとした。
（１）繊度
繊度はＪＩＳ Ｌ１０１５に準じて測定した。
（２）不織布の厚み
測定荷重１００ｇ／ｃｍ2、圧子直径１０ｍｍのダイヤルゲージを使用して測定した。
（３）不織布の密度
不織布の目付及び厚みを測定し、これらの値から密度（単位：ｇ／ｃｍ3）を求めた。
（４）難燃性
垂直法（Ｖ−０）はＵＬ−９４の試験方法に従って測定した。
（５）錆試験
真鍮（タテ：１２０ｍｍ，ヨコ：３０ｍｍ，厚み２ｍｍ）の主面にタテ：５０ｍｍ，ヨコ：７０ｍｍの不織布を貼り付け、温度６０℃、相対湿度９０％の雰囲気下に１４日間保持して錆の発生の有無を観察した。
本発明の実施例、比較例における測定方法は次のとおりとした。
（１）繊度
繊度はＪＩＳ Ｌ１０１５に準じて測定した。
（２）不織布の厚み
測定荷重１００ｇ／ｃｍ2、圧子直径１０ｍｍのダイヤルゲージを使用して測定した。
（３）不織布の密度
不織布の目付及び厚みを測定し、これらの値から密度（単位：ｇ／ｃｍ3）を求めた。
（４）難燃性
垂直法（Ｖ−０）はＵＬ−９４の試験方法に従って測定した。
（５）錆試験
真鍮（タテ：１２０ｍｍ，ヨコ：３０ｍｍ，厚み２ｍｍ）の主面にタテ：５０ｍｍ，ヨコ：７０ｍｍの不織布を貼り付け、温度６０℃、相対湿度９０％の雰囲気下に１４日間保持して錆の発生の有無を観察した。
＜実施例、比較例で使用の材料＞
（１）難燃ポリエステル繊維
東洋紡社製、商品名“ハイム”、単繊維繊度：３．３ｄｔｅｘ、繊維長：５１ｍｍ
（２）アクリル繊維の耐炎化繊維
東邦テナックス社製、商品名“パイロメックス”、単繊維繊度：２．２ｄｔｅｘ、繊維長：５１ｍｍ
（３）難燃レーヨン繊維
ダイワボウレーヨン社製、単繊維繊度：３．３ｄｔｅｘ、繊維長：５１ｍｍ
（４）難燃性バインダー樹脂
互応化学工業社製、商品名“プラスコートＺ−９００”（高分子骨格にリンを含むポリエステル樹脂）。この樹脂は固形分２５重量％の水分散液又はエマルジョンの形で購入した。
（１）難燃ポリエステル繊維
東洋紡社製、商品名“ハイム”、単繊維繊度：３．３ｄｔｅｘ、繊維長：５１ｍｍ
（２）アクリル繊維の耐炎化繊維
東邦テナックス社製、商品名“パイロメックス”、単繊維繊度：２．２ｄｔｅｘ、繊維長：５１ｍｍ
（３）難燃レーヨン繊維
ダイワボウレーヨン社製、単繊維繊度：３．３ｄｔｅｘ、繊維長：５１ｍｍ
（４）難燃性バインダー樹脂
互応化学工業社製、商品名“プラスコートＺ−９００”（高分子骨格にリンを含むポリエステル樹脂）。この樹脂は固形分２５重量％の水分散液又はエマルジョンの形で購入した。
（実施例１）
アクリル繊維の耐炎化繊維と難燃ポリエステル繊維を表１に示す比率で混紡し、繊維ウェブを作成した。繊維ウェブの目付は１００ｇ／ｍ2であった。図２に示す浸漬装置を用いて、この繊維ウェブに難燃性バインダー樹脂を浸漬し、乾燥し、加熱キュアリングした。難燃性バインダー樹脂（ポリエステル樹脂）の付着量は、繊維重量に対して固形分で６０％ｏｗｆ(on the weight of fabric)であった。得られたケミカルボンド不織布について、難燃性と錆試験をした。条件と結果を表１にまとめて示す。
アクリル繊維の耐炎化繊維と難燃ポリエステル繊維を表１に示す比率で混紡し、繊維ウェブを作成した。繊維ウェブの目付は１００ｇ／ｍ2であった。図２に示す浸漬装置を用いて、この繊維ウェブに難燃性バインダー樹脂を浸漬し、乾燥し、加熱キュアリングした。難燃性バインダー樹脂（ポリエステル樹脂）の付着量は、繊維重量に対して固形分で６０％ｏｗｆ(on the weight of fabric)であった。得られたケミカルボンド不織布について、難燃性と錆試験をした。条件と結果を表１にまとめて示す。
表１からも明らかなとおり、実験番号１〜３はいずれも難燃性はＶ−０であり、錆の発生は見られなかった。
（比較例１）
アクリル繊維の耐炎化繊維と難燃レーヨン繊維を表１に示す比率で混紡し、繊維ウェブを作製した。難燃剤としてポリリン酸カルバメート(丸菱油化製：ノンネンＲ９９６−１)、バインダー樹脂としてアクリル酸共重合エマルジョン（大日本インキ化学工業製：ボンコートＲ３３６０）を、難燃剤：バインダーの重量比率が３５：６５を使用した以外は、実施例１の実験番号１〜３と同様に実験した。この結果、表１に示すとおり、難燃性はいずれもＶ−０であったが、錆試験においては全ての不織布から錆が発生した。
