JPH0735631B2 - 不織布積層体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、不織布積層体の製造方法に関し、更に詳しく
は、土中給排水材等の農業土木分野、中入綿等の衣料分
野などの通気性や通水性を必要とする産業において広汎
に利用される厚手で低密度の不織布を用いた不織布積層
体の製造方法に関する。

［従来の技術］ 不織布を積層して積層構造体を得ることは、様々な分野
で行われ、積層することによって多様な素材が得られる
ため、近年その重要性が増している。

従来の積層方法を大別すると、水系エマルションや溶液
系の液状接着剤を利用して積層接着せしめる方法と、熱
可塑性樹脂を利用して、粉体、フィルム、あるいは、低
融点の繊維ウェブなどを層間に配してそれらを加熱溶融
せしめることで層間を接着する方法とに分類することが
できる。

その他の特殊な方法としては、紫外線や電子線を照射す
ることで硬化する特殊な樹脂を利用した積層方法や、ニ
ードルパンチ等を利用して機械的に積層する方法が知ら
れている。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の予め形成された不織布の積層方法においては、前
記の液状接着剤を利用した場合も、あるいは、熱可塑性
樹脂を利用した場合も、不織布に対する加熱及び加圧手
段を必須の構成としていた。つまり、液状接着剤を利用
した場合には、乾燥工程が必要で、しかも、単なる乾燥
だけでは層間の接着力が不十分となるため、適当な圧力
を積層体に加えながらの加熱乾燥を必要とした。又、熱
可塑性樹脂を利用する場合には、加熱を要する時間は前
記接着剤を用いる場合に比べて短くすることができる
が、十分な層間接着力を得るためには、加圧条件を液状
接着剤を利用した場合よりもはるかに高いものとする必
要があった。

この加熱及び加圧を必須とする従来の積層方法は、不織
布が薄手のものであったり、あるいは、比較的高密度の
ものである場合には、、適宜製造条件を選ぶことによ
り、層間剥離の生じない優れた品質の製品が得られる方
法であるが、不織布が厚手であったり、低密度のもので
ある場合には、加熱、及び／又は、加圧により、不織布
の厚みを減少せしめたり、あるいは、反対に厚み減少の
生じない製造条件を選んだ場合には、層間の接着力が不
十分となって層間剥離が生じると云う欠点があった。

これらの問題を解決するために、前記の紫外線や電子線
を照射することで硬化する特殊な樹脂を利用して、低
温、低圧で積層接着することも知られているが、これら
の樹脂は、高価であると同時に生産設備に多額の投資を
必要とし、経済性に劣る。

又、紫外線硬化型樹脂は紫外線に対する遮光度の低い極
めて薄手の素材にしか適用できず、電子線硬化型樹脂を
利用する場合も、厚手の素材に適用するためには、電子
線の漏洩を防ぐために多額の設備投資を必要とするの
で、これらの方法も又、満足できる積層方法ではなかっ
た。

又、ニードルパンチ等の機械的結合方法による積層方法
は、繊維間が結合される以前の繊維ウェブや、ルーズな
フェルト状不織布に適用することは可能であつても、予
め接着剤等で繊維間が結合された不織布には適用するこ
とができず、全く汎用性の無いものであった。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、積層体の少なくとも１層が、厚みが1mm以上
で見掛け密度が0.1g/cm³以下の厚手低密度不織布であ
る、不織布積層体の製造方法において、該不織布層と、
別の層の何れか一方又は両方の表面に、熱可塑性樹脂か
らなる接着剤を、加熱溶融スプレー装置により加熱空気
流を利用して、粒状あるいは繊維状に吐出塗布せしめ、
次いで、重合して冷却プレスすることを特徴とする不織
布積層体の製造方法に関する。

［作用］ 本発明は、厚手低密度の不織布を少なくとも一層有する
不織布の製造方法に関し、該不織布の厚み減少を伴うこ
となく積層接着せしめることを目的とし、このために、
加熱溶融スプレー装置を利用することを要旨とする。

本発明で使用する不織布は、厚みが1mm以上で、見掛け
密度が0.1g/cm³以下のものであるが、こうした厚手低密
度の不織布は、従来の積層方法では前述したように加熱
及び加圧の影響により厚みが減少するため、厚み減少を
伴わずに強固な層間結合を得ることは極めて困難であっ
たものであり、厚みが1mm未満のものや、あるいは見掛
け密度が0.1g/cm³を越えるものは、従来の積層方法でも
十分な品質を得ることが可能なため、これらに対しても
本発明の製造方法が適用できるが、本発明の対象とはし
ない。

