説明

繊維シート状接着材、及びそれを用いた複合体

【課題】 接着工程で取り扱い易く、かつ優れた剥離強力を有する繊維シート状接着材を提供する。
【解決手段】 本発明は、熱可塑性樹脂からなる第一成分を50質量%〜95質量%とロジン、ロジンエステル、テルペンベース化合物、ピペリレンベース化合物、及び炭化水素ベース化合物から選ばれる少なくとも一種類からなる第二成分を5質量%〜50質量%とを含む繊維から形成され、該繊維からなるメルトブロー不織布又はスパンボンド不織布を含む繊維シート状接着材である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、接着対象物を接着させる接着剤に関し、詳細には繊維シート状接着材に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、紙、木材、ゴム、プラスチック等の有機物材料や、ガラス、セラミック、金属等の無機物材料の接着には、例えば、酢酸ビニル成分等の熱硬化性樹脂や、尿素樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が使用されている。そして、接着剤は液体形態で又は溶液で接着対象物に塗布され用いられていた。しかし、液体形態や溶液形態の接着剤を接着対象物に塗布すると、濃度ムラや塗布ムラが発生し、乾燥後に歪みが生じるという問題があった。また、接着剤を塗布する際に液だれが起きるという問題があった。
【0003】
特許文献1は、単板に熱可塑性合成樹脂フイルムを積層し、加熱条件下でプレスする合板の製造方法を開示している。また、特許文献2は、フィルム状の接着剤を用いた合板の製造方法を開示している。しかし、特許文献1及び特許文献2で示されるようなフィルム状の接着剤は、平滑でない面や凹凸を有する面への追随性がなく、穴が空いたりシワがよったりし、取り扱いにくく、また、接着ムラが生じるという問題があった。
【0004】
特許文献3は、短繊維を含む接着材で接着した卓球ラケットのブレード本体が開示されている。特許文献3は曲げ強度を補強するために短繊維を含む接着材で接着させている。しかし、接着成分に加えて短繊維を含むので、短繊維が均一に分散せず、接着強力や剥離強力が弱くなるという問題点があった。
【0005】
特許文献4は、エチレン共重合体樹脂と接着促進剤を含む熱接着成分と繊維形成成分を含む熱接着性複合繊維が開示されている。しかし、複合繊維の形態であると、繊維形成成分が接着性を阻害する場合があった。
【0006】
【特許文献1】特開昭58−082706
【特許文献2】特開昭59−185602
【特許文献3】特開2004−065470
【特許文献4】特開2006−144199
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、接着対象物の接着工程において取り扱い易く、かつ優れた接着力(剥離強力)を有する繊維シート状接着材を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の繊維シート状接着材は、熱可塑性樹脂からなる第一成分を50質量%〜95質量%と、ロジン、ロジンエステル、テルペンベース化合物、ピペリレンベース化合物、及び炭化水素ベース化合物から選ばれる少なくとも一種類からなる第二成分を5質量%〜50質量%とを含む繊維から形成され、該繊維からなるメルトブローン不織布又はスパンボンド不織布を含むことを特徴とする。
【0009】
本発明の複合体は、前記繊維シート状接着材を含むことを特徴とする。
【0010】
本発明の木製材料複合体は、前記繊維シート状接着材を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
本発明の繊維シート状接着材は、接着対象物を接着させる工程において、取り扱い易く、かつ優れた接着性を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
