JPH07866B2

JPH07866B2 - シリコ−ン繊維不織布及びその製造方法

Info

Publication number: JPH07866B2
Application number: JP60268100A
Authority: JP
Inventors: 隆博横山; 勝代志山内
Original assignee: 日本バイリ−ン株式会社
Priority date: 1985-11-27
Filing date: 1985-11-27
Publication date: 1995-01-11
Anticipated expiration: 2010-01-11
Also published as: JPS62133163A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は伸縮性を要する衣料素材、医療衛生素材などに
使用するシリコーン繊維不織布及びその製造方法に関す
る。

（従来技術）従来、弾性を有する繊維からなる不織布として、ポリウ
レタン弾性繊維不織布が知られており、例えば特開昭59
-223347号公報に開示されている。このポリウレタン弾
性繊維不織布は優れた伸縮性、柔軟性、通気性を有する
ので、芯地、中綿、スポーツウエアなどの衣料素材やマ
スク、包帯、傷当て材などの衛生素材として検討されて
いる。しかしながら、ポリウレタン弾性繊維不織布は耐
熱性に欠けるので、衣料分野におけるアイロン、プレ
ス、スチーム処理や衛材分野におけるオートクレーブに
よる殺菌処理などの熱が加わる処理を要するものには使
用し難く、また耐候性に劣り変色しやすいという欠点も
あった。

一方、適度な弾性を有すると共に耐熱性、耐候性に優れ
た材料としてシリコーンゴムがあるが、シリコーンゴム
は溶融紡糸や溶剤溶液による乾式紡糸、湿式紡糸などの
既存の紡糸方法では繊維化できないため、その不織布も
得られていなかった。

（発明の目的）本発明は上記従来技術の欠点を解消すべくなされたもの
であり、伸縮性、耐熱性、耐候性を兼ね備えたシリコー
ン繊維からなる不織布を提供することを目的とする。

（発明の構成）本発明は付加反応により硬化する液状シリコーンゴムか
ら形成されたシリコーン繊維がその交点において自着し
ていることを特徴とするシリコーン繊維不織布である。

本発明のシリコーン繊維不織布はシリコーン繊維が他の
樹脂結合剤や接着性繊維などの結合手段によることな
く、繊維交点で自着することにより３次元的な網状構造
体を形成しているので、伸縮性、通気性だけでなく、本
来シリコーンが持つ耐熱性、耐候性、無毒性などの性質
も不織布としたときに何ら損なわれることなく備えてい
る。また本発明のシリコーン繊維不織布は平均繊維径10
0μｍ以下、好ましくは10〜60μｍの繊維で構成されて
いるので風合がソフトで柔軟な不織布を得ることができ
る。

上記シリコーン繊維には、液状シリコーンゴムが用いら
れる。ここで、液状シリコーンゴムとは、硬化反応前に
はやわらかなペースト状もしくは流動体であり、硬化後
にゴム状体となるものをいい、硬化前に半固型塑性体で
あるいわゆるミラブル型シリコーンゴムと区別される。
通常、室温加硫型（RTV）シリコーンゴム、低温加硫型
（LTV）シリコーンゴム、液状射出成形（LIM）用シリコ
ーンゴムと呼ばれるものはこの液状シリコーンゴムに属
する。この液状シリコーンゴムはその硬化反応機構によ
り、Si-OH結合を有するシラノールとアルコキシシラ
ン、アセトキシシラン、オキシムシランなどの加水分解
性基含有ケイ素化合物を水とスズ化合物などの触媒の下
で反応させる縮合反応型と、ビニル基、アリル基などの
不飽和結合を有するポリシロキサンとSi−Ｈ結合をもつ
ポリシロキサンとを白金触媒の下で反応させる付加反応
型と、紫外線の照射によりラジカル反応させる紫外線硬
化型とに分類される。このうち、紫外線硬化型のシリコ
ーンゴムは前２者のシリコーンゴムに比して耐熱性、耐
候性、耐久性に劣っており、縮合反応型のシリコーンゴ
ムは硬化速度が遅く、硬化反応により副生成物が生じる
ので繊維化が難しい。このため、本発明に使用する液状
シリコーンゴムとしては加熱により短時間で硬化させる
ことができ、硬化反応によって副生成物の出ない付加反
応型のシリコーンゴムが特に好ましい。また、上記液状
シリコーンゴムには必要に応じて煙霧質シリカ、沈殿シ
リカ、けいそう土、石英粉などの補強用充填剤や金属酸
化物、金属の有機塩酸などの耐熱性向上剤や白金、酸化
チタン、カーボンブラックなどの難燃性付与剤などの特
性向上剤を含んでいてもよい。

