JPH05230750A - 熱接着性繊維シート - Google Patents

熱接着性繊維シート

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JPH05230750A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 優れた接着性とシートの形態保持性を有する
熱接着性繊維シートを得る。 【構成】 プロピレンを主体とするオレフィン系の二元
共重合体または三元共重合体で構成された、平均繊維径
１０μｍ以下の実質的に延伸されていない繊維からなる
シートであって、該繊維シートの繊維接点が融着されて
いる熱接着性繊維シート。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、優れた接着性を有し、
シートの形態保持性が良好な熱接着性繊維シートに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、熱接着性繊維を用いたシートとし
ては、ポリプロピレンを高融点成分とし、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複合
紡糸して得たウェブを熱処理し、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５４−４４７
７３号公報）が知られている。また特公昭５５−２６２
０３号公報では、プロピレン系結晶性共重合体（プロピ
レン・ブテン・エチレンの三元系共重合体）と実質的に
非結晶のエチレン・プロピレンランダム共重合体との混
合物を繊維として用い,またはこの混合物を複合繊維の
低融点成分として用い、熱融着温度の低いポリプロピレ
ン系重合体の可紡性の改良を目的とした技術が開示され
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の公知例は通常の溶融紡糸法によって繊維を得るため繊
維径が太く、特に１０μｍ以下に細繊化することは困難
であること、かつ紡糸延伸工程で滑剤等の油剤を使用す
ること、またシートの形態保持性が悪い等の欠点があっ
た。特に、通常の紡糸延伸工程で使われる滑剤、帯電防
止剤等の油剤は、巻取り、切断及び二次加工等の各工程
に不可欠で、後処理で除くことは経済的に困難である。
これらは繊維の最終製品に残留して、熱接着の際に繊維
を構成する樹脂本来の接着力を妨げてしまうという課題
がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、プロピレンを主体
とするオレフィン系の二元共重合体または三元共重合体
を１００％または複合の一成分として構成された平均繊
維径１０μｍ以下の繊維からなるシートをメルトブロー
法で得ることで、所期の目的が達成されることを知り、
本発明を完成するに至った。即ち本発明は、プロピレン
を主体とするオレフィン系の二元共重合体または三元共
重合体で構成された平均繊維径１０μｍ以下の実質的に
延伸されていない繊維からなるシートであって、該繊維
シートの繊維接点が融着されていることを特徴とする熱
接着性繊維シートである。
【０００５】以下本発明を詳しく説明する。本発明でい
うプロピレンを主体とするオレフィン系二元共重合体と
は、プロピレン９９〜８５％とエチレン１〜１５％のラ
ンダム共重合体またはプロピレン９９〜５０％とブテン
−１ １〜５０％のランダム共重合体をいう。またプロ
ピレンを主体とするオレフィン系三元共重合体とは、プ
ロピレン８４〜９７％、エチレン１〜１０％とブテン−
１ １〜１５％のランダム共重合体をいう。上記のプロ
ピレンを主体とするオレフィン系の二元共重合体または
三元共重合体は、プロピレン、エチレン、ブテン−１を
上記各成分含量となるように通常のチーグラ−ナッタ型
触媒により重合した固体重合体であり、本質的にはラン
ダム重合体である。始めから混合ガスを重合する方法の
他、生産性を向上させるために、予め全ポリマー量の２
０％以下のポリマーをプロピレン単独重合で得た後、各
成分の混合ガスをフィードして重合する方法によっても
よい。該共重合体の中のコモノマー（エツレンまたはブ
テン−１）の含量が１％より少ないと熱融着性において
不十分なものとなる。エチレン含量は融点に、ブテン−
１含量は融点及び熱融着性に大きく影響する。一方、コ
モノマーの含量が増加するに従い、共重合体の融点は低
下し、熱融着性も増すが、同時に重合時における重合溶
媒（炭化水素）に可溶性の副生物の生成割合が増加して
生産性が低下するので、前記上限より多い含量のものは
工業的生産には不適である。本発明の熱接着性繊維シー
トは、これらの樹脂の単独から成る繊維、または該樹脂
