ウレタン発泡成形用補強基布
【課題】金型への馴染み性、樹脂の浸透性、樹脂漏れ性が良好な発泡成形用補強布と、これを用いた、強度、クッション性に優れ、且つ異音の生じない発泡成形体の提供。
【解決手段】熱圧着面積率が３〜３０％であり、該熱圧着部の１個の融着面積が０．３〜１０ｍｍ２であり、間隔が０．５〜１０ｍｍ、捲縮性長繊維からなるポリプロピレン系スパンボンド不織布から構成される補強布であり、該不織布の目付けが５０〜２００ｇ／ｍ２、ＪＩＳ−Ｌ−１９０６で測定される、目付けあたりのペンジュラム法引裂強さが０．１Ｎ〜２Ｎであることを特徴とするウレタン発泡成形用補強基布。
【解決手段】熱圧着面積率が３〜３０％であり、該熱圧着部の１個の融着面積が０．３〜１０ｍｍ２であり、間隔が０．５〜１０ｍｍ、捲縮性長繊維からなるポリプロピレン系スパンボンド不織布から構成される補強布であり、該不織布の目付けが５０〜２００ｇ／ｍ２、ＪＩＳ−Ｌ−１９０６で測定される、目付けあたりのペンジュラム法引裂強さが０．１Ｎ〜２Ｎであることを特徴とするウレタン発泡成形用補強基布。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウレタン発泡成形用補強基布として、引裂強力に優れ破れ難く、補強効果に優れた成形性ポリウレタン座席用クッション材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用等のクッション材は、軟質ポリウレタンフオーム型内発泡成形体が主として用いられている。
ポリウレタンフオームは、例えば、成型用凹凸金型にポリウレタン樹脂原液を注入し、発泡成形して得られる。得られたクッション体は、バネ、フレーム、パイプ等の取り付け鋼材に装着され使用されるが、車両等の振動時や着席時に擦過音などの異音が発生する。
このような異音の発生防止するために、ウレタンフオームに不織布を補強布として用いる提案がなされている。
特許文献１には、捲縮長繊維不織布を用いた補強布が提案されており、捲縮長繊維を用いる事で、嵩高な構成繊維であり、ウレタン樹脂の浸透性に優れているが、該補強布は取り付け鋼材との接触により破れ易く、取り付け時の張力により融着部に亀裂や、破れ、穴あきなどが発生して樹脂漏れなどの問題が生じる。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−６２０６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記の課題を解決することを目的とし、嵩高性、高い引裂強力を有するウレタン発泡成形用補強布を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは鋭意検討した結果、捲縮性ポリプロピレン系長繊維不織布を用い、繊維中の酸化チタンの含有量を特定範囲以下とし、不織布の気孔率を高い範囲とし、且つ、熱圧着条件をマイルドにすることで、部分熱圧着部の熱圧着程度を調節することができ、その結果、引裂き強力が向上し、ウレタン発泡の成形性など実用上の取り扱い性が向上できることを見出し、本発明に到達した。本願で特許請求される発明は以下のとおりである。
（１）熱圧着面積率が３〜３０％であり、熱圧着部の１個の融着面積が０．３〜１０ｍｍ２であり、間隔が０．５〜１０ｍｍである、捲縮性長繊維からなるポリプロピレン系スパンボンド不織布から構成される補強布であり、該不織布の目付けが５０〜２００ｇ／ｍ２、ＪＩＳ−Ｌ−１９０６で測定される、単位目付けあたりのペンジュラム法引裂強力が１．０Ｎ以上であることを特徴とするウレタン発泡成形用補強基布。
（２）前記捲縮性長繊維の捲縮数が２〜４０個／２５ｍｍであることを特徴とする上記（１）に記載のウレタン発泡成形用補強基布。
（３）前記捲縮性長繊維が繊維径１〜３０μｍであることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載のウレタン発泡成形用補強基布。
（４）熱圧着の温度が１００〜１４５℃であり、圧力が１０〜７００ｋＰａ／ｃｍであることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載のウレタン発泡成形用補強基布。
（５）前記長繊維不織布の気孔容積率が８０〜９５％であることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載のウレタン発泡成形用補強基布。
（６）前記長繊維に含有される酸化チタンが０．３ｗｔ％以下であることを上記（１）〜（５）のいずれかに記載のウレタン発泡成形用補強基布。
（７）上記（１）〜（６）記載のウレタン発泡成形用補強基布を用いて、該基布内にウ
レタン樹脂液を浸透させ、発泡して、ポリウレタンフオームを補強一体化せしめたことを特徴とする発泡成形体。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のウレタン発泡成形用補強基布は、捲縮性ポリプロピレン長繊維からなるスパンボンド不織布から構成され、繊維を白度化させる目的で原料中に添加される酸化チタン微粒子などの添加量を少なくし、且つ、マイルドな熱圧着条件にすることで、実用上の引裂強力などの強度が向上できる。
