高伸度不織布及びそれを用いた表面材料
【課題】毛羽立ちが少なく、低モジュラスで高伸度を有する不織布及びそれを用いた表面材料を提供すること。
【解決手段】ＭＦＲが１０ｇ／１０ｍｉｎ以下であるポリスチレン系樹脂を０．１〜８．０ｗｔ％添加したポリエステルブレンド長繊維から構成され、３〜４０％の熱圧着面積率で部分熱接合された不織布であって、且つ、該不織布のＭＤ、ＣＤ方向のいずれの方向の破断伸度が３０〜７０％、毛羽等級が２．５級以上であることを特徴とする高伸度不織布。
【解決手段】ＭＦＲが１０ｇ／１０ｍｉｎ以下であるポリスチレン系樹脂を０．１〜８．０ｗｔ％添加したポリエステルブレンド長繊維から構成され、３〜４０％の熱圧着面積率で部分熱接合された不織布であって、且つ、該不織布のＭＤ、ＣＤ方向のいずれの方向の破断伸度が３０〜７０％、毛羽等級が２．５級以上であることを特徴とする高伸度不織布。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、毛羽立ちが少なく、低モジュラスで高伸度を有する不織布及びそれを用いた表面材料に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリエチレンテレフタレートをはじめとするポリエステル系樹脂は数々の特性に優れることから幅広い分野で用いられている。従来から既知の高分子材料を高性能・多様化するために熱可塑性樹脂のポリマーブレンドについて数々の研究が行われているが、一般的に非相溶系のポリマー同士をブレンドしただけでは均一に分散させることが困難であり、安定して生産することは難しいとされてきた。
特許文献１や２のようにポリエステル系樹脂にポリスチレン系樹脂のような非相溶系のポリマーをブレンドすることにより配向結晶化を抑制し、高伸度化がなされているが、これらは非相溶系のブレンドであるため、分散のばらつき、ポリエステル系樹脂とポリスチレン系樹脂の流動性の違いにより発生する単糸切れ、ポリスチレン系樹脂の繊維表面へのブリードアウト等により紡糸性が悪く、高伸度化と安定した生産性を兼ね備えた繊維は得られていない。
【０００３】
そのため、特許文献３のようにその他の成分として相溶化剤等を添加することによりポリマー同士の相溶性を改善したり、２基の押出機を用いて２成分のポリマーを別々に融解後、海島型や鞘芯型等の繊維を作製することが行われている。これらの方法でポリマーを繊維化する場合、相溶化剤等のポリマー以外の成分を用いなければならないこと、設備的に大きくなること等、コスト面や製造面からも複雑な方法となるという問題点がある。
また、特許文献４のように高伸度の不織布を得るためにウェブをニードルパンチやウォータージェットパンチ等で交絡処理を施すことが行われている。機械的交絡を施した不織布を表面材料として用いた場合、不織布の繊維は交絡されているが、繊維表面は抑えられていないため、毛羽立ちやすい。また、交絡による厚みを有し、薄いシートとして用いた場合は、見た目も悪くなり、高目付化が必要となる。
【０００４】
【特許文献１】特許第１４４７６００号公報
【特許文献２】特開２００１−０８９９３８号公報
【特許文献３】特許第３７６９３７９号公報
【特許文献４】特許第３６７４３０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前記のような従来技術の問題を解決しようとするものであり、ポリエステル系樹脂のブレンド紡糸において特定の物性を有するポリスチレン系樹脂を選定することで相溶化剤を用いなくても熱安定性と分散性を向上することが可能であり、紡糸性が良好で、且つ、低モジュラスで高伸度を有する不織布を提供すること、また、表面材料として見た目も良く、毛羽立ちにくい不織布を提供することを目的とするものである。本発明においては、後加工の必要が無いため、コスト面で有利であり、且つ、安定的な生産が可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、ポリエステル系樹脂に特定粘度のポリスチレン系樹脂を特定含有率でブレンドして溶融紡糸することにより飛躍的に伸度が向上したポリエステルブレンド長繊維を得ることができ、また、不織布の破断伸度、引裂強度、耐毛羽性の観点から詳細な検討を行い、不織布の部分熱圧着面積率および熱圧着部の形状およびピッチを特定することで破断伸度、引裂強度と耐毛羽性の最適な範囲があることを見出し、本発明に達した。
【０００７】
すなわち、本発明は以下のとおりである。
（１）ＭＦＲが１０ｇ／１０ｍｉｎ以下であるポリスチレン系樹脂を０．１〜８．０ｗｔ％添加したポリエステルブレンド長繊維から構成され、３〜４０％の熱圧着面積率で部分熱接合された不織布であって、且つ、該不織布のＭＤ、ＣＤ方向のいずれの方向の破断伸度が３０〜７０％、毛羽等級が２．５級以上であることを特徴とする高伸度不織布。
（２）前記不織布においてポリスチレン系樹脂を添加しない場合の不織布に対するＭＤ方向の引裂強度増加率が、３０〜１００％であることを特徴とする上記（１）に記載の高伸度不織布。
（３）前記不織布においてポリスチレン系樹脂を添加しない場合の不織布に対するＭＤ方向の５％モジュラス低下率が、２０〜５０％であることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の高伸度不織布。
（４）前記不織布が、スパンボンド不織布であることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の高伸度不織布。
（５）前記不織布の目付が１０〜１６０ｇ／ｍ2 であり、厚みが０．０４〜０．８ｍｍであることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載の高伸度不織布。
（６）前記不織布が、紡糸速度３０００〜８０００ｍ／ｍｉｎで牽引された繊維から構成され、且つ、繊度が１．０〜４．０ｄｔｅｘであることを特徴とする上記（１）〜（５）のいずれかに記載の高伸度不織布。
（７）前記ポリエステルブレンド長繊維の複屈折率Δｎが０．０１５〜０．０７であることを特徴とする上記（１）〜（６）のいずれかに記載の高伸度不織布。
（８）前記不織布が、リン系の難燃剤を含有している繊維から構成されることを特徴とする上記（１）〜（７）のいずれかに記載の高伸度不織布。
（９）上記（８）に記載の高伸度不織布を用いることを特徴とする耐火被覆材の表面材料。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の高伸度不織布は、低モジュラスで高伸度を有しているために成型加工時の追従性に特に優れ、且つ、毛羽立ちが少なく、表面材料として用いるのに適した不織布を提供することができる。また、難燃剤を添加することで優れた難燃性を有し、耐火被覆材の表面材料としても適した不織布を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明について具体的に説明する。
本発明に使用するポリスチレン系樹脂は、ポリスチレン、スチレン・共役ジエンブロック共重合体、アクリロニトリル・スチレン共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、スチレン・アクリル酸エステル共重合体、スチレンメタアクリル酸エステル共重合体等が挙げられる。
本発明においては、主体となるポリエステル系樹脂に対してポリスチレン系樹脂の添加量は、紡糸性や得られる不織布の破断伸度の面から０．１〜８．０ｗｔ％が好ましく、より好ましくは０．２５〜５．０ｗｔ％である。ポリスチレン系樹脂の添加量が０．１ｗｔ％未満であると目的とする高伸度化された繊維が得られない。添加量が８．０ｗｔ％を超えると高伸度化された繊維は得られるものの、紡糸中に糸切れが多発し、安定して連続した繊維が得られず、生産性が低下する。
【００１０】