を複合の少なくとも一成分として繊維表面の少なくとも
一部を形成して成る繊維で構成される。該プロピレンを
主体とするオレフィン系の二元共重合体または三元共重
合体と複合繊維を形成する他の樹脂としては、ポリアミ
ド、ポリエステル、低融点共重合ポリエステル、ポリビ
ニリデンクロライド、ポリビニルアセテート、ポリスチ
レン、ポリウレタンエラストマー、ポリエステルエラス
トマー、ポリプロピレン、ポリエチレン、共重合ポリプ
ロピレン等の熱可塑性樹脂を例示できるが、熱分解型樹
脂であるポリプロピレン系樹脂が細繊化することが容易
で、かつ該プロピレンを主体とするオレフィン系の二元
共重合体または三元共重合体と難剥離性を有するので望
ましい。また、この組合せの場合には全体がポリオレフ
ィン繊維となるので、耐薬品性が高く利用価値が高い。
【０００６】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
りやすいことを特徴としている。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１０μｍ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、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１
０μｍ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、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Ｒ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。
【０００７】本発明の熱接着性繊維シートを構成する、
平均繊維径が１０μｍ以下の繊維は、前記プロピレンを
主体とするオレフィン系の二元共重合体または三元共重
合体をメルトブロー法により紡糸して得られる。また上
記のような他の熱可塑性樹脂と複合させる場合もメルト
ブロー法により複合紡糸して得られる。複合メルトブロ
ー紡糸法は特開昭６０−９９０５７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て、捕集コンベヤ
−上にウェブとして堆積させる方法である。
【０００８】複合形式としては、用途によって並列型ま
たは鞘芯型のいづれでも良い。ブロー気流には、１〜２
ｋｇ／ｃｍ2・Ｇ、３００〜４００℃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
／ｓｅｃの速度で噴出させる。紡糸口金と捕集コンベヤ
ーとの距離は通常３０〜８０ｃｍの範囲で設定できる
が、特に５０〜７０ｃｍが繊維の分散性も良く好まし
い。複合比は、３０／７０〜７０／３０、好ましくは４
０／６０〜６０／４０、より好ましくは４５／５５〜５
５／４５の範囲である。前記プロピレンを主体とするオ
レフィン系の二元共重合体または三元共重合体の複合比
が３０％未満であると得られる繊維の熱接着性が低下
し、また７０％を超すと繊維方向での複合成分の溶融粘
度差の調整が難しく、吐出斑が発生し易くなり、いずれ
も好ましくない。
【０００９】該プロピレンを主体とするオレフィン系の
二元共重合体または三元共重合体の融点は１１０〜１５
０℃であるが、これらのうち融点が１２５〜１３８℃、
メルトフローレート（２３０℃）が５０〜１５０（ｇ／
１０ｍｉｎ）のものが可紡性が良く好ましい。また、複
合紡糸の場合に該共重合体と組み合わせる他の高融点用
樹脂としては、該共重合体との融点差が２０℃以上のも
のが複合繊維シートの熱加工が容易になって好ましい。
しかしながら、用途によって高融点成分の軟化、融解等
が問題にならなければ特に限定されるものではない。こ
こでいうメルトフローレートとはＡＳＴＭ Ｄ−１２３
８（Ｌ）、メルトインデックスとはＡＳＴＭ Ｄ−１２
３８（Ｅ）による。また、ここでいう融点とは、一般的
には示差走差熱量計（ＤＳＣ）での測定が可能で、吸熱
ピークとして現れる。非晶性の低融点共重合ポリエステ
ル等の場合、融点が必ずしも明確に現れないため、一般
的に言われている軟化点で代用され、測定には示差熱分
析（ＤＴＡ）等を利用する。
【００１０】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。このような熱接着性繊維シートは、通常上記
のようなメルトブロー紡糸でコンベアー上に堆積させる
一段工程で得られるが、紡糸条件によってはコンベアー
上での繊維同士の融着を最小限にとどめ、熱エンボスロ
ール、熱カレンダーロール、遠赤外線加熱、超音波溶
接、エアスルー加熱等による二次加工で繊維同士を融着