従って、本発明の目的とする、嵩高性に優れ、かつ、引張強力、引裂強力に優れ、発泡成形体の破れ、穴あきなどの問題がなく、作業性に優れたウレタン発泡成形用補強布であり、更に、クッション性、異音の発生がないなどの優れたウレタン発泡成形体を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下本発明について詳述する。
本発明のウレタン発泡成形用補強基布は、捲縮性ポリプロピレン長繊維からなるスパンボンド法によって得られる長繊維不織布である。
第一の特徴としては、本発明の不織布で用いる捲縮性ポリプロピレン長繊維は、捲縮数２〜４０個／２５ｍｍの長繊維より構成され嵩高性で、粗な構造の不織布であり、気孔容積率が高い不織布である。従って、空隙性の高い不織布であり、ウレタン樹脂の浸透がし易くなり、発泡後、ウレタンフオームと補強布が一体化する程度に接着が良好にできる。
第二の特徴としては、繊維中の酸化チタン微粒子の含有率を少なくすることで、熱圧着処理において、繊維同士の熱圧着性を向上させ、且つ、マイルドな熱圧着条件を選択することによって、破断伸度が向上し、その結果、引裂強度などの実用上の強度を向上させることができる。
従って、ポリウレタン発泡成形体がバネ、フレームなどの座席鋼材などと接触しても、基布の引裂特性が良好であるため、穴あき、破れなど起こり難く、擦過音などの異音が生じ難く、摩擦強力などの耐久性にも優れている。
【０００８】
本発明の捲縮性ポリプロピレン系長繊維としては、粗な構成でウレタン樹脂の染み込みが生じる嵩高性を有し、金型への馴染み性に優れ、且つ、引張強力、引裂強力などに優れる点から、繊維径が１〜３０μｍ、好ましくは３〜２５μｍの単一の繊維構成または細い繊維径と太い繊維径の組み合わせたものが使用でき、捲縮数が２〜４０回／２５ｍｍ、好ましくは５〜３５回／２５ｍｍである。
繊維径が１μｍ未満、捲縮数が２未満では、緻密な繊維構成となり、樹脂の染み込み性、強力などが低下する。一方、繊維径が３０μｍを超えると、捲縮し難くなり、且つ繊維分散性が低下し、捲縮数が４０回／２５ｍｍを超える嵩高繊維は、開繊性が低下し、繊維分散の均等性が低下するなどの問題が生じる。
【０００９】
本発明のポリプロピレン系繊維としては、捲縮性を有する以外は特に制限がなく。例えばポリプロピレンにポリエチレンなどの樹脂を混合した繊維、共重合ポリプロピレン繊維、芯がポリエチレン、鞘がポリプロピレンなどの芯鞘型複合繊維、サイドバイサイド型複合繊維などが用いられる。
【００１０】
更に本発明の嵩高性不織布を満足する構成としては、少なくとも一層が捲縮性ポリプロピレン繊維層を有する事が必要であるが、他の層に繊維径が１０〜２５μｍの非捲縮性ポリプロピレン繊維層、メルトブロー法などの繊維径１〜７μｍの極細繊維層などとの多層の積層構造などが用いられる。
具体的には、繊維径が１５〜３０μｍの捲縮性ポリプロピレン繊維層と、繊維径が１０〜２５μｍの非捲縮性ポリプロピレン繊維層との積層、繊維径が１５〜３０μｍの捲縮性
ポリプロピレン繊維層と、繊維径が１０〜２５μｍの非捲縮性ポリプロピレン繊維とメルトブロー法の繊維径が１〜７μｍの極細繊維、繊維径が１０〜２５μｍの非捲縮性ポリプロピレン繊維の多層構成の繊維層との積層などが用いられる。
【００１１】
一般に、熱可塑性合成繊維不織布に於いては、原料中に無機微粒子、例えば、酸化チタンなどを艶消し剤として添加し、繊維の白度化を行っている。しかし、繊維中の酸化チタン微粒子は、繊維同士の熱圧着による接着性を低下させる作用を有する。酸化チタンの粒子径は０．１〜１μｍが好ましく、０．１〜０．５μｍがより好ましい。
従って、本願の如く、マイルドな熱圧着で、十分な接着力を得るためには、無機微粒子の添加量を少なくする事が好ましい。例えば、添加量を０．３ｗｔ％以下、好ましくは０．２ｗｔ％以下、より好ましくは０．１ｗｔ％以下であり、特に好ましくは０ｗｔ％である。無機微粒子などの添加量が０．３ｗｔ％を超えると繊維同士の接着力が低下する。
本発明において、特に、捲縮性ポリプロピレン長繊維の、繊維中の酸化チタンの含有量を少なくすることで、紡糸工程での繊維形状において、結晶性が抑制され、熱エンボス工程での熱圧着性が向上し、通常より、マイルドな熱圧着条件が採用できる。具体的には、温度、圧力、熱圧着率、１個あたりのエンボス面積などのそれぞれを低下でき、強固な熱圧着を施さなくても、不織布としての、一体性、形態安定性、実用強度を有することができる。
【００１２】
本発明の長繊維ウエブの熱圧着処理は、一対のエンボス凹凸ロールと金属性平滑ロールとの間で、特定の温度と圧力下で、部分的に軟化または融着により接着される。熱圧着条件、例えば、エンボスロール凸部の１個当たりの大きさ、間隔、深さ、形状等により、不織布の特性が大きく変わる。
従って、本発明の目的を満足する嵩高性、強力を得る為には、熱圧着条件を特定範囲に限定することが必要である。
ロール温度は、ポリプロピレン樹脂の融点（１６５℃）より２０〜６５℃低い温度、好ましくは３５〜５５℃低い温度、熱圧着の圧力は１０〜７００ｋＰａ／ｃｍ、好ましくは５０〜５００ｋＰａ／ｃｍである。
熱圧着温度が融点近くの温度では、繊維同士が融着により強固な接着となり、繊維が固定化されて、引裂強力が低下する。
従って、融点より、２０〜６５℃低い温度で圧着させることで、繊維同士の接着ができ、張力などの力がかかっても、圧着部周辺に穴などが生じない。更に、温度と圧力を低くすることで、嵩高性と引裂強力を高く保持することができる。
【００１３】