本発明に使用するポリエステル系樹脂は、熱可塑性ポリエステルであって、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピ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が挙げられる。熱可塑性ポリエステルは、エステルを形成する酸成分としてイソフタル酸やフタル酸などが重合または共重合されたポリエステルであってもよい。更には、生分解を有する樹脂、例えば、ポリグリコール酸やポリ乳酸のようなポリ（α−ヒドロキシ酸）、または、これらを主たる繰り返しの単位要素とする共重合体であってもよい。
本発明のポリエステルブレンド長繊維は、ポリエステル系樹脂が海部を形成し、ポリスチレン系樹脂が島部を形成する海島構造を形成することが好ましい。これらブレンド樹脂の延伸時においてポリスチレン系樹脂がポリエステル系樹脂よりも先に溶融状態からガラス状態へと転移して延伸が終了し、海部を形成するポリエステル系樹脂の延伸、配向結晶化が阻害されるものと推定される。それゆえ、海部の配向結晶化は抑制され、低結晶性のまま延伸が終了し、高伸度の繊維が得られる。
【００１１】
このような配向結晶化に対する抑制効果は、含有させるポリスチレン系樹脂のＭＦＲが大きく影響し、ＭＦＲが１０ｇ／１０ｍｉｎ以下のポリスチレン系樹脂がポリエステル系樹脂中に適度に分散している状態が好ましく、より好ましくは、ＭＦＲが１〜５ｇ／１０ｍｉｎの範囲のポリスチレン系樹脂である。１０ｇ／１０ｍｉｎを超えるＭＦＲのポリスチレン系樹脂場合には、得られる繊維の配向結晶化を抑制する効果が不十分となり、不織布の破断伸度が向上しにくい。
本発明の高伸度不織布を構成するポリエステルブレンド繊維の繊度は、好ましくは１．０〜４．０ｄｔｅｘである。繊度が１．０ｄｔｅｘ未満であると不織布の強度が低下し、紡糸時においてエジェクターの張力に繊維が十分に耐えることができず、繊維の一部が切れる場合がある。また、繊度が４．０ｄｔｅｘを超えると、繊維の剛性が大きくなり、且つ、紡糸時に冷却が不十分となるために得られる不織布が硬い風合いのものとなり、強度は大きくなるが、繊維の部分熱接合が難しくなる。
【００１２】
本発明の繊維の熱接合は、１６０〜２３０℃の加熱下で圧着面積率が３〜４０％である必要があり、より好ましくは５〜３０％、特に好ましくは７〜２０％であり、この範囲であると良好な繊維相互間の接合処理を行うことができる。加工の方法としては、一対のカレンダーロール間にウェブを通して熱接合させる方法が生産性に優れていて好ましい。熱接合処理の温度および圧力は、供給されるウェブの目付、速度等の条件によって適宜選択されるべきものであり、一概には定められない。
上記のカレンダーロールとしては、その表面が平滑なものや模様が彫刻されたもの、例えば、長方形型、ピンポイント型、織目柄、Ｙ柄、あるいはこれらの同種ローラーの組み合わせ、または、異種ローラーの組み合わせからなる複数の回転ローラーの使用も可能である。
【００１３】
熱接合部の面積率は、不織布の全面積に対して３〜４０％であり、この範囲が、得られる長繊維不織布の適度な強度と伸度、良好な耐毛羽性を図る上で好ましい。熱圧着面積率が３％未満であると、毛羽立ちが多く、４０％を超えると不織布がペーパーライクになり、破断伸度、引裂強力等の機械的物性が低下する傾向がある。
本発明の不織布は、破断伸度の向上と表面毛羽の改善の両方を改善したものである。一般に、破断伸度を大きくするためにポリスチレン系樹脂の添加量を多くしてもある割合で毛羽は一定となり、また、毛羽立ちを抑制するために熱圧着面積率を大きくすると、破断伸度が低下するものである。本発明では、ポリスチレン系樹脂の添加量と熱圧着面積率を相互に最適化することにより高伸度で毛羽特性の優れた不織布を得ることができた。
【００１４】
この関係は、表２に示したとおりであり、ポリスチレン（ＰＳ）系樹脂の添加量が０．２〜５ｗｔ％であり、且つ、熱圧着面積率が５〜３０％の範囲がより好ましく、特に好ましくは、ポリスチレン系樹脂の添加量が０．５〜２．５ｗｔ％であり、かつ、熱圧着面積率が７〜２０％の範囲である。特に熱圧着面積率が１０％前後で、ポリスチレン系樹脂の添加量が０．５〜２．５ｗｔ％の範囲が最も適している。
表２におけるポリスチレン系樹脂の添加量が０．５ｗｔ％における熱圧着面積率と破断伸度・毛羽等級の関係を図１に示した。熱圧着面積率が増加するにしたがって毛羽等級も向上し、熱圧着面積率１１％以上で毛羽等級が４級になる。しかし、一方で、破断伸度は、熱圧着面積率１１％をピークとして、それ以上の熱圧着面積率となると大幅に破断伸度が低下する。これらから、ポリスチレン系樹脂の添加量が０．５ｗｔ％において破断伸度と毛羽等級が最適になる熱圧着面積率の範囲は、７〜２０％であった。
【００１５】
また、表２において熱圧着面積率１１％におけるポリスチレン系樹脂添加量の効果を図２に示した。ポリスチレン系樹脂の添加量が増加するにしたがい、配向結晶化の抑制により熱接合効果が向上し、添加量が０．５ｗｔ％以上では毛羽等級が４級になる。破断伸度は、ポリスチレン系樹脂の添加量が増加するにしたがって向上するが、２．５ｗｔ％以上ではほぼ一定となる。紡糸性の観点を含めると、熱圧着面積率１１％におけるポリスチレン系樹脂の添加量の範囲は、０．５〜２．５％が最適であると考えられる。
本発明の不織布は、破断伸度がＭＤ及びＣＤ方向のいずれの方向においても、３０〜７０％であることが必要であり、より好ましくは、３５〜７０％である。破断伸度が７０％を超えると、使用用途によってはたるみやしわが発生しやすく、特に、表面材料として使用する際には好ましくない。尚、ＭＤとは不織布のマシン方向（タテ）、ＣＤとは幅方向（ヨコ）を示す。
【００１６】
本発明で得られる高伸度不織布は、ポリスチレン系樹脂を添加しない場合の不織布に対してＭＤ方向の引裂強度増加率が３０〜１００％であることが好ましい。引裂強度増加率がこの範囲にあると、耐火被覆材として施工する際に不織布としての十分な強度を有している。引裂強度増加率が３０％未満であると不織布を施工する際に穴が開いたり、引裂かれたりする。
本発明で得られる高伸度不織布は、ポリスチレン系樹脂を添加しない場合の不織布に対する５％伸長時のモジュラス低下率が２０〜５０％であることが好ましい。モジュラス低下率がこの範囲であると、小さな変形応力で不織布の加工が可能である。モジュラス低下率が２０％未満であると、不織布を加工する際にズレ、破れ等が生じる。
本発明の高伸度不織布の目付は、１０〜１６０ｇ／ｍ2 が好ましく、厚みは、０．０４〜０．８ｍｍが好ましい。目付と厚みがこの範囲にあると表面材料として使用する際に十分な強度が得られる。
【００１７】
本発明の高伸度不織布を得るに際して紡糸速度は、３０００〜８０００ｍ／ｍｉｎが好ましく、より好ましくは４０００〜６０００ｍ／ｍｉｎである。高紡速の方がポリスチレン系樹脂添加による高伸度化効果が大きいため、３０００ｍ／ｍｉｎ未満でも配向結晶化抑制効果は得られるが、不織布の破断伸度上昇効果が小さく、また、機械的物性が不十分である。８０００ｍ／ｍｉｎを超えると高伸度の繊維が得にくくなり、紡糸中に糸切れが発生する可能性があり、不織布の生産性が低下するので好ましくない。
本発明の高伸度ポリエステル長繊維の複屈折率Δｎは、０．０１５〜０．０７が好ましく、より好ましくは、０．０１５〜０．０５の範囲である。複屈折率がこの範囲であると、繊維の配向が適度で、高伸度の繊維が得られる。
【００１８】
本発明の繊維の形成は、常用の紡糸口金を用いて溶融紡糸で行う。ポリエステル系樹脂と少なくとも一種類以上のポリスチレン系樹脂をブレンドさせるには、ポリエステル系樹脂をマスターバッチ化する方法、ドライブレンドにより混合する方法等が考えられるが、コスト面からドライブレンド法を採用することが好ましい。
本発明で得られる高伸度不織布は、直接、長繊維をウェブ化することにより形成されるスパンボンド法が好適である。スパンボンド法で得られる不織布は、布強度が強く、且つ、ボンディング部の破損による短繊維の脱落がない等の物性上の特徴を有しており、また、低コストで生産性が高いため、衛生、土木、建築、農業・園芸を中心に広範な用途で使用されている。
