JP6213732B2 - インシュレーター表皮材 - Google Patents

Description

本発明は、複雑な形状への追従性に優れ、低コストである不織布積層体からなるインシュレーター表皮材に関するものである。

従来、複雑な形状への追従性が要求されるインシュレーター表皮材には特許文献１のようなウォーターパンチ不織布が使用されていたが、コストが高く、また、インシュレーターへ接着させる際に全面に樹脂を積層させるために不織布が硬くなり、インシュレーターへの追従性が不十分であるという問題点があった。

一方熱圧着のみされたスパンボンド法により得られる長繊維不織布は、前記不織布よりも安価であり、ポリエステル系合成樹脂フィラメント単体の構成とすることによりコストダウンも期待できるが、熱圧着されたスパンボンド法により得られた長繊維不織布であるのため剛性が高く、インシュレーターへ貼り付ける際の追従性に劣り、その結果として皺などが発生して外観品位を損なっていた。スパンボンド法により得られる長繊維不織布で追従性を出すためには、長繊維不織布を構成する繊維に柔らかい繊維を混繊することが必要であるが、混繊することでコストが増大するというジレンマがあり、結果としてインシュレーター表皮材には不適であった。

不織布に追従性を付与する方法として、過去に特許文献２においてエラストマーからなるフィルムをストランド状に押出された接着性樹脂によって貼り合わせることが記載されているが、エラストマーは高価であるため十分なコストダウンが見込めず、インシュレーター表皮材用途には好ましくなかった。

特許文献３および特許文献４には、不織布層とフィルム層を貼り合わせる際の接着剤を部分的、筋状または網目状にすることで追従性が向上することが記載されているが、部分的になっているのは接着剤のみでありフィルム層は不織布全面に貼りあわされている。このためインシュレーターのような複雑な形状を有するもの、特に絞りの深い箇所への追従性は十分ではなかった。

特開２００５−３３５２７９号公報 特開２００２−１７８４２７号公報 特開平３−２７５４６８号公報 特開平９−３１５９５９号公報

本発明は、インシュレーター表皮材において、上記従来の問題を解決し、複雑な形状への追従性に優れ、製造コストを抑えた不織布積層体からなるインシュレーター表皮材を提供することである。

本発明者らは前記課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明に到達したものである。すなわち、本発明は以下の通りである。
（１）目付が１５〜１５０ｇ／ｍ^２のポリエステル系合成樹脂フィラメントから構成される不織布の少なくとも片面に熱可塑性樹脂を線状に間隔をあけて積層した積層体であって、１８０℃雰囲気下における５％応力が２５Ｎ／５ｃｍ以下、破断点伸度が１５％以上である積層体からなるインシュレーター表皮材。
（２）不織布の繊度が１．０〜５．０ｄｔｅｘである（１）に記載のインシュレーター表皮材。

本発明のインシュレーター表皮材は、複雑な形状に追従することができ、安価なインシュレーター表皮材を提供することを可能とした。

以下、本発明を詳述する。

本発明のインシュレーター表皮材に使用する不織布を構成するフィラメントは、素材としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等に代表されるポリエステル系樹脂などの合成樹脂からなるフィラメントが挙げられる。フィラメントから構成される不織布の中でもスパンボンド不織布が好ましく、溶融紡糸によって得られたフィラメントを捕集ネット上に捕集した後に、エンボスロールと平滑ロール間で加熱し圧着して接合する熱圧着タイプのスパンボンド不織布がより好ましい。熱圧着に用いられるエンボスロールのエンボス模様は、丸状、楕円状、菱形状、円柱状、四角状などの平行均等配置、千鳥配置などの均等配置にすることが好ましい。熱圧着部一個の面積は、０．３〜１．５ｍｍ^２が好ましく、０．４〜１．２ｍｍ^２がより好ましい。熱圧着部の間隔は、０．３〜３ｍｍ間隔で均等配置することが好ましく、０．５〜２．５ｍｍがより好ましい。

熱圧着の温度条件はインシュレーターへの追従性を出すために、エンボスロールと平滑ロールの温度差を１０℃以上とすることが好ましく、１５℃以上とすることがより好ましい。エンボスロールと平滑ロール温度に差をつけることで熱圧着されながらも繊維に流動性がある部分を残すことが可能となり、追従性に優れた不織布を得ることができる。

不織布を構成するフィラメントの繊度は１．０〜５．０ｄｔｅｘが好ましく、１．２〜３．０ｄｔｅｘがより好ましい。フィラメントの繊度が１．０ｄｔｅｘ未満であると、不織布の生産性が悪くなり、コストが高くなる。また、繊度が５．０ｄｔｅｘを越えると不織布のごわつきが発生し、追従性が悪くなる。