次いで、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、四角状などで、平行均等配置、千鳥状配置などの均等配置が好ましい。熱圧着部一個の面積は、０．３〜１０ｍｍ２、好ましくは、０．５〜６ｍｍ２であり、エンボス模様の深さは、０．５〜２ｍｍ、好ましくは０．７〜１．７ｍｍであり、熱圧着の間隔は、０．５〜１０ｍｍ、好ましくは、０．８〜６ｍｍの均等配置が好ましい。
【００１４】
本発明の長繊維不織布の熱圧着面積率は、３〜３０％が好ましく、より好ましくは５〜２５％であり、引張強力、引裂強力の両方を高く保持し、且つ、嵩高で柔軟性を有するためには、上記の熱圧着面積率が必要である。圧着面積率が３％未満では、接合面積が少なくなり、引張強力、磨耗強度が低下する。一方、３０％を超えると、引張強力、磨耗強度が高くなるが、風合いがペーパーライクとなり、引裂強力が低下し、金型などとの馴染み性が低下する。
【００１５】
本発明の長繊維不織布の目付けは、５０〜２００ｇ／ｍ２、好ましくは７０〜１６０ｇ／ｍ２である。
目付けが５０ｇ／ｍ２未満では、嵩高性が低下し、引張強力、引裂強力が低下する。一
方２００ｇ／ｍ２を超えると、嵩高性、引張強力、引裂強力が高くできるが柔軟性が低下する。
【００１６】
本発明の長繊維不織布の気孔容積率Ｐは、Ａ：見かけ比重（目付け）／１０００（厚み）とＢ：繊維の比重（ポリプロピレン０．９１）から計算される。
気孔容積率 Ｐ＝（Ｂ−Ａ）／Ｂ ×１００（％）
本発明の長繊維不織布の気孔容積率Ｐは、８０〜９５％、好ましくは８３〜９３％である。
気孔容積率Ｐが８０％未満では、緻密構成となり、空隙が少なく、ウレタン発泡と基布との一体化が低下しやすく、また、繊維の剛性が増し、一方、９５％を超えると粗な構成となり、柔軟性は得られるが強度が低下する。
【００１７】
本発明の長繊維不織布は、熱圧着で繊維同士が強固に固定化されず、適度な引張強力が得られる程度に熱圧着されて、破断伸度に優れ、高い引裂強力をえることができる。
従って、長繊維不織布のＪＩＳ−Ｌ−１９０６で測定される、単位目付けあたりのペンジュラム法引裂強力が１．０Ｎ以上であり、より好ましくは、１．２Ｎ以上、３．０Ｎ以下である。
引裂強力を目付け当たりで換算した値が１．０Ｎ未満では、金型などの取り付け張力で、圧着部周辺に穴あき、破れなどが生じ易くなる
【００１８】
本発明の長繊維不織布の引張強力は、（タテ＋ヨコ）方向の値を目付けで換算した値が、１Ｎ／５ｃｍ以上、好ましくは１．５Ｎ／５ｃｍ以上５Ｎ／５ｃｍ以下である。
引張強力は、（タテ＋ヨコ）方向の値を目付けで換算した値が１Ｎ／５ｃｍ未満では、不織布を構成する繊維同士の接着が弱くなり、摩擦毛羽立ちが生じ易くなり、取り扱い性が悪くなる。
【００１９】
本発明の補強布を用いた発泡ウレタン成形加工は、発泡成形用金型内に、補強布を取り付け、発泡性ウレタン樹脂を注入し、加熱、加圧下でポリウレタンの発泡成形を行い、軟質ポリウレタンフオームの発泡成形体を得る。発泡方法としては、低温のコールド発泡法、またはホット発泡法がある。発泡成形時に必要なことは、ウレタンフオームと補強布とが接着一体化されることであり、且つ、ウレタン樹脂の染み出しがないことである。
【実施例】
【００２０】
以下、実施例および比較例により本発明を具体的に説明するが、下記の実施例に制限されるものではない。
〔測定方法〕
１．目付（ｇ／ｍ２）
ＪＩＳ−Ｌ１９０６に規定の方法に従い、経２０ｃｍ×緯２５ｃｍの試験片を試料の幅１ｍあたり３箇所採取して質量を測定し、その平均値を単位面積あたりの質量に換算して求める。
２．厚み（ｍｍ）
ＪＩＳ−Ｌ１９０６に規定の方法に従い、接圧荷重１００ｇ／ｃｍ２にて幅方向に１０箇所測定し、その平均値を厚みとした。厚み計は、ＰＥＡＣＯＣＫ社製ＮＯ．２０７を用いた。
３．繊維径（μｍ）
繊維ウェブ、不織布などの試料の両端部１０ｃｍを除いて、布帛の幅２０ｃｍ毎の区域からそれぞれ１ｃｍ角の試験片を切り取ってサンプルとした。各試験片についてマイクロスコープで繊維の直径を３０点測定し、該測定値の平均値を算出して繊維径とした。
４．引裂強力（Ｎ）：ＪＩＳ−Ｌ−１９０６ ペンジュラム法に準処して測定
タテ方向を測定し、得られた値を単位目付け１ｇ／ｍ２に換算して
示す。
５．引張強力（Ｎ／５ｃｍ）：ＪＩＳ−Ｌ−１９０６に準処して測定
（タテ＋ヨコ）方向の得られた値を単位目付け１ｇ／ｍ２に
換算して示す。
６．気孔容積率（％）：ＪＩＳ−Ｌ−１０９６に準じる。 （ポリプロピレン０．９１）
みかけ比重Ａは、目付け（ｇ／ｍ２）／厚み（ｍｍ）×１０００
気孔容積率（％）＝（繊維比重―試料みかけ比重）／繊維比重 ×１００
【００２１】
［実施例１〜３］
スパンボンド法により、原料中の酸化チタン（粒子径０．２μｍの添加量が異なるポリプロピレン樹脂を用いて、Ｖ型異形断面紡口より溶融紡糸を行い、冷却装置から温度６０℃の冷風を糸条の側面から吹き付け捲縮を発現させ、牽引装置により延伸し、異形断面の捲縮性連続フイラメントを得、次いで、ウエブを開繊してコンベアネット上に捕集し、一対の凹凸ロール間で熱圧着する。熱圧着条件は、圧着部が融着圧着で強固な接着にならない程度、マイルドな圧着条件として、温度は、１２５℃〜１４５℃（ポリプロピレン樹脂の融点（１６５℃）より、２０〜４０℃低い温度）、圧力は、４００ｋＰａ／ｃｍ〜７００ｋＰａ／ｃｍ、エンボスロール模様は、１個当たり面積がダイヤ形状で１．８ｍｍ２、深さ１．２ｍｍ、最小間隔が３．５ｍｍの千鳥配置で圧着し、得られたウエブを熱圧着率１２％で部分熱圧着して得られた本発明の捲縮性ポリプロピレン長繊維スパンボンド不織布を表―１に記載した。