次に、本発明に用いる熱可塑性樹脂について説明する
と、これらは加熱溶融スプレー装置により積層材表面に
吐出塗布され、積層材の層間を強固に接着することので
きるものであって、該樹脂の融点が60乃至200℃好適に
は90乃至140℃のものから任意に選択される。これらの
樹脂としては、ポリエチレン−酢酸ビニル共重合体系、
ポリオレフィン系、ポリアミド系、ポリエステル系ある
いはポリウレタン系等があり、これらから積層材の性質
に適したものを任意に選ぶことができるが、ポリエチレ
ン−酢酸ビニル共重合体やポリオレフィン系の樹脂にテ
ルペン樹脂等の粘着付与剤をブレンドしたものが、融点
も低く、スプレー塗布後の粘着性の残存時間も長いた
め、強固な層間接着が得られるもので最適のものといえ
る。

以下、本発明を図面に基づいて説明すると、第１図は、
本発明による不織布積層体の製造方法の一例を示す工程
模式図で第２図は、第１図に示す方法で得られた不織布
の断面図である。

第３図及び第４図は、本発明で利用する加熱溶融スプレ
ー装置の吐出部の一例を示す側面図及び正面図である。

第１図において、厚手低密度の不織布A1が送り出され、
次いで管状体３が不織布Ａ上に工程の流れ方向と平行に
所定本数送り出される。

次いで、加熱溶融スプレー装置４により、前記熱可塑性
樹脂が吐出塗布されるが、このスプレー装置の一例につ
いて説明すると、スプレー装置は、熱可塑性樹脂を溶融
せしめる溶融部、溶融した樹脂を一定量スプレーノズル
へ搬送する定量供給部、及び、溶融した樹脂を粒状ある
いは繊維状で吐出するために中央に樹脂吐出口５を有
し、その周囲に高速加熱空気吐出口６を有する吐出部よ
り構成される。

これらの構成を有する装置としては、溶融タンク、液送
ポンプ、スプレーノズルを有する周知のホットメルトス
プレー装置や、メルトブロー法として知られるエクスト
ルーダーを利用した装置等があるが、設備費の少ないこ
とや、作業性の点から第３図及び第４図に示したような
ホットメルトスプレー装置を利用することが有利であ
る。

溶融部において、前記熱可塑性樹脂が溶融されるが、加
熱による樹脂劣化を防ぐためには、温度が樹脂の融点以
上50℃以下であることが好ましく、又、滞留時間を短く
するために一度に大量に溶融しないことが望ましい。定
量供給部に使用する供給装置は、ギヤー型ポンプ、スク
リュー型ポンプ、空気圧を利用したポンプ等、樹脂を定
量、定圧力で搬送できるものであれば何でよい。又、定
量供給部において、樹脂は吐出に適した粘度に調整され
るため、一般的には、樹脂粘度が500〜20,000センチポ
インズ、好適には700〜2000センチポイズに調整できる
加熱装置を備えていることが望ましい。吐出部は、積層
材上に均一に樹脂を塗布することが必要で、このため、
吐出部全体が可動する構造あるいは複数の吐出口を有す
る構造により、塗布した場合にムラが生じない構造とさ
れる。又、吐出口のノズルオリフィス径は、0.3〜3mm、
最適には１〜2mmのものが利用される。

加熱空気は、樹脂温度よりも高いことが望ましく、通常
樹脂の融点以上10〜100℃の範囲に加熱された空気が適
当である。

上記のスプレー装置から吐出された熱可塑性樹脂は、積
層体を構成する一方又は両方の積層材の表面に均一に集
積塗布されるが、スプレーノズルから吐出された樹脂は
急速に冷却されるため、スプレー吐出口から積層材表面
までの距離は20乃至500mm、好適には50乃至150mmである
ことが望ましく、この距離が20mm未満の場合は積層材が
加熱され、冷却プレスにおいて厚みが減少し、反対に50
0mmを越えるような場合には、樹脂が過度に冷却されて
接着性が低下するため不適当である。