させて得る場合もある。この二次加工できる性質を利用
して、接着材としての働きだけでなく成形体の材料とし
ても利用することができる。また、用途によっては上記
の一段工程で得たシートを熱エンボスロールや熱カレン
ダーロールで加工し、厚みむらの少ない均質のシートを
得ることもできる。シートの厚みや風合いを残したい場
合には、エアースルー（例えば１３５℃・１．９ｍ／ｓ
ｅｃ・１０秒）による熱処理が望ましいが、用途によっ
てはこれらに限定されるものではない。また、本発明の
熱接着性繊維シートの繊維形態が複合系の場合には、熱
処理の条件によって収縮率を調整できることも特徴の一
つである。さらに、本発明の熱接着性繊維シートの特徴
として重要なことは、繊維形態が複合系の場合におい
て、仮に組成が似通った複合繊維のシートであっても、
通常の紡糸で得られる繊維よりはるかに細い繊維で構成
することで、熱収縮率が格段に小さくなるという点であ
る。この様な性質を発揮するためには繊維同士の融着の
割合が大きいことが望ましいが、融着の程度がごく僅か
であっても、繊維が細いことから繊維同士の接触ポイン
トが多くなり、繊維同士の摩擦力によって収縮は抑えら
れる傾向にある。このため、シートの形態保持性が著し
く向上する。
【００１１】
【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、各例の中で用いた剥離強度、シートの収
縮率、他の対象物との接着強度の試験は、以下のように
して測定した。 《剥離強力》試料のシート（５０ｇ／ｍ2）を５ｃｍ幅
に切り、２枚を重ね合わせてヒートシール機で接着（１
３０℃・３Kg・３秒・接着面積１ｃｍ×５ｃｍ）した
後、引っ張り試験機で剥離強度を測定した。（ｎ＝５） 《シートの収縮率》試料のシート（５０ｇ／ｍ2）を２
５×２５ｃｍ角に切り、テフロンシートにのせ、繊維形
態が非複合の場合は１２５℃、複合の場合は１４５℃の
循環式オーブンの中段に入れ、５分間熱処理した後放
冷。縦方向横方向共各々５ケ所の長さを測定し平均し
て、元のシートの縦横の長さの百分率で表した。（ｎ＝
３） 《他の対象物との接着強力》クラフト紙、綿布、ＰＥＴ
織布を各々５ｃｍ幅に切って２枚を重ね合わせ、間に試
料のシート（５０ｇ／ｍ2）を挟んだ状態でヒートシー
ル機で接着（クラフト紙：１４０℃・３ｋｇ・１０秒、
綿布：１４０℃・３ｋｇ・３０秒、ＰＥＴ織布：１４０
℃・３ｋｇ・３０秒、接着面積１ｃｍ×５ｃｍ）した
後、引っ張り試験機で接着強度を測定した。（ｎ＝５）
【００１２】下記の各種の原料を用いた。（組成比はす
べて重量％、以下％と略記した） （実施例１〜６） COＰＰ−１：プロピレン・エチレン 二元系共重合体 （エチレン＝１１．５％、メルトフローレート７５、融
点１２８℃） COＰＰ−２：プロピレン・ブテン−１ 二元系共重合体 （ブテン＝２０．１％、メルトフローレート７２、融点
１３０℃） COＰＰ−３：プロピレン・エチレン・ブテン−１ 三元
系共重合体 （エチレン＝３．８％、ブテン−１＝４．５％、メルト
フローレート６６、融点１３０℃） ＰＰ−１：ポリプロピレン （メルトフローレート＝８８、融点１６６℃） （比較例１） COＰＰ−４：プロピレン・エチレン・ブテン−１ 三元
系共重合体 （エチレン＝１２．７％、ブテン−１＝２．２％、メル
トフローレート３７．１、融点１３０℃） ＰＰ−２：ポリプロピレン （メルトフローレート＝６．２、融点１６３℃） （比較例２） ＥＶ−１：エチレン酢酸ビニル共重合体／高密度ポリエ
チレン＝５０／５０ （ＥＶＡ：酢酸ビニル＝２８．０％、メルトインデック
ス＝１５） （高密度ポリエチレン：メルトインデックス＝２５、融
点１２９℃） ＰＰ−３：ポリプロピレン （メルトフローレート＝９．６、融点１６５℃）
【００１３】各実施例の紡糸からシート形成の条件は以
下の通り。 （実施例１）孔径０．３ｍｍ、孔径５０１個の紡糸口が
一列に並んだメルトブロー用口金を用い、COＰＰ−１を
紡糸温度２４０℃、押出量１２０ｇ／ｍｉｎで供給し、
紡糸口から押し出されたポリマーを、４００℃、１．０
ｋｇ／ｃｍ2・Ｇ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７０ｃｍの
距離に設置した４ｍ／ｍｉｎ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。このシートの製造
条件、構成する繊維の平均径及び、得られたシートの剥
離強力、熱収縮率、他の対象物との接着強度を第１表−
１及び第１表−２に示した。 （実施例２〜３）COＰＰ−１をCOＰＰ−２、COＰＰ−３
に替えた以外は、各々実施例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、構成する繊維