次いで、発泡成形装置で２液型ウレタン樹脂を用い成形加工を行った。座席用金型に前記捲縮性ポリプロピレン長繊維スパンボンド不織布を凹凸部分に馴染ませるように取り付けたところ、柔軟性があり、金型の形状に馴染むことが出来た。次いで、２液ウレタン樹脂を用いて６０℃のコールド成形法で、発泡成型加工を行い、ウレタンフオームの発泡成形体が得られた。得られた成形体は、不織布の中に樹脂の浸透があり、補強布とウレタン樹脂との接着が良く、且つ、樹脂漏れが生じないため、バネ、フレームなどとの擦過音などの発生がなかった。
【００２２】
［比較例１］
原料中の酸化チタン添加量が１．０ｗｔ％以外は、実施例１と同様の方法でウエブを得、熱圧着条件をエンボス部が融着状態で強固に接着するように行った。得られた不織布は引張強力が高く剛性があり、成形金型の馴染みが悪かった。次いで、発泡成形加工を行ったが、熱圧着周辺部から樹脂漏れが発生し、樹脂漏れ部分でバネ、フレームなどの擦過音が発生し、本願の目的とする補強布の効果が得られなかった。
［比較例２］
原料中の酸化チタン添加量が１．０ｗｔ％以外は、実施例１と同様の方法でウエブを得、熱圧着条件をマイルドな条件にした。得られた不織布の特性は、樹脂漏れはなくなったが熱圧着部の接着力が不足してか、引裂強力 引張強力の低いものであり、本願の目的とする強力が得られなかった。
【００２３】
［実施例４］
スパンボンド法により、原料中の酸化チタンの添加量の０ｗｔ％のポリプロピレン樹脂を用いて、Ｖ型異形断面紡口より溶融紡糸を行い、冷却装置から温度６０℃の冷風を糸条の側面から吹き付け捲縮を発現させ、牽引装置により延伸し、異形断面の捲縮性連続フイラメント、目付け４０ｇ／ｍ２のウエブ（繊維径２５μｍ、捲縮数２０個／２５ｍｍ）を上層とし、無機充填剤（酸化チタン）の添加量の０ｗｔ％のポリプロピレン樹脂を用いて、丸型紡口より溶融紡糸を行い、非捲縮性連続フイラメント、目付け４０ｇ／ｍ２のウエブ（繊維径１６μｍ）を下層として積層ウエブを、コンベアネット上に捕集し、一対の凹凸ロール間で熱圧着する。熱圧着条件は、マイルドな圧着条件として温度は、１３０℃、
圧力は、４００ｋＰａ／ｃｍ、エンボスロール模様は、１個当たり面積がダイヤ形状で２．５ｍｍ２、深さ１．０ｍｍ、最小間隔が５．５ｍｍの千鳥配置で圧着し、得られたウエブを熱圧着率８％で部分熱圧着して得られた本発明の捲縮性ポリプロピレン長繊維スパンボンド不織布を表―１に記載した。
次いで、発泡成形装置で２液型ウレタン樹脂を用い発泡成形加工を行った。座席用金型に前記捲縮性ポリプロピレン長繊維スパンボンド不織布を凹凸部分に馴染ませるように取り付けたところ、柔軟性があり、金型の形状に馴染むことが出来た。次いで、２液ウレタン樹脂を用いて６０℃のコールド成形法で、発泡成型加工を行い、ウレタンフオームの発泡成形体が得られた。得られた成形体は、不織布の中に樹脂の浸透があり、補強布とウレタン樹脂との接着が良く、且つ、樹脂漏れが生じないため、バネ、フレームなどとの擦過音などの発生がなかった。
【００２４】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明のウレタン発泡成形用補強基布は、捲縮繊維からなるために嵩高性に優れ、かつ、引張強力、引裂強力に優れ、柔軟で金型などへの馴染みが良く、作業性に優れたウレタン発泡成形用補強布であり、発泡成形体が樹脂漏れなどの問題がなく、バネ、フレームなどの座席用鋼材などとの接触による、破れ、穴あき、などが生じなく、クッション性、擦過音などが生じない。従って、車両などの座席等に広く用いる事ができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウレタン発泡成形用補強基布として、引裂強力に優れ破れ難く、補強効果に優れた成形性ポリウレタン座席用クッション材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用等のクッション材は、軟質ポリウレタンフオーム型内発泡成形体が主として用いられている。
ポリウレタンフオームは、例えば、成型用凹凸金型にポリウレタン樹脂原液を注入し、発泡成形して得られる。得られたクッション体は、バネ、フレーム、パイプ等の取り付け鋼材に装着され使用されるが、車両等の振動時や着席時に擦過音などの異音が発生する。
このような異音の発生防止するために、ウレタンフオームに不織布を補強布として用いる提案がなされている。
特許文献１には、捲縮長繊維不織布を用いた補強布が提案されており、捲縮長繊維を用いる事で、嵩高な構成繊維であり、ウレタン樹脂の浸透性に優れているが、該補強布は取り付け鋼材との接触により破れ易く、取り付け時の張力により融着部に亀裂や、破れ、穴あきなどが発生して樹脂漏れなどの問題が生じる。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−６２０６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記の課題を解決することを目的とし、嵩高性、高い引裂強力を有するウレタン発泡成形用補強布を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは鋭意検討した結果、捲縮性ポリプロピレン系長繊維不織布を用い、繊維中の酸化チタンの含有量を特定範囲以下とし、不織布の気孔率を高い範囲とし、且つ、熱圧着条件をマイルドにすることで、部分熱圧着部の熱圧着程度を調節することができ、その結果、引裂き強力が向上し、ウレタン発泡の成形性など実用上の取り扱い性が向上できることを見出し、本発明に到達した。本願で特許請求される発明は以下のとおりである。