なお、本発明のシリコーン繊維不織布は単独で十分に使
用できるが、とくに強度を必要とする場合や、他の機能
を付加したい場合には他素材と組合せて複合体としても
よく、例えば、編織物、不織布、フエルト、繊維ウエ
ブ、ゴムシート、フイルム、紙などと組合せてもよい。

次に本発明のシリコーン繊維不織布の製造方法は、付加
反応により硬化する液状シリコーンを細孔から吐出する
工程と、吐出した液状シリコーンを気流により細化して
繊維化する工程と、該繊維が未だ自着性を有する間に捕
集してシート化する工程と、該液状シリコーンを加熱に
より硬化させる工程とからなるものである。

ここで、液状シリコーンとは前述した液状シリコーンゴ
ムの硬化前もしくは硬化が進みつつあるが硬化が終了し
ていないものをさす。また付加反応により硬化する液状
シリコーンとは、ビニル基、アリル基などの不飽和結合
を有するポリシロキサンとSi−Ｈ結合を有するポリシロ
キサンと白金触媒とからなり、必要に応じて煙霧質シリ
カ、沈殿シリカなどの補強用充填剤その他の特性向上剤
を含んだものである。上記不飽和結合を有するポリシロ
キサンには、例えば次式で表わされるものなどがあり、（ただし、R₁〜R₆は低級アルキル基、フェニル基、ビニ
ル基であり、ｎは10〜4000である）また、Si−Ｈ結合を
有するポリシロキサンには、例えば次式で表わされるも
のなどがある。

（ただし、R₇〜R₁₃は低級アルキル基、またはフェニル
基であり、Ｘ、Ｙは１以上の整数であって、25℃におい
て10〜10,000ポイズの粘度を有する液状体を生ずるのに
十分な合計値をもつものである。）最適な交又結合能率と優れた物理的性質のシリコーンゴ
ムを得るためには、上記、液状シリコーン中のビニル基
とSi−Ｈ結合との割合は0.8:1〜1.2:1の範囲にあるもの
がとくに好ましい。

上述の液状シリコーンは粘度50〜10,000ポイズの範囲に
調整されて、直径0.1〜1mmのノズルなどの細孔から、ギ
アポンプ、プランジャーポンプなどを使用して吐出され
る。

この吐出された液状シリコーンはノズル周囲から吹き出
させた気流により細化して繊維化される。得られるシリ
コーン繊維径は気流の速度、シリコーンの粘度、細孔の
径などを調節して布様の風合や機能を失わないように、
平均繊維径が100μｍ以下、好ましくは10〜60μｍの範
囲に設定される。なお、気流には温度200〜500℃の加熱
気流を用いてもよく、この場合には液状シリコーンの硬
化が進む。加熱気流は、とくに液状シリコーンの粘度が
低いときや厚みのある不織布を得ようとする場合のよう
に、捕集面でシリコーンの繊維形態が崩れてフイルム化
するおそれがあるときに有効である。ただし、この様な
場合には、液状シリコーンを完全に硬化させてしまわず
に、繊維に自着性を残す条件で、加熱気流を施さねばな
らず、さもないと、繊維どうしが結合手段を失い不織布
を形成することができなくなる。液状シリコーンの硬化
を途中まで進め、繊維形態を維持する手段としては、上
記の他に吐出から繊維の捕集までの系全体もしくは一部
を50〜300℃の加熱雰囲気とする手段などがある。