不織布の目付は１５〜１５０ｇ／ｍ^２であり、好ましくは３０〜６０ｇ／ｍ^２である。
不織布の目付１５ｇ／ｍ^２未満であると不織布の強度が弱くなり保護材として不適となる。
また、目付が１５０ｇ／ｍ^２を越えると不織布のごわつきが発生し、追従性が悪くなると共にコストも高くなる。

不織布に積層する熱可塑性樹脂は、ポリエチレンやポリプロピレン等に代表されるポリオレフィン系樹脂やポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレート等に代表されるポリエステル系樹脂などの非弾性ポリマーが好ましい。

熱可塑性樹脂の不織布への積層は、不織布の片面、両面のどちらでも良いが、インシュレーターへの追従性やコストを考慮すると片面への積層が好ましい。積層の形態は、従来の全面積層ではインシュレーターへの追従性やコストを考慮すると不適であり、部分的に積層することが必要であり、好ましくは不織布の長手方向に対して平行方向または垂直方向に間隔をあけて線状に積層させることである。

線状に熱可塑性樹脂を積層させることで全面に積層するよりも樹脂が積層していない部分の不織布の柔らかさにより複雑なインシュレーターの形状に対する追従性が大幅に向上するとともに、コストも抑えることができる。線状とする樹脂の量が少なすぎる場合インシュレーターと本発明の表皮材を貼り合わせる接着力が弱くなりすぎる場合がある。接着力とインシュレーターへの追従性のバランスを考慮すると、積層する樹脂の線状の幅は０．３〜１０ｍｍ好ましく、積層する樹脂の線状同士の間隔は１〜１０ｍｍが好ましい。
積層させる樹脂の重量は１０〜５０ｇ／ｍ^２が好ましく、１０〜３０ｇ／ｍ^２がより好ましい。樹脂の重量が１０ｇ／ｍ^２未満の場合は、接着性が悪くなるため貼り付け後に剥離する可能性がある。樹脂の重量が５０ｇ／ｍ^２を超える場合は、接着性が強くなりすぎ硬くなり、追従性を失う恐れがある。

本発明の不織布と熱可塑性樹脂の積層の方法としては、樹脂押し出しラミネート法、タンデム押し出しラミネート法、ドライラミネート法、カーテンスプレー法などの公知の方法が挙げられる。

本発明の積層体からなるインシュレーター表皮材をインシュレーターに貼り合わせる際、熱を加えて接着・成型加工する。熱をかけた状態での成型加工となることから、熱時の物性が積層体の追従性に大きく影響する。特に熱時の５％伸長時応力と破断点伸度の寄与が大きく、積層体の熱時５％伸長時応力が２５Ｎ／５ｃｍ以下、破断点伸度が１５％以上であることが好ましい。熱時５％伸長時応力が２５Ｎ／５ｃｍを越える場合や、破断点伸度が１５％未満である場合は、インシュレーターへの追従性が悪くなる。積層体の熱時５％伸長時応力が２５Ｎ／５ｃｍ以下、破断点伸度が１５％以上とするためには、長繊維不織布の製造時の熱圧着条件を最適に行い、積層する樹脂を線状にすることで可能となる。

不織布を得るための熱圧着の条件は、エンボスロールと平滑ロールの温度を、不織布を構成する合成樹脂フィラメントの融点よりも５０℃以下とすることが好ましく、より好ましくは８０℃以下である。融点よりも１２０℃以下とする場合は不織布に毛羽が発生し、著しく外観品位を損ねるため好ましくない。より柔軟な不織布を得たい場合は、上記熱圧着条件に加えて前述したようなエンボスロールと平滑ロールに温度差を付けると良い。

好適な熱圧着条件によって得られた、柔軟性を持つ不織布に熱可塑性樹脂を線状に積層することで複雑な形状のインシュレーターへの追従性に優れた積層体からなるインシュレーター表皮材を得ることが可能となる。

以下に本発明を実施例にもとづいて説明する。本発明で用いた測定方法を以下に示す。

［繊度（ｄｔｅｘ）］
試料の任意の場所５点を選び、光学顕微鏡を用いて単繊維径をｎ＝２０で測定して、全平均値（Ｄ）を求めた。同じ場所５点の繊維を取り出し、密度勾配管を用いて繊維の比重をｎ＝５で測定し、全平均値（ｐ）を求めた。ついで、平均単繊維径より求めた単繊維断面積と平均比重から１００００mあたりの繊維重量である繊度［ｄｔｅｘ］を求めた。