（１）熱圧着面積率が３〜３０％であり、熱圧着部の１個の融着面積が０．３〜１０ｍｍ２であり、間隔が０．５〜１０ｍｍである、捲縮性長繊維からなるポリプロピレン系スパンボンド不織布から構成される補強布であり、該不織布の目付けが５０〜２００ｇ／ｍ２、ＪＩＳ−Ｌ−１９０６で測定される、単位目付けあたりのペンジュラム法引裂強力が１．０Ｎ以上であることを特徴とするウレタン発泡成形用補強基布。
（２）前記捲縮性長繊維の捲縮数が２〜４０個／２５ｍｍであることを特徴とする上記（１）に記載のウレタン発泡成形用補強基布。
（３）前記捲縮性長繊維が繊維径１〜３０μｍであることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載のウレタン発泡成形用補強基布。
（４）熱圧着の温度が１００〜１４５℃であり、圧力が１０〜７００ｋＰａ／ｃｍであることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載のウレタン発泡成形用補強基布。
（５）前記長繊維不織布の気孔容積率が８０〜９５％であることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載のウレタン発泡成形用補強基布。
（６）前記長繊維に含有される酸化チタンが０．３ｗｔ％以下であることを上記（１）〜（５）のいずれかに記載のウレタン発泡成形用補強基布。
（７）上記（１）〜（６）記載のウレタン発泡成形用補強基布を用いて、該基布内にウ
レタン樹脂液を浸透させ、発泡して、ポリウレタンフオームを補強一体化せしめたことを特徴とする発泡成形体。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のウレタン発泡成形用補強基布は、捲縮性ポリプロピレン長繊維からなるスパンボンド不織布から構成され、繊維を白度化させる目的で原料中に添加される酸化チタン微粒子などの添加量を少なくし、且つ、マイルドな熱圧着条件にすることで、実用上の引裂強力などの強度が向上できる。
従って、本発明の目的とする、嵩高性に優れ、かつ、引張強力、引裂強力に優れ、発泡成形体の破れ、穴あきなどの問題がなく、作業性に優れたウレタン発泡成形用補強布であり、更に、クッション性、異音の発生がないなどの優れたウレタン発泡成形体を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下本発明について詳述する。
本発明のウレタン発泡成形用補強基布は、捲縮性ポリプロピレン長繊維からなるスパンボンド法によって得られる長繊維不織布である。
第一の特徴としては、本発明の不織布で用いる捲縮性ポリプロピレン長繊維は、捲縮数２〜４０個／２５ｍｍの長繊維より構成され嵩高性で、粗な構造の不織布であり、気孔容積率が高い不織布である。従って、空隙性の高い不織布であり、ウレタン樹脂の浸透がし易くなり、発泡後、ウレタンフオームと補強布が一体化する程度に接着が良好にできる。
第二の特徴としては、繊維中の酸化チタン微粒子の含有率を少なくすることで、熱圧着処理において、繊維同士の熱圧着性を向上させ、且つ、マイルドな熱圧着条件を選択することによって、破断伸度が向上し、その結果、引裂強度などの実用上の強度を向上させることができる。
従って、ポリウレタン発泡成形体がバネ、フレームなどの座席鋼材などと接触しても、基布の引裂特性が良好であるため、穴あき、破れなど起こり難く、擦過音などの異音が生じ難く、摩擦強力などの耐久性にも優れている。
【０００８】
本発明の捲縮性ポリプロピレン系長繊維としては、粗な構成でウレタン樹脂の染み込みが生じる嵩高性を有し、金型への馴染み性に優れ、且つ、引張強力、引裂強力などに優れる点から、繊維径が１〜３０μｍ、好ましくは３〜２５μｍの単一の繊維構成または細い繊維径と太い繊維径の組み合わせたものが使用でき、捲縮数が２〜４０回／２５ｍｍ、好ましくは５〜３５回／２５ｍｍである。
繊維径が１μｍ未満、捲縮数が２未満では、緻密な繊維構成となり、樹脂の染み込み性、強力などが低下する。一方、繊維径が３０μｍを超えると、捲縮し難くなり、且つ繊維分散性が低下し、捲縮数が４０回／２５ｍｍを超える嵩高繊維は、開繊性が低下し、繊維分散の均等性が低下するなどの問題が生じる。
【０００９】
本発明のポリプロピレン系繊維としては、捲縮性を有する以外は特に制限がなく。例えばポリプロピレンにポリエチレンなどの樹脂を混合した繊維、共重合ポリプロピレン繊維、芯がポリエチレン、鞘がポリプロピレンなどの芯鞘型複合繊維、サイドバイサイド型複合繊維などが用いられる。
【００１０】
更に本発明の嵩高性不織布を満足する構成としては、少なくとも一層が捲縮性ポリプロピレン繊維層を有する事が必要であるが、他の層に繊維径が１０〜２５μｍの非捲縮性ポリプロピレン繊維層、メルトブロー法などの繊維径１〜７μｍの極細繊維層などとの多層の積層構造などが用いられる。
