JP7358794B2

JP7358794B2 - 繊維製品を製造する方法

Info

Publication number: JP7358794B2
Application number: JP2019111754A
Authority: JP
Inventors: 亮介大和; 耕祐横山; 崇司川守; 卓也今井; 翔太青柳
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd; Showa Denko Materials Co Ltd; Resonac Corp
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 2019-06-17
Filing date: 2019-06-17
Publication date: 2023-10-12
Anticipated expiration: 2039-06-17
Also published as: JP2020204101A

Description

本発明は、繊維製品を製造する方法に関する。

織物等の繊維基材同士を接着するために、ホットメルト接着剤が用いられることがある（例えば、特許文献１）。

特開平１０－０８８０９７号公

本発明の一側面は、２つ以上の繊維基材有し、それらが２種以上の接着剤によって接着された繊維製品を効率的に製造する方法を提供する。

本発明の一側面は、第１の繊維基材及び第２の繊維基材を有し、これらが互いに接着されている、繊維製品を製造する方法に関する。この方法は、前記第１の繊維基材に２種以上のホットメルト接着剤を同時に塗布し、それにより前記ホットメルト接着剤の塗布方向に延在する２つ以上の接着部を有する接着剤層を形成する工程と、前記接着剤層を介して前記第１の繊維基材に前記第２の繊維基材を接着する工程と、を備える。前記２種以上のホットメルト接着剤の一部又は全部が、湿気硬化型ホットメルト接着剤である。

本発明の一側面に係る方法によれば、２つ以上の繊維基材を有し、それらが機能の異なる２種以上の接着剤によって接着された繊維製品を、効率的に製造することができる。

繊維製品を製造する方法の一実施形態を示す模式図である。第１の繊維基材上に接着剤層を形成する方法の一実施形態を示す模式図である。第１の繊維基材上に接着剤層を形成する方法の一実施形態を示す模式図である。

以下、本発明のいくつかの実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

図１は、繊維製品を製造する方法の一実施形態を示す模式図である。図１に示される方法は、第１の繊維基材１を支持体１０に沿って配置する工程と（図１の（a））、第１の繊維基材１上に接着剤層４を形成する工程と（図１の（ｂ））、接着剤層４を介して第１の繊維基材１に第２の繊維基材２を接着する工程と（図１の（ｃ）及び（ｄ））を備える。

接着剤層４は、第１の繊維基材１に２種以上のホットメルト接着剤を同時に塗布することによって形成される。接着剤層４は、２種以上のホットメルト接着剤によって形成された２以上の接着部を有する。製造される繊維製品３は、第１の繊維基材１、第２の繊維基材２、及びこれらの間に介在する接着剤層４を有する。

第１の繊維基材１及び第２の繊維基材２は、繊維を含む基材であれば特に制限されず、例えば、織物（布地等）、編物、又は不織布であることができる。不織布は紙であってもよい。

図２は、第１の繊維基材上に接着剤層を形成する方法の一実施形態を示す模式図である。図２は、３層の接着部を有する積層体である接着剤層を形成する方法の例を示す。図２の方法では、ダイコーター５を用いて、ホットメルト接着剤３１，３２，３３が、、第１の繊維基材１の主面に沿う所定の塗布方向Ｘに沿って第１の繊維基材１に同時に塗布される。これにより、ホットメルト接着剤３１，３２，３３をそれぞれ含む３層の接着部４１Ａ，４２，４１Ｂを有する接着剤層４が形成される。接着部４１Ａ、接着部４２及び接着部４１Ｂは、第１の繊維基材１側からこの順に積層される。接着剤層４は、第１の繊維基材１の表面の少なくとも一部を覆う。ホットメルト接着剤３１，３２，３３は互いに異なる３種の接着剤であってもよいし、ホットメルト接着剤３１，３３が同じ接着剤で、ホットメルト接着剤３２がホットメルト接着剤３１，３３とは異なる接着剤であってもよい。