［目付（ｇ／ｍ^２）］
ＪＩＳ Ｌ１９１３（２０１０）６．２ 単位面積当たりの質量に準拠して測定した。

［熱時５％伸長時応力（Ｎ／５ｃｍ）および破断点伸度（％）］
１８０℃の熱雰囲気はオリエンテック社製の引張試験用恒温槽ＴＫＣ−Ｕ２にて整え、オリエンテック製引張試験機ＲＴＣ−１２５０Ａにて幅５０ｍｍ、縦、横方向の測定長さ２００ｍｍのサンプルを、ＪＩＳ Ｌ−１９１３ ６．３．１（２０１０）に準拠して測定した。

［追従性（級）］
成型方法は深さ５ｃｍ凹凸を複数配したガラスウールを基盤とする型に不織布を貼り合せて１８０℃の雰囲気下で１０分間経過した後の不織布の状態を確認して実施する。
追従性は成型後の皺の状態を１級から５級の５段階で評価を行う。５級は皺が全くなく非常に良好、４級は少数の浅い皺があるもの、３級は多数の浅い皺があるもの、２級は浅い皺に加えて少数の深い皺があるもの、１級は多数の深い皺があるものとする。

＜実施例１＞
ＩＶが０．６２のポリエチレンテレフタレートを用い、スパンボンド法にて紡糸温度３００℃で平均繊度が１．６ｄｔｅｘ、目付４０ｇ／ｍ^２の熱可塑性ウェブを捕集ネット上に作成し、１７０℃のエンボスロールと１７０℃の平滑ロールにて熱圧着して不織布を得た。
次いで、ポリエチレンを主成分とする熱可塑性樹脂をＴ−ダイから押し出し、上記不織布の長手方向に平行に線状の幅１．０ｍｍ、線状の間隔２．０ｍｍで線状に積層した。
得られた不織布積層体を凹凸のあるインシュレーターへ熱圧着にて成型加工を行った。
得られた不織布積層体の熱時５％伸長時応力は１５Ｎ／５ｃｍ、熱時の破断点伸度は４２％であった。

＜実施例２＞
ＩＶが０．６２のポリエチレンテレフタレートを用い、スパンボンド法にて紡糸温度３００℃で平均繊度が２．２ｄｔｅｘ、目付８０ｇ／ｍ^２の熱可塑性ウェブを捕集ネット上に作成し、１７０℃のエンボスロールと１７０℃の平滑ロールにて熱圧着して不織布を得た。
次いで、ポリエチレンを主成分とする熱可塑性樹脂をＴ−ダイから押し出し、上記不織布の長手方向に平行に線状の幅１．０ｍｍ、線状の間隔２．０ｍｍで線状に積層した。
得られた不織布積層体を凹凸のあるインシュレーターへ熱圧着にて成型加工を行った。
得られた不織布積層体の熱時５％伸長時応力は２０Ｎ／５ｃｍ、熱時の破断点伸度は４４％であった。

＜実施例３＞
ＩＶが０．６２のポリエチレンテレフタレートを用い、スパンボンド法にて紡糸温度３００℃で平均繊度が１．６ｄｔｅｘ、目付８０ｇ／ｍ^２の熱可塑性ウェブを捕集ネット上に作成し、１７０℃のエンボスロールと１５０℃の平滑ロールにて熱圧着して不織布を得た。
次いで、ポリエチレンを主成分とする熱可塑性樹脂をＴ−ダイから押し出し、上記不織布の長手方向に垂直に線状の幅１．０ｍｍ、線状の間隔２．０ｍｍで線状に積層した。
得られた不織布積層体を凹凸のあるインシュレーターへ熱圧着にて成型加工を行った。
得られた不織布積層体の熱時５％伸長時応力は１９Ｎ／５ｃｍ、熱時の破断点伸度は３８％であった。

＜比較例１＞
ＩＶが０．６２のポリエチレンテレフタレートを用い、スパンボンド法にて紡糸温度３００℃で平均繊度が１．６ｄｔｅｘ、目付４０ｇ／ｍ^２の熱可塑性ウェブを捕集ネット上に作成し、２００℃のエンボスロールと２００℃の平滑ロールにて熱圧着して不織布を得た。
次いで、ポリエチレンを主成分とする熱可塑性樹脂をＴ−ダイから押し出し、上記不織布の全面に積層することで得られた不織布積層体を凹凸のあるインシュレーターへ熱圧着にて成型加工を行った。
得られた不織布積層体の熱時５％伸長時応力は３２Ｎ／５ｃｍ、熱時の破断点伸度は３１％であった。