次いで、積層材上に塗布された樹脂が粘着性を残存して
いる間に、直ちに別の積層材が重合され冷却プレスロー
ルにより加圧されることで層間が強固に接着される。ス
プレー装置から冷却プレスロールに至る距離は20乃至20
0cmであることが好適で、200cmを越えるようなばあいに
は、樹脂の種類や生産速度により、樹脂の粘着性が失わ
れるため、層間接着が不良となるので好ましくない。

冷却プレスは、加圧調整の可能な２本又はそれ以上の本
数のロールあるいは平板プレスからなり、積層体を加圧
プレスすることで層間に強固な接着力を与える。ここで
いう冷却とは、熱可塑性樹脂を固化せしめることのでき
る温度のことをいい、従ってプレス温度は、一般的に樹
脂の軟化点以下の温度であれば良いが、生産速度の向上
等の点から積極的に冷却水等でロール内部を冷却するこ
とのできる構造のプレスロールを用いることが好まし
い。

以上の製造方法により、厚手、低密度の不織布は、殆
ど、又は、全く加熱されることがない。従って、プレス
加工時に加圧を受けた場合にも、不織布の厚みや密度は
殆ど変化しないので、所望の性質の積層体を得ることが
できる。

又、本発明の要旨である加熱溶融スプレー装置を利用す
ることは、単に積層材を直接加熱しないで層間接着を可
能とするのみならず、従来の方法では、非常に困難か、
あるいは不可能であった、厚手で、見掛け密度が0.03g/
cm³以下のような極めて多孔質の不織布の積層接着をも
容易に可能とする。つまり、これらの極めて多孔質の不
織布は、従来の方法では、液体や粉体の接着剤が不織布
内部に浸透して表面に均一に接着剤が塗布されないた
め、接着不良が生じたり、内部に浸透した接着剤が不織
布の風合いや性能を損なうといった欠点があったが、本
発明の加熱溶融スプレー装置を利用した場合には、加熱
空気流を調整することで、接着剤として用いる熱可塑性
樹脂の吐出形状を、繊維状あるいは蜘蛛の巣状にしたり
することが容易にできるため、樹脂が不織布内部に浸透
することがなく、又、不織布表面に極めて均一に塗布す
ることができるので、不織布の品質を全く損なわずに強
固な層間接着を得ることができる。

以下、本発明を実施例に基づいて更に詳しく説明する
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。

［実施例１］ ポリエステル繊維（３デニール,64mm長）を主体とする
繊維ウェブをアクリル系エマルションで含浸結合せしめ
て、目付120g/m²、厚み4.5mmの厚手低密度の不織布を作
成した。この不織布上に、側面に穴を有する長径5mm、
短径2mmの楕円形管状体を、製品の流れ方向と平行に50m
m間隔で配置し、次いでホットメルトスプレー装置を用
いて、融点120℃で、180℃における溶融粘度が1000セン
チポイズのポリエチレン−酢酸ビニル共重合体系樹脂を
前記不織布表面に30g/m²均一に塗布した。この時のスプ
レー条件は、溶融部温度140℃、定量供給部温度180℃、
吐出部温度180℃、スプレーエアー圧1.3kg/cm²であっ
た。

次いで、樹脂の塗布された不織布上に、直ちにこれと同
一の不織布を積層して、中間層に管状体が配された積層
体を、樹脂吐出口から40cmの距離に配置された、表面温
度25℃の冷却プレスロールにより圧着せしめた。

上記の本発明の方法により得られた不織布積層体は、厚
み8.7mm、層間の剥離強度170g/cmであり、厚み減少がな
く、又層間剥離の恐れのない優れた品質を示し、農業土
木用給排水材として最適のものであった。

［比較例１］ 実施例１と同一の不織布及び管状体を用いて、ホットメ
ルトスプレーによる樹脂塗布に変えて、融点が120℃
で、厚みが0.03mmのポリエチレン−酢酸ビニル共重合体
系樹脂フィルムをサンドイッチした構造の積層体を形成
した後、表面温度140℃のヒートロール間を通過せしめ
て前記フィルムを溶融して層間を接着した不織布積層体
を作成した。

この方法で得られた積層体は、厚みが3.2mm、層間剥離
強度が26g/cmで、厚み減少が激しく、又、極めて容易に
層間剥離の生ずる実用的価値の乏しいものであった。