本発明者は、従来の問題点を解決すべく、接着剤について検討し、接着剤を塗布する際に液だれの起きない繊維シート状の接着材を見出した。さらには、液体形態や溶液形態の接着剤の問題点である濃度ムラ、塗布ムラがなく、接着対象物同士を接着したときの接着力(以下、剥離強力ともいう)に優れた構成の繊維シート状接着材を見出した。
【0013】
即ち、本発明の繊維シート状接着材は、熱可塑性樹脂からなる第一成分を50質量%〜95質量%と、ロジン、ロジンエステル、テルペンベース化合物、ピペリレンベース化合物、及び炭化水素ベース化合物から選ばれる少なくとも一種類からなる第二成分を5質量%〜50質量%とを含む繊維から形成され、該繊維からなるメルトブローン不織布又はスパンボンド不織布を含むことを特徴とする。
【0014】
本発明の第1成分は、熱可塑性樹脂を50質量%〜95質量%含み、好ましくは熱可塑性樹脂を50質量%〜70質量%含み、より好ましくは熱可塑性樹脂を55質量%〜65質量%含む。熱可塑性樹脂が50質量%以上であると得られた繊維シートは接着工程で取り扱い易い。
【0015】
本発明で用いられる熱可塑性樹脂は、特に限定されないが、具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−ビニルアルコール共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン−(メタ)酢酸メチル共重合体、エチレン−(無水)マレイン酸等のポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ナイロン6、ナイロン66等のポリアミド系樹脂が挙げられる。中でも、熱可塑性樹脂は、第2成分との相溶性の観点からエチレン−ビニルアルコール共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン−(メタ)酢酸メチル共重合体、及びエチレン−(無水)マレイン酸から選ばれる少なくとも一種類であることが好ましい。
【0016】
本発明で用いられる熱可塑性樹脂がエチレン−ビニルアルコール共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン−(メタ)酢酸メチル共重合体、及びエチレン−(無水)マレイン酸から選ばれる少なくとも一種類である場合は、これらの共重合体におけるエチレン含有量は、70mol%〜98mol%であることが好ましい。エチレン含有量が70mol%以上の共重合体であると、繊維化し易く、エチレン含有量が98mol%以下の共重合体であると、接着性に優れた繊維シート状接着材を得ることができる。
【0017】
本発明で用いられる熱可塑性樹脂は、融点が70℃〜120℃であることが好ましく、融点が80℃〜110℃であることがより好ましい。熱可塑性樹脂の融点が70℃以上であると、繊維同士の融着が少なく不織布化しやすい。また、熱可塑性樹脂の融点が120℃以下であると、低温での接着性に優れる。
【0018】
本発明の第二成分は、ロジン、ロジンエステル、テルペンベース化合物、ピペリレンベース化合物、及び炭化水素ベース化合物から選ばれる少なくとも一種類からなる。第二成分は、例えば、ロジン、ロジンエステルの場合は、ガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジンが挙げられる。テルペンベース化合物の場合は、テルペン化合物、テルペンフェノール化合物、水添テルペン化合物が挙げられる。炭化水素ベース化合物の場合は、芳香族炭化水素化合物が挙げられる。中でも、第二成分は、テルペンフェノールであることが好ましい。テルペンフェノールは、下記(化1)に示す一般式で表され、α−ピネン、β−ピネン、ジペンテンのテルペンモノマーとフェノールを反応させて得られる。
【0019】
【化1】

【0020】
本発明の繊維は、第二成分を5質量%〜50質量%とを含み、好ましくは30質量%〜50質量%含み、より好ましくは35質量%〜45質量%含む。第2成分を5質量%以上含むと、接着対象物との接着性に優れる。また、第二成分を50質量%以下で含むと、過度な繊維同士の融着が少なく、メルトブローン不織布又はスパンボンド不織布の形態としやすい。