【００１９】
本発明の高伸度不織布に用いる難燃剤は、環境安全性に優れるノンハロゲンのリン系化合物の難燃剤が好ましい。また、ＵＬ−９４燃焼試験によりＶＴＭ−１規格を満足することが望ましく、より好ましくはＶＴＭ−０規格を満足していることである。燃焼試験規格がＶＴＭ−１規格未満では発火による燃焼を想定した場合、延焼を引き起こし、難燃性として十分な性能を持つとは言い難い。
さらに、本発明の目的を損なわない範囲で他の常用の各種添加成分、例えば、各種エラストマー類などの衝撃性改良剤、結晶核剤、着色防止剤、酸化防止剤、耐熱剤、可塑剤、滑剤、耐候剤、着色剤等の添加剤を添加することができる。
さらに、本発明の高伸度不織布には、本発明の目的を損なわない範囲で、常用の後加工、例えば、消臭剤、抗菌剤、防ダニ剤等の付与をしてもよいし、染色、撥水加工、透湿防水加工等を施してもよい。
【００２０】
本発明の高伸度不織布は、低モジュラスで高伸度を有している等の特性を活かして幅広い用途展開が可能であり、大きな伸長や複雑な形状変形を伴う高度な成形部材として適している。例えば、ドアトリム、天井成形材、シート内張布などの自動車内装材、緑茶、紅茶、コーヒーなどの食品用フィルターバッグ、防虫剤、芳香剤の揮発性薬品容器等が挙げられる。特に好ましい例として耐火被覆材の表面材料が挙げられる。耐火被覆材としての必要特性として難燃性の他に、成形加工時の追従性のために低モジュラス・高伸度、且つ、施工の際に引裂強度等が要求される。また、表面材料として使用するためには耐毛羽性が重要となる。したがって、本発明の高伸度不織布は、耐火被覆材の表面材料として非常に適した特性を有している。
【実施例】
【００２１】
以下、実施例などにより本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、これら実施例などにより何ら限定されるものではない。なお、測定方法、評価方法などは下記の通りである。
（１）不織布の破断伸度・５％モジュラス：
島津製作所社製；オートグラフＡＧＳ−５Ｇ型を用いて、３ｃｍ幅の試料を把握長１００ｍｍ、引張速度３００ｍｍ／ｍｉｎで伸長し、得られる破断時の荷重を強度、破断時の伸び率を伸度、５％伸長時のモジュラスを５％モジュラスとし、不織布のＭＤ、ＣＤ方向についてそれぞれ５回ずつ測定を行い、その総平均値を求めた。また、ポリスチレンを添加しない場合の不織布の５％モジュラスに対する高伸度不織布の５％モジュラスの割合から５％モジュラスの低下率を求めた。
（２）ＭＦＲ（ｇ／１０ｍｉｎ）：
メルトインデクサー（東洋精機社製：ＭＥＬＴ ＩＮＤＥＸＥＲ Ｓ−１０１）溶融流量装置を用い、オリフィス径１．０４７５ｍｍ、オリフィス長０．８ｍｍ、荷重５０００ｇ、測定温度２００℃の条件で一定体積分を吐出するのに要する時間から１０分間当たりの溶融ポリマーの吐出量（ｇ）を算出し、求めた。
【００２２】
（３）毛羽等級：
ＭＤ、ＣＤ方向に２５ｍｍ×３００ｍｍの試験片を採取し、日本学術振興会型堅牢度試験機を用いて、摩擦子の荷重が２００ｇ、摩擦子側には同布を使用し、５０回動作をさせて、以下の基準で、耐毛羽性を等級付けた。
１．０級：試験片が破損するほど繊維が剥ぎ取られる。
２．０級：試験片が薄くなるほど甚だしく繊維が剥ぎ取られる。
２．５級：毛玉が大きくはっきりと見られ、複数箇所で繊維が浮き上がり始める。
３．０級：はっきりとした毛玉ができ始め、または小さな毛玉が複数見られる。
３．５級：繊維が３〜５本程度、もしくは数ヶ所に小さな毛玉ができ始める程度に毛
羽立っている。
４．０級：繊維が１〜２本程度、もしくは一ヶ所に小さな毛玉ができはじめる程度に
毛羽立っている。
５．０級：毛羽立ちがない。
【００２３】
（４）部分熱圧着面積率（％）：
１ｃｍ角の試験片をサンプリングして電子顕微鏡で写真を撮影し、その各写真より熱圧着部の面積を測定し、その平均値を熱圧着部の面積とした。また、熱圧着部のパターンのピッチを縦方向及び横方向において測定した。それらの値により、不織布の単位面積当たりに占める熱圧着面積の比率を部分熱圧着面積率として算出した。
（５）引裂強力（Ｎ）：
幅６５ｍｍ×長さ１００ｍｍの試料片をＪＩＳ−Ｌ−１０９６に規定のペンジュラム法にて測定した。また、ポリスチレンを添加しない場合の不織布の引裂強度に対する高伸度不織布の引裂強度の割合から引裂強度の増加率を求めた。
【００２４】
（６）複屈折率（Δｎ）：
ＯＬＹＭＰＵＳ社製のＢＨ２型偏光顕微鏡コンペンセーターを用いて、通常の干渉縞法によってレターデーションと繊維径より牽引直後の繊維の複屈折率を求めた。
（７）目付（ｇ／ｍ2 ）：
ＪＩＳ−Ｌ−１９０６に規定の方法で測定した。
（８）厚み：
ＪＩＳ−Ｌ−１９０６に規定の方法で荷重１００ｇ／ｃｍ2 の厚みを測定した。
【００２５】
（９）繊度（ｄｔｅｘ）：
１ｍ長の重量を測定してｎ＝５の平均値を求め、１００００ｍ長に算出して求めた。
（１０）難燃性評価：
ＵＬ−９４：ＶＴＭ試験（薄手材料の垂直法燃焼試験）に準じた評価方法で評価を行った。
（１１）追従性試験：
幅２５０ｍｍ、長さ４５０ｍｍ、厚み４０ｍｍの耐火被覆材を直径９０ｍｍのロール状に巻き、ロックウールと表面材の不織布との間で生じるズレを測定した。
○（合格） ズレ：５ｍｍ未満
×（不合格）ズレ：５ｍｍ以上
【００２６】
（１２）ピン固定引張荷重試験：
万能試験機を用いて、幅５０ｍｍ、長さ２２５ｍｍの耐火被覆材用不織布を上端から３０ｍｍの位置にピンで固定し、把握長１５０ｍｍ、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎで伸長し、得られる破断時の荷重を引張荷重とし、不織布のＭＤ、ＣＤ方向についてそれぞれ５回ずつ測定を行い、その総平均値を求めた。
○：ピン固定引張荷重２２Ｎ以上
△：ピン固定引張荷重１８Ｎ以上２２Ｎ未満
×：ピン固定引張荷重１８Ｎ未満
（１３）難燃性試験：
幅３５０ｍｍ、長さ２３０ｍｍ、厚み４０ｍｍの耐火被覆材の不織布面を燃焼面としてＪＩＳ Ｌ−１０９１ Ａ−２法（４５°メッケルバーナー法）に準じた試験方法で評価を行った。
○（合格） 炭化面積：３００ｃｍ2 未満、残炎時間：３０秒未満
×（不合格）炭化面積：３００ｃｍ2 以上、残炎時間：３０秒以上
以下、実施例及び比較例によって本発明を更に説明する。
【００２７】
［実施例１］
リン系の難燃剤を添加したポリエチレンテレフタレート樹脂にＭＦＲ２．６ｇ／１０ｍｉｎのポリスチレン樹脂を添加量が０．５ｗｔ％となるようにドライブレンドにて混合し、常用の溶融紡糸装置に供給した。次に、２８０℃にて均一に溶融混合し、円形断面の紡糸孔を有する紡糸口金から紡糸速度４７００ｍ／ｍｉｎにて溶融紡出して繊度が２．０ｄｔｅｘのポリエステルブレンド長繊維を得た。この繊維を開繊分散してウェブを作成し、エンボスロールとフラットロール間において熱圧着面積率７％で部分熱接合することにより、長繊維スパンボンド不織布を得た。得られた不織布の物性を表１に示す。
【００２８】
［実施例２］
実施例１においてポリスチレン樹脂の添加量が１．０ｗｔ％となるようにブレンドしたこと以外は、実施例１と同様にして長繊維スパンボンド不織布を得た。得られた不織布の物性を表１に示す。
［実施例３］
実施例２においてＭＦＲが８ｇ／１０ｍｉｎのポリスチレン樹脂をブレンドしたこと以外は、実施例２と同様にして長繊維スパンボンド不織布を得た。得られた不織布の物性を表１に示す。
【００２９】
［実施例４］
ポリエチレンテレフタレート樹脂にＭＦＲ２．６ｇ／１０ｍｉｎのポリスチレン樹脂を添加量が０．２ｗｔ％となるようにドライブレンドにて混合し、常用の溶融紡糸装置に供給した。次に、２８０℃にて均一に溶融混合し、円形断面の紡糸孔を有する紡糸口金から紡糸速度４７００ｍ／ｍｉｎにて溶融紡出して繊度が２．０ｄｔｅｘのポリエステルブレンド長繊維を得た。この繊維を開繊分散してウェブを作成し、エンボスロールとフラットロール間において熱圧着面積率１１％で部分熱接合することにより、長繊維スパンボンド不織布を得た。得られた不織布の物性を表１に示す。