尚、実施例、比較例とも、剥離強度の測定は、5cm幅の
試験片を100mm/minの速度で定速Ｔ型剥離を行い測定し
た。

［実施例２］ 捲縮性の高いポリエステル繊維（６デニール,76mm長）
を主体とする、目付60g/m²、厚み5mmの厚手低密度不織
布に、実施例１と同一の条件で、融点が120℃で、180℃
における融点粘度が600センチポイズのポリエステル系
樹脂を20g/m²均一に塗布し、直ちにこの上に目付40g/
m²、厚み0.2mmのトリコット編物を積層した後、吐出口
からの距離30cmの位置に設置した常温のプレスロールに
より加圧して、本発明の方法による不織布積層体を得
た。

得られた積層体の厚みは5.2mmで層間剥離強度は120g/cm
であり、層間剥離の恐れが全く無い、衣料用の中入綿や
ブラジャーカップ用資材として最適のものであった。

［比較例２］ 実施例２と同一の不織布上にアクリル系エマルションを
増粘した接着剤を固形分で20g/m²になるように塗布した
後、実施例２と同一のトリコット編物を積層し、次いで
加圧乾燥が可能なフェルトドライヤーを120℃の温度で
通過乾燥せしめて、不織布積層体を得た。

得られた積層体は、厚み3mm、層間剥離強度18g/cmで、
部分的な剥離が生じるとともに、不織布内部に接着剤が
浸透して不織布の風合いを害し、性能品位とも、全く実
用性の無いものであった。

［発明の効果］ 本発明の不織布積層体の製造方法は、装置の構造が極め
て簡単なため、設置スペースが小さく、この結果とし
て、生産における監視作業や準備等に有利であり、大い
に生産効率を高め、又、品質管理を容易なものとする。
しかも、従来の積層方法では、生産が困難であったり、
生産効率が非常に悪かった多孔性材料や柔軟な材料、あ
るいは、伸縮性材料も、本発明においては、材料が加熱
されず、又、生産時のしわやずれを防ぐためのテンショ
ンが不要であるため、従来は積層材として不適当であっ
た種々の材料を利用して従来にはない多様な積層体を製
造することができる。

又、本発明の製造方法による不織布積層体は、前記した
ように厚み減少が殆どなく、且つ、接着剤が粒状あるい
は繊維状で塗布されるため、積層材料の通気性や通水性
を全く阻害しない。このため従来の方法では、厚み減少
や密度増加による通気抵抗や通水抵抗の増加や、接着剤
の悪影響による目詰まり等の恐れがないので、通気性、
通水性に優れた製品の安定生産を可能とする。これら
は、衣料用資材、農業土木用資材、あるいは空調用フィ
ルター資材等として非常に有用性が高いものである。

従って、本発明の不織布積層体の製造方法は、経済性、
作業性、汎用性等に優れ、然も優れた品質の製品を安定
して生産することのできる従来の方法よりも格段に優れ
た製造方法である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の不織布積層体の製造方法の一例を示
す工程模式図である。第２図は、第１図の方法により得
られた層間に管状体が挿入された積層体の断面図であ
る。 第３図及び第４図は、本発明で使用する加熱溶融スプレ
ー装置の吐出部の一例を示す側面図及び正面図である。 図中の数字は、 １……不織布Ａ、２……不織布Ｂ ３……管状体、４……溶融スプレー装置 ５……樹脂吐出口、６……空気吐出口 ７……吐出部ヒーター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｄ０６Ｍ 17/00

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】積層体の少なくとも１層が、厚みが1mm以
   上で見掛け密度が0.1g/cm³以下の厚手、低密度不織布で
   ある、不織布積層体の製造方法において、該不織布層
   と、別の層の何れか一方又は両方の表面に、熱可塑性樹
   脂からなる接着剤を、加熱溶融スプレー装置により加熱
   空気流を利用して、粒状あるいは繊維状に吐出塗布せし
   め、次いで、重合して冷却プレスすることを特徴とする
   不織布積層体の製造方法。
2. 【請求項２】不織布積層体の中間層に、管状体、線状
   体、あるいは網状体を挿入して積層する特許請求の範囲
   第１項記載の不織布積層体の製造方法。
3. 【請求項３】スプレー吐出口から塗布層表面までの距離
   が20乃至500mmで、スプレー装置から冷却プレスロール
   に至る距離が20乃至200cmである特許請求の範囲第１項
   記載の不織布積層体の製造方法。