【0021】
第二成分は、軟化点が100℃〜150℃の範囲であることが好ましく、軟化点が110℃〜140℃の範囲であることがより好ましい。第二成分の軟化点が100℃以上であると、紡糸直後に繊維同士が融着し難く、繊維シートを形成しやすい。また、第二成分の軟化点が150℃以下であると、低温での接着性に優れる。
【0022】
本発明で用いられる繊維は、第一成分及び第二成分以外に他の成分を10質量%未満で含んでよい。他の成分は、特に限定されないが、難燃剤、接着促進剤、金属材料、無機材料等が挙げられる。
【0023】
本発明の繊維シート状接着材を構成する繊維は、単一繊維、又は複合繊維であってよい。中でも、単一繊維の形態であることが好ましい。ここで、単一繊維とは、繊維が繊維断面において1つのセグメントからなることをいう。そして、単一繊維とは、二以上の成分を混合してなる繊維、及びポリマーアロイからなる繊維を含む。繊維が単一繊維であると、繊維が繊維断面において均等に軟化しやすいので、接着温度を管理しやすく、取り扱いやすい。また、繊維断面の形態は、中実、中空、異形等どのような形態であっても良い。
【0024】
本発明の繊維シート状接着材は、第一成分と第二成分とを含む繊維からなるメルトブローン不織布又はスパンボンド不織布を含む。中でも、繊維シート状接着材は第一成分と第二成分とを含む繊維からなるメルトブローン不織布を含むことが好ましい。繊維シート状接着材が第一成分と第二成分とを含むメルトブローン不織布又はスパンボンド不織布を含む構成であると、繊維が、十分に延伸されずに直接シート状に形成されるので、繊維中の各成分が分子レベルでランダムに配列しており、軟化しやすくなり、接着性に優れた繊維シート状接着材を得ることができる。軟化しやすい性質は、メルトブローン不織布の場合に特に顕著である。また、繊維シート状接着材が第一成分と第二成分とを含むメルトブローン不織布を含む構成であると、均一で緻密な不織布である構成に起因して、接着対象物同士を接着させるときに、熱を加えると繊維シート状接着材を構成する成分が広がり、さらに優れた接着力を得ることができる。また、後述の単繊維繊度に調整しやすく、後述する目付の範囲に調整しやすい。
【0025】
本発明の繊維シート状接着材の製造方法を単一繊維を例に挙げて説明する。第一成分と第二成分の混合成分を用意する。混合成分はマスターバッチの形態で提供されてよい。次いで、所望の繊維断面構造が得られるように適切な紡糸ノズルを用い、メルトブローン不織布を得る場合は、常套のメルトブローン法を用い、スパンボンド不織布を得る場合は、常套のスパンボンド法を用いて実施できる。メルトブローン法は、例えば、溶融押出しし、紡糸口金から紡糸された繊維を高温高速の気体によって極細繊維流として、ブローン紡糸し、捕集ベルト上又は、捕集ベルト上に載置された他の層上で捕集することにより実施できる。スパンボンド法は、押出機から樹脂を溶融押出しし、紡糸口金から樹脂を紡糸し、紡糸された繊維をエアサッカー等の気流牽引型の装置で引取り、気流とともに繊維を、捕集ベルト上又は、捕集ベルト上に載置された他の層上で捕集する。その後、必要に応じて、ウェブを、熱風吹き付け装置または加熱ロール等の加熱装置を用い、繊維同士を接着させることにより実施できる。
【0026】
第一成分と第二成分を含む繊維の単繊維繊度は、0.05dtex〜20dtexであることが好ましく、単繊維繊度は、0.1dtex〜18dtexであることがより好ましい。単繊維繊度が0.05dtex未満であると、十分な接着性が得られない場合があり、単繊維繊度が20dtexを超えると、接着対象物との密着性が悪くなる場合がある。なお、単繊維繊度は、メルトブローン不織布又はスパンボンド不織布を電子顕微鏡で50〜1000倍に拡大して観察し、不織布を構成する繊維をランダムに150本選択し、その繊維径を測定し、算出した。
【0027】