＜比較例２＞
ＩＶが０．６２のポリエチレンテレフタレートを用い、スパンボンド法にて紡糸温度３００℃で平均繊度が１．６ｄｔｅｘ、目付１８０ｇ／ｍ^２の熱可塑性ウェブを捕集ネット上に作成し、１７０℃のエンボスロールと１７０℃の平滑ロールにて熱圧着して不織布を得た。
次いで、ポリエチレンを主成分とする熱可塑性樹脂をＴ−ダイから押し出し、上記不織布の長手方向に平行に線状の幅１．０ｍｍ、線状の間隔２．０ｍｍで線状に積層した。
得られた不織布積層体を凹凸のあるインシュレーターへ熱圧着にて成型加工を行った。
得られた不織布積層体の熱時５％伸長時応力は３６Ｎ／５ｃｍ、熱時の破断点伸度は３６％であった。

＜比較例３＞
ＩＶが０．６２のポリエチレンテレフタレートを用い、スパンボンド法にて紡糸温度３００℃で平均繊度が１．６ｄｔｅ、目付４０ｇ／ｍ^２の熱可塑性ウェブを捕集ネット上に作成し、１７０℃のエンボスロールと１７０℃の平滑ロールにて熱圧着して不織布を得た。
次いで、ポリエチレンを主成分とする熱可塑性樹脂をＴ−ダイから押し出し、上記不織布の長手方向に平行に線状の幅２．５ｍｍ、線状の間隔０．５ｍｍで線状に積層した。
得られた不織布積層体を凹凸のあるインシュレーターへ熱圧着にて成型加工を行った。
得られた不織布積層体の熱時５％伸長時応力は３１Ｎ／５ｃｍ、熱時の破断点伸度は４４％であった。

＜比較例４＞
ＩＶが０．６２のポリエチレンテレフタレートを用い、スパンボンド法にて紡糸温度３００℃で平均繊度が１．６ｄｔｅｘ、目付１８０ｇ／ｍ^２の熱可塑性ウェブを捕集ネット上に作成し、１７０℃のエンボスロールと１７０℃の平滑ロールにて熱圧着して不織布を得た。
次いで、ポリエチレンを主成分とする熱可塑性樹脂をＴ−ダイから押し出し、上記不織布の長手方向と垂直に線状の幅１．０ｍｍ、線状の間隔２．０ｍｍで線状に積層した。
得られた不織布積層体を凹凸のあるインシュレーターへ熱圧着にて成型加工を行った。
得られた不織布積層体の熱時５％伸長時応力は３６Ｎ／５ｃｍ、熱時の破断点伸度は３３％であった。

＜比較例５＞
ＩＶが０．６２のポリエチレンテレフタレートを用い、スパンボンド法にて紡糸温度３００℃で平均繊度が１．６ｄｔｅｘ、目付１０ｇ／ｍ^２の熱可塑性ウェブを捕集ネット上に作成し、１７０℃のエンボスロールと１７０℃の平滑ロールにて熱圧着して不織布を得た。
次いで、ポリエチレンを主成分とする熱可塑性樹脂をＴ−ダイから押し出し、上記不織布の長手方向に平行に線状の幅１．０ｍｍ、線状の間隔２．０ｍｍで線状に積層した。
得られた不織布積層体を凹凸のあるインシュレーターへ熱圧着にて成型加工を行った。
得られた不織布積層体の熱時５％伸長時応力は６Ｎ／５ｃｍ、熱時の破断点伸度は１１％であった。

＜比較例６＞
ＩＶが０．６２のポリエチレンテレフタレートを用い、スパンボンド法にて紡糸温度３００℃で平均繊度が１．６ｄｔｅｘ、目付４０ｇ／ｍ^２の熱可塑性ウェブを捕集ネット上に作成し、２２０℃のエンボスロールと２２０℃の平滑ロールにて熱圧着して不織布を得た。
次いで、ポリエチレンを主成分とする熱可塑性樹脂をＴ−ダイから押し出し、上記不織布の長手方向に平行に線状の幅１．０ｍｍ、線状の間隔２．０ｍｍで線状に積層した。
得られた不織布積層体を凹凸のあるインシュレーターへ熱圧着にて成型加工を行った。
得られた不織布積層体の熱時５％伸長時応力は２６Ｎ／５ｃｍ、熱時の破断点伸度は３８％であった。

本発明のインシュレーター表皮材は、複雑な形状への追従性に優れ、製造コストを抑えた不織布積層体からなるインシュレーター表皮材を提供することができ、産業界への寄与大である。

Claims (2)

1. 目付が１５〜１５０ｇ／ｍ^２のポリエステル系合成樹脂フィラメントから構成される不織布の少なくとも片面に熱可塑性樹脂を線状に間隔をあけて積層した積層体であって、１８０℃雰囲気下における５％応力が２５Ｎ／５ｃｍ以下、破断点伸度が１５％以上である積層体からなるインシュレーター表皮材。
2. 不織布の繊度が１．０〜５．０ｄｔｅｘである請求項１に記載のインシュレーター表皮材。