【００３０】
［実施例５］
実施例４においてポリスチレン樹脂の添加量が０．５ｗｔ％となるようにブレンドしたこと以外は、実施例４と同様にして長繊維スパンボンド不織布を得た。得られた不織布の物性を表１に示す。
［実施例６］
実施例４においてポリスチレン樹脂の添加量が１．０ｗｔ％となるようにブレンドしたこと以外は、実施例４と同様にして長繊維スパンボンド不織布を得た。得られた不織布の物性を表１に示す。
【００３１】
［実施例７］
実施例４においてポリスチレン樹脂の添加量が２．５ｗｔ％となるようにブレンドしたこと以外は、実施例４と同様にして長繊維スパンボンド不織布を得た。得られた不織布の物性を表１に示す。
［実施例８］
実施例４においてポリスチレン樹脂の添加量が５．０ｗｔ％となるようにブレンドしたこと以外は、実施例４と同様にして長繊維スパンボンド不織布を得た。得られた不織布の物性を表１に示す。
【００３２】
［実施例９］
実施例５において熱圧着面積率３０％で部分熱接合したこと以外は、実施例５と同様にして長繊維スパンボンド不織布を得た。得られた不織布の物性を表１に示す。
［実施例１０］
実施例１において難燃剤を添加していないポリエチレンテレフタレート樹脂にポリスチレン樹脂の添加量が５．０ｗｔ％となるようにブレンドしたこと以外は、実施例１と同様にして長繊維スパンボンド不織布を得た。得られた不織布の物性を表１に示す。
【００３３】
［実施例１１］
実施例５の高伸度不織布を表面材料とし、ホットメルト剤を用いてロックウールとの貼り合わせを行い、耐火被覆材を作製した。この耐火被覆材の表面材として用いた場合、不織布の必要特性である追従性、ピンによる引張荷重、難燃性について評価し、それらの結果を表３に示した。これらから、耐火被覆材の表面材料として優れた特性を示している。
［比較例１］
実施例１においてポリスチレン樹脂を添加しないこと以外は、実施例１と同様にして長繊維スパンボンド不織布を得た。得られた不織布の物性を表１に示す。得られた不織布は、実施例１、２で得られた不織布に比べ、破断伸度が約半分程度しかなく、低伸度であった。
【００３４】
［比較例２］
実施例４においてポリスチレン樹脂を添加しないこと以外は、実施例４と同様にして長繊維スパンボンド不織布を得た。得られた不織布の物性を表１に示す。得られた不織布は、実施例４〜８で得られた不織布に比べ、破断伸度が約半分程度しかなく、低伸度であった。
［比較例３］
実施例１において熱圧着面積率２％で部分熱接合したこと以外は、実施例１と同様にして長繊維スパンボンド不織布を得た。得られた不織布の物性を表１に示す。得られた不織布は、実施例１、２で得られた不織布に比べ、破断伸度が約１／３程度しかなく低伸度であった。
【００３５】
［比較例４］
実施例１において熱圧着面積率５０％で部分熱接合したこと以外は、実施例１と同様にして長繊維スパンボンド不織布を得た。得られた不織布の物性を表１に示す。得られた不織布は、実施例１、２で得られた不織布に比べ、破断伸度が約１／３程度しかなく低伸度であった。
［比較例５］
実施例２においてＭＦＲが１８ｇ／１０ｍｉｎのポリスチレン樹脂を１．０ｗｔ％添加したこと以外は、実施例２と同様にして長繊維スパンボンド不織布を得た。得られた不織布の物性を表１に示す。ＭＦＲの数値が大き過ぎたために、実施例２に比較して、伸度は約半分程度であり、高伸度化が出来なかったことがわかる。
【００３６】
［比較例６］
実施例１においてポリスチレン樹脂を添加量が１０ｗｔ％となるようにブレンドしたこと以外は、実施例１と同様にして長繊維スパンボンド不織布を得ようとしたが、糸切れの多発と紡口付近での糸曲がりが発生し、紡糸不可の状態であり、連続した糸が得ることは出来なかった。
［比較例７］
比較例２の不織布を表面材料とし、ホットメルト剤を用いてロックウールとの貼り合わせを行い、耐火被覆材を作製した。この耐火被覆材の表面材として用いた場合、不織布の必要特性である追従性、ピンによる引張荷重、難燃性について評価し、それらの結果を表３に示した。これらから、追従性、引張荷重が低く、耐火被覆材の表面材料としては満足のできるものが得られなかった。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【表２】
【００３９】
【表３】
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、前記のような従来技術の問題を解決しようとするものであり、ポリエステル系樹脂のブレンド紡糸において特定の物性を有するポリスチレン系樹脂を選定することで相溶化剤を用いなくても熱安定性と分散性を向上することが可能であり、紡糸性が良好で、且つ、低モジュラスで高伸度を有する不織布を提供すること、また、表面材料として見た目も良く、毛羽立ちにくい不織布を提供することを目的とするものである。本発明においては、後加工の必要が無いため、コスト面で有利であり、且つ、安定的な生産が可能である。
本発明の高伸度不織布は、低モジュラスで高伸度を有しているために成型加工時の追従性に特に優れ、且つ、毛羽立ちが少なく、表面材料として表面材料として見た目も良く、毛羽立ちにくい不織布であり、また、難燃剤を添加することで優れた難燃性を有し、耐火被覆材の表面材料としても適した不織布である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】表２におけるポリスチレン系樹脂の添加量が０．５ｗｔ％における熱圧着面積率と破断伸度・毛羽等級の関係を示す図である。
【図２】表２において熱圧着面積率１１％におけるポリスチレン系樹脂添加量の効果を示す図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、毛羽立ちが少なく、低モジュラスで高伸度を有する不織布及びそれを用いた表面材料に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリエチレンテレフタレートをはじめとするポリエステル系樹脂は数々の特性に優れることから幅広い分野で用いられている。従来から既知の高分子材料を高性能・多様化するために熱可塑性樹脂のポリマーブレンドについて数々の研究が行われているが、一般的に非相溶系のポリマー同士をブレンドしただけでは均一に分散させることが困難であり、安定して生産することは難しいとされてきた。
特許文献１や２のようにポリエステル系樹脂にポリスチレン系樹脂のような非相溶系のポリマーをブレンドすることにより配向結晶化を抑制し、高伸度化がなされているが、これらは非相溶系のブレンドであるため、分散のばらつき、ポリエステル系樹脂とポリスチレン系樹脂の流動性の違いにより発生する単糸切れ、ポリスチレン系樹脂の繊維表面へのブリードアウト等により紡糸性が悪く、高伸度化と安定した生産性を兼ね備えた繊維は得られていない。
【０００３】
そのため、特許文献３のようにその他の成分として相溶化剤等を添加することによりポリマー同士の相溶性を改善したり、２基の押出機を用いて２成分のポリマーを別々に融解後、海島型や鞘芯型等の繊維を作製することが行われている。これらの方法でポリマーを繊維化する場合、相溶化剤等のポリマー以外の成分を用いなければならないこと、設備的に大きくなること等、コスト面や製造面からも複雑な方法となるという問題点がある。
また、特許文献４のように高伸度の不織布を得るためにウェブをニードルパンチやウォータージェットパンチ等で交絡処理を施すことが行われている。機械的交絡を施した不織布を表面材料として用いた場合、不織布の繊維は交絡されているが、繊維表面は抑えられていないため、毛羽立ちやすい。また、交絡による厚みを有し、薄いシートとして用いた場合は、見た目も悪くなり、高目付化が必要となる。
【０００４】
【特許文献１】特許第１４４７６００号公報