具体的には、繊維径が１５〜３０μｍの捲縮性ポリプロピレン繊維層と、繊維径が１０〜２５μｍの非捲縮性ポリプロピレン繊維層との積層、繊維径が１５〜３０μｍの捲縮性
ポリプロピレン繊維層と、繊維径が１０〜２５μｍの非捲縮性ポリプロピレン繊維とメルトブロー法の繊維径が１〜７μｍの極細繊維、繊維径が１０〜２５μｍの非捲縮性ポリプロピレン繊維の多層構成の繊維層との積層などが用いられる。
【００１１】
一般に、熱可塑性合成繊維不織布に於いては、原料中に無機微粒子、例えば、酸化チタンなどを艶消し剤として添加し、繊維の白度化を行っている。しかし、繊維中の酸化チタン微粒子は、繊維同士の熱圧着による接着性を低下させる作用を有する。酸化チタンの粒子径は０．１〜１μｍが好ましく、０．１〜０．５μｍがより好ましい。
従って、本願の如く、マイルドな熱圧着で、十分な接着力を得るためには、無機微粒子の添加量を少なくする事が好ましい。例えば、添加量を０．３ｗｔ％以下、好ましくは０．２ｗｔ％以下、より好ましくは０．１ｗｔ％以下であり、特に好ましくは０ｗｔ％である。無機微粒子などの添加量が０．３ｗｔ％を超えると繊維同士の接着力が低下する。
本発明において、特に、捲縮性ポリプロピレン長繊維の、繊維中の酸化チタンの含有量を少なくすることで、紡糸工程での繊維形状において、結晶性が抑制され、熱エンボス工程での熱圧着性が向上し、通常より、マイルドな熱圧着条件が採用できる。具体的には、温度、圧力、熱圧着率、１個あたりのエンボス面積などのそれぞれを低下でき、強固な熱圧着を施さなくても、不織布としての、一体性、形態安定性、実用強度を有することができる。
【００１２】
本発明の長繊維ウエブの熱圧着処理は、一対のエンボス凹凸ロールと金属性平滑ロールとの間で、特定の温度と圧力下で、部分的に軟化または融着により接着される。熱圧着条件、例えば、エンボスロール凸部の１個当たりの大きさ、間隔、深さ、形状等により、不織布の特性が大きく変わる。
従って、本発明の目的を満足する嵩高性、強力を得る為には、熱圧着条件を特定範囲に限定することが必要である。
ロール温度は、ポリプロピレン樹脂の融点（１６５℃）より２０〜６５℃低い温度、好ましくは３５〜５５℃低い温度、熱圧着の圧力は１０〜７００ｋＰａ／ｃｍ、好ましくは５０〜５００ｋＰａ／ｃｍである。
熱圧着温度が融点近くの温度では、繊維同士が融着により強固な接着となり、繊維が固定化されて、引裂強力が低下する。
従って、融点より、２０〜６５℃低い温度で圧着させることで、繊維同士の接着ができ、張力などの力がかかっても、圧着部周辺に穴などが生じない。更に、温度と圧力を低くすることで、嵩高性と引裂強力を高く保持することができる。
【００１３】
次いで、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、四角状などで、平行均等配置、千鳥状配置などの均等配置が好ましい。熱圧着部一個の面積は、０．３〜１０ｍｍ２、好ましくは、０．５〜６ｍｍ２であり、エンボス模様の深さは、０．５〜２ｍｍ、好ましくは０．７〜１．７ｍｍであり、熱圧着の間隔は、０．５〜１０ｍｍ、好ましくは、０．８〜６ｍｍの均等配置が好ましい。
【００１４】
本発明の長繊維不織布の熱圧着面積率は、３〜３０％が好ましく、より好ましくは５〜２５％であり、引張強力、引裂強力の両方を高く保持し、且つ、嵩高で柔軟性を有するためには、上記の熱圧着面積率が必要である。圧着面積率が３％未満では、接合面積が少なくなり、引張強力、磨耗強度が低下する。一方、３０％を超えると、引張強力、磨耗強度が高くなるが、風合いがペーパーライクとなり、引裂強力が低下し、金型などとの馴染み性が低下する。
【００１５】
本発明の長繊維不織布の目付けは、５０〜２００ｇ／ｍ２、好ましくは７０〜１６０ｇ／ｍ２である。
目付けが５０ｇ／ｍ２未満では、嵩高性が低下し、引張強力、引裂強力が低下する。一
方２００ｇ／ｍ２を超えると、嵩高性、引張強力、引裂強力が高くできるが柔軟性が低下する。
【００１６】
本発明の長繊維不織布の気孔容積率Ｐは、Ａ：見かけ比重（目付け）／１０００（厚み）とＢ：繊維の比重（ポリプロピレン０．９１）から計算される。
気孔容積率 Ｐ＝（Ｂ−Ａ）／Ｂ ×１００（％）
本発明の長繊維不織布の気孔容積率Ｐは、８０〜９５％、好ましくは８３〜９３％である。
気孔容積率Ｐが８０％未満では、緻密構成となり、空隙が少なく、ウレタン発泡と基布との一体化が低下しやすく、また、繊維の剛性が増し、一方、９５％を超えると粗な構成となり、柔軟性は得られるが強度が低下する。
【００１７】
本発明の長繊維不織布は、熱圧着で繊維同士が強固に固定化されず、適度な引張強力が得られる程度に熱圧着されて、破断伸度に優れ、高い引裂強力をえることができる。
従って、長繊維不織布のＪＩＳ−Ｌ−１９０６で測定される、単位目付けあたりのペンジュラム法引裂強力が１．０Ｎ以上であり、より好ましくは、１．２Ｎ以上、３．０Ｎ以下である。
引裂強力を目付け当たりで換算した値が１．０Ｎ未満では、金型などの取り付け張力で、圧着部周辺に穴あき、破れなどが生じ易くなる
【００１８】
本発明の長繊維不織布の引張強力は、（タテ＋ヨコ）方向の値を目付けで換算した値が、１Ｎ／５ｃｍ以上、好ましくは１．５Ｎ／５ｃｍ以上５Ｎ／５ｃｍ以下である。
引張強力は、（タテ＋ヨコ）方向の値を目付けで換算した値が１Ｎ／５ｃｍ未満では、不織布を構成する繊維同士の接着が弱くなり、摩擦毛羽立ちが生じ易くなり、取り扱い性が悪くなる。