アクリル繊維の耐炎化繊維と難燃レーヨン繊維を表１に示す比率で混紡し、繊維ウェブを作製した。難燃剤としてポリリン酸カルバメート(丸菱油化製：ノンネンＲ９９６−１)、バインダー樹脂としてアクリル酸共重合エマルジョン（大日本インキ化学工業製：ボンコートＲ３３６０）を、難燃剤：バインダーの重量比率が３５：６５を使用した以外は、実施例１の実験番号１〜３と同様に実験した。この結果、表１に示すとおり、難燃性はいずれもＶ−０であったが、錆試験においては全ての不織布から錆が発生した。
（実施例２）
本実施例においては、繊維と樹脂の比率を変えた以外は実施例１の実験番号３と同様に実験した。条件と結果を表２にまとめて示す。
本実施例においては、繊維と樹脂の比率を変えた以外は実施例１の実験番号３と同様に実験した。条件と結果を表２にまとめて示す。
表２からも明らかなとおり、実験番号５〜７はいずれも難燃性はＶ−０であり、錆の発生は見られなかった。
１，１１ 繊維ウェブ
２，１２ 供給ベルト
２ａ，２ｂ，１２ａ，１２ｂ 供給ベルトを組み込むロール
３，１３ 下スクリーンベルト
３ａ〜３ｃ，１３ａ〜１３ｆ 下スクリーンベルトを組み込むロール
３ｄ 保護カバー
４ 上スクリーンベルト
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ 上スクリーンベルトを組み込むロール
５，１５ バインダー樹脂液
６，１４ バインダー樹脂槽
７，１７ａ，１７ｂ 取り出しベルト
７ａ，７ｂ 取り出しベルトを組み込むロール
８，１９ バインダー樹脂液を付与された繊維ウェブ
１０，２０ 浸漬装置
１６ａ，１６ｂ ニップロール
２，１２ 供給ベルト
２ａ，２ｂ，１２ａ，１２ｂ 供給ベルトを組み込むロール
３，１３ 下スクリーンベルト
３ａ〜３ｃ，１３ａ〜１３ｆ 下スクリーンベルトを組み込むロール
３ｄ 保護カバー
４ 上スクリーンベルト
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ 上スクリーンベルトを組み込むロール
５，１５ バインダー樹脂液
６，１４ バインダー樹脂槽
７，１７ａ，１７ｂ 取り出しベルト
７ａ，７ｂ 取り出しベルトを組み込むロール
８，１９ バインダー樹脂液を付与された繊維ウェブ
１０，２０ 浸漬装置
１６ａ，１６ｂ ニップロール
Claims (5)
- 繊維ウェブに難燃性バインダー樹脂を固着したケミカルボンド不織布において、
前記難燃性バインダー樹脂は高分子骨格にリンを含むポリエステル樹脂であり、
前記ケミカルボンド不織布は、難燃性を有することを特徴とするケミカルボンド不織布。 - 前記繊維ウェブを構成する繊維は、リンを含む成分を共重合させたポリエステル繊維、アクリル繊維の耐炎化繊維、難燃レーヨン又はこれらの混合物を含む請求項１に記載のケミカルボンド不織布。
- 前記ケミカルボンド不織布の繊維１００重量部に対し、前記難燃性バインダー樹脂を固形分で１０〜２００重量部配合した請求項１又は２に記載のケミカルボンド不織布。
- 前記ケミカルボンド不織布は、真鍮の主面に前記不織布を貼り付け、温度６０℃、相対湿度９０％の雰囲気下に１４日間保持しても錆の発生が無い請求項１〜３のいずれか１項に記載のケミカルボンド不織布。
- 請求項１〜４のいずれか１項に記載のケミカルボンド不織布の製造方法であって、
高分子骨格にリンを含む成分が重合されたポリエステル樹脂を水系エマルジョンとし、
前記水系エマルジョン中に繊維ウェブを浸漬し、絞り、乾燥することを特徴とするケミカルボンド不織布の製造方法。
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| JP2010266672A JP5700780B2 (ja) | 2010-11-30 | 2010-11-30 | ケミカルボンド不織布及びその製造方法 |
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