【特許文献２】特開２００１−０８９９３８号公報
【特許文献３】特許第３７６９３７９号公報
【特許文献４】特許第３６７４３０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前記のような従来技術の問題を解決しようとするものであり、ポリエステル系樹脂のブレンド紡糸において特定の物性を有するポリスチレン系樹脂を選定することで相溶化剤を用いなくても熱安定性と分散性を向上することが可能であり、紡糸性が良好で、且つ、低モジュラスで高伸度を有する不織布を提供すること、また、表面材料として見た目も良く、毛羽立ちにくい不織布を提供することを目的とするものである。本発明においては、後加工の必要が無いため、コスト面で有利であり、且つ、安定的な生産が可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、ポリエステル系樹脂に特定粘度のポリスチレン系樹脂を特定含有率でブレンドして溶融紡糸することにより飛躍的に伸度が向上したポリエステルブレンド長繊維を得ることができ、また、不織布の破断伸度、引裂強度、耐毛羽性の観点から詳細な検討を行い、不織布の部分熱圧着面積率および熱圧着部の形状およびピッチを特定することで破断伸度、引裂強度と耐毛羽性の最適な範囲があることを見出し、本発明に達した。
【０００７】
すなわち、本発明は以下のとおりである。
（１）ＭＦＲが１０ｇ／１０ｍｉｎ以下であるポリスチレン系樹脂を０．１〜８．０ｗｔ％添加したポリエステルブレンド長繊維から構成され、３〜４０％の熱圧着面積率で部分熱接合された不織布であって、且つ、該不織布のＭＤ、ＣＤ方向のいずれの方向の破断伸度が３０〜７０％、毛羽等級が２．５級以上であることを特徴とする高伸度不織布。
（２）前記不織布においてポリスチレン系樹脂を添加しない場合の不織布に対するＭＤ方向の引裂強度増加率が、３０〜１００％であることを特徴とする上記（１）に記載の高伸度不織布。
（３）前記不織布においてポリスチレン系樹脂を添加しない場合の不織布に対するＭＤ方向の５％モジュラス低下率が、２０〜５０％であることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の高伸度不織布。
（４）前記不織布が、スパンボンド不織布であることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の高伸度不織布。
（５）前記不織布の目付が１０〜１６０ｇ／ｍ2 であり、厚みが０．０４〜０．８ｍｍであることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載の高伸度不織布。
（６）前記不織布が、紡糸速度３０００〜８０００ｍ／ｍｉｎで牽引された繊維から構成され、且つ、繊度が１．０〜４．０ｄｔｅｘであることを特徴とする上記（１）〜（５）のいずれかに記載の高伸度不織布。
（７）前記ポリエステルブレンド長繊維の複屈折率Δｎが０．０１５〜０．０７であることを特徴とする上記（１）〜（６）のいずれかに記載の高伸度不織布。
（８）前記不織布が、リン系の難燃剤を含有している繊維から構成されることを特徴とする上記（１）〜（７）のいずれかに記載の高伸度不織布。
（９）上記（８）に記載の高伸度不織布を用いることを特徴とする耐火被覆材の表面材料。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の高伸度不織布は、低モジュラスで高伸度を有しているために成型加工時の追従性に特に優れ、且つ、毛羽立ちが少なく、表面材料として用いるのに適した不織布を提供することができる。また、難燃剤を添加することで優れた難燃性を有し、耐火被覆材の表面材料としても適した不織布を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明について具体的に説明する。
本発明に使用するポリスチレン系樹脂は、ポリスチレン、スチレン・共役ジエンブロック共重合体、アクリロニトリル・スチレン共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、スチレン・アクリル酸エステル共重合体、スチレンメタアクリル酸エステル共重合体等が挙げられる。
本発明においては、主体となるポリエステル系樹脂に対してポリスチレン系樹脂の添加量は、紡糸性や得られる不織布の破断伸度の面から０．１〜８．０ｗｔ％が好ましく、より好ましくは０．２５〜５．０ｗｔ％である。ポリスチレン系樹脂の添加量が０．１ｗｔ％未満であると目的とする高伸度化された繊維が得られない。添加量が８．０ｗｔ％を超えると高伸度化された繊維は得られるものの、紡糸中に糸切れが多発し、安定して連続した繊維が得られず、生産性が低下する。
【００１０】
本発明に使用するポリエステル系樹脂は、熱可塑性ポリエステルであって、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピ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が挙げられる。熱可塑性ポリエステルは、エステルを形成する酸成分としてイソフタル酸やフタル酸などが重合または共重合されたポリエステルであってもよい。更には、生分解を有する樹脂、例えば、ポリグリコール酸やポリ乳酸のようなポリ（α−ヒドロキシ酸）、または、これらを主たる繰り返しの単位要素とする共重合体であってもよい。
本発明のポリエステルブレンド長繊維は、ポリエステル系樹脂が海部を形成し、ポリスチレン系樹脂が島部を形成する海島構造を形成することが好ましい。これらブレンド樹脂の延伸時においてポリスチレン系樹脂がポリエステル系樹脂よりも先に溶融状態からガラス状態へと転移して延伸が終了し、海部を形成するポリエステル系樹脂の延伸、配向結晶化が阻害されるものと推定される。それゆえ、海部の配向結晶化は抑制され、低結晶性のまま延伸が終了し、高伸度の繊維が得られる。
【００１１】
このような配向結晶化に対する抑制効果は、含有させるポリスチレン系樹脂のＭＦＲが大きく影響し、ＭＦＲが１０ｇ／１０ｍｉｎ以下のポリスチレン系樹脂がポリエステル系樹脂中に適度に分散している状態が好ましく、より好ましくは、ＭＦＲが１〜５ｇ／１０ｍｉｎの範囲のポリスチレン系樹脂である。１０ｇ／１０ｍｉｎを超えるＭＦＲのポリスチレン系樹脂場合には、得られる繊維の配向結晶化を抑制する効果が不十分となり、不織布の破断伸度が向上しにくい。
本発明の高伸度不織布を構成するポリエステルブレンド繊維の繊度は、好ましくは１．０〜４．０ｄｔｅｘである。繊度が１．０ｄｔｅｘ未満であると不織布の強度が低下し、紡糸時においてエジェクターの張力に繊維が十分に耐えることができず、繊維の一部が切れる場合がある。また、繊度が４．０ｄｔｅｘを超えると、繊維の剛性が大きくなり、且つ、紡糸時に冷却が不十分となるために得られる不織布が硬い風合いのものとなり、強度は大きくなるが、繊維の部分熱接合が難しくなる。
【００１２】
本発明の繊維の熱接合は、１６０〜２３０℃の加熱下で圧着面積率が３〜４０％である必要があり、より好ましくは５〜３０％、特に好ましくは７〜２０％であり、この範囲であると良好な繊維相互間の接合処理を行うことができる。加工の方法としては、一対のカレンダーロール間にウェブを通して熱接合させる方法が生産性に優れていて好ましい。熱接合処理の温度および圧力は、供給されるウェブの目付、速度等の条件によって適宜選択されるべきものであり、一概には定められない。
上記のカレンダーロールとしては、その表面が平滑なものや模様が彫刻されたもの、例えば、長方形型、ピンポイント型、織目柄、Ｙ柄、あるいはこれらの同種ローラーの組み合わせ、または、異種ローラーの組み合わせからなる複数の回転ローラーの使用も可能である。
【００１３】
熱接合部の面積率は、不織布の全面積に対して３〜４０％であり、この範囲が、得られる長繊維不織布の適度な強度と伸度、良好な耐毛羽性を図る上で好ましい。熱圧着面積率が３％未満であると、毛羽立ちが多く、４０％を超えると不織布がペーパーライクになり、破断伸度、引裂強力等の機械的物性が低下する傾向がある。