次に、上記シリコーン繊維は末だ自着性を有する間に捕
集してシート化される。ここで、末だ自着性を有すると
は、捕集されたシリコーン繊維どうしが、その接触点に
おいて接着もしくは粘着する性質を有している状態をい
う。従って、捕集してシート化されたシリコーン繊維ど
うしの結合の主体はシリコーン繊維の繊維接着からな
る。このシリコーン繊維の捕集時には、シリコーン繊維
自体に自着性があるので、捕集面にはシリコーンに対し
て離型性のある素材が選ばれる。特に捕集と同時に150
〜350℃の温度で加熱する場合には、離型性だけでな
く、耐熱性をも有する素材を必要とし、例えば、フッ素
樹脂で表面処理されたガラス繊維織物などからなるベル
トなどが用いられる。ただし、シリコーン繊維不織布と
編織物などの他素材との複合体を製造する場合には、シ
リコーン繊維をこの他素材の上に直接捕集し、シリコー
ン繊維の自着性を利用して両者を結合させてもよく、こ
の場合には捕集材が複合される他素材となるため、上記
のシリコーンに対する離型性はむしろない方がよい。

液状シリコーンを加熱により硬化させる手段には、前述
した加熱気流を用いる手段、捕集面を加熱する手段の他
に、捕集後にドライヤーなどで加熱する手段などがあ
る。この前２者の加熱気流や加熱雰囲気を用いる手段
は、液状シリコーンの粘度が低い場合などの予備的な硬
化手段としては有効であるが、この加熱手段単独では、
シリコーン繊維を捕集した後に繊維どうしの結合を完了
させることが困難であり、他の加熱手段と併用した方が
よい。また、捕集後に乾燥機などで加熱する手段は繊維
の結合を完全なものとするのに非常に有効であるが、余
程高粘度の液状シリコーンを用いないと、この加熱手段
単独では捕集時に繊維形態が崩れるので、予備的な加熱
手段と組合せた方がよい。一方、捕集面を加熱する手段
は、単独でも不織布形成が可能であるが、厚みのある不
織布を得たい場合には、上記にかかる熱が不十分になり
易く、繊維形態が崩れてフイルム化しやすいので、予備
的な加熱手段と組み合せた方がより好ましい。

従って、液状シリコーンを加熱により硬化させる手段と
しては、捕集面を加熱する手段，加熱気流又は加熱雰囲
気を用いる手段と捕集面を加熱する手段の併用，加熱気
流又は加熱雰囲気を用いる手段と捕集後に加熱する手段
の併用などが望ましく、後者の手段は他素材との複合体
を得る場合にとくに有効である。

なお、加熱のための温度は、使用する液状シリコーンの
組成や選択された加熱手段によって適宜設定される。

（実施例）実施例１付加反応により硬化する２液型LIM用シリコ
ーン（信越化学工業（株）社製KE-1915）から粘度1,600
ポイズの液状シリコーンを調整し、これをプランジャー
型ポンプで圧送して、吐出圧50kg/cm²で直径0.5mmのノ
ズルから吐出した。次いで吐出された液状シリコーンを
ノズルの両側に設けたスリットから吹き出させた空気流
により細化し、これを約350℃に加熱した捕集面にラン
ダムに捕集した。なお、捕集材には表面にフッ素樹脂を
コーティングしたガラス繊維織物からなるベルトを使用
した。

得られたシリコーン繊維不織布は平均繊維直径60μｍの
シリコーン繊維からなり、目付120g/m²、厚み0.40mmで
あった。

この不織布の伸縮性、耐熱性、耐候性を以下の方法によ
りテストし、評価した。まず、伸縮性は、40％繰返し伸
長回復率を求めた。この40％繰返し伸長回復率は、幅3c
mの試料をつかみ間隔5cm、引張速度50cm/minで40％伸長
し、直ちに同速度で原長まで回復させることを20回繰返
し、残留伸び率ｌ（％）を求め、これを次式に代入して
得た値である。