ダイコーター５は、第１の繊維基材１の近傍で塗布方向Ｘに沿って順に配置された３つの吐出口７１，７２，７３を有している。これら吐出口から３つのホットメルト接着剤３１，３２，３３がそれぞれ供給される。吐出口７１，７２，７３は、ホットメルト接着剤３１，３２，３３を連続的に供給しながら、第１の繊維基材１に対する位置を塗布方向Ｘに沿って移動させる。これにより、塗布方向Ｘに沿って延在する層状の接着部４１Ａ，４２，４１Ｂが形成される。ダイコーター５の位置が固定され、第１の繊維基材１が塗布方向Ｘの逆方向に移動してもよい。ホットメルト接着剤３１，３２，３３が塗布される間、第１の繊維基材１を加熱してもよい。

ダイコーター５は、３つのポケット５１，５２，５３と、３つのスロット６１，６２，６３とを更に有する。３つのポケット５１，５２，５３は、それぞれスロット６１，６２，６３を介して吐出口７１，７２，７３と連結されている。ホットメルト接着剤３１は、ポケット５１に収容されている。ホットメルト接着剤３１は、スロット６１を通過して吐出口７１に到達し、そこから第１の繊維基材１に向けて流出する。そのために、例えば、ホットメルト接着剤３１が、ポケット５１に接続された送液ポンプ等によって一定の速度でポケット５１内に導入される。ホットメルト接着剤３１は、適切な流動性を有する状態となる程度にダイコーター５内で加熱される。ホットメルト接着剤３２，３３も同様に、吐出口７１，７２から第１の繊維基材１に向けて供給される。

図３は、第１の繊維基材上に接着剤層を形成する方法の他の一実施形態を示す模式図である。図３も、３層の接着部を有する積層体である接着剤層を形成する方法の例を示す。図３の方法では、第１の繊維基材１を、支持体としてのローラー１１の外周面に沿って塗布方向Ｘとは逆方向に連続的に移動させながら、ダイコーター５によってホットメルト接着剤３１，３２，３３が第１の繊維基材１に同時に塗布される。塗布方向Ｘは、ローラー１１の外周面に沿う方向である。ダイコーター５は、第１の繊維基材１の近傍において第１の繊維基材１から離れる方向に沿って順に配置された３つの吐出口７１，７２，７３を有している。これら吐出口から３つのホットメルト接着剤３１，３２，３３がそれぞれ連続的に供給される。この方法によっても、塗布方向Ｘに沿って延在する３層の接着部４１Ａ，４２，４１Ｂを有する積層体である接着剤層４が第１の繊維基材１上に形成される。

接着剤層４において、隣接する２つの接着部は互いに密着している。ただし、隣接する２つの接着部の界面は必ずしも明瞭でなくてもよい。３つのホットメルト接着剤３１，３２，３３が同時に塗布されることから、隣接する接着部の間に過剰な空隙が残存し難い。接着部４１Ａ，４２，４１Ｂのそれぞれの厚さは、特に制限されないが、例えば、１０μｍ以上、２０μｍ以上、又は３０μｍ以上であってよく、５００μｍ以下、３００μｍ以下、又は２００μｍ以下であってよい。接着部が厚くなると、接着性を担保することができ、接着部が薄くなると、伸縮性をより確保し易い傾向にある。

接着部４１Ａ，４１Ｂは、それぞれ、接着剤層４を構成する積層体における最外層に位置しており、これらは繊維製品３において第１の繊維基材１又は第２の繊維基材２に直接接する。接着部４２は、接着部４１Ａ及び接着部４１Ｂの間に配置された中間層である。

接着部４１Ａ，４２，４１Ｂは、それぞれ別の機能を有する層であることができる。例えば、中間層としての接着部４２が、伸縮性の機能を有する層であってもよい。言い換えると、中間層としての接着部４２が、最外層としての接着部４１Ａ，４１Ｂよりも高い伸縮性を有していてもよい。接着部４２が硬化性のホットメルト接着剤によって形成される場合、硬化後の接着部４２が伸縮性の機能を有していてもよい。高い伸縮性を有する接着部は、繊維基材に対して比較的低い接着性を有する傾向があるが、高い伸縮性を有する接着部である中間層と、相対的に伸縮性の低い接着部である最外層との組み合わせによって、伸縮性及び接着性をより高いレベルで両立できる。

伸縮性の機能を有する接着部４２は、エラストマーを含有していてもよい。その場合、接着部４１Ａ，４１Ｂもエラストマーを含有し得るが、通常、接着部４２におけるエラストマーの含有量が、接着部４１Ａ，４１Ｂにおけるエラストマーの含有量より大きい。