本発明の不織布は、破断伸度の向上と表面毛羽の改善の両方を改善したものである。一般に、破断伸度を大きくするためにポリスチレン系樹脂の添加量を多くしてもある割合で毛羽は一定となり、また、毛羽立ちを抑制するために熱圧着面積率を大きくすると、破断伸度が低下するものである。本発明では、ポリスチレン系樹脂の添加量と熱圧着面積率を相互に最適化することにより高伸度で毛羽特性の優れた不織布を得ることができた。
【００１４】
この関係は、表２に示したとおりであり、ポリスチレン（ＰＳ）系樹脂の添加量が０．２〜５ｗｔ％であり、且つ、熱圧着面積率が５〜３０％の範囲がより好ましく、特に好ましくは、ポリスチレン系樹脂の添加量が０．５〜２．５ｗｔ％であり、かつ、熱圧着面積率が７〜２０％の範囲である。特に熱圧着面積率が１０％前後で、ポリスチレン系樹脂の添加量が０．５〜２．５ｗｔ％の範囲が最も適している。
表２におけるポリスチレン系樹脂の添加量が０．５ｗｔ％における熱圧着面積率と破断伸度・毛羽等級の関係を図１に示した。熱圧着面積率が増加するにしたがって毛羽等級も向上し、熱圧着面積率１１％以上で毛羽等級が４級になる。しかし、一方で、破断伸度は、熱圧着面積率１１％をピークとして、それ以上の熱圧着面積率となると大幅に破断伸度が低下する。これらから、ポリスチレン系樹脂の添加量が０．５ｗｔ％において破断伸度と毛羽等級が最適になる熱圧着面積率の範囲は、７〜２０％であった。
【００１５】
また、表２において熱圧着面積率１１％におけるポリスチレン系樹脂添加量の効果を図２に示した。ポリスチレン系樹脂の添加量が増加するにしたがい、配向結晶化の抑制により熱接合効果が向上し、添加量が０．５ｗｔ％以上では毛羽等級が４級になる。破断伸度は、ポリスチレン系樹脂の添加量が増加するにしたがって向上するが、２．５ｗｔ％以上ではほぼ一定となる。紡糸性の観点を含めると、熱圧着面積率１１％におけるポリスチレン系樹脂の添加量の範囲は、０．５〜２．５％が最適であると考えられる。
本発明の不織布は、破断伸度がＭＤ及びＣＤ方向のいずれの方向においても、３０〜７０％であることが必要であり、より好ましくは、３５〜７０％である。破断伸度が７０％を超えると、使用用途によってはたるみやしわが発生しやすく、特に、表面材料として使用する際には好ましくない。尚、ＭＤとは不織布のマシン方向（タテ）、ＣＤとは幅方向（ヨコ）を示す。
【００１６】
本発明で得られる高伸度不織布は、ポリスチレン系樹脂を添加しない場合の不織布に対してＭＤ方向の引裂強度増加率が３０〜１００％であることが好ましい。引裂強度増加率がこの範囲にあると、耐火被覆材として施工する際に不織布としての十分な強度を有している。引裂強度増加率が３０％未満であると不織布を施工する際に穴が開いたり、引裂かれたりする。
本発明で得られる高伸度不織布は、ポリスチレン系樹脂を添加しない場合の不織布に対する５％伸長時のモジュラス低下率が２０〜５０％であることが好ましい。モジュラス低下率がこの範囲であると、小さな変形応力で不織布の加工が可能である。モジュラス低下率が２０％未満であると、不織布を加工する際にズレ、破れ等が生じる。
本発明の高伸度不織布の目付は、１０〜１６０ｇ／ｍ2 が好ましく、厚みは、０．０４〜０．８ｍｍが好ましい。目付と厚みがこの範囲にあると表面材料として使用する際に十分な強度が得られる。
【００１７】
本発明の高伸度不織布を得るに際して紡糸速度は、３０００〜８０００ｍ／ｍｉｎが好ましく、より好ましくは４０００〜６０００ｍ／ｍｉｎである。高紡速の方がポリスチレン系樹脂添加による高伸度化効果が大きいため、３０００ｍ／ｍｉｎ未満でも配向結晶化抑制効果は得られるが、不織布の破断伸度上昇効果が小さく、また、機械的物性が不十分である。８０００ｍ／ｍｉｎを超えると高伸度の繊維が得にくくなり、紡糸中に糸切れが発生する可能性があり、不織布の生産性が低下するので好ましくない。
本発明の高伸度ポリエステル長繊維の複屈折率Δｎは、０．０１５〜０．０７が好ましく、より好ましくは、０．０１５〜０．０５の範囲である。複屈折率がこの範囲であると、繊維の配向が適度で、高伸度の繊維が得られる。
【００１８】
本発明の繊維の形成は、常用の紡糸口金を用いて溶融紡糸で行う。ポリエステル系樹脂と少なくとも一種類以上のポリスチレン系樹脂をブレンドさせるには、ポリエステル系樹脂をマスターバッチ化する方法、ドライブレンドにより混合する方法等が考えられるが、コスト面からドライブレンド法を採用することが好ましい。
本発明で得られる高伸度不織布は、直接、長繊維をウェブ化することにより形成されるスパンボンド法が好適である。スパンボンド法で得られる不織布は、布強度が強く、且つ、ボンディング部の破損による短繊維の脱落がない等の物性上の特徴を有しており、また、低コストで生産性が高いため、衛生、土木、建築、農業・園芸を中心に広範な用途で使用されている。
【００１９】
本発明の高伸度不織布に用いる難燃剤は、環境安全性に優れるノンハロゲンのリン系化合物の難燃剤が好ましい。また、ＵＬ−９４燃焼試験によりＶＴＭ−１規格を満足することが望ましく、より好ましくはＶＴＭ−０規格を満足していることである。燃焼試験規格がＶＴＭ−１規格未満では発火による燃焼を想定した場合、延焼を引き起こし、難燃性として十分な性能を持つとは言い難い。
さらに、本発明の目的を損なわない範囲で他の常用の各種添加成分、例えば、各種エラストマー類などの衝撃性改良剤、結晶核剤、着色防止剤、酸化防止剤、耐熱剤、可塑剤、滑剤、耐候剤、着色剤等の添加剤を添加することができる。
さらに、本発明の高伸度不織布には、本発明の目的を損なわない範囲で、常用の後加工、例えば、消臭剤、抗菌剤、防ダニ剤等の付与をしてもよいし、染色、撥水加工、透湿防水加工等を施してもよい。
【００２０】
本発明の高伸度不織布は、低モジュラスで高伸度を有している等の特性を活かして幅広い用途展開が可能であり、大きな伸長や複雑な形状変形を伴う高度な成形部材として適している。例えば、ドアトリム、天井成形材、シート内張布などの自動車内装材、緑茶、紅茶、コーヒーなどの食品用フィルターバッグ、防虫剤、芳香剤の揮発性薬品容器等が挙げられる。特に好ましい例として耐火被覆材の表面材料が挙げられる。耐火被覆材としての必要特性として難燃性の他に、成形加工時の追従性のために低モジュラス・高伸度、且つ、施工の際に引裂強度等が要求される。また、表面材料として使用するためには耐毛羽性が重要となる。したがって、本発明の高伸度不織布は、耐火被覆材の表面材料として非常に適した特性を有している。
【実施例】
【００２１】
以下、実施例などにより本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、これら実施例などにより何ら限定されるものではない。なお、測定方法、評価方法などは下記の通りである。
（１）不織布の破断伸度・５％モジュラス：
島津製作所社製；オートグラフＡＧＳ−５Ｇ型を用いて、３ｃｍ幅の試料を把握長１００ｍｍ、引張速度３００ｍｍ／ｍｉｎで伸長し、得られる破断時の荷重を強度、破断時の伸び率を伸度、５％伸長時のモジュラスを５％モジュラスとし、不織布のＭＤ、ＣＤ方向についてそれぞれ５回ずつ測定を行い、その総平均値を求めた。また、ポリスチレンを添加しない場合の不織布の５％モジュラスに対する高伸度不織布の５％モジュラスの割合から５％モジュラスの低下率を求めた。
（２）ＭＦＲ（ｇ／１０ｍｉｎ）：
メルトインデクサー（東洋精機社製：ＭＥＬＴ ＩＮＤＥＸＥＲ Ｓ−１０１）溶融流量装置を用い、オリフィス径１．０４７５ｍｍ、オリフィス長０．８ｍｍ、荷重５０００ｇ、測定温度２００℃の条件で一定体積分を吐出するのに要する時間から１０分間当たりの溶融ポリマーの吐出量（ｇ）を算出し、求めた。
【００２２】
（３）毛羽等級：