本実施例の不織布は40％繰返し伸長率が90％と良好な伸
縮性を示した。次に、耐熱性は試料を180℃で100時間放
置した後、加熱前と加熱後の引張り強さと伸びの変化率
を調べた。この結果、引張り強さは−15％、伸びは−18
％とその変化は小さく、他の弾性繊維からなる不織布、
例えばポリウレタン繊維不織布がこの条件では原形を保
てないのに比べ、非常に耐熱性が高いことを示した。更
に耐候性は、フェドメーター試験機（スガ試験機（株）
社製）で温度63℃、紫外線照射時間100時間の条件でテ
ストしたが、変退色は全く認められず良好な耐候性を示
した。なお、本実施例の不織布はシリコーン100％から
なり、人体に対する毒性は全くない。

実施例２実施例１と同様のLIM用シリコーン70部と付
加反応により硬化する２液型RTVシリコーン（信越化学
工業（株）社製KE-106）30部（粘度約50ポイズ）とを混
合して、粘度約300ポイズの液状シリコーンを調整し、
これをプランジャー型ポンプで圧送して、吐出圧50kg/c
m²で直径0.33mmのノズルから吐出した。次いで吐出され
た液状シリコーンをノズルの周囲に設けた吹き出し口か
ら吹き出させた温度400℃の空気流により細化し、これ
を300℃に加熱した捕集面上で捕集した。捕集材は実施
例１と同様のものを使用した。

この方法によれば、低粘度の液状シリコーンを用いても
繊維形態を崩さずに不織布化できるので、細い繊維から
なる不織布の製造が可能である。

得られた不織布は平均繊維直径30μｍのシリコーン繊維
からなり、目付80g/m²、厚み0.26mmであった。

また、伸縮性、耐熱性、耐候性について、実施例１と同
様のテストを行ったところ、伸縮性は40％繰返し伸長回
復率が86％，耐熱性は引張り強さの変化率が−21％，伸
びの変化率が−24％と良好な値を示し、また耐候性は変
退色は全く認められなかった。

実施例３実施例１と同様の液状シリコーンをプランジ
ャー型ポンプで圧送し、吐出圧50kg/cm²で直径0.5mmの
ノズルから吐出した。次いで吐出された液状シリコーン
をノズルの周囲に設けた吹き出し口から吹き出させた温
度350℃の空気流により細化し、これを目付35g/m²のナ
イロントリコット上に捕集した。この後、乾燥機により
150℃で３分間加熱して硬化を完了させ、シリコーン繊
維不織布とナイロントリコットとの複合体を得た。

この方法はシリコーン繊維不織布との複合体を作製する
場合などの様に、とくに捕集面に高温が加わると困る場
合に有効な手段であり、この方法によれば、複合される
他素材が熱による収縮や変形を受ける心配がない。

なお、この例の場合、複合する素材にある程度の耐熱性
があれば、捕集後に乾燥機を用いることなく、捕集時に
この素材が熱による変形を受けない範囲で加熱してもよ
いことは言うまでもない。

（発明の効果）本発明のシリコーン繊維不織布は、シリコーン繊維がそ
の交点において自着した３次元的な網状構造となってい
るので、原料とするシリコーンのみからなる不織布を形
成することができる。従って、本発明のシリコーン繊維
不織布は、伸縮性だけでなく、耐熱性、耐候性、無毒性
などに優れており、衣料用、衛材用、その他伸縮性布材
を要する用途において、とくに熱処理を要するものや、
肌に直接接触させて用いるものなどに適している。

また、本発明のシリコーン繊維不織布の製造方法は、と
くに付加反応により硬化する液状シリコーンが、室温付
近では液状で、細孔から吐出したり、気流により細化で
きること，加熱により短時間で硬化すること，硬化前で
あればシリコーン同士に自着性があることを見出して発
明されたものであり、従来、その繊維化すら困難であっ
たシリコーン繊維からなる不織布を、簡便な手段で生産
性良く製造することを可能にしたものである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】付加反応により硬化する液状シリコーンゴ
ムから形成されたシリコーン繊維がその交点において自
着していることを特徴とするシリコーン繊維不織布。
【請求項２】付加反応により硬化する液状シリコーンを
細孔から吐出する工程と、吐出した液状シリコーンを気
流により細化して繊維化する工程と、該繊維が未だ自着
性を有する間に捕集してシート化する工程と、該液状シ
リコーンを加熱により硬化させる工程とからなるシリコ
ーン繊維不織布の製造方法。