エラストマーは、例えば、ウレタン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー、エステル系エラストマー、アミド系エラストマー、塩化ビニル系エラストマー、又はこれらの組み合わせであってもよい。ウレタン系エラストマーは、後述のウレタンプレポリマーと水分との反応によって形成されるポリマーであってもよい。

接着剤層４を形成するホットメルト接着剤３１，３２，３３のうち一部又は全部が、湿気硬化型ホットメルト接着剤であってもよい。湿気硬化型ホットメルト接着剤は、例えば、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーを含有する。イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーを含有する湿気硬化型ホットメルト接着剤は、環境中の水分との反応により硬化する。湿気硬化型ホットメルト接着剤は、例えば、２３℃、５０％ＲＨの恒温槽で１日間放置することによって硬化することができる。ウレタンプレポリマーは、ポリオールとポリイソシアネートとの反応生成物（又は重縮合物）であることができる。

ウレタンプレポリマーを構成するポリオールが、ポリブタジエンポリオール又は水素化ポリブタジエンポリオールのうち少なくとも一方を含んでいてもよい。これらを含むポリオールからは、湿気硬化によってウレタン系エラストマーが生成し易い。

ポリブタジエンポリオール及び水素化ポリブタジエンポリオールの合計量が、ポリオールの総量を基準として、５０質量％以上、６０質量％以上、又は６５質量％以上であってよく、９５質量％以下、９０質量％以下、又は８５質量％以下であってもよい。

ポリブタジエンポリオールは、ブタジエンに由来する重合鎖とその重合鎖の両末端等に結合した水酸基とを有する化合物である。水素化ポリブタジエンポリオールは、ポリブタジエンポリオールの水素添加物である。ポリブタジエンポリオール及び水素化ポリブタジエンポリオールは、平均１．８～２．５程度の水酸基を有していてよい。

ポリブタジエンポリオール及び水素化ポリブタジエンポリオールの数平均分子量（Ｍｎ）は、粘度及び接着力のバランスの観点から、５００～１０００００、７００～５００００、又は９００～１００００であってよい。本明細書において、数平均分子量（Ｍｎ）は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定される、標準ポリスチレン換算値である。

水素化ポリブタジエンポリオールの市販品としては、例えば、ＧＩ－１０００、ＧＩ－２０００、ＧＩ－３０００（いずれも商品名、日本曹達株式会社製）が挙げられる。ポリブタジエンポリオールの市販品としては、例えば、Ｇ－１０００、Ｇ－２０００、Ｇ－３０００（いずれも商品名、日本曹達株式会社製）、ＰｏｌｙｂｄＲ－１５ＨＴ、ＰｏｌｙｂｄＲ－４５ＨＴ（いずれも商品名、出光興産株式会社製）、ＫｒａｓｏｌＬＢＨ－Ｐ３０００（商品名、クレイバレー社製）が挙げられる。これらは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用して用いてもよい。

ウレタンプレポリマーを構成するポリオールが、結晶性ポリオール（例えば結晶性ポリエステルポリオール）を含んでいてもよい。結晶性ポリオールとポリイソシアネートとの反応生成物であるウレタンプレポリマーを含有する接着部は、硬化後に繊維基材に対する高い接着力を発現し易い。結晶性ポリオールの量が、ポリオールの総量を基準として、５０質量％以上、６０質量％以上、又は６５質量％以上であってよく、９５質量％以下、９０質量％以下、又は８５質量％以下であってもよい。

最外層である接着部４１Ａ，４１Ｂが、結晶性ポリオールに由来する構成単位を含むウレタンプレポリマーを含有する湿気硬化型ホットメルト接着剤から形成された層で、中間層である接着部４２が、ポリブタジエンポリオール又は水素化ポリブタジエンポリオールに由来する構成単位を含むウレタンプレポリマーを含有する湿気硬化型ホットメルト接着剤から形成された層であってもよい。

ウレタンプレポリマーを構成するポリオールのその他の例としては、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリアクリレートポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリシロキサンポリオール、ポリイソプレンポリオール及びポリオレフィンポリオールが挙げられる。