ＭＤ、ＣＤ方向に２５ｍｍ×３００ｍｍの試験片を採取し、日本学術振興会型堅牢度試験機を用いて、摩擦子の荷重が２００ｇ、摩擦子側には同布を使用し、５０回動作をさせて、以下の基準で、耐毛羽性を等級付けた。
１．０級：試験片が破損するほど繊維が剥ぎ取られる。
２．０級：試験片が薄くなるほど甚だしく繊維が剥ぎ取られる。
２．５級：毛玉が大きくはっきりと見られ、複数箇所で繊維が浮き上がり始める。
３．０級：はっきりとした毛玉ができ始め、または小さな毛玉が複数見られる。
３．５級：繊維が３〜５本程度、もしくは数ヶ所に小さな毛玉ができ始める程度に毛
羽立っている。
４．０級：繊維が１〜２本程度、もしくは一ヶ所に小さな毛玉ができはじめる程度に
毛羽立っている。
５．０級：毛羽立ちがない。
【００２３】
（４）部分熱圧着面積率（％）：
１ｃｍ角の試験片をサンプリングして電子顕微鏡で写真を撮影し、その各写真より熱圧着部の面積を測定し、その平均値を熱圧着部の面積とした。また、熱圧着部のパターンのピッチを縦方向及び横方向において測定した。それらの値により、不織布の単位面積当たりに占める熱圧着面積の比率を部分熱圧着面積率として算出した。
（５）引裂強力（Ｎ）：
幅６５ｍｍ×長さ１００ｍｍの試料片をＪＩＳ−Ｌ−１０９６に規定のペンジュラム法にて測定した。また、ポリスチレンを添加しない場合の不織布の引裂強度に対する高伸度不織布の引裂強度の割合から引裂強度の増加率を求めた。
【００２４】
（６）複屈折率（Δｎ）：
ＯＬＹＭＰＵＳ社製のＢＨ２型偏光顕微鏡コンペンセーターを用いて、通常の干渉縞法によってレターデーションと繊維径より牽引直後の繊維の複屈折率を求めた。
（７）目付（ｇ／ｍ2 ）：
ＪＩＳ−Ｌ−１９０６に規定の方法で測定した。
（８）厚み：
ＪＩＳ−Ｌ−１９０６に規定の方法で荷重１００ｇ／ｃｍ2 の厚みを測定した。
【００２５】
（９）繊度（ｄｔｅｘ）：
１ｍ長の重量を測定してｎ＝５の平均値を求め、１００００ｍ長に算出して求めた。
（１０）難燃性評価：
ＵＬ−９４：ＶＴＭ試験（薄手材料の垂直法燃焼試験）に準じた評価方法で評価を行った。
（１１）追従性試験：
幅２５０ｍｍ、長さ４５０ｍｍ、厚み４０ｍｍの耐火被覆材を直径９０ｍｍのロール状に巻き、ロックウールと表面材の不織布との間で生じるズレを測定した。
○（合格） ズレ：５ｍｍ未満
×（不合格）ズレ：５ｍｍ以上
【００２６】
（１２）ピン固定引張荷重試験：
万能試験機を用いて、幅５０ｍｍ、長さ２２５ｍｍの耐火被覆材用不織布を上端から３０ｍｍの位置にピンで固定し、把握長１５０ｍｍ、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎで伸長し、得られる破断時の荷重を引張荷重とし、不織布のＭＤ、ＣＤ方向についてそれぞれ５回ずつ測定を行い、その総平均値を求めた。
○：ピン固定引張荷重２２Ｎ以上
△：ピン固定引張荷重１８Ｎ以上２２Ｎ未満
×：ピン固定引張荷重１８Ｎ未満
（１３）難燃性試験：
幅３５０ｍｍ、長さ２３０ｍｍ、厚み４０ｍｍの耐火被覆材の不織布面を燃焼面としてＪＩＳ Ｌ−１０９１ Ａ−２法（４５°メッケルバーナー法）に準じた試験方法で評価を行った。
○（合格） 炭化面積：３００ｃｍ2 未満、残炎時間：３０秒未満
×（不合格）炭化面積：３００ｃｍ2 以上、残炎時間：３０秒以上
以下、実施例及び比較例によって本発明を更に説明する。
【００２７】
［実施例１］
リン系の難燃剤を添加したポリエチレンテレフタレート樹脂にＭＦＲ２．６ｇ／１０ｍｉｎのポリスチレン樹脂を添加量が０．５ｗｔ％となるようにドライブレンドにて混合し、常用の溶融紡糸装置に供給した。次に、２８０℃にて均一に溶融混合し、円形断面の紡糸孔を有する紡糸口金から紡糸速度４７００ｍ／ｍｉｎにて溶融紡出して繊度が２．０ｄｔｅｘのポリエステルブレンド長繊維を得た。この繊維を開繊分散してウェブを作成し、エンボスロールとフラットロール間において熱圧着面積率７％で部分熱接合することにより、長繊維スパンボンド不織布を得た。得られた不織布の物性を表１に示す。
【００２８】
［実施例２］
実施例１においてポリスチレン樹脂の添加量が１．０ｗｔ％となるようにブレンドしたこと以外は、実施例１と同様にして長繊維スパンボンド不織布を得た。得られた不織布の物性を表１に示す。
［実施例３］
実施例２においてＭＦＲが８ｇ／１０ｍｉｎのポリスチレン樹脂をブレンドしたこと以外は、実施例２と同様にして長繊維スパンボンド不織布を得た。得られた不織布の物性を表１に示す。
【００２９】
［実施例４］
ポリエチレンテレフタレート樹脂にＭＦＲ２．６ｇ／１０ｍｉｎのポリスチレン樹脂を添加量が０．２ｗｔ％となるようにドライブレンドにて混合し、常用の溶融紡糸装置に供給した。次に、２８０℃にて均一に溶融混合し、円形断面の紡糸孔を有する紡糸口金から紡糸速度４７００ｍ／ｍｉｎにて溶融紡出して繊度が２．０ｄｔｅｘのポリエステルブレンド長繊維を得た。この繊維を開繊分散してウェブを作成し、エンボスロールとフラットロール間において熱圧着面積率１１％で部分熱接合することにより、長繊維スパンボンド不織布を得た。得られた不織布の物性を表１に示す。
【００３０】
［実施例５］
実施例４においてポリスチレン樹脂の添加量が０．５ｗｔ％となるようにブレンドしたこと以外は、実施例４と同様にして長繊維スパンボンド不織布を得た。得られた不織布の物性を表１に示す。
［実施例６］
実施例４においてポリスチレン樹脂の添加量が１．０ｗｔ％となるようにブレンドしたこと以外は、実施例４と同様にして長繊維スパンボンド不織布を得た。得られた不織布の物性を表１に示す。
【００３１】
［実施例７］
実施例４においてポリスチレン樹脂の添加量が２．５ｗｔ％となるようにブレンドしたこと以外は、実施例４と同様にして長繊維スパンボンド不織布を得た。得られた不織布の物性を表１に示す。
［実施例８］
実施例４においてポリスチレン樹脂の添加量が５．０ｗｔ％となるようにブレンドしたこと以外は、実施例４と同様にして長繊維スパンボンド不織布を得た。得られた不織布の物性を表１に示す。
【００３２】
［実施例９］
実施例５において熱圧着面積率３０％で部分熱接合したこと以外は、実施例５と同様にして長繊維スパンボンド不織布を得た。得られた不織布の物性を表１に示す。
［実施例１０］
実施例１において難燃剤を添加していないポリエチレンテレフタレート樹脂にポリスチレン樹脂の添加量が５．０ｗｔ％となるようにブレンドしたこと以外は、実施例１と同様にして長繊維スパンボンド不織布を得た。得られた不織布の物性を表１に示す。
【００３３】
［実施例１１］
実施例５の高伸度不織布を表面材料とし、ホットメルト剤を用いてロックウールとの貼り合わせを行い、耐火被覆材を作製した。この耐火被覆材の表面材として用いた場合、不織布の必要特性である追従性、ピンによる引張荷重、難燃性について評価し、それらの結果を表３に示した。これらから、耐火被覆材の表面材料として優れた特性を示している。
［比較例１］
実施例１においてポリスチレン樹脂を添加しないこと以外は、実施例１と同様にして長繊維スパンボンド不織布を得た。得られた不織布の物性を表１に示す。得られた不織布は、実施例１、２で得られた不織布に比べ、破断伸度が約半分程度しかなく、低伸度であった。
【００３４】
［比較例２］
実施例４においてポリスチレン樹脂を添加しないこと以外は、実施例４と同様にして長繊維スパンボンド不織布を得た。得られた不織布の物性を表１に示す。得られた不織布は、実施例４〜８で得られた不織布に比べ、破断伸度が約半分程度しかなく、低伸度であった。
［比較例３］
実施例１において熱圧着面積率２％で部分熱接合したこと以外は、実施例１と同様にして長繊維スパンボンド不織布を得た。得られた不織布の物性を表１に示す。得られた不織布は、実施例１、２で得られた不織布に比べ、破断伸度が約１／３程度しかなく低伸度であった。
【００３５】
［比較例４］
実施例１において熱圧着面積率５０％で部分熱接合したこと以外は、実施例１と同様にして長繊維スパンボンド不織布を得た。得られた不織布の物性を表１に示す。得られた不織布は、実施例１、２で得られた不織布に比べ、破断伸度が約１／３程度しかなく低伸度であった。