本発明の繊維シート状接着材は他の層を積層してよく、他の層としては、織物、編物、及び不織が挙げられる。中でも、積層して用いる他の層は、不織布が好ましく、スパンボンド不織布であることがより好ましい。繊維シート状接着材が他の層を積層してなると、繊維シート表面に他の機能を付与することができる。例えば、接着性を調整することができる。例えば、積層した層を剥離紙として機能させることができる。
【0028】
繊維シート状接着材と他の層は、メルトブローン不織布又はスパンボンド不織布を構成する繊維で、接着していることが好ましい。繊維シート状接着材と他の層がメルトブローン不織布又はスパンボンド不織布を構成する繊維で接着していると、他の層が十分な接着性を有しない場合であっても、メルトブローン不織布又はスパンボンド不織布を構成する繊維に起因して、他の層の配置された面も接着性を有する。このような構成は、例えば、第一成分及び第二成分を、上述のメルトブローン法又はスパンボンド法を用いて、他の層上に集積することで得られる。また、他の層の目付は5g/m2〜30g/m2であることが好ましい。他の層の目付が5g/m2〜30g/m2であると、他の層を構成する繊維間或いは他の層の内部に繊維シート状接着材を構成する繊維が入り込みやすく、接着性の低下が比較的小さくなる傾向にある。例えば、単繊維繊度が1dtex〜20dtexであるスパンボンド不織布を用いるとよい。特に、スパンボンド不織布を支持体上に載せ、ノズル下で吸引しながらメルトブローン法で溶融噴出し積層して得られる積層体とすると、他の層を構成する繊維間或いは他の層の内部に繊維シート状接着材を構成する繊維が入り込みやすく、接着性と補強効果が両立でき好ましい。
【0029】
本発明の繊維シート状接着材は、目付が10g/m2〜200g/m2であることが好ましく、目付が10g/m2〜100g/m2であることがより好ましく、目付が20g/m2〜80g/m2であることがさらに好ましい。目付が10g/m2以上であると、目付ムラが生じ難く、目付が200g/m2以下であると、接着対象物同士を密着させて接着させる分野に好適に用いることができる。例えば後述の合板である。
【0030】
本発明の繊維シート状接着材は、繊維シートの形状であるので、屈曲した面や、凸凹した面にも沿いやすく、取り扱い性に優れている。また、静電気等による絡みも少ない又はない。そのため、本発明の繊維シート状接着材は、2以上の接着対象物を接着させる用途に用いることができる。接着対象物としては、例えば、織物、編物、不織布、紙、木製材料、ゴム、発泡体、樹脂成型物等の有機物材料や、ガラス、レンガ、タイル、セラミック、セメント材、石材、金属等の無機物材料が挙げられる。
【0031】
本発明の複合体は、本発明の繊維シート状接着材を含む。ここで、複合体とは、2以上の接着対象物が接着されたものをいう。2以上の接着対象物は、同種の組み合わせ、又は異種の組み合わせであってよい。なかでも、複合体は、接着対象物の1以上が木製材料であることが好ましく、木製材料同士の複合体であることがより好ましい。さらに、本発明の複合体は合板であることが好ましい。
【0032】
本発明の繊維シート状接着材は、合板を成形する場合の接着剤として特に優れている。なお、合板とは木製材料等からなる薄く切った単板を繊維方向を直交させて、互い違いに積層し、熱圧接着したボードのことをいう。単板を接着させる際に本発明の繊維シート状接着材を用いると、単板と単板の間に繊維シート状接着材を積層し、熱圧接着して合板を得ることができるので、接着剤を塗布する工程がなく、工程性に優れる。また、接着剤の液だれや、乾燥の問題もなく、取り扱い性も良好である。さらに、本発明の繊維シート状接着材は、分解してもホルムアルデヒドを発生することがなく、人の接する分野に広く用いることができる。
【0033】
本発明の繊維シート状接着材を含む複合体は、壁材、床材、天井材、雨戸板、建設現場の足場材、コンクリート型枠、看板、掲示板、作図板、机、椅子、棚、箪笥、スキー板、スノーボード、サーフィンボード、卓球台、卓球ラケット等の分野に利用される。
【実施例】
【0034】
[引張り剪断接着強さ]
JIS K 6851に準じて測定した。