【００１９】
本発明の補強布を用いた発泡ウレタン成形加工は、発泡成形用金型内に、補強布を取り付け、発泡性ウレタン樹脂を注入し、加熱、加圧下でポリウレタンの発泡成形を行い、軟質ポリウレタンフオームの発泡成形体を得る。発泡方法としては、低温のコールド発泡法、またはホット発泡法がある。発泡成形時に必要なことは、ウレタンフオームと補強布とが接着一体化されることであり、且つ、ウレタン樹脂の染み出しがないことである。
【実施例】
【００２０】
以下、実施例および比較例により本発明を具体的に説明するが、下記の実施例に制限されるものではない。
〔測定方法〕
１．目付（ｇ／ｍ２）
ＪＩＳ−Ｌ１９０６に規定の方法に従い、経２０ｃｍ×緯２５ｃｍの試験片を試料の幅１ｍあたり３箇所採取して質量を測定し、その平均値を単位面積あたりの質量に換算して求める。
２．厚み（ｍｍ）
ＪＩＳ−Ｌ１９０６に規定の方法に従い、接圧荷重１００ｇ／ｃｍ２にて幅方向に１０箇所測定し、その平均値を厚みとした。厚み計は、ＰＥＡＣＯＣＫ社製ＮＯ．２０７を用いた。
３．繊維径（μｍ）
繊維ウェブ、不織布などの試料の両端部１０ｃｍを除いて、布帛の幅２０ｃｍ毎の区域からそれぞれ１ｃｍ角の試験片を切り取ってサンプルとした。各試験片についてマイクロスコープで繊維の直径を３０点測定し、該測定値の平均値を算出して繊維径とした。
４．引裂強力（Ｎ）：ＪＩＳ−Ｌ−１９０６ ペンジュラム法に準処して測定
タテ方向を測定し、得られた値を単位目付け１ｇ／ｍ２に換算して
示す。
５．引張強力（Ｎ／５ｃｍ）：ＪＩＳ−Ｌ−１９０６に準処して測定
（タテ＋ヨコ）方向の得られた値を単位目付け１ｇ／ｍ２に
換算して示す。
６．気孔容積率（％）：ＪＩＳ−Ｌ−１０９６に準じる。 （ポリプロピレン０．９１）
みかけ比重Ａは、目付け（ｇ／ｍ２）／厚み（ｍｍ）×１０００
気孔容積率（％）＝（繊維比重―試料みかけ比重）／繊維比重 ×１００
【００２１】
［実施例１〜３］
スパンボンド法により、原料中の酸化チタン（粒子径０．２μｍの添加量が異なるポリプロピレン樹脂を用いて、Ｖ型異形断面紡口より溶融紡糸を行い、冷却装置から温度６０℃の冷風を糸条の側面から吹き付け捲縮を発現させ、牽引装置により延伸し、異形断面の捲縮性連続フイラメントを得、次いで、ウエブを開繊してコンベアネット上に捕集し、一対の凹凸ロール間で熱圧着する。熱圧着条件は、圧着部が融着圧着で強固な接着にならない程度、マイルドな圧着条件として、温度は、１２５℃〜１４５℃（ポリプロピレン樹脂の融点（１６５℃）より、２０〜４０℃低い温度）、圧力は、４００ｋＰａ／ｃｍ〜７００ｋＰａ／ｃｍ、エンボスロール模様は、１個当たり面積がダイヤ形状で１．８ｍｍ２、深さ１．２ｍｍ、最小間隔が３．５ｍｍの千鳥配置で圧着し、得られたウエブを熱圧着率１２％で部分熱圧着して得られた本発明の捲縮性ポリプロピレン長繊維スパンボンド不織布を表―１に記載した。
次いで、発泡成形装置で２液型ウレタン樹脂を用い成形加工を行った。座席用金型に前記捲縮性ポリプロピレン長繊維スパンボンド不織布を凹凸部分に馴染ませるように取り付けたところ、柔軟性があり、金型の形状に馴染むことが出来た。次いで、２液ウレタン樹脂を用いて６０℃のコールド成形法で、発泡成型加工を行い、ウレタンフオームの発泡成形体が得られた。得られた成形体は、不織布の中に樹脂の浸透があり、補強布とウレタン樹脂との接着が良く、且つ、樹脂漏れが生じないため、バネ、フレームなどとの擦過音などの発生がなかった。
【００２２】
［比較例１］
原料中の酸化チタン添加量が１．０ｗｔ％以外は、実施例１と同様の方法でウエブを得、熱圧着条件をエンボス部が融着状態で強固に接着するように行った。得られた不織布は引張強力が高く剛性があり、成形金型の馴染みが悪かった。次いで、発泡成形加工を行ったが、熱圧着周辺部から樹脂漏れが発生し、樹脂漏れ部分でバネ、フレームなどの擦過音が発生し、本願の目的とする補強布の効果が得られなかった。
［比較例２］
原料中の酸化チタン添加量が１．０ｗｔ％以外は、実施例１と同様の方法でウエブを得、熱圧着条件をマイルドな条件にした。得られた不織布の特性は、樹脂漏れはなくなったが熱圧着部の接着力が不足してか、引裂強力 引張強力の低いものであり、本願の目的とする強力が得られなかった。
【００２３】
［実施例４］
スパンボンド法により、原料中の酸化チタンの添加量の０ｗｔ％のポリプロピレン樹脂を用いて、Ｖ型異形断面紡口より溶融紡糸を行い、冷却装置から温度６０℃の冷風を糸条の側面から吹き付け捲縮を発現させ、牽引装置により延伸し、異形断面の捲縮性連続フイラメント、目付け４０ｇ／ｍ２のウエブ（繊維径２５μｍ、捲縮数２０個／２５ｍｍ）を上層とし、無機充填剤（酸化チタン）の添加量の０ｗｔ％のポリプロピレン樹脂を用いて、丸型紡口より溶融紡糸を行い、非捲縮性連続フイラメント、目付け４０ｇ／ｍ２のウエブ（繊維径１６μｍ）を下層として積層ウエブを、コンベアネット上に捕集し、一対の凹凸ロール間で熱圧着する。熱圧着条件は、マイルドな圧着条件として温度は、１３０℃、
圧力は、４００ｋＰａ／ｃｍ、エンボスロール模様は、１個当たり面積がダイヤ形状で２．５ｍｍ２、深さ１．０ｍｍ、最小間隔が５．５ｍｍの千鳥配置で圧着し、得られたウエブを熱圧着率８％で部分熱圧着して得られた本発明の捲縮性ポリプロピレン長繊維スパンボンド不織布を表―１に記載した。