［比較例５］
実施例２においてＭＦＲが１８ｇ／１０ｍｉｎのポリスチレン樹脂を１．０ｗｔ％添加したこと以外は、実施例２と同様にして長繊維スパンボンド不織布を得た。得られた不織布の物性を表１に示す。ＭＦＲの数値が大き過ぎたために、実施例２に比較して、伸度は約半分程度であり、高伸度化が出来なかったことがわかる。
【００３６】
［比較例６］
実施例１においてポリスチレン樹脂を添加量が１０ｗｔ％となるようにブレンドしたこと以外は、実施例１と同様にして長繊維スパンボンド不織布を得ようとしたが、糸切れの多発と紡口付近での糸曲がりが発生し、紡糸不可の状態であり、連続した糸が得ることは出来なかった。
［比較例７］
比較例２の不織布を表面材料とし、ホットメルト剤を用いてロックウールとの貼り合わせを行い、耐火被覆材を作製した。この耐火被覆材の表面材として用いた場合、不織布の必要特性である追従性、ピンによる引張荷重、難燃性について評価し、それらの結果を表３に示した。これらから、追従性、引張荷重が低く、耐火被覆材の表面材料としては満足のできるものが得られなかった。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【表２】
【００３９】
【表３】
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、前記のような従来技術の問題を解決しようとするものであり、ポリエステル系樹脂のブレンド紡糸において特定の物性を有するポリスチレン系樹脂を選定することで相溶化剤を用いなくても熱安定性と分散性を向上することが可能であり、紡糸性が良好で、且つ、低モジュラスで高伸度を有する不織布を提供すること、また、表面材料として見た目も良く、毛羽立ちにくい不織布を提供することを目的とするものである。本発明においては、後加工の必要が無いため、コスト面で有利であり、且つ、安定的な生産が可能である。
本発明の高伸度不織布は、低モジュラスで高伸度を有しているために成型加工時の追従性に特に優れ、且つ、毛羽立ちが少なく、表面材料として表面材料として見た目も良く、毛羽立ちにくい不織布であり、また、難燃剤を添加することで優れた難燃性を有し、耐火被覆材の表面材料としても適した不織布である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】表２におけるポリスチレン系樹脂の添加量が０．５ｗｔ％における熱圧着面積率と破断伸度・毛羽等級の関係を示す図である。
【図２】表２において熱圧着面積率１１％におけるポリスチレン系樹脂添加量の効果を示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＦＲが１０ｇ／１０ｍｉｎ以下であるポリスチレン系樹脂を０．１〜８．０ｗｔ％添加したポリエステルブレンド長繊維から構成され、３〜４０％の熱圧着面積率で部分熱接合された不織布であって、且つ、該不織布のＭＤ、ＣＤ方向のいずれの方向の破断伸度が３０〜７０％、毛羽等級が２．５級以上であることを特徴とする高伸度不織布。
【請求項２】
前記不織布においてポリスチレン系樹脂を添加しない場合の不織布に対するＭＤ方向の引裂強度増加率が、３０〜１００％であることを特徴とする請求項１に記載の高伸度不織布。
【請求項３】
前記不織布においてポリスチレン系樹脂を添加しない場合の不織布に対するＭＤ方向の５％モジュラス低下率が、２０〜５０％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の高伸度不織布。
【請求項４】
前記不織布が、スパンボンド不織布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高伸度不織布。
【請求項５】
前記不織布の目付が１０〜１６０ｇ／ｍ2 であり、且つ、厚みが０．０４〜０．８ｍｍ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高伸度不織布。
【請求項６】
前記不織布が、紡糸速度３０００〜８０００ｍ／ｍｉｎで牽引された繊維から構成され、且つ、繊度が１．０〜４．０ｄｔｅｘであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の高伸度不織布。
【請求項７】
前記ポリエステルブレンド長繊維の複屈折率Δｎが０．０１５〜０．０７であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の高伸度不織布。
【請求項８】
前記不織布が、リン系の難燃剤を含有している繊維から構成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の高伸度不織布。
【請求項９】
請求項８に記載の高伸度不織布を用いることを特徴とする耐火被覆材の表面材料。
【請求項１】
ＭＦＲが１０ｇ／１０ｍｉｎ以下であるポリスチレン系樹脂を０．１〜８．０ｗｔ％添加したポリエステルブレンド長繊維から構成され、３〜４０％の熱圧着面積率で部分熱接合された不織布であって、且つ、該不織布のＭＤ、ＣＤ方向のいずれの方向の破断伸度が３０〜７０％、毛羽等級が２．５級以上であることを特徴とする高伸度不織布。
【請求項２】
前記不織布においてポリスチレン系樹脂を添加しない場合の不織布に対するＭＤ方向の引裂強度増加率が、３０〜１００％であることを特徴とする請求項１に記載の高伸度不織布。
【請求項３】
前記不織布においてポリスチレン系樹脂を添加しない場合の不織布に対するＭＤ方向の５％モジュラス低下率が、２０〜５０％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の高伸度不織布。
【請求項４】
前記不織布が、スパンボンド不織布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高伸度不織布。
【請求項５】
前記不織布の目付が１０〜１６０ｇ／ｍ2 であり、且つ、厚みが０．０４〜０．８ｍｍ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高伸度不織布。
【請求項６】
前記不織布が、紡糸速度３０００〜８０００ｍ／ｍｉｎで牽引された繊維から構成され、且つ、繊度が１．０〜４．０ｄｔｅｘであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の高伸度不織布。
【請求項７】
前記ポリエステルブレンド長繊維の複屈折率Δｎが０．０１５〜０．０７であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の高伸度不織布。
【請求項８】
前記不織布が、リン系の難燃剤を含有している繊維から構成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の高伸度不織布。
【請求項９】
請求項８に記載の高伸度不織布を用いることを特徴とする耐火被覆材の表面材料。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００８−２１４７６６（Ｐ２００８−２１４７６６Ａ）
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−４０４３８（Ｐ２００７−４０４３８）
【出願日】平成１９年２月２１日（２００７．２．２１）
【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２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月２１日（２００７．２．２１）
【出願人】（３０３０４６３０３）旭化成せんい株式会社 (548)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]