市販の80mm×25mm、厚さ3mmの木製板を3枚用意し、この2枚の木製板の間に接着材を接着面積Aが25mm×13mmとなるように積層し、ホットプレス機を用いて、加圧温度105℃、加圧力10kg/cm2、加圧時間2分の条件で熱圧接着した。この条件で3枚合わせの木製複合体を3枚作成する。得られた木製複合体を引張り試験機で2mm/分の速度で引張り、最大荷重Pを求めた。引張り剪断接着強さSは、S=P/Aより算出した。
【0035】
[単繊維繊度]
単繊維繊度は、メルトブローン不織布又はスパンボンド不織布を電子顕微鏡で500倍に拡大して観察し、不織布を構成する繊維をランダムに150本選択し、繊維径を測定して算出した単繊維繊度を平均して求めた。
【0036】
(原料1)
第一成分として、融点が100℃、エチレン含有量が90mol%のエチレン−アクリル酸共重合体(商品名 N1035、三井・デュポンポリケミカル株式会社製)を60質量%と、第二成分として、テルペンフェノール(商品名 YSポリスターT115、ヤスハラケミカル株式会社)を40質量%とを混合し原料1とした。
【0037】
(実施例1)
目付が15g/m2のポリプロピレンを主成分とする単繊維繊度が6.6dtexのスパンボンド不織布(商品名 シンワ6615、シンワ株式会社製)を用意した。このスパンボンド不織布をメルトブローン装置の搬送ベルト上に載置して、連続的に供給しながら、スパンボンド不織布の表面に原料1をメルトブローン法によりノズル下で吸引して、スパンボンド不織布の上に目付が15g/m2となるように集積して、目付が30g/m2の繊維シート状接着材を得た。なお、単繊維繊度は、0.5dtexであった。
【0038】
メルトブローン法による集積は下記の条件に従って実施した。
ポリマー溶融温度(℃) 230
ポリマー吐出量(g/分) 15
熱風温度(℃) 300
熱風風量(m3/分) 2.2
熱風圧力(MPa) 0.2
オリフィス孔径(mm) 0.35
ノズル幅(mm) 800
ノズルピッチ(mm) 0.8
生産スピード(m/分) 6.1
【0039】
(実施例2)
スパンボンド不織布の上に原料1をメルトブローン法により目付が20g/m2となるように集積したこと、及び生産スピードを4.6m/分としたこと以外は、実施例1を製造するときに採用した手順と同様の手順に従って目付が35g/m2の繊維シート状接着材を得た。なお、単繊維繊度は、0.5dtexであった。
【0040】
(実施例3)
スパンボンド不織布の上に原料1をメルトブローン法により目付が25g/m2となるように集積したこと、及び生産スピードを3.7m/分としたこと以外は、実施例1を製造するときに採用した手順と同様の手順に従って目付が40g/m2の繊維シート状接着材を得た。なお、単繊維繊度は、0.5dtexであった。
【0041】
(実施例4)
スパンボンド不織布の上に原料1をメルトブローン法により目付が35g/m2となるように集積したこと、及び生産スピードを2.6m/分としたこと以外は、実施例1を製造するときに採用した手順と同様の手順に従って目付が50g/m2の繊維シート状接着材を得た。なお、単繊維繊度は、0.5dtexであった。
【0042】
(実施例5)
搬送ベルト上に原料1をメルトブローン法により目付が35g/m2となるように集積したこと以外は、及び生産スピードを2.6m/分としたこと以外は、実施例1を製造するときに採用した手順と同様の手順に従って目付が35g/m2の繊維シート状接着材を得た。なお、単繊維繊度は、0.5dtexであった。
【0043】
(実施例6)
搬送ベルト上に原料1をメルトブローン法により目付が70g/m2となるように集積したこと、ポリマー吐出量20g/分、及び生産スピードを1.7m/分としたこと以外は、実施例1を製造するときに採用した手順と同様の手順に従って目付が70g/m2の繊維シート状接着材を得た。なお、単繊維繊度は、0.9dtexであった。
【0044】
(比較例1)
単繊維繊度2.2dtex、繊維長51mm、芯成分がポリプロピレン、鞘成分がエチレン−アクリル酸共重合体の芯鞘型複合繊維(商品名 NBF(A)、ダイワボウポリテック株式会社製)からなるカードウェブを110℃で30秒熱接着させて、目付15g/m2のサーマルボンド不織布からなる繊維シート状接着材を得た。