次いで、発泡成形装置で２液型ウレタン樹脂を用い発泡成形加工を行った。座席用金型に前記捲縮性ポリプロピレン長繊維スパンボンド不織布を凹凸部分に馴染ませるように取り付けたところ、柔軟性があり、金型の形状に馴染むことが出来た。次いで、２液ウレタン樹脂を用いて６０℃のコールド成形法で、発泡成型加工を行い、ウレタンフオームの発泡成形体が得られた。得られた成形体は、不織布の中に樹脂の浸透があり、補強布とウレタン樹脂との接着が良く、且つ、樹脂漏れが生じないため、バネ、フレームなどとの擦過音などの発生がなかった。
【００２４】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明のウレタン発泡成形用補強基布は、捲縮繊維からなるために嵩高性に優れ、かつ、引張強力、引裂強力に優れ、柔軟で金型などへの馴染みが良く、作業性に優れたウレタン発泡成形用補強布であり、発泡成形体が樹脂漏れなどの問題がなく、バネ、フレームなどの座席用鋼材などとの接触による、破れ、穴あき、などが生じなく、クッション性、擦過音などが生じない。従って、車両などの座席等に広く用いる事ができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱圧着面積率が３〜３０％であり、熱圧着部の１個の融着面積が０．３〜１０ｍｍ２であり、間隔が０．５〜１０ｍｍである、捲縮性長繊維からなるポリプロピレン系スパンボンド不織布から構成される補強布であり、該不織布の目付けが５０〜２００ｇ／ｍ２、ＪＩＳ−Ｌ−１９０６で測定される、単位目付けあたりのペンジュラム法引裂強力が１．０Ｎ以上であることを特徴とするウレタン発泡成形用補強基布。
【請求項２】
前記捲縮性長繊維の捲縮数が２〜４０個／２５ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のウレタン発泡成形用補強基布。
【請求項３】
前記捲縮性長繊維が繊維径１〜３０μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載のウレタン発泡成形用補強基布。
【請求項４】
熱圧着の温度が１００〜１４５℃であり、圧力が１０〜７００ｋＰａ／ｃｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のウレタン発泡成形用補強基布。
【請求項５】
前記長繊維不織布の気孔容積率が８０〜９５％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のウレタン発泡成形用補強基布。
【請求項６】
前記長繊維に含有される酸化チタンが０．３ｗｔ％以下であることを請求項１〜５のいずれかに記載のウレタン発泡成形用補強基布。
【請求項７】
請求項１〜６記載のウレタン発泡成形用補強基布を用いて、該基布内にウレタン樹脂液を浸透させ、発泡して、ポリウレタンフオームを補強一体化せしめたことを特徴とする発泡成形体。
【請求項１】
熱圧着面積率が３〜３０％であり、熱圧着部の１個の融着面積が０．３〜１０ｍｍ２であり、間隔が０．５〜１０ｍｍである、捲縮性長繊維からなるポリプロピレン系スパンボンド不織布から構成される補強布であり、該不織布の目付けが５０〜２００ｇ／ｍ２、ＪＩＳ−Ｌ−１９０６で測定される、単位目付けあたりのペンジュラム法引裂強力が１．０Ｎ以上であることを特徴とするウレタン発泡成形用補強基布。
【請求項２】
前記捲縮性長繊維の捲縮数が２〜４０個／２５ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のウレタン発泡成形用補強基布。
【請求項３】
前記捲縮性長繊維が繊維径１〜３０μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載のウレタン発泡成形用補強基布。
【請求項４】
熱圧着の温度が１００〜１４５℃であり、圧力が１０〜７００ｋＰａ／ｃｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のウレタン発泡成形用補強基布。
【請求項５】
前記長繊維不織布の気孔容積率が８０〜９５％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のウレタン発泡成形用補強基布。
【請求項６】
前記長繊維に含有される酸化チタンが０．３ｗｔ％以下であることを請求項１〜５のいずれかに記載のウレタン発泡成形用補強基布。
【請求項７】
請求項１〜６記載のウレタン発泡成形用補強基布を用いて、該基布内にウレタン樹脂液を浸透させ、発泡して、ポリウレタンフオームを補強一体化せしめたことを特徴とする発泡成形体。
【公開番号】特開２００９−１６７５７０（Ｐ２００９−１６７５７０Ａ）
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９４２５（Ｐ２００８−９４２５）
【出願日】平成２０年１月１８日（２００８．１．１８）
【出願人】（３０３０４６３０３）旭化成せんい株式会社 (548)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月１８日（２００８．１．１８）
【出願人】（３０３０４６３０３）旭化成せんい株式会社 (548)
【Ｆターム（参考）】
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