の平均径及び、得られたシートの剥離強力、熱収縮率、
他の対象物との接着強度を第１表−１及び第１表−２に
併せ示した。 （実施例４）孔径０．３ｍｍ、孔径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成分としてCOＰＰ−１を紡糸温度２４０℃で、
第２成分としてＰＰ−１を紡糸温度２００℃で、両成分
を複合比５０／５０、総押出量１２０ｇ／ｍｉｎで供給
し、紡糸口から押し出されたポリマーを、４００℃、
１．０ｋｇ／ｃｍ2・Ｇ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５０〜
７０ｃｍの距離に設置した４ｍ／ｍｉｎ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。このシ
ートの製造条件、構成する繊維の平均径及び、得られた
シートの剥離強力、熱収縮率、他の対象物との接着強度
を第１表−１及び第１表−２に示した。 （実施例５〜６）COＰＰ−１をCOＰＰ−２、COＰＰ−３
に替え、メルトブロー用複合紡糸口金を並列型にした以
外は、各々実施例４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、構成する繊維の平均径
及び、得られたシートの剥離強力、熱収縮率、他の対象
物との接着強度を第１表−１及び第１表−２に併せ示し
た。
【００１４】（比較例１）COＰＰ−４とＰＰ−２を原料
に用い、実施例４〜６のメルトブロー法に代えて通常の
複合紡糸法で得た延伸糸を、クリンパーにより２５ｍｍ
当り１０個前後の捲縮を与え、繊維長６４ｍｍのステー
プルに切断し、カード機を通して５０ｇ／ｍ2のウエッ
ブを形成させた。このウェッブをエアスルー加工機で低
融点成分による熱接着をさせ、不織布を得た。このシー
トを構成する繊維の平均径及び、得られたシートの剥離
強力、熱収縮率、他の対象物との接着強度を第１表−１
及び第１表−２に示した。 （比較例２）比較例１の原料をＥＶ−１とＰＰ−３に替
えて複合紡糸して得た延伸糸を、比較例１と同様の捲縮
を与え、カード機を通しエアスルー加工機で不織布を得
た。このシートを構成する繊維の平均径及び、得られた
シートの剥離強力、熱収縮率、他の対象物との接着強度
を第１表−１及び第１表−２に示した。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【表２】
【００１７】
【発明の効果】本発明の熱接着性繊維シートは、熱分解
性であるプロピレンを主体とするオレフィン系共重合体
を繊維形成の主な成分としたことで、繊維の細繊化が可
能となり、同時に接着に寄与する因子である繊維の自由
度、熱接着時の密着性、及び表面積の増加が起こり、シ
ートの熱融着性を高めることができた。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、繊
維シートを構成する樹脂と被接着材との親和性や相溶性
による接着力以上の接着力を実現することが出来た。こ
れらはシート状のホットメルト接着剤として、複合の場
合には熱接着性繊維シート自体が成形体の材料となりう
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
された滑剤等による熱接着の能力を低下を防ぐことがで
き、繊維を構成する樹脂の本来の接着力を発揮させるこ
とが可能になった。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】プロピレンを主体とするオレフィン系の二
    元共重合体または三元共重合体で構成された平均繊維径
    １０μｍ以下の実質的に延伸されていない繊維からなる
    シートであって、該繊維シートの繊維接点が融着されて
    いることを特徴とする熱接着性繊維シート。
  2. 【請求項２】プロピレンを主体とするオレフィン系の二
    元共重合体成分が、プロピレン９９〜８５重量％（以下
    単に％と略記する）とエチレン１〜１５％の共重合体で
    ある請求項１に記載の熱接着性繊維シート。
  3. 【請求項３】プロピレンを主体とするオレフィン系の二
    元共重合体成分が、プロピレン９９〜５０％とブテン−
    １ １〜５０％の共重合体である請求項１に記載の熱接
    着性繊維シート。
  4. 【請求項４】プロピレンを主体とするオレフィン系の三
    元共重合体成分が、プロピレン８４〜９７％、エチレン
    １〜１０％およびブテン−１ １〜１５％の共重合体で
    ある請求項１に記載の熱接着性繊維シート。
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