【0045】
(比較例2)
目付を35g/m2としたこと以外は、比較例1製造するときに採用した手順と同様の手順に従って、繊維シート状接着材を得た。
【0046】
(比較例3)
実施例1で用いた目付が15g/m2のスパンボンド不織布の上に、比較例1で用いた芯鞘型複合繊維からなるカードウェブを目付15g/m2となるように積層し、110℃で30秒熱接着させて、目付30g/m2の繊維シート状接着材を得た。
【0047】
実施例1〜6、及び比較例1〜3を用いた木製複合体の引張り剪断接着強さを表1に示す。
【0048】
【表1】

【0049】
実施例1〜5は、引張り剪断接着強さが高いものであった。対して、比較例1〜3は、引張り剪断接着強さが低く、十分な接着強力が得られなかった。また、比較例3の木製複合体は、接着強力が非常に低く、引っ張り試験機で引張り剪断接着強さを測定する前に剥離が生じた。
【0050】
実施例1と比較例3を比較すると、実施例1は優れた接着強力を有していたが、比較例3は、接着強力が非常に低いものであった。また、実施例5と比較例2を比較すると、実施例5は優れた接着強力を有していたが、比較例2は、接着強力が低いものであった。
【産業上の利用可能性】
【0051】
本発明の繊維シート状接着材は、織物、編物、不織布、紙、木製材料、ゴム、発泡体、樹脂成型物等の有機物材料や、ガラス、レンガ、タイル、セラミック、セメント材、石材、金属等の無機物材料の接着に用いることができる。また、本発明の複合体は、壁材、床材、天井材、雨戸板、建設現場の足場材、コンクリート型枠、看板、掲示板、作図板、机、椅子、棚、箪笥、スキー板、スノーボード、サーフィンボード、卓球台、卓球ラケット等の様々な分野に利用することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱可塑性樹脂からなる第一成分を50質量%〜95質量%と、
ロジン、ロジンエステル、テルペンベース化合物、ピペリレンベース化合物、及び炭化水素ベース化合物から選ばれる少なくとも一種類からなる第二成分を5質量%〜50質量%とを含む繊維から形成され、
該繊維からなるメルトブローン不織布又はスパンボンド不織布を含むことを特徴とする繊維シート状接着材。
【請求項2】
該繊維が単一繊維であることを特徴とする請求項1に記載の繊維シート状接着材。
【請求項3】
該熱可塑性樹脂は融点が70℃〜120℃である熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項1又は2に記載の繊維シート状接着材。
【請求項4】
該熱可塑性樹脂がエチレン−ビニルアルコール共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン−(メタ)酢酸メチル共重合体、及びエチレン−(無水)マレイン酸から選ばれる少なくとも一種類であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の繊維シート状接着材。
【請求項5】
繊維シート状接着材の目付が10g/m2〜200g/m2であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の繊維シート状接着材。
【請求項6】
請求項1〜5のいずれか一項に記載の繊維シート状接着材を含む複合体。
【請求項7】
請求項1〜5のいずれか一項に記載の繊維シート状接着材を含む木製材料複合体。

【公開番号】特開2009−270234(P2009−270234A)
【公開日】平成21年11月19日(2009.11.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−123869(P2008−123869)
【出願日】平成20年5月9日(2008.5.9)
【出願人】(000002923)ダイワボウホールディングス株式会社 (173)
【出願人】(300049578)ダイワボウポリテック株式会社 (120)
【Fターム(参考)】