ウレタンプレポリマーを構成するポリイソシアネートは、イソシアネート基を２個以上有する化合物である。ポリイソシアネートは、ジイソシアネートであってもよい。ジイソシアネートの例としては、ジフェニルメタンジイソシアネート、ジメチルジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、及びｐ－フェニレンジイソシアネート等の芳香族ポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネート、及びジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の脂環式ポリイソシアネートが挙げられる。ポリイソシアネートは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用して用いてもよい。ポリイソシアネートがジフェニルメタンジイソシアネートを含んでいてもよい。

ウレタンプレポリマーの重量平均分子量（Ｍｗ）は、例えば、１００００～１００００００、５００００～５０００００、又は１０００００～３０００００であってよい。

湿気硬化型ホットメルト接着剤は、湿気硬化を促進する触媒を更に含有していてもよい。触媒としては、例えば、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズオクテート、ジメチルシクロヘキシルアミン、ジメチルベンジルアミン、トリオクチルアミン、及びジモルホリノジエチルエーテルが挙げられる。触媒の含有量は、湿気硬化型ホットメルト接着剤の全量を基準として、０．００１～０．５質量％であってよい。

湿気硬化型ホットメルト接着剤は、粘着付与剤を更に含有していてもよい。粘着付与剤の例としては、ロジン樹脂、ロジンエステル樹脂、水添ロジンエステル樹脂、テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、水添テルペン樹脂、石油樹脂、水添石油樹脂、クマロン樹脂、ケトン樹脂、スチレン樹脂、変性スチレン樹脂、キシレン樹脂、及びエポキシ樹脂が挙げられる。粘着付与剤の含有量は、湿気硬化型ホットメルト接着剤の全量を基準として、１０～５０質量％であってよい。

湿気硬化型ホットメルト接着剤は、必要に応じて、その他の成分を更に含有していてもよい。その他の成分としては、例えば、酸化防止剤、顔料、紫外線吸収剤、界面活性剤、難燃剤、充填剤、光発色剤、熱発色防止剤、香料、イメージング剤及び熱架橋剤が挙げられる。その他の成分の含有量は、湿気硬化型ホットメルト接着剤の全量を基準として、０．００１～１０質量％であってよい。

第１の繊維基材に塗布される間のホットメルト接着剤３１，３２，３３の粘度は、塗工性等の観点から、１２０℃において０．０１Ｐａ・ｓ以上、０．０５Ｐａ・ｓ以上、又は０．１Ｐａ・ｓ以上であってよく、３５Ｐａ・ｓ以下、３０Ｐａ・ｓ以下、又は２０Ｐａ・ｓ以下であってよい。

接着剤層４を介して第１の繊維基材１に第２の繊維基材２を接着する工程は、第１の繊維基材１に接着剤層４を間に挟みながら第１の繊維基材１と第２の繊維基材２とを貼り合わせることと、接着剤層４を硬化させることとを含むことができる。支持体１０は、通常、硬化前又は硬化後に第１の繊維基材１から分離される。硬化条件は、接着剤層４が適切に硬化するように調整すればよい。例えば、温度０～５０℃、相対湿度３０～９０％ＲＨ、硬化時間１～２４時間の条件で、接着剤層４を硬化することができる。

本発明は、以上説明した実施形態に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更され得る。例えば、接着層が２つ又は３つ以上の接着部から構成されていてもよい。また、接着剤層が２つ以上の繊維状の接着部の組み合わせであってもよい。

１…第１の繊維基材、２…第２の繊維基材、３…繊維製品、４…接着剤層、５…ダイコーター、１０…支持体、１１…ローラー、３１，３２，３３…ホットメルト接着剤、４１Ａ，４１Ｂ，４２…接着部、７１，７２，７３…吐出口、Ｘ…塗布方向。

Claims

第１の繊維基材及び第２の繊維基材を有し、これらが互いに接着されている、繊維製品を製造する方法であって、
前記第１の繊維基材に２種以上のホットメルト接着剤を同時に塗布し、それにより前記ホットメルト接着剤の塗布方向に延在する２つ以上の接着部を有する接着剤層を形成する工程と、
前記接着剤層を介して前記第１の繊維基材に前記第２の繊維基材を接着する工程と、
を備え、
前記２種以上のホットメルト接着剤の一部又は全部が、湿気硬化型ホットメルト接着剤であり、
前記接着剤層が、２つの最外層及びこれらの間に配置された１つ以上の中間層を有する積層体であり、
前記中間層のうち一部又は全部が、伸縮性の機能を